KR20180061368A - 고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 장치 - Google Patents

고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180061368A
KR20180061368A KR1020187013533A KR20187013533A KR20180061368A KR 20180061368 A KR20180061368 A KR 20180061368A KR 1020187013533 A KR1020187013533 A KR 1020187013533A KR 20187013533 A KR20187013533 A KR 20187013533A KR 20180061368 A KR20180061368 A KR 20180061368A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
internal combustion
combustion engine
fuel
time period
Prior art date
Application number
KR1020187013533A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102074606B1 (ko
Inventor
에빈 아흐라이드너
크리스토프 클리써
토비아스 리치
Original Assignee
콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 filed Critical 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Publication of KR20180061368A publication Critical patent/KR20180061368A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102074606B1 publication Critical patent/KR102074606B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • F02D41/3872Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves characterised by leakage flow in injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/023Means for varying pressure in common rails
    • F02M63/026Means for reducing the pressure in common rails at power off
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602Fuel pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31Control of the fuel pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems
    • Y02T10/48

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은, 자동차의 내연 엔진용 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 대응하는 장치로서, 상기 시스템은, 자동차 운전자에 의한 개입과는 독립적으로 상기 내연 엔진을 스위치오프할 수 있고, 그리고 나서 재시동을 걸 수 있는 자동 정지/시동 기능(90)을 포함하는, 상기 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 대응하는 장치에 관한 것이다. 상기 내연 엔진의 적어도 하나의 실린더에 연료를 분사하기 위해 적어도 하나의 고압 연료 펌프 분사기(70)가 연결된 고압 저장소(60)로 연료를 펌핑하는데 고압 연료 펌프(35)가 사용되고, 전기 작동식 감압 밸브(PDV)를 사용하여 고압 측에서 상기 연료 압력이 조절될 수 있다. 상기 내연 엔진이 정지될 때, 정지/시동 사이클 내의 정지 단계 후 재시동을 보장하는 분사 방출 압력의 지정된 값이 수립될 때까지 상기 감압 밸브(PDV)가 개방되고, 그 이후 상기 감압 밸브(PDV)가 폐쇄된다. 상기 내연 엔진의 재시동이 지정된 시간 기간 내에 발생하는지 여부를 결정하는 점검이 수행된다. 상기 지정된 시간 기간 내에 재시동이 발생하는 경우 상기 방출 압력의 값을 사용하여 연료가 분사된다. 만약 재시동이 발생하지 않는 경우, 상기 고압 저장소(60) 내 연료의 압력이 상기 자동차의 주변 압력의 값으로 감소할 때까지 상기 지정된 시간 기간이 만료된 후에 상기 감압 밸브(PDV)가 개방된다.

Description

고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 장치
본 발명은 특허 청구항 1 및 7에 기재된 고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
자동차를 구동하는 현대의 내연 엔진에는 100바(bar) 초과 내지 250바에 이르는 시스템 압력에서 연료를 연소 챔버로 직접 분사하는 고압 연료 분사 시스템이 장착되어 있다. 이러한 상황에서, 내연 엔진이 스위치오프될 때, 분사 밸브가 연결된 연료 레일 내에 시스템 압력이 존재하는 것으로 인해 분사 밸브에서 연소 챔버로 극히 작은 누설("팁 누설")을 통해 압력이 서서히 (몇 시간에 걸쳐) 소산된다는 문제가 있다. 내연 엔진이 상대적으로 긴 비활성화 상태 후에, 예를 들어, 6시간 내지 36시간 후에 다시 시동될 때, 이것은 연소 챔버에 추가적인 연료가 존재하는 것으로 인해 배기 가스 배출을 증가시킨다.
