KR20110021833A - Method and system for balancing the cylinders of a diesel engine - Google Patents

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Abstract

디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법에 있어서, 각 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하고, 연소 프로세스의 규정된 시작 순간을 소정의 설정값과 비교한다. 연소 프로세스의 규정된 시작 순간이 설정값과 다르다면, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 시작 순간을 변화시킨다. 그리고, 각 실린더의 배기가스 온도를 측정하고, 실린더에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 배기가스 온도에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시킨다.In the method of balancing the cylinders 3 of the diesel engine 2, the starting instant of the combustion process in each cylinder 3 is defined, and the prescribed starting instant of the combustion process is compared with a predetermined set value. If the prescribed starting instant of the combustion process is different from the set value, the starting instant of fuel injection into the cylinder 3 is changed. Then, in order to measure the exhaust gas temperature of each cylinder and to equalize the outputs produced by the cylinder, the duration of fuel injection into the cylinder 3 is changed based on the exhaust gas temperature.

Description

디젤 기관의 실린더를 균형잡기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR BALANCING THE CYLINDERS OF A DIESEL ENGINE}METHOD AND SYSTEM FOR BALANCING THE CYLINDERS OF A DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤 기관의 실린더를 균형잡기 (balancing) 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 디젤 기관의 실린더를 균형잡기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for balancing a cylinder of a diesel engine. The invention also relates to a system for balancing the cylinder of a diesel engine.

피스톤 기관에 있어서, 기관의 여러 실린더 사이의 동력 발생에 차이가 존재한다. 그 차이는, 예컨대 분사 시스템의 부품의 마모의 결과로 그 부품의 사용 수명 중 발생하는 부품의 작동 변화에 기인한다. 실린더 출력의 차이는, 예컨대 크랭크축과 다른 부품에서의 로드 (load) 뿐만 아니라 기관 진동을 증가시킴으로써, 기관 작동에 악영향을 미친다. 그러므로, 실린더를 균형잡기 위한 노력, 즉 실린더들 사이에 연소 프로세스를 가능한 한 유사하게 유지하려는 노력이 이루어지고 있다. 실린더들 사이의 출력차에 관련된 문제는, 연료로서 중질 연료유가 사용되는 공통 압력 공급 시스템을 구비한 디젤 기관에서 많이 발생한다.In piston engines, there is a difference in power generation between the various cylinders of the engine. The difference is due to a change in the operation of the part that occurs during the service life of that part, for example as a result of the wear of the part of the injection system. The difference in cylinder output adversely affects engine operation, for example by increasing the engine vibration as well as the load on the crankshaft and other components. Therefore, efforts have been made to balance the cylinders, ie to keep the combustion process as similar as possible between the cylinders. Problems related to the output difference between the cylinders frequently occur in diesel engines having a common pressure supply system in which heavy fuel oil is used as fuel.

본 발명의 목적은 디젤 기관에서의 실린더 로딩 (loading) 을 균형잡기 위한 향상된 해법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved solution for balancing cylinder loading in diesel engines.

본 발명의 목적은 주로 청구항 1 및 11 에 개시된 바와 같이 달성된다. 본 발명에 있어서, 각 실린더에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하고, 연소 프로세스의 규정된 시작 순간을 소정의 설정값과 비교한다. 연소 프로세스의 규정된 시작 순간이 설정값과 다르다면, 연료 분사의 시작 순간을 변화시킨다. 그리고, 각 실린더의 배기가스 온도를 측정하고, 실린더에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 배기가스 온도에 기초하여, 실린더로의 연료 분사의 지속시간 (duration) 을 변화시킨다.The object of the invention is mainly achieved as disclosed in claims 1 and 11. In the present invention, the start instant of the combustion process in each cylinder is defined, and the specified start instant of the combustion process is compared with a predetermined set value. If the prescribed starting instant of the combustion process is different from the set point, the starting instant of fuel injection is changed. Then, in order to measure the exhaust gas temperature of each cylinder and to equalize the outputs produced by the cylinder, the duration of fuel injection into the cylinder is changed based on the exhaust gas temperature.

