KR101805854B1

KR101805854B1 - 고압 연료 펌프 작동 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101805854B1
Application number: KR1020157035686A
Authority: KR
Inventors: 킴 킬스트룀
Original assignee: 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2017-12-07
Also published as: BR112015027332A2; SE1350627A1; WO2014189457A1; KR20160011650A; US20160108879A1; EP2999879A4; SE537248C2; US9863386B2; EP2999879B1; EP2999879A1

Abstract

연소 엔진의 연료 분사 시스템의 고압 펌프에 있어서, 고압 펌프(10)의 몇 개의 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 제1 기준치에 따라 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달할 수 있고 연료 압력의 제2 기준치로의 재현 가능한 증가를 달성할 수 있는 사전 결정된 부분 부하 작동 조건이 발생하는지 여부가 결정된다. 그렇다면, 고압 펌프의 펌프 요소들은, 단 한 개의 펌프 요소가 제1 기준치에 따라 어큐뮬레이터 탱크에 연료 압력을 단독으로 전달하도록 제어되고, 그 후에 이 기준치는 제2 기준치로 변경되며, 어큐뮬레이터의 압력의 실제 발달이 시간의 함수로서 결정되고, 펌프 요소들의 실행 능력에 관한 데이터의 결정을 위하여 유사한 발달들의 저장치들과 비교된다.

Description

고압 연료 펌프 작동 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR OPERATION OF A HIGH PRESSURE FUEL PUMP}

본 발명은, 연소 엔진의 연료 분사 시스템의 고압 펌프로서, 적어도 두 개의 펌프 요소들을 포함하고, 펌프 요소들은 시스템의 저압부와 연소 엔진으로의 연료 분사를 위한 어큐뮬레이터 탱크 사이에서 병렬로 연결되며, 각각의 펌프 요소는 이동 가능한 펌핑용 피스톤을 안에 구비하는 펌프 챔버를 갖는 실린더 및 저압부로 이어지는 실린더의 연결 개구에 배치되고 펌프 챔버로의 연료 유동을 제어하기 위하여 제어될 수 있는 입구 밸브를 구비하는 구성으로 이루어진 고압 펌프의 작동을 위한 방법, 및 독립 장치 청구항의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.

따라서 본 발명은 임의의 특정 종류의 연소 엔진이나 연료에 한정되지 않으며, 디젤과 에탄올이 연료의 비한정적인 예들 중 두 개로 언급될 수 있다. 또한, 비록 본 발명이 바퀴달린 모터 차량, 특별히 트럭 및 버스와 같은 상용차에 특히 적용될 수 있고 이러한 이유로 본 명세서 내에서는 본 발명을 설명하는 목적으로 바퀴달린 모터 차량에 대해 비한정적으로 기재할 것이기는 하지만, 본 발명은 산업용, 파쇄기 및 다양한 종류의 자동차와 같은 모든 종류의 용도를 위해 디자인된 연소 엔진으로 연료를 공급하기 위한 고압 펌프의 작동에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 연소 엔진에서의 연료 분사를 위한 시스템의 이른바 고압부와 관련된 부분에만 관한 것이고, 이 시스템의 저압부와 연료 공급 설비는 임의의 구성을 가질 수 있다.

상기 고압 펌프의 작동을 최적화시키는 것은 자연스럽고 지속적인 노력이며, 이는 예를 들어 고압 펌프의 작동을 위한 고압 펌프의 임의의 부품의 결점 및/또는 제한된 실행을 진단하는 동시에 고압 펌프의 최적화된 사용 또는 유지보수 또는 교체에 의한 고압 펌프의 열화된 부품의 수리에 이를 고려하는 것에 의해 행해질 수 있다. 따라서 고압 펌프의 제한된 실행 능력은, 예컨대 약간 손상된 밸브 때문에 생기는 입구 밸브와 펌프 챔버의 저압부로의 연결 개구 사이에 있는 한 개 또는 몇 개의 상기 펌프 요소들에서의 누설 또는 연료에 포획되어 펌프 챔버의 벽을 손상시키는 마모 입자 때문에 생기는 피스톤과 상기 펌프 챔버 벽 사이의 누설의 발생으로 인한 것일 수 있다.

미국 특허 공보 US 6 526 948 B1은 연소 엔진의 연료 분사 시스템의 펌프 요소 또는 전체 고압 펌프가 고장 났는지 여부를 압력 측정을 통해 결정하는 것을 가능하게 하는 방법을 개시하고 있다.

본 발명의 목적은, 고압 펌프의 작동을 최적화하는 가능성에 대해 상술한 종류의 종래 기술의 방법 및 장치에 비해 적어도 어떤 면에서 개선된 이러한 종류의 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적은 방법에 대해서는 청구항 제1항의 특징부에 열거된 특징들을 갖는 방법을 제공하는 것에 의해 달성된다.

