KR20190055263A - 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법, 내연 피스톤 엔진의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템, 및 내연 피스톤 엔진 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내연 피스톤 엔진 (10) 을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 기본 타이밍 명령은 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 보정되고 그리고/또는 기본 지속시간 명령은 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값을 보정되어 보정된 타이밍 및/또는 보정된 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시킨다. 상기 방법은 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 기본 타이밍 및/또는 기본 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시킨다. 본 발명은 또한 제어 시스템 (100) 및 제어 시스템이 제공된 내연 피스톤 엔진 (10) 에 관한 것이다.
Description
본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 내연 피스톤 엔진의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 제어 시스템을 포함하는 내연 피스톤 엔진에 관한 것이다.
동력 생산에서 대형 엔진들이 다소 중간의 부하 변경들로 일반적으로 작동할 지라도 실질적으로 빠른 부하 변경들이 요구될 때의 상황이 존재한다. 본문에서 대형 엔진들은 실린더 당 150kW 초과의 동력이 발생될 수 있는 그러한 피스톤 엔진들로 고려된다.
특히 엔진 부하를 빠르게 증가시키는 능력이 중요한 안전 특성인 해양 선박들에서의 엔진과 관련된 문제점이 존재한다. 전형적으로 0-33%, 33-66% 및 66-100% 의 엔진 부하의 부하 단계들이 선박에 대해 스티어링 동력을 빠르게 제공하도록 제공될 필요가 있다. 동력에서 그러한 빠른 증가가 달성되지 않는다면 불충분한 조작 능력을 발생시키고 따라서 심지어 위험한 상황을 발생시킬 수 있다. 특히 엔진이 프로펠러 샤프트에 직접 연결되는 설비들에서 또 다른 문제점은 거친 바다에서 작동할 때에 엔진이 겪는 부하의 갑작스러운 변화이다.
전기 및/또는 열 동력을 생산하는 동력 플랜트들에 설치되는 엔진들에서 또한 안정적인 연소를 제공하고 보다 빠른 부하를 취할 수 있는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 동력 플랜트의 작동과 관련된 양상으로서, 엔진들은 또한 보다 일시적인 그리드 주파수를 발생시키는 전기 그리드에 연결된 증가된 수의 윈드 동력 시스템들이다. 그리드 주파수의 안정성을 개선하도록, 효과적이고 신뢰성있고 경제적이고 안정적인 방식으로 동력 시스템을 계획하고 개발하고 유지하도록 동력 그리드 시스템에서 다양한 오퍼레이터들에 의해 추종되는 규칙들, 가이드라인들 및/또는 표준들을 정한 소위 그리드 코드들은 보다 엄격해졌고, 비윈드 동력 플랜트들은 이전보다 넓은 범위의 그리드 주파수를 지원하도록 요구된다.
대형 가스 엔진은 유리하게 실린더에서 공기 및 가스형 연료의 혼합물이 완전 연소를 위해 요구되는 것보다 많은 공기를 갖도록 작동된다. 희박 연소는 피크 온도들 및, 따라서, NOX 방출물들을 감소시킨다. 노킹을 회피하면서 효율은 증가되고 보다 높은 출력에 이른다. 희박 공기-연료 혼합물의 연소는 실린더 내에서 경유 연료 (LFO) 와 같은 소량의 액체 파일럿 연료를 분사함으로써 개시된다. 파일럿 연료는 엔진의 연소 챔버에서 공기-가스형 연료 혼합물을 점화시키기 위해 높은-에너지 점화 소스를 제공하는 통상적인 디젤 프로세스에서 점화된다.
엔진 부하에서 큰 변경들을 위해, 따라서 엔진은 실린더 노크 및 실화의 경향을 갖고, 이는 잠재적으로 받는 부하에서 제한을 발생시킬 수 있다.
WO 2012080568 A2 는 일시적인 부하 변경에서 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법을 개시하고 있고, 상기 엔진은 그 메인 연료로서 가스형 연료 및 파일럿 연료로서 액체 연료를 사용한다. 방법은 엔진의 부하를 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 결정된 연소 챔버 내로 도입되는 가스형 연료의 양 및 액체 연료의 양의 비를 결정하는 단계들을 포함한다. 엔진의 부하를 나타내는 하나 이상의 신호들이 증가한다는 것을 나타내는 경우에 도입된 액체 연료의 양에 대한 도입된 가스형 연료의 양의 비는 변경된다. 연소 챔버 내로 도입되는 가스형 연료의 양 및 액체 연료의 양의 비는 엔진의 부하를 나타내는 하나 이상의 신호들의 시간들의 도함수가 규정되도록 결정된다.
특히 가스 엔진들은 따라서 파일럿 연료 분사 타이밍에서 압축 온도 및 압력에 영향을 주는 차지 공기 압력 및 온도 편차들에 민감하게 변할 수 있다. 빠른 부하 및 부하 단계들과 같은 일시적인 작동 중 문제점은 차지 공기 압력이 종종 기준 값 미만이어서 바람직하지 않게 파일럿 연료 점화 능력에 영향을 주고 따라서 불량하고 불안정한 연소를 발생시키거나 또는 심지어는 실화를 발생시킨다는 것이다.