시스템 압력에 대한 최대 값이 향후 고압 연료 분사 시스템에서 상당한 정도로 더 증가된다면 이 문제는 악화될 것이다. 향후 법규(예를 들어, EU6c)에서 배기 가스 배출 한도 및 허용되는 입자 수를 준수해야 하는 증가된 요구 조건을 충족시키기 위해 시스템 압력 요구 조건은 350바 내지 500바의 범위에서 고려될 수 있다. 동시에, 압력 설정점은 시스템 압력에 대한 최대 값이 매우 높은 경우에 내연 엔진의 작동 범위에 걸쳐 상당히 더 높은 가변성(디젤 응용에서의 것과 유사한 가변성)을 나타낼 것으로 예상될 수 있다. 이것은 한편으로는 현재 적용 가능한 NEDC(New European Driving Cycle), 및 논의 중에 있는 RDC(Real Driving Cycle) 또는 WLTC(Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle)와 같은 향후 테스트 사이클이 적용될 수 있기 때문에 필요하다. RDC(Real Driving Cycle)는 최대 부하에서도 입자 수를 줄이는데 높은 시스템 압력이 요구되는 내연 엔진의 동작점을 포함한다. 이와 달리 NEDC(New European Driving Cycle)에서는 현재 시스템 압력이 계속 적용될 것이다. 그래서 정지/시동 기능의 중요성이 또한 계속 증가할 것이며, 이것은 또한 배기 가스 테스트 사이클의 일부이다. 이러한 자동 시동/정지 기능으로, 내연 엔진은 자동차 운전자에 의한 개입과는 독립적으로 자동으로 스위치오프될 수 있고, 점화 키 또는 시동 버튼을 조작하지 않고도, 예를 들어, 가속 페달 또는 클러치 페달을 터치하는 것에 의해 자동으로 재시동될 수 있다. 이러한 상황에서, 내연 엔진은 특히 내연 엔진의 구동력이 요구되지 않은 장기간의 아이들(idle) 상태에서 스위치오프된다. 이러한 방식으로, 특히 교통 신호등이 많은 도심 교통 상황에서 상당한 연료 절감을 달성할 수 있다.
정지/시동 기능을 사용할 때 특히 재시동을 하는 것은 또한 향후에 입자 수를 줄이기 위해 상당히 더 높은 시스템 압력에서 일어날 것이다. 재시동에 대한 엄격한 시간 요구 조건으로 인해 요구되는 시스템 압력은 고압 펌프로 압력을 높이는 것에 의해 달성되는 것이 아니라, 내연 엔진이 정지될 때마다 고압 시스템에 존재하는 레일 내 시스템 압력에 의해 달성된다.
그러나, 이러한 해결책은, 이것이 이제 정지/시동 후의 재시동인지 또는 내연 엔진의 장기간의 비활성화 시간 후의 새로운 시동인지 여부를 구별할 수 없고, 분사 밸브에서 연소 챔버로의 누설이 매우 작기 때문에 이용 가능한 레일 압력이 이에 대응하여 감소하기 때문에 팁 누설에 대해서는 중요하다.
내연 엔진이 정지할 때 레일 내 압력이 주변 압력으로 감소되면 팁 누설이 방지될 수 있다. 그러나 현재 시스템에는 압력을 감소시키는 능동적인 기능이 없기 때문에 이것이 불가능하다. 즉, 내연 엔진이 정지될 때, 한편으로는 정지/시동 기능에 의한 재시동을 보장하는 가능성이 여전히 존재하고, 다른 한편으로는, 차량이 주차될 때 시스템 내 압력이 높은 팁 누설을 초래하지 않는 방식으로 압력을 인가하는 노력이 이루어져야 한다. 그러나 이것은 단지 절충안일 뿐, 팁 누설을 피할 수는 없다. 전술한 바와 같이, 시스템 압력에 대한 최대 값들 및 또한 분사 방출 압력(injection release pressure)이 더욱 증가한다면 이러한 상황은 악화된다. 분사 방출 압력은 제1 분사 공정 동안 요구되는 압력을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
시스템 압력이 향후 연료 분사 시스템에서 상당히 증가한다면, 전술된 바와 같이, 이러한 상황에서 가변적인 압력 설정점이 또한 필요할 수 있다. 고압 측의 연료 분사 시스템은 매우 작은 누설을 제외하고 누설 방지 상태에 있으므로, 시스템의 고압 측에서 능동적인 감압(pressure reduction)이 발생할 가능성이 있는 경우에만 가변적인 압력 설정점이 제공될 수 있다.
본 발명의 기본 목적은 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 압력을 선택적으로 감압시킬 수 있는 개선된 방법 및 개선된 장치를 제시하는 것이다.
본 목적은 독립 특허 청구항의 특징에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속 청구항에서 제시된다.
