KR20010052679A - 제 2 압력 조절기로서 제어식 고압 펌프를 포함하는공통-레일-시스템 - Google Patents

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켈네르안드레아스
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 내연 기관, 특히 공통-레일-시스템을 구비한 내연 기관을 제어하기 위한 제어 방법과 제어 장치에 관한 것이다. 이 장치에서는 적어도 하나의 펌프가 레일에 연료를 공급하며, 레일 내의 압력을 검출한다. 적어도 하나의 회전수 신호 및/또는 부하 신호에 기초하여 적어도 하나의 제 1 구동 상태와 제 2 구동 상태를 구별하며, 제 1 구동 상태의 압력을 조절하기 위해서 적어도 하나의 제 1 압력 조절 수단이 사용되며 제 2 구동 상태의 압력을 조절하기 위해서 적어도 하나의 제 2 압력 조절 수단이 사용된다.

Description

제 2 압력 조절기로서 제어식 고압 펌프를 포함하는 공통-레일-시스템 {Common-rail-system comprising a controlled high-pressure pump as a second pressure regulator}
독일특허 제 195 48 278 호에는 상술한 제어 방법과 제어 장치가 공지되어 있다. 이 출원서에는 내연 기관, 특히 공통-레일-시스템(common-rail-system)을 구비한 내연 기관을 제어하기 위한 제어 방법과 제어 장치가 기재되어 있다. 이 시스템의 내부에는 적어도 하나의 펌프가 레일 내에 연료를 공급하도록 설치되어 있다. 또한, 레일 내의 압력을 검출한 후에는 조절기를 이용하여 소정의 임계값으로 조절하도록 구성되어 있다. 이외에도, 레일을 연료 탱크에 연결하는 밸브가 압력 조절 밸브로서 사용될 뿐만 아니라 압력 조절 밸브로서 제어용 고압 펌프가 사용되기도 한다.
한편, 압력을 조절하기 위해 하나의 밸브만이 사용되는 시스템이 공지되어 있지만, 이 시스템에서는 펌프가 항상 최대 요구 연료량만을 공급하며 남은 연료량은 압력 조절 밸브를 거쳐서 배출되도록 구성되어 있기 때문에 손실이 매우 크다는 단점을 갖는다. 이러한 손실로 인하여, 연료의 온도가 매우 높게 상승될 수 있다. 이 방식에서 유리한 점은 실제 압력이 매우 빠르고 정확하게 조절될 수 있다는 것이다.
그렇지만, 제어 가능한 고압 압력 펌프만으로 압력을 조절하는 시스템은 고압 펌프에서 매우 높은 성능이 요구될 경우에 단점을 가지며, 또한, 특히 낮은 압력 임계값으로 변환시 문제가 발생한다. 예를 들어 추진 구동(thrust drive)으로 변환시, 압력 탱크 내에서 상대적으로 긴 지연 시간 후에 추진 구동이나 공전 구동을 위해 필요한 저압에 도달되기 때문에 소음 발생이 증가될 수 있다. 한편, 이 방식의 장점으로서는 높은 효율 및 이와 관련해서 낮은 연료 온도가 가능하다는 것이다.
본 발명은 독립항의 전제부에 따른 내연 기관의 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시한 블록도.
도 2는 압력 조절을 실시하기 위한 블록도.
도 3은 상태를 도시한 상태도.
도 4는 시간 변화에 따른 여러 가지 신호를 도시한 그래프.
도 5는 여러 가지 선택적 상태를 도시한 블록도.
