KR101791532B1

KR101791532B1 - 수동 압력 조절 밸브를 모니터링하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101791532B1
Application number: KR1020137032019A
Authority: KR
Inventors: 아르민 될커
Original assignee: 엠테우 프리드리히스하펜 게엠베하
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2017-10-30
Also published as: KR20140028050A; EP2705236B1; US9458786B2; WO2012150003A1; US20140109876A1; CN103732891B; CN103732891A; EP2705236A1; DE102011100189A1

Abstract

본 발명에서는, 연료를 커먼-레일 시스템의 레일(6)로부터 연료 탱크(2)로 복귀시키는 수동 압력 제한 밸브(passive pressure limiting valve)(11)를 모니터링하기 위한 방법이 제안되며, 상기 방법에서는 레일-압력 센서(9)의 결함이 검출되면 레일 압력-조절 모드에서 비상 모드로 전환이 이루어지고, 이때 상기 비상 모드에서는 상기 압력 제한 밸브(11)가 반응할 때까지 연속적으로 레일 압력이 상승되며; 그리고 상기 방법에서 비상 모드에서는, 추가로 내연 기관의 시동 단계가 종료 상태로 검출되면, 상기 압력 제한 밸브(11)가 개방 상태로 설정되며; 그리고 상기 방법에서는 부가적으로 상기 압력 제한 밸브(11)의 개방 시간(opening duration)이 모니터링 된다.

Description

수동 압력 조절 밸브를 모니터링하기 위한 방법 {METHOD FOR MONITORING A PASSIVE PRESSURE REGULATION VALVE}

본 발명은, 연료를 커먼-레일 시스템의 레일로부터 연료 탱크로 복귀시키는 수동 압력 제한 밸브(passive pressure limiting valve)를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서는 레일-압력 센서의 결함이 검출되면 레일 압력-조절 모드에서 비상 모드로 전환이 이루어지고, 이때 상기 비상 모드에서는 상기 압력 제한 밸브가 반응할 때까지 연속적으로 레일 압력이 상승된다.

DE 10 2006 049 266 B3호에 공지된 방법에서는 수동 압력 제한 밸브의 개방이 모니터링 된다. 개방된 압력 제한 밸브에서는 부하 차단(load shedding) 후, 레일 압력이 한계값을 초과하고, 후속해서 거듭 내연 기관의 정상 상태(steady state)가 검출되며 그리고 부가적으로 레일 압력-폐회로(rail pressure-closed loop)의 특성값이 기준값과 크게 다른지 검출된다. 상기 레일 압력-폐회로의 특성값은 레일 압력 조절기의 I-부분 또는 예컨대 흡인 스로틀을 구동 제어하기 위한 PWM-신호를 의미할 수 있다. 제시된 DE 10 2006 049 266 B3호 방법에 있어서는 효과적인 레일-압력 센서가 필수적으로 요구된다.

DE 10 2006 040 441 B3호 역시 부하 차단 후 수동 압력 제한 밸브를 모닝터링하기 위한 방법을 기술한다. 제 1 단계에서는, 레일 압력이 정상 상태의 레일 압력에서, 예컨대 1800bar에서 시작하여 제 1의, 보다 높은 한계값, 예컨대 1850bar를 초과하였는지 검사된다. 그 다음 제 2 단계에서는, 흡인 스로틀의 일시적인 폐쇄 방향으로의 적용에도 불구하고, 레일 압력이 제 2의, 훨씬 더 높은 한계값, 예컨대 1920bar를 초과하는지 검사된다. 상기 두 한계값이 초과된 경우에는, 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정된다. 그러나 압력 제한 밸브들의 편차로 인해, 평가 프로그램으로부터 압력 제한 밸브가 개방 상태로 검출되기는 하지만 사실상 상기 압력 제한 밸브는 여전히 폐쇄되어 있는 경우가 실제로 발생할 수 있다. 이러한 현상이 초래하는 결과로는 조작자 오경보(false alarm) 및 잘못된 후속 반응이 있다. 효과적인 레일-압력 센서는 DE 10 2006 040 441 B3호 방법에서도 마찬가지로 필수적으로 요구된다.

