KR20150046746A

KR20150046746A - 엔진 제어 장치

Info

Publication number: KR20150046746A
Application number: KR20140142512A
Authority: KR
Inventors: 루드빅 마이어; 크리스토프 슈로트; 하랄트 벨렌쾨터; 크리스티안 후헬; 슈테판 케른; 데니스 코발레프; 파비안 후스리크; 아민 베버
Original assignee: 만 디젤 앤 터보 에스이
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-04-30
Also published as: JP2015081606A; CH708777B1; FI20145883L; CN104675548A; JP6513368B2; CH708777A2; DE102013017446A1; AT515056B1; AT515056A3; CN104675548B; AT515056A2

Abstract

본 발명은 내연기관, 특히 디젤로 또는 중유로 또는 가스로 작동되는 내연기관의 엔진 제어 장치(16)에 관한 것으로서, 이 내연기관은 연료 공급 장치, 특히 솔레노이드 작동기들을 포함하는 커먼 레일 연료 공급 장치를 가지며, 상기 엔진 제어 장치(16)가 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 자동으로 하나 이상의 솔레노이드 작동기(15)의 하나 이상의 자기 변수의 실제값을 검출하고 평가하기 위한 수단들(17, 18, 19)을 포함하므로, 만약 각 실제값이 대응 목표값으로부터 미리 설정된 크기 이하만큼 벗어나면 상기 엔진 제어 장치(16)가 적절하게 작동하는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정하지만, 만약 각 실제값이 미리 설정된 크기 이상만큼 대응 목표값으로부터 벗어나면 상기 엔진 제어 장치(16)가 적절하게 작동하지 않는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정한다.

Description

엔진 제어 장치{ENGINE CONTROL UNIT}

본 발명은 제1항의 전제부에 따른 엔진 제어 장치에 관한 것이다.

도 1에는 내연기관의, 종래 기술에 공지된 커먼 레일 연료 공급 장치의 기본 구조가 도시되어 있다. 이런 구조는 DE 101 57 135 B4호에 공지되어 있다. 따라서, 도 1의 커먼 레일 연료 공급 장치는 내연기관의 실린더마다 각각 적어도 하나의 인젝터(1)를 포함하고 있다. 상기 인젝터들(1)에 의해 상기 내연기관의 실린더 모두에 연료가 분사될 수 있다.

또한, 상기 커먼 레일 연료 공급 장치는 적어도 하나의 저압 펌프(5), 적어도 하나의 고압 펌프(2) 및 고압 펌프 어큐뮬레이터(8)를 가지는 펌프 장치(3)를 포함하므로, 연료가 상기 커먼 레일 연료 공급 장치의 저압 영역(4)으로부터 이의 고압 영역(6)으로 이송될 수 있으며, 상기 펌프 장치(3)와 상기 인젝터들(1) 사이 고압 영역(6)에 영구적으로 고압을 받는 압력 저장 시스템(pressure storage system)(7)이 제공되어 있다.

커먼 레일이라고도 칭하는, 영구적으로 고압을 받는 압력 저장 시스템(7)은 다수의 어큐뮬레이터 유닛(9)을 갖는다. 이들 어큐뮬레이터 유닛(9)은 펌프 장치(3)에 연결되어 있고 및 영구적으로 압력을 받는 고압 라인들(10)에 의해 서로 연결되어 있다. 또한, 압력 저장 시스템(7), 즉 어큐뮬레이터 유닛들(9)은 분사 사이클에 따라 때때로 고압을 받는 고압 라인들(11)에 의해 상기 인젝터들(1)에 연결되어 있다. 상기 인젝터들(1)과 어큐뮬레이터 유닛들(9)을 연결하는, 분사 사이클에 따라 때때로 고압을 받는 고압 라인들(11)에 스위칭 밸브들(12)이 할당되어 있으며, 이들 스위칭 밸브는 분사 사이클에 따라서 인젝터들(1)에 연료를 공급한다. 상기 압력 저장 시스템(7)의 어큐뮬레이터들(9) 중 어느 하나에 압력 제한 밸브(13)와 플러시 밸브(14)가 할당되어 있다.

