KR101924706B1 - 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 축압기 디바이스 및 특히 자동차 연료 분사 시스템용 유체 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서, 유체는 공급 디바이스(6, 7, 8, 9)에 의해 고압으로 축압기(1)에 공급되고, 유체는 적어도 하나의 추출 디바이스(2, 3, 4, 5)에 의해 상기 축압기(1)로부터 추출되고, 제어가능한 감압 밸브(10)는 압력을 제어하기 위하여 상기 축압기로부터 유체를 추출하는데 사용되고, 상기 축압기 내 압력은 타깃 압력으로 조절되고, 상기 감압 밸브는 상기 축압기(1) 내 미리 한정된 임계 압력이 초과된 경우 자동적으로 개방되고, 상기 축압기의 압력 조절을 체크하기 위하여, 상기 감압 밸브의 임계 압력은 증가되고, 시간에 따라 상기 축압기(1) 내 유체 압력의 후속 변화가 검출되는, 상기 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 시간에 따라 상기 축압기 내 유체 압력의 변화를 분석하는 것에 의해 결함이 식별될 수 있다.

Description

자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법{METHOD FOR OPERATING A PRESSURE ACCUMULATOR DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE FUEL INJECTION SYSTEM}

본 발명은 기계 공학과 전기 공학 분야에 관한 것으로, 구체적으로, 축압기를 위한 압력 조절 시스템을 모니터링하는 것에 관한 것이다.

종래 기술에서, 유체 축압기는 예를 들어 음료수와 공정 용수를 전달하는데, 윤활유를 가압하는데, 그리고 특히 자동차 분야에서, 특히, 내연 엔진과 관련된 연료 분사 시스템에서 연료를 가압하는 등, 많은 여러 응용 범위에 사용된다.

공통 레일의 엔진 분사 영역에, 예를 들어 수 백 바(bar) 내지 수 천 바의 압력에서 동작되는 연료 축압기가 사용된다. 요구조건에 따라, 대응하여 높은 압력이 축압기에 제공되고 설정된다.

유체, 특히 액체를, 이러한 축압기에 공급하기 위하여, 한편으로는, 자체적으로 제어될 수 있는 고압 펌프가 고려될 수 있으나, 다른 한편으로는, 펌프로 공급되는 유체의 양을 제어하는 것에 의해 설정점(setpoint) 압력을 제어하는 것이 고려될 수 있다.

통상, 적어도 하나의 압력 센서가 축압기에 제공되고, 여기서 상기 센서에 의해 실제 압력을 검출하여 이 정보를 압력 조절 시스템에 전송할 수 있다.

나아가, 많은 경우에 유체를 사용하는 추출 디바이스(extraction device)뿐만 아니라 적어도 압력 조절 시스템의 고장시에 유체를 방출할 수 있는 감압 밸브(pressure reduction valve)가 제공된다. 그러나, 이런 종류의 감압 밸브는, 축압기 내 압력 레벨이 너무 높은 경우, 조절 시스템이 감압 밸브에 의존하여 이 수단에 의해 압력 감소를 달성할 수 있는 방식으로도 제어될 수 있다. 이를 위해, 이런 종류의 감압 밸브는 많은 경우에 제어가능하다.

축압기 내 고압 센서의 고장시에도, 자동차 또는 축압기를 포함하는 일부 다른 시스템에 높은 신뢰성이 요구된다는 것은 연속된 동작이 가능하여야 한다는 것을 의미한다. 이를 위해, "피드포워드(feedforward)" 시스템이 자동차 분야에 제공되고, 여기서 상기 시스템은 압력 센서로부터 임의의 피드백과 독립적으로 공급 디바이스를 통해 특정 연료량을 축압기에 전달한다.

그러나, 압력 센서에 뿐만 아니라, 축압기를 구비하는 다른 부품, 예를 들어 축압기의 펌프, 밸브, 밀봉재 및 하우징 벽에도 결함이 발생할 수 있다.

그리하여 설명된 유형의 축압기의 경우에 압력 조절을 체크하는 방식을 생성하는 것이 바람직하다.