본 발명의 기초가 되는 목적은 일반적인 커먼-레일 시스템에서 레일-압력 센서의 고장 시에도 개방된 압력 제한 밸브를 검출하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1을 통해서 해결된다. 각각의 종속항에는 형성예들이 제시되어 있다.

본 발명에 따른 방법에서는, 레일-압력 센서의 결함이 검출되면 조절 모드에서 비상 모드로 전환이 이루어지고, 이때 상기 비상 모드에서는 압력 제한 밸브가 반응할 때까지 연속적으로 레일 압력이 상승된다. 결함이 있는 레일-압력 센서에서는 레일 압력에 대한 정보가 더 이상 성취되지 않기 때문에, 비상 모드로 전환 후 추가로 내연 기관의 시동 단계가 종료 상태로 검출되면 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정된다. 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정된 후에, 상기 압력 제한 밸브의 개방 시간(opening duration)이 모니터링 된다. 그러므로 본 발명에는, 개방된 압력 제한 밸브에서 작동 시간은 이 압력 제한 밸브가 재시동(restart) 후에도 여전히 밀폐되어 있거나 또는 이 압력 제한 밸브에서 이미 누출 현상(leakage)이 있는지를 판단하는데 아주 중요하다는 인식이 토대가 되고 있다. 알려진 바와 같이, 연료는 사용되지 않은 상태로 레일로부터 연료 탱크로 복귀되기 때문에 누출 현상이 있는 압력 제한 밸브는 전체 효율 감소를 야기한다. 본 발명에서 장점은, 원하지 않은 누출 현상과 관련하여 비상 모드시 안정된 작동 상태 외에도 확실한 결함 분리도 가능하다는 것이다. 전체적으로는 상기 모니터링 방법의 간단한 매개변수화 및 실행이 장점이다.

계속 운전(continued operation)을 위해 제 1 시간 제한(time limit) 및 제 2 시간 제한이 결정됨으로써, 개방 상태로 설정된 압력 제한 밸브의 개방 시간이 모니터링 된다. 상기 제 1 시간 제한이 종료된 후에는 조작자에게 주의를 주기 위한 황색 경보가 개시된다. 그 다음 상기 제 2 시간 제한이 종료된 후에는 압력 제한 밸브 교체 권고로서 적색 경보가 개시된다. 조작자에 의해 내연 기관이 정지되면, 현재(current)의 개방 시간이 저장된다. 내연 기관의 시동 후 새로 개방된 압력 제한 밸브가 검출되면, 상기 저장된 개방 시간이 계속 계산되고(continued counting) 그리고 제 1 시간 제한 및 제 2 시간 제한을 초과하는지 모니터링 된다.

모니터링 시간 외에도 부가적으로 개방 과정들의 빈도도 파악된다. 따라서 개방 과정들 중 제 1 회차 개방 과정에서는 황색 경보가 개시되고, 개방 과정들 중 제 2회차 개방 과정에서는 적색 경보가 개시된다. 그러므로 본 발명의 이러한 해결책에서는, 개방 과정들의 횟수도 마찬가지로 압력 제한 밸브가 재시동 후에도 여전히 밀폐되어 있거나 또는 압력 제한 밸브에서 이미 누출 현상이 있는지를 판단하는데 매우 중요하다는 인식이 토대가 된다.

각각의 도면에는 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

도 1은 시스템 모형도이고,
도 2는 레일 압력-폐회로이며,
도 3은 제 1 시간 다이어그램이고,
도 4는 개방 과정이 다수회 실시되는 제 2 시간 다이어그램이며,
도 5는 프로그램 순서도이고 그리고
도 6은 서브 프로그램이다.

도 1은 커먼-레일 시스템을 갖춘 전자식으로 제어되는 내연 기관(1)의 시스템 모형도를 보여준다. 상기 커먼-레일 시스템은 다음의 기계 부품들을 포함한다: 연료 탱크(2)로부터 연료를 운반하기 위한 저압 펌프(3), 관류하는 연료-용적 유량에 영향을 주기 위한 가변성 흡인 스로틀(4), 압력 상승 하에서 연료를 운반하기 위한 고압 펌프(5), 연료를 저장하기 위한 레일(6) 그리고 내연 기관(1)의 연소 챔버들 안으로 연료를 분사하기 위한 인젝터(7)들. 선택적으로 상기 커먼-레일 시스템에는 개별 저장기들도 제공될 수 있는데, 이러한 경우 예컨대 인젝터(7)에는 추가의 완충 용적(buffer volume)으로서 개별 저장기(8)가 집적되어 있다. 레일(6) 내에서 허용되지 않는 높은 압력 레벨을 완화시키는 안전 장치로서 수동 압력 제한 밸브(11)가 제공되는데, 상기 수동 압력 제한 밸브는 예컨대 레일 압력이 2400bar일 때 개방되고 그리고 개방된 상태에서 연료를 레일(6)로부터 연료 탱크(2)로 역류(run back)시킨다.

