KR19980040397A - 내연 기관의 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더로의 연료량의 조절이 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어를 위한 방법 및 장치에 있어서, 가능한 한 신속하게 차단하는 안전용 차단 기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 내연 기관 제어 방법은, 연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더의 연료량의 조절을 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어 방법에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료량 조절이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료의 양이 조절된다.

본 발명은, 또한, 펌프가 연료를 고압부로 공급하고, 솔레노이드 밸브가 개개의 실린더의 연료량의 조절을 제어하는 내연 기관 제어 장치에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료를 조절하는 수단이 설치되어 있다.

연료의 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서, 연료의 조절 수단에 의해서 에러가 해결된다.

Description

내연 기관의 제어 방법 및 장치

본 발명은 연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더로의 연료량의 조절이 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상기 내연 기관의 제어를 위한 방법 및 장치는 당업계에서 공지되어 있는 기술이 많이 알려져 있는 것이 사실이다. 이와 같은 공지의 기술에 의한 내연 기관에 있어서는, 정상적인 경우에는 보호 차단 밸브가 마련되어 있다. 그러나, 에러 발생의 경우에는 안전을 도모하기 위해서 차단을 보증해주어야 한다. 이러한 보호 차단 밸브는 디젤 엔진으로서는 ELAB라고 불리운다.

소정의 분사 시스템, 예를 들면, 이른바 커먼·레일·시스템(Common-Rail-System)에 있어서는, 이러한 보호 차단 밸브의 적용 자체에 문제가 있다. 그 이유는, 고압하에서 팽창한 연료가 상기 보호 차단 밸브와 분사 노즐의 사이에 존재하기 때문이다. 그 때문에, 차단 밸브를 작동시킨 후에도 엔진은 또 일정 기간 동안 계속해서 작동하거나 혹은, 새는 장소가 있는 경우에는, 고압하의 대략의 연료가 외부로 흘러나온다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 형식의 내연 기관의 제어를 위한 방법 및 장치에 있어서, 가능한 한 신속하게 차단 밸브를 동작시키는 안전용 차단 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

도1 은 본 발명에 따른 분사 장치를 도시하는 개략도.

도 2A는 정상인 경우의 시간에 대한 분사 펄스를 나타내는 그래프.

도 2B는 에러인 경우의 시간에 대한 분사 펄스를 나타내는 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100:내연 기관105:흡입 도관

110:배기 가스 도관120 내지 123:인젝터

130 내지 133, 150:솔레노이드 밸브

135:레일140 내지 143, 152:코일

145:고압 펌프155:연료 공급 장치

175:출력단176:에러 검출기

177:센서

본 발명의 내연 기관 제어 방법은, 연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더의 연료량의 조절은 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어 방법에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료량 조절이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성은, 에러 발생의 경우에는 각각의 실린더의 하사점 영역에서 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 고압부에서의 압력 저하를 가져올 수 있는 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 흐름 제한기가 고압부에서 연료 흐름을 저지할 수 있는 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 에러가 발생된 실린더에서만, 흐름 제한기가 연료 흐름을 저지하도록 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 에러 발생의 경우가 정상 동작시 보다 긴 제어 시간이 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 각각의 실린더의 상사점의 통과 후에, 100° 내지 200° 사이의 크랭크 샤프트의 각도 영역에서 연료량의 조절이 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 펌프가 연료를 고압부로 공급하고, 솔레노이드 밸브가 개개의 실린더의 연료량의 조절을 제어하는 내연 기관 제어 장치에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료를 조절하는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성은, 에러 발생의 경우에, 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서, 연료량의 조절 및 수단이 설치됨으로써 상기 에러가 해결되는 것을 특징으로 한다.

다음에 도면에 나타난 실시예에 근거하여 본 발명을 설명한다.