본 발명은, 자동차의 내연 엔진용 고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 대응하는 장치로서, 상기 시스템은, 자동차 운전자에 의한 개입과는 독립적으로 상기 내연 엔진을 스위치오프할 수 있고, 그리고 나서 재시동을 걸어, 고압 연료 펌프를 사용해서, 상기 내연 엔진의 적어도 하나의 실린더에 연료를 분사하기 위해 적어도 하나의 고압 연료 분사기가 연결된 고압 저장소로 연료를 펌핑하고, 전기 작동식 감압 밸브(pressure reduction valve)를 사용하여 고압 측에서 연료 압력을 조절할 수 있는 자동 정지/시동 기능을 포함하는, 상기 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 대응하는 장치를 특징으로 한다. 상기 내연 엔진이 정지될 때, 정지/시동 사이클의 정지 단계 후에 재시동을 보장하는 분사 방출 압력의 지정된 값이 수립될 때까지 상기 감압 밸브는 개방되고, 그 이후 상기 감압 밸브는 폐쇄된다. 상기 내연 엔진의 재시동이 지정된 시간 기간 내에 발생하는지 여부를 결정하는 점검이 수행된다. 상기 지정된 시간 기간 내에 재시동이 발생하면 상기 방출 압력의 값을 사용하여 연료가 분사된다. 만약 재시동이 발생하지 않으면, 상기 고압 저장소 내 연료의 압력이 상기 자동차의 주변 압력의 값으로 감소할 때까지 상기 지정된 시간 기간이 만료된 후에 상기 감압 밸브가 개방된다.
본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해, 상기 내연 엔진의 장기간의 정지 동안 연료가 상기 연소 챔버로 매우 작은 누설(팁 누설)의 형태로 도입하는 것이 간단한 방식으로 신뢰성 있게 방지될 수 있다. 그 결과, 상기 내연 엔진이 재시동될 때 증가된 배출은 일어나지 않는다.
유리한 실시예에 따르면, 상기 지정된 시간 기간은 상기 내연 엔진이 스위치오프된 후에도 상기 내연 엔진에 대한 개-루프 및/또는 폐-루프 제어를 실행하는 제어기가 여전히 동작하는 제어 유닛 후-실행(after-run)에 대응한다. 즉, 상기 고압 연료 분사 시스템의 고압 측에서 상기 감압 밸브를 제어하는 것은 상기 내연 엔진이 정지될 때 상기 제어 유닛의 후-실행을 위한 제어 신호와 연결된다. 이에 의해, 상기 제어 유닛 후-실행이 완료 시에 시스템 압력을 상기 분사 방출 압력 레벨로부터 주변 압력으로 감소시키기 위해 상기 감압 밸브가 선택적으로 제어된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 지정된 시간 기간이 만료된 후 및 상기 내연 엔진의 개-루프 및/또는 폐-루프 제어를 실행하는 제어기가 비활성화된 상태에서, 상기 장치는 웨이크-업(wake-up) 신호에 의해 잠시 활성화되고, 상기 감압 밸브는 상기 제어기의 신호에 의해 개방된다. 또한 이에 의해, 상기 고압 연료 분사기의 누설로 인해 연료가 상기 내연 엔진의 연소 챔버로 원치 않게 입력되는 것을 신뢰성 있게 방지하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 장점들 및 실시예들은 다음의 설명 및 예시적인 실시예들의 도면들로부터 명백해질 것이다.
도 1은 제1 예시적인 실시예에 따른 고압 연료 분사 시스템을 갖는 내연 엔진의 개략도; 및
도 2는 제2 예시적인 실시예에 따른 고압 연료 분사 시스템을 갖는 내연 엔진의 개략도.
동일한 디자인 및/또는 기능을 갖는 요소에는 모든 도면에서 동일한 참조 기호가 제공된다.
도 1에는 내연 엔진의 실린더의 연소 챔버에 연료를 분사하기 위한 점화식 내연 엔진의 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)이 개략적으로 도시되어 있다.
고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)은, 바람직하게는 전기 동작식 펌프이고 연료 저장 탱크(15) 내에 배열된 연료 예비-공급 펌프(10)(탱크 펌프)를 갖는다. 연료 예비-공급 펌프(10)의 출구는 제1 저압 공급 라인(20) 및 이에 배열된 연료 필터(25)에 의해 고압 연료 펌프 유닛(30)에 연결된다. 이것은 고압 연료 펌프(35)를 갖고, 이 고압 연료 펌프(35)의 상류에는 연료 댐퍼(40) 및 전기 작동식 체적 유동 제어 밸브(45)가 있다. 이 예에서, 체적 유동 제어 밸브(45)는 디지털 입구 밸브로서 구현된다.
