KR102145699B1 - 보조 시동 시스템을 갖는 가스 내연 엔진 및 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 가스 내연 엔진(10) 및 가스 내연 엔진(10)을 동작시키는 방법에 관한 것이다. 상기 가스 내연 엔진(10)은 적어도 하나의 연소 챔버; 흡기 매니폴드(14); 및 상기 가스 내연 엔진(10)을 시동 걸기 위한 보조 시동 시스템(30)을 포함한다. 상기 보조 시동 시스템(30)은 보조 연료 탱크(32); 상기 보조 연료 탱크(32)와 상기 흡기 매니폴드(14) 사이의 연결을 개폐하도록 설계된 제어 밸브(34); 주위 온도 센서(36); 및 상기 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 제어 밸브(34)를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방하도록 설계된 제어 유닛(38)을 포함한다.

Description

보조 시동 시스템을 갖는 가스 내연 엔진 및 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법
본 발명은 천연 가스로 동작되고 보조 시동 시스템을 갖는 차량용 가스 내연 엔진 및 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법에 관한 것이다.
천연 가스, 예를 들어, 압축 천연 가스(CNG)로 차량을 동작시키기 위해 천연 가스/공기 혼합물을 연소시키는 적응형 내연 엔진이 일반적으로 사용된다. 촉매 컨버터의 정확한 기능을 위해, 엔진은 바람직하게는 천연 가스/공기 혼합물을 화학량론적으로 연소시켜야 하는데, 다시 말해, 내연 엔진이 일반적으로 람다 값(lambda value)이 시간에 따라 평균될 때 1인 것이 바람직한 람다 제어에 따라 제어되는 것이 필요하다.
통상적으로, 천연 가스로 동작되는 내연 엔진은 액체 연료, 예를 들어, 가솔린으로 시동 걸리고, 람다 탐침과 람다 제어 시스템이 원하는 대로 동작한다면 짧은 워밍업 시간 후에는 천연 가스로만 동작하도록 전환된다. 따라서, 천연 가스로 동작되는 내연 엔진은 주 천연 가스 탱크를 가질 뿐만 아니라, 내연 엔진을 시동 거는데 필요한 액체 연료를 저장하고 액체 상태로 연소 챔버로 공급하는 보조 액체 연료 탱크를 갖는다.
천연 가스로 동작되는 내연 엔진을 천연 가스로 시동 걸기 위해 내연 엔진이 처음 몇 분 내에 과도한 원치 않는 오염 물질을 방출하지 않는 것을 보장하기 위해 천연 가스의 조성이 가능한 한 정확하게 알려져야 한다. 동작 후 처음 몇 분 동안에는 아직 람다 값을 이용할 수 없으므로 천연 가스/공기 혼합물은 미리 설정된 제어를 통해 생성된다. 천연 가스의 품질은 아직 알려지지 않았기 때문에, 천연 가스/공기 혼합물은 일반적으로 연소를 위한 최적의 비율을 갖지 않는다.
천연 가스는 메탄, 이산화탄소, 질소, 및 더 높은 탄화수소와 같은 다른 가스의 비율로 구성된다. 또한, 천연 가스의 인화성은 저온에서, 예를 들어, 5℃ 미만에서 감소된다. 그러나 차량의 운전자는 저온에서도 가스 내연 엔진을 신뢰성 있게 시동 걸 수 있는 것이 보장되어야 한다.
이를 위해, 하나의 접근법은, 예를 들어, 천연 가스를 예열(pre-heating) 시스템에 의해 요구되는 가연성을 갖는 원하는 온도로 적어도 부분적으로 천연 가스를 가열하는 것이다.
또 다른 알려진 방법은 예를 들어, 오랜 기간 동안 정지한 후 오래된 엔진의 경우, 겨울철에 약한 배터리로 시동을 걸 때, 잔디 깎는 기계 또는 전기톱의 경우 시동이 잘 걸리지 않는 내연 엔진에 시동 파일럿(starting pilot)을 사용하는 것이다. 특정 상황에서, 예를 들어, 배터리가 매우 많이 소모되거나, 연료의 품질이 낮거나, 온도가 너무 낮은 경우, 에테르 혼합물을 스프레이 캔을 사용하여 수동으로 내연 엔진의 흡기관으로 분무할 수 있다. 에테르 혼합물은 인화성이 높은 것으로 인해 내연 엔진이 즉시 시동 걸리고 신속히 고속으로 동작한다. 내연 엔진 및 관련된 연료 분사 및 혼합물 형성 시스템이 어느 정도 동작하면, 엔진은 액체 연료로 계속 동작할 수 있다.