내연 기관(1)의 작동 모드는 전자 제어 유닛(ECU)(10)에 의해 결정된다. 상기 전자 제어 유닛(10)은 마이크로 컴퓨터 시스템의 통상적인 구성 부품들, 예를 들면 마이크로 프로세서, I/O-모듈들, 버퍼들 그리고 메모리 모듈(EEPROM, RAM)들을 포함한다. 상기 메모리 모듈들에는 내연 기관(1)의 작동에 중요한 작동 데이터들이 특성 필드들/특성 곡선들로 적용되어 있다. 이러한 특성 필드들/특선 곡선들로 적용된 작동 데이터를 통해서 전자 제어 유닛(10)은 입력값들로부터 출력값들을 산출한다. 도 1에는 예시적으로 다음의 입력값들이 도시되어 있다: 레일-압력 센서(9)에 의해 측정되는 레일 압력(pCR), 엔진 회전수(nMOT), 조작자에 의해 규정된 허용 출력(allowed power)에 대한 신호(FP), 선택적으로 개별 저장기 압력(pE) 그리고 입력값(EIN). 상기 입력값(EIN)에는 추가의 센서 신호들, 예를 들면 배기 가스 터보 과급기의 급기 압력(charge air pressure)이 포함되어 있다. 도 1에는 전자 제어 유닛(10)의 출력값들로서 흡인 스로틀(4)을 구동 제어하기 위한 신호(PWM), 인젝터(7)들을 구동 제어(분사 시작/분사 종료)하기 위한 신호(ve) 및 출력값(AUS)이 도시되어 있다. 상기 출력값(AUS)은 내연 기관(1)을 개회로 제어 및 폐회로 제어하기 위한 추가의 조절 신호들, 예를 들면 순차적인 터보 과급(sequential turbocharging)시 제 2 배기 가스 터보 과급기를 활성화하기 위한 조절 신호를 대신한다.

도 2는 레일 압력(pCR)을 조절하기 위한 레일 압력-폐회로(12)를 보여준다. 상기 레일 압력-폐회로(12)의 입력값들은 다음과 같다: 목표-레일 압력(pCR(SL)), 목표-소비율(VVb), 엔진 회전수(nMOT), 결함이 있는 레일-압력 센서를 식별하기 위한 식별자로서 신호(SD) 및 값(E1). 상기 값(E1)에는 예를 들어 PWM-신호 산출에 함께 들어가는 PWM-기본 주파수, 배터리 전압 그리고 공급 라인을 갖는 흡인 스로틀 코일의 옴 저항이 포함되어 있다. 상기 레일 압력-폐회로(12)의 출력값은 레일 압력(pCR)의 원 값(raw value)이다. 상기 레일 압력(pCR)의 원 값으로부터는 필터(13)에 의해 실제-레일 압력(pCR(IST))이 산출된다. 그리고 나서 상기 실제-레일 압력은 총합 지점(summation point)(A)에서 목표-레일 압력(pCR(SL))과 비교되고, 이러한 비교로부터 조절 편차(ep)가 얻어진다. 압력 조절기(14)는 상기 조절 편차(ep)로부터, 리터/분(liter/minute)의 물리 단위를 갖는 조절기-용적 유량(VR)에 상응하는 자체 조절값을 산출한다. 총합 지점(B)에서는 산출된 목표-소비율(VVb)이 상기 조절기-용적 유량(VR)에 가산된다. 목표-소비율(VVb)은 목표 분사량과 엔진 회전수에 따라 산출된다. 총합 지점(B)에서의 가산 결과는 제한되지 않은 용적 유량(Vu)에 상응하는데, 상기 제한되는 않은 용적 유량은 엔진 회전수(nMOT)에 따라 제한(15)을 통해 한정된다. 상기 제한(15)의 출력값은 목표-용적 유량(V(SL))에 상응하는데, 상기 목표-용적 유량은 펌프-특성 곡선(16)의 입력값이다. 상기 펌프-특성 곡선(16)을 통해 목표-용적 유량(V(SL))에는 목표-전류(i(SL))가 할당된다. 상기 목표-전류(i(SL))는 기능 블록(17)의 입력값이다. 상기 기능 블록(17)에는 PWM-신호 산출이 포함되어 있다. 기능 블록(17)의 출력값은 고압 펌프로부터 레일(6)로 운반되는 실제-용적 유량(V(IST))에 상응한다. 레일 내 압력 레벨(pCR)은 레일-압력 센서에 의해 파악된다. 이러한 압력 레벨 검출에 의해 폐회로(12)가 완료된다(closed).