고압 연료 펌프(35)는 출구 밸브(50) 및 고압 라인(55)을 통해 고압 저장소(60)(공통 레일, 연료 레일)에 고압 연료를 공급한다. 출구 밸브(50)는 스프링-장착된 체크 밸브로서 구현되거나 또는 전기 작동식 밸브(디지털 출구 밸브)로서 구현될 수 있다. 연료 압력을 결정하기 위해, 압력 센서(65)가 고압 저장소(60)에 제공된다.
고압 연료 분사기(70)는 내연 엔진의 실린더의 수에 따라 고압 저장소(60)에 연결된다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 내연 엔진은 4개의 실린더 및 그리하여 4개의 고압 연료 분사기(70)를 갖는다. 그러나, 본 발명은 임의의 수의 실린더를 갖는 내연 엔진에도 사용될 수 있다.
RDC(Real Driving Cycle)와 같이 향후 배기 가스 배출 테스트의 과정에서 유리하게는 매우 동적인 압력 변화가 있든 없든 상관 없이 또는 안전 상의 이유로 내연 엔진이 스위치오프된 후, 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS) 내의 압력을 선택적으로 감소시키기 위해, 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)에는 압력 감쇠 밸브(PDV: Pressure Decay Valve) 형태의 능동 감압을 위한 액추에이터가 제공된다. 이러한 상황에서, "능동"이라는 표현은, 지정된 압력에 도달하면 자동으로 개방되는 스프링-장착된 압력 경감 밸브와는 달리, 이 감압 밸브(PDV)는 전기 신호로 개방되고 폐쇄될 수 있다는 것을 의미한다. 이 제1 예시적인 실시예에서, 감압 밸브(PDV)는 고압 저장소(60)에 배열된다. 감압 밸브(PDV)가 개방되면, 연료는 복귀 라인(80)을 통해 연료 필터(25)의 하류 지점에서 제1 저압 공급 라인(20)으로 다시 흐른다. 이 능동 감압 밸브는 유리하게는 디지털 온/오프 밸브로서 구현된다. 그러나 능동 감압 밸브는 비례 밸브(압력 제어 밸브, PCV(Pressure Control Valve))로 구현될 수도 있다.
또한, 내연 엔진에는 전기적 시동을 위한 시동 장치(85)가 할당되고, 상기 장치는 내연 엔진의 크랭크샤프트에 연결된다. 여기서, 시동 장치(85)는 예를 들어 종래의 스타터 또는 "통합된 스타터-발전기"를 포함할 수 있다.
내연 엔진을 개-루프 및 폐-루프 제어하기 위해, 내연 엔진을 동작시키기 위한 장치 또는 간단히 엔진 제어 유닛이라고도 칭할 수 있는 제어기(100)가 제공된다. 이 제어기에는, 다양한 측정 변수를 검출하고 측정 변수의 측정된 값들을 결정하는 센서들이 할당된다. 동작 변수들은 측정 변수들을 포함할 뿐만 아니라 이들로부터 유도된 변수들을 포함한다. 동작 변수들 중 적어도 하나의 동작 변수에 따라 작동 신호들에 의해, 제어기(100)는 내연 엔진에 할당된 최종 제어 요소들을 작동시키고, 이 최종 제어 요소들에는 대응하는 작동 구동 장치들이 할당된다.
본 발명의 상황에서, 고압 저장소(60) 상의 압력 센서(65)는 특히 관련 센서로서 언급될 수 있다. 내연 엔진 및/또는 상기 내연 엔진의 보조 유닛들을 개-루프 및/또는 폐-루프 제어하는데 필요하지만 본 발명을 이해하는데 필수적이지 않은 추가적인 센서들로부터 오는 신호는 도 1에서 일반적으로 참조 부호(ES)로 표시된다.
최종 제어 요소들은, 예를 들어, 체적 유동 제어 밸브(45), 감압 밸브(PDV), 연료 예비-공급 펌프(10), 고압 연료 분사기(70), 및 시동 장치(85)이다. 내연 엔진 및/또는 상기 내연 엔진의 보조 유닛들을 동작시키는데 필요하지만 본 발명을 이해하는 데에는 필수적이지 않은 최종 제어 요소들에 대한 추가적인 신호들은 도 1에서 일반적으로 참조 부호(AS)로 표시된다.