상기 목적은 특허 청구항 1에 따른 본 발명의 특징에 의해 방법에 따라 달성된다. 종속 청구항 2 내지 8은 본 발명의 유리한 실시예를 제시한다. 특허 청구항 9 및 10은 본 발명에 따른 축압기 디바이스에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은, 자동차 연료 분사 시스템을 위한 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서, 유체가 공급 디바이스에 의해 고압으로 축압기로 공급되고, 유체는 적어도 하나의 추출 디바이스에 의해 상기 축압기로부터 추출되고, 제어가능한 감압 밸브는 압력을 제어하기 위하여 상기 축압기로부터 유체를 추출하는데 사용되고, 상기 축압기 내 압력은 설정점 압력으로 조절되고, 상기 감압 밸브는 상기 축압기 내 미리 결정된 임계 압력이 초과된 경우 자동적으로 개방되고, 상기 축압기의 압력 조절을 체크하기 위해 상기 감압 밸브의 임계 압력이 증가되고, 시간에 따라 상기 축압기 내 유체 압력의 변화가 검출되는, 상기 방법에 관한 것이다.

특히 자동차 연료 분사 시스템을 위한 축압기의 경우에, 시간에 따라 변하는 설정점 압력이 구동 상황에 따라 특히 엔진 관리 유닛에 의해 요구되는 방식으로, 그리고 상기 축압기 내 압력이 이후 이 설정점 압력으로 연속적으로 조절되는 방식으로 통상 조절이 수행된다. 축압기 내 압력 조절이 적절히 동작하지 않는다는 지시, 예를 들어 내연 엔진의 기능이 비-최적이거나 또는 축압기의 압력 특성이 요구조건에 따르지 않는다는 지시가 있을 수 있다.

설정점 거동에 이렇게 편차가 일어나는 것은 여러 원인, 예를 들어 밀봉재 또는 펌프 구역에 누설이 있는 경우 또는 펌프의 기능이 비-최적된 경우, 그리고 밸브 등에 결함이 있는 경우를 포함할 수 있다. 그러나, 또한 요구되는 설정점 압력이 축압기의 동작 범위를 초과하는 일이 일어날 수도 있는데, 이러한 압력을 설정하는 것은 바람직하지 않을 뿐만 아니라 위험하여 모든 경우에 방지하여야 한다.

이러한 초과 압력은 통상 감압 밸브를 통해 감소되지만, 상기 감압 밸브가 개방될지 또는 개방되었는지 여부가 드라이버에는 통상 명백하지 않다. 그 이유 중에 감압 밸브가 통상 매우 신속히 스위칭되어서 이 감압 밸브는 압력이 감소하는 매우 짧은 시간 동안에만 개방될 수 있다는 것이 하나의 이유이다. 그리하여 감압 밸브가 평균시간이 상대적으로 긴 시간 또는 상대적으로 짧은 시간 동안 개방될지 또는 개방되었는지 여부가 드라이버에는 명백하지 않다.

본 발명에 따라, 상기 감압 밸브의 임계 압력은 이제 유리하게는 일시적으로 증가된다.

상기 감압 밸브가 이전에 폐쇄되었다면, 이 감압 밸브는 상기 임계 압력이 증가될 때 모든 경우에 폐쇄된 채 유지된다. 축압기의 압력 조절 시스템에서 체크 동작을 야기한 시스템 편차는 계속 존재할 수 있으나, 이것은 감압 밸브의 거동으로 인한 것도 아니고 설정점 압력을 초과한 것으로 인한 것도 아니라는 것을 확인할 수 있다.

상기 감압 밸브가 이미 개방되었다면, 이것은 축압기 내 압력이 감압 밸브의 설정된 임계값을 넘어 증가하는 것이 가능하지 않다는 것을 보장한다. 감압 밸브의 임계 압력이 증가하면, 상기 밸브는 폐쇄된다. 이것은 축압기 내 압력 상태의 변화를 초래한다. 통상, 즉 펌프에 누설이 있거나 또는 비효율적인 동작이 있는 경우, 축압기 내 압력은 감압 밸브 내 압력 임계값이 상승한 후에 그리고 감압 밸브가 후속해서 폐쇄된 후에는 상승하지 않는다. 이에 의해 압력 조절의 결함을, 즉 누설로 인한 압력 손실 또는 고압 펌프의 비효율적인 동작으로 인한 압력 손실로 좁힐 수 있다.

결함을 이렇게 분류한 후, 감압 밸브의 임계 압력은 원래의 값으로 복귀될 수 있다.

전체 방법은, 설정점 값으로부터, 축압기에 대해 측정된 값, 특히 압력 값의 편차를 자동으로 검출하고, 상기 감압 밸브를 자동으로 작동시키고, 상기 밸브의 압력 임계값을 변경하고, 후속해서 압력 거동을 검출하는 것을 자동화된 방식으로 실행할 수 있다.