본 발명에 의해 중요한 이점이 달성된다. 연소 프로세스의 시작 순간 및 각 실린더 내로의 연료 분사의 지속시간 쌍방을 개별적으로 조절함으로써, 실린더들 사이의 출력차가 균형잡힌다. 분사 시스템의 부품의 마모로 인한 실린더들 사이의 출력차가 보상될 수 있고, 따라서 부품의 전체 사용 수명 동안 실린더의 작동이 최적으로 유지될 수 있다. 또한, 연료 또는 다른 종류의 연료들의 품질 변화로 인해 야기되는 로딩 변화가 보상될 수 있고, 이로써 기관 작동에 가능한 한 적은 영향을 미치게 된다. 또한, 본 시스템은 연료 분사 시스템의 부품, 예컨대 분사기의 유지에 이용될 수 있다. 시스템의 제어 유닛은 부품의 설정값의 변화를 모니터링하도록 설정될 수 있고, 이로써 설정값이 부품 교체 필요성을 나타내는 한계값을 초과한다면, 제어 유닛이 부품 교체 요구에 대해 알려준다. 또한, 각 공통 압력 공급 시스템에 대한 개별 분사기 트림값 (trim values) 을 찾을 필요가 없으므로, 분사 시스템에 덜 비싼 분사기를 이용할 수 있다.Important advantages are achieved by the present invention. By individually adjusting both the start of the combustion process and the duration of fuel injection into each cylinder, the output difference between the cylinders is balanced. The difference in output between the cylinders due to the wear of the parts of the injection system can be compensated, so that the operation of the cylinder can be optimally maintained for the entire service life of the part. In addition, changes in loading caused by changes in the quality of the fuel or other types of fuels can be compensated, thereby having as little impact as possible on engine operation. The system can also be used for the maintenance of parts of fuel injection systems, such as injectors. The control unit of the system can be set to monitor the change in the setpoint of the part, whereby the control unit informs of the part replacement request if the setpoint exceeds a threshold indicating the need for part replacement. In addition, there is no need to find individual injector trim values for each common pressure supply system, thus making it possible to use less expensive injectors for the injection system.

도 1 은 디젤 기관의 실린더 (3) 를 균형잡기 위한 본 발명에 따른 시스템 (1) 의 일례를 보여준다.1 shows an example of a system 1 according to the invention for balancing the cylinder 3 of a diesel engine.

이하에서, 본 발명에 따른 시스템을 개략적으로 보여주는 첨부 도면을 참조하여, 일례를 통해, 본 발명을 더 상세히 설명한다.In the following, with reference to the accompanying drawings schematically showing a system according to the present invention, the present invention will be described in more detail.

도면은 디젤 기관의 실린더 (3) 를 균형잡기 위한 본 발명에 따른 시스템 (1) 의 일례를 보여준다. 시스템 (1) 은 피스톤 기관 (2) 과 함께 배치되어 있다. 피스톤 기관 (2) 은 예컨대 선박 또는 동력 플랜트의 주 및 보조 기관으로서 이용되는 대형 디젤 기관이다. 피스톤 기관 (2) 에는, 실린더 (3) 에 연료를 공급하기 위한 공통 압력 공급 시스템 (4) 이 제공된다. 예컨대, 기관 (2) 에서는 연료로 중질 연료유가 이용된다. 분사 시스템 (4) 은 전기적으로 제어된다.The figure shows an example of a system 1 according to the invention for balancing the cylinder 3 of a diesel engine. The system 1 is arranged with the piston engine 2. The piston engine 2 is a large diesel engine used for example as the main and auxiliary engine of a ship or a power plant. The piston engine 2 is provided with a common pressure supply system 4 for supplying fuel to the cylinder 3. For example, in the engine 2, heavy fuel oil is used as the fuel. The injection system 4 is electrically controlled.

기관은 여러 개의 실린더 (3) 를 포함하며, 각각의 실린더에는, 실린더의 연소실 내로 연료를 분사하기 위한 분사기 (5) 가 제공된다. 공급 시스템은 가압된 연료를 위한 커먼레일 (common rail) (9) 을 포함한다. 분사기 (5) 는 커먼레일 (9) 에 연결되어 있다. 연료 공급 시스템 (4) 은 연료원 (6) (예컨대, 연료 탱크), 및 연료원 (6) 으로부터 커먼레일 (9) 내로 연료를 공급하기 위한 저압 펌프 (11) 및 고압 펌프 (12) 를 포함한다. 각각의 분사기 (5) 는 연료 채널 (10) 을 통해 커먼레일 (9) 에 유동 연결되어 있다.The engine comprises several cylinders 3, each of which is provided with an injector 5 for injecting fuel into the combustion chamber of the cylinder. The supply system includes a common rail 9 for pressurized fuel. The injector 5 is connected to the common rail 9. The fuel supply system 4 includes a fuel source 6 (eg, a fuel tank), and a low pressure pump 11 and a high pressure pump 12 for supplying fuel from the fuel source 6 into the common rail 9. do. Each injector 5 is flow connected to the common rail 9 via a fuel channel 10.

기관 (2) 이 운전되는 동안, 연료는 저압 펌프 (11) 에 의해 연료 탱크 (6) 로부터 공급 채널 (13) 을 따라 고압 펌프 (12) 로 펌핑된 후, 고압 펌프 (12) 에 의해 공급 채널 (13) 을 통해 커먼레일 (9) 로 펌핑된다. 연료는 커먼레일 (9) 로부터 분사기 (5) 로 안내된다. 연료는 희망하는 순간에 분사기 (5) 에 의해 실린더 (3) 내로 분사된다.While the engine 2 is running, the fuel is pumped from the fuel tank 6 to the high pressure pump 12 along the supply channel 13 by the low pressure pump 11, and then by the supply channel by the high pressure pump 12. It is pumped to the common rail 9 via (13). The fuel is guided from the common rail 9 to the injector 5. Fuel is injected into the cylinder 3 by the injector 5 at the desired moment.