본 발명은 서두에 언급한 내연 기관 제어 방법과 제어 장치에서 압력 조절을 개선시키고자 하는 것으로서, 특히 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 압력 조절 특성을 개선시키고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 방법을 통하여 다른 단점을 감수하지 않고도 양호한 두 가지 압력 조절 방법이 얻어질 수 있다. 이 방법은 적어도 하나의 회전수 신호와 부하 신호에 기초하여 적어도 하나의 제 1 구동 상태와 제 2 구동 상태를 구별함으로써 얻어질 수 있다. 또한, 이 방법에서는 제 1 구동 상태에서 압력을 조절하기 위하여 적어도 하나의 제 1 압력 조절 수단이 사용되며, 제 2 구동 상태에서 압력을 조절하기 위하여 적어도 하나의 제 2 압력 조절 수단이 사용된다. 본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 다른 압력 조절 수단 내에서 내연 기관의 회전수와 부하를 통하여 여러 가지 상태가 양호하게 정의될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 바람직하게는, 구동 상태를 정의하기 위해서 여러 가지 구동 특성값과 신호들이 사용될 수 있을 뿐만 아니라 이외의 구동 상태들도 정의될 수 있다.
특히, 바람직하게는, 부하와 회전수가 클 때를 제 2 구동 상태로, 부하와 회전수가 작을 때를 제 1 구동 상태로 제시할 수 있다.
바람직하게는, 제 1 압력 조절 수단으로서 탱크와 저압 영역을 연결시킬 수 있는 밸브를 사용하며, 제 2 압력 조절 수단으로서는 연료를 탱크에 공급할 수 있는 제어 펌프를 사용할 수 있다.
상기 압력 조절 수단들 중 한쪽에서 에러가 발생하면 다른쪽 압력 조절 수단이 제어 동작을 수행함으로써, 고장이 발생하더라도 내연 기관의 유용성(availability)을 향상시킬 수 있다.
이외의 장점뿐만 아니라 합리적인 실시예 및 다른 구조를 종속항에서 기술한다.
이하에서, 본 발명을 도면에 도시한 실시예들에 기초하여 상세히 설명한다.
도 1에서는 고압 분사 장치를 구비한 내연 기관의 연료 공급 시스템 중에서 본 발명의 이해를 돕기 위해 필요한 일부품을 도시한다. 도시한 시스템은 일반적인 공통-레일-시스템을 나타낸다.
도면부호 100은 연료 저장 탱크를 나타내며, 이 연료 저장 탱크는 제 1 필터(105)와 공급 펌프(110)를 거쳐서 제 2 필터 수단(115)과 연결된다. 제 2 필터 수단(115)으로부터 파이프를 거쳐서 고압 펌프(125)에 연료가 도달한다. 필터 수단(115)과 고압 펌프(125) 사이의 연결 파이프는 저압 제한 밸브(145)를 거쳐서 저장 탱크(100)와 연결될 수 있다.
고압 펌프(125)는 레일(130)과 연결된다. 상기 레일(130)은 탱크로도 지칭되며, 한편 이 레일은 연료 파이프를 거쳐서 여러 가지 인젝터(131)와 연결된다. 상기 레일(130)은 압력 조절 밸브(135)를 거쳐서 연료 저장 탱크(100)와 결합될 수 있다. 압력 조절 밸브(135)는 릴(136)에 의해 제어될 수 있다. 주로, 압력 조절 밸브(135)는 소정의 제어 신호가 작용할 때 레일(130) 내에서 소정의 압력을 유지하며, 공급된 연료 중에서 필요하지 않는 연료를 저장 탱크(100) 내로 배출한다.
고압 펌프(125)의 출구와 압력 제어 밸브(135)의 입구 사이의 파이프에는 고압 영역이 형성된다. 이 고압 영역에서는 연료가 고압 상태로 존재한다. 고압 영역 내의 압력은 센서(140)에 의해 검출된다. 한편, 탱크(100)와 고압 펌프(125) 사이의 파이프에는 저압 영역이 형성된다.
제어 장치(160)는 여러 가지 조절 부재를 작동시키는 데, 그 일례로서 고압 펌프(125)에는 신호 QM을, 인젝터(131)에는 신호 A를, 압력 조절 밸브(135)에는 신호 UD를 적용한다. 제어 장치(160)는 내연 기관이나 차량의 구동 상태를 특징짓는 여러 가지 센서(150)의 여러 가지 신호들을 처리하여 내연 기관을 구동시킬 수 있다. 상기 구동 상태는, 예를 들어 내연 기관의 회전수 N에 의해 결정될 수도 있다.