따라서, 본 발명의 유리한 실시예는 상기 축압기 내 실제 압력이 모니터링되고 이 실제 압력은 미리 결정된 설정점 압력과 비교되고, 상기 실제 압력과 상기 설정점 압력 사이의 차이가 차이 임계값과 비교되고, 차이 임계값이 초과되는 경우에는, 상기 감압 밸브의 임계 압력이 증가되고, 시간에 따라 축압기의 압력 특성이 검출되는 것을 고려한다.

상기 감압 밸브의 임계 압력이 증가된 후 상기 축압기의 압력이 증가되는 것이 후속하는 경우에는, 축압기의 원래의 임계 압력이 초과되는 것으로 추론하는 것에 의해 결함이 존재하는 것으로 유리하게 분류된다. 이 분류는, 상기 감압 밸브의 임계 압력이 증가된 후 상기 축압기의 압력이 증가하는 것이 후속하지 않는 경우에는, 상기 압력 조절에 결함(고압 펌프에 누설이 있거나 또는 비효율적인 동작이 있는 것으로 인한 압력 손실)이 있는 것으로 추론되는 것을 더 고려한다.

상기 감압 밸브를 제어하는 경우, 본 발명에 따른 방법은 유리하게는, 상기 감압 밸브가 솔레노이드 코일을 통전시키는 것에 의해 제어되고, 솔레노이드 코일의 자기장에서 솔레노이드 전기자가 구동되고, 상기 전기자는 상기 자기장에 의해 결정된 힘을 상기 감압 밸브의 폐쇄 부재에 가하고, 상기 폐쇄 부재에 가해지는 힘과 그리하여 상기 감압 밸브를 자동으로 개방하는 임계 압력은 통전에 의해 제어될 수 있는 것을 고려한다.

예를 들어, 상기 솔레노이드 전기자는 인장력 또는 압축력을 상기 폐쇄 부재에 가하기 위하여 상기 폐쇄 부재에 직접 고정되거나 또는 이와 접촉하는 태핏(tappet)에 연결될 수 있다. 예로서, 상기 폐쇄 부재는, 상기 축압기의 압력 챔버를 저압 챔버, 특히 대기압의 유체 저장소에 연결하는, 상기 밸브의 개구 바로 앞에 위치된다. 따라서, 상기 폐쇄 부재에는 동작 동안 상기 축압기 내 압력과 외부 압력 사이의 차이에 대응하는 차이 압력이 작용한다.

상기 솔레노이드 코일을 통과하는 전류는 보통 조절되고 상기 솔레노이드 전기자에 설정점 힘을 생성한다. 이 경우에, 상기 솔레노이드 전기자는, 상기 감압 밸브를 자동으로 개방하기 위해 설정된 임계 압력에 따라, 상기 솔레노이드 코일이 구동된 결과, 폐쇄 방향으로 또는 대안적으로 개방 방향으로 상기 폐쇄 부재를 가압할 수 있다.

이를 위해, 상기 감압 밸브의 폐쇄 부재에 폐쇄 방향으로 작용하는 스프링의 힘이 유리하게 제공되고, 상기 솔레노이드 코일이 통전된 경우 상기 솔레노이드 전기자에 의해 개방 방향으로 상기 폐쇄 부재에 가해지는 힘이 유리하게 제공될 수 있다. 이 경우에, 상기 솔레노이드 전기자를 통해 상기 폐쇄 부재에 작용하는 힘은 상기 스프링의 스프링 힘과 일반적으로 반대방향이다. 그 결과, 상기 솔레노이드 코일을 통해 흐르는 전류를 적절히 선택하는 것을 통해 상기 스프링과 상기 감압 밸브의 공차를 특히 간단히 보상할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 나아가 유리하게는 상기 솔레노이드 코일은 상기 축압기의 동작 동안 연속적으로 통전되고, 상기 축압기의 압력 조절을 체크하기 위해 전류가 스위칭 오프되는 것을 제공하는 것이 가능하다. 상기 솔레노이드 코일이 연속적으로 통전되는 것에 의해, 상기 감압 밸브의 상기 폐쇄 부재에 가해지는 스프링의 폐쇄 힘은 동작 동안 감소하고, 이에 의해 상기 축압기 내 설정점 압력이 낮아진다. 상기 전류가 스위칭 오프되면, 상기 스프링의 최대 압력 힘이 상기 폐쇄 부재에 작용하고, 그 결과 상기 밸브는 더 높은 유체 압력에서만 개방되고 그리하여 더 높은 유체 압력이 수립될 수 있다. 상기 전류가 스위칭 오프되기 전에 상기 감압 밸브가 이미 개방되었다면, 상기 전류가 스위칭 오프될 때 임계 압력이 증가하는 것을 통해 이 감압 밸브는 폐쇄되는데, 이것은 상기 축압기의 압력이 증가하는 경향으로부터 분명하다. 상기 전류가 스위칭 오프된 후 축압기 내 압력이 증가하지 않는 경우, 이것은 상기 감압 밸브가 개방되지 않았다는 것을 나타내고, 따라서, 상기 축압기 내 압력이 정상 동작 동안 상기 감압 밸브의 임계 압력을 초과하지 않았다는 것을 나타낸다. 상기 밸브는 상기 전류가 스위칭 오프된 후에도 폐쇄된 채 유지된다. 검출된 결함이 있다면 이는 상기 축압기의 다른 요소에 기인한 것이다.