제어기(100)는 프로그램 메모리(105) 및 값 메모리(데이터 메모리)(106)에 연결된 프로세서(104)를 포함하는 것이 바람직하다. 프로세서(104), 프로그램 메모리(105) 및 값 메모리(106)는 각각 하나 이상의 마이크로 전자 부품을 포함할 수 있다. 대안으로서, 이들 부품은 부분적으로 또는 완전히 단일 마이크로 전자 부품에 통합될 수 있다. 프로그램 메모리(105) 및 값 메모리(106)는 내연 엔진을 동작시키는데 필요한 저장된 프로그램들 또는 값들을 포함한다. 특히 다수의 맵-기반 제어 기능이 소프트웨어로 구현되는데, 특히 특정 조건 및/또는 요구 조건이 존재할 때, 내연 엔진에 의해 구동되는 자동차의 운전자와는 독립적으로 내연 엔진을 자동으로 정지시키고, 특정 조건 및/또는 요구 조건이 존재할 때 내연 엔진을 시동 거는 "자동 정지/시동 기능"(90) 및 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)을 동작시키는 방법으로 구현된다. 이를 위해, 자동 정지/시동 기능(90)은 전기적 연결에 의해 시동 장치(85)에 연결된다.
내연 엔진용 고압 연료 분사 시스템의 또 다른 예시적인 실시예가 도 2에 도시되어 있는데, 이 시스템은, 감압 밸브(PDV)가 고압 저장소(60)에 배열되지 않고 고압 펌프 유닛(30) 내에 통합되어 있다는 점에서, 도 1에 도시된 예시적인 실시예와 다르다. 감압 밸브(PDV)가 개방되면, 연료는 복귀 라인(80')을 거쳐 연료 필터(25)의 하류 지점에서 저압 공급 라인(20)으로 다시 흐른다. 이 예시적인 실시예에서 다른 부품들 및 그 동작은 도 1을 참조하여 설명된 예시적인 실시예에 있는 부품들 및 그 동작과 동일하므로, 이에 대해서는 다시 설명하지 않는다.
팁 누설을 피하기 위해 감압 밸브(PDV)가 매우 효과적인 방식으로 추가적으로 사용될 수 있는 방식이 아래에서 설명된다. 그러나, 또한 감압 밸브(PDV)는 내연 엔진의 정지/시동 단계 후에 재시동을 위한 최적의 재현 가능한 분사 방출 압력을 설정하는 데에도 사용될 수 있다.
내연 엔진이 각각 정지 시에, 연료 분사 시스템의 고압 측에 있는 감압 밸브(PDV)는 시스템 압력이 내연 엔진이 후속 시동 걸기 위한 최적의 분사 방출 압력으로 조절되는 방식으로 제어되고, 여기서 방출 압력은 내연 엔진의 정지/시동 동작을 하는데 요구되는 압력이다.
정지/시동 단계 후에 내연 엔진이 재시동되는 경우, 최적의 압력에서 재시동이 일어날 수 있어서, 연소를 위한 최적의 전제 조건이 또한 이용 가능하다. 이러한 내연 엔진의 재시동은 내연 엔진이 스위치오프되는 시간 기간이 2분 이하이면 제어기(10)에 의해 검출된다. 이 시간 기간은 예를 들어 제어기(100)에 포함된 타이머(107)에 의해 결정될 수 있다.
그러나, 내연 엔진에 의해 구동되는 차량의 운전자가 더 긴 시간 기간(2분 초과 내지 6시간 또는 36시간의 시간 기간) 동안 엔진을 스위치오프하기로 결정하였다면, 내연 엔진을 시동 거는데 요구되는 시스템 압력 또는 예를 들어, 서두에 언급된 약 150바 내지 200바에 이르는 재시동에 요구되는 시스템 압력이 이 시간 기간 동안 고압 저장소(60)에 및 그리하여 또한 고압 연료 분사기(70)에 존재하여서, 그리하여 또한 후속 배기 가스 배출 테스트 전에 팁 누설을 야기하여 결과적으로 대응하여 더 많은 배기 가스를 배출할 수 있다.
이 경우(2분을 초과하는 기간 동안 내연 엔진이 정지하는 경우), 시스템 압력과 고압 연료 분사 시스템은 연소 챔버로의 누설을 피하기 위해 능동적인 방식으로, 즉, 선택적으로 외부에서 개입하는 것을 통해 주변 압력으로 감소되어야 한다. 이러한 주변 압력으로의 강하는 다음과 같이 달성될 수 있다.
