KR102143171B1 - 가압 연료 온도의 결정 - Google Patents

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에릭 룬드큐비스트
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

엔진(101)에 연료를 제공하도록 배치된 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위한 방법(300) 및 시스템(200)이 제안된다. 방법(300)은, 고압 연료 시스템(250)의 제1 섹션(251) 내에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)를 결정하는 단계를 포함하되, 제1 섹션(251)은 커먼 레일 연료 시스템(253)을 포함한다. 이 방법(300)은 고압 연료 시스템(250)의 제2 섹션(252) 내에 포함되어 있는 제2 연료 체적(V2)의 제2 온도(T2)를 결정하는 단계를 포함하되, 제2 섹션(252)은 엔진(101)의 실린더 헤드(280) 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)를 포함한다. 이 방법(300)은 적어도 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

가압 연료 온도의 결정
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 정의되어 있는 바와 같이, 고압 연료 시스템에 포함되어 있는 가압 연료의 온도 T전체를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 청구항 제13항의 전제부에 정의되어 있는 바와 같이, 고압 연료 시스템에 포함되어 있는 가압 연료의 온도 T전체를 결정하기 위해 배치되어 있는 시스템에도 관한 것이다. 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 구형하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에도 관한 것이다.
이하에 기재되어 있는 배경 정보는 본 발명의 배경 기술을 설명하는 것으로, 이것이 반드시 선행 기술에 대한 설명인 것은 아니다.
예컨대 차량이나 선박 내에 포함되어 있는 연소 엔진과 같은 연소 엔진은 예를 들어 디젤, 가솔린, 에탄올 또는 이러한 유형의 연료의 혼합물 같은 연료에 의해 구동된다. 연료는 연료 탱크와 연료를 연료 탱크에서 엔진으로 운송하는 장치를 포함하는 연료 시스템에 의해 엔진에 제공된다.
연료를 엔진으로 운송하는 장치는 예를 들면 하나 또는 그 이상의 연료 펌프를 포함한다. 연료 펌프는 저압 연료 시스템이나 고압 연료 시스템에 포함되어 있을 수 있다. 연료 운송 장치는 필터, 파이프 및 파이프 커플링도 포함할 수 있다.
연료는 예를 들어 실린더 당 하나의 인젝터를 포함하는 연료 분사 시스템에 의해 엔진의 실린더들로 분사된다. 인젝터에는 커먼 레일 연료 시스템으로부터 분사되는 연료가 제공될 수 있다. 커먼 레일 연료 시스템은 모든 인젝터에 가압 연료를 제공하기 위해 배치되어 있다. 그런 다음 연료는 엔진 실린더에서 소모/연소된다.
엔진 내로 얼마나 많은 양의 연료가 분사되어야 하는지를 결정할 수 있는 것이 중요하다. 분사될 연료의 양/중량이 엔진 제어 시스템 내에서 많은 제어/수정 방법의 파라미터로 사용될 수 있다. 분사된 연료량은 차량 내 다른 제어 시스템에서 파라미터로 사용될 수도 있다. 그러나 엔진 내로 분사되는 연료의 양을 직접적으로 측정하는 것은 매우 어려운 작업이다.
일반적으로 분사 중에 분사되는 연료의 중량(Q)은 적어도 분사되는 연료의 압력(P)과 분사되는 시간의 길이(Ti)에 따라 달라진다. Q=f(Ti, P). 따라서, 분사되는 연료의 양(Q추정)은 종종 분사가 이루어질 때 커먼 레일 내에서 연료에 대해 발생하는 압력 강하(ΔP)와 크기 계수(scaling factor)에 기초하여 예측된다. 크기 계수는 가압 연료의 체적(V)과 연료에서의 음속(c)에 따라 달라진다. 연료 중량은
Figure 112019002880697-pct00001
에 의해 계산될 수 있다. 여기서,
Figure 112019002880697-pct00002
는 크기 계수이다. 음속(c)은 압력(P)과 가압 연료의 평균 온도(T전체) 같은 연료 특성에 따라 달라진다. 평균 온도(T)는 가압 연료에 고압을 발생시키는 고압 펌프로부터 연료를 엔진 내로 분사하는 인젝터로 연료를 보내는 고압 연료 시스템 내 모든 가압 연료의 평균 온도일 수 있다.
　커먼 레일 연료 시스템을 포함하는 연료 시스템에서, 연료를 분사하는 중에 레일 내 연료의 압력 강하(ΔP)가 분사 중에 엔진 내로 분사되는 연료의 중량/양(Q추정)에 대한 지표로 사용될 수 있다. 위에 언급한 식
Figure 112019002880697-pct00003
을 사용하여 분사되는 연료량(Q추정)을 추정할 수 있기 위해, 평균 온도(T전체)를 알아야만 하는데, 이는 평균 온도(T전체)가 크기 계수
Figure 112019002880697-pct00004
에 영향을 미치기 때문이다.
그러나 고압 연료 시스템 내 연료의 압력이 높기 때문에, 연료 내에서 연료 온도(T전체)를 직접 측정하는 것은 어렵다. 그러한 고압 조건에서 사용될 수 있는 온도 센서를 설계하는 것은 어렵고 비용도 많이 소요된다. 또한, 하나의 온도 센서를 사용하여 온도를 직접 측정하면 고압 연료 시스템 내의 하나의 특정 지점에서만 온도 값을 측정할 수 있는 반면, 분사되는 연료의 중량(Q추정)을 추정하기 위해서는 고압 연료 시스템 내 모든 연료에 대한 평균 온도(T전체)가 필요하다. 따라서 분사되는 연료의 중량(Q추정)을 결정하기 위해 필요로 하는 연료의 평균 온도(T전체)를 결정하는 것은 어렵고 비용이 많이 소요된다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 전술한 문제점들 중 적어도 일부를 해결하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징부에 따르는, 연료를 엔진에 공급하기 위해 배치되어 있는 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위한 전술한 방법에 의해 달성된다.
이 방법은 고압 연료 시스템의 제1 섹션 내에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)를 결정하는 단계를 포함한다. 여기서, 제1 섹션은 커먼 레일 연료 시스템을 포함한다.
본 방법은 고압 연료 시스템의 제2 섹션 내에 포함되어 있는 제2 연료 체적의 제2 온도를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 제2 섹션은 엔진의 실린더 헤드 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 연료 인젝터를 포함한다.
본 방법은 적어도 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하는 단계도 포함한다. T전체=f(T1, T2).