사전 결정된 부분 부하 조건이 연소 엔진에 발생될 때, 제1 기준치에 따라 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력을 단독으로 전달하도록 펌프 요소들을 제어한 다음에 기준치를 제2 기준치로 변경하고, 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력이 시간에 따라 어떻게 발달할지를 조사하는 것에 의해서,

이러한 발달들의 저장치들과의 비교에 의해 펌프 요소가 올바르게 또는 적절하게 실행되고 있는지 또는 고장인지, 즉 펌프 요소가 더 이상 펌프 기능을 실행하지 못하는지 여부가 결정될 수 있다. 이 정보는 해당 펌프 요소의 실행 능력이 손상된 것으로 결정되는 경우에 오류 코드를 생성하는 데 사용될 수 있다. 또한 이 정보는 펌프 요소가 매우 우수한 실행 능력을 가지는 것으로 밝혀지는 경우에 해당 펌프 요소의 사용을 최대화하는 데에도 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비교는, 상기 펌프 요소의 제1 기준치와 제2 기준치 사이에서의 어큐뮬레이터 탱크의 상기 연료 압력의 발달에 대해 상기 사전 결정된 부분 부하 조건들에 대한 공칭 곡선을 가지고서 수행된다. 공칭 곡선은 펌프 요소가 적절하게 기능하게 하기 위하여 어큐뮬레이터의 연료 압력이 가지도록 의도된 시간에 따른 발달을 나타낼 수 있고, 고압 펌프의 제조 업체에 의해 제공될 수 있다. 펌프 요소가 어큐뮬레이터 탱크에서 제2 기준치에 따른 연료 압력에 도달하는 것을 달성하는 데에 공칭 곡선에 의해 표시되는 것보다 긴 시간이 소요되면, 펌프 요소의 기능은 기대보다 열악하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 방법은, 연소 엔진의 사전 결정된 부분 부하 조건에서 상기 펌프 요소가 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력을 제1 기준치(P₁)로부터 제2 기준치(P₂)까지 변경시키는 데 요구되는 최장 허용 시간을 나타내는, 상기 사전 결정된 부분 부하 조건에 대해 저장된 최소 곡선(P_min)과의 비교를 포함한다. 이 비교에 의해 제2 기준치에 따라 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력에 도달하는 데에 이 최소 곡선에 의해 규정된 것보다 긴 시간이 소요되는 것으로 나타나면, 펌프 요소는 고장 났고 유지보수 또는 부품의 교체가 필요한 것으로 분류될 수 있다.

단계 e)에서의 비교에서, 상기 발달 동안의 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력 발달이 펌프 요소에서의 이전의 단계 b) 내지 단계 d)의 실행들에서의 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력 발달과 비교된다.

이에 따라 펌프 요소가 양호한 실행 능력을 유지하는지 또는 시간이 지남에 따라 그 실행 능력을 상실했는지 여부를 결정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계 e)에서의 비교에서, 상기 발달 동안의 어큐뮬레이터 탱크(6)의 연료 압력 발달이 고압 펌프의 다른 펌프 요소들에서의 이전의 단계 b) 내지 단계 d)의 실행들에서의 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력 발달과 비교된다. 이에 따라 펌프 요소의 실행 능력이 고압 펌프의 다른 펌프 요소들과 비교하여 어떤지를 결정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계 b) 내지 단계 d)가 상기 사전 결정된 부분 부하 조건이 발생될 때의 각기 다른 시점들에서 고압 펌프의 모든 펌프 요소들에서 수행되고, 단계 e)에서 각각의 펌프 요소(10)에 대해, 어큐뮬레이터 탱크(6)의 연료 압력의 발달이 제1 기준치로부터 제2 기준치까지의 상기 기준치의 변화에서의 시간의 함수로서 이 펌프 요소 또는 다른 펌프 요소들에서의 발달과 비교되고, 그리고 이 비교에 기초하여 펌프 요소들이 효율에 따라 등급이 매겨진다. 펌프 요소들의 이러한 효율에 대한 등급으로 인해, 어떤 특정한 펌프 요소의 적절한 유지보수에 대한 판단을 하는 것이 가능해지지만, 기본적으로는 불량한 실행 능력을 가진 펌프 요소의 사용을 최소화하고 효율이 더 높은 펌프 요소의 사용을 최대화하는 것에 의해 고압 펌프의 작동을 최적화시키는 것이 가능해진다.