본 발명의 다른 유리한 실시예는, 상기 솔레노이드 코일의 통전 전류를 결정하기 위해, 상기 솔레노이드 코일에서 구동될 수 있는 자기 전기자(magnetic armature)에 의해 상기 감압 밸브를 개방하는데 드는 상기 스프링 힘과 이와 다른 기계적 저항을 극복하는데 요구되는 전류는 초기에 대기압에서 결정되고, 의도된 임계 압력에 따라 결정된 전류 차이는 이런 방식으로 결정된 전류로부터 감산되는 것을 고려한다.

설명된 방법에 의해, 상기 솔레노이드 전기자에 작용하는 대응하는 힘으로, 밸브 기구의 기계적인 저항 힘과 스프링의 힘을 극복하는데 사용되어야 하는 전류의 양이 제일 먼저 결정될 수 있다. 이런 방식으로 결정된 힘으로부터 특정량이 감산되고, 상기 솔레노이드 코일을 연속적으로 통전시키는 전류로 변환된다. 예를 들어 참조 테이블 또는 변환 공식에 의해 원하는 임계 압력으로부터 동작 동안 사용될 전류가 결정될 수 있다.

본 발명은, 전술한 유형의 방법, 및 자동차 연료 분사 시스템의 축압기 디바이스로서, 상기 축압기 디바이스는, 고압의 유체를 상기 축압기에 공급하는 공급 디바이스, 고압의 유체를 선택적으로 추출하는 추출 디바이스, 상기 축압기 내 압력을 설정점 압력으로 조절하는 조절 디바이스, 및 상기 추출 디바이스와는 독립적으로 상기 축압기로부터 유체를 방출하는 제어가능한 감압 밸브를 구비하고, 상기 감압 밸브는 미리 결정된 임계 압력이 초과되는 경우에 자동적으로 개방되고, 상기 감압 밸브의 임계 압력은 제어가능하고, 특히 선택적으로 가변하는, 상기 방법 및 축압기 디바이스에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해, 상기 감압 밸브가 자동적으로 개방되는 임계 압력이 선택적으로 변할 수 있는, 제어가능한 감압 밸브를 구비하는 축압기 디바이스가 요구된다. 그 결과, 압력 조절을 체크하기 위해 임계값이 상승될 수 있고, 이에 의해 상기 감압 밸브는 예측가능하게 폐쇄되거나 또는 폐쇄된 채 유지된다. 시간에 따라 축압기에 압력이 발생하는 것을 후속적으로 검출하는 것에 의해, 존재하는 결함이 이후 보다 구체적으로 분류될 수 있다.

본 발명에 따른 축압기 디바이스의 특히 유리한 실시예는, 상기 감압 밸브가, 스프링 힘에 의해 밸브 안착부로 가압되는 폐쇄 부재, 및 통전가능한 솔레노이드 코일에 의해 구동될 수 있고 개방 방향으로 상기 폐쇄 부재에 작용하는 솔레노이드 전기자를 구비하는 것에 있다. 상기 감압 밸브의 이러한 솔레노이드 구동부에 의해, 임계값은 특히 간단하고 효과적으로 재현가능한 방식으로 설정되거나 변화될 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예로서 도면에 도시되고 아래에서 설명된다.

도 1은 축압기 디바이스의 개략도;
도 2는 감압 밸브의 개략도;
도 3은 감압 밸브의 스프링 힘을 보상하는 균형 전류(balance current)의 설정을 도시하는 도면;
도 4는 여러 결함 이벤트에 따라 축압기의 압력 특성을 도시하는 도면; 및
도 5는 본 발명에 따른 방법 시퀀스의 개략도.

