KR20160104039A - 이중-연료 디젤 엔진을 위한 방법, 제어 시스템, 및 연료 분사 시스템 - Google Patents
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Abstract
이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 - 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 상기 이중-연료 디젤 엔진의 실린더 내로 액체 연료의 분사를 제어하도록 제 1 전기 제어 시스템 (311) 을 사용하는 단계, - 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 와 상이한 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 상기 이중-연료 디젤 엔진의 상기 실린더 내로 액체 연료의 분사를 제어하도록 제 2 전기 제어 시스템 (312) 을 사용하는 단계, - 기체 연료 모드 (402) 에서, 상기 이중-연료 디젤 엔진의 상기 실린더 내로 기체 연료를 분사하고 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 상기 실린더로의 파일럿 분사를 수행하는 단계, 및 - 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통한 상기 파일럿 분사에서의 고장의 경우에, 상기 실린더로의 파일럿 분사가 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 수행되는 기체 연료 백업 모드 (423) 를 채용하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 양쪽 액체 및 기체 연료를 연소시킬 수 있는 이중-연료 디젤 엔진들의 기술에 관한 것이다. 특히 본 발명은 엔진의 실린더 내로 다양한 연료들의 분사가 분사기 고장들과 같은 예외적인 상황들에서 제어되고 실시되는 방식에 관한 것이다.
이중-연료 디젤 엔진은 양쪽 액체 연료, 예를 들면 연료 오일, 및 기체 연료, 예를 들면 천연 가스를 사용할 수 있다. 엔진의 신뢰성있는 작동을 보장하도록 실린더 내로 기체 연료 또는 액체 연료의 정상 분사가 작동하지 않는 예외적인 상황에 대해 몇가지 예방 조치가 취해질 필요가 있다.
도 1 은 이중-연료 디젤 엔진의 하나의 실린더에 대한 종래 기술 분야의 연료 분사 시스템을 개략적으로 예시한다. 기체 연료는 전기 제어형 기체 연료 분사기 (또는 밸브 : 101) 를 통해 실린더 내로 분사될 수 있다. 액체 연료는 전기 제어형 액체 연료 분사기 (102) 또는 기계 제어형 액체 연료 분사기 (103) 를 통해 실린더 내로 분사될 수 있다. 전기 제어 시스템 (111) 은 전기 제어형 분사기들 (101 및 102) 을 제어하도록 커플링된다. 기계 제어 시스템 (112) 은 기계 제어형 분사기 (103) 의 작동을 제어한다. 문자 G 및 L 은 도 1 에서 기체 및 액체 연료를 각각 나타낸다.
도 2 는 도 1 에 도시된 종류의 종래 기술 분야의 연료 분사 시스템이 구비된 이중-연료 디젤 엔진의 작동을 예시한다. 엔진의 정상 작동 모드들은 액체 연료 모드 (201) 및 기체 연료 모드 (202) 이다. 전기 및 기계 제어형 액체 연료 분사기 (102, 103) 가 일반적으로 작동하고 단지 액체 연료만이 각각의 작동 사이클에서 실린더 내로 분사될 때에 엔진은 액체 연료 모드 (201) 이다. 기체 연료 모드 (202) 는 엔진이 생성하는 모든 기계적 에너지가 기체 연료를 연소시킴으로써 나오는 순수 기체 연료 모드 또는 엔진이 양쪽 기체 및 액체 연료를 연소시키는 것으로부터 기원하는 기계적 에너지를 생성하는 혼합형 모드일 수 있다. 이러한 이유로 기체 연료 모드 (202) 는 또한 이중-연료 모드로서 불리울 수 있다. 파일럿으로서 공지된 작은 양의 액체 연료는 기체 연료를 점화시키기 위해 심지어 순수 기체 연료 모드에서 실린더 내로 분사되지만, 파일럿은 혼합형 모드 중에 실제로 기계적 에너지를 생성하는 데 사용되는 상당량의 액체 연료와 혼동되어서는 안된다.