보조 실시예의 다른 개선예를 구성하는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이는 - 상기 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달할 수 있는 부분 부하 조건이 연소 엔진에서 발생될 때 - 고압 펌프의 펌프 요소들을 가장 효율이 높은 펌프 요소가 단독으로 상기 요구된 연료 압력을 전달하도록 제어하는 것에 의해 달성된다. 단 한 개의 펌프 요소를 사용하는 것이 가능한 경우에 단 한 개의 펌프 요소를 사용하고 이에 따라 효율이 가장 높은 펌프 요소를 사용하는 것에 의해, 고압 펌프의 작동을 통해 에너지 사용 및 소음 발생 둘 다를 최소화하는 것이 달성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 방법은 상기 펌프 요소를 두 개 이상 구비한 고압 펌프에서 수행되고, - 두 개의 펌프 요소들이 공동으로 연소 엔진에서 요구되는 연료 압력을 전달할 수 있는 부분 부하 조건이 연소 엔진에 발생되면 - 고압 펌프의 펌프 요소들은 가장 효율이 높은 것으로 결정된 두 개의 펌프 요소들이 공동으로 상기 요구된 연료 압력을 전달하도록 제어되는데, 이에 따라 고압 펌프의 사용 레벨을 최대화할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계 b) 내지 단계 e)가 한 개의 동일한 펌프 요소에 대해 소정의 시간 간격으로 반복되고, 이를 통해 펌프 요소의 기능의 변화가 회복될 수 있다. 따라서 시간 간격은 조정 가능하고, 본 발명의 방법의 실행에 의해 생성되는 결과에 따라 조정될 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 방법은, 연소 엔진이 아이들일 상태일 때, 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력의 제1 기준치의 형태로, 연소 엔진의 상기 사전 결정된 작동 조건 도중에 수행된다. 연소 엔진이 아이들링 상태였다가 상기 제2 기준치에 따른 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력까지 "가속"될 때, 연료 압력의 재현 가능한 증가가 달성될 수 있다. 또한 연소 엔진이 아이들링 상태를 벗어날 때 본 발명에 따른 방법을 수행하는 것도 적절하다. 본 명세서에서 사용되는 "아이들링(idle)"은 연소 엔진이 출력 샤프트로 아무것도 구동하지 않고 어떠한 가속도 없이 작동하는 상태에 있는 것을 의미한다. 따라서, 연소 엔진이 바퀴달린 모터 차량에 배치되면, 본 발명의 방법은 유리하게는, 어큐뮬레이터 탱크에서 연료 압력이 제2 기준치를 향해 완벽하게 재현 가능하게 증가하는 사전 결정된 부분 부하 조건을 구성하는, 자동차가 예를 들어 신호등에서 정지했다가 운전자가 가속 페달을 아래로 밟아서 출발할 때에 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 방법은 고압 펌프의 상기 펌프 요소들의 상태를 나중에 평가할 수 있는 가능성을 제공하기 위하여, 단계 d)에서 발생되는 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 고압 펌프의 유지보수 중에, 유지보수가 요수되는 고압 펌프의 부품들이 적절하게 교정될 수 있다.

또한 본 발명은 첨부된 독립 장치 청구항들의 특징부에 기재된 특징들을 갖는 해당 청구항들의 전제부에 따른 장치를 제공한다. 비독립 장치 청구항들에 한정된 장치 및 그 실시예들의 장점들은 본 발명에 따른 방법에 대한 상술한 논의에서 매우 명쾌하게 개시되어 있다.

또한, 본 발명은 제13항에 열거된 특징들을 갖는 컴퓨터 프로그램, 제14항에 열거된 특징들을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품, 및 제15항에 따른 모터 차량에 관한 것이기도 하다.

본 발명의 다른 유리한 특징들 및 장점들은 하기의 상세한 설명에 기재되어 있다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치를 포함하는, 연소 엔진으로의 연료 분사를 위한 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 시스템의 고압 펌프의 펌프 요소의 구조와 기능을 간략화하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 수행될 때 고압 펌프에 연결되어 있는 어큐뮬레이터 탱크의 시간에 따른 연료 압력을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 실시를 위한 전자 제어 장치를 도시한 블록도이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 구비하고 하기에 설명하는 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 연소 엔진의 연료 분사 시스템을 도시한다. 시스템의 일반적인 구조는 종래 기술과 같고, 연료 탱크(1)를 포함하는데, 연료 탱크는 여기서는 두 개의 컨테이너들로 나누어져 있고, 이 연료 탱크로부터 예를 들어 압력이 2 내지 6바(bar)인 저압부의 연료가 전기 엔진(EM)에 의해 작동되는 공급 펌프(2)를 통해, 여기서는 도면 부호 9로 지시되는 자동차에 배치된 연소 엔진(8)의 실린더들로 연료를 분사하기 위한 노즐들(7)을 구비한 어큐뮬레이터 탱크(6)로 연료를 예를 들어 500 내지 2500바 범위의 고압으로 펌핑하는 고압 펌프(5)에서 시작되는 시스템의 고압부(4)로 공급된다. 프레임(M)의 내부에 도시된 컴포넌트들은 여기서는 연소 엔진에 배치된다.