이제 결함이 있는 레일-압력 센서가 검출되면(SD=1), 조절 모드에서 비상 모드로 전환이 이루어진다. 비상 모드에서는 압력 제한 밸브가 반응할 때까지 연속적으로 레일 압력이 상승된다. 이를 위해 흡인 스로틀이 개방 방향으로 적용됨으로써, 고압 펌프는 더 많은 연료를 운반할 수 있다. 이러한 연료 운반 과정은 목표-전류(i(SL)가 흡인 스로틀의 구동 제어 신호로서 비상시 운전 값, 예컨대 0암페어로 설정됨으로써 달성된다. 대안적으로 PWM-신호는 흡인 스로틀의 구동 제어 신호로서 비상시 운전 값, 예컨대 0%로 설정될 수 있다. 마찬가지로 정상 모드의 펌프-특성 라인으로부터 비상 모드의 한계 곡선(limiting curve)으로 전환될 수도 있다. 압력 제한 밸브가 개방된 경우에는 레일 압력이 무부하 동작시 압력값, 예컨대 900bar 내지 전 부하시 압력값, 예컨대 700bar 범위에 있다. 비상 모드에서 레일 압력은 항상 상기와 같은 압력 범위 내에 있으므로, 엔진 출력이 균일한 안정된 작동 상태가 보장된다.

도 3은 개방 시간 모니터링에 의한 압력 제한 밸브의 개방 과정을 시간 다이어그램으로 보여준다. 상기 다이어그램에는 시간에 따른 다음 항목들의 추이가 도시되어 있다: 레일 압력(pCR), 결함이 있는 레일-압력 센서를 식별하기 위한 프로세스 변수(SD), 흡인 스로틀 유량을 식별하기 위한 프로세스 변수(SDL), 엔진 시동 신호(START), 압력 제한 밸브의 상태 특성으로서 프로세스 변수(DBV), 황색 경보의 프로세스 변수(D1), 적색 경보의 프로세스 변수(D2), 정지된 내연 기관을 검출하기 위한 엔진 정지 프로세스 변수(Mst) 그리고 리셋 신호로서 신호(RS).

시점(t0)에서는 시스템과 레일-압력 센서의 오류가 없다. 따라서 프로세스 변수(SD)는 SD=0의 값을 갖는다. 레일 압력은 pCR=1000bar이다. 시동 과정이 아직 종료되지 않았으므로, 프로세스 변수는 START=1이다. 시점(t1)에서는 레일-압력 센서의 고장이 검출되고, 신호(SD)는 0의 값에서 1의 값으로 전환된다. 레일-압력 센서의 결함이 검출됨에 따라 조절 모드에서 비상 모드로 전환이 이루어진다. 비상 모드에서는, 예컨대 흡인 스로틀의 목표 전류가 0암페어의 값으로 세팅됨으로써 압력 제한 밸브가 의도한 바대로 개방된다. 프로세스 변수(SDL)는 1의 값에서 SDL=0의 값으로 전환된다. 흡인 스로틀이 완전히 개방되었기 때문에 고압 펌프는 레일 내부로 더 많은 용적 유량을 운반하고, 결과적으로 시점(t1) 후 레일 압력은 상승한다. 시점(t2)에서는 도면에 도시되지 않은 엔진 회전수가 무부하 회전수에 도달하는데, 즉 내연 기관이 시동 단계를 벗어난다. 그에 상응하게 신호(START)는 1의 값에서 0의 값으로 전환된다.