이하에 본 발명의 장치를 자기 착화식 내연 기관의 예에 따라서 나타낸다. 이 장치에 있어서는, 연료량의 조절은 솔레노이드 밸브를 사용하여 제어된다. 도 1에 도시되어 있는 본 발명의 실시예는, 이른바 커먼·레일·시스템(Common-Rail-System)에 관한 것이다. 그러나, 본 발명의 방식은, 이 시스템에 한정하지 않는다. 다만, 설명의 편의를 위해서, 이 시스템을 예로 들어 설명하기로 한다.

도면 부호 100은 내연 기관을 나타낸다. 상기 내연 기관은 흡입 도관(105)을 통해 새로운 공기를 흡입하여, 배기 가스 도관(110)을 통해 배기 가스를 배기한다.

여기에 도시된 내연 기관은, 예컨대, 4 실린더 내연 기관이다. 상기 내연 기관의 각 실린더에는 인젝터(120,121,122,123)가 배속되어 있다. 이들 인젝터에 대해서, 솔레노이드 밸브(130,131,132,133)를 통해서 연료량이 조절된다. 연료는, 이른바 레일(135)로부터 인젝터(120,121,122,123)를 통해 내연 기관(100)의 실린더로 공급된다. 레일(135)내의 연료는, 고압 펌프(145)에 의해서 조절 가능한 압력으로 된다. 상기 고압 펌프(145)는 솔레노이드 밸브(150)를 통해 연료 공급 펌프(155)와 접속되어 있다. 상기 연료 공급 펌프(155)는 연료 탱크(160)에 접속되어 있다.

밸브(50)는 코일(152)을 구비하고 있다. 솔레노이드 밸브(130,131,132,133)는 코일(140,141,142,143)을 구비하고 있다. 상기 코일(140,141,142,143)에는 출력단(175)을 사용하여 전류를 인가할 수 있다. 상기 출력단(145)은 제어 장치(170)는 상응하는 코일(152)을 제어한다.

또한, 센서(177)가 설치되어 있고, 상기 센서(177)는 레일(135)내의 압력을 검출하여, 그에 상응하는 신호를 제어 장치(170)에 송출한다.

에러 검출기(176)는 다른 신호를 평가하여, 에러가 나타나는 경우에 출력단(175) 및 펄프(152)에 상응하는 신호를 인가한다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시 형태에 있어서는, 레일(135)과 인젝터(120,123)의 사이에 각각 흐름 제한기(180,181,182,183)가 배치되어 있다. 인젝터와 흐름 제한기는 구조상 유닛을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 흐름 제한기를 각각 솔레노이드 코일과 레일의 사이 또는 솔레노이드 코일과 각 인젝터의 사이에 배치해도 된다.

흐름 제한기는 레일(135)과 인젝터의 사이를 접속하고 있지만, 상기 접속에 의해서 소정의 연료량보다 많은 연료량이 흐를 경우에는, 상기 접속을 차단하도록 구성되어 있다. 일정한 연료량이 조절되었을 때에, 상기 흐름 제한기는 실시 형태에 따라서 차단한다. 이 연료량은 에러가 없는 구동 상태시의 최대 연료량보다 크도록 선택되어 있다. 따라서, 상기 연료량은 전부하 연료량 내지는 스타트 연료량보다 크다. 또한, 상기 연료량은 내연 기관에 손상을 주는 연료량보다는 적도록 선택되어 있다.

본 발명에 의한 장치는 다음과 같이 동작한다.

연료 공급 펌프(155)는 연료를 연료 탱크에서 밸브(135)를 통해 고압 펌프(145)로 공급한다. 상기 고압 펌프(145)는 레일(135)내에서 불꽃 점화식 내연 기관용의 시스템일 경우에는 거의 30바 내지 100바의 압력값이, 자기 착화식 내연 기관일 경우에는 거의 1000바 내지 2000바의 압력값이 목표량이 된다.

코일(140 내지 143)에 전류를 흘리는 것에 의해서, 상응하는 솔레노이드 코일(130 내지 133)이 제어된다. 이 경우, 코일에 대한 제어 신호가 인젝터(120 내지 123)에 의한 연료의 분사 개시 및 분사 종료를 결정한다.