화살표 211 은 액체 연료 모드 (201) 로부터 기체 연료 모드 (202) 로의 전환을 나타낸다. 전환은 일반적으로 행해지는 연료의 분사를 특징으로 하는 상대적으로 느린 변경 모드이다. 다른 가능한 변경 모드는 고장난 분사기와 같은 비정상 조건들에 대해 신속한 반응인 트립 (trip) 이다. 화살표 212 에 따른 기체 연료 모드 (202) 로부터 액체 연료 모드 (201) 로의 변경은 기체 연료의 분사가 적절히 작동하지 않고 따라서 신속하게 셧다운되는 것을 의미하는 소위 가스 트립으로서 발생하게 만든다. 기체 연료 모드 (202) 로부터 액체 연료 모드 (201) 로의 트립은 또한 예를 들면 신속하게 및/또는 반복적으로 변하는 부하로의 반응에 대해 연료 분사 제어의 제한된 능력을 반영하는 심각한 노킹 (knocking) 에 의해 트리거될 수 있다.
기계 분사 모드 (221) 는 액체 연료 모드 (201) 또는 기체 연료 모드 (202) 에서의 작동이 불가능할 때에 채용되는 고장 모드를 구성한다. 화살표 231 은 소위 파일럿 트립을 나타낸다. 그것은 고장이 기체 모드 (202) 에서 액체 연료의 파일럿 분사를 방지하고, 따라서 양쪽 전기 제어형 분사기들 (101 및 102) 이 사용되지 못한다는 것을 의미한다 (어떠한 기체 연료도 적절히 점화하지 않기 때문에 파일럿 없이 실린더 내로 분사되어서는 안됨). 화살표 (232) 는 액체 연료 모드 (201) 로부터 기계 분사 모드 (221) 로의 트립을 나타낸다. 그것은 전기 제어형 분사기 (102) 가 작동하지 않게 되고, 따라서 단지 기계 제어형 분사만이 수행될 수 있다는 것을 의미한다.
기계 분사 제어가 강력하고 신뢰성있지만, 전기 분사 제어는 휠씬 보다 정밀하고 현대의 이중-연료 디젤 엔진의 적절한 긴 기간의 작동 동안 절대적 전제 조건을 구성한다. 기계 분사 모드 (221) 는 따라서 엄격하게 고장 모드이다. 많은 경우에서 그것은 단지 안전한 그리고 제어되는 셧다운을 준비하도록 충분히 길게 엔진을 작동하는 데 사용될 수 있다.
다음은 다양한 본 발명의 실시형태들의 몇몇 양상들의 기본적인 이해를 제공하도록 간단한 요약을 제공한다. 요약은 본 발명의 포괄적인 개요는 아니다. 그것은 본 발명의 범위를 기술하거나 또는 본 발명의 핵심 또는 중요한 요소들을 확인하도록 의도된 것은 아니다. 다음의 요약은 단지 본 발명의 사전 예시화된 실시형태의 보다 상세한 설명의 서문으로서 간단한 형태로 본 발명의 몇몇 컨셉만을 제공한다.
이중-연료 디젤 엔진을 위한 방법, 제어 시스템, 및 연료 분사 시스템은 양쪽 정상 및 예외적인 환경들 하에서 엔진의 탄력적이지만 신뢰성있는 이중-연료 작동을 가능하게 하도록 요구된다. 실린더 헤드에서 그리고 그 주위에서 구조적 해결책들은 제조하는 데 간단하고 용이하고, 서비스하고 유지하기 쉽도록 행해져야 한다.
본 발명의 유리한 목적은 두개의 전기 제어형 액체 연료 분사기들을 갖는 이중-연료 디젤 엔진의 실린더를 구비함으로써 달성되고, 각각은 그 자체 전기 제어 시스템 하에서 작동되어 심지어 하나의 전기 제어 시스템의 결함일지라도 다른 것은 완전히 작동 가능하게 된다. 두개의 전기 제어 시스템들의 하나는 동일한 실린더의 전기 제어형 가스 분사기를 동시에 제어하는 것일 수 있다. 독립적으로 제어되는 액체 연료 분사기들 중 어떤 것이라도 기체 연료를 점화하기 위해 파일럿 분사기로서 사용될 수 있다. 본 발명의 유리한 목적은 이중-연료 디젤 엔진의 실린더를 구비함으로써 달성된다. 본 발명의 유리한 목적들은 이중-연료 왕복 피스톤 엔진의 실린더를 구비함으로써 달성된다.