이러한 장치는 다음과 같이 작동한다. 즉, 먼저 저장 탱크 내에 존재하는 연료가 공급 펌프(110)로부터 필터 수단(105, 115)을 통하여 공급된다.
저압 영역 내의 압력이 허용 범위 밖의 고압까지 상승되면, 저압 제한 밸브(145)가 개방되어 공급 펌프(110)와 저장 탱크(100) 사이의 결합을 해제한다.
고압 펌프(125)가 연료를 저압 영역으로부터 고압 영역으로 공급한다. 고압 펌프(125)는 레일(130) 내에서 매우 높은 압력을 형성한다. 보통, 불꽃 점화식 내연 기관용 시스템에서는 압력값이 약 30 내지 100bar에 이르며 자동 점화식 내연 기관에서는 압력값이 약 1000 내지 2000bar까지 도달한다. 연료는 고압 하에서 인젝터(131)를 거쳐 내연 기관의 개별 실린더에 할당될 수 있다.
압력 P는 레일이나 전체 고압 영역에서 센서(140)에 의해 검출된다. 압력은 제어 가능한 고압 펌프(125)와 압력 제어 밸브에 의해서 제어된다.
압력 조절 밸브가 소정의 압력에서 개방되는 경우에 특히 바람직한 실시예가 가능하며, 이 경우에 상기 압력값은 압력 조절 밸브(136)의 릴에 작용되는 제어 전압에 따른다.
공급 펌프(110)로서는 일반적으로 전기식 연료 펌프나 기계식 기어 또는 베인 펌프가 사용된다.
도 2에서는 실질적으로 제어 장치(160) 내에 포함된 압력 조절 장치를 상세하게 도시한다. 도 1에서 이미 설명한 부품들은 동일한 도면부호를 부여한다.
도면을 명확하게 설명하기 위하여 여러 가지 부품들을 여러 번 일례로 들지만, 동일한 도면부호를 갖는 부품들은 동일 부품으로 취급한다. 특히, 여러 가지 센서의 경우에서 상술한 바와 같이 취급한다.
임계값 조절 장치(205)는 접점(220)에 레일(130) 내의 압력값을 위한 임계값 PS를 전달한다. 또한, 상기 접점(220)에는 제 2 입력값으로서 압력 센서(140)의 출력 신호 P가 전달된다. 접점(220)은 제 1 제어기(222)에 하나의 신호를 전달하며, 다시 이 제 1 제어기는 신호 UR를 판별 장치(200)에 전달한다.
또한, 임계값 조절 장치(205)의 출력 신호는 제 1 예비 조절 장치(224)와 제 2 예비 조절 장치(226)에 도달한다. 제 1 예비 조절 장치뿐만 아니라 제 2 예비 조절 장치에는 회전수 센서(150)의 출력 신호 N이 전달된다. 상기 제 1 예비 조절 장치(224)는 신호 UVS1을, 제 2 예비 조절 장치(226)는 신호 UVS2를 판별 장치(200)에 전달한다.
임계값 조절 장치(205)는 제 2 접점(230)에 임계값 PS와, 제 2 입력값으로서 센서(140)의 실제값 P를 전달한다. 제 2 접점(230)은 제 2 제어기(232)에 하나의 입력 신호를 전달하며, 다시 이 제 2 제어기(232)는 판별 장치(200)에 신호 QR을 전달한다.
최대값 조절 장치(234)에는 회전수 센서(150)로부터 출력 신호 N이 전달되며, 다시 최대값 조절 장치로부터 판별 장치(200)에 값 QMAX가 전달된다. 또한, 연료량 제어 장치(236)는 판별 장치(200)에 신호 QVS를 전달한다. 연료량 제어 장치(236)에는 회전수 센서(150)의 출력 신호 N과, 분사하고자 하는 연료량과 관련한 신호 QK가 전달된다. 분사하고자 하는 연료량과 관련한 신호 QK는 연료량 계산 장치(207)로부터 유도된다.