감압 밸브(PDV)를 전기적으로 활성화하는 것은 제어 유닛 후-실행에 대한 것과 동일한 전력 공급 장치를 통해 달성된다. 본 발명의 상황에서, "제어 유닛 후-실행"이라는 용어는 내연 엔진이 스위치오프되고 정지된 후에 제어기(100)가 동작 상태로 유지되는 시간 기간을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로 최대 2분과 같은 이 시간 기간은, 내연 엔진의 정지 후 다양한 연산 동작을 완료하고 비-휘발성 메모리에 값들을 기록하는데 요구되는 것이며, 여기서 이들 값은 내연 엔진의 그 다음 초기화, 즉 그 다음 시동 시에 사용된다.
제어 유닛 후-실행의 이 시간 기간 내에 내연 엔진의 재시동이 없는 경우, 감압 밸브를 개방하여 고압 연료 분사 시스템을 유압적으로 감압시켜 고압 저장소 내 압력을 감소시키기 위해 제어 유닛 후-실행이 완료 시에 감압 밸브(PDV)에 제어 신호가 인가된다. 이에 따라, 내연 엔진의 연소 챔버로의 "팁 누설"이 방지된다.
다른 실시예에서, 감압 밸브(PDV)는 제어 유닛 후-실행이 완료된 후에도 폐쇄된 상태로 유지될 수 있고, 제어기는 웨이크-업 기능과 관련하여 10분 내지 60분 또는 120분 후에 수 초 동안 "웨이크-업"될 수 있고, 그 이후 제어기(100)로부터 오는 신호에 의해 감압 밸브(PDV)가 개방되어 시스템 압력이 감소되고 시스템이 감압되는 것이 보장될 수 있다.
10: 연료 예비-공급 펌프 15: 연료 저장 탱크
20: 저압 공급 라인 25: 연료 필터
30: 고압 연료 펌프 유닛 35: 고압 연료 펌프
40: 연료 댐퍼
45: 체적 유동 제어 밸브, 디지털 입구 밸브
50: 출구 밸브 55: 고압 라인
60: 고압 저장소(공통 레일, 연료 레일) 65: 압력 센서
70: 고압 연료 분사기 80, 80': 복귀 라인
85: 시동 장치 90: 자동 정지/시동 기능
100: 제어기 104: 프로세서
105: 프로그램 메모리 106: 값 메모리(데이터 메모리)
107: 타이머 HD_SYS: 고압 연료 분사 시스템
PDV: 감압 밸브, 압력 감쇠 밸브 ES: 입력 신호
AS: 출력 신호 PDV: 감압 밸브

Claims (9)

  1. 자동차의 내연 엔진용 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법으로서, 상기 시스템은, 자동차 운전자에 의한 개입과는 독립적으로 상기 내연 엔진을 스위치오프할 수 있고, 그리고 나서 재시동을 걸어서 고압 연료 펌프(35)를 사용해서, 상기 내연 엔진의 적어도 하나의 실린더에 연료를 분사하기 위해 적어도 하나의 고압 연료 분사기(70)가 연결된 고압 저장소(60)로 연료를 펌핑하고, 전기 작동식 감압 밸브(PDV)를 사용하여 고압 측에서 연료 압력을 조절할 수 있는 자동 정지/시동 기능(90)을 포함하되,
    - 상기 내연 엔진이 정지할 때 정지/시동 사이클의 정지 단계 후 재시동을 보장하는 분사 방출 압력의 지정된 값이 수립될 때까지 상기 감압 밸브(PDV)를 개방하고 나서 그 이후 상기 감압 밸브(PDV)를 폐쇄하는 단계;
    - 상기 내연 엔진의 재시동이 특정 시간 기간 내에 발생하는지 여부를 결정하는 점검을 수행하는 단계;
    - 상기 지정된 시간 기간 내에 재시동이 발생하면 상기 방출 압력의 값을 사용하여 상기 연료를 분사하는 단계; 및
    - 만약 재시동이 발생하지 않으면, 상기 고압 저장소(60) 내 연료의 압력이 상기 자동차의 주변 압력의 값으로 감소할 때까지 상기 지정된 시간 기간이 만료된 후에 상기 감압 밸브(PDV)를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지정된 시간 기간은, 상기 내연 엔진이 스위치오프된 후에도 상기 내연 엔진에 대한 개-루프 및/또는 폐-루프 제어를 실행하는 제어기(100)가 여전히 동작하는 제어 유닛 후-실행(after-run)에 대응하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지정된 시간 기간이 만료된 후 및 상기 내연 엔진의 개-루프 및/또는 폐-루프 제어를 실행하는 제어기(100)가 비활성화된 상태에서, 웨이크-업 신호에 의해 상기 장치를 잠시 활성화하고, 상기 제어기(100)의 신호에 의해 상기 감압 밸브(PDV)를 개방하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 지정된 시간 기간은 1분 내지 3분인 것을 특징으로 하는 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 지정된 시간 기간은 10분 내지 120분인 것을 특징으로 하는 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고압 저장소(60) 내의 압력은 압력 센서(65)에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 내연 엔진을 동작시키는 방법.