두개의 전기 제어형 액체 연료 분사기들의 제공은 기체 연료 백업 모드에서 이중-연료 엔진을 작동하는 것을 가능하게 하고, 기체 연료 백업 모드에서 실린더로의 파일럿 분사는 상기 파일럿 분사가 정상 기체 연료 모드에서 수행되는 전기 제어형 액체 연료 분사기와 다른 전기 제어형 액체 연료 분사기를 통해 수행된다. 정상 액체 연료 모드에서, 전형적으로 양쪽 전기 제어형 액체 연료 분사기들이 사용된다. 액체 연료 백업 모드들은 두개의 전기 제어형 액체 연료 분사기들의 단지 하나가 실린더 내로 연료를 분사하도록 가능하다.
모드들 사이에서의 전이들은 전환 또는 트립의 형태를 취할 수 있다. 이전에 설명된 기계 분사 모드 또는 고장 모드와 현저한 차이로서, 백업 모드들이 정상 모드들로서 엔진의 작동에 걸쳐 동등하게 정밀한 제어를 제공할 수 있다. 그것들은 회복 가능할 수 있고, 이는 또한 백업 모드로부터 정상 모드로 전이가 발생할 수 있다는 것을 의미한다.
정상 액체 연료 모드는 전형적으로 정상 기체 연료 모드보다 안정적이기 때문에, 기체 연료 백업 모드 또는 액체 연료 백업 모드로부터 시작하고, 결국에 정상 기체 연료 모드에서 종결되는 회복은 정상 액체 연료 모드를 통해 행해질 수 있다.
본 특허 출원에 제공된 본 발명의 예시적인 실시형태들은 첨부된 청구항들의 적용 가능성을 제한하도록 해석되어서는 안된다. 동사 "포함하는" 은 또한 인용되지 않은 특징들의 존재를 배재하지 않는 열린 개념으로서 본 특허 출원에서 사용된다. 종속 청구항들에 인용된 특징들은 다르게 명백하게 언급되지 않는 한상호 자유롭게 조합 가능하다.
본 발명의 특징으로서 고려되는 새로운 특징들은 특히 첨부된 청구항들에 개시된다. 그러나 본 발명 자체는, 부가적인 목적들 및 그 이점들과 함께 양쪽 그 구성 및 그 작동 방법에 관해, 첨부된 도면들과 함께 정독한다면 구체적인 실시형태의 다음의 설명으로부터 최적으로 이해될 것이다.
도 1 은 종래 기술 분야의 연료 분사 시스템을 예시하고,
도 2 는 종래 기술 분야의 이중-연료 디젤 엔진의 작동 모드들을 예시하고,
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 연료 분사 시스템을 예시하고,
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 이중-연료 디젤 엔진의 작동 모드들을 예시한다.
도 2 는 종래 기술 분야의 이중-연료 디젤 엔진의 작동 모드들을 예시하고,
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 연료 분사 시스템을 예시하고,
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 이중-연료 디젤 엔진의 작동 모드들을 예시한다.
도 3 은 연료 분사 시스템을 개략적으로 예시하고, 그 일부가 연료 분사 제어 시스템이다. 이들 시스템은 이중-연료 디젤 엔진에서 사용을 위해 의도된 것이며, 시스템들은 모든 실린더가 본질적으로 동일하기 때문에, 여기서는 엔진의 하나의 실린더에 대한 연료 분사 시스템 및 연료 분사 제어 시스템을 논의해도 충분할 것이다.