누설 예비 제어 장치(240)는 판별 장치에 신호 QL을 전달하며, 또한 이 누설 예비 제어 장치(240)에는 압력 센서로부터 신호 P가 전달된다. 동시에 누설 예비 제어 장치(240)에는 온도 센서(209)의 신호 T가 전달된다. 온도 신호 T는 시동 조절 장치(242)에도 전달되며, 다시 이 시동 조절 장치에서는 신호 QS를 판별 장치(200)에 전달한다.
보통 임계값 조절 장치(205)와 연료량 계산 장치(207)는 제어 장치(160) 내에 포함된다. 연료량 계산 장치(207)는 일반적으로 인젝터에 분사하고자 하는 연료량을 결정하기 위한 제어 신호 A를 전달한다. 임계값 조절 장치(205)는, 보통 여러 가지 구동 상태에 따라서, 예를 들면 회전수 N과 분사하고자 하는 연료량 QK에 따라서 임계값 PS를 계산한다.
판별 장치(200)는 압력 조절 밸브(135)에 제어 신호 UD를 전달할 뿐만 아니라 제어 가능한 고압 펌프(125)에 제어 신호 QM을 전달한다. 또한, 판별 장치(200)에는, 예를 들어 회전수 센서(150)의 회전수 신호 N과 연료량 계산 장치(207)의 신호 QK와 같은 여러 가지 센서 신호들이 전달된다.
상기 제 1 제어기(222)는 임계값 PS와 압력의 실제값 P를 비교하여 압력 조절 밸브(135)에 전달하기 위한 제어 신호 UR을 결정한다. 또한, 제 1 예비 제어값 UVS1과 제 2 예비 제어값 UVS2는 압력의 임계값 PS에 따라서, 그리고 보통 내연 기관의 회전수 N에 따라서 결정된다. 여기서, 명확하게 언급되지 않는 다른 구동 특성값이 고려될 수도 있다.
특히 시동 과정 동안, 제 1 예비 제어 장치(224)의 제 1 예비 제어값 UVS는 압력 조절 밸브(135)를 제어하기 위해서 사용된다. 이 값은, 압력이 소정의 임계값을 초과할 때까지 압력 조절 밸브가 레일(130) 내의 고압 영역과 탱크의 연결을 차단할 수 있도록 선택된다. 보통, 상기 임계값과 제어값 DU는 압력의 임계값 PS에 따른다.
제 2 예비 제어값 UVS2는 구동 상태에서 압력 조절 밸브가 폐쇄된 채로 유지되도록 선택된다. 보통, 이 제어값은 압력 임계값에 따라서 결정될 수 있다.
보통, 값 UR, UVS1, UVS2는 압력 조절 밸브(135)를 위한 제어 신호 UD를 유도하기 위해 사용된다.
고압 펌프는 이 고압 펌프에 신호 QM이 전달되면 저압 영역으로부터 레일(130)에 소정의 연료량을 공급하도록 형성된다.
제 2 제어기(232)는 레일내 압력의 실제값 P와 임계값 PS를 비교하여 제어 신호 QR을 고압 펌프(125)에 전달한다.
최대값 조절 장치(234)는 회전수에 따라서 값 QMAX를 전달한다. 이 값은 정상 구동 상태에서 펌프가 최대 가능량을 공급할 수 있도록 선택된다. 분사하고자 하는 연료량 QK와 회전수 N과 같은 여러 가지 구동 특성값에 기초하여 연료량 예비 제어 장치(236)는 신호 QVS를 결정하여 예비 제어량으로서 사용한다. 온도와 실제 압력값 P에 기초하여 누설 예비 제어 장치(240)는 값 QL을 제공한다. 여기서는 보통 연료의 온도가 고려된다. 시동 조절 장치(242)는 시동시 사용되는 연료량값 QS를 제공한다.