레일 압력이 더 이상 측정될 수 없기 때문에, 압력 제한 밸브를 언제 개방하는지도 정확하게 규정될 수 없다. 이러한 이유로 인해, 결함이 있는 레일-압력 센서가 검출(도 3: 시점 (t1)될 뿐만 아니라, 동시에 내연 기관의 시동 단계가 종료되는 시점이 개방 시점으로 간주된다. 동일하게 내연 기관의 시동 단계 종료는 시점(t2)에서도 나타난다: 이 때문에 시점(t2)에서는 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정된다. 신호(DBV)는 이제 0의 값에서 DBV=1의 값으로 전환된다. 시점 t2에서부터는 압력 제한 밸브의 개방 시간이 제 1 시간 제한(tLi1) 및 제 2 시간 제한(tLi2)을 초과하는지 모니터링 된다. 실제 작동에서 제 1 시간 제한(tLi1)은 예컨대 3시간 그리고 제 2 시간 제한(tLi2)은 예컨대 5시간에 달할 수 있다. 프로세스 변수(D1)는 이 때문에 시점(t3)에서 D1=1의 값으로 전환되며, 그로 인해 조작자에게 주의를 주기 위한 황색 경보가 개시된다. 시점(t4)에서는 마찬가지로 제 2 시간 제한(tLi2)에 도달하게 된다. 상기 시점(t4)에서 프로세스 변수(D2)는 D2=1의 값으로 전환되고, 그로 인해 적색 경보가 작동된다.

시점(t5)에서는 조작자에 의해 내연 기관이 정지되는데, 이로 인해 엔진 정지 프로세스 변수(Mst)가 Mst=1의 값으로 설정된다. 내연 기관이 정지되면 압력 제한 밸브는 폐쇄되기 때문에, 이러한 상황에서 신호(DBV)는 다시 DBV=0의 값으로 재설정된다. 내연 기관은 다시 시동 단계에 있으며, 신호(START)가 다시 1의 값으로 설정된다. 시점(t6)에서는 레일-압력 센서가 교체되고, 나타났던 센서 결함이 사라지는데, 다시 말해 신호(SD)가 SD=0의 값으로 재설정된다. 시점(t7)에서는 리셋-버튼이 눌러지고(RS=1), 그로 인해 두 가지 경보가 소멸되는데, 즉 신호(D1) 및 신호(D2)는 1의 값에서 0의 값으로 재설정된다. 상기 두 가지 경보는, 상기 시점(t7)에서 결함이 있는 레일- 압력 센서가 아직 교체되지 않았더라도 재설정될 것이다.

개방 시간이 제 1 시간 제한(tLi1) 또는 제 2 시간 제한(tLi2)을 초과하기 전에 내연 기관이 정지되면, 엔진 정지 검출시 현재의 개방 시간이 저장된다. 추후 시점에서 내연 기관이 재시동 후 새로 개방된 압력 제한 밸브가 검출되면, 상기 저장된 개방 시간이 계속 계산되고 그리고 한계-위반이 있는지 모니터링 된다. 원하지 않은 누출 현상을 갖는 압력 제한 밸브가 검출됨으로써, 이러한 조치에 의해서는 안정성이 상승된다.

도 4는 압력 제한 밸브의 개방 시간 외에도 개방 과정 횟수도 모니터링 되는 프로세스를 보여준다. 개관의 용이함을 이유로 도 4에는 상기 2개의 시간 제한(tLi1 및 tLi2)이 생략되었다. 다이어그램에는 시간에 따른 다음 항목들의 추이가 도시되어 있다: 레일 압력(pCR), 계기(meter)(Z), 결함이 있는 레일-압력 센서를 식별하기 위한 프로세스 변수(SD), 흡인 스로틀 유량을 식별하기 위한 프로세스 변수(SDL), 엔진 시동 신호(START), 압력 제한 밸브의 상태 특성으로서 프로세스 변수(DBV), 황색 경보의 프로세스 변수(D1), 적색 경보의 프로세스 변수(D2), 정지된 내연 기관을 검출하기 위한 엔진 정지 프로세스 변수(Mst) 그리고 리셋 신호로서 신호(RS).