제 1 전기 제어 시스템 (311) 은 전기 제어형 분사기인 제 1 액체 연료 분사기 (301) 의 작동을 제어하도록 구성된다. 제 2 전기 제어 시스템 (312) 은 또한 전기 제어형 분사기인 제 2 액체 연료 분사기 (302) 의 작동을 제어하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 전기 제어 시스템들 (311 및 312) 은 CCM들, 또는 실린더 제어 모듈들로 불리울 수 있다. 제 1 및 제 2 전기 제어 시스템들은 시스템들중 하나의 정확한 작동이 다른 시스템의 정확한 작동에 종속되지 않는다는 개념으로 서로 기능적으로 독립적이다; 환언하면 제 1 및 제 2 전기 제어 시스템들 (311 및 312) 의 각각은 다른 시스템이 고장나거나 또는 일반적으로 작동되지 않을지라도 일반적으로 작동을 계속할 수 있다. 따라서 제 1 및 제 2 전기 제어 시스템들 (311 및 312) 은 여분의 전기 제어 시스템들로서 불리울 수 있다.
연료 분사 시스템은 또한 제 1 및 제 2 액체 연료 분사기들 (301 및 302) 과 같이 전기 제어형 기체 연료 분사기 (303) 를 포함한다. 기술적으로 이중-연료 디젤 엔진의 실린더로의 기체 연료의 운반은 액체 연료의 운반과 약간 상이한 태스크이고, 이를 위해 기체 연료 분사기 (303) 는 또한 기체 연료 밸브로서 불리울 수 있다. 명료성을 위해 그리고 본 발명은 연료들이 실린더로 실제로 진입하는 기술적 방식에 상대적으로 덜민감하기 때문에, 실린더 내로 기체 연료를 제어 가능하게 운반하기 위해 구성된 모든 디바이스들을 설명하도록 명칭 "기체 연료 분사기" 가 사용되고, 기체 연료를 실린더 내로 진입시키는 모든 경우들을 설명하도록 동사 "분사한다" 가 사용된다. 이는 예를 들면 특허 출원 FI955900A 에서 개시된 바와 같이, 개별적인 공급물 파이프들로 각각의 실린더에 연결되는 가스가 엔진을 따라 진행하는 공통의 파이프를 통해 또는 직접 가스 분사 시스템에 의해 실린더에 공급되도록 행해질 수 있다.
도 3 의 실시형태에서, 기체 연료 분사기 (303) 및 제 2 액체 연료 분사기 (302) 는 제 2 전기 제어 시스템 (312) 인 동일한 제어 모듈 하에서 제어된다고 추측된다. 용어들 "제 1" 및 "제 2" 는 단지 이름들일 뿐이고, 따라서 기술적으로 기체 연료 분사기 및 제 1 액체 연료 분사기가 제 1 전기 제어 시스템 하에서 작동되고, 제 2 액체 연료 분사기가 제 2 전기 제어 시스템 하에서 작동된다고 완전히 동등하게 말할 수 있다. 대안적인 실시형태는 연료 분사기들 (301, 302, 및 303) 의 각각이 세개의 평행한, 상호 독립적인 전기 제어 시스템들의 각각의 하나 하에서 커플링되는 그러한 경우일 수 있다.
연료 분사 시스템은 기계 제어형 액체 연료 분사기 (304) 및 기계 제어 시스템 (313) 을 포함할 수 있지만, 시스템의 구조 및 그 기술적 실시예는 그러한 기계 분사 서브시스템이 완전히 배제된다면 상당히 간단하게 만들어질 수 있다. 현저한 이점들은 모든 필수적인 백업 기능들 및 리저브 모드들이 도 3 에서 301, 302, 303, 311, 및 312 와 같이 도시된 요소들로써 실시될 수 있도록 전기 제어형 부분들을 구성함으로써 달성될 수 있다.
기체 연료 모드에서 엔진을 작동시키는 것은 실린더 내로 기체 연료를 분사시키는 것을 포함한다. 그것은 또한 전기 제어형 액체 연료 분사기를 통해 실린더로의 파일럿 분사를 수행하는 것을 포함한다. 기체 연료 분사기 (303) 및 제 2 액체 연료 분사기 (302) 가 공통의 제어 시스템 하에서 작동되기 때문에, 실린더로의 파일럿 분사가 정상 기체 연료 모드에서 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 행해진다고 추측될 수 있다. 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통한 파일럿 분사에서의 고장의 경우에, 기체 연료 백업 모드는 실린더로의 파일럿 분사가 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 수행되도록 채용될 수 있다. 대안적인 실시형태로서, 실린더로의 파일럿 분사는 정상 기체 연료 모드에서 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해, 그리고 기체 연료 백업 모드에서 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 행해질 수 있다.