예를 들어, GB 2 437 098 A는 각각의 연료 제어 시스템을 갖는 이중 연료 엔진을 개시한다.
US 9 109 498 B2는 다이메틸에터 파일럿 분사를 갖는 가솔린 엔진을 개시한다.
US 5 526 786 A는 파일럿 분사를 위한 제어 시스템을 갖는 이중 연료 엔진을 기술한다.
CN 103 883 414 A는 다이메틸에터 및 압축 천연 가스를 사용하는 전자 분사 장치를 개시한다.
본 발명의 기본적인 목적은 언제라도 신뢰성 있게 시동 및 동작될 수 있는 가스 내연 엔진을 제공하는 것이다. 상기 목적은 독립 청구항 1에 기재된 가스 내연 엔진, 및 독립 청구항 8에 기재된 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법으로 달성된다. 바람직한 개선은 종속 청구항에 제시된다.
본 발명은 본질적으로 특정 상황에서, 특히 매우 낮은 온도에서 바람직하게는 천연 가스로 동작되는 가스 내연 엔진을 시동 거는 것이 어려울 수 있다는 아이디어에 기초한다. 이러한 종류의 가스 내연 엔진이 신뢰성 있게 시동 걸 수 있게 하기 위해, 이러한 상황이 검출될 때, 다이메틸에터와 같은 보조 연료가 가스 내연 엔진의 연소 챔버에 분사되고, 가스 내연 엔진의 시동이 촉진되는 것이 제안된다. 보조 연료는 압력 하에서 액체 상태로 저장되더라도 연소 챔버로 공급될 때, 즉 보조 연료가 매우 인화성이 있는 기체 상태로 변화될 때 가스화된다는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 가스 내연 엔진은 내부에서 연소시키기 위해 공기/가스 연료 혼합물을 수용하도록 설계된 적어도 하나의 연소 챔버; 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 유체 흐름 가능하게 연결되고 연소를 위해 규정된 시간에 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 상기 공기/가스 연료 혼합물을 공급하도록 설계된 흡기 매니폴드; 및 상기 가스 내연 엔진을 시동 거는 보조 시동 시스템을 포함한다. 상기 보조 시동 시스템은, 보조 연료를 저장하도록 설계된 보조 연료 탱크; 상기 보조 연료 탱크와 상기 흡기 매니폴드 사이의 연결을 개폐하도록 설계된 제어 밸브; 상기 가스 내연 엔진의 주위 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 주위 온도 센서; 및 상기 주위 온도 센서로부터 신호를 수신하고, 상기 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진을 시동 걸기 위해, 상기 제어 밸브를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방해서, 상기 보조 연료 탱크로부터 상기 흡기 매니폴드로 보조 연료를 공급하는 제어 유닛을 포함한다.
상기 보조 연료는 상기 주 가스 연료보다 인화성이 더 높은 가스 연료인 것이 바람직하고, 이에 의해 상기 가스 내연 엔진이 정상 모드에서 동작된다. 상기 보조 연료는 예를 들어 다이메틸에터이다. 대안적인 실시예에서, 상기 보조 연료는 또한 가솔린일 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 가스 내연 엔진은 상기 가스 내연 엔진의 크랭크샤프트의 크랭크샤프트 속력을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 크랭크샤프트 속력 센서를 더 포함한다. 이 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 크랭크샤프트 속력이 규정된 크랭크샤프트 속력 임계값보다 더 높아질 때까지 상기 제어 밸브를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방하도록 더 설계된다.