도 1은 구체적으로 도시되지 않은 4-실린더 내연 엔진을 위한 고압 분사 시스템을 도시한다. 분사 시스템은 4개의 분사기(2, 3, 4, 5)에 연결된 축압기(1)를 구비한다. 개별적인 분사기(2, 3, 4, 5) 각각은 도 1에 개략적으로 도시된 분사 밸브를 구비한다.

연료가 고압 펌프(6)에 의해 연료 저장소(7)로부터 수 백 바(bar) 내지 수 천 바 범위의 고압으로 축압기(1)에 공급된다. 연료는 연료 라인(8)과 필터(9)를 통해 고압 펌프(6)에 공급된다. 고압 저장소(1) 내 유압 압력을 조절하는 것은 저압측에 있는 고압 펌프로 공급되는 연료량을 조절하는 것에 의해 미도시된 방식으로 수행된다.

특히 연료 요구가 저하하는 상황에서 축압기 내 압력을 더 잘 조절하기 위하여, 축압기(1)를 저압 시스템, 특히 연료 저장소(7)에 연결하는 감압 밸브(10)가 제공된다. 감압 밸브가 개방될 때, 축압기(1) 내 압력이 효율적이고 신속히 감소될 수 있다.

감압 밸브(10)와, 고압 펌프(6)로의 연료 공급을 제어하는 요소는, 축압기(1)의 내부에 연결된 압력 센서(25)와 함께, 공통 조절 디바이스(11)에 유리하게 연결된다.

도 2는 감압 밸브(10)의 예시적인 개략 구조를 도시한다. 이 경우에, 축압기는 좌측에 참조 부호 1로 도시되고 감압 밸브(10)의 개구(12)에 연결된다. 개구(12)는 폐쇄 부재(13)에 의해 폐쇄될 수 있다. 폐쇄 부재(13)는 솔레노이드 구동부의 솔레노이드 전기자(14)에 연결되고, 솔레노이드 전기자(14)는 솔레노이드 구동부의 일부로서, 이 전기자를 둘러싸는 솔레노이드 코일(15)과 상호 작용한다. 휴지 상태에서, 즉 솔레노이드 코일(15)에 전류가 공급되지 않을 때, 솔레노이드 전기자(14)와, 이와 함께, 폐쇄 부재(13)는, 스프링 가이드(17)로 가이드되는 스프링(16)에 의해 그리고 대응하여 작용하는 스프링 힘(27)에 의해, 개구(12)에 있는 밸브 안착부로 가압되고, 감압 밸브는 이에 따라 축압기(1) 내 유압 압력(26)으로 폐쇄된다. 따라서, 축압기(1)로부터 연료가 나오지 않는다.

솔레노이드 코일(15)에 충분히 강한 전기 신호가 공급되어, 높은 전류가 흐르면, 전기자(14)는 코일(15)로 당겨져서, 폐쇄 부재(13)가 이에 따라 스프링(16)의 힘에 거슬러서 개구(12)로부터 멀어지게 이동된다. 이에 연료가 축압기(1)로부터 개구(12)를 통해 밸브 챔버(18)로 방출되고, 거기로부터, 유출 라인(19)을 통해, 연료 저장소(7)로 흐를 수 있다. 감압 밸브(10)는 "디지털 밸브"로 동작될 수 있는 방식으로 설계되는 경우 유리하다. 이것은 밸브가 본질적으로 개방된 위치와 폐쇄된 위치에서만 동작되는 것을 의미하고, 개구(12)는 폐쇄 부재(13)의 움직임에 의해 매우 신속히 폐쇄되고 개방될 수 있다.

솔레노이드 구동부로부터 전기자(14)에 작용하는 힘이 스프링 힘(27)에 대항(counteract)하는 것을 이용하여, 스프링 상수의 개별적인 분산값과 다른 생산 및 조립 공차를 보상하는 방식으로 솔레노이드 구동부의 동작이 연속적으로 동작하는 전류를 설정할 수 있다. 이를 위해, 감압 밸브는 대기압 상태 하에서, 즉 축압기와 유체 저장소(7)가 대기압 하에 있을 때, 또는 감압 밸브의 양 측이 대기압과는 다른 동일한 압력 하에 있을 때, 제일 먼저 교정될 수 있다. 이를 위해, 전류는 폐쇄 부재(13)에 가해지는 자기력이 단지 스프링 힘(27)을 극복하는 방식으로 실험적으로 설정된다.