작동기로서 이와 같은 커먼 레일 연료 공급 장치들에서 솔레노이드 작동기들의 이용이 점증하고 있다. 이에 따라, 도 1에는 상기 연료 공급 장치의 인젝터들(1)이 솔레노이드 작동기들(15)에 의해 제어되는 것이 도시되어 있다. 그 외에도, 저압 펌프(5), 고압 펌프(2)의 영역에 및 상기 밸브들(12, 13 및 14)의 영역에 이와 같은 솔레노이드 작동기들이 설치될 수 있다. 엔진 제어 장치(16)는 작동 동안 상기 솔레노이드 작동기들(15)을 제어한다.

아직까지는, 내연기관에 또는 연료 공급 장치에 설치된 상태에서 솔레노이드 작동기들이 점검될 수는 없다. 오히려 이와 같은 솔레노이드 작동기들을 점검하기 위해 상기 연료 공급 장치로 접근이 이루어져야 하고, 특수한 측정 장치가 상기 솔레노이드 작동기에 결합되어야, 이들 솔레노이드 작동기가 기능 점검을 받을 수 있다. 그러나 이것도, 만약 어쨌든 내연기관에서 유지 보수 작업들이 실시되는 경우에만, 가능하다. 그러므로 솔레노이드 작동기가 작동 동안 상기 내연기관의 정기적인 유지 보수 주기 밖에서 고장나고 그 결과 내연기관의 원하지 않는 엔진 정지 및 이의 비싼 다운타임이 발생하는 위험이 존재한다.

이런 점에서 출발하는 본 발명의 과제는 새로운 방식의 엔진 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제는 제1항에 따른 엔진 제어 장치를 통해 해결된다. 본 발명에 따르면, 상기 엔진 제어 장치는 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 자동으로 하나 이상의 솔레노이드 작동기의 하나 이상의 자기 변수의 실제값을 검출하고 평가하기 위한 수단들을 포함하므로, 만약 각 실제값이 대응 목표값으로부터 미리 설정된 크기 이하만큼 벗어나면 상기 엔진 제어 장치가 적절하게 작동하는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정하지만, 만약 각 실제값이 미리 설정된 크기 이상만큼 대응 목표값으로부터 벗어나면 상기 엔진 제어 장치가 적절하게 작동하지 않는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정한다.

첫째로, 본 발명에 따른 제안으로서 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 상기 연료 공급 장치의 솔레노이드 작동기들의 기능 점검을 자동으로 실시하기 위한 수단들이 내연기관의 엔진 제어 장치 안에 통합되어 있다. 이를 위해 상기 엔진 제어 장치는 자동으로 하나 이상의 솔레노이드 작동기의 하나 이상의 자기 변수의 실제값을 검출하여 이를 자동으로 평가하므로, 만약 상기 각 실제값이 미리 설정된 크기 이하만큼 대응 목표값으로부터 벗어나면 적절하게 작동하는 솔레노이드 작동기가 자동으로 추정된다. 그에 반해, 만약 각 실제값이 대응 목표값으로부터 미리 설정된 크기 이상만큼 벗어나면, 상기 엔진 제어 장치는 적절하게 작동하지 않는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정한다.

내연기관의 정기적인 유지 보수 작업 외에도 그리고 정기적인 유지 보수 주기 외에도 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 자동으로 상기 연료 공급 장치에서 또는 내연기관에서 수동적 접근 없이 그리고 이와 관련된 작업 없이 상기 연료 공급 장치의 솔레노이드 작동기들을 자동으로 기능 점검하는 것이 본 발명으로 가능하다. 그 결과, 솔레노이드 작동기의 고장으로 인한 갑작스런 엔진 정지를 피하기 위해, 오작동하는 솔레노이드 작동기를 적시에 추정하고 이의 개별적인 유지 보수 또는 교환을 적시에 하는 것이 가능하다.

바람직하게는 상기 엔진 제어 장치는 상기 솔레노이드 작동기들을 제어하고 이들과 데이터를 교환하기 위한 인터페이스들, 상기 솔레노이드 작동기들의 상기 또는 각 자기 변수의 실제값의 자동적인 검출을 위한 하드웨어측 어셈블리들 및 상기 솔레노이드 작동기의 상기 또는 각 자기 변수의 실제값의 자동적인 평가를 위한 소프트웨어 측 어셈블리들을 갖는다.

상기 엔진 제어 장치를 이와 같이 형성하는 것이 바람직하고 또한 이는 연료 공급 장치의 솔레노이드 작동기들의 전자동적 기능 점검을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 개선점들은 종속항들 및 하기의 설명에서 도출된다. 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며 도면을 참고하여 상술된다.