이에 따라, 본 발명에 따른 연료 온도 결정은 고압 연료 시스템의 제1 섹션의 제1 온도(T1) 및 고압 연료 시스템의 제2 섹션의 제2 온도(T2)의 결정을 포함한다. 그런 다음, 이들 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)는 고압 연료 시스템 내 연료의 전체 온도(T전체)를 결정하는 데에 사용된다. 따라서 (위에 기재되어 있는 바와 같이) 전체 온도(T전체)는 고압 연료 시스템 내 모든 연료의 평균 온도로 정의될 수 있으며, 이는 엔진 내로 분사되는 연료 중량/양(Q추정)을 추정하는 데에 필요하다. 본 발명에 의해 고압 연료 시스템 내 연료 온도에 대한 신뢰성 있는 평균값이 제공되므로, 분사되는 연료 중량/양(Q추정)이 용이하면서도 신뢰성 있게 추정될 수 있다.
본 발명을 사용하면, 가압 연료의 평균 온도가 연속적으로 결정될 수 있다. 그런 다음 연속적으로 결정된 평균 온도는 예컨대 많은 계산 및/또는 수정을 위한 차량 내 제어 시스템에 의해 사용될 수 있다. 예를 들면, 인젝터에 의해 분사되는 연료 중량/양(Q추정)이 전술한 바와 같이 추정될 수 있다. 또는, 분사되는 연료 중량/양(Q추정)에 대한 신뢰성 있는 값이 이미 추정되어 있다면, 고압 연료 시스템 내에 존재하는 연료의 종류를 결정할 수 있다. 즉, 연료가 디젤인지, 가솔린인지, 에탄올인지 혹은 이들의 혼합물인지를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 연료 온도 결정은 엔진과 고압 연료 시스템을 포함하는 차량에 하드웨어의 복잡성을 매우 적게 부가하면서도 구현될 수 있는데, 이는 냉각제 온도 센서와 같이 이미 존재하고 있거나 혹은 예컨대 차량 엔진 시스템 내에서 압력 및 온도 조합형 센서로 대체된 커먼 레일 압력 센서와 같이 교체가 용이한 센서에서 온 신호들에 기초하여 평균 온도가 결정될 수 있기 때문이다. 본 발명의 일부 실시형태들에 따른 연료 온도 결정은 특히 가압 연료와 직접 접촉하지 않는 온도 센서 즉 가압 연료에 침지되어 있는 온도 센서를 사용할 필요가 없으며, 이는 실시형태들에서 하드웨어를 거의 복잡하게 하지 않으며, 또한 제조 비용을 낮추어 주게 된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 온도(T전체)를 결정하는 단계는 제1 체적(V1)으로 제1 온도(T1)를 가중하고, 제2 체적(V2)으로 제2 온도(T2)를 가중하는 단계를 포함한다.
Figure 112019002880697-pct00005
. 이에 의해, 제1 체적(V1)과 제2 체적(V2)이 다를 수 있음을 고려하여 온도(T전체)를 더욱 정확하게 결정할 수 있다. 제1 체적(V1)과 제2 체적(V2)은 차량 종류에 따라 다를 수 있고 및/또는 동일한 종류더라도 차량에 따라 다를 수 있음에 주목해야 한다. 또한, 제1 체적(V1)과 제2 체적(V2)은 시간에 따라 변할 수 있다. 이들 모든 경우에 있어서, 본 실시형태는 온도(T전체)를 정확하게 추정할 수 있도록 한다.
아래에 기재되어 있는 바와 같이, 온도(T전체)의 결정은 둘 이상의 섹션들/체적들에 기초하여 이루어질 수 있다. 대응 섹션 온도들을 가중하기 위해, 이들 섹션들/체적들 각각의 크기가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 온도(T전체)는 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료의 총 체적(V전체)에 있어서 평균 온도(T평균)로 결정된다. T전체=T평균. 이에 의해 평균 온도(T평균)가 결정되기 때문에, 인젝터에 의해 분사되는 연료 중량/양(Q추정)이 평균 온도(T평균)에 기초하여 직접적으로 추정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 온도(T1)를 결정하는 단계는 커먼 레일 연료 시스템의 레일 바디 온도(T레일 _ 바디)를 측정하는 단계; 및 레일 바디 온도(T레일 _바디)에 기초하여 제1 온도(T1)를 결정하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 제1 온도(T1)를 간접적으로 결정하는 것을 활용하는 비용 효율적이며 덜 복잡한 해법이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 온도(T1)를 결정하는 단계는 커먼 레일 연료 시스템 내 연료의 연료 온도(T레일 _연료)를 직접 측정하는 것을 포함한다. 이에 의해, 제1 온도(T1)를 신속하면서도 정확하게 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)를 결정하는 단계는 적어도 하나의 인젝터의 인젝터 바디 온도(T인젝트 _ 바디)를 측정하는 단계; 및 인젝터 바디 온도(T인젝트_바디)에 기초하여 제2 온도(T2)를 결정하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 제2 온도(T2)를 간접적으로 결정하는 것을 활용하는 비용 효율적이며 덜 복잡한 해법이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)를 결정하는 단계는 적어도 하나의 인젝터 내 연료의 적어도 하나의 연료 온도(T인젝트 _연료)를 직접 측정하는 것을 포함한다. 이에 의해, 제2 온도(T2)를 신속하면서도 정확하게 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)를 결정하는 단계는 실린더 헤드를 통해 흐르는 냉각수의 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)를 측정하는 단계; 및 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)에 기초하여 제2 온도(T2)를 결정하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 제2 온도(T2)를 간접적으로 결정하는 것을 활용하는 비용 효율적이며 덜 복잡한 해법이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 가압 연료의 상기 온도(T전체)를 결정하는 단계는 연료 시스템 및/또는 내부에 고압 연료 시스템이 포함되어 있는 차량에 관련된 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가에도 기초한다. T전체=f(T1, T2, Par추가). 하나 또는 그 이상의 추가의 파라미터 Par추가도 고려함으로써, 온도(T전체)를 더 정확하게 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가는 다음 그룹 중 하나 또는 그 이상을 포함한다.
- 고압 연료 시스템을 통하는 연료 유동;
- 고압 연료 시스템의 위치;
- 내부에 고압 연료 시스템이 있는 엔진 하우스의 레이아웃;
- 엔진을 냉각하기 위해 배치되어 있는 냉각 시스템의 냉각 팬의 효과;
- 고압 연료 시스템을 둘러싸는 주변 온도;
- 주위 공기에 의해 제공되는 고압 연료 시스템에 대한 냉각 효과;
- 차량 속도; 및
- 연료 온도에 영향을 미치는 연료 압력.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명 목적은 본 발명에 따른 방법과 그 실시형태들을 실시하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명 목적은 청구항 제13항의 특징부에 따른, 엔진에 연료를 제공하기 위해 배치되어 있는 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도(T전체)를 결정하기 위한 전술한 시스템에 의해 달성된다.