이제 도 2를 참조하여 고압 펌프(5)의 구조와 기능을 더 상세하게 설명한다. 고압 펌프는 적어도 두 개의 펌프 요소들, 보통은 2개 또는 3개의 펌프 요소들을 포함하지만, 그 수는 임의적이며 예를 들어 8개일 수 있다. 펌프 요소들은 시스템의 저압부(3)와 연소 엔진의 연료 분사를 위한 어큐뮬레이터 탱크(6) 사이에 병렬로 연결된다. 도 2에는 이 펌프 요소(10)들 중 단 한 개만이 도시되어 있지만, 펌프 요소들은 전부 동일한 구성을 가지며 동일한 방식으로 제어되고, 펌프 요소들 각각은 이동 가능한 펌핑용 피스톤(13)을 갖는 펌프 챔버(12)를 갖는 실린더(11) 및 저압부로 이어지는 실린더의 연결 개구(14)에 있는 입구 밸브(15)를 구비하며, 입구 밸브는 펌프 챔버(12)로의/로부터의 연료 유동을 제어하기 위하여 액추에이터(16)를 통해 제어될 수 있다. 구체적으로 연료의 펌핑은, 연소 엔진의 크랭크샤프트(19)에 기계적으로 연결되어 있는 캠샤프트(18)가 피스톤(13)과 연결된 리프터(17)를 타격함으로써 엔진 크랭크샤프트(19)의 회전에 따라 피스톤(13)이 펌프 챔버(12) 내에서 전방 및 후방으로 이동하는 것에 의해 상기 펌프 요소(10)를 통해 실시된다. 입구 밸브(15)의 액추에이터(16)는 엔진 위치 센서(21)들을 통해 엔진 크랭크샤프트의 위치 또는 크랭크샤프트의 순간 위치 및 이에 따른 피스톤(13)의 위치에 관한 정보를 얻는 제어 장치(20)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다. 또한 엔진 제어 장치(20)는 어큐뮬레이터 탱크(6)의 연료 압력을 측정하도록 구성된 수단(22)으로부터 정보를 얻는다.

일반적으로 이는, 피스톤(13)이 도 2의 하방으로 이동하여 펌프 챔버 용적이 증가하면, 입구 밸브(15)가 동일한 방향으로 이동하도록 액추에이터(16)가 입구 밸브를 제어하고, 이에 의해 연료가 연결 개구(14)에 있는 밸브(15)를 통과하여 펌프 챔버(12)로 흡인될 수 있다는 것을 의미한다. 그런 다음 피스톤(13)이 펌프 챔버 용적이 최대인 최저 위치 구역에 있으면, 입구 밸브(15)가 상방으로 이동하여 연결 개구(14)에 획정된 벽들에 접하여 벽들에 단단하게 끼워 맞춰지도록 액추에이터(16)가 입구 밸브(15)를 제어하고, 이에 의해 후속하여 펌프 챔버 내에서 피스톤이 상승하면, 펌프 챔버 내에 존재하는 연료가 어큐뮬레이터 탱크(6)를 거쳐 연소 엔진의 실린더들로 분사되기 위하여 압축되고 체크 밸브(23)를 통과하여 어큐뮬레이터 탱크(6)를 향해 짜내어진다. 따라서 펌프 요소들은 각각이 어큐뮬레이터 탱크로 이어지는 도관 또는 고압 펌프로부터 어큐뮬레이터로 이어지는 공동 도관(joint conduit)을 구비할 수 있다.

상기 펌프 요소의 기능은 주로 두 개의 각기 다른 종류의 누설을 통해 저하될 수 있다. 하나는 화살표(24)로 지시된 바와 같이 피스톤(13)의 옆을 지나가는 연료 누설로 인한 것인데, 이는 피스톤이 피스톤을 둘러싸는 펌프 챔버 벽들에 대해 단단하게 밀봉되지 않기 때문이다. 이는 연료에 들어가서 상기 벽을 손상시키는 마모 입자들로 인한 것일 수 있다. 다른 종류의 누설은 피스톤(13)이 연료 압축 상태에 있고 입구 밸브가 연결 개구(14)를 폐쇄해야만 할 때 펌프 챔버로부터 저압부(3)로 입구 밸브(15) 옆을 지나치는 누설이다. 이는 밸브가 예를 들면 마모와 갈라짐(tear)으로 인해 손상되는 것으로 인한 것일 수 있다.