본 발명의 목적은 보다 유연한, 안전한 그리고 신뢰성있는 작동을 제공하고 상기 언급된 문제점이 최소화되는 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 메인 연료, 메인 연료를 점화시키기 위한 파일럿 연료를 사용하는 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법에 의해 충족되고, 상기 방법은,
- 엔진의 작동 조건을 나타내는 하나 이상의 신호들을 취득하는 단계,
- 엔진의 작동 조건을 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 파일럿 연료 도입을 위한 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령을 발생시키는 단계,
- 엔진의 연소 챔버 내로 메인 연료를 도입하는 단계,
- 엔진의 작동 조건을 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 일시적인 부하 상태를 취득하는 단계,
- 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 기본 타이밍 및/또는 기본 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시키는 단계,
- 그리고 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 기본 타이밍 명령이 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 보정되고 그리고/또는 기본 지속시간 명령이 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 보정되는 단계, 및
- 보정된 타이밍 및/또는 보정된 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시키는 단계를 포함한다.
이러한 방식으로 보다 안정적이고 확실한 연소 프로세스 엔진을 얻는 것이 가능하다. 특히, 일시적인 상태가 확인된 동안에 연소의 안정성 및 확고성을 개선하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에서 가스형 연료 작동형 이중 연료 엔진의 실린더 노킹 및/또는 실화의 위험을 감소시키는 것이 가능하다.
본 발명의 실시형태에 따르면 엔진의 작동 조건을 나타내는 신호는 엔진의 부하 및/또는 엔진의 스피드를 나타내는 신호이다.
본 발명의 실시형태에 따르면 측정된 차지 공기 압력은 엔진의 부하를 나타내는 신호를 표시한다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면 측정된 BMEP (제동 평균 유효 압력 : break mean effective pressure) 는 엔진의 부하를 나타내는 신호를 표시한다. 본 발명의 추가의 또 다른 실시형태에 따르면 측정된 차지 공기 압력 또는 BMEP (break mean effective pressure) 는 엔진의 부하를 나타내는 신호를 표시한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방법은 차지 공기 압력을 측정하는 단계 및 측정된 차지 공기 압력에 기초하여 타이밍 보상 값을 취득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방법은 차지 공기 압력을 측정하는 단계 및 측정된 차지 공기 압력에 기초하여 지속시간 보상 값을 취득하는 단계를 포함한다. 파일럿 연료 도입을 위한 기본 지속시간 명령 및 지속시간 보상 값은 파일럿 연료가 분사되는 시간 주기를 규정하기 위해 사용된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방법은 차지 공기 압력을 측정하는 단계 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초하여 타이밍 보상 값을 취득하는 단계를 포함한다. 유리하게, 사전 결정된 기준 압력은 엔진의 부하의 함수로서 취득된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 타이밍 보상 값은 측정된 차지 공기 압력 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이의 함수로서 취득된다.
기본 타이밍 값 및 타이밍 보상 값들은 바람직하게 크랭크 각도 값으로서 제공된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 보정된 타이밍 명령은 상사점 (BTDC) 위치 전에 크랭크 각도 위치에 대해 제공된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방법은 차지 공기 압력을 측정하는 단계 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값의 함수로서 또는 그에 기초하여 지속시간 보상 값을 취득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방법은 보정된 지속시간 명령이 기본 지속시간 명령에 지속시간 보상 값을 부가함으로써 얻어지는 단계를 포함한다. 따라서, 보상 값이 양인 경우에 보정된 지속시간 명령은 기본 지속시간 명령보다 더 크고, 각각 보상 값이 음인 경우에 보정된 지속시간 명령은 기본 지속시간 명령보다 더 작다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 방법은 보정된 타이밍 명령이 기본 타이밍 명령에 타이밍 보상 값을 부가함으로써 얻어지는 단계를 포함한다. 따라서, 타이밍 보상 값이 양인 경우에 보정된 타이밍 명령은 기본 타이밍 명령보다 더 크고, 기본 타이밍보다 더 앞선 타이밍을 발생시키는 데, 왜냐하면 보정된 타이밍 명령이 TDC 로부터 훨씬 멀어지기 때문이다. 각각 보상 값이 음인 경우에 보정된 타이밍 명령은 기본 타이밍 명령보다 작고 기본 타이밍보다 더 지연된 타이밍을 발생시키는 데 왜냐하면 보정된 타이밍 명령이 TDC 에 보다 가깝기 때문이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 엔진의 낮은 그리고/또는 부분적인 부하 작동에서 지속시간 보상 값은 양이고, 엔진의 높은 부하 작동에서 지속시간 보상 값은 음이다. 본 발명의 실시형태에 따르면 낮은 그리고/또는 부분적인 부하는 엔진의 전체 부하 (100%) 의 10 % 내지 65 % 인 바와 같이 규정된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 낮은 그리고/또는 부분적인 부하에서 타이밍 보상 값은 음이고, 기본 타이밍보다 더 지연된 타이밍을 발생시킨다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 높은 부하에서 지속시간 명령은 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에 감소된다. 높은 부하는 엔진의 전체 부하의 65 % 내지 100 % 인 바와 같이 규정된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 높은 부하에서 지속시간 명령은 심지어 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에도 기본 지속시간 명령에서와 동일하게 유지되는 환경들이 존재할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 높은 부하에서 타이밍은 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에 기본 타이밍 명령에서와 동일하게 유지되거나 또는 지연된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 기본 타이밍 명령은 엔진 부하 및 엔진 스피드의 함수로서 생성된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 기본 지속시간 명령은 엔진 부하 및 엔진 스피드의 함수에 의해 생성된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 일시적인 부하 상태는 엔진 부하 및 엔진 스피드의 함수로서 취득된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 엔진의 작동의 일시적인 상태는 예를 들면 적어도 다음의 환경들에서 확인된다: 사전 결정된 부하 변경 중에 그리고/또는 사전 결정된 BMEP (break mean effective pressure) 변경 중에. 