이러한 시스템에 있어서 에러가 발생한다고 하면(예를 들면, 제어 유닛(170), 고압부 및/또는 분사 펌프의 영역이 고장날 가능성이 높다), 내연 기관이 확실하게 정지하는 것이 보증되지 않으면 안된다.

예를 들면, 고압 펌프(145)가 직접 내연 기관에 의해서 작동되고, 그 때문에 상기 고압 펌프(145)가 내연 기관의 구동 중에 항상 연료를 계속 공급하는 시스템에 있어서는, 상기 고압 펌프(145)의 차단은 불가능하다. 따라서, 별도의 수단에 의해서 고압부의 압력이 빠르게 저하되어, 연료 공급이 저지되는 것이 보증되지 않으면 않된다.

이 사실은, 예를 들면, 고압부에 새는 장소가 생기게 되거나, 고압의 연료가 엔진실안으로 흘러 들어가게 되거나, 또는 고장난 인젝터를 통해서 연료가 고압인 채로 지속적으로 실린더로 공급되는 경우에는 필요 불가결하다. 이 경우에는, 고압부의 압력을 신속히 저하시킬 필요가 있다.

전술한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내연 기관 제어 방법은, 연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더의 연료량의 조절은 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어 방법에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료량 조절이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료의 양이 조절된다.

본 발명은, 또한, 펌프가 연료를 고압부로 공급하고, 솔레노이드 밸브가 개개의 실린더의 연료량의 조절을 제어하는 내연 기관 제어 장치에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료를 조절하는 수단이 설치되어 있음이 이해되어야 한다.

연료의 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서, 연료의 조절 수단에 의해서 에러가 해결된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같이 진행한다. 에러 감시 장치(175)가, 에러를 식별하면, 상기 에러 감시 장치(175)는 긴급 주행 프로그램에 의해서 변경된다. 이것은 밸브(150)를 차단 상태로 하는 것을 의미한다. 따라서, 펌프(115)로부터 이 이상의 연료가 공급되지 않는 것이 보증된다. 별도의 수단으로서, 솔레노이드 코일(140,141,142,143)은 분사가 내연 기관의 토오크에 기여하지 않게 되는 크랭크 샤프트 각도 위치에서 연료의 양을 조절할 수 있도록 제어된다. 예를 들면, 하사점의 영역에서 연료의 양을 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 이 사실은, 내연 기관의 배기 밸브가 열리기 직전에 연료의 양이 조절되는 것을 뜻하고 있다.

본 발명의 실시 형태로서는, 제2수단만이 실시되도록 구성되어 있다. 이 실시 형태에서는 밸브를 생략할 수 있다.

분사되는 연료량이, 고압 펌프(145)의 공급하는 양보다도 큰 값으로 되도록, 가능한 한 큰 각도 영역에서 연료의 양이 조절된다. 이 수단에 의해서, 한쪽으로는 고압부의 압력이, 예를 들면 레일(135)안에서 빠르게 저하되며, 동시에 내연 기관은 정지한다.

도 2A에서는, 연료의 양이 조절되는 각도 영역이 크랭크 샤프트의 각도를 횡축으로서 나타내고 있다. 통상적으로, 각각의 실린더의 상사점(OT)의 영역에서 연료의 양이 조절된다. 이 경우, 연료 조절의 지속 시간은 크랭크 샤프트 각도 0° 내지 40° 사이의 시간이다.

도 2B에서는, 에러가 발생한 경우의 상황이 나타나 있다. 분사는 하사점(UT)의 영역에서 행해지고, 이 분사의 지속 시간은 정상 동작시보다 상당히 길다. 예를 들면, 에러인 경우에, 인젝터를 흐르는 연료량이 어떤 값이 되도록 분사 지속 시간을 선택하면 유리하다. 상기 어떤 값이란, 흐름 제한기가 응답하여 그 이상의 연료 공급을 저지할 수 있는 값이다. 상기의 경우, 이 흐름 제한기가 응답하는 양은 내연 기관에 손상을 주지 않는 양으로 선택되어야 한다.