이제 본 발명의 특징에 대한 설명이 이어지는데, 이는 상술한 종류의 고압 펌프의 작동 자체, 및 결함 및/또는 제한된 실행을 진단하는 것과 펌핑 기능 자체를 더 효율적이게 하는 것 둘 다에 대해 이를 개선하는 가능성에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 수행되는 방법을 이제, 어큐뮬레이터 탱크(6)의 연료 압력(P)을 시간(t)의 함수로 나타내고 있는 도 3을 참조하여 설명한다. P₁은 제어 장치(20)가 액추에이터(16)에 제공하는 제1 기준치이고, P₂는 장치(20)가 액추에이터(16)에 제공하는, 제1 기준치보다 높은, 제2 기준치이다.

본 발명에 따른 방법이 수행될 때, 상기 펌프 요소(10)들 중 단 한 개가 단독으로 제1 레벨에서의 제1 기준치(P₁)에 따라 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 연료 압력을 전달하여 제2 레벨에서의 연료 압력의 제2 기준치(P₂)까지의 재현 가능한 증가를 얻을 수 있는 사전 결정된 부분 부하 조건이 연소 엔진에 발생하는지 여부가, 개략적으로 지시된 요소(40)를 통해, 우선 결정/시험된다. 적당한 이러한 사전 결정된 부분 부하 조건은 연소 엔진이 아이들링할 때이고, 연소 엔진이 자동차, 예컨대 트럭이나 버스에 설치된 경우에는 이는 차량이 예컨대 신호등에서 정지할 때 일어날 수 있다. 이러한 작동 조건이 발생한 것으로 결정되었으면, 펌프 요소들 중 한 요소의 선택에 의해 그리고 고압 펌프의 펌프 요소들이 단 한 개의 펌프 요소가 단독으로 제1 기준치(P₁)에 따라 어큐뮬레이터 탱크에서 연료 압력을 전달하도록 제어되는 것에 의해 본 발명의 방법이 계속된다. 이어서, 시점(t₁)에서 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력에 대한 기준치가 기준선(B)으로 도시된 제2 기준치(P₂)로 변경되는 동시에, 단독으로 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 전달하는 펌프 요소만의 제어가 계속된다. 동시에, 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력이 시간의 함수로서 측정되는 한편, 이는 제2 레벨까지 증가되며, 곡선들(P_a, P_b)은 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력의 발달(development)에 있어서 가능한 두 개의 예들을 나타내고 있다.

도 3은 어큐뮬레이터의 연료 압력의 발달이 공장에서 정해지는 펌프 요소의 규격에 따른 것이어야 할 때의 상기 펌프 요소의 제1 기준치와 제2 기준치 사이에서의 어큐뮬레이터의 연료 압력의 발달의 공칭 곡선(P_n), 및 연소 엔진의 사전 결정된 특정 부분 부하 조건에서 펌프 요소가 어큐뮬레이터의 연료 압력을 제1 기준치에서부터 제2 기준치로 변경하는 데 요구되는 최장 허용 시간을 나타내는 최소 곡선(P_min)을 예시하고 있다. 본 발명에 따른 방법의 실행 도중, 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력의 발달은 연료 압력이 상기 제1 기준치에서 제2 기준치로 증가하는 동안 펌프 요소의 실행 능력에 대한 정보를 준비하기 위하여 이러한 발달들의 저장치들과 비교된다. 이러한 비교는, 제어 장치(20)와 상호 작용하는 도 2에 개략적으로 도시된 장치(25)를 통해 이루어진다. 이에 따라 비교는 예를 들어 상기 공칭 곡선 및/또는 최소 곡선을 이용하여 행해질 수 있고, 압력 증가에 최소 곡선에 의해 명시된 시간보다 긴 시간이 소요되면, 해당 펌프 요소는 고장인 것으로 간주되고 최대한 신속하게 펌프 요소의 일부 부품 또는 전체 펌프 요소의 교체를 위한 오류 코드가 생성된다. 그러나 이러한 비교는 해당 펌프 요소의 실행 능력이 변했는지 제어하기 위하여 해당 펌프 요소에 대해 이전에 실행되었던 본 발명에 따른 방법에 의해 얻은 발달들 또는 고압 펌프에 포함되어 있는 다른 펌프 요소들에서의 유사한 발달들을 이용하여 행해질 수도 있다.