기관은 시스템 (1) 을 포함하며, 이 시스템에 의해 실린더 (3) 들은 균형잡히고, 즉 연소 프로세스가 실린더 (3) 들 사이에서 가능한 한 유사하게 유지된다. 시스템 (1) 은 분사기 (5) 로부터 실린더 (3) 내로의 연료 분사를 제어하는 제어 유닛 (14) 을 포함한다. 제어 유닛 (14) 은 각 실린더 내로의 연료 분사의 시작 순간을 규정한다. 제어 유닛 (14) 은 연료 분사의 시작 순간을 조정한다. 더욱이, 제어 유닛 (14) 은 연료 분사의 지속시간을 제어한다.The engine comprises a system 1 by which the cylinders 3 are balanced, ie the combustion process is kept as similar as possible between the cylinders 3. The system 1 comprises a control unit 14 for controlling fuel injection from the injector 5 into the cylinder 3. The control unit 14 defines the starting instant of fuel injection into each cylinder. The control unit 14 adjusts the starting moment of fuel injection. Moreover, the control unit 14 controls the duration of fuel injection.

제어 유닛 (14) 은 연소 프로세스의 시작 순간, 즉 연소의 시작에 해당하는 각각의 실린더 (3) 에서의 크랭크축 각도를 규정한다. 연소 프로세스의 시작 순간은 실린더 압력 (연소 프로세스의 시작을 나타내는 실린더 압력에 해당하는 크랭크축 각도) 의 위치 측정에 기초하여 또는 크랭크축의 비틀림 진동 (torsional vibration) 의 측정에 기초하여 규정될 수 있다. 두 방법에 있어서, 회전각은 목적에 적합한 각도 센서 (16) 에 의해 측정된다. 각도 센서 (16) 의 측정 데이터는 제어 유닛 (14) 에 전달된다.The control unit 14 defines the crankshaft angle in each cylinder 3 corresponding to the start moment of the combustion process, ie the start of combustion. The starting moment of the combustion process can be defined based on the measurement of the position of the cylinder pressure (crankshaft angle corresponding to the cylinder pressure indicating the start of the combustion process) or on the basis of the measurement of the torsional vibration of the crankshaft. In both methods, the rotation angle is measured by an angle sensor 16 suitable for the purpose. Measurement data of the angle sensor 16 is transmitted to the control unit 14.

실린더 압력의 위치 측정에 기초하는 방법에 있어서, 각 실린더 (3) 의 실린더 압력은 목적에 적합한 측정 수단 (15), 예컨대 실린더 (3) 와 함께 설치되어 있는 압력 센서, 노크 센서 (가속 변환기 (acceleration transducer)) 또는 스트레인 게이지 (strain gauge) 에 의해 측정된다. 또한, 실린더 압력은 이온화 측정을 이용함으로써 측정될 수도 있다. 실린더 압력 및 크랭크축의 회전각에 대한 측정 데이터는 제어 유닛 (14) 에 전달된다. 제어 유닛 (14) 은, 실린더 압력 및 크랭크축의 회전각에 대한 측정 데이터에 기초하여, 각 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정한다. 측정된 실린더 압력이 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스가 시작되었음을 나타내는 값에 도달하자마자, 해당하는 크랭크각이 규정될 수 있다. 예컨대, 실린더 압력 증가 곡선에서 발생하는 각도 계수의 변화에 의해, 연소 프로세스의 시작이 표시된다. 또한, 연소 프로세스의 시작 순간은 최대 실린더 압력을 측정함으로써 규정될 수도 있다.In the method based on the position measurement of the cylinder pressure, the cylinder pressure of each cylinder 3 is a pressure sensor, a knock sensor (acceleration) provided with a measuring means 15 suitable for the purpose, for example, the cylinder 3. transducer) or strain gauge. In addition, the cylinder pressure may be measured by using ionization measurements. Measurement data on the cylinder pressure and the rotation angle of the crankshaft is transmitted to the control unit 14. The control unit 14 defines the starting moment of the combustion process in each cylinder 3 based on the measurement data on the cylinder pressure and the rotation angle of the crankshaft. As soon as the measured cylinder pressure reaches a value indicating that the combustion process in the cylinder 3 has begun, the corresponding crank angle can be defined. For example, by the change in the angular coefficient occurring in the cylinder pressure increase curve, the start of the combustion process is indicated. In addition, the starting instant of the combustion process may be defined by measuring the maximum cylinder pressure.