이 시스템은 고압 연료 시스템의 제1 섹션 내에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)를 결정하기 위해 배치되어 있는 제1 결정 유닛을 포함한다. 여기서, 제1 섹션은 커먼 레일 연료 시스템을 포함한다.
본 시스템은 고압 연료 시스템의 제2 섹션 내에 포함되어 있는 제2 연료 체적(V2)의 제2 온도(T2)를 결정하기 위해 배치되어 있는 제2 결정 유닛도 포함한다. 여기서, 제2 섹션은 엔진의 실린더 헤드 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 인젝터를 포함한다.
본 시스템은 적어도 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위해 배치되어 있는 제3 결정 유닛(143)도 추가로 포함한다. T전체=f(T1, T2).
본 시스템은 본 발명에 따른 방법에 대해 전술한 이점들을 구비한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 결정 유닛은 다음 그룹 중에서 적어도 하나의 센서를 활용한다.
- 커먼 레일 연료 시스템의 바디의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서;
- 커먼 레일 연료 시스템의 바디에 부착되어 있는 온도 센서; 및
- 커먼 레일 연료 시스템 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서.
매립된(embedded) 및/또는 부착된(attached) 센서들은 본 발명을 실시함에 있어 구조적인 복잡성을 거의 부가하지 않고 비용 효율적으로 제1 온도(T1)를 간접적으로 결정하기 위해 제공된다. 직접 측정을 위해 제공되는 센서들은 신속하면서도 정확한 측정을 위해 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 결정 유닛은 다음 그룹 중에서 적어도 하나의 센서를 활용한다.
- 적어도 하나의 인젝터의 바디의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서;
- 적어도 하나의 인젝터 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서;
- 엔진의 냉각 시스템 일부에 매립되어 있는 온도 센서;
- 엔진의 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수와 직접 접촉하고 있는 온도 센서; 및
- 엔진 내에 포함되어 있는 엔진 오일과 직접 접촉하고 있는 온도 센서.
매립된 및/또는 부착된 센서들은 본 발명을 실시함에 있어 구조적인 복잡성을 거의 부가하지 않고 비용 효율적으로 제2 온도(T2)를 간접적으로 결정하기 위해 제공된다. 직접 측정을 위해 제공되는 센서들은 신속하면서도 정확한 측정을 위해 제공된다.
이하에서 몇몇 바람직한 실시형태를 도시하는 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명에 따른 가압 연료 결정의 이점과 예시적 실시형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 예시적 차량을 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명이 구현될 수 있는 본 발명의 다양한 실시형태에 따르는 연료 시스템의 예시들을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시형태에 따라 사용이 가능한 센서들의 일부 예시들을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 방법이 구현될 수 있는 제어 장치/유닛을 도시한다.
본 발명의 실시형태들의 예시들을 설명하는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 실시형태들을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위해 사용되는, 승용차, 트럭, 버스 또는 이와 유사한 차량 같은 예시적 차량(100)을 개략적으로 도시한다. 그러나 본 발명이 도 1에 도시되어 있는 것과 같은 차량에 사용되는 것만으로 한정되는 것이 아니고, 다른 차량들 및/또는 엔진과 커먼 레일을 포함하는 고압 연료 시스템을 포함하는 선박에도 사용될 수 있다. 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 차량(100)은 한 쌍의 구동 휠들(110, 11)을 포함한다. 이 차량은 구동 휠들(110, 11)에 동력을 제공하는 연소 엔진(101)을 구비하는 파워트레인을 포함한다. 예를 들면, 통상적인 방식에 따라 엔진(101)은 엔진(101)의 출력 샤프트(102)를 통해 기어박스(103)에 연결될 수 있으며, 클러치(106) 및 기어박스(103)에 연결되어 있는 입력 샤프트를 통해 기어박스(103)에 연결될 수 있다. 출력 샤프트 또는 기어박스(103)에 연결되어 있는 추진 샤프트(107)는 예컨대 통상적인 차동장치 같은 중앙 기어(108)를 통해 구동 휠들(110, 11)을 구동하고, 중앙 기어(108)에 연결되어 있는 샤프트들(104, 105)을 구동한다.
차량은 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 연료 시스템(120)도 포함한다. 연료 시스템(120)은 엔진(101)에 연료를 제공하기 위해 배치되어 있다.
도 1에 제어 유닛(140)은 엔진(101)과 연료 시스템(120)으로부터 및/또는 엔진(101)과 연료 시스템(120)으로 신호를 수신하거나 및/또는 제어 신호를 제공하는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 아래에 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제어 유닛(140)은 제1 결정 유닛(141), 제2 결정 유닛(142) 및 제3 결정 유닛(143)을 포함할 수 있으며, 본 명세서에 기재되어 있는 다른 유닛들도 포함할 수 있다. 이들 유닛들에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
도 2a는 연료 시스템(120)을 개략적으로 도시하고 있다. 연료 시스템(120)은 저압 연료 시스템(230)을 포함한다. 저압 연료 시스템(230)은 하나 또는 그 이상의 연료 탱크, 하나 또는 그 이상의 파이프, 하나 또는 그 이상의 저압 펌프, 하나 또는 그 이상의 필터 및 연료를 고압 펌프(HPP)(240)로 운송하기 위해 배치되어 있는 하나 또는 그 이상의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 저압 연료 시스템(230)에서, 연료의 압력(Plow)은 예컨대 6-10 바 범위로 낮다.
연료 시스템(120)은 연료 압력을 예컨대 500-3000 바 범위의 고압(Phigh)으로 높이도록 구성된 고압 펌프(HPP)(240)를 추가로 포함한다.
연료 시스템(120)은 고압 연료 시스템(250)을 추가로 포함한다. 고압 연료 시스템(250)은 커먼 연료 레일, 하나 또는 그 이상의 연료 파이프, 하나 또는 그 이상의 필터 및 연료를 엔진(101)으로 운송하기 위해 배치된 하나 또는 그 이상의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 고압 펌프(240)와, 그 고압 펌프(240)와 고압 연료 시스템(250) 사이의 배관은 고압 연료 시스템(250) 내에 적어도 일부가 포함되어 있는 것으로 보일 수 있다. 고압 연료 시스템(250)은 하나 또는 그 이상의 다른 연료 펌프도 포함할 수 있다.