본 발명의 실시형태에 따르면 엔진의 작동의 일시적인 상태는 예를 들면 다음의 환경들의 적어도 하나에서 확인된다: 부하 변경 속도는 사전 결정된 부하 변경 제한 속도와 상이하고; BMEP (break mean effective pressure) 의 변경 속도는 사전 결정된 BMEP (break mean effective pressure) 제한 속도와 상이하다. 사전 결정된 제한 속도들은 엔진 특성이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 타이밍 보상 값은 크랭크 각도 위치들의 구별되는 값들의 사전 규정된 맵으로부터 취득된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 크랭크 각도 위치의 구별되는 값들은 측정된 차지 공기 압력 및 측정된 차지 공기 압력과 기준 차지 공기 압력의 차이의 함수로부터 취득될 수 있다. 환언하면, 구별되는 값들의 사전 규정된 맵은 매트릭스를 형성할 수 있고 그로부터 타이밍 보상 값이 취득된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 크랭크 각도 위치의 구별되는 값들은 측정된 BMEP (break mean effective pressure) 및 측정된 BMEP (break mean effective pressure) 와 기준 차지 공기 압력 사이의 차이의 함수로부터 취득될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 지속시간 보상 값은 측정된 차지 공기 압력 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력의 차이에 상응하는 지속시간 보상 값들의 구별되는 값들의 사전 규정된 맵으로부터 취득된다. 환언하면, 구별되는 값들의 사전 규정된 맵은 매트릭스를 형성하고 그로부터 지속시간 보상 값이 취득된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 지속시간 보상 값은 측정된 BMEP (break mean effective pressure) 및 측정된 BMEP (break mean effective pressure) 와 사전 결정된 기준 압력의 차이에 상응하는 지속시간 보상 값들의 구별되는 값들의 사전 규정된 맵으로부터 취득된다.
본 발명의 목적은 내연 피스톤 엔진의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템에 의해 충족되고, 상기 제어 시스템은,
- 엔진의 작동 조건을 나타내는 하나 이상의 신호들을 수신하도록 배열되는 신호 수신기 유닛,
- 엔진의 연소 챔버 내로 메인 연료의 도입을 제어하도록 배열되는 제 1 제어 유닛, 및
- 엔진의 작동 조건을 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 일시적인 부하 상태를 검출하도록 배열되는 일시적인 부하 검출 유닛,
- 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료의 도입을 제어하도록 배열된 제 2 제어 유닛을 포함하고,
상기 제 2 제어 유닛은,
- 일시적인 부하 상태를 취득하고,
- 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 기본 타이밍 및/또는 기본 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시키고,
- 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 기본 타이밍 명령을 보정하고 그리고/또는 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하고,
- 보정된 타이밍 및/또는 보정된 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시키는 실행 가능한 명령들을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제어 시스템은 차지 공기 압력을 측정하도록 배열된 압력 측정 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면 엔진의 작동 조건을 나타내는 신호는 엔진의 부하 및/또는 엔진의 스피드를 나타내는 신호이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 측정된 차지 공기 압력에 기초하여 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 기본 타이밍 명령들을 보정하는 명령들을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 측정된 차지 공기 압력에 기초하여 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하는 명령들을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초하여 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 기본 타이밍 명령을 보정하는 명령들을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초하여 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하는 명령들을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 일시적인 부하 상태가 그 마지막 지점에 이를 때를 검출하는 명령들을 포함한다. 마지막 지점에 이를 때에, 일시적인 부하 상태는 더 이상 확인되지 않는다. 그후 기본 타이밍 및/또는 기본 지속시간 명령을 보정할 필요가 없다.
본 발명의 목적들은 또한 가스형 연료로 작동하는 내연 피스톤 엔진에 의해 충족되고, 엔진은 상기 설명된 제어 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 엔진은 터보 차지된 파일럿 연료 점화형 린번 가스 엔진이고 엔진은 내연 피스톤 엔진의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템을 규정하는 장치 청구항 중 어느 하나에 따른 제어 시스템을 포함한다.
다음에, 본 발명은 첨부된 예시적이고 개략적인 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태를 예시하고,
도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법을 예시하고,
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 크랭크 각도에 대해 압력 커브의 예시적인 그래프를 예시한다.
도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법을 예시하고,
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 크랭크 각도에 대해 압력 커브의 예시적인 그래프를 예시한다.
도 1 은 메인 연료를 점화시키기 위해 파일럿 연료를 사용함으로써 메인 연료를 연소시키도록 되어 있는 엔진 (10) 을 개략적으로 도시한다. 엔진 (10) 에는 그 안에 본체 또는 블록 (12) 및 그 실린더들 (14) 이 제공된다. 엔진의 작동 중에 기계적 동력은 전형적으로 플라이 휠이 제공되는 그 크랭크 샤프트 (16) 를 통해 획득된다. 엔진에는 수퍼차져 (20) 가 제공된다. 그 타입에 따라 수퍼차져 (20) 는 산소 포함 가스가 그 실린더들에서 엔진의 연소 챔버 내로 도입될 수 있는 적어도 하나의 압축기 부품 (22) 을 포함한다. 전형적으로 산소 포함 가스는 주변 공기이지만, 가스는 또한 리사이클링된 배기 가스를 포함할 수 있다. 유리하게 수퍼차져는 압축기 부품 (22) 이 엔진의 배기 가스로부터 얻어진 에너지를 사용하는 터빈 부품 (24) 에 의해 구동되는 터보차져이다. 터보차져 터빈 부품 (24) 에는 웨이스트 게이트 (26) 가 제공되고, 상기 웨이스트 게이트는 배기 가스가 바이 패스 터빈 부품을 바이패스하고 따라서 압축기 부품 (22) 에 의해 수행되는 작동 및 압축기 부품 (22) 에 의해 생성된 차지 압력을 제어하도록 허용한다.