솔레노이드 코일을 통해 이렇게 결정된 전류로부터 특정량의 전류가 감산되고, 그 결과 감압 밸브는 감소된 힘으로 폐쇄되어 초기에 유지된다. 감산되는 전류의 양은 밸브의 임계 압력에 대응하는 특정 유압 힘(26)이 축압기(1)의 유압 힘에 의해 솔레노이드 구동부의 힘에 추가될 때에만 감압 밸브가 개방되도록 선택된다.

이렇게 설정하는 목적은, 임계 압력이 예를 들어 솔레노이드 코일의 통전 없이 3000 바인 경우, 예를 들어 축압기(1)의 2200 바의 임계 압력에서, 감압 밸브가 자동적으로 개방될 수 있도록 하기 위함이다.

자기력과 스프링 힘이 밸브에서 균형이 맞춰지는, 초기에 결정된 전류로부터 감산되어야 하는 전류의 양은, 예를 들어 조절 디바이스(11)에 저장된 참조 테이블에서 찾아볼 수 있다. 그러나, 이 전류의 양은 밸브의 원하는 트리거(trigger)/임계 압력에 따라 유리하게는 선형인 특성에 의해 결정될 수도 있다.

감압 밸브(10)의 더 나은 동작을 위해, 고압 축압기(1) 측 밸브의 개구(12) 구역에 제한부(restriction)(30)가 제공된다. 제한부(30)를 통한 흐름 저항은 개방된 감압 밸브(10)의 흐름 저항보다 상당히 더 크다. 감압 밸브를 개방하는 공정과 이 감압 밸브를 폐쇄하는 공정의 효과는 이에 의해 감소되어서, 감압 밸브는 디지털 밸브의 이상적인 형태에 접근한다. 도 3은 감압 밸브를 설정하는 공정을 개략적인 다이어그램으로 도시한다.

이 다이어그램의 하부 부분에서, 시간(t)은 수평 축 상에 도시되고, 솔레노이드 코일(15)의 전류는 수직 축에 도시된다. 전류는 t₀으로부터 시간에 따라 증가하며, 시간(t₁)에서 달성되는 전류(I₁)까지 증가된다. 전류(I₁)는 양 측이 대기압 하에 있을 때, 그리고 밸브가 개방될 때, 압축 스프링의 스프링 힘과 추가적인 기계적인 저항이 감압 밸브 내 솔레노이드 코일과 솔레노이드 전기자의 구동 자기력에 의해 균형이 맞춰진 전류를 나타낸다. 이 전류(I₁)가 제일 먼저 기록된다. 이후, 전류는 더 증가될 수 있고, 밸브는 개방된 채 유지된다. 시간(t₂)에서, 축압기(1)는 고압 하에 놓이는 것으로 가정된다. 동작 동안, 감압 밸브는 이제 다시 폐쇄되고, 이후 전류는, 밸브의 원하는 임계 압력에 따라 전류의 특정량을 감산하는 것에 의해 결정된 전류(I₁)로부터 획득된 값(I₂)으로 설정된다. 이 전류(I₂)에서 밸브는 연속적으로 동작될 수 있다.

도 3의 다이어그램의 상부 부분에서, 시간(t)은 하부 부분에서와 동일한 스케일로 수평 축에 도시되는 반면, 감압 밸브의 폐쇄 부재(13)의 개방 경로(s)는 여기서 수직 축에 도시된다. 초기에, 시간 t = 0에서, 밸브는 폐쇄되고 스프링 힘으로 폐쇄된 채 유지되는 것을 볼 수 있다. 솔레노이드 구동부 내 전류가 시간에 따라 증가되지만, 자기력은 시간(t₁)에서 스프링 힘과 균형 맞아서 밸브를 개방시킬 때까지 성장하는데, 여기서 이것은 밸브 태핏/폐쇄 부재(13)가 이동한 경로(s₁)로 도 3의 다이어그램의 상부 부분에 도시된다. 밸브는, 시간(t₂)에서, 전류가 I₁을 초과하는 전류로부터 0으로 낮아질 때 폐쇄된다. 감압 밸브는, 축압기에 나타나는 압력이 원하는 임계 압력 아래에 있는 한, 폐쇄된 채 유지된다. 전류(I₂)가 밸브의 솔레노이드 구동부에 계속 인가되면, 폐쇄 부재(13)는, 축압기(1) 내 압력이 다시 임계값을 초과하여 상승할 때까지, 스프링(17)의 힘에 의해 개구(12)를 폐쇄한다.