연소 프로세스의 시작 순간이 비틀림 진동 측정에 기초하여 규정되는 때, 시스템은 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하기 위한 측정 수단을 포함한다. 측정 수단으로서, 크랭크축의 회전각을 측정하는 각도 센서 (16) 를 이용할 수 있고, 이로써 비틀림 진동의 크기 및 비틀림 진동이 발생한 때의 회전각에 대한 측정 데이터가 수신된다. 측정 데이터는 제어 유닛 (14) 에 전달된다. 측정 데이터에 기초하여, 제어 유닛 (14) 은 각 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정한다.When the starting moment of the combustion process is defined based on the torsional vibration measurement, the system includes measuring means for measuring the torsional vibration of the crankshaft. As the measuring means, an angle sensor 16 for measuring the rotation angle of the crankshaft can be used, whereby measurement data on the magnitude of the torsional vibration and the rotational angle when the torsional vibration occurs is received. The measurement data is transmitted to the control unit 14. Based on the measurement data, the control unit 14 defines the starting instant of the combustion process in each cylinder 3.

일단 연소 프로세스의 시작 순간이 규정되면, 제어 유닛 (14) 은 연소 프로세스의 규정된 시작 순간을 특정 설정값과 비교한다. 설정값은 예컨대 기관 로드 및 커먼레일 (9) 의 압력에 기초하여 미리 결정될 수 있다. 연소 프로세스의 규정된 시작 순간이 설정값과 다르다면, 제어 유닛 (14) 은 각 실린더에 대한 연료 분사의 시작 순간을 개별적으로 변화시킨다. 연료 분사의 시작 순간은 연소 프로세스의 시작 순간이 설정값에 접근하도록 변화된다. 연료 분사의 시작 순간이 연소 프로세스의 시작 순간에 매우 정확히 대응하므로, 연료 분사의 시작 순간은 연소 프로세스의 시작 순간의 설정값과 동일하게 되도록 변화될 수 있다.Once the start instant of the combustion process is defined, control unit 14 compares the specified start instant of the combustion process with a specific setpoint. The set value can be predetermined based on, for example, the pressure of the engine rod and the common rail 9. If the prescribed starting instant of the combustion process is different from the set value, the control unit 14 changes the starting instant of fuel injection for each cylinder individually. The starting instant of fuel injection is changed so that the starting instant of the combustion process approaches the setpoint. Since the starting instant of fuel injection corresponds very precisely to the starting instant of the combustion process, the starting instant of fuel injection can be changed to be equal to the set value of the starting instant of the combustion process.

더욱이, 제어 유닛 (14) 은, 실린더에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시킨다. 연료 분사의 지속시간은 각 실린더에 대해 개별적으로 변화된다. 연료 분사의 지속시간은 연료 분사의 시작 순간의 상기한 조정이 이루어지자마자 변화되고, 즉 연료 분사의 시작 순간이 희망하는 바와 같이 된다. 실린더 내로의 연료 분사의 지속시간은 각 실린더 (3) 에 의해 생성되는 출력들이 동일하도록 변화될 수 있다. 연료 분사의 지속시간은 실린더 (3) 의 배기가스 온도에 기초하여 또는 크랭크축의 비틀림 진동의 측정에 기초하여 변화될 수 있다.Moreover, the control unit 14 changes the duration of fuel injection into the cylinder 3 in order to equalize the outputs produced by the cylinder. The duration of fuel injection is varied individually for each cylinder. The duration of fuel injection changes as soon as the above adjustment of the start of fuel injection is made, i.e., the start of fuel injection becomes as desired. The duration of fuel injection into the cylinder can be varied so that the outputs produced by each cylinder 3 are the same. The duration of fuel injection can be varied based on the exhaust gas temperature of the cylinder 3 or on the basis of the measurement of the torsional vibration of the crankshaft.