규정된 크랭크샤프트 속력에 도달하자마자, 상기 제어 유닛은 제어 밸브를 폐쇄하기 위해 상기 제어 밸브를 제어하고, 상기 보조 연료의 공급이 차단된다. 이 때부터, 상기 가스 내연 엔진은 상기 주 가스 연료로만 동작될 수 있다. 이 때, 상기 규정된 크랭크샤프트 속력이 임계값을 초과할 때 상기 가스 내연 엔진이 상기 주 가스 연료로만 신뢰성 있게 동작될 수 있는 상기 내연 엔진의 동작 상태에 도달했다고 가정할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 가스 내연 엔진은 상기 적어도 하나의 연소 챔버 내의 가연성을 검출하도록 설계된 장치를 더 포함한다. 이 경우, 상기 제어 유닛은, 상기 검출된 가연성이 규정된 가연성보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진을 동작시키기 위해, 상기 가스 내연 엔진의 동작 동안 상기 제어 밸브를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방해서 상기 보조 연료 탱크로부터 상기 흡기 매니폴드로 상기 보조 연료를 공급하도록 더 설계된다.
상기 적어도 하나의 연소 챔버 내의 가연성을 검출하는 장치는, 예를 들어, 점화 직후에 점화 장치의 점화 구획을 이온 유동 센서로서 검출하도록 설계된 화염 이온화 센서이다. 이 경우에 이온 흐름이 검출되면, 상기 적어도 하나의 연소 챔버 내에서 정확한 점화가 일어난 것으로 가정할 수 있다. 또한 상기 가연성을 검출하는 장치는, 상기 크랭크샤프트 속력을 검출하고, 상기 크랭크샤프트 속력이 실질적으로 일정하지 않은 경우, 낮은 가연성을 나타내는 크랭크샤프트 속력 센서일 수 있거나, 또는 상기 적어도 하나의 연소 챔버 내의 압력을 나타내고, 상기 실린더 압력이 규정된 범위를 벗어나면, 낮은 가연성을 나타내는 실린더 압력 센서일 수 있다.
상기 연소 챔버 온도 센서의 도움으로, 각 연소 챔버에서 원하는 연소가 발생하는지 여부를 모니터링하는 것이 가능하다. 연소 챔버들 중 하나의 연소 챔버에서 공기/가스 연료 혼합물이 올바르게 점화되지 않으면 이것은 연소 챔버 온도 센서를 통해 검출될 수 있고, 동작 동안 주 가스 연료로부터 보조 연료로 전환할 수 있고, 또는 보조 연료는 인화성 및 가스 내연 엔진의 동작을 촉진시키기 위해 공기/주 가스 연료에 첨가될 수 있다.
또 다른 유리한 실시예에서, 본 발명에 따른 가스 내연 엔진은 상기 주 가스 연료의 품질을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 주 가스 연료 품질 센서를 더 포함한다. 이 경우에, 상기 제어 유닛은, 상기 가스 연료 품질이 규정된 가스 연료 품질 범위를 벗어나는 경우, 상기 가스 내연 엔진을 동작시키기 위해, 상기 가스 내연 엔진의 동작 동안 상기 제어 밸브를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방해서 상기 보조 연료 탱크로부터 상기 흡기 매니폴드로 상기 보조 연료를 공급하도록 더 설계된다.
예를 들어, 이것은 특정 동작 상태에서 주 가스 연료의 품질이 불충분하거나 상기 주 가스 연료 품질 센서에 결함이 있는 경우 유리하다. 상기 내연 엔진을 계속적으로 동작시키거나 또는 이러한 동작 상태에서 상기 내연 엔진을 신뢰성 있게 시동 걸 수 있도록 하기 위해, 상기 인화성 보조 연료는 가스 내연 엔진을 동작시키거나 시동 걸기 위해 상기 제어 유닛의 도움으로 추가적으로 또는 대안적으로 상기 흡기 매니폴드 내로 공급될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 내연 엔진은 상기 흡기 매니폴드 상에 배열되고 상기 흡기 매니폴드로 흐르는 연소 공기 질량을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 공기 질량계를 더 포함한다. 따라서, 상기 제어 유닛은 상기 흡기 매니폴드로 흐르는 연소 공기 질량에 대해 화학량론적으로 요구되는 보조 연료량이 상기 보조 연료 탱크로부터 상기 흡기 매니폴드로 공급되는 방식으로 상기 제어 밸브의 개폐를 조절하도록 설계된다.