시점(t0)에서는 시스템과 레일-압력 센서의 오류가 없다. 시점(t1)에서는 2개의 사건이 형성되었다. 한편으로는 작동하는 내연 기관이 검출되며, 즉 엔진 정지 변수(Mst)가 Mst=0의 값으로 재설정된다. 다른 한편으로는 결함이 있는 레일-압력 센서가 검출되고, 즉 변수(SD)가 1의 값으로 설정된다. 그 결과로서 흡인 스로틀이 개방 방향으로 적용된다. 따라서 프로세스 변수(SDL)는 SDL=0이다. 이러한 프로세스 변수 값은 레일 압력(pCR)의 상승을 야기한다. 시점(t2)에서 레일 압력(pCR)이 pLi1의 값에 도달하면, 도면에 도시되지 않은 엔진 회전수는 무부하 회전수와 일치한다. 따라서 시동 단계가 종료된다. 프로세스 변수(START)는 재설정된다. 이제부터는 두 가지 조건이 충족되었으므로, 즉 레일-압력 센서에 결함이 발생하고 그리고 시동 단계가 종료되었으므로, 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정된다. 변수(DBV)는 DBV=1의 값으로 설정된다. 이때 압력 제한 밸브의 제 1 개방 과정이 검출되었으므로, 계기(Z)는 Z=1의 값을 취한다. 시점(t3)에서는 엔진 정지가 검출되고, 엔진 정지 신호(Mst)가 Mst=1의 값으로 설정된다. 이제 압력 제한 밸브가 종료되고, 변수(DBV)가 DBV=0의 값으로 재설정된다. 변수(START)가 1의 값으로 설정됨으로써, 내연 기관의 시동 단계가 다시 표시된다. 내연 기관은 이제 다시 시동됨으로써, 시점(t4)에서는 작동하는 내연 기관이 검출된다. 따라서 엔진 정지 신호(Mst)가 Mst=0의 값으로 재설정된다. 시점(t5)에서는 다시 개방된 압력 제한 밸브가 검출됨으로써, 계기(Z)는 Z=2의 값으로 증가된다. 후속하여 레일-압력 센서에 여전히 결함이 있는 상태에서 내연 기관이 여러 번 시동되고 다시 정지된다. 시점(t8)에서는 압력 제한 밸브가 nGELB-회 개방되었다. 계기(Z)가 이제 Z=nD1의 값을 가짐으로써, 황색 경보를 활성화하기 위한 한계값에 도달되었다. 그 결과 변수(D1)는 1의 값으로 설정된다. 시점(t11)에서는 압력 제한 밸브가 nROT-회 개방되었다. 계기(Z)가 이제 Z=nD2의 값을 가짐으로써, 적색 경보가 작동된다. 상기 적색 경보는, 변수(D2)가 D2=1의 값으로 설정됨으로써 표시된다. 시점(t12)에서는 정지된 내연 기관이 검출되고, 엔진 정지 신호(Mst)가 Mst=0의 값에서 Mst=1의 값으로 전환된다. 이제 내연 기관이 정지되기 때문에, 압력 제한 밸브가 교체될 수 있다. 압력 제한 밸브의 교체 후에도 여전히 레일 압력 센서 결함이 활성화 상태인데, 그 이유는 상기 레일 압력 센서가 마찬가지로 동시에 교체되지 않았기 때문이다. 이러한 과정은 여전히 1의 값을 갖는 신호(SD)에 의해 표시된다. 시점(t13)에서는 이제 리셋 신호가 활성화되고, 신호(RS)는 1의 값을 취한다. 그 결과로 상기 두 가지 경보가 재설정되는데, 즉 변수(D1) 및 변수(D2)가 0의 값으로 재설정된다. 동시에 변수(Z)가 0의 값으로 재설정됨으로써, 계수 과정이 다시 시작될 수 있다.

도 5는 레일-압력 센서에서 결함 발생시 압력 제한 밸브 모니터링을 위한 프로그램 순서도를 보여준다. S1에서는 결함이 있는 레일-압력 센서가 식별되었는지 검사된다. 센서에 결함이 없는 경우라면, 즉 조회 결과 S1: '아니오'라면, 정상 모드 프로그램으로 분기된다. 센서에 결함이 있는 경우라면, S2에서 표시기(marker)3의 값이 조회된다. 표시기3은, 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정되는 경우에 항상 설정된다. 이 점에 있어서는 표시기3이 도 3 및 도 4의 프로세스 변수(DBV)에 상응한다. 조회 결과가 표시기3=1이라면, 프로그램 파트(S7 내지 S13)가 실행된다. 조회 결과가 표시기3=0이라면, 프로그램 파트(S3 내지 S6)가 실행된다.