연료 분사의 지속시간이 배기가스 온도에 기초하여 조정되는 경우, 시스템 (1) 은 실린더의 배기가스 온도를 측정하기 위한 실린더별 (cylinder-specific) 온도 센서 (18) 를 포함한다. 온도 센서 (18) 는 실린더의 배기 덕트 (19) 에 설치된다. 온도 센서 (18) 의 측정 데이터는 제어 유닛 (14) 으로 전달된다. 제어 유닛 (14) 은 측정된 배기가스 온도에 기초하여 연료 분사의 지속시간을 변화시킨다. 연료 분사의 지속시간은 실린더 (3) 에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해 변화된다. 제어 유닛 (14) 은 각 실린더 (3) 에서의 배기가스 온도들이 동일하게 되도록 연료 분사의 지속시간을 변화시킬 수 있다. 측정된 배기가스 온도는 설정값과 비교된다. 실린더 (3) 중 하나의 실린더의 측정된 배기가스 온도가 설정값과 다르다면, 배기가스 온도가 그의 설정값이 되도록 상기 실린더 내로의 연료 분사의 지속시간이 변화된다. 측정된 배기가스 온도의 평균값 또는 소정의 값이 배기가스 온도를 위한 설정값으로서 이용될 수 있고, 이 값의 크기는 예컨대 기관 로드 또는 이용되는 연료에 의존할 수 있다. 연료 분사의 지속시간은 배기가스 온도가 매우 낮은 경우에는 연장된다. 이와 유사하게, 연료 분사의 지속시간은 배기가스 온도가 매우 높은 경우에는 단축된다.If the duration of fuel injection is adjusted based on the exhaust gas temperature, the system 1 includes a cylinder-specific temperature sensor 18 for measuring the exhaust gas temperature of the cylinder. The temperature sensor 18 is installed in the exhaust duct 19 of the cylinder. The measurement data of the temperature sensor 18 is transferred to the control unit 14. The control unit 14 changes the duration of fuel injection based on the measured exhaust gas temperature. The duration of fuel injection is varied to equalize the outputs produced by the cylinder 3. The control unit 14 can change the duration of fuel injection so that the exhaust gas temperatures in each cylinder 3 are the same. The measured exhaust gas temperature is compared with the set point. If the measured exhaust gas temperature of one of the cylinders 3 is different from the set value, the duration of fuel injection into the cylinder is changed so that the exhaust gas temperature becomes its set value. The average or predetermined value of the measured exhaust gas temperature can be used as a setpoint for the exhaust gas temperature, the magnitude of which can depend, for example, on the engine load or the fuel used. The duration of fuel injection is extended when the exhaust gas temperature is very low. Similarly, the duration of fuel injection is shortened when the exhaust gas temperature is very high.

연료 분사의 지속시간이 크랭크축의 비틀림 진동의 측정에 기초하여 규정되는 경우, 시스템은 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하기 위한 측정 수단을 포함한다. 측정 수단으로서, 크랭크축의 회전각을 측정하는 각도 센서 (16) 를 이용할 수 있고, 이로써 비틀림 진동의 크기 및 비틀림 진동이 발생한 때의 회전각에 대한 측정 데이터가 동시에 수신된다. 측정 데이터는 제어 유닛 (14) 으로 전달된다. 제어 유닛 (14) 은, 크랭크축의 비틀림 진동이 최소화되도록, 각 실린더 내로의 연료 분사의 지속시간을 개별적으로 변화시킨다.If the duration of fuel injection is defined based on the measurement of the torsional vibration of the crankshaft, the system comprises measuring means for measuring the torsional vibration of the crankshaft. As the measuring means, an angle sensor 16 for measuring the rotation angle of the crankshaft can be used, whereby measurement data on the magnitude of the torsional vibration and the rotational angle when the torsional vibration has occurred is simultaneously received. The measurement data is transferred to the control unit 14. The control unit 14 individually changes the duration of fuel injection into each cylinder so that the torsional vibration of the crankshaft is minimized.

연료 분사의 지속시간은 전술한 방법을 이용함으로써, 즉 실린더의 배기가스 온도에 기초하여 그리고 크랭크축의 비틀림 진동에 기초하여 변화될 수 있다. 그러면, 연료 분사의 지속시간은, 두 측정을 동시에 이용함으로써, 또는 하나의 측정, 예컨대 배기가스 온도의 측정을 주로 이용함으로써 (다른 측정은 백업 (backup) 측정임), 조정될 수 있다. 필요시, 예컨대 주 측정이 실패한 경우, 다른 측정을 이용할 수 있다The duration of fuel injection can be varied by using the method described above, ie based on the exhaust gas temperature of the cylinder and based on the torsional vibration of the crankshaft. The duration of fuel injection can then be adjusted by using both measurements simultaneously, or by mainly using one measurement, for example the measurement of the exhaust gas temperature (the other measurement is a backup measurement). If necessary, other measurements may be used, for example if the primary measurement fails.

본 발명은 나타낸 실시형태로 제한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위 내에서 여러 수정을 생각할 수 있다. 연소 프로세스의 시작 순간은 분사기 (5) 의 솔레노이드 밸브에서의 전류를 측정함으로써 또는 연료 분사 압력을 측정함으로써 규정될 수 있다. 커먼레일 (9) 또는 분사기의 연료 채널 (10) 에 설치되는 압력 스위치 또는 압력 변환기에 의해, 연료 분사 압력을 측정할 수 있다.The present invention is not limited to the embodiments shown, and various modifications are conceivable within the scope of the appended claims. The starting moment of the combustion process can be defined by measuring the current at the solenoid valve of the injector 5 or by measuring the fuel injection pressure. The fuel injection pressure can be measured by a pressure switch or a pressure transducer installed in the common rail 9 or the fuel channel 10 of the injector.