엔진 (10) 에는 메인 연료를 도입하도록 배열되는 가스형 연료 공급 시스템 (28) 이 제공되고, 메인 연료는 여기서 그 작동 사이클에 따라 엔진의 각각의 연소 챔버 내의 가스형 연료이다. 가스형 연료 공급 시스템 (28) 은 각각의 실린더 헤드의 흡입 밸브들 (도시 생략) 상류에 흡입 패널과 연결되는 가스형 연료 유입 밸브들 (30) 을 포함한다. 각각의 가스형 연료 유입 밸브는 가스형 연료 (34) 의 소스로부터 연료를 공급하는 가스형 연료 공급 라인 (32) 에 연결된다.
부가적으로 엔진 (10) 에는 엔진의 연소 챔버에서 가스형 연료를 점화시키도록 그 작동 사이클에 따라 엔진의 각각의 연소 챔버 또는 그 프리 챔버 (40) 내로 파일럿 연료를 도입하도록 배열된 파일럿 연료 공급 시스템 (29) 이 제공된다. 도 1 에서 파일럿 연료 공급 시스템 (29) 은 프리 챔버 (40) 와 연결되는 연료 분사 밸브들 (38) 을 포함한다. 그러나, 파일럿 연료 공급 시스템의 분사 밸브는 연소 챔버와 직접적으로 연결되게 배열될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 따라서, 본 발명은 단지 연료 분사 밸브들이 프리 챔버와 연결되는 실시형태에 제한되지 않는다. 각각의 연료 분사 밸브 (38) 는 파일럿 연료 (44) 의 소스로부터 연료를 공급하는 연료 공급 라인 (42) 에 연결된다. 연료 공급 라인 (42) 은 소위 커먼 레일 시스템 (개시 생략) 을 포함할 수 있다. 파일럿 연료는 액체 연료, 예를 들면, 경유 연료일 수 있다.
엔진 (10) 에는 또한 제어 시스템 (100) 이 제공된다. 제어 시스템 (100) 은 엔진 (10) 의 작동을 제어하도록 배열된다. 제어 시스템 (100) 은 신호 수신기 유닛 (104) 을 포함한다. 신호 수신기 유닛 (104) 은 엔진과 연결되게 배열된 하나 이상의 측정 디바이스로부터 하나 이상의 신호들을 수신하도록 배열된다. 신호 수신기 유닛 (104) 은 엔진의 작동 조건을 나타내는 하나 이상의 신호들을 수신하도록 배열된다. 구체적으로, 신호 수신기 유닛 (104) 은 엔진의 부하 및/또는 엔진의 스피드를 나타내는 하나 이상의 신호들을 수신하도록 배열된다. 신호 수신기 유닛 (104) 은 또한 정보를 갖거나 또는 사전 결정된 기준 값들의 정보에 엑세스하도록 배열될 수 있다. 부가적으로, 제어 시스템 (100) 은 엔진 (10) 의 연소 챔버 내로의 메인 연료의 도입을 제어하도록 배열된 제 1 제어 유닛 (106) 을 포함한다. 제어 시스템은 추가로 엔진의 부하를 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 일시적인 부하 상태를 검출하도록 배열된 일시적인 부하 검출 유닛 (108) 을 포함한다. 유리하게, 일시적인 부하 검출 유닛 (108) 은 엔진 부하 및 엔진 스피드에 기초하여 일시적인 부하 상태를 검출하도록 배열된다.
제어 시스템 (100) 은 또한 각각 제어 시스템의 제어 하에서 가스형 연료 유입 밸브들 (30) 및 파일럿 연료 분사 밸브들 (38) 의 개방 및 폐쇄를 액츄에이팅하기 위한 가스형 연료 공급 액츄에이터들 (35) 및 파일럿 연료 공급 액츄에이터들 (45) 을 포함한다. 부가적으로 제어 시스템은 엔진 스피드 (112) 신호의 소스 및 엔진 부하 (114) 신호의 소스를 포함한다. 엔진 스피드 (112) 신호의 소스 로부터의 엔진 스피드 신호는 소통 라인 (112.1) 을 통해 제어 시스템 (100) 으로 전달된다. 엔진 부하 (114) 신호의 소스로부터의 엔진 부하 신호는 소통 라인 (114.1) 을 통해 제어 시스템 (100) 으로 전달된다. 신호 소스는 각각의 측정 목표를 나타내는 신호를 생성하는 정보를 제공하도록 되어 있는 측정 시스템을 포함한다.