도 2b는 본 발명이 구현될 수 있는 고압 연료 시스템(250)의 일 예시와 엔진(101)의 일부를 개략적으로 도시하고 있다. 위에 기재한 바와 같이, 고압 펌프(HPP)(240)는 시스템 내 연료의 압력을 높은 수준인 Phigh로 상승시킨다. 이렇게 가압된 연료가 하나 또는 그 이상의 연료 파이프(254)를 통해 커먼 레일 연료 시스템(253)으로 제공된다. 커먼 레일 연료 시스템(253)은 적어도 일부가 엔진의 실린더 헤드(280) 내에 배치되어 있는 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)로 연료를 제공한다. 이에 따라 인젝터들이 엔진(101)의 실린더들(281, 283, 283, ..., 28n) 내로 연료를 분사할 수 있게 된다.
이에 따라 각 실린더(281, 283, 283, ..., 28n)에는 가압 연료를 각 실린더(281, 283, 283, ..., 28n) 내로 분사하도록 배치되어 있는 각 대응 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)에 의해 가압 연료가 제공된다. 모든 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)로 제공되는 가압 연료는 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)로 운송되기 전에 공통 탱크 즉 커먼 레일 시스템(253) 내에 가압된 상태로 유지되어 있다. 엔진(101)은 기본적으로 대응 수량의 인젝터가 제공되어 있는 임의의 적당한 수량의 실린더를 보유할 수 있다. 명료함을 위해 도 2b에는 엔진(101)과 실린더 헤드(280)의 매우 일부분만을 그리고 매우 적은 수량의 실린더와 인젝터만을 기재하였다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위한 방법의 흐름도를 도시하고 있다.
이 방법의 제1 단계(301)에서, 고압 연료 시스템(250)의 제1 섹션(251)에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)가 결정된다. 제1 섹션(251)은, 도 2b에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 적어도 커먼 레일 연료 시스템(253)을 포함한다.
　이 방법의 제2 단계(302)에서, 고압 연료 시스템(250)의 제2 섹션(252)에 포함되어 있는 제2 연료 체적(V2)의 제2 온도(T2)가 결정된다. 제2 섹션(252)은, 도 2b에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 엔진(101)의 실린더 헤드(280) 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)를 포함한다.
제3 단계(303)에서, 적어도 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 가압 연료의 온도(T전체)가 결정된다. T전체=f(T1, T2).
따라서, 본 발명에 따르면, 온도(T전체)를 결정하는 모델이 활용된다. 이 모델은 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)를 고려하여 온도(T전체)를 결정한다. 이에 의해, 온도(T전체)는 적어도 커먼 레일 연료 시스템(253) 내의 제1 연료 온도(T1)와 인젝터 내의 제2 연료 온도(T2)에 의존하는 것으로 모델링될 수 있다.
제1 단계(301)와 제2 단계(302)는 임의의 적당한 순서로 수행될 수 있음에 주목해야 한다.
전체 온도(T전체)를 위한 이 모델을 사용하면 온도(T전체) 결정이 단순해진다. 또한, 고압 연료 시스템(250) 내 연료의 전체 온도(T전체)가 신뢰성 있게 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 온도(T전체)의 결정(303)은, 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료의 전체 체적(V전체)에서의 평균 온도(T평균)가 결정되게 수행된다. T전체=T평균. 전체(total)/평균(mean) 온도(T전체)는 엔진으로 분사되는 연료 중량/양(Q추정)을 추정할 때 활용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 의해 고압 연료 시스템(250) 내 연료의 신뢰성 있는 평균값이 제공되기 때문에, 분사되는 연료 중량/양(Q추정)을 용이하면서도 신뢰성 있게 추정할 수 있다.
전체 체적(V전체)은 적어도 파이프 내의 적은 연료 부분과 고압 연료 시스템(250)의 다른 연료 성분을 포함할 수 있는 제1 섹션(251)과 제2 섹션(252)을 포함하며, 평균 온도(T평균)는 가압 연료 전체/총 체적(V전체)의 평균 온도로 정의될 수 있다. 이에 의해, 가압 연료의 평균 온도(T평균)가 연속적으로 결정될 수 있다. 연속적으로 결정된 평균 온도는 예를 들어 차량 내의 제어 시스템에 의해 전술한 바와 같이 분사되는 연료 중량/양(Q추정)을 계산/추정하기 위한 것과 같이 다량의 추정, 계산 및/또는 수정을 위해 사용될 수 있다.
도 2b에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 제1 섹션(251)은 고압 연료 시스템(250)의 고압 펌프(240)와 커먼 레일 연료 시스템(253) 사이의 파이프(254) 내 연료, 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료 및 커먼 레일 연료 시스템(253)과 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 사이의 파이프(261, 262, 263, ..., 26n)의 제1 파트 내 연료를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 파트는 엔진(101)의 실린더 헤드(280)의 외부이다. 이는, 제1 섹션(251)이 예를 들어 자유 대기(free air 내에서 엔진/실린더 블록(280) 외부/이격되어 배치되어 있는 고압 연료 시스템의 일부를 포함하는 것으로 기재될 수 있다. 전술한 바와 같이, 대응 제1 체적(V1)은 제1 섹션(251) 내에 포함되는 연료로, 이는 예를 들면 일부 실시 예에서 전체 연료 체적(V전체)의 약 50%일 수 있다.
제2 섹션(252)은 이와 마찬가지로 적어도 하나의 연료 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 및 커먼 레일 연료 시스템(253)과 적어도 하나의 연료 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 사이의 파이프(261, 262, 263, ..., 26n)의 제2 파트를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 파트는 기본적으로/적어도 일부가 엔진(101)의 실린더 헤드(280) 내에 매립되어 있다. 전술한 바와 같이, 대응 제2 체적(V2)은 제2 체적(252) 내에 포함되어 있는 연료이며, 이는 예를 들면 일부 실시예에서 전체 연료 체적(V전체)의 약 50%일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 온도(T전체)의 결정(303)은 예를 들면 커먼 레일 체적을 포함하는 제1 섹션(251)의 제1 체적(V1)으로 제1 섹션(251)의 제1 온도(T1)를 가중하는(weighting) 단계를 포함할 수 있다. 온도(T전체)의 결정(303)은 예를 들면 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 체적을 포함하는 제2 섹션(252)의 제2 체적(V2)으로 제2 섹션(252)의 제2 온도(T2)를 가중하는 단계를 포함할 수 있다. 그런 다음, 다음 식에 따라 온도(T전체)가 결정될 수 있다.
Figure 112019002880697-pct00006
이에 의해 섹션들의 다른 체적을 고려하여 신뢰성 있게 온도(T전체)를 결정하는 방법이 제공된다.