보통, 온도로서는 압력 레일(130) 내의 연료의 온도를 특징짓는 값이 사용된다. 또한, 연료 온도 대신에 또는 이 연료 온도에 추가하여, 온도와 관련된 다른 치환값이 사용될 수도 있다. 특히, 냉각수의 온도나 엔진의 온도를 검출하는 온도 센서가 사용될 수 있다.
또한, 회전수 N과, 분사하고자 하는 연료량 QK와, 온도 T 이외에, 여러 가지 값을 결정할 수 있는 다른 구동 특성값이 사용될 수도 있다.
QR, QMAX, QVS, QL 및 QS 값은 고압 펌프(25)를 제어하기 위한 신호 QM를 유도하기 위해 사용된다.
본 발명에 따르면, 내연 기관의 구동 상태에 따라서 여러 가지 압력 조절 수단이 사용될 수도 있다.
제 1 구동 상태에서 압력을 조절하기 위해 제 1 압력 조절 수단이 사용된다. 보통, 제 1 구동 상태에서 신호 UR 및 예비 제어값 UVS1은 압력 조절 밸브(135)에 전달되는 제어 신호 UD를 결정한다. 따라서, 이와 같은 제 1 구동 상태에서는 제 1 제어기(222)가 압력 제어 밸브(135)에 전달되는 제어 신호 UD를 결정한다. 또한, 제 1 구동 상태에서 압력은 주로 압력 조절 밸브에 의해 영향을 받는다. 이것은, 저압 영역, 특히 탱크(100)와 레일을 연결하는 압력 조절 밸브(135)가 제 1 압력 조절 밸브에 해당됨을 의미한다. 제 2 압력 조절 수단은 신호 QM=QMAX에 의해서 고압 펌프가 완전히 충진되도록 제어된다.
제 2 구동 상태에서, 제 2 압력 조절 수단은 압력을 조절하기 위해 사용된다. 보통, 제 2 구동 상태에서 신호 QR과 예비 제어값 QVS는 고압 펌프(125)에 전달되는 제어 신호 QM을 결정한다. 따라서, 이와 같은 제 2 구동 상태에서는 제 2 제어기(232)가 고압 펌프(125)에 전달되는 제어 신호를 결정하다. 또한, 제 2 구동 상태에서 압력은 주로 압력 펌프에 의해 영향을 받는다. 이것은 고압 펌프(125)가 제 2 압력 조절 수단에 해당됨을 의미한다. 압력 조절 밸브(35)는 신호 DU=UVS2에 의해서 압력 조절 밸브가 안전하게 폐쇄된 채로 유지되도록 제어된다.
보통, 부하와 회전수 및 온도가 낮을 때에는 제 1 구동 상태가 형성된다. 반대로, 부하와 회전수 및 온도가 높을 때에는 제 2 구동 상태가 형성된다.
제 1 상태에서는 매우 우수한 압력 제어 회로의 제어 정확도와 제어 다이나믹이 얻어진다. 또한, 연료 온도가 낮을 때에는 연료가 신속하게 가열될 수 있다.
제 2 상태에서의 압력 발생은 최상의 효율뿐만 아니라 최소의 연료 가열과 관련한다.
도 3에서는 여러 가지 구동 상태를 상태도로서 명확하게 도시한다. 이하에서, 여러 가지 "구동 상태"를 "상태"로 표시한다.
제 1 상태는 도면부호 1로, 제 2 상태는 도면부호 2로 표기할 뿐만 아니라 타원 형태로 도시한다. 제 1 상태에서 제 2 상태로의 변환은 "1.2"와 같은 화살표로 표기한다. 이와 상응하게, 제 2 상태에서 제 1 상태로의 변환은 "2.1"과 같은 화살표로 표기한다.
또한, 시동 과정은 상태 0으로 표기한다. 상태 0에서 상태 1로의 변환은 화살표 "0.1"로 표기하고, 상태 1에서 상태 0으로의 변환은 화살표 "1.0"으로 표기한다.
