KR20010051085A

KR20010051085A - 엔진의 연료 공급 시스템의 연료 초기 충전 방법

Info

Publication number: KR20010051085A
Application number: KR1020000061144A
Authority: KR
Inventors: 요스클라우스; 볼버옌스; 프렌츠토마스; 암러마르쿠스; 보쿰한스외르크
Original assignee: 클라우스 포스, 게오르그 뮐러; 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2001-06-25
Also published as: DE19950232A1; JP2001152999A

Abstract

본 발명은 연료 탱크(1)로부터 엔진의 연료 공급 시스템으로 연료를 초기 충전시키기 위한 방법에 관한 것이다. 연료 공급 시스템은 엔진으로부터 연료 탱크(1)로의 복귀 라인(11)과 적어도 하나의 연료 펌프(3)를 가진다. 엔진의 스타트 모터, 연료 공급 시스템 및 엔진을 보호하는 초기 연료 충전 방법을 달성하기 위해, 적어도 하나의 연료 펌프(3)가 활성화되는 단계와, 연료 공급 시스템 내의 압력 제어 밸브(10) 또는 압력 조절 밸브(13)가 활성화되는 단계와, 연료 공급 시스템 내 압력이 결정되는 단계를 포함하는 방법이 제안된다.

Description

엔진의 연료 공급 시스템의 연료 초기 충전 방법 {METHOD FOR THE INITIAL FILLING OF FUEL FOR AN ENGINE FUEL SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 연료를 연료 탱크로부터 엔진의 연료 공급 시스템으로 초기 충전하기 위한 방법에 관한 것이다. 연료 공급 시스템은 엔진으로부터 연료 탱크로의 복귀 라인과 적어도 하나의 연료 폄프를 가진다.

엔진의 연료 공급 시스템은 엔진으로부터 연료 탱크로의 복귀 라인을 또한 가진다. 연료는 연료 펌프에 의해 연료 탱크로부터 압력 라인을 통해 분사 밸브를 갖는 연료 분배기로 공급된다. 연료 분배기 내 압력을 소정값으로 유지시키기 위해, 연료 공급 시스템 내의 연료 분배기에 또는 다른 위치에 하나 이상의 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브가 배치된다. 엔진에서 더 이상 필요하지 않은 연료량은 연료 분배기에 의해 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브 및 복귀 라인을 통해 연료 탱크로 복귀된다.

연료 공급 시스템은 고압 연료 저장기가 연료 분배기로서 제공되는 공동식(common rail) 분사 시스템으로 구성된다. 공동식 분사 시스템에서 연료는 먼저 전자 연료 펌프로서 구성된 1차 공급 펌프에 의해 연료 탱크로부터 하류에 배치된 고압 공급 펌프로 공급된다. 고압 공급 펌프는 매우 높은 압력으로 연료를 연료 고압 저장기로 공급하며, 연료는 상기 고압 저장기로부터 인젝터로서 구성된 분사 밸브로 도달된다. 연료 공급 시스템, 특히 고압 연료 저장기 내의 압력을 소정값으로 유지시키기 위해, 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브가 공동식 분사 시스템 내에 배치된다.

종래 기술에는 엔진의 연료 공급 시스템에 연료를 초기 충전시키기 위해 엔진의 스타트 모터를 간단히 작동시키는 것이 공지되어 있다. 이를 통해 엔진은 작동되고, 연료를 엔진의 연소실 내로 분사시키도록 분사 밸브는 개방된다. 그러나, 연료 분배기 내에 연료가 없다면, 초기에 연료 공급 시스템 내에 있는 공기가 유동된다. 스타트 모터는 전체 연료 공급 시스템, 특히 연료 분배기가 연료로 충전될 때까지 작동되고, 엔진은 기동된다.