예를 들면, 단지 1개의 인젝터가 고장인 상태에 있다고 식별된 경우에, 상기 인젝터에 배속된 흐름 제한기가 연료 흐름을 저지하도록 상기 인젝터만이 제어되면 된다.

비상시의 차단을 위한 분사는 압축 행정 이외에서, 결국 크랭크 샤프트 각도 0°내지 270°의 사이에 수행되는 것이 바람직하다. 상사점 통과 후의 크랭크 샤프트 각도는 거의 100° 내지 200°까지의 각도 영역이 특히 유리하다는 것을 알 수 있다.

전술한 바로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 안전용 차단 방법 및 장치는 가능한 한 신속하게 차단 밸브를 동작시키는 이점을 갖는다. 또한, 본 발명의 내연 기관 제어 방법은, 연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더의 연료량의 조절은 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어 방법에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료량 조절이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료의 양이 조절됨은 물론이고, 에러 발생의 경우에는 각각의 실린더의 하사점 영역에서 연료의 양이 조절되며, 고압부에서의 압력 저하를 가져올 수 있는 연료의 양이 조절된다. 본 발명의 다른 장점으로는, 흐름 제한기가 고압부에서 연료 흐름을 저지할 수 있는 연료의 양이 조절될 수 있고, 에러가 발생된 실린더에서만, 흐름 제한기가 연료 흐름을 저지하도록 연료의 양이 조절될 수 있다는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 에러 발생의 경우가 정상 동작시 보다 긴 제어 시간이 선택되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 또 다른 이점은, 각각의 실린더의 상사점의 통과 후에, 100° 내지 200° 사이의 크랭크 샤프트의 각도 영역에서 연료량의 조절이 수행될 수 있다는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 이점에 의하면, 펌프가 연료를 고압부로 공급하고, 솔레노이드 밸브가 개개의 실린더의 연료량의 조절을 제어하는 내연 기관 제어 장치에 있어서, 에러 발생의 경우에, 연료 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료를 조절하는 수단을 가지며, 에러 발생의 경우에, 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서, 연료량의 조절 및 수단이 설치됨으로써 에러가 해결되는 이점을 갖는다.

본 발명의 방식은, 이른바 커먼·레일·시스템에 있어서도, 에러를 신속하게 차단할 수 있는 장점을 갖는다. 이와 동시에, 에러가 발생하면 고압부의 압력이 빠르게 저하된다. 정상적인 경우에는 차단 펌프 및 그 제어 기구를 생략할 수 있다. 이것은 대폭적인 비용 절약을 의미한다. 이 장치는 테스트를 받을 필요가 없다. 이 장치는 정상적인 동작 자체가 곧 테스트로 이어지기 때문이며, 또한 안전이 보장되는 장치이기 때문이다.

Claims (8)

1. 연료가 펌프로부터 고압부로 공급되고, 개개의 실린더의 연료량의 조절은 솔레노이드 밸브에 의해서 제어 가능한 내연 기관의 제어 방법에 있어서,

   에러 발생의 경우에, 상기 연료량 조절이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 에러 발생의 경우에는 각각의 실린더의 하사점 영역에서 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고압부에서의 압력 저하를 가져올 수 있는 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흐름 제한기가 고압부에서 연료 흐름을 저지할 수 있는 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
5. 제4항에 있어서, 에러가 발생된 실린더에서만, 흐름 제한기가 연료 흐름을 저지하도록 연료의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에러 발생의 경우가 정상 동작시 보다 긴 제어 시간이 선택되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 실린더의 상사점의 통과 후에, 100° 내지 200° 사이의 크랭크 샤프트의 각도 영역에서 연료량의 조절이 수행되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 방법.
8. 펌프가 연료를 고압부로 공급하고, 솔레노이드 밸브가 개개의 실린더의 연료량의 조절을 제어하는 내연 기관 제어 장치에 있어서,

   에러 발생의 경우에, 상기 연료 조절량이 토오크에 기여하지 않는 각도 영역에서 연료를 조절하는 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 내연 기관 제어 장치.