본 발명이 두 섹션 체적 즉 제1 체적(V1) 및 제2 체적(V2)으로, 그리고 두 섹션 온도 즉 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)만의 사용으로 제한되지 않음에 주목해야 한다. 따라서 일반적으로 본 발명은 기본적으로 임의의 수량의 섹션들(251, 252, ..., 25n)의 체적(V1, V2, ..., Vn) 및 온도(T1, T2, ..., Tn)에 활용될 수 있다. 즉, Ttot=f(T1, T2, ..., Tn) 및
Figure 112019002880697-pct00007
.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제1 온도(T1)의 결정(301)은 커먼 레일 연료 시스템(253)의 레일 바디 온도(T레일 _ 바디)를 측정하는 단계 및 신호 연결부(411)를 통해 센서 신호를 제어 유닛에 제공하는 단계를 포함한다. 이러한 레일 바디 온도(T레일_바디)는, 도 2b 및 도 4에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 커먼 레일 연료 시스템(253)의 바디(450) 재료에 포함/매립되어 있는 온도 센서(292)에 의해 측정될 수 있다. 레일 바디 온도(T레일 _ 바디)는 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료 온도와 소정/공지 관계 예를 들어 소정/공지의 상호관계가 있다. 이는 제1 온도(T1)를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
레일 바디 온도(T레일 _ 바디)는, 도 2b 및 도 4에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 커먼 레일 연료 시스템(253)의 바디(450)에 부착되어 있는 예를 들어 커먼 레일 바디(450) 내에 나사 체결되어 있는 온도 센서(291)에 의해 측정될 수도 있다. 온도 센서(291)는 온도 센서(291) 바디 내에 매립되어 있는 즉 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료와 떨어져 있는 온도 감지 유닛(401)을 포함할 수 있다. 레일 바디 온도(T레일 _ 바디) 이에 따라 매립된 온도 감지 유닛(401)에 의해 측정되는 온도는 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료 온도와 소정/공지 관계 예를 들어 소정/공지의 상호관계가 있다. 이는 제1 온도(T1)를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 온도 센서(291)는 연료와 접촉하고 있는 매립 온도 감지 유닛(401)과 압력 감지 유닛(402)을 포함하는 센서 장치와 조합될 수 있다.
종래의 커먼 레일 시스템에서, 연료를 분사하는 중에 압력 변화의 트랙을 유지하고 신호 연결부(410)를 통해 센서 신호를 제어 유닛으로 제공하기 위해, 압력 센서 내에 포함되는 압력 감지 유닛(402)은 종종 커먼 레일 내 연료와 접촉한 상태로 배치된다. 그러나 본 발명의 이 실시형태에 따르면, 이 압력 센서는 압력 감지 유닛(402)과 온도 감지 유닛(401) 모두를 포함하는 센서(291)로 대체될 수 있다. 이에 따라, 온도 센서(291)는 복잡성을 아주 조금 부가한 상태로 구현될 수 있다. 이는 통상적으로 커먼 레일 내에 존재하는 센서가 본 실시형태에 따른 온도 및 압력 조합 센서(291)로 쉽게 교환될 수 있기 때문이다.
전술한 실시형태들에 따르면, 측정된 레일 바디 온도(T레일 _ 바디)에 기초하여 제1 연료 온도(T1)가 간접적으로 결정될 수 있으므로, 효율적이면서 신뢰성 있게 제1 연료 온도(T1)가 간접적으로 결정될 수 있다.
또는 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제1 온도(T1)의 결정은 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료의 연료 온도(T레일 _연료)를 직접 측정하는 것을 포함한다. 여기서, 도 2b 및 도 4에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 온도 감지 유닛(403)이 연료와 접촉되게 예를 들면 온도 센서(291) 내에서 압력 감지 유닛(402)에 이웃하여 배치될 수 있다.
또한, 일 실시형태에 따르면, 제1 온도(T1)의 결정은, 예를 들면 하나 또는 그 이상의 전술한 온도 감지 유닛(401, 403) 및/또는 센서들(291, 292)을 사용하여 직접 측정과 간접 측정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)의 결정(302)은 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)에 대한 적어도 하나의 인젝터 바디 온도(T_인젝터 _바디)의 결정 및/또는 측정을 포함한다. 여기서, 도 2b에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 결정을 위해 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)의 바디 재료에 매립되어 있는 적어도 하나의 온도 센서(295)가 활용될 수 있다. 예컨대 인젝터들 내 연료에 대한 제2 온도(T2)는 적어도 하나의 측정된 인젝터 바디 온도(T인젝트_바디)에 기초하여 간접적으로 결정된다. 인젝터 바디 온도(T인젝트 _ 바디)는 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 내 연료 온도와 예를 들면 사전에 정해진/공지의 관계가 있으며, 이것이 제2 온도(T2)를 결정하는 데에 사용될 수 있다.
또는, 일 실시형태에 따르면, 도 2b에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 예컨대 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 내 연료와 접촉하고 있는 온도 센서(296)를 사용하여 인젝터들 내 연료의 제2 온도(T2)가 직접적으로 측정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)는 냉각제 온도(T냉각제)에 기초하여 간접적으로도 결정될 수 있다. 그런 다음, 모터의 실린더 헤드(280)를 관통하며 흐르는 냉각수에 대한 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)가 결정 및/또는 측정된다. 이러한 결정 및/또는 측정은 예를 들면 엔진(101)에 대한 온도(T엔진)를 조절하기 위해 배치된 냉각 시스템(281, 282)의 일부분에 매립되어 있는 온도 센서(293) 및/또는 도 2b에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 냉각 시스템(281, 282)을 관통하며 흐르는 냉각수와 접촉하고 있는 온도 센서(294)를 사용하여 수행될 수 있다. 그런 다음, 예컨대 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)에 기초하여 인젝터 내 연료에 대한 제2 온도(T2)가 결정된다. 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)는 제2 온도(T2)와 사전에 정해진/공지의 관계 예컨대 밀접한 상호관계가 있으며, 이는 제2 온도(T2)를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 일반적으로 엔진 냉각 시스템 내에 냉각수 온도 센서들(293, 294)이 구현되어 있다. 따라서, 이 실시형태는 엔진 냉각 시스템에 기구적인 복잡성을 부가하지 않으면서도 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)는 엔진 오일 온도(T오일)에 기초하여 간접적으로도 결정될 수 있다. 여기서, 엔진 오일 온도(T오일)는 예를 들면 엔진(101) 내에 포함되어 있는 엔진 오일과 직접 접촉하는 온도 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 그런 다음, 예컨대 엔진 오일 온도(T오일)에 기초하여 인젝터들 내 연료에 대한 제2 온도(T2)가 결정될 수 있는데, 이는 엔진 오일 온도(T오일)와 제2 온도(T2) 사이에 공지/사전에 정해진 관계/상호관계가 존재하기 때문이다.