제어 시스템 (100) 에는 엔진의 연소 챔버 (10) 내로 파일럿 연료의 도입을 제어하도록 배열되는 제 2 제어 유닛 (110) 이 추가로 제공된다. 제 2 제어 유닛 (110) 은 1) 일시적인 부하 검출 유닛 (108) 으로부터 일시적인 부하 상태를 취득하고, 2) 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 기본 타이밍 명령 및/또는 기본 지속시간 명령을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시키는 실행 가능한 명령을 포함한다. 부가적으로, 제 2 제어 유닛 (110) 은 3) 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 기본 타이밍 명령을 보정하고 그리고/또는 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하고, 4) 보정된 타이밍 및/또는 보정된 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 연소 챔버에서 메인 연료를 점화시키는 실행 가능한 명령들을 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 제어 시스템 (100) 은 차지 공기 압력을 측정하도록 배열된 압력 측정 유닛 (109) 을 포함한다. 제어 시스템 (100) 은 차지 공기 압력 (118) 의 측정 시스템과 같은 신호 소스를 포함한다. 차지 공기 압력을 나타내는 신호는 제어 시스템 (100) 과 측정 시스템 (118) 을 연결하는 소통 라인 (118.1) 을 통해 제어 시스템 (100) 으로 전달된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 제어 시스템 (100) 에는 그 안에 저장되거나 또는 그렇지 않다면 제어 시스템에서 사용되는 사전 결정된 기준 압력이 제공된다. 제어 시스템 (100) 에는 제어 시스템 (100) 의 작동에 대해 사용하기 위해 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 사이의 차이를 연산하는 명령들이 제공된다. 제 2 제어 유닛 (110) 에는 측정된 차지 공기 압력에 기초하여 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 기본 타이밍 명령을 보정하는 명령들이 제공된다.
제 2 제어 유닛 (110) 에는 측정된 차지 공기 압력에 기초하여 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하는 명령들이 추가로 제공된다.
도 2 는 간단화를 위해 하나의 실린더의 파일럿 연료 분사 밸브들 (38) 및 파일럿 연료 공급 액츄에이터들 (45) 과 연결되는 제어 시스템 (100) 을 개략적으로 보다 상세하게 예시한다. 동일한 도면 부호들은 도 1 및 도 2 에서 동일한 특징부들을 나타내기 위해 사용된다. 이러한 실시형태에서, 제어 시스템 (100) 에는 파일럿 연료 도입을 위한 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령을 포함하는 기본 맵 (120) 과 같은 메모리 시스템이 제공된다. 기본 맵 (120) 은 제 2 제어 유닛 (110) 과 소통하게 배열된다. 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령은 신호 수신기 유닛 (104) 으로부터 수신되는 엔진의 부하 및/또는 엔진의 스피드를 나타내는 하나 이상의 신호들에 기초된다. 유리하게, 기본 맵은 엔진의 부하 및/또는 엔진의 스피드에 상응하는 기본 타이밍 및 지속시간 값들을 포함한다. 기본 맵에 저장된 값들은 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에 그와 같이 또는 보정 없이 사용된다. 유리하게, 기본 맵, 즉 메모리 시스템은 기본 타이밍 및 기본 지속시간 값들을 갖는 매트릭스들을 포함한다.
제어 시스템 (100) 은 파일럿 연료 분사기의 작동을 제어하는 데 사용을 위한 타이밍 명령을 프로세싱하도록 배열되는 제 1 프로세싱 유닛 (140) 을 포함한다. 제 1 프로세싱 유닛 (140) 은 기본 타이밍 명령 또는 보다 구체적으로 기본 맵 (120) 으로부터 기본 타이밍 명령을 위한 값을 수신하도록 배열된다. 제어 시스템 (100) 은 또한 파일럿 연료 분사기의 작동을 제어하는 데 사용을 위한 지속시간 명령을 프로세싱하도록 배열되는 제 2 프로세싱 유닛 (150) 을 포함한다. 제 2 프로세싱 유닛 (150) 은 기본 지속시간 명령, 또는 보다 구체적으로 기본 맵 (120) 으로부터 기본 지속시간 명령으로부터의 값을 수신하도록 배열된다. 제 1 프로세싱 유닛 (140) 및 제 2 프로세싱 유닛 (150) 은 필요하다면 본 발명에 따른 타이밍 및 지속시간 명령들을 보정하는 것을 고려하도록 배열되고, 그리고 나중에 보다 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 메인 연료는 오로지 기본 타이밍 및/또는 기본 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 점화된다.
이러한 실시형태에서, 제어 시스템 (100) 의 메모리 시스템에는 또한 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에 사용을 위해 보상 타이밍 값들 및 보상 지속시간 값들을 포함하는 보상 맵 (130) 이 제공된다.
유리하게, 타이밍 보상 값은 측정된 차지 공기 압력에 응답하여 취득된다. 실시형태에 따르면, 차지 공기 압력이 측정되고 타이밍 보상 값은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초하여 취득된다. 이러한 방식으로, 엔진 부하의 빠른 증가와 같은 일시적인 작동 중에 차지 공기 압력이 일시적으로 기준 값 미만일 수 있을지라도, 파일럿 연료 분사 및 따라서 메인 연료 점화를 제어하여 바람직하지 않은 파일럿 연료 점화성에 영향을 주는 불충분한 압력을 회피하고, 불량하고 불안정한 연소 또는 심지어 실화를 방지하는 것이 가능하다. 유리하게, 보상 맵은 보상 타이밍 값들을 나타내는 크랭크 각도의 구별되는 값들의 사전 규정된 맵이다.
지속시간 보상 값은 측정된 차지 공기 압력에 응답하여 취득된다. 유리하게, 차지 공기 압력이 측정되고 지속시간 보상 값은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초하여 취득된다.
일시적인 부하 상태가 확인될 때에 그리고 측정된 차지 공기 압력이 기준 압력 값으로부터 벗어날 때에 파일럿 연료 분사 타이밍 및 지속시간을 제어함으로써, 정상 상태 작동 세팅들에 영향을 주지 않고 보다 안정적이고 확인된 연소를 얻는 것이 가능하다.