도 4에서, 시간 특성은 수평 축에 도시되는 반면, 한편으로는 전류와, 다른 한편으로는 압력 특성은 수직 축에 도시된다. 제일 먼저, 축압기 내 압력 특성은 설정점 압력 곡선(31)으로 도시되고, 이 압력 곡선은 제1 압력(p₁)에서 수평인 압력 특성으로 시작된다. 이 단계에서, 압력(p₁)은 축압기(1)에 나타나고, 감압 밸브(10)는 통전되지 않는다. 시간(t₄) 이후로부터, 감압 밸브(10)는, 한편으로는, 감압 밸브에, 예를 들어, 2200 바의 원하는 임계 압력을 설정하는 설정점 전류로 통전된다. 축압기에 대한 압력 요구는 시간에 따라 상승하고, 이 압력은 거기서 증가되는데, 여기서 이것은 시간(t₅)까지 압력이 선형으로 상승하는 것으로 도시된다. 통상, 축압기에서 수평 압력 특성, 즉 일정한 압력이 유지되는 것은, 최대점에서 감압 밸브의 임계 압력에 대응할 수 있는 설정점 압력이 설정되지마자 보장되고, 여기서 이 압력은 도 4에 도시된 예에서 p₄에 있다.

결함이 없을 때, 이 압력은 고압 펌프(6)를 조절하는 것에 의해 보장되고, 그리하여 감압 밸브(10)는 개입되지 않고도 폐쇄되게 유지될 수 있다.

시스템에 결함이 있으면, 원하는 압력(p₄)에 종종 도달되지 않는다. 예시적인 곡선(32)(제1 결함 곡선)과 곡선(33)(제2 결함 곡선)으로부터, 축압기 내 압력은 고려되는 것보다 더 낮은 값, 즉 압력 레벨(p₃) 또는 압력 레벨(p₂)에 도달하는 것을 볼 수 있다. 그러나, 종종 압력 조절 시스템이 결함 거동을 하는 이유를 식별하는 것은 곤란하다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 감압 밸브로 가는 전류를 스위칭 오프하는 것에 의해 결함의 원인에 대한 보다 큰 통찰력을 획득할 수 있다. 이후 전류가, 예를 들어, 제1 결함 곡선(32)으로 도시된 바와 같이, 시간(t₆)에서 스위칭 오프될 때, 압력 상승이 있으면, 이것은, 감압 밸브가 전류를 스위칭 오프하는 것에 의해 폐쇄되었고 그 결과 감압 밸브가 전류가 스위칭 오프되기 전에 개방되었다는 것을 나타낸다. 이것은, 축압기(1) 내 압력이 너무 높아서 감압 밸브에 의해 자동적으로 감소되었다는 것을 나타낸다. 이 관찰은 압력 조절에 결함이 있고 시스템이 초과 시스템 압력 하에 있다는 것을 암시한다.

제2 결함 곡선(33)에 따른 압력 특성이 감압 밸브를 스위칭 오프한 후 획득되면, 밸브 위치는 감압 밸브로 가는 전류를 스위칭 오프하는 것에 의해 변치 않았다는 것이 명백하다. 전류를 스위칭 오프하는 것에 의해 임계 압력은 상승되므로, 이것은 전류가 스위칭 오프되어 밸브가 폐쇄되기 전에도 적용가능한 임계 압력에 도달되지 않았다는 결론을 내릴 수 있다. 제2 결함 곡선(33)에 따라 수립된 압력 레벨(p₃)은 시스템의 초과 압력과는 아무 관계가 없고, 아마도 고압 펌프에 누설이 있고/있거나 그 동작이 비효율적인 것에 기인한 것일 가능성이 매우 높다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 의해, 감압 밸브로 가는 전류를 스위칭 오프하는 것에 의해 축압기의 압력 조절 시스템의 결함을 식별하는 것이 가능하다.

제어가능한 감압 밸브를 갖는 축압기를 동작시키는 설명된 방법은 다시 한번 도 5를 참조하여 간략히 설명된다. 제1 방법 단계(35)에서, 축압기(1)에 있는 감압 밸브(10)는 동작되고, 여기서 축압기(1)는 유체 저장소(7)와 같이 대기압 하에 있다. 제2 방법 단계(36)에서, 밸브의 개방을 초래하고 이에 따라 밸브의 스프링 힘을 상쇄하고 모든 공차와 이에 의해 야기된 추가적인 힘을 보상하는 전류가 감압 밸브에 설정된다.