상기 흡기 매니폴드에 공급되는 보조 연료량을 알게 되면, 화학량론적 연소를 위해 이를 달성하는데 필요한 연소 공기 질량이 상기 제어 유닛에 의해 결정되고 설정된다.
상기 가스 내연 엔진의 유리한 실시예에서, 상기 적어도 하나의 연소 챔버에서 상기 공기/주 가스 연료 혼합물 및/또는 상기 공기/보조 연료 혼합물 및/또는 상기 공기/주 가스 연료 및 보조 연료 혼합물을 점화시키도록 설계된 적어도 하나의 점화 장치가 더 제공된다. 예를 들어, 상기 점화 장치는 종래 기술에 알려진 점화 플러그, 글로 플러그(glow plug) 또는 일부 다른 점화 장치일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 내부에서 연소시키기 위해 공기/가스 연료 혼합물을 수용하도록 설계된 적어도 하나의 연소 챔버; 및 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 유체 흐름 가능하게 연결되고, 상기 연소를 위해 규정된 시간에 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 상기 공기/주 가스 연료 혼합물을 공급하도록 설계된 흡기 매니폴드를 포함하는 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법이 제시된다. 본 발명에 따른 방법은, 상기 가스 내연 엔진의 주위 온도를 검출하는 단계; 및 상기 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진을 시동 걸기 위해, 보조 연료를 상기 흡기 매니폴드에 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 실시예에 따르면, 상기 가스 내연 엔진의 크랭크샤프트의 크랭크샤프트 속력을 검출하는 단계가 고려되고, 여기서 상기 크랭크샤프트 속력이 규정된 크랭크샤프트 속력 임계값보다 더 높아질 때까지 상기 보조 연료가 상기 흡기 매니폴드로 공급된다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 상기 적어도 하나의 연소 챔버 내의 연소 챔버 온도를 검출하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 상기 연소 챔버 온도가 규정된 연소 챔버 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진을 동작시키기 위해, 상기 가스 내연 엔진의 동작 동안 보조 연료가 상기 흡기 매니폴드로 공급된다. 따라서, 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 상기 인화성 보조 연료를 공급함으로써 상기 내연 엔진의 동작 동안 상기 주 가스 연료에 바람직하지 않은 점화 조건에 신속하게 반응하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 특징 및 목적은 본 발명을 실시하고 첨부 도면을 고려함으로써 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 내연 엔진을 개략적으로 도시한 도면, 및
도 2는 가스 내연 엔진을 동작시키기 위한 예시적인 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 1에 개략적으로 도시된 가스 내연 엔진(10)은 내부에 연소 챔버(명시적으로 도시되지 않음)가 형성된 엔진 블록(12)을 갖는다. 또한, 흡기 매니폴드(14) 및 출구 매니폴드(16)가 제공된다. 흡기 매니폴드(14)는 공기/가스 연료 혼합물을 각 연소 챔버에 공급하도록 설계된다. 연소 공기는 공기 필터(명시적으로 도시되지 않음)를 통해 흡기 매니폴드(14)에 공급된다. 주 가스 연료는 주 가스 연료 탱크(20)로부터 오고, 이 주 가스 연료 탱크는 흡기 매니폴드(14)에 유체 흐름 가능하게 연결되고, 제어 밸브에 의해, 규정된 양의 주 가스 연료, 예를 들어, 천연 가스를 연소를 위해 흡기 매니폴드(14)에 공급할 수 있다. 도 1에서, 흡기 매니폴드(14) 내의 공기/가스 연료 혼합물의 흐름 방향은 화살표(E)로 표시되어 있다. 또한, 출구 매니폴드(16)에서의 배기가스의 흐름 방향은 도 1에서 화살표(A)로 표시되어 있다.
도 1의 가스 내연 엔진(10)은 가스 내연 엔진(10)을 시동 걸기 위한 보조 시동 시스템(30)을 더 구비한다. 보조 시동 시스템(30)은 보조 연료를 저장하도록 설계된 보조 연료 탱크(32); 보조 연료 탱크(32)와 흡기 매니폴드(14) 사이의 연결을 개폐하도록 설계된 제어 밸브(34); 가스 내연 엔진(10)의 주위 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 주위 온도 센서(36); 및 제어 유닛(38)을 포함한다.