또한, 일 실시형태에 따르면, 제2 온도(T2)의 결정은 예컨대 전술한 하나 또는 그 이상의 온도 센서들(293, 294, 295, 296)을 사용하여 직접 및 간접 결정/측정의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전술한 가압 연료에 대한 온도(T전체)의 결정(303)은 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가에 기초한다. T전체=f(T1, T2, Par추가). 이 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가는 고압 연료 시스템(250)이 포함될 수 있는 연료 시스템 및/또는 차량(100)에 관련될 수 있다. 일반적으로, 엔진 및/또는 연료 시스템에는 예를 들면 고압 연료 시스템(250) 및/또는 엔진(101)에 영향을 주는 주위(ambient)와 같이 온도(T전체)에 영향을 주는 많은 파라미터들/인자들이 존재한다. 예컨대 차량 및 선박 내의 엔진 및/또는 연료 시스템의 구현형태가 다를 때에 이들 파라미터들/인자들이 다를 수 있다. 이들 파라미터들/인자들은 차량들 또는 선박들 사이에서도 다를 수 있다. 기본적으로, 온도(T전체)를 결정함에 있어서 온도(T전체)에 영향을 미치는 모든 것들이 고려될 수 있다. 이들 파라미터들/인자들은 시간에 따라 변할 수 있다.
적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가는 고압 연료 시스템(250)이 위치하는 엔진 하우스에 대한 레이아웃 및/또는 고압 연료 시스템(250)의 디자인 또는 위치/지점을 포함할 수 있다. 안에 고압 연료 시스템(250) 및 가능하기로는 엔진(101)이 장착되는 공간/룸이 다른 방식으로 배치될 수 있으며, 이는 예를 들면 고압 연료 시스템(250)을 관통하여 유동/통과하는 공기에 의해 고압 연료 시스템(250)이 얼마나 많이 냉각되는지에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 일부 고압 연료 시스템(250) 및 가능하기로는 엔진(101)의 적어도 일부가 커버/단열재 내에 봉입되어 있으며, 이는 현재 고압 연료 시스템(250)을 관통하여 유동/통과하는 공기에 의한 냉각 효과를 감소시킨다. 그러나 다른 고압 연료 시스템(250)은 단열재를 사용하지 않고 더 개방되게 배치되어서 유동/통과 공기에 의해 제공되는 냉각 효과가 개선된다. 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가는 고압 연료 시스템(250) 예컨대 내부에 시스템이 구현되어 있는 차량을 둘러싸고 있는 환경 온도 및/또는 차량(100)의 속도를 포함할 수도 있다. 예컨대 공기 온도에 의해 주변 공기에 의해 제공되는 고압 연료 시스템(250)에 대한 냉각 효과, 차량 속도 및/또는 고압 연료 시스템(250)의 레이아웃이 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가에 포함될 수 있다. 예를 들면, 일반적으로 주변 공기가 더 차가울수록 그리고 차량 속도가 높을수록 주변 공기가 더 따뜻하고 차량 속도가 낮은 경우에 비해 온도(T전체)에 미치는 냉각 효과가 더 클 것이다.
또한, 고압 연료 시스템(250)을 통한 연료 유동이 하나 또는 그 이상의 파라미터 Par추가에 포함될 수 있는데, 이는 연료 유동이 주변 온도에 의해 얼마나 많은 시간에 연료에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 연료 유동이 적을수록 연료 유동이 많은 경우에 비해 고압 펌프 같이 온난 컴포넌트에 의해 인젝터를 지나는 연료가 더 웜업될 수 있게 된다. 이와 마찬가지로, 연료 유동이 적을수록 예컨대 커먼 레일 시스템 내 연료가 주변 공기에 의해 더 냉각된다.
또한, 예컨대 냉각 팬의 효과 같은 냉각 시스템의 효율이 하나 또는 그 이상의 파라미터 Par추가에 포함될 수 있다.
온도를 결정함에 있어서 하나 또는 그 이상의 파라미터 Par추가를 고려함으로써, T전체=f(T1, T2, Par추가), 예컨대 주변 파라미터에 기초하여 더 정확하게 결정할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 연료 중량, 체적 V, 압력 강하 ΔP 및 음속 c에는 다음과 같은 관계가 있다.
Figure 112019002880697-pct00008
.
만약 분사되는 연료 중량(Q)을 알고 있다면, 예를 들면 전술한 바와 같이 추정한 후에, 일 실시형태에 따라, 현재 사용되고 있는 연료의 음속을 결정할 수 있다.
Figure 112019002880697-pct00009
. 연료에 대한 음속 c가 결정되면, 연료 유형이 결정될 수 있는데, 이는 디젤, 휘발유 및 에탄올 같이 연료 유형이 다르면 음속 c가 다르기 때문이다. 이에 의해 연료의 종류가 용이하게 그리고 신뢰성 있게 결정될 수 있다.
통상의 기술자라면 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 실시형태들이 컴퓨터 내에서 실행될 때 컴퓨터가 이러한 방법을 실행하도록 지령하는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 컴퓨터 프로그램은 통상적으로 비-일시성/비-휘발성 디지털 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품(503)에 의해 구성된다. 컴퓨터 프로그램 제품의 컴퓨터-판독가능 매체 내에 컴퓨터 프로그램이 통합되어 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 예를 들면 ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), 플래쉬 메모리, EEPROM(Electrically Erasable PROM), 하드 디스크 유닛 등과 같은 적당한 메모리를 포함한다.
도 5는 컨트롤 유닛(500)을 개략적으로 도시하고 있다. 컨트롤 유닛(500)은 기본적으로 임의의 적당한 유형의 프로세서 또는 마이크로컴퓨터 예를 들면 디지털 신호 처리를 위한 회로(Digital Signal Processor, DSP) 또는 소정의 특정 기능을 구비하는 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)를 포함할 수 있는 컴퓨팅 유닛(501)을 포함한다. 컴퓨팅 유닛(501)은 컨트롤 유닛(500) 내에 배치되어 있는 메모리 유닛(502)에 연결되어 있다. 메모리 유닛은 컴퓨팅 유닛(501)에 예를 들면 저장된 프로그램 코드 및/또는 컴퓨팅 유닛(501)이 계산을 수행할 때에 필요로 하는 저장된 데이터를 제공한다. 컴퓨팅 유닛(501)은 메모리 유닛(502) 내에서 최종 또는 중간 계산 결과를 저장하게 배치된다.