예컨대, 일 실시형태에 따르면, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간은, 실린더에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 배기가스 온도에 기초하여 그리고 비틀림 진동에 기초하여 변화된다. 이런 방식에서, 분사기의 지속시간이 관계되는 한, 조정의 정확도 (accuracy) 를 더 증가시킬 수 있다.For example, according to one embodiment, the duration of fuel injection into the cylinder 3 is changed based on the exhaust gas temperature and based on torsional vibration in order to equalize the outputs produced by the cylinder. In this way, the accuracy of the adjustment can be further increased as long as the duration of the injector is concerned.

더욱이, 본 방법은, 배기가스 온도의 측정의 정확성 (correctness) 을 평가하고, 실린더의 배기가스 온도의 측정이 유효하지 않은 경우, 비틀림 진동에 기초하여 연료 분사의 지속시간의 변화를 결정하는 단계를 포함한다. 배기가스 온도의 측정이 유효하지 않은 그러한 상황은, 예컨대 배기가스 온도를 측정하는 센서가 고장난 경우이거나, 또는 실린더의 배기가스 온도 (18) 가 소정의 온도값으로부터 또는 실린더의 배기가스 온도의 평균값으로부터 충분히 벗어나는 경우이다. 이는, 분사의 지속시간의 조정에 영향을 미치는 센서의 오차 조건을 확인할 수 있으며 기관을 반드시 정지시킬 필요가 없다는 이점을 제공한다. 이 경우, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간의 변화를 규정하는 일 방식은, 실린더의 배기가스 온도 (18) 가 소정의 온도값으로부터 또는 실린더의 배기가스 온도의 평균값으로부터 50 % 이상 벗어난다면, 비틀림 진동에 기초한다. 특정 로드에 대한 소정의 온도값은 예컨대 조정 시스템에 기록된 특정 로드 및 속도에 대한 기준값일 수 있다. 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간의 변화를 규정하는 다른 방식은, 실린더의 배기가스 온도 (18) 가 소정의 온도값으로부터 또는 실린더의 배기가스 온도의 평균값으로부터 10 % 이상 벗어난다면, 비틀림 진동에 기초한다. 이는, 분사의 지속시간의 조정에 영향을 미치는 결정 방법이 순간적으로 (momentarily) 변화될 수 있고, 이로써 주로 이용되는 하나의 결정 방법 (이 경우, 배기가스 온도에 기초하는 방법) 이 선택될 수 있다는 이점을 제공한다. 시스템의 제어 유닛 (14) 의 기능을 변화시킴으로써, 두 실행이 실현될 수 있다.Furthermore, the method includes evaluating the correctness of the measurement of the exhaust gas temperature and determining the change in the duration of fuel injection based on the torsional vibration if the measurement of the exhaust gas temperature of the cylinder is invalid. Include. Such a situation in which the measurement of the exhaust gas temperature is not valid is, for example, when the sensor for measuring the exhaust gas temperature has failed, or the exhaust gas temperature 18 of the cylinder is from a predetermined temperature value or from an average value of the exhaust gas temperature of the cylinder. It is a case of deviation enough. This provides the advantage that the error conditions of the sensor affecting the adjustment of the duration of the injection can be identified and that the engine does not necessarily have to be shut down. In this case, one way of defining the change in the duration of fuel injection into the cylinder 3 is that the exhaust gas temperature 18 of the cylinder deviates by more than 50% from a predetermined temperature value or from an average value of the exhaust gas temperature of the cylinder. If it is, it is based on torsional vibration. The predetermined temperature value for a particular load may be, for example, a reference value for the particular load and speed recorded in the calibration system. Another way of defining the change in the duration of fuel injection into the cylinder 3 is torsion, if the exhaust gas temperature 18 of the cylinder deviates by more than 10% from a predetermined temperature value or from the average value of the exhaust gas temperature of the cylinder. Based on vibration. This means that the determination method which affects the adjustment of the duration of the injection can be changed momentarily, so that one determination method that is mainly used (in this case, based on the exhaust gas temperature) can be selected. Provide an advantage. By changing the function of the control unit 14 of the system, two implementations can be realized.

Claims (22)