  7. 자동차의 내연 엔진용 고압 연료 분사 시스템(HD_SYS)을 동작시키기 위한 장치로서, 상기 시스템은, 자동차 운전자에 의한 개입과는 독립적으로 상기 내연 엔진을 스위치오프할 수 있고, 그리고 나서 재시동을 걸어서 고압 연료 펌프(35)를 사용해서, 상기 내연 엔진의 적어도 하나의 실린더에 연료를 분사하기 위해 적어도 하나의 고압 연료 분사기(70)가 연결된 고압 저장소(60)에 연료를 펌핑하고, 전기 작동식 감압 밸브(PDV)를 사용하여 고압 측에서 연료 압력을 조절할 수 있는 자동 정지/시동 기능(90)을 포함하고, 상기 장치는,
    - 상기 내연 엔진이 정지될 때, 정지/시동 사이클의 정지 단계 후 재시동을 보장하는 분사 방출 압력의 지정된 값이 수립될 때까지 상기 감압 밸브(PDV)를 개방하고, 그 이후 상기 감압 밸브(PDV)를 폐쇄하고,
    - 상기 내연 엔진의 재시동이 지정된 시간 기간 내에 발생하는지 여부를 점검하고,
    - 상기 지정된 시간 기간 내에 재시동이 발생하는 경우 상기 방출 압력의 값을 사용하여 상기 연료를 분사하고,
    - 만약 재시동이 발생하지 않은 경우, 상기 고압 저장소(60) 내 연료의 압력이 상기 자동차의 주변 압력의 값으로 감소할 때까지, 상기 지정된 시간 기간이 만료된 후에 상기 감압 밸브(PDV)를 개방하도록 설계된, 고압 연료 분사 시스템을 동작시키기 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 감압 밸브(PDV)는 상기 고압 저장소(60)에 배열된 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 시스템을 동작시키기 위한 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 감압 밸브(PDV)는 상기 고압 연료 펌프(35)의 출구에 배열된 것을 특징으로 하는 고압 연료 분사 시스템을 동작시키기 위한 장치.
KR1020187013533A 2015-10-15 2016-10-10 고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 장치 KR102074606B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015220098.1 2015-10-15
DE102015220098.1A DE102015220098B3 (de) 2015-10-15 2015-10-15 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem
PCT/EP2016/074149 WO2017063979A1 (de) 2015-10-15 2016-10-10 Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer brennkraftmaschine mit einem hochdruck-kraftstoffeinspritzsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180061368A true KR20180061368A (ko) 2018-06-07
KR102074606B1 KR102074606B1 (ko) 2020-02-06

Family

ID=57124004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187013533A KR102074606B1 (ko) 2015-10-15 2016-10-10 고압 연료 분사 시스템을 포함하는 내연 엔진을 동작시키는 방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10865729B2 (ko)
KR (1) KR102074606B1 (ko)
CN (1) CN108138676B (ko)
DE (1) DE102015220098B3 (ko)
WO (1) WO2017063979A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020214226A1 (de) 2020-11-12 2022-05-12 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Injektorleckage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2938606A3 (fr) * 2008-11-18 2010-05-21 Renault Sas Systeme d'injection de carburant d'un vehicule automobile et procede de fonctionnement d'un tel systeme
US20120037122A1 (en) * 2008-02-06 2012-02-16 Guenter Veit Method and device for controlling a fuel metering system for an internal combustion engine
KR101519258B1 (ko) * 2013-12-13 2015-05-11 현대자동차주식회사 디젤커먼레일시스템의 릴리프밸브 제어방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69827552T2 (de) * 1997-06-19 2005-05-04 Toyota Jidosha K.K., Toyota Brennstoffdrucksteuervorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
DE10038539A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur energiesparenden Dichtheitsprüfung einer Brennstofftankanlage insbesondere eines Kraftfahrzeuges
JP2004324440A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジン制御装置
JP2005090232A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関の燃料供給装置
DE10343758B4 (de) * 2003-09-22 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Begrenzung des Druckanstieges in einem Hochdruck-Kraftstoffsystem nach Abstellen eines Verbrennungsmotors
DE102005001577B4 (de) 2005-01-13 2017-04-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP4305459B2 (ja) * 2006-02-27 2009-07-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
JP2009144618A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料供給制御装置