도 4 는 모드 다이어그램의 형태로 본 발명의 실시형태에 따른 방법의 몇몇 양상들을 예시한다. 정상 작동 모드들은 액체 연료 모드 (401) 및 기체 연료 모드 (402) 를 포함하고, 마지막에 언급된 것은 순수 기체 연료 모드 또는 혼합형 모드일 수 있다. 액체 연료 모드 (401) 는 양쪽 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 제 2 액체 연료 분사기 (302) 을 통해 실린더 내로 액체 연료를 분사하는 것을 포함한다. 액체 연료가 분사기들의 각각을 통해 분사되는 비율들은 변할 수 있다. 아래로 향하는 화살표는 액체 연료 모드로부터 기체 연료 모드 (402) 로의 전환 (411) 을 수행하는 것을 나타낸다. 예를 들면 엔진이 처음에 단지 액체 연료만으로 시작되는 스타트 업 페이즈 이후에 그러한 전환 (411) 이 이어질 수 있거나, 또는 전환 (411) 은 엔진의 오퍼레이터가 기체 연료를 연소시키는 것이 바람직하다고 생각할 때에 몇몇 다른 환경들 하에서 행해질 수 있다. 명확성을 위해 스타트 업들은 반드시 항상 액체 연료로 행해지는 것이 아니라는 것이 언급된다; 기체 연료 모드에서 즉시 이중-연료 디젤 엔진을 시작하는 것이 가능하다.
위쪽으로 향하는 화살표는 기체 연료 모드 (402) 로부터 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (412) 을 나타낸다. 스위칭 (412) 은 예를 들면 기체 연료 모드 (402) 에서 실린더 내로 기체 연료의 분사에서의 고장에 대한 반응으로서, 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (412) 이 신속하게 발생되도록 트립의 형태를 취할 수 있다. 고장은, 예를 들면 연료 분사 시스템에서 기술적으로 특이한 점이 없을지라도 기체 연료 모드에서 엔진의 정밀한 작동이 불가능하게 되는 동적 부하 조건들을 포함하도록 넓은 의미로 이해되어야 한다. 상기 경우에 표현 "기체 연료의 분사에서의 고장" 은 요구되는 것만큼 정밀하게 기체 연료의 분사를 제어하는 것에 대한 고장을 의미한다. 또한 예를 들면 기체 연료가 막 소진되고 엔진의 연속적인 작동이 따라서 단지 액체 연료 모드 (401) 로만 가능할 때에, 전환의 형태로 보다 부드럽게 스위칭 (412) 을 수행하는 것이 가능하다.
실린더 내로 액체 또는 기체 연료의 분사에서의 고장에 대한 반응으로서 방법은 액체 연료 백업 모드로의 스위칭을 포함하고, 도 4 의 모드 다이어그램에서 그 중 두개가 존재한다. 액체 연료 백업 모드는 일반적으로 단지 액체 연료만이 실린더 내로, 그리고 단지 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해서만 분사되는 모드를 의미한다. 두개 사이에서 차별화하도록, 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 는 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 디젤 엔진의 실린더 내로 액체 연료를 분사하는 것을 포함한다고 말할 수 있다. 유사하게 제 2 액체 연료 백업 모드 (422) 는 제 2 액체 연료 분사기 (302) 을 통해 디젤 엔진의 실린더 내로 액체 연료를 분사하는 것을 포함한다.
(정상) 액체 연료 모드 (401) 가 양쪽 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 실린더 내로 액체 연료를 분사하는 것을 포함한다는 것을 기억한다면, 방법은 (정상) 액체 연료 모드 (401) 로부터 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로의 스위칭 (431) 또는 (정상) 액체 연료 모드 (401) 로부터 제 2 액체 연료 백업 모드 (422) 로의 스위칭 (432) 을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 모드들의 이들 변경들은 각각 제 2 액체 연료 분사기 (302) 또는 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 분사를 중단하는 것에 상응한다.