따라서, 대안적으로, 펌프 요소들 중 각각의 펌프 요소에서의 발달을 다른 요소들에서의 발달과 비교함으로써 펌프 요소들을 효율에 따라 등급을 매기기 위하여 본 발명에 따른 방법을 고압 펌프에 포함된 다른 펌프 요소에 대해 수행하는 것이 가능하다. 따라서 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 연료 압력을 전달하는 데 펌프 요소들 전부가 사용되어야 하지는 않는 부분 부하 조건이 연소 엔진에 발생될 경우에, 에너지를 절약하기 위하여 최고 등급의 펌프 요소(들), 즉 효율이 가장 높은 펌프 요소(들)가 선택될 수 있다. 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 압력을 달성하기 위해 단 한 개의 펌프 요소만이 요구되면, 고압 펌프에 의해 발생되는 소음과 에너지 소비를 최소화하도록 효율이 가장 높은 펌프 요소가 선택된다. 곡선들(P_a, P_b)이 고압 펌프의 펌프 요소들 중 두 개에 대해 얻어졌다고 가정하면, P_a에 따르는 펌프 요소가 P_b에 따르는 것보다 우선적으로 사용될 것이다.

도 3은, P_a의 발달을 통해, 펌프 요소가 그 사양에 의해 제공되는 것보다 좀 더 우수하게 작용할 수 있는 가능성이 있음을 나타내고 있다.

바퀴달린 모터 차량의 연료 시스템에서, 본 발명에 따른 방법은 예컨대 차량의 열 번의 연이은, 신호등에서의 정지와 같은, 정지 시에는 펌프 요소들 중 첫 번째 펌프 요소에 대해, 그 다음에는 열 번 또는 적당한 횟수의 정지 시에는 펌프 요소들 중 두 번째 펌프 요소에 대해, 등과 같이 수행될 수 있다.

도 4는 연소 엔진의 연료 분사 시스템의 고압 펌프의 작동을 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 제1 단계(S₁)에서는, 상기 사전 결정된 부분 부하 조건이 발생하는지 여부가 결정된다. 이에 대한 답이 긍정적이면, 제2 단계(S₂)가 이어져 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소만이 고압 펌프의 기능을 떠맡도록 펌프 요소들이 제어된다. 이어서, 단계(S₃)에서는, 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력에 대한 기준치가 변경되고, 그 다음에 단계(S₄)에서는 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력이 결정되고 동시에 이 압력은 변경된 기준치까지 상승한다. 이어서, 단계(S₅)에서 상기 연료 압력과 관련한 측정 결과들이 저장치들과 비교되고, 이 비교를 통해 단계(S₆)에서 펌프 요소의 기능성에 관한 정보가 생성된다.

본 발명에 따른 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램 코드가, 연소 엔진의 전자 제어 장치의 내부 메모리와 같은 컴퓨터의 내부 메모리에 로드될 수 있는 컴퓨터 프로그램에 적절하게 포함된다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 전자 제어 장치에 의해 판독될 수 있는 데이터 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 통해 적절하게 제공되고, 데이터 저장 매체는 그 안에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 구비한다. 상기 데이터 저장 매체는 예컨대 CD-ROM, DVE 등의 형태로 된 광학식 데이터 저장 매체, 하드 디스크 드라이브, 디스켓, 카세트 등의 형태로 된 자기식 데이터 저장 매체나, 플래시 메모리, 또는 ROM, PROM, EPROM 또는 EEPROM 방식의 메모리일 수 있다.

도 5는 컴퓨터 소프트웨어를 실행시키기 위한 중앙 연산 유닛(CPU)과 같은 실행 수단(27)을 포함하는 전자 제어 장치(26)를 매우 개략적으로 도시한다. 실행 수단(27)은 데이터 버스(29)를 통해 메모리(28), 예컨대 램 메모리와 통신한다. 제어 장치(26)는 또한 예컨대 플래시 메모리, 또는 ROM, PROM, EPROM 또는 EEPROM 방식의 메모리의 형태로 된 데이터 저장 수단(30)도 포함한다. 실행 수단(27)은 데이터 버스(29)를 통해 데이터 저장 수단(30)과 통신한다. 본 발명에 따른, 예를 들어 도 4에 도시된 실시예에 따른 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 데이터 저장 매체(30)에 저장된다.

분명히, 본 발명은 어떤 식으로든 상술한 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 본 발명의 수 많은 변형예들이 있을 수 있음을 확실하게 알 것이다.

예를 들어, 본 발명에 따른 방법이 적용되는 연료 공급 시스템은 도 1에 도시된 것과 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 공급 펌프가 연소 엔진과의 기계적 연결을 통해 제어되지 않을 수 있고, 연소 엔진과 무관하게 제어되지 않을 수 있다. 고압 펌프의 펌프 요소들 역시 도 2에 개략적으로 도시된 형태와 다를 수 있다.