또한, 여러 가지 에러 상태(4, 5, 6)들을 구별한다. 압력 조절 밸브(135)에서 에러가 발생되는 에러 상태 4로부터 상태 2 로의 변환이 이루어지면, 이 변환을 점선 화살표 "4.2"로 표기한다. 또한, 내연 기관이 작동을 멈춘 경우에 해당하는 상태 3으로의 변환이 이루어지면, 이 변환을 화살표 "4.3"으로 표기한다. 상태 5에서 고압 펌프에 에러가 발생하면 시스템은 상태 1로 변환되며, 이 변환을 화살표 "5.1"로 표기한다. 상태 6에서 압력 센서(140)에 에러가 발생되면 시스템은 시동 상태 0으로 변환되며, 이 변환을 화살표 "6.0"으로 표기한다. 또한, 에러 상태 5로부터 상태 3으로 변환하는 경우도 생각할 수 있으며, 이 변환은 점선 화살표 "5.3"으로 표기한다.
제 1 상태에서, 제 1 압력 조절 수단 R1은 압력을 조절하기 위해서 사용되는 데, 다시 말하면 제 1 상태에서 압력은 압력 조절 밸브(135)를 제어함으로써 조절된다. 신호 UD는 제 1 제어기(222)의 출력 신호 UR과 동일하다. 출력 신호 QM은 최대값 조절 장치(234)의 출력 신호에 상응하는 신호 QMAX와 동일하다. 이 신호 QMAX는 펌프(125)가 최대 연료량을 공급하도록 선택된다.
제 2 상태에서는 압력을 조절하기 위하여 제 2 압력 조절 수단 R2가 사용된다. 이것은, 제 2 상태에서 고압 펌프(125)가 압력을 조절하기 위해 사용됨을 의미하며, 이 상태에서 압력 조절 밸브(135)는 폐쇄된다. 이러한 압력 조절 밸브의 폐쇄는 압력 조절 밸브(135)의 제어 신호 UD가 제 2 예비 제어 장치(226)에 의해 제공된 예비 제어값 UVS2와 동일하게 설정됨으로써 얻어질 수 있다. 이 값은 압력 조절 밸브(135)가 일정하게 폐쇄된 상태로 머물러 있도록 선택된다. 이때, 제어 신호는 임계 압력이나 실제 압력 및 회전수에 따라서 최대 허용 압력을 초과할 때 압력 제어 밸브가 개방되도록, 다시 말해서 압력 제어 밸브가 감압 밸브로서 사용될 수 있도록 결정된다. 고압 펌프의 제어 신호 QM은 제 2 제어기(232)의 출력 신호 QR과 연료량 예비 제어 장치(236)의 출력 신호 QVS의 합에 해당한다.
제어 장치가 제 1 상태에 존재하면, 다시 말해서 압력 조절 밸브(135)가 활동하여 압력을 조절하면, 회전수와 분사하고자 하는 연료량이 소정값을 초과하는 경우에 제 2 상태로 변환된다. 제 1 상태에서 제 2 상태로 변환하면, 다시 말해서 "1.2" 변환이 실시되면 제 2 제어기의 I-할당량이 상응하게 초기화된다. 이것은 제어 신호 QR이 누설 예비 제어 장치(240)의 출력 신호로 설정됨을 의미하는 데, 다시 말해서 제 1 상태로부터 제 2 상태로 변환할 때 신호 QR이 값 QL을 접수함을 의미한다.
이와 상응하게, 제 2 상태로부터 제 1 상태로 변환하면 제 1 제어기의 I-할당량은 값 UR이 제 1 예비 제어 장치의 출력 신호 UVS1과 상응하도록 초기화된다.