그러나, 이런 공지된 방법은 스타트 모터에 많은 부하를 주게되는 단점을 가진다. 또한, 연료 공급 시스템에 연료가 없음에도 불구하고, 하나의 작동 모드가 연료없이 공기로만 작동되도록 설계되지 않은 엔진에서, 엔진을 가동시키기 위한 반복되는 시도는 엔진에 부하를 주게된다. 그러므로, 본 발명의 목적은 스타트 모터, 연료 공급 시스템 또는 엔진에 부하를 주지 않고, 제어된 초기 충전을 가능케하는, 엔진의 연료 공급 시스템을 초기 충전하기 위한 방법을 달성하는 것이다.

이런 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전술된 유형의 방법을 따르는 연료 초기 충전을 위한 방법은, 적어도 하나의 연료 펌프가 활성화되는 단계와, 연료 공급 시스템 내의 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브가 활성화되는 단계와, 연료 공급 시스템 내의 압력이 결정되는 단계를 포함하는 특징을 가진다.

본 발명에 따른 방법에서, 초기 충전을 위해, 연료는 엔진의 연료 펌프에 의해 연료 공급 시스템으로 펌핑된다. 이로써, 연료는 전체 연료 공급 시스템으로 공급될 수 있고 연료 공급 시스템 내의 전체 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브가 활성화된다. 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브는 연료 공급 시스템 또는 연료 분배기 내 압력을 소정값으로 일정하게 유지시키도록 연료 공급 시스템, 특히 연료 분배기에 배치된다. 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브의 활성화됨으로써, 전류는 연료 공급 시스템, 특히 연료 분배기를 통해 유동되어 단락은 방지된다.

연료 펌프가 작동됨으로써 연료는 연료 공급 시스템 내로 공급되고 연료 공급 시스템 내에 있는 공기를 압출하며, 복귀 라인과 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브를 통해 연료 탱크로 유동된다. 이는 연료 공급 시스템 내에서 결정되는 압력 상승을 유발시킨다. 연료 공급 시스템 내의 압력 상승은 연료가 전체 연료 공급 시스템에 공급되고 연료의 초기 충전이 달성되었다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 연료 초기 충전을 위한 방법은 스타트 모터, 연료 공급 시스템 및 엔진을 보호하는 장점을 가진다. 본 발명에 따른 방법을 달성하기 위해 엔진에 추가의 부품이 요구되지 않는다. 연료 공급 시스템 내의 압력을 감시함으로써, 언제 연료 초기 충전이 달성되며, 방법이 완료되는지를 정확하게 알수 있다.

본 발명에 따른 방법은 직접 분사식 엔진용 공동식 분사 시스템에 특히 적절하다. 이런 시스템에서 초기 충전을 위해 연료는 예를 들어, 전자 연료 펌프(EKP)로서 구성된 1차 공급 펌프를 통해 연료 공급 시스템으로, 특히 고압 연료 저장기로 공급된다.

본 발명의 유익한 개선에 따라 1차 공급 펌프와 고압 공급 펌프를 갖는 고압 연료 공급 시스템에서 1차 공급 펌프가 활성화되는 것이 제안된다.

본 발명의 다른 유익한 개선은 요구에 따라 조정되는 연료 펌프가 최대 출력 으로 작동되는 것이다. 특히, 공동식 분사 시스템에서 전자 연료 펌프가 1차 공급 펌프로서 종종 배치된다. 연료 초기 충전을 위해, 연료가 연료 탱크로부터 가능한 신속히 전체 연료 공급 시스템으로 분배될 수 있도록 펌프는 최대 출력으로 작동된다.

연료 공급 시스템 내 압력은 예를 들어 연료 공급 시스템의 물리적 표준에 의해 결정된다. 엔진 또는 연료 공급 시스템의 일정한 상태 변수로부터 연료 공급 시스템 내의 압력이 표준화된다. 이는 연료 공급 시스템 내의 압력 측정을 위해 특별한 수단이 제공되지 않아도 되는 장점을 가진다.

그러나, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 연료 공급 시스템 내의 압력이 연료압 센서에 의해 측정되는 것도 제안된다. 예를 들어 공동식 분사 시스템에는 물론 이런 연료압 센서가 제공된다.