연료와 관련해서는, 예를 들어 DME(디메틸)과 같이 저압부의 압력에서는 기체이지만 고압부에서는 액체인 연료로 작동하는 연소 엔진에 대해 본 발명을 수행하는 것이 충분히 가능할 것이다.

예를 들어, 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력에 대한 두 개 이상의 기준치들이 사용될 수 있을 것이다. 따라서 두 개의 연속된 기준치들 사이의 간격은 크기가 다를 수 있다.

또한 상기 두 개의 기준치들 사이의 간격은 잠재적으로 변할 수 있다. 즉, 본 발명의 방법의 실행하는 중의 각기 다른 시점들에서 기준치들 중 적어도 한 개가 변할 수 있다.

본 발명의 방법은 공장 시험에서는 매우 잘 수행될 수 있었다. 또한 이는 연소 엔진이 자동차에 배치된 경우에도 적합하다.

Claims

적어도 두 개의 펌프 요소(10)들을 포함하고, 펌프 요소들은 저압부(3)와 연소 엔진으로의 연료 분사를 위한 어큐뮬레이터 탱크 사이에서 병렬로 연결되며, 각각의 펌프 요소는 이동 가능한 펌핑용 피스톤(13)을 안에 구비하는 펌프 챔버(12)를 갖는 실린더(11) 및 저압부로 이어지는 실린더의 연결 개구(14)에 배치되고 펌프 챔버로의 연료 유동을 제어하기 위하여 제어될 수 있는 입구 밸브를 구비하는 구성으로 된 연소 엔진(8)의 연료 분사 시스템의 고압 펌프(5)의 작동을 위한 방법에 있어서,
a) 상기 펌프 요소(10)들 중 단 한 개의 펌프 요소가 제1 기준치(P₁)에 따라 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달할 수 있고 연료 압력의 제2 기준치(P₂)로의 재현 가능한 증가를 달성할 수 있는 사전 결정된 부분 부하 조건이 연소 엔진에서 발생되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 사전 결정된 부분 부하 조건이 발생되면, 상기 방법이 계속해서
b) 고압 펌프의 펌프 요소들을 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 상기 제1 기준치(P₁)에 따라 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달하도록 제어하는 단계와,
c) 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력에 대한 기준치를 제2 기준치(P₂)로 변경하는 반면, 펌프 요소들의 제어는 상기 단 한 개의 펌프 요소가 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달하도록 유지되는 단계와,
d) 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력이 제2 기준치까지 증가하는 동안 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력을 시간의 함수로 결정하는 단계와,
e) 펌프 요소들의 실행 능력에 대한 정보를 결정하기 위하여, 어큐뮬레이터의 연료 압력이 증가하는 동안의 연료 압력의 발달을 이러한 발달들의 저장치들과 비교하는 단계를 수행하며,
단계 b) 내지 단계 d)가 상기 사전 결정된 부분 부하 조건이 발생될 때의 각기 다른 시점들에서 고압 펌프의 모든 펌프 요소들에서 수행되고, 단계 e)에서 각각의 펌프 요소(10)에 대해, 어큐뮬레이터 탱크(6)의 연료 압력의 발달이 제1 기준치로부터 제2 기준치까지의 상기 기준치의 변화에서의 시간의 함수로서 이 펌프 요소 또는 다른 펌프 요소들에서의 발달과 비교되고, 그리고 이 비교에 기초하여 펌프 요소들이 효율에 따라 등급이 매겨지는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법
제1항에 있어서,
단계 e)에서, 상기 비교는, 상기 사전 결정된 부분 부하 조건에 대해 저장된 공칭 곡선(P_n)을 가지고서, 상기 펌프 요소의 제1 기준치(P₁)와 제2 기준치(P₂) 사이에서의 어큐뮬레이터 탱크의 상기 연료 압력의 발달에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
연소 엔진의 상기 사전 결정된 부분 부하 조건에서 상기 펌프 요소가 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력을 제1 기준치(P₁)로부터 제2 기준치(P₂)까지 변경시키는 데 요구되는 최장 허용 시간을 나타내는, 상기 사전 결정된 부분 부하 조건에 대해 저장된 최소 곡선(P_min)과의 상기 비교가 단계 e)에서 행해지는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
단계 e)의 상기 비교에서, 상기 증가 동안의 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력 발달이, 펌프 요소에서의 또는 고압 펌프의 다른 펌프 요소들에서의 이전의 단계 b) 내지 단계 d)의 실행들에서의 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력 발달과 비교되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달할 수 있는 부분 부하 조건이 연소 엔진에서 발생될 때, 고압 펌프의 펌프 요소들은 가장 효율이 높은 펌프 요소가 단독으로 상기 요구된 연료 압력을 전달하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 고압 펌프 작동 방법은 상기 펌프 요소를 두 개 이상 구비한 고압 펌프에서 수행되고,