이전에 제 1 추측으로서 (정상) 기체 연료 모드 (402) 는 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 실린더로의 파일럿 분사를 수행하는 것을 포함한다고 추측되었다. 따라서 기체 연료의 분사에서의 고장과 같은 몇몇 예상치못한 조건들이 액체 연료 백업 모드로의 스위칭을 발생시킨다면, 그것은 가장 가능성 있게 기체 연료 분사기 (303) 를 통한 분사를 중단함으로써 제 2 액체 연료 백업 모드 (422) 로의 스위칭 (433) 을 의미한다.
방법의 실행은 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로 시스템을 바꿀 때에, 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통한 액체 연료의 분사에서의 고장일 가능성이 크기 때문에 그러한 종류의 고장은 기체 연료 분사기 (303) 의 작동에 그와 같은 영향을 주지 않는다. 따라서, 하나의 가능성으로서, 방법은 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로부터 기체 연료 백업 모드 (423) 로 전환 (441) 을 수행하는 것을 포함할 수 있고, 상기 기체 연료 백업 모드에서 기체 연료는 디젤 엔진의 실린더 내로 분사되지만, 실린더로의 파일럿 분사는 (정상) 기체 연료 모드 (402) 에서와 같이, 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 수행되지 않고 제 1 액체 연료 분사기 (301) 을 통해 수행된다. 기체 연료 백업 모드 (423) 중에서 실린더 내로 기체 연료의 분사에서의 고장에 대한 반응으로서, 방법은 다시 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로의 스위칭 (442) 을 포함할 수 있다.
도 4 는 백업 모드로부터 정상 모드로의 회복, 즉 스위칭의 성질을 갖는 모드의 세개의 변경들을 예시한다. 연료 분사의 모든 양상들이 일반적으로 작동하고 완전한 제어 하에서 있는 것이 보장될 수 있다면 백업 모드로부터의 회복은 단지 실행 가능하기 때문에, 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로부터 (정상) 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (434), 또는 제 2 액체 연료 백업 모드 (422) 로부터 (정상) 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (435), 또는 제 2 액체 연료 백업 모드로부터 (정상) 기체 연료 모드 (402) 로의 스위칭 (436) 모두는 전환의 형태를 취하지만 트립의 형태를 취하지 않는다고 추측하는 것이 합리적이다.
액체 연료 모드들은 기체 연료 모드들보다 본래 다소 더 안정적이고 제어하는 데 다소 더 용이하다. 따라서, 예를 들면 도 4 에 436 으로서 예시된 바와 같이 기체 연료 모드 (402) 로 직접 회복을 수행하는 것이 가능할 지라도, 본 발명의 유리한 실시형태는 기체 연료 백업 모드 (423) 로부터 또는 액체 연료 백업 모드들 (421 또는 422) 의 하나로부터 기체 연료 모드 (402) 로 액체 연료 모드 (401) 를 통해 회복을 행하는 것을 포함한다. 방법은 처음에 기체 연료 백업 모드 (423) 로부터 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로의 스위칭 (442), 그 후 액체 연료 백업 모드 (421) 로부터 (정상) 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (434), 및 마지막으로 액체 연료 모드 (401) 로부터 기체 연료 모드 (402) 로의 스위칭 (411) 을 포함할 수 있다. 회복을 위한 스타팅 지점이 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 였다면, 절차는 단지 그 초기 전환 (442) 을 생략한 상기와 동일하다. 직접 회복 (436) 에 대한 대안으로서 방법은 제 2 액체 연료 백업 모드 (422) 로부터 (정상) 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (435) 및 바로 그이후 액체 연료 모드 (401) 로부터 기체 연료 모드 (402) 로의 스위칭 (411) 을 포함할 수 있다.