디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법에 있어서,
- 각 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하고,
- 연소 프로세스의 규정된 시작 순간을 소정의 설정값과 비교하고,
- 연소 프로세스의 규정된 시작 순간이 설정값과 다르다면, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 시작 순간을 변화시키고,
- 각 실린더 (18) 의 배기가스 온도를 측정하고,
- 실린더 (3) 에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 배기가스 온도에 기초하여, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.In the method of balancing the cylinder 3 of the diesel engine 2,
Defining the starting moment of the combustion process in each cylinder 3,
The prescribed starting instant of the combustion process is compared with a predetermined set point,
If the prescribed starting instant of the combustion process differs from the set point, change the starting instant of fuel injection into the cylinder 3,
The exhaust gas temperature of each cylinder 18 is measured,
Cylinder 3 of diesel engine 2, characterized by varying the duration of fuel injection into cylinder 3, based on the exhaust gas temperature, in order to equalize the outputs produced by cylinder 3; How to balance. 제 1 항에 있어서, 실린더별 (cylinder-specific) 연료 분사의 지속시간을, 배기가스 온도가 매우 낮은 경우에는 연장하고, 배기가스 온도가 매우 높은 경우에는 단축하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.2. The diesel engine according to claim 1, wherein the duration of cylinder-specific fuel injection is extended when the exhaust gas temperature is very low and shortened when the exhaust gas temperature is very high. To balance the cylinder (3). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 희망하는 배기가스 온도에 도달하도록 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duration of the fuel injection into the cylinder (3) is varied to reach the desired exhaust gas temperature. . 제 3 항에 있어서, 측정된 배기가스 온도의 평균값 또는 소정의 값을 설정값으로 이용하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.4. A method according to claim 3, wherein the average or predetermined value of the measured exhaust gas temperature is used as a set value. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 기관 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하고, 실린더에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.5. The duration of fuel injection into the cylinder 3 on the basis of the torsional vibration, in order to measure the torsional vibration of the engine crankshaft and equalize the outputs produced by the cylinder. A method of balancing a cylinder (3) of a diesel engine (2) characterized by varying time. 제 5 항에 있어서, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 배기가스 온도 및 비틀림 진동에 기초하여 변화시키는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.6. A method according to claim 5, characterized in that the duration of fuel injection into the cylinder (3) is varied based on the exhaust gas temperature and the torsional vibration. 제 5 항에 있어서, 배기가스 온도 (18) 의 측정의 정확성을 평가하고, 실린더의 배기가스 온도 (18) 의 측정이 유효하지 않다면, 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간의 변화를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.The method according to claim 5, wherein the accuracy of the measurement of the exhaust gas temperature 18 is evaluated, and if the measurement of the exhaust gas temperature 18 of the cylinder is invalid, the duration of fuel injection into the cylinder 3 based on the torsional vibration. A method of balancing a cylinder (3) of a diesel engine (2) further comprising the step of determining a change in time. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 실린더의 배기가스 온도 (18) 가 소정의 온도값으로부터 또는 실린더 (3) 의 배기가스 온도의 평균값으로부터 벗어난다면, 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간의 변화를 규정하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.8. The cylinder 3 according to claim 5, wherein the exhaust gas temperature 18 of the cylinder deviates from a predetermined temperature value or from an average value of the exhaust gas temperature of the cylinder 3. A method of balancing a cylinder (3) of a diesel engine (2) characterized by defining a change in the duration of fuel injection. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 실린더 (3) 에서의 실린더 압력의 위치 (15, 16) 를 측정하고, 실린더 압력의 위치 측정에 기초하여 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the positions (15, 16) of the cylinder pressure in each cylinder (3) are measured, and the starting instant of the combustion process is defined on the basis of the position measurement of the cylinder pressure. Method for balancing the cylinder (3) of the diesel engine (2) characterized in that. 제 8 항에 있어서, 실린더 압력은 실린더 (3) 와 함께 설치되어 있는 노크 센서, 스트레인 게이지 또는 압력 센서 (15) 에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.9. The cylinder (3) of the diesel engine (2) according to claim 8, characterized in that the cylinder pressure is measured by a knock sensor, a strain gauge or a pressure sensor (15) installed together with the cylinder (3). Way. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 기관 샤프트축의 비틀림 진동을 측정하고, 비틀림 진동 측정에 기초하여 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더 (3) 를 균형잡는 방법.The cylinder 3 of the diesel engine 2 according to any one of claims 1 to 10, characterized by measuring the torsional vibration of the engine shaft axis and defining the starting moment of the combustion process based on the torsional vibration measurement. How to balance. 실린더의 배기가스 온도를 측정하기 위해 각 실린더 (3) 와 함께 설치되는 온도 센서 (18) 를 포함하는, 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1) 에 있어서, 상기 시스템은 제어 유닛 (14) 을 포함하고, 제어 유닛은
- 각 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하도록,
- 연소 프로세스의 규정된 시작 순간을 설정값과 비교하도록,
- 연소 프로세스의 규정된 시작 순간이 설정값과 다르다면, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 시작 순간을 변화시키도록, 그리고
- 실린더에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 배기가스 온도의 측정에 기초하여, 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키도록