본 발명의 다른 양호한 개선에 따라 연료 공급 시스템 내 압력이 소정의 임계 압력 이상으로 상승할 때 충전이 종료되는 것이 제안된다. 그 다음, 연료 펌프는 차단되고, 연료 공급 시스템 내의 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브는 원위치로 복귀된다. 연료 초기 충전이 종료되는 즉시 엔진은 평상적으로 작동된다. 통상 엔진은 즉시 기동되는데, 이는 전체 연료 공급 시스템이 연료로 충전되기 때문이다.

또한 본 발명의 다른 유익한 개선에 따라, 본 발명에 따른 방법은 임의의 또는 소정의 제어 명령의 순서의 적용을 통해 엔진 제어를 초기화한다. 제어 명령을 통해, 엔진에서 통상의 작동이 실행되지 않고, 연료 초기 충전이 실행되도록 전달된다. 제어 명령은 작업자에 의해 수동으로 적용되거나 또는 엔진 제조 후에 자동적으로 제어부에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 엔진 제어부에 의해 제어되도록 자동적으로 실행된다. 연료 펌프 및 압력 제어 밸브 또는 압력 조절 밸브는 이에 상응되어 조절되고, 연료 펌프 시스템 내 압력은 수용되어 분석된다. 연료 초기 충전이 달성된 후 방법은 종료된다.

도1은 본 발명에 따른 연료 초기 충전 방법이 실행되는 엔진의 연료 공급 시스템의 양호한 실시예를 도시하는 블록 선도.

도2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 연료 탱크

3: 1차 공급 펌프

4: 고압 라인

6: 연료 필터

9: 분사 밸브

10: 압력 밸브

14: 체크 밸브

이하, 본 발명의 양호한 실시예가 도면을 참조로 상세히 설명된다.

도1은 엔진의 연료 공급 시스템을 도시한다. 도시된 연료 공급 시스템은 연료 직접 분사를 위한 공동식 분사 시스템으로서 구성된다. 연료 공급 시스템은 연료(2)로 충전된 연료 탱크(1)를 가진다. 필요에 따라 조정되는 전자 연료 펌프로서 구성된 1차 공급 펌프(3)는 연료(5)를 고압 라인(4)을 통해 연료 공급 시스템으로 공급한다. 공급된 연료는 연료 필터(6)를 통해 고압 공급 펌프(7)로 유동되고, 그로부터 고압 연료 저장기로서 구성된 연료 분배기(8, 레일)로 유동된다. 인젝터로서 구성된 분사 밸브(9)가 연료 분배기(8)로부터 분기되어, 연료는 연료 분배기(8)로부터 엔진의 연소실로 분사될 수 있다. 연료 분배기(8) 내의 압력을 소정의 일정값으로 유지시키기 위해 연료 분배기(8)에는 압력 제어 밸브(10)가 배치된다. 엔진에서 필요없는 연료는 압력 제어 밸브(10)에 의해 연료 분배기(8)로부터 복귀 라인(11)을 통해 연료 저장 탱크(1)로 유동된다. 복귀 라인(11) 내에는 복귀 라인 내의 압력을 약 4바(bar)로 조절하는 저압 조절기(13)가 배치된다. 고압 라인(4)과 복귀 라인(11) 사이에 슬라이드 밸브로서 구성된 체크 밸브(14)가 배치된다. 도2는 양호한 실시예에 대한 본 발명에 따른 연료 초기 충전 방법을 위한 흐름도이다. 기능 블록(20)에서 작업자 또는 다른 사람에 의해 연료 초기 충전이 요구된다. 연료 초기 충전은 예를 들어 엔진의 제조 후에 또는 연료 탱크(1)가 완전히 비워진 후에 실행된다. 이런 요구에 따라, 본 발명에 따른 방법은 기능 블록(21)에서 소정의 제어 명령 순서를 엔진 제어에 적용함으로써 초기화된다. 기능 블록(22)에서 공급 펌프(3)는 활성화된다. 펌프가 요구에 따라 조정되는 공급 펌프(3)에 관한 것이라면, 이는 최대 출력으로 작동된다. 기능 블록(23)에서 압력 제어 밸브(10) 및 저압 조절 밸브(13)는 개방된다. 통상 저압 조절 밸브(13)는 소정 압력이 달성될 때 복귀 단면을 개방하는 기계적 압력 조절기로서 구성된다. 마찬가지로, 기능 블록(23)에서 체크 밸브(14)가 폐쇄되어 연료 분배기 내에 공기가 존재하는 동안, 단락이 형성되는 것과, 연료가 작은 범위에서 유동되는 것이 방지된다. 이로써, 공급 펌프(3)에 의해 공급된 연료(5)는 전체 연료 공급 시스템에 공급된다. 기능 블록(24)에서 연료 공급 시스템 내 압력이 결정된다. 이는 연료 공급 시스템 및/또는 결정된 엔진의 상태 변수에 공급되는, 연료 공급 시스템의 물리적 표준 또는 연료압 센서(도시되지 않음)에 의해 달성된다. 연료압 센서는 공동식 저장 분사 시스템 내에 제공되어 본 발명에 따른 방법을 위한 압력 측정을 위해 사용될 수 있다.