특히, 보조 연료 탱크(32)는 연결 라인(33)에 의해 흡기 매니폴드(14)에 유체 흐름 가능하게 연결된다. 여기서, 제어 밸브(34)는 바람직하게는 연결 라인(33)에 배열되고, 연결 라인(33)을 개폐하도록 설계된다. 예를 들어, 제어 밸브(34)는 흡기 매니폴드(14) 내로 공급되는 보조 연료량을 연속적으로 조절하기 위한 자기 작동식 분사 밸브이며, 이 연료는 압력 하에서 액체 상태로 분사되고 분사될 때 가스화된다. 개방 단면 및 보조 연료의 압력에 의해, 분사 타이밍에 의해 제어될 수 있는 질량 흐름률을 결정하는 것이 가능하다. 분사 시간이 짧을수록, 흡기 매니폴드(14) 내로 공급되는 보조 연료의 양이 더 적다. 보조 연료를 흡기 매니폴드(14) 내로 공급하기 위해, 보조 연료 탱크(20)에서 액체 상태로 압력 하에 저장된 보조 연료를 펌핑하는 보조 연료 펌프(명시적으로 도시되지 않음)가 제공될 수 있다.
주위 온도 센서(36)는 바람직하게는 가스 내연 엔진(10)의 또는 가스 내연 엔진(10)이 배열된 차량의 주위 온도가 검출되는 위치에 배열된다.
도 1의 보조 시동 시스템(30)은 가스 내연 엔진(10)의 크랭크샤프트의 크랭크샤프트 속력을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 크랭크샤프트 속력 센서(42); 적어도 하나의 연소 챔버 내의 연소 챔버 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 연소 챔버 온도 센서(44); 및 엔진 블록(12) 내에서 순환하는 냉각제의 냉각제 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 냉각제 온도 센서(46)를 더 포함한다.
가스 내연 엔진(10)은 흡기 매니폴드(14) 내로 흐르는 연소 공기 질량을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 공기 질량계(48)를 더 포함한다.
도 1의 가스 내연 엔진(10)은 주 가스 연료 탱크(20)에 저장된 주 가스 연료의 품질을 검출하도록 설계된 주 가스 연료 품질 센서(22)를 더 포함한다.
도 1은 주위 온도 센서(36), 크랭크샤프트 속력 센서(42), 연소 챔버 온도 센서(44), 냉각제 온도 센서(46), 공기 질량계(48) 및 가스 연료 품질 센서(22)가 적절한 수단에 의해 제어 유닛(38)에 연결되어 각각이 개별 신호를 제어 유닛(38)으로 전송할 수 있는 것을 개략적으로 도시한다. 제어 유닛(38)은 각각의 센서의 개별 신호를 수신하고 이들 센서를 적어도 부분적으로 처리하도록 설계된다. 제어 유닛(38)은 별도의 제어 유닛일 수 있거나 또는 차량의 엔진 제어기에 통합될 수 있다.
제어 밸브(34)는 또한 제어 유닛(38)에 연결된다. 제어 유닛(38)은 대응 신호를 송신함으로써 제어 밸브(34)를 개폐하도록 제어 밸브를 제어할 수 있다.
특히 가스 내연 엔진(10)의 시동 전에 가스 내연 엔진(10)의 예시적인 동작은 도 2를 추가로 참조하여 아래에서 설명된다.
도 2에 따른 방법은 단계(100)에서 시작하고 나서 단계(102)로 진행하며, 여기서 시스템은 차량의 점화 키가 삽입되었는지 여부를 문의한다. 단계(102)에서 점화 키가 삽입되어 있지 않다고 결정되면, 본 방법은 단계(200)로 진행하고 거기에서 종료된다.
그러나, 단계(102)에서 점화 키가 삽입되었다고 결정되면, 방법은 단계(104)로 진행하고, 여기서 시스템은 크랭크샤프트 속력이 크랭크샤프트 속력 임계 값 미만인지 여부를 문의한다. 가스 내연 엔진(10)이 아직 이 시간에 시동 걸리지 않았으므로, 단계(104)에서 크랭크샤프트 속력이 규정된 크랭크샤프트 속력 임계 값 미만이라고 가정할 수 있다.