상기 설명된 모드의 변경들 및 모드들을 실현할 수 있도록, 제 1 전기 제어 시스템 (311) 및 제 2 전기 제어 시스템 (312) 양쪽은 실린더에 기체 연료를 분사하는 것을 포함하는 이중-연료 모드 (402 또는 423) 에서 디젤 엔진의 작동 중에 동일한 실린더 내로 각각의 액체 연료 분사기 (301 또는 302) 를 통해 파일럿 분사를 선택적으로 수행하기 위해 구성된다. 전기 제어 시스템은 본질적으로 프로세서에 의해 실행될 때, 적절한 제어 방법의 실시를 행하게 하는 기계로 판독 가능한 지시들이 제공되는 프로그래밍 가능한 회로이다. CCM, 또는 실린더 제어 모듈은 입력들로서 제어 커맨드들을 취하고, 분사기들 및/또는 밸브들을 개방시키고 폐쇄시키는 솔레노이드들 또는 다른 액츄에이터들을 전기적으로 구동하는 전기 제어 시스템이다. 예를 들면 파일럿 분사를 수행하도록 그러한 전기 제어 시스템을 구성하는 것은 적절한 전기 제어형 액체 연료 분사기를 위한 출력 연결부를 갖는 전기 제어 시스템을 제공하는 것, 및 파일럿 분사를 위한 기계로 판독 가능한 지시들로 전기 제어 시스템을 프로그램밍하는 것을 포함한다. 전기 제어 시스템들의 하나가 도 3 에서 제 2 전기 제어 시스템 (312) 과 같이 임의로 액체 연료 분사기 및 기체 연료 분사기를 사용한다면, 적절한 전기 제어형 기체 연료 분사기를 위한 출력 연결부를 갖는 전기 제어 시스템을 제공함으로써 그리고 기체 연료 분사를 위한 기계로 판독 가능한 지시들로 전기 제어 시스템을 프로그래밍함으로써, 이중-연료 모드로의 상기 디젤 엔진의 작동 중에 기체 연료 분사기의 작동을 제어하는 것이 부가적으로 구성된다.
상기에서 전기 제어 시스템들 (311 및 312) 은 CCM (실린더 제어 모듈) 의 컨셉과 비교될 수 있어서, 특정한 수의 실린더들을 갖는 이중-연료 디젤 엔진에 대해 각각의 실린더에 대해 두 배수의 전기 제어 시스템들이, 즉 두개가 존재할 것이라고 추측된다. 실린더-특정의 전기 제어 시스템들의 제공은 도 4 에서 예시된 모드 변경들 및 모드들이 다른 실린더들에 독립적으로 각각의 실린더에서 행해질 수 있다는 이점을 포함한다. 그것은 동시의 고장이 양쪽 제 1 및 제 2 전기 제어 시스템들에서 발생되어, 단지 기계 분사 제어 (설치된다면) 의 사용만을 가능하게 할지라도, 이는 단지 엔진에서 실린더들의 하나에만 영향을 준다는 이점을 포함한다. 그러나, 전기 제어 시스템들을 실린더-특정으로 만드는 것은 본 발명의 필수 요건은 아니다: 동일한 모드들 및 모드 변경들은 또한 엔진에서 모든 실린더들에 공통인 집중형 제어 시스템들로써 실시될 수 있다. 집중형 해결책에서 하나의 전기 제어 시스템에서의 고장이 여전히 상기 설명된 백업 모드들의 적어도 하나를 채용하는 것을 가능하게 보장하도록 상호 여분의 제 1 및 제 2 전기 제어 시스템들로 분할을 유지하는 것이 유리하다. 모드의 변경은 과도한 노크가 발생하는 경우와 같은 예를 들면 비정상 조건들 및 결함 상태들일 때에, 행해질 수 있다.