JP5314156B2 (ja) * 2009-10-23 2013-10-16 ボッシュ株式会社 内燃機関の制御装置
JP5131265B2 (ja) * 2009-12-24 2013-01-30 株式会社デンソー 燃料圧力制御装置
US8560158B2 (en) * 2010-08-11 2013-10-15 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for engine control module wake-up test
DE102010039874B4 (de) * 2010-08-27 2015-10-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftstoff-Hochdruckspeichereinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine
US8613218B2 (en) * 2010-10-19 2013-12-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Diagnosis apparatus for leakage mechanism in internal combustion engine
DE102012201162A1 (de) * 2012-01-26 2013-08-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Common-Rail-Brennkraftmaschine
DE102013200554A1 (de) * 2013-01-16 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bereitstellen eines Drucks in einem Common Rail
DE102013204230A1 (de) * 2013-03-12 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bereitstellen eines Raildrucks in einem Common-Rail-System
US9482165B2 (en) * 2013-04-19 2016-11-01 Caterpillar Inc. Dual fuel common rail depressurization during engine shutdown and machine using same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120037122A1 (en) * 2008-02-06 2012-02-16 Guenter Veit Method and device for controlling a fuel metering system for an internal combustion engine
FR2938606A3 (fr) * 2008-11-18 2010-05-21 Renault Sas Systeme d'injection de carburant d'un vehicule automobile et procede de fonctionnement d'un tel systeme
KR101519258B1 (ko) * 2013-12-13 2015-05-11 현대자동차주식회사 디젤커먼레일시스템의 릴리프밸브 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20180209372A1 (en) 2018-07-26
WO2017063979A1 (de) 2017-04-20
CN108138676B (zh) 2022-04-29
DE102015220098B3 (de) 2017-02-16
KR102074606B1 (ko) 2020-02-06
CN108138676A (zh) 2018-06-08
US10865729B2 (en) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5387538B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関のフェールセーフ制御装置
JP4508020B2 (ja) 燃料供給装置における電磁リリーフ弁の診断装置
CN101498264B (zh) 内燃机的燃料喷射装置
JP5131265B2 (ja) 燃料圧力制御装置
US7822534B2 (en) Fuel supply device and fuel supply method for internal combustion engine
US8904985B2 (en) Method for starting an internal combustion engine with start-stop function
US9410498B2 (en) Method and device for operating a high-pressure accumulator fuel injection system for an internal combustion engine
JP2007285129A (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP6134608B2 (ja) 燃料圧力センサの特性異常診断装置
JP2009079514A (ja) 筒内噴射式内燃機関の燃圧制御装置
JP2018062923A (ja) エンジンの制御装置
US10865729B2 (en) Method and device for operating an internal combustion engine comprising a high-pressure fuel injection system
CZ309238B6 (cs) Způsob a zařízení pro řízení vstřikování paliva pro motor s vnitřním spalováním
JP2011064108A (ja) 燃料噴射装置
EP2735722B1 (en) Fuel system for an excavator
JP6823286B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射装置
US20130024092A1 (en) Device for preventing the engine from stalling in a vehicle equipped with a diesel injection system
JP2018062924A (ja) エンジンの制御装置
JP6424795B2 (ja) 内燃機関の始動制御装置
JP2009185662A (ja) 筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置
JP2007040226A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JP2017089445A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2018062925A (ja) エンジンの制御装置
JP2010133265A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JP6459463B2 (ja) 燃料噴射システムの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right