이 경우, 본 방법은 단계(106)로 진행하고, 센서(22, 36, 42, 44, 46, 48)(도 1 참조)의 각각의 신호는 제어 유닛(38)에 의해 수신되고 적어도 부분적으로 처리된다.
후속 단계(108)에서, 시스템은, 예를 들어, 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값, 예를 들어, -5℃ 미만인 여부를 문의한다. 특히, 규정된 주위 온도 임계값에 미치지 못하면, 가스 연료 탱크(20)로부터의 주 가스 연료에 의한 가스 내연 엔진을 신뢰성 있게 시동 거는 것이 보장될 수 없는 방식으로 이 임계 값이 선택된다. 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 높으면, 방법은 단계(105)로 진행한다.
그러나, 단계(108)에서 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 낮다고 결정되면, 방법은 단계(110)로 진행하고, 제어 유닛(38)은 제어 밸브(34)를 개방하기 위하여 제어 밸브를 제어한다. 이 경우, 보조 연료는 보조 연료 탱크(32)로부터 흡기 매니폴드(14)로 공급되어 보조 연료가 바로 연소 챔버로 전달되게 한다. 보조 연료가 주 가스 연료 탱크(20)로부터의 주 가스 연료보다 더 인화성이기 때문에, 가스 내연 엔진(10)은 신뢰성 있게 시동 걸릴 수 있다.
단계(110) 후에, 방법은 단계(104)로 복귀하고, 여기서 시스템은 크랭크샤프트 속력이 여전히 크랭크샤프트 속력 임계값 미만인지 여부를 문의한다. 보조 연료의 공급은 크랭크샤프트 속력이 규정된 크랭크샤프트 속력 임계값을 초과할 때까지 계속된다.
단계(104)에서 크랭크샤프트 속력이 크랭크샤프트 속력 임계값보다 더 높다고 결정되면, 방법은 단계(105)로 진행하고, 여기서 크랭크샤프트 속력이 더 평가된다. 이 시점에서, 센서(22, 44, 46 및 48)의 신호로 표시되는 가스 내연 엔진(10)의 파라미터, 특히 연소 챔버 온도들이 평가된다.
즉, 가스 내연 엔진의 동작 동안, 즉 가스 내연 엔진의 성공적인 시동 후, 연소 챔버 내의 연소가 더 이상 최적이 아닌 것으로 확인되면(단계 105), 가스 내연 엔진(10)이 원하는 크랭크샤프트 속력을 갖는 원하는 동작으로 복귀하는 것을 보장하기 위해 주 가스 연료로만 동작하는 것으로부터 부분적으로 보조 연료로 동작하거나 또는 전적으로 보조 연료로만 동작하는 것으로 전환하는 것이 가능하다(단계 110).
단계(105)에서 모든 파라미터가 정확하다고 결정되면, 방법은 단계(200)로 진행하여 종료된다. 방법의 이 시점에서, 제어 밸브(34)는 다시 폐쇄되고, 가스 연료로만 동작하는 것으로 전환된다.

Claims (10)

  1. 차량용 가스 내연 엔진(10)으로서,
    - 내부에서 연소시키기 위해 공기/가스 연료 혼합물을 수용하도록 설계된 적어도 하나의 연소 챔버;
    - 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 유체 흐름 가능하게 연결되고 연소를 위해 규정된 시간에 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 상기 공기/가스 연료 혼합물을 공급하도록 설계된 흡기 매니폴드(14); 및
    - 상기 가스 내연 엔진(10)을 시동 거는 보조 시동 시스템(30)을 포함하되, 상기 보조 시동 시스템(30)은,
    - 보조 연료를 저장하도록 설계된 보조 연료 탱크(32);
    - 상기 보조 연료 탱크(32)와 상기 흡기 매니폴드(14) 사이의 연결을 개폐하도록 설계된 제어 밸브(34);
    - 상기 가스 내연 엔진(10)의 주위 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 주위 온도 센서(36); 및
    - 상기 주위 온도 센서(36)로부터 신호를 수신하고, 상기 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진(10)을 시동 걸기 위해, 상기 제어 밸브(34)를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방해서, 상기 보조 연료 탱크(32)로부터 상기 흡기 매니폴드(14)로 보조 연료를 공급하는 제어 유닛(38)을 포함하고,
    상기 가스 내연 엔진(10)의 크랭크샤프트의 크랭크샤프트 속력을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 크랭크샤프트 속력 센서(42)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(38)은 상기 크랭크샤프트 속력이 규정된 크랭크샤프트 속력 임계값보다 더 높아질 때까지 상기 제어 밸브(34)를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방하도록 더 설계된, 가스 내연 엔진(10).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연소 챔버 내의 가연성을 검출하기 위한 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(38)은, 상기 검출된 가연성이 규정된 가연성보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진(10)을 동작시키기 위해, 상기 가스 내연 엔진(10)의 동작 동안 상기 제어 밸브(34)를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방해서 상기 보조 연료 탱크(32)로부터 상기 흡기 매니폴드(14)로 상기 보조 연료를 공급하도록 더 설계된, 가스 내연 엔진(10).