도 1은 내연기관의 커먼 레일 연료 공급 장치 및 엔진 제어 장치의 개략도이다.

본 발명은 내연기관, 특히 연료로서 디젤 또는 중유 또는 가스를 사용하는 중속(medium-fast running) 4행정 내연기관의 엔진 제어 장치에 관한 것이다.

이와 같은 내연기관은 바람직하게는 선박 엔진과 관련 있다.

이와 같은 내연기관은 일반적으로 커먼 레일 연료 공급 장치를 가지며, 이때 커먼 레일 연료 공급 장치의 기본적인 구조가 여기에서 언급되는 당업자에게는 익숙하며 도 1을 참고하여 설명된다. 이와 같은 연료 공급 장치는 엔진 제어 장치(16)에 의해 제어될 수 있는 솔레노이드 작동기들(15)을 갖는다. 도 1에서 이와 같은 종류의 솔레노이드 작동기들(15)은 인젝터(1)의 영역에 도시되어 있다.

본 발명에 따른 제안으로서, 상기 엔진 제어 장치(16)가 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 자동으로 이 연료 공급 장치에 설치된 솔레노이드 작동기들(15)의 하나 이상의 자기 변수의 실제값을 검출하고 평가하기 위한 수단들을 포함하므로, 만약 각 실제값이 엔진 제어 장치(16)에 저장되어 있는 대응 목표값으로부터 미리 설정된 크기 이하만큼 벗어나면 상기 엔진 제어 장치(16)가 적절하게 작동하는 솔레노이드 작동기(15)를 자동으로 추정하지만, 만약 각 실제값이 미리 설정된 크기 이상만큼 대응 목표값으로부터 벗어나면 상기 엔진 제어 장치(16)가 적절하게 작동하지 않는 솔레노이드 작동기(15)를 자동으로 추정한다.

상기 수단들은 엔진 제어 장치(16) 안에 통합되어 있으므로, 내연기관의 정지 동안 상기 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 연료 공급 장치로의 수동적 접근 없이도 이의 솔레노이드 작동기들(15)의 기능 점검이 자동으로 상기 내연기관의 또는 상기 연료 공급 장치의 정기적인 유지 보수 주기 밖에서도 이루어질 수 있다.

본 발명에 따라 상기 솔레노이드 작동기들(15)의 자동적인 기능 점검을 위해 엔진 제어 장치(16) 안에 통합된 수단들이 여기에서 언급하는 당업자에게는 익숙하다는 것을 유념해야 한다. 즉, 참고로 그 개시 내용을 전부 참조할 수 있는 DE 10 2005 011 227 A1호에, 본 발명에 따라 상기 엔진 제어 장치(16) 안에 통합될 수 있으며 장착된 전자석들 또는 솔레노이드 작동기들의 자기 변수들을 검출하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 그러므로 장착된 전자석들의 기능 점검을 오로지 여기 코일로 실시하는 것은 종래 기술에 공지되어 있으며, 이때 실제 특성 곡선을 측정하기 위해 상기 여기 코일 안에서 유도되는 역전압이 측정 기술을 이용해 검출된다.

이는 DE 10 2005 011 227 A1호에 개시된 장치를 이용해 이루어질 수 있으며, 이 장치는 브리지 회로를 포함하며 본 발명에 따라 상기 엔진 제어 장치(16) 안에 통합되거나 상기 엔진 제어 장치(16)의 구성요소이다. 이와 같은 장치의 구체적인 구조 및 기능과 관련해 DE 10 2005 011 227 A1호를 참고한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 엔진 제어 장치(16)는 솔레노이드 작동기(15)의 검출된 각 자기 크기의 실제값으로부터 상기 각 솔레노이드 작동기(15)를 위해 실제 작동 특성 곡선을 검출하고 이를 엔진 제어 장치(16) 안에 저장되어 있는 목표 작동 특성 곡선과 비교한다.

상기 실제 작동 특성 곡선과 상기 목표 작동 특성 곡선 간 편차로부터 상기 엔진 제어 장치(16)는 자동으로 각 솔레노이드 작동기(15)의 마모 상태 및/또는 잔여 수명을 결정하므로, 각 솔레노이드 작동기(15)를 위해 가변적인 또는 개별적인 유지 보수 주기가 생성될 수 있다. 그러므로 솔레노이드 작동기(15)가 내연기관의 정상 작동 동안 갑자기 고장나서 예상하지 않은 엔진 정지가 발생하는 위험이 최소화될 수 있다.