S2에서 압력 제한 밸브가 여전히 폐쇄 상태로 있다는 것이 확인되면, S3에서는 내연 기관의 시동 단계가 종료되었는지 검사된다. 이를 위해 엔진 회전수가 무부하 회전수와 비교된다. 내연 기관의 시동 단계가 아직 종료되지 않았다면, 다시 말해 프로세스 변수(START)가 1이면, S14에서 속행된다. 시동 단계가 종료되었다면, 즉 조회 결과 S5: '아니오'라면, S4에서는 계기(Z)가 증가되고, 이어서 S5의 서브 프로그램(UP)에서 계기 상태가 검사된다. 서브 프로그램은 도 6에 도시되어 있으며 도 5와 함께 설명된다. 후속해서 S6에서 표시기3=1이 설정되는데, 다시 말해 압력 제한 밸브가 개방 상태로 설정된다. 그 다음 S14에서 프로그램 순서가 재개된다.

S2에서 압력 제한 밸브가 이미 개방 상태로 설정된 것이 검출되면, 즉 표시기3=1이 검출되면, S7에서 시간(t1)은 증가된다. 후속하여 S8에서는 시간(t1)이 제 1 시간 제한(tLi1), 예컨대 3시간의 작동 시간을 이미 초과하였는지 검사된다. 초과하지 않은 경우라면, 즉 조회 결과 S8: '아니오'라면, 프로그램 순서가 S10에서 재개된다. 초과한 경우라면 S9에서 조작자를 위한 주의로서 황색 경보가 설정된다. 그리고 나서 S10에서는 시간(t1)이 마찬가지로 제 2 시간 제한(tLi2), 예컨대 5시간의 작동 시간을 이미 초과하였는지 검사된다. 초과하지 않은 경우라면, 즉 조회 결과 S10: '아니오'라면, S12에서 프로그램 순서가 재개된다. 초과한 경우라면 S11에서 적색 경보가 설정된다. S12에서는 내연 기관이 정지해 있는지 검사된다. 정지하지 않은 경우라면, S14에서 프로그램 순서가 재개된다. 정지한 경우라면 S13에서 표시기3=0이 설정되고, 다시 말해 압력 제한 밸브가 폐쇄된 것으로 간주된다. S14의 조회 1에서는 다음의 사항이 검사된다: 리셋-버튼 작동(RS=1) 여부 및 황색 경보 또는 적색 경보 작동 여부 그리고 엔진 정지(Mst=1) 여부. 조회 결과가 부정, 즉 조회 결과 S14: '아니오'이면, 프로그램 순서가 종료된다. 조회 결과가 긍정, 즉 '예'라면, S15에서 시간(t1) 및 계기(Z)가 0의 값으로 설정된다. 그리고 나서 프로그램 순서가 종료된다.

도 5의 프로그램-순서도에서는 또한 레일-압력 센서가 작동 중에 고장 나는 경우도 고려되었다. 이 경우에는 S1 및 S2 실행 후 S3에서, 시동 단계가 종료되었는지 검출되는데, 즉 조회 결과 S3:'아니오'가 검출된다. 이어서 S4에서는 계기(Z)가 증가되고, S5에서는 계기 상태가 검사되며 그리고 바로 S6에서는 표시기3=1이 설정된다. 따라서 압력 제한 밸브는 개방 상태로 간주된다.