제3 단계(37)에서, 기계적인 공차와 스프링 힘을 보상하는데 요구되는 전류로부터 감산되는 전류의 양은 제2 단계(36)에서 결정된 전류 레벨로부터 그리고 감압 밸브의 원하는 임계 압력으로부터 결정된다. 제4 단계(38)에서, 감압 밸브(10)를 연속적으로 통전시키기 위해 제3 단계(37)에서 결정된 전류가 축압기의 동작 동안 설정된다.

시스템의 압력 조절을 체크하는 것이 요구되면, 규칙적으로 주기적으로 체크하는 상황이거나 또는 특정 일탈 거동 또는 센서 지시에 의해 오기능이 의심되는 상황이 발생하면, 감압 밸브(10)로 가는 전류는 제5 단계(39)에서 스위칭 오프되고, 제6 단계(40)에서, 측정된 압력의 발생이 검출된다. 제7 단계(41)에서, 압력 거동의 분석에 기초하여 결함을 식별하고 결함을 결정하는 공정이 수행된다.

Claims (10)

1. 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법으로서,
   유체는 공급 디바이스(6, 7, 8, 9)에 의해 고압으로 축압기(1)에 공급되고, 유체는 적어도 하나의 추출 디바이스(2, 3, 4, 5)에 의해 상기 축압기(1)로부터 추출되며, 제어가능한 감압 밸브(10)는 압력을 제어하기 위하여 상기 축압기(1)로부터 유체를 추출하는데 사용되고, 상기 축압기(1)의 압력은 설정점 압력으로 조절되며, 상기 감압 밸브(10)는 상기 축압기 내 미리 결정된 임계 압력이 초과되는 경우 자동적으로 개방되고, 상기 축압기의 압력 조절을 체크하기 위해 상기 감압 밸브(10)의 임계 압력이 증가되며, 이어서 시간에 따라 상기 축압기(1)의 유체 압력의 변화가 검출되는, 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 축압기(1) 내 실제 압력이 모니터링되고 상기 실제 압력은 미리 결정된 설정점 압력과 비교되고, 상기 실제 압력과 상기 설정점 압력 사이의 차이가 차이 임계값과 비교되며, 차이 임계값이 초과되면, 상기 감압 밸브(10)의 임계 압력이 증가되고, 시간에 따라 상기 축압기(1)의 압력 특성이 검출되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 감압 밸브(10)의 임계 압력이 증가된 후 상기 축압기의 압력이 증가되는 경우에는, 상기 축압기(1)의 원래의 임계 압력이 초과되는 것으로 추론되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 감압 밸브(10)의 임계 압력이 증가된 후 상기 축압기(1)의 압력이 증가하는 것이 후속하지 않는 경우에는, 상기 압력 조절에 결함이 있는 것으로 추론되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감압 밸브(10)는 솔레노이드 코일(15)을 통전시키는 것에 의해 제어되고, 상기 솔레노이드 코일의 자기장에서 솔레노이드 전기자(14)가 구동되며, 상기 전기자는 상기 자기장에 의해 결정된 힘을 상기 감압 밸브(10)의 폐쇄 부재(13)에 가하고, 상기 폐쇄 부재(13)에 가해지는 힘과 그리하여 상기 감압 밸브를 자동으로 개방시키기 위한 임계 압력은 통전에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 솔레노이드 코일(15)은 상기 축압기의 동작 동안 연속적으로 통전되고, 상기 축압기(1) 내 압력 조절을 체크하기 위해 전류가 스위칭 오프되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
7. 제6항에 있어서, 스프링(17)의 힘은 상기 감압 밸브의 상기 폐쇄 부재(13)에 폐쇄 방향으로 작용하고, 상기 솔레노이드 코일(15)이 통전될 때 상기 솔레노이드 전기자(14)에 의해 개방 방향으로 상기 폐쇄 부재에 힘이 가해지는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 솔레노이드 코일(15)의 통전 전류를 결정하기 위해, 상기 솔레노이드 코일(15)에서 구동될 수 있는 자기 전기자(14)에 의해, 상기 감압 밸브(10)를 개방하는데 드는 상기 스프링의 힘(27)과 이와 다른 기계적인 저항을 극복하는데 요구되는 전류는 초기에 대기압에서 결정되고, 의도된 임계 압력에 따라 결정된 전류 차이는 이런 방식으로 결정된 전류로부터 감산되는 것을 특징으로 하는 자동차 연료 분사 시스템용의 축압기 디바이스를 동작시키기 위한 방법.
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