일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 일시적인 부하 유닛 (108) 으로부터의 신호는 제 2 제어 유닛 (110) 으로 전달된다. 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 보상 맵 (130) 으로부터의 타이밍 보상 값은 제 1 프로세싱 유닛 (140) 으로 전달된다. 제 1 프로세싱 유닛 (140) 에서, 타이밍 보상 값은 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 기본 타이밍 명령으로부터의 값에 부가된다. 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에, 보상 맵 (130) 으로부터의 지속시간 보상 값은 제 2 프로세싱 유닛 (150) 으로 전달된다. 제 2 프로세싱 유닛 (150) 에서, 지속시간 보상 값은 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 기본 지속시간 명령으로부터의 값에 부가된다. 따라서, 플러스 부호는 제 1 프로세싱 유닛 (140) 및 제 2 프로세싱 유닛 (150) 에서 가중 작동을 나타낸다. 그후 연소 챔버에서 메인 연료는 보정된 타이밍 및/또는 보정된 지속시간 명령들을 사용하여 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료를 도입함으로써 점화된다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 엔진의 낮은 그리고/또는 부분적인 부하 작동에서, 지속시간 보상 값은 양이고 엔진의 높은 부하 작동에서 지속시간 보상 값은 음 또는 제로이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 엔진의 낮은 그리고/또는 부분적인 부하 작동에서, 타이밍 보상 값은 음이고 높은 부하 타이밍에서 지연되거나 또는 타이밍 보상 값이 제로 이하인 것을 의미하는 기본 타이밍 명령에서와 동일하게 유지된다.
양쪽 도 1 및 도 2 를 참조하면 이중 연료 작동으로 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법은 엔진 부하를 나타내는 적어도 하나 이상의 신호가 검출되거나 또는 그렇지 않다면 결정되도록 실시된다. 엔진 부하를 나타내는 신호들은 하나 또는 몇개의 엔진 작동 파라미터들에 기초하여 결정될 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이 하나의 그러한 측정은 엔진 스피드 (112) 이다. 엔진 부하를 나타내는 신호는 직접적인 또는 간접적인 측정들 및 다른 정보를 사용하여 많은 방식으로 제공될 수 있다.
다음의 간단화된 예는 본 발명의 실시형태에 따라 연소 챔버 내로 파일럿 연료의 도입 및 내연 피스톤 엔진을 작동시키는 방법을 예시한다. 그러나, 본 발명의 범위는 다음의 수치 값들에 제한되지 않는다는 것에 주목해야 한다. 제 2 제어 유닛은 엔진의 연소 챔버 내로 파일럿 연료의 도입을 제어하도록 배열된다. 제 2 제어 유닛은 표 1 에 도시된 바와 같이 값들의 사전 규정된 맵과 같이 기본 지속시간 명령을 포함할 수 있다.
표 1: 제 1 열은 엔진 부하 (BMEP) [MPa] 를 나타내고, 제 1 칼럼은 엔진 스피드 [rpm] 를 나타내고 다른 셀들은 마이크로초 [㎲] 로 기본 지속시간 값들을 나타낸다.
표 1 에 따르면, 기본 지속시간 값들은 지속시간 맵에 의해 주어지고 그것들은 엔진 스피드 및 엔진 부하의 함수이다.
제 2 제어 유닛은 또한 표 2 에 도시된 바와 같은 값들의 사전 규정된 맵으로서 기본 타이밍 명령을 포함한다.
표 2: 제 1 열은 엔진 부하 [MPa] 를 나타내고, 제 1 칼럼은 엔진 스피드 [rpm] 를 나타내고 다른 셀은 상사점 위치로부터 크랭크 각도 위치 [°CA] 에 대해기본 타이밍 값들을 나타낸다.
표 2 에 따르면, 기본 타이밍 값들은 타이밍 맵에 의해 주어지고 그것들은 엔진 스피드 및 엔진 부하의 함수이다.
각각, 제 2 제어 유닛은 표 3 에 도시된 바와 같은 지속시간 보상 값들의 사전 규정된 맵을 포함한다. 지속시간 보상 값들은 측정된 차지 공기 압력 또는 BMEP 값의 함수 및 측정된 차지 공기 압력과 기준 차지 공기 압력 사이의 차이로서 취득된다.
표 3: 제 1 열은 소정의 크랭크 각도 위치에서 측정된 차지 공기 압력 [MPa] 을 나타내고, 제 1 칼럼은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 공기 압력 [MPa] 사이의 차이를 나타내고 다른 셀들은 마이크로초 [㎲] 로 보상 지속시간 값들을 나타낸다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 보정된 지속시간 명령은 기본 지속시간 명령에 지속시간 보상 값을 부가함으로써 얻어진다.
예로서, 일시적인 부하 상태를 확인하게 한다. 엔진 부하를 0.5 MPa, 엔진 스피드를 700 rpm, 측정된 차지 공기 압력을 0.2 MPa 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력의 차이를 -0.01 MPa 로 한다. 그후 보상 지속시간 값은 표 3 에 따라 -10 ㎲ 으로 음이 되고 기본 지속시간 값은 표 1 에 따라 700 ㎲ 로 된다. 보정된 지속시간 명령에 대한 값은 기본 지속시간 명령의 값에 지속시간 보상 값을 부가함으로써 얻어지고, 즉 -10 ㎲ + 700 ㎲ = 690 ㎲ 이다. 환언하면, 파일럿 연료의 도입의 지속시간은 기본 지속시간 명령에서의 값과 비교하여 감소된다.
각각, 제 2 제어 유닛은 표 4 에 도시된 바와 같은 타이밍 보상 값들의 사전 규정된 맵을 포함할 수 있다. 타이밍 보상 값들은 측정된 차지 공기 압력 및 측정된 차지 공기 압력과 기준 차지 공기 압력 사이의 차이의 함수로서 취득된다.