Claims (10)
- 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법으로서:
- 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 상기 이중-연료 디젤 엔진의 실린더 내로의 액체 연료의 분사를 제어하도록 제 1 전기 제어 시스템 (311) 을 사용하는 단계,
- 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 와 상이한 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 상기 이중-연료 디젤 엔진의 상기 실린더 내로의 액체 연료의 분사를 제어하도록 제 2 전기 제어 시스템 (312) 을 사용하는 단계,
- 기체 연료 모드 (402) 에서, 상기 이중-연료 디젤 엔진의 상기 실린더 내로 기체 연료를 분사하고 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 상기 실린더로의 파일럿 분사를 수행하는 단계, 및
- 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통한 상기 파일럿 분사에서의 고장의 경우에, 상기 실린더로의 파일럿 분사가 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 수행되는 기체 연료 백업 모드 (423) 를 채용하는 단계를 포함하는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
- 상기 실린더 내로의 액체 또는 기체 연료의 분사에서의 고장에 대한 반응으로서, 단지 액체 연료만이 상기 실린더 내로 그리고 단지 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 의 하나를 통해서만 분사되는 액체 연료 백업 모드 (421, 422) 로의 스위칭 (431, 432, 433) 을 포함하는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 제 2 항에 있어서,
- 상기 액체 연료 백업 모드는 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 를 통해 상기 이중-연료 디젤 엔진의 상기 실린더 내로 액체 연료를 분사하는 것을 포함하는 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 이고,
- 상기 방법은 상기 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로부터 상기 기체 연료 백업 모드 (423) 로의 전환 (441) 을 수행하는 것을 포함하는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 제 3 항에 있어서,
- 상기 기체 연료 백업 모드 (423) 중에 상기 실린더 내로 기체 연료의 분사에서의 고장에 대한 반응으로서, 상기 제 1 액체 연료 백업 모드 (421) 로의 스위칭 (442) 을 포함하는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 양쪽 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 를 통해 상기 실린더 내로 액체 연료를 분사하는 것을 포함하는 액체 연료 모드 (401) 로부터 상기 기체 연료 모드 (402) 로의 전환 (411) 을 수행하는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 제 5 항에 있어서,
기체 연료 백업 모드 (423) 또는 액체 연료 백업 모드 (421, 422) 로부터 상기 기체 연료 모드로의 회복은 상기 액체 연료 모드 (401) 를 통해 행해지는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
- 상기 기체 연료 모드 (402) 중에 상기 실린더로 기체 연료의 분사에서의 고장에 대한 반응으로서, 상기 액체 연료 모드 (401) 로의 스위칭 (412) 을 포함하는, 이중-연료 디젤 엔진을 제어하기 위한 방법. - 이중-연료 디젤 엔진을 위한 연료 분사 제어 시스템으로서:
- 제 1 액체 연료 분사기 (301) 의 작동을 제어하도록 구성되는 제 1 전기 제어 시스템 (311), 및
- 제 2 액체 연료 분사기 (302) 의 작동을 제어하도록 구성되는 제 2 전기 제어 시스템 (312);
양쪽 상기 제 1 전기 제어 시스템 (311) 및 상기 제 2 전기 제어 시스템 (312) 은 실린더로 기체 연료를 분사하는 것을 포함하는 이중-연료 모드 (402, 423) 에서 상기 이중-연료 디젤 엔진의 작동 중에 동일한 실린더 내로 각각의 액체 연료 분사기 (301, 302) 를 통해 파일럿 분사를 선택적으로 수행하기 위해 구성되는, 이중-연료 디젤 엔진을 위한 연료 분사 제어 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 전기 제어 시스템 (312) 은 또한 상기 이중-연료 모드 (402, 423) 에서 상기 이중-연료 디젤 엔진의 작동 중에 기체 연료 분사기 (303) 의 작동을 제어하도록 구성되는, 이중-연료 디젤 엔진을 위한 연료 분사 제어 시스템. - 이중-연료 디젤 엔진을 위한 연료 분사 시스템으로서,
- 동일한 실린더 내로 액체 연료를 분사하도록 구성되는 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 제 2 액체 연료 분사기 (302),
- 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 및 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 로서 동일한 실린더 내로 기체 연료를 분사하도록 구성되는 기체 연료 분사기 (303), 및
- 상기 제 1 액체 연료 분사기 (301) 와 상기 제 2 액체 연료 분사기 (302) 및 상기 기체 연료 분사기 (303) 를 제어하도록 커플링되는 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 연료 분사 제어 시스템을 포함하는, 이중-연료 디젤 엔진을 위한 연료 분사 시스템.
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