배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).In the system (1) for balancing a cylinder of a diesel engine (2) comprising a temperature sensor (18) installed with each cylinder (3) for measuring the exhaust gas temperature of the cylinder, the system is a control unit 14, the control unit
To define the starting moment of the combustion process in each cylinder 3,
To compare the specified starting instant of the combustion process with the setpoint,
If the prescribed starting instant of the combustion process is different from the set point, change the starting instant of fuel injection into the cylinder 3, and
To vary the duration of fuel injection into the cylinder 3, based on the measurement of the exhaust gas temperature, in order to equalize the outputs produced by the cylinder.
A system (1) for balancing a cylinder of a diesel engine (2), characterized in that it is arranged. 제 12 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 실린더별 연료 분사의 지속시간을, 배기가스 온도가 매우 낮은 경우에는 연장하고 배기가스 온도가 매우 높은 경우에는 단축하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).13. The diesel engine according to claim 12, wherein the control unit is arranged to extend the duration of fuel injection for each cylinder when the exhaust gas temperature is very low and shorten when the exhaust gas temperature is very high. Systems for balancing cylinders in machines (1). 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛 (14) 은 실린더 (3) 의 배기가스 온도의 희망 설정값에 도달하도록 연료 분사의 지속시간을 변화시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).14. The control unit (14) according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the control unit (14) is arranged to vary the duration of fuel injection to reach a desired set value of the exhaust gas temperature of the cylinder (3). System (1) for balancing the cylinder of a diesel engine (2). 제 14 항에 있어서, 상기 희망 설정값은 배기가스 온도의 평균값이거나 또는 미리 결정된 값인 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).15. The system (1) according to claim 14, wherein the desired set value is an average value of the exhaust gas temperature or a predetermined value. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 크랭크축의 비틀림 진동을 측정하기 위한 수단 (16) 을 포함하고, 상기 제어 유닛 (14) 은, 실린더 (3) 에 의해 생성되는 출력들을 동등하게 하기 위해, 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).16. The system according to any one of claims 12 to 15, wherein the system comprises means (16) for measuring the torsional vibration of the crankshaft, wherein the control unit (14) is an output produced by the cylinder (3). System for balancing the cylinder of the diesel engine 2, characterized in that it is arranged to change the duration of fuel injection into the cylinder 3 on the basis of the torsional vibration. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 크랭크 축의 비틀림 진동을 측정하기 위한 수단 (16) 을 포함하고, 상기 제어 유닛 (14) 은, 배기가스 온도 및 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).17. The system according to any one of claims 12 to 16, wherein the system comprises means (16) for measuring torsional vibration of the crankshaft, wherein the control unit (14) is based on exhaust gas temperature and torsional vibration. A system (1) for balancing a cylinder of a diesel engine (2), characterized in that it is arranged to vary the duration of fuel injection into the cylinder (3). 제 16 항에 있어서, 배기가스 온도 (18) 의 측정의 정확성를 평가하고, 실린더의 배기가스 온도 (18) 의 측정 (18) 이 유효하지 않다면, 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간의 변화를 규정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).17. The fuel injection into the cylinder (3) according to claim 16, wherein the accuracy of the measurement of the exhaust gas temperature (18) is evaluated and if the measurement (18) of the exhaust gas temperature (18) of the cylinder is not effective, A system (1) for balancing a cylinder of a diesel engine (2), further comprising means for defining a change in the duration of the diesel engine (2). 제 18 항에 있어서, 상기 제어 유닛 (14) 은, 실린더의 배기가스 온도 (18) 가 소정의 온도값으로부터 또는 실린더 (3) 의 배기가스 온도의 평균값으로부터 벗어난다면, 비틀림 진동에 기초하여 실린더 (3) 내로의 연료 분사의 지속시간을 변화시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).19. The control unit (14) according to claim 18, wherein the control unit (14) is configured based on the torsional vibration if the exhaust gas temperature (18) of the cylinder deviates from a predetermined temperature value or from an average value of the exhaust gas temperature of the cylinder (3). 3) A system (1) for balancing a cylinder of a diesel engine (2), characterized in that it is arranged to vary the duration of fuel injection into it. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 (1) 은 각 실린더 (3) 에서의 실린더 압력의 위치를 측정하기 위한 수단 (15, 16) 을 포함하고, 상기 제어 유닛 (14) 은, 실린더 압력의 위치 측정에 기초하여, 실린더 (3) 에서의 연소 프로세스의 시작 순간을 규정하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).20. The control unit (14) according to any of claims 12 to 19, wherein the system (1) comprises means (15, 16) for measuring the position of cylinder pressure in each cylinder (3). ) Is arranged to define the starting instant of the combustion process in the cylinder (3), based on the position measurement of the cylinder pressure (1). 제 20 항에 있어서, 상기 실린더 압력의 위치를 측정하기 위한 수단은 실린더와 함께 설치되어 있는 노크 센서, 스트레인 게이지 또는 압력 센서 (15) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1) 21. A cylinder according to claim 20, wherein the means for measuring the position of the cylinder pressure comprises a knock sensor, a strain gauge or a pressure sensor 15 installed with the cylinder. Grab Systems (1) 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 실린더 압력의 위치를 측정하기 위한 수단은 기관 크랭크축의 회전각을 측정하는 각도 센서 (16) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관 (2) 의 실린더를 균형잡기 위한 시스템 (1).22. A cylinder according to claim 20 or 21, wherein the means for measuring the position of the cylinder pressure comprises an angle sensor (16) for measuring the rotational angle of the engine crankshaft. System for catching (1).
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