도 6에는 서브 프로그램(UP)이 도시되어 있는데, 상기 서브 프로그램을 통해 계기(Z)가 검사된다. 계기(Z)는, 개방된 압력 제한 밸브가 검출되는 경우에 항상 증가된다. S1에서는, 계기(Z)가 사전에 설정된 횟수 nGELB, 예컨대 30보다 크거나/같은지 검사된다. 사전에 설정된 횟수보다 크거나/같지 않은 경우에는, S3에서 프로그램이 속행된다. 사전에 설정된 횟수보다 크거나/같다면, 즉 조회 결과 S1: '예'라면, S2에서는 조작자에게 주의를 주기 위한 황색 경보가 개시된다. 이어서 S3에서는 계기(Z)가 사전에 설정된 횟수 nROT, 예컨대 50보다 크거나/같은지 검사된다. 사전에 설정된 횟수보다 크거나/같지 않은 경우에는, 서브 프로그램이 종료된다. 그와 달리 계기가 nRoT보다 크거나/같다면, S4에서 적색 경보가 개시된다. 상기 적색 경보를 통해 조작자에게 압력 제한 밸브가 교체되어야 한다는 사실이 표시된다. 그리고 나서 서브 프로그램이 종료되고, 도 5의 메인 프로그램으로 되돌아가 상기 도 5의 S5에서 메인 프로그램이 재개된다.

1: 내연 기관 2: 연료 탱크
3: 저압 펌프 4: 흡인 스로틀
5: 고압 펌프 6: 레일
7: 인젝터 8: 개별 저장기(선택적)
9: 레일-압력 센서 10: 전자 제어 유닛(ECU)
11: 압력 제한 밸브, 수동 12: 레일 압력-폐회로
13: 필터 14: 압력 조절기
15: 제한 16: 펌프-특성 곡선
17: 기능 블록

Claims

연료를 커먼-레일 시스템의 레일(6)로부터 연료 탱크(2)로 복귀시키는 수동 압력 제한 밸브(passive pressure limiting valve)(11)를 모니터링하기 위한 방법으로서,
상기 방법에서는 레일-압력 센서(9)의 결함이 검출되면 레일 압력-조절 모드에서 비상 모드로 전환이 이루어지고, 이때 상기 비상 모드에서는 상기 압력 제한 밸브(11)가 반응할 때까지 연속적으로 레일 압력이 상승되며; 그리고 상기 방법에서 비상 모드에서는, 추가로 내연 기관의 시동 단계가 종료 상태로 검출되면 상기 압력 제한 밸브(11)가 개방 상태로 설정되며; 그리고 상기 방법에서는 부가적으로 상기 압력 제한 밸브(11)의 개방 시간(opening duration)이 모니터링 되는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.
제 1항에 있어서,
압력 제한 밸브(11)가 개방 상태로 설정됨에 따라 계속 운전(continued operation)을 위해 제 1 시간 제한(tLi1) 및 제 2 시간 제한(tLi2)이 정해짐으로써, 개방 시간이 모니터링 되며, 상기 제 1 시간 제한(tLi1)이 종료된 후에는 조작자에게 주의를 주기 위한 황색 경보가 개시되고, 그리고 상기 제 2 시간 제한(tLi2)이 종료된 후에는 상기 압력 제한 밸브(11)의 교체 권고로서 적색 경보가 개시되는 것을 특징으로 하는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.
제 2항에 있어서,
상기 내연 기관(1)이 정지된 후에는 현재의 개방 시간이 저장되고 그리고 상기 내연 기관(1)의 재시동 후 저장된 상기 개방 시간이 계속 계산(continued counting)되는 것을 특징으로 하는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.
제 3항에 있어서,
상기 압력 제한 밸브(11)가 새로 개방 상태로 검출되면, 상기 내연 기관(1)의 재시동 후, 저장된 상기 개방 시간이 황색 경보 및 적색 경보를 개시하기 위한 척도로서 설정되는 것을 특징으로 하는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.
제 1항에 있어서,
상기 개방 시간 모니터링 외에도 개방 과정들의 빈도도 파악되는 것을 특징으로 하는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.
제 5항에 있어서,
개방 과정들 중 제 1회차 개방 과정(nGELB)에서 황색 경보가 개시되고, 개방 과정들 중 제 2회차 개방 과정(nROT)에서 적색 경보가 개시되는 것을 특징으로 하는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.
제 1항에 있어서,
정상 모드에서는 레일 압력이 레일 압력-폐회로 내 제 1 압력 조절 부재로서 저압측 흡인 스로틀(4)을 통해 조절되고, 비상 모드에서는 상기 흡인 스로틀이 완전히 개방된 상태로 적용되는 것을 특징으로 하는,
수동 압력 제한 밸브의 모니터링 방법.