내연 기관이 상태 0에서 시동하면, 압력 조절 밸브(135)에는 초기값 UVS1이 전달된다. 또한, 고압 펌프(125)에는 시동 조절 장치(242)의 출력 신호 QS와 상응하는 신호 QM이 전달된다. 이러한 양 신호들은 온도 T와 회전수 N에 따라서, 그리고 경우에 따라 다른 구동 특성값에 따라서 최대 가능 연료량이 공급되도록 선택될 뿐만 아니라 압력 조절 밸브를 통하여 연료가 배출되지 않도록 선택된다. 이로써, 시동 과정 동안 매우 신속한 압력 상승이 얻어질 수 있다.
압력값 P와 회전수 N이 소정의 임계값을 초과하면, 제 1 상태로의 변환 "0.1"이 이루어진다. 이때, 제 1 제어기의 I-할당량은 압력 조절 밸브 UD의 제어 신호가 제 1 예비 제어 장치(224)의 출력 신호 UVS1과 동일하게 설정되도록 초기화된다. 압력 PS가 임계값 이하로 낮아지거나 회전수가 시동 회전수보다 작아지면, 다시 상태 0으로 변환된다.
내연 기관이 작동을 멈추면, 상태 3으로의 변환 "1.3"이나 "2.3"이 이루어진다. 상태 3에서, 제어 신호 UD와 제어 신호 QM은 고압 펌프가 연료를 공급하지 않으며 압력 조절 밸브가 탱크로부터 분리되도록 선택된다.
또한, 에러가 발생되는 여러 가지 경우들이 구별된다. 상태 4로 표기된 제 1 에러는 압력 조절 밸브가 고장나는 경우이다. 보통, 이 경우에는 상태 3으로 변환되어 내연 기관의 작동을 멈춘다. 일실시예로서, 제 2 상태로의 변환 "4.2"에서는 고압 펌프(125)를 통하여 압력 조절이 실시된다.
제 2 에러 상태 5는 고압 펌프가 고장나는 경우이다. 보통, 이 경우에서는 제 1 상태로의 변환 "5.1"이 이루어져 압력 조절 밸브에 의해 압력을 제어한다. 이와는 달리, 또한 상태 3으로의 변환 "5.3"이 이루어져 내연 기관이 작동을 멈출 수도 있다.
한쪽 압력 조절 수단에서 알려진 에러가 발생하면, 다른 압력 조절 수단이 압력을 제어한다.
압력 센서(140)가 고장나는 경우인 제 3 에러 상태 6이 발생하면, 시동 상태에 해당하는 상태 0으로의 변환 "6.0"이 이루어진다. 이 경우에, 압력 조절 밸브(135)는 조절량 DU=UVS1로 압력 조절을 수행한다. 고압 펌프는 신호 QS에 의해 제어된다.
도 4에서는 회전수 N에 대한 분사 연료량 QK를 나타낸다. 굵은 실선은 디젤 기관에서 일반적인 최대 가능 연료량을 회전수에 대하여 나타낸 것이다. 얇은 실선은 연료량 QK2를 회전수 N의 함수로서 나타낸 것이며 점선은 회전수 N에 대한 연료량 QK1을 나타낸 것이다. 여기서, 각 구동 상태는 연료량 QK 중 어느 하나와 회전수 N으로 정의된다. 본 발명의 실시예에서는 구동 상태를 정의하기 위해서 다른 값이 사용되기도 한다. 이 값의 예로서는 온도와 압력값을 들 수 있다. 또한, 간단한 실시예로서 구동 상태를 정의하기 위해 회전수나 연료량만이 사용되기도 한다. 연료량 대신에 연료량을 결정할 수 있는 다른 값이 사용될 수도 있다. 또한, 인젝터의 분사 시간이나 제어 시간에는 부하량이나 모멘트량이 사용될 수도 있다.