표 4: 제 1 열은 소정의 크랭크 각도 위치에서 측정된 차지 공기 압력 [MPa] 을 나타내고, 제 1 칼럼은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 공기 압력 [MPa] 사이의 차이를 나타내고 다른 셀들은 크랭크 각도 위치 [°CA] 에 대해 보상 타이밍 값들을 나타낸다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 보정된 타이밍 명령은 기본 타이밍 명령에 타이밍 보상 값을 부가함으로써 얻어진다. 예로서, 일시적인 부하 상태를 확인하게 한다. 앞서와 유사하게, 엔진 부하를 0.5 MPa 로, 엔진 스피드를 700 rpm 으로, 측정된 차지 공기 압력을 0.2 MPa 으로 그리고 측정된 차지 공기 압력과 기준 차지 공기 압력의 차이를 0.01 MPa 로 한다. 그후 보상 타이밍 값은 표 4 에 따라 -1 °CA 로 음이 되고 기본 타이밍 값은 표 2 에 따라 15 °CA 이다. 보정된 타이밍 명령의 값은 기본 타이밍 명령의 값에 타이밍 보상 값을 부가함으로써 얻어지고, 즉 -1 °CA + 15 °CA = 14 °CA 이다. 환언하면, 파일럿 연료의 도입의 타이밍은 기본 타이밍 명령에서의 값과 비교하여 지연된다 (그것은 TDC 에 보다 가깝다).
표 3 및 표 4 는 기본 지속시간 및/또는 기본 타이밍 명령들을 보정할 필요가 없다는 것을 나타내는 제로 값들을 보상 지속시간 및 보상 타이밍 값들이 포함한다는 것을 도시한다. 표 1-표 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 방법의 단계들을 보다 명확하게 분류하도록 그리고 단지 예시적인 목적으로 본원에 도시된다. 사전 규정된 지속시간 맵 및 사전 규정된 타이밍 맵은 엔진으로부터 엔진으로 변할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 맵들에서 값들은 확인된 일시적인 부하 상태에서 연소 안정성을 개선하도록 적어도 한번 튜닝되어야 한다. 낮은 그리고/또는 부분적인 부하들에서 파일럿 연료 도입의 지속시간은 기본 지속시간 명령과 비교하여 증가되고 타이밍은 기본 타이밍 명령과 비교하여 지연된다. 높은 부하에서 파일럿 연료 도입의 지속시간은 기본 지속시간 명령과 비교하여 기본 지속시간 명령과 동일하게 유지되거나 감소되고 타이밍은 기본 타이밍 명령과 동일하거나 지연된다.
도 3 은 파일럿 연료의 도입의 타이밍이 지연되는 예시적인 경우를 개략적으로 예시한다. 이는 보상 타이밍 값이 음라는 것을 의미한다. 그래프 (200) 는 압축 커브 (220) 를 예시한다. 크랭크 각도 위치 (θ) 는 수평 축선으로 예시되고 엔진의 실린더에서 압력 (p) 은 수직 축선으로 예시된다. 상사점 (TDC) 위치는 수직 라인 (202) 으로서 예시된다. 상사점 위치 (202) 는 기본 타이밍 값 및 보정된 타이밍 명령을 규정할 때에 제로 축선 값으로서 사용된다. 기본 타이밍 값 및 보정된 타이밍 명령을 규정할 때에 양의 축선 방향은 우측으로부터 좌측으로 규정된다. 수직 라인 (204) 은 기본 타이밍 값을 나타내고 수직 라인 (206) 은 보정된 타이밍 명령을 나타낸다. 기준 (210) 을 나타내는 보상 타이밍 값은 음 (음 방향은 좌측으로부터 우측으로 화살표에 의해 나타내어짐) 이고 따라서 보정된 타이밍 명령 (206) 은 상사점 (TDC) 위치 (202) 에 보다 가까워진다. 기준 (208) 으로써 나타내는 길이는 기본 타이밍 값이다. 라인 (212) 의 길이는 보정된 타이밍 명령을 나타낸다.
본 발명은 현재 가장 바람직한 실시형태들로서 고려되는 것과 함께 예들로써 본원에 설명되지만, 본 발명은 개시된 실시형태들을 제한하지 않지만, 첨부된 청구항들에 규정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 포함되는 그 특징들의 다양한 조합 또는 변경예들, 및 몇개의 다른 적용예들을 포함하도록 의도된 것이 이해되어야 한다. 상기 임의의 실시형태와 함께 언급된 상세들은 그러한 조합이 기술적으로 실행가능할 때에 또 다른 실시형태와 함께 사용될 수 있다.