두 개의 펌프 요소들이 공동으로 연소 엔진에서 요구되는 연료 압력을 전달할 수 있는 부분 부하 조건이 연소 엔진에 발생되면, 고압 펌프의 펌프 요소들은 가장 효율이 높은 것으로 결정된 두 개의 펌프 요소들이 공동으로 상기 요구된 연료 압력을 전달하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
제1항에 있어서,
단계 b) 내지 단계 e)가 한 개의 동일한 펌프 요소에 대해 소정의 시간 간격으로 반복되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
제1항에 있어서,
연소 엔진이 아이들일 상태일 때, 어큐뮬레이터 탱크(6)의 연료 압력의 제1 기준치(P₁)의 형태로, 연소 엔진(8)의 상기 사전 결정된 부분 부하 조건 도중에 수행되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 방법.
적어도 두 개의 펌프 요소(10)들을 포함하고, 펌프 요소들은 저압부(3)와 연소 엔진으로의 연료 분사를 위한 어큐뮬레이터 탱크 사이에서 병렬로 연결되며, 각각의 펌프 요소는 이동 가능한 펌핑용 피스톤(13)을 안에 구비하는 펌프 챔버(12)를 갖는 실린더(11) 및 저압부로 이어지는 실린더의 연결 개구(14)에 배치되고 펌프 챔버로의 연료 유동을 제어하기 위하여 제어될 수 있는 입구 밸브를 구비하는 구성으로 된 연소 엔진(8)의 연료 분사 시스템의 고압 펌프(5)의 작동을 위한 장치로서, 상기 어큐뮬레이터 탱크에 연료 압력을 전달하기 위해 요구되는 기준치에 따라, 상기 어큐뮬레이터 탱크에 연료 압력을 전달하도록 상기 펌프 요소들을 제어하도록 구성된 요소(20)를 포함하는 고압 펌프 작동 장치에 있어서,
상기 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 제1 기준치(P₁)에 따라 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달할 수 있고 연료 압력의 제2 기준치(P₂)로의 재현 가능한 증가를 달성할 수 있는 사전 결정된 부분 부하 조건이 연소 엔진에서 발생되는 것을 검출하도록 구성된 요소(40)들을 포함하고,
제어 장치(20)는, 상기 요소가 상술한 발생을 검출하는 경우에, 고압 펌프의 펌프 요소들을 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 상기 제1 기준치에 따라 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달하도록 제어하도록, 그리고 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력에 대한 기준치를 제2 기준치(P₂)로 변경하는 반면, 펌프 요소들의 제어는 상기 단 한 개의 펌프 요소가 어큐뮬레이터에서 요구되는 연료 압력을 단독으로 전달하도록 유지되도록 구성되고,
펌프 요소들의 실행 능력에 대한 정보를 결정하기 위하여, 어큐뮬레이터의 연료 압력이 증가하는 동안의 연료 압력의 발달을 이러한 발달들의 저장치들과 비교하도록 구성된 수단(22)을 더 포함하고,
제어 장치(20)는, 상기 요소가 상기 사전 결정된 부분 부하 조건의 발생을 검출하면, 각기 다른 시점들에서 고압 펌프의 펌프 요소들 각각을 단독으로 제어하여, 상기 제1 기준치(P₁)에 따라 어큐뮬레이터 탱크(6)에 연료 압력을 전달하고 이어서 이 기준치를 제2 기준치(P₁)로 변경하도록 구성되고,
상기 수단(22)은 상기 펌프 요소들 각각에 대해 상기 결정을 수행하도록 구성되고, 그리고
장치(25)는 펌프 요소들 또는 다른 펌프 요소들에서의 어큐뮬레이터 탱크의 연료 압력 발달과의 상기 비교를 수행하고, 이 비교에 기초하여 펌프 요소들을 효율에 따라 등급을 매기도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 장치.
삭제
제10항에 있어서,
제어 장치(20)는, 상기 펌프 요소들 중 단 한 개의 펌프 요소가 단독으로 어큐뮬레이터 탱크에서 요구되는 연료 압력을 전달할 수 있는, 부분 부하 작동 조건이 연소 엔진에서 발생할 시에, 효율이 가장 높은 펌프 요소(10)가 단독으로 상기 요구된 연료 압력을 전달하도록 고압 펌프의 펌프 요소들을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 펌프 작동 장치.
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컴퓨터의 인터넷 메모리에 바로 다운로드될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터 판독 가능한 데이터 저장 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때 컴퓨터가 제1항에 따른 단계들을 제어하게 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 데이터 저장 매체.
제10항 또는 제12항에 따른 장치를 포함하는 모터 차량.
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