또한, 컨트롤 유닛(500)에는 입력 신호와 출력 신호를 수신하고 송신하기 위한 장치들(511, 512, 513, 514)이 제공된다. 이들 입력 및 출력 신호는 입력 신호의 수신을 위한 장치들(511, 513)에 의해 정보로서 검출될 수 있고 컴퓨팅 유닛(501)으로 처리될 수 있는 신호로 변환될 수 있는 파형, 임펄스 또는 다른 어트리뷰트를 포함할 수 있다, 이들 신호들은 컴퓨팅 유닛(501)에서 이용될 수 있다. 출력 신호들을 송신하기 위한 장치들(512, 514)이 컴퓨팅 유닛(501)으로부터 수신된 신호를 변환하여 예를 들면 신호를 변조하여 출력 신호를 생성시켜 예컨대 차량 내 다른 파트 및/또는 시스템에 송신하도록 배치되어 있다.　
입력 및 출력 신호를 수신하고 전송하기 위한 장치들로의 연결 각각은 하나 또는 그 이상의 케이블, CAN 버스(Controller Area Network bus) 같은 데이터 버스, MOST 버스(Media Orientated Systems Transport 버스) 또는 일부 다른 버스 장치 또는 무선 연결을 포함할 수 있다. 통상의 기술자라면 전술한 컴퓨터가 컴퓨팅 유닛(501)에 대응할 수 있으며, 전술한 메모리는 메모리 유닛(502)을 포함할 수 있다는 점을 이해할 것이다.
현대 차량의 컨트롤 시스템은 통상적으로 복수의 저기 제어 유닛(ECU) 또는 컨트롤러들 및 차량에 위치하는 다양한 컴포넌트들을 연결하기 위한 하나 또는 그 이상의 통신 버스를 포함하는 통신 버스 시스템을 포함한다. 이러한 컨트롤 시스템은 많은 컨트롤 유닛을 포함할 수 있으며, 특정 기능을 위한 책무는 둘 이상의 제어 유닛에 할당될 수 있다. 도시되어 있는 유형의 차량들은 도 1, 2b 및 5에 도시되어 있는 컨트롤 유닛보다 상당히 많은 컨트롤 유닛을 포함할 수 있으며, 이는 통상의 기술자라면 잘 알고 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연료를 엔진(101)에 제공하기 위해 배치되어 있는 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위한 시스템(200)이 제공된다. 이 시스템(200)이 도 2b에 개략적으로 도시되어 있다.
이 시스템은 고압 연료 시스템(250)의 제1 섹션(251)에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)를 결정(301)하기 위한 제1 결정 유닛(141)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 제1 섹션(251)은 적어도 커먼 레일 연료 시스템(253)을 포함한다. 제1 결정 유닛(141)은 제1 온도(T1)를 결정하기 위한 예를 들어 제1 온도(T1)를 직접 및/또는 간접 결정의 사용을 포함하는, 전술한 하나 또는 그 이상의 실시형태들에 따라 제1 온도(T1)를 결정(301)하기 위해 배치될 수 있다.
시스템(200)은 고압 연료 시스템(250)의 제2 섹션(252)에 포함되어 있는 제2 연료 체적(V2)의 제2 온도(T2)를 결정(302)하기 위한 제2 결정 유닛(142)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 제2 섹션(252)은 엔진(101)의 실린더 헤드(280) 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 연료 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)를 포함한다. 제2 결정 유닛(142)은 제2 온도(T2)를 결정하기 위한 예를 들어 제2 온도(T2)를 직접 및/또는 간접 결정의 사용을 포함하는, 전술한 하나 또는 그 이상의 실시형태들에 따라 제2 온도(T2)를 결정(302)하기 위해 배치될 수 있다.
시스템(200)은 적어도 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정(303)하기 위해 배치되어 있는 제3 결정 유닛(143)을 추가로 포함한다. T전체=f(T1, T2). 제3 결정 유닛(143)은 전술한 하나 또는 그 이상의 실시형태들에 따라 온도(T전체)를 결정하기 위해 배치될 수 있다.
도시되어 있는 실시형태들에서, 본 발명은 하나의 제어 유닛(140, 500)에서 구현된다. 그러나 본 발명은 차량 내에 존재하고 있는 하나 또는 그 이상의 제어 유닛에서 전체가 또는 일부가 구현되거나 본 발명의 전용 제어 유닛에서 구현될 수 있다.
여기서 그리고 본 문헌에서, 유닛은 본 발명에 따른 방법의 단계들을 구행하기 위해 배치된 것으로 기재되어 있다. 이는 유닛이 이들 방법 단계들을 수행하도록 설계 및/또는 구성된 것을 포함한다.
도 1 및 도 2b에서 적어도 하나의 제어 유닛(140)은 별개로 도시되어 있는 유닛들(141, 142, 143)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 그러나 이들 유닛들(141, 142, 143)은 논리적으로는 분리되어 있으나 물리적으로는 동일한 유닛 내에 구현되거나 또는 논리적으로나 물리적으로나 함께 배치될 수 있다. 예를 들면 유닛들(141, 142, 143)은 프로그래밍 코트 형태일 수 있는 지령의 그룹에 대응할 수 있다. 이는 유닛들이 활성화될 때 입력으로 프로세서/컴퓨팅 유닛에 의해 활용되거나 및/또는 각각 방법 단계를 수행하기 위해 활용될 수 있다.
도 2b 및 도 4에 도시되어 있고 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템(200)은 커먼 레일(253) 바디(450)의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서(292), 커먼 레일(253) 바디(450)에 부착되어 있는 온도 센서(291) 및/또는 커먼 레일(253) 내 연료와 직접 하고 있는 온도 센서(291)를 포함할 수 있고, 및/또는 제1 결정 유닛(141)은 커먼 레일(253) 바디(450)의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서(292), 커먼 레일(253) 바디(450)에 부착되어 있는 온도 센서(291) 및/또는 커먼 레일(253) 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(291)를 활용할 수 있다.
또한, 도 2b에 도시되어 있고 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템(200)은 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 바디의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서(285), 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(296), 냉각 시스템(281, 282) 일부에 매립되어 있는 온도 센서(293), 냉각 시스템(281, 282)을 관통하여 흐르는 냉각수와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(294) 및/또는 윤활유로 엔진(101) 내에 포함/사용되는 엔진 오일과 직접 접촉하고 있는 온도 센서를 포함할 수 있고, 제2 결정 유닛(142)은 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 바디의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서(285), 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(296), 냉각 시스템(281, 282) 일부에 매립되어 있는 온도 센서(293), 냉각 시스템(281, 282)을 관통하여 흐르는 냉각수와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(294) 및/또는 윤활유로 엔진(101) 내에 포함/사용되는 엔진 오일과 직접 접촉하고 있는 온도 센서를 활용할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템(200)은 위에 기재되어 있는 사항, 청구범위에 기재되어 있는 사항 및 본 명세서에 기재되어 있는 방법 단계들 모두를 수행하기 위해 배치될 수 있다. 이에 의해, 시스템에는 각 실시형태에 대해 전술한 이점들이 제공된다. 이에 따라, 통상의 기술자는 전술한 시스템이 본 발명 방법의 다양한 실시형태들에 따라 변형될 수 있다는 점을 인지할 수 있을 것이다. 본 발명은 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료의 온도(T전체)를 결정하기 위한 전술한 시스템을 포함하는 트럭, 버스 또는 승용차 같은 차량(100)에도 관한 것이다.