연료(5)는 공급 펌프(3)가 작동됨으로써 연료 탱크(1)로부터 연료 공급 시스템으로 공급된다. 공급된 연료(5)가 전체 연료 공급 시스템으로 분배되면 연료 공급 시스템 내 압력은 증가된다. 상승압은 기능 블록(24)에서 측정된다. 연료 공급 시스템 내 압력이 소정의 임계 압력 이상으로 증가되면, 연료(4)는 전체 연료 공급 시스템으로 분배되고 연료 초기 충전은 달성된다. 질문 블록(25)에서 연료 공급 시스템 내에서 측정된 압력이 소정의 임계 압력보다 큰지가 검토된다. 그렇지 않다면, 기능 블록(22)으로 분기되고, 연료(5)는 연료 공급 시스템으로 계속 공급된다.

측정된 압력이 임계 압력보다 크면 본 발명에 따른 방법은 기능 블록(26)에서 종료된다. 1차 공급 펌프(3)는 차단되고, 압력 제어 밸브(10) 및 저압 조절 밸브(13)는 원 위치로 복귀된다. 이로써 엔진은 통상적으로 기동될 수 있다.

본 발명에 따르면, 스타트 모터, 연료 공급 시스템 및 엔진을 보호하며 엔진을 기동시킬 수 있는 연료 초기 충전 방법이 제공된다.

Claims

연료 공급 시스템은 엔진으로부터 연료 탱크(1)로의 복귀 라인(11)과 적어도 하나의 연료 펌프(3)를 갖는, 연료 탱크(1)로부터 엔진의 연료 공급 시스템으로 연료를 초기 충전시키기 위한 방법에 있어서,

적어도 하나의 연료 펌프(3)가 활성화되는 단계와,

연료 공급 시스템 내의 압력 제어 밸브(10) 또는 압력 조절 밸브(13)가 활성화되는 단계와,

연료 공급 시스템 내 압력이 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 초기 충전 방법.
제1항에 있어서, 1차 공급 펌프와 고압 공급 펌프를 구비한 고압-연료 공급 시스템에서 1차 공급 펌프가 활성화되는 것을 특징으로 하는 연료 초기 충전 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 필요에 따라 조정되는 연료 펌프(3)가 최대 출력으로 작동되는 것을 특징으로 하는 연료 초기 충전 방법.
제1항 또는 제3항에 있어서, 연료 공급 시스템 내 압력이 연료압 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 연료 초기 충전 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 공급 시스템 내 압력이 소정의 임계 압력 이상으로 상승하면, 충전이 종료되는 것을 특징으로 하는 초기 연료 충전 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 또는 소정의 제어 명령의 순서를 엔진 제어에 적용함으로써 방법이 초기화되는 것을 특징으로 하는 연료 초기 충전 방법.