  4. 제1항에 있어서, 주 가스 연료의 품질을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 주 가스 연료 품질 센서(22)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(38)은, 상기 주 가스 연료의 품질이 규정된 주 가스 연료 품질 범위를 벗어나는 경우, 상기 가스 내연 엔진(10)을 동작시키기 위해, 상기 가스 내연 엔진(10)의 동작 동안 상기 제어 밸브(34)를 제어하여 상기 제어 밸브를 개방해서 상기 보조 연료 탱크(32)로부터 상기 흡기 매니폴드(14)로 상기 보조 연료를 공급하도록 더 설계된, 가스 내연 엔진(10).
  5. 제1항에 있어서, 상기 흡기 매니폴드(14) 상에 배열되고 상기 흡기 매니폴드(14)로 흐르는 연소 공기 질량을 나타내는 신호를 생성하도록 설계된 공기 질량계(48)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(38)은 상기 흡기 매니폴드(14)로 흐르는 연소 공기 질량에 대해 화학량론적으로 요구되는 보조 연료량이 상기 보조 연료 탱크(32)로부터 상기 흡기 매니폴드(14)로 공급되는 방식으로 상기 제어 밸브(34)의 개폐를 조절하도록 설계된, 가스 내연 엔진(10).
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조 연료는 다이메틸에터를 포함하는, 가스 내연 엔진(10).
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연소 챔버에서 공기/주 가스 연료 혼합물 및/또는 공기/보조 연료 혼합물 및/또는 공기/주 가스 연료 및 보조 연료 혼합물을 점화시키도록 설계된 적어도 하나의 점화 장치를 더 포함하는 가스 내연 엔진(10).
  8. 내부에서 연소시키기 위해 공기/가스 연료 혼합물을 수용하도록 설계된 적어도 하나의 연소 챔버; 및 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 유체 흐름 가능하게 연결되고, 상기 연소를 위해 규정된 시간에 상기 적어도 하나의 연소 챔버에 상기 공기/가스 연료 혼합물을 공급하도록 설계된 흡기 매니폴드(14)를 포함하는 가스 내연 엔진(10)을 동작시키는 방법으로서,
    - 상기 가스 내연 엔진(10)의 주위 온도를 검출하는 단계; 및
    - 상기 주위 온도가 규정된 주위 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진(10)을 시동 걸기 위해, 보조 연료를 상기 흡기 매니폴드(14)에 공급하는 단계를 포함하고,
    - 상기 가스 내연 엔진(10)의 크랭크샤프트의 크랭크샤프트 속력을 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 크랭크샤프트 속력이 규정된 크랭크샤프트 속력 임계값보다 더 높아질 때까지 상기 보조 연료가 상기 흡기 매니폴드(14)로 공급되는, 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 연소 챔버 내의 연소 챔버 온도를 검출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 연소 챔버 온도가 규정된 연소 챔버 온도 임계값보다 더 낮으면, 상기 가스 내연 엔진(10)을 동작시키기 위해, 상기 가스 내연 엔진의 동작 동안 보조 연료가 상기 흡기 매니폴드(14)로 공급되는, 가스 내연 엔진을 동작시키는 방법.
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