본 발명은 전술한 실시형태들로 한정되지 않는다. 그보다는 본 발명은 독립된 청구항들의 범위 내에 포함되는 모든 다양한 실시형태들에 관한 것으로 이들을 모두 아우른다.

Claims (15)

  1. 엔진(101)에 연료를 제공하기 위해 배치되어 있는 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도(T전체)를 결정하기 위한 방법(300)으로,
    - 상기 고압 연료 시스템(250)에서 커먼 레일 연료 시스템(253)을 포함하는 제1 섹션(251) 내에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)를 결정하는 단계(301);
    - 상기 고압 연료 시스템(250)에서 상기 엔진(101)의 실린더 헤드(280) 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)를 포함하는 제2 섹션(252) 내에 포함되어 있는 제2 연료 체적(V2)의 제2 온도(T2)를 결정하는 단계(302); 및
    - 적어도 상기 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 상기 가압 연료의 상기 온도(T전체)를 결정하는 단계(303);를 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.　 T전체=f(T1, T2).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압 연료의 상기 온도(T전체)를 결정하는 상기 단계(303)는 상기 제1 연료 체적(V1)으로 상기 제1 온도(T1)를 가중하고, 상기 제2 연료 체적(V2)으로 상기 제2 온도(T2)를 가중하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
    Figure 112020015983372-pct00010
    .
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 온도(T전체)는 상기 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료의 총 체적(V전체)에 있어서 평균 온도(T평균)로 결정되는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법. T전체=T평균.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 온도(T1)를 결정하는 상기 단계(301)는,
    - 상기 커먼 레일 연료 시스템(253)의 레일 바디 온도(T레일_바디)를 측정하는 단계; 및
    - 상기 레일 바디 온도(T레일_바디)에 기초하여 상기 제1 온도(T1)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 온도(T1)를 결정하는 상기 단계(301)는 상기 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료의 연료 온도(T레일_연료)를 직접 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 온도(T2)를 결정하는 상기 단계(302)는,
    - 상기 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)의 인젝터 바디 온도(T인젝트_바디)를 측정하는 단계; 및
    - 상기 인젝터 바디 온도(T인젝트_바디)에 기초하여 상기 제2 온도(T2)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 온도(T2)를 결정하는 상기 단계(302)는 상기 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 내 연료의 적어도 하나의 연료 온도(T인젝트_연료)를 직접 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 온도(T2)를 결정하는 상기 단계(302)는,
    - 상기 실린더 헤드(280)를 통해 흐르는 냉각수의 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)를 측정하는 단계; 및
    - 상기 적어도 하나의 냉각제 온도(T냉각제)에 기초하여 상기 제2 온도(T2)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가압 연료의 상기 온도(T전체)를 결정하는 상기 단계(303)는, 상기 연료 시스템 및/또는 내부에 상기 고압 연료 시스템(250)이 포함되어 있는 차량(100)에 관련된 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가에도 기초하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법. T전체=f(T1, T2, Par추가).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가의 파라미터 Par추가는 다음 그룹 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 방법.
    - 상기 고압 연료 시스템(250)을 통하는 연료 유동;
    - 상기 고압 연료 시스템(250)의 위치;
    - 내부에 상기 고압 연료 시스템(250)이 있는 엔진 하우스의 레이아웃;
    - 상기 엔진(101)을 냉각하기 위해 배치되어 있는 냉각 시스템의 냉각 팬의 효과;
    - 상기 고압 연료 시스템(250)을 둘러싸는 주변 온도;
    - 주위 공기에 의해 제공되는 상기 고압 연료 시스템(250)에 대한 냉각 효과;
    - 상기 차량(100)의 속도; 및
    - 연료 압력.
  11. 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체로, 상기 컴퓨터 프로그램 코드가 컴퓨터 내에서 실행할 때 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  12. 삭제
  13. 엔진(101)에 연료를 제공하기 위해 배치되어 있는 고압 연료 시스템(250) 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도(T전체)를 결정하기 위한 시스템(200)으로,
    - 상기 고압 연료 시스템(250)에서 커먼 레일 연료 시스템(253)을 포함하는 제1 섹션(251) 내에 포함되어 있는 제1 연료 체적(V1)의 제1 온도(T1)를 결정하기 위해 배치되어 있는 제1 결정 유닛(141);
    - 상기 고압 연료 시스템(250)에서 상기 엔진(101)의 실린더 헤드(280) 내에 배치되어 있는 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)를 포함하는 제2 섹션(252) 내에 포함되어 있는 제2 연료 체적(V2)의 제2 온도(T2)를 결정하기 위해 배치되어 있는 제2 결정 유닛(142); 및
    - 적어도 상기 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)에 기초하여 상기 가압 연료의 상기 온도(T전체)를 결정하기 위해 배치되어 있는 제3 결정 유닛(143);을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 시스템.　 T전체=f(T1, T2).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 결정 유닛(141)은 다음 그룹 중에서 적어도 하나의 센서를 활용하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 시스템.
    - 상기 커먼 레일 연료 시스템(253)의 바디(450)의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서(292);
    - 상기 커먼 레일 연료 시스템(253)의 바디(450)에 부착되어 있는 온도 센서(291); 및
    - 상기 커먼 레일 연료 시스템(253) 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(291).
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제2 결정 유닛(142)은 다음 그룹 중에서 적어도 하나의 센서를 활용하는 것을 특징으로 하는, 고압 연료 시스템 내에 포함되어 있는 가압 연료에 대한 온도를 결정하기 위한 시스템.
    - 상기 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n)의 바디(450)의 재료 내에 매립되어 있는 온도 센서(295);
    - 상기 적어도 하나의 인젝터(271, 272, 273, ..., 27n) 내 연료와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(296);
    - 상기 엔진(101)의 냉각 시스템(281, 282) 일부에 매립되어 있는 온도 센서(293);
    - 상기 엔진(101)의 냉각 시스템(281, 282)을 통해 흐르는 냉각수와 직접 접촉하고 있는 온도 센서(294); 및
    - 상기 엔진(101) 내에 포함되어 있는 엔진 오일과 직접 접촉하고 있는 온도 센서.
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