Claims (10)
- 가스 엔진 (10) 을 작동시키는 방법으로서,
상기 엔진은 메인 가스형 연료 및 상기 메인 가스형 연료를 점화시키기 위한 액체 파일럿 연료를 사용하고, 희박 공기-연료 혼합물의 연소는 적은 양의 액체 파일럿 연료를 분사하고, 상기 파일럿 연료를 디젤 프로세스에서 점화함으로써 점화되고, 상기 방법은,
- 상기 엔진의 차지 공기 압력을 측정하는 단계,
- 상기 엔진의 작동 조건을 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 액체 파일럿 연료 도입을 위한 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령을 생성시키는 단계,
- 상기 엔진의 연소 챔버 내로 상기 엔진의 흡입 채널을 통해 메인 가스형 연료를 도입하는 단계,
- 상기 엔진의 작동 조건을 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 일시적인 부하 상태를 취득하는 단계,
- 상기 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 상기 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령을 사용하여 상기 엔진의 상기 연소 챔버 내로 액체 파일럿 연료를 도입함으로써 상기 연소 챔버에서 상기 메인 가스형 연료를 점화시키는 단계,
- 그리고 상기 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에,
상기 기본 타이밍 명령이 보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 보정되고, 상기 타이밍 보상 값은 측정된 차지 공기 압력 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이의 함수로서 취득되고,
상기 기본 지속시간 명령은 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 보정되고, 상기 지속시간 보상 값은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초한 또는 상기 차이의 함수인 단계, 및
- 상기 보정된 타이밍 명령 및 상기 보정된 지속시간 명령을 사용하여 상기 엔진의 상기 연소 챔버 내로 액체 파일럿 연료를 도입함으로써 상기 연소 챔버에서 상기 엔진의 흡입 채널을 통해 도입된 상기 메인 가스형 연료를 점화시키는 단계를 포함하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 보정된 타이밍 명령 및/또는 보정된 지속시간 명령을 사용하여 상기 엔진의 프리 챔버 내로 액체 파일럿 연료를 도입함으로써 상기 연소 챔버에서 상기 메인 가스형 연료를 점화시키는 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항에 있어서,
일시적인 부하 상태가 확인된 경우에 보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하고,
상기 보정된 지속시간 명령은 상기 기본 지속시간 명령에 상기 지속시간 보상 값을 부가함으로써 얻어지고,
상기 보정된 지속시간 명령을 사용하여 상기 엔진의 상기 연소 챔버 내로 액체 파일럿 연료를 도입함으로써 상기 연소 챔버에서 상기 엔진의 흡입 채널을 통해 도입된 상기 메인 가스형 연료를 점화시키는 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보정된 타이밍 명령은 상기 기본 타이밍 명령에 상기 타이밍 보상 값을 부가함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
낮은 그리고/또는 부분적인 부하에서 상기 타이밍 보상 값은 기본 타이밍보다 더 지연된 타이밍을 발생시키는 음 (negative) 인 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
높은 부하에서 지속시간은 상기 일시적인 부하 상태의 경우에 감소되는 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
높은 부하에서 타이밍은 상기 일시적인 부하 상태의 경우에 지연되거나 또는 상기 기본 타이밍 명령에서와 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타이밍 보상 값은 크랭크 각도의 구별되는 값들의 사전 규정된 맵으로부터 취득되는 것을 특징으로 하는, 가스 엔진을 작동시키는 방법. - 피스톤 가스 엔진 (10) 의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템 (100) 으로서, 메인 가스형 연료와 메인 가스형 연료를 점화하기 위한 액체 파일럿 연료를 사용하고, 희박 공기-연료 혼합물의 연소는 적은 양의 액체 파일럿 연료를 분사하고, 상기 파일럿 연료를 디젤 프로세스에서 점화함으로써 점화되고,
- 차지 공기 압력을 측정하도록 배열된 압력 측정 유닛 (109),
- 측정된 차지 공기 압력을 수신하도록 배열되는 신호 수신기 유닛 (104),
- 상기 엔진의 연소 챔버 내로의 상기 엔진의 흡입 채널을 통해 메인 가스형 연료의 도입을 제어하도록 배열되는 제 1 제어 유닛 (106), 및
- 상기 엔진의 작동 조건을 나타내는 상기 하나 이상의 신호들에 기초하여 일시적인 부하 상태를 검출하도록 배열되는 일시적인 부하 검출 유닛 (108),
- 상기 엔진의 상기 연소 챔버 내로의 액체 파일럿 연료의 도입을 제어하도록 배열되는 제 2 제어 유닛 (110) 을 포함하고,
상기 제 2 제어 유닛은,
1. 상기 일시적인 부하 상태를 취득하고
2. 상기 일시적인 부하 상태가 비확인된 경우에, 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령을 사용하여 상기 엔진의 상기 연소 챔버 내로 액체 파일럿 연료를 도입함으로써 상기 연소 챔버에서 상기 메인 가스형 연료를 점화시키고,
3. 상기 일시적인 부하 상태가 확인된 경우에,
보정된 타이밍 명령을 발생시키는 타이밍 보상 값으로 기본 타이밍 명령을 보정하고, 상기 타이밍 보상 값은 측정된 차지 공기 압력 및 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이의 함수이고,
및/또는
보정된 지속시간 명령을 발생시키는 지속시간 보상 값으로 기본 지속시간 명령을 보정하고, 상기 지속시간 보상 값은 측정된 차지 공기 압력과 사전 결정된 기준 압력 값 사이의 차이에 기초한 또는 상기 차이의 함수이고,
4. 상기 보정된 타이밍 명령 및 상기 보정된 지속시간 명령을 사용하여 상기 엔진 (10) 의 연소 챔버 내로 액체 파일럿 연료를 도입함으로써 상기 엔진의 흡입 채널을 통해 도입된 상기 연소 챔버에서 상기 메인 가스형 연료를 점화시키는
실행 가능한 명령들을 포함하는 기본 타이밍 명령 및 기본 지속시간 명령을 사용하는, 피스톤 가스 엔진 (10) 의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템 (100). - 가스형 연료로 작동하는 내연 피스톤 엔진 (10) 으로서,
상기 엔진 (10) 은 제 9 항에 따른 제어 시스템 (100) 을 포함하고,
상기 엔진 (10) 은 상기 엔진의 각각의 연소 챔버의 프리 챔버 (40) 내로 파일럿 연료를 도입하도록 배열된 파일럿 연료 공급 시스템 (29) 이 제공되는, 내연 피스톤 엔진 (10).
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