본 발명에 따라서, 선 QK2 아래쪽의 구동 상태로부터 선 QK2 위쪽의 구동 상태로 변환할 때 본 발명에 따른 장치는 상태 2로 변환된다. 이와 상응하게, 선 QK1 위쪽의 구동 상태로부터 선 QK1 아래쪽의 구동 상태로 변환하면, 상태 1로 변환된다. 다시 말해서, 양 선 QK1과 QK2는 상태 1에 해당하는 구동 상태와 상태 2에 해당하는 구동 상태로 분리된다. 무의미한 변환 동작을 억제하기 위하여, 선 QK1과 QK2 사이에는 히스테리시스로서 작용하는 임의의 차분이 제공된다. 제 2 상태로의 변환에 의해서 먼저 선 QK2 위쪽 값에서 변환이 이루어지며 제 1 상태로의 변환시에는 먼저 선 QK1 아래쪽으로 변환된다.
도 5에서는 상태 1에서 상태 2로의 변환과 이것의 역변환을 블록도로 도시한다. 연료량 계산 장치(207)의 신호 QK는 제 1 비교기(510)의 입력부 a와 제 2 비교기(520)의 입력부 a에 전달된다. 또한, 제 1 비교기(510)의 입력부 b에는 제 1 특성 곡선(530)의 출력 신호 QK2가 할당되며, 제 2 비교기(520)의 입력부 b에는 제 2 특성 곡선(540)의 출력 신호 QK1이 할당된다.
양 특성 곡선(530, 540)에는 회전수 센서의 출력 신호 N이 전달된다. 제 1 특성 곡선(530)에는 도 4에 도시한 연료량 QK2의 진행 경로가 기록되고 제 2 특성 곡선에서는 선 QK1의 진행 경로가 기록된다. 여기서, 도 4에 도시한 진행 경로는 단지 일실시예로서 선택된 것이다.
또한, 특성 곡선 대신에 다른 값으로서 연료 온도와 같은 온도 T가 고려된 성능 그래프가 사용되기도 한다. 이것은 도 5에서 점선으로 도시한다.
제 1 비교기(510)에서 입력부 a의 값이 입력부 b의 값보다 더 큰 것으로 판별되면, 상태 1에서 상태 2로의 변환 "1.2"가 실시된다. 또한, 제 2 비교기(520)에서 입력부 a의 신호가 입력부 b의 신호보다 작은 것으로 판명되면, 상태 2에서 상태 1로의 변환 "2.1"이 실시된다.

Claims (7)

  1. 내연 기관, 특히 공통-레일-시스템을 구비한 내연 기관에서 사용되는 방법으로서, 하나 이상의 펌프가 레일에 연료를 공급하며 상기 레일 내의 압력을 검출하여 내연 기관을 제어하는 제어 방법에 있어서,
    상기 제어 방법은 하나 이상의 회전수 신호와 부하 신호에 기초하여 하나 이상의 제 1 구동 상태와 제 2 구동 상태로 구별되며,
    상기 제 1 구동 상태에서는 압력을 조절하기 위하여 하나 이상의 압력 조절 수단이 사용되고, 제 2 구동 상태에서는 하나 이상의 제 2 압력 조절 수단이 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 구동 상태는 부하, 회전수 및 온도가 높을 때 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동 상태는 부하, 회전수 및 온도가 낮은 때 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 조절 수단들 중 어느 한쪽에서 에러가 발생하면 다른쪽 압력 조절 수단이 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 방법.
  5. 내연 기관, 특히 공통-레일-시스템을 구비한 내연 기관에서 사용되는 장치로서, 하나 이상의 펌프가 레일에 연료를 공급하며 상기 레일 내의 압력을 검출하여 내연 기관을 제어하는 제어 장치에 있어서,
    상기 제어 장치에서는 하나 이상의 회전수 신호와 부하 신호에 기초하여 하나 이상의 제 1 구동 상태와 제 2 구동 상태로 구별되며,
    상기 제 1 구동 상태에서는 압력을 조절하기 위하여 하나 이상의 압력 조절 수단이 사용되고, 제 2 구동 상태에서는 하나 이상의 제 2 압력 조절 수단이 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 압력 조절 수단으로서는 레일을 저압 영역과 연결하는 밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 압력 조절 수단으로서는 연료를 레일에 공급하는 제어 펌프가 사용되는 것을 특징으로 하는 내연기관 제어 장치.
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