이미 설명한 것처럼, 상기 엔진 제어 장치(16)는 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 솔레노이드 작동기들(15)의 자동적인 기능 점검을 위한 수단들을 포함한다.

솔레노이드 작동기들(15)을 제어하고 이들과 데이터를 교환하기 위한 적어도 인터페이스들(17)이 존재한다.

그 외에도, 이런 수단들은 DE 10 2005 011 227 A1호에 공지된 것처럼 하드웨어측 어셈블리들(18) 및 소프트웨어측 어셈블리들(19)과 관련 있다.

따라서 본 발명에 따른 제안으로서, 내연기관의 엔진 제어 장치(16)에, 연료 공급 장치 안에 설치된 솔레노이드 작동기들(15)에서 자동 진단 및 기능 점검을 자동으로 실시할 수 있는 수단들이 통합되어 있다. 이것으로, 솔레노이드 작동기(15)의 고장 여부가 조기에 검출될 수 있다. 경우에 따라서는 솔레노이드 작동기(15)의 유지 보수 또는 교환이 착수될 수 있다. 솔레노이드 작동기들(15)의 유지 보수 주기가 가변적으로 또는 개별적으로 구현될 수 있다.

1 인젝터 2 고압 펌프
3 펌프 장치 4 저압 영역
5 저압 펌프 6 고압 영역
7 압력 저장 시스템 8 고압 펌프 어큐뮬레이터
9 어큐뮬레이터 유닛 10 고압 라인
11 고압 라인 12 스위칭 밸브
13 압력 제한 밸브 14 플러시 밸브
15 솔레노이드 작동기 16 엔진 제어 장치
17 인터페이스 18 하드웨어측 어셈블리들
19 소프트웨어측 어셈블리들

Claims

내연기관, 특히 디젤로 또는 중유로 또는 가스로 작동되는 내연기관의 엔진 제어 장치(16)로서, 이 내연기관은 연료 공급 장치, 특히 솔레노이드 작동기들을 포함하는 커먼 레일 연료 공급 장치를 가지는 엔진 제어 장치에 있어서,
상기 엔진 제어 장치(16)가 내연기관의 정지 동안 연료 공급 장치에 압력이 없는 경우 자동으로 하나 이상의 솔레노이드 작동기(15)의 하나 이상의 자기 변수의 실제값을 검출하고 평가하기 위한 수단들(17, 18, 19)을 포함하므로, 만약 각 실제값이 대응 목표값으로부터 미리 설정된 크기 이하만큼 벗어나면 상기 엔진 제어 장치(16)가 적절하게 작동하는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정하지만, 만약 각 실제값이 미리 설정된 크기 이상만큼 대응 목표값으로부터 벗어나면 상기 엔진 제어 장치(16)가 적절하게 작동하지 않는 솔레노이드 작동기를 자동으로 추정하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 솔레노이드 작동기들을 제어하고 이들 솔레노이드 작동기들과 데이터를 교환하기 위해, 상기 엔진 제어 장치(16)는 인터페이스들(17)을 가지는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 엔진 제어 장치(16)는 상기 솔레노이드 작동기들(15)의 상기 또는 각 자기 변수의 실제값의 자동 검출을 위한 하드웨어측 어셈블리들(18) 및 상기 솔레노이드 작동기들(15)의 상기 또는 각 자기 변수의 실제값의 자동적인 평가를 위한 소프트웨어측 어셈블리들(19)을 가지는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진 제어 장치(16)는 솔레노이드 작동기(15)의 상기 또는 각 자기 변수의 실제값으로부터 각 솔레노이드 작동기(15)를 위해 실제 작동 특성 곡선을 검출하고 이것과 목표 작동 특성 곡선을 비교하여 실제 작동 특성 곡선과 목표 작동 특성 곡선 간 편차로부터 각 솔레노이드 작동기(15)의 마모 상태 및/또는 잔여 수명을 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 엔진 제어 장치(16)는 실제 작동 특성 곡선과 목표 특성 곡선 간 편차에 따라서 각 솔레노이드 작동기(15)의 유지 보수 주기를 개별적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 장치.