KR0121319B1

KR0121319B1 - 디젤 기관용 연료 분사 장치

Info

Publication number: KR0121319B1
Application number: KR1019900701087A
Authority: KR
Inventors: 사우테르 빌프리트; 스툼프 게르하르트
Original assignee: 랄프 홀거 베렌스, 게오르그 뮐러; 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1997-11-24
Also published as: DE3868944D1; JPH03501511A; EP0394290A1; KR900702205A; EP0394290B1; WO1990003508A1

Abstract

디젤 기관의 크랭크축의 방향을 감지하는 방법 및 장치는 연료 분사 개시(FB)와 크랭크축 회전에 따른 기준마크(BM) 사이의 차등각(α)을 측정하는데 사용된다. 연료 분사펌프의 캠의 정상적인 트레일링 플랭크가 역회전시 리딩 플랭크가 되므로, 이 차등각은 역회전의 결과 기준 보다 적거나 크게 된다. 역회전으로 발생된 신호는 엔진을 즉시 정지시키도록 사용될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

디젤 기관용 연료 분사 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향을 감지하는 장치의 블럭 회로도.

제2도는 기관의 연료 분사 펌프에서 캠의 한 실시예를 도시하는 측면도.

제3도는 제2도를 참조한 6기통 디젤 기관용 연료 분사 펌프에 대한 캠 상승 및 펄스 다이아그램.

제4도는 8기통 기관에 대한 캠 상승 및 펄스 다이아그램.

제5도는 캠의 다른 실시예의 측면도.

제6도는 제5도의 캠에 대한 펄스 다이아그램.

제6a도는 제6도의 펄스 다이아그램을 변경한 도면이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술배경]

본 발명은 시동중에 디젤 기관의 크랭크축의 회전 방향을 감지하여 크랭크축이 역 방향으로 회전하면 즉시 기관을 멈추게 하는 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향을 감지하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 내연기관의 시동중에는 반동후 역 방향으로 회전할 가능성이 있다. 역 방향으로의 회전이 계속될 위험성 이외에도 기관에 기계적 손상을 입힐 가능성도 있다. 본 발명의 목적은 기관의 한 실린더의 상사점(TDC)에 대한 연료 분사 개시를 모니터하므로써 역 방향으로의 회전을 감지하는 것이다.

DE-A-2653046에는, 실제 점화시기가 정해져 원하는 분사시기와 비교되는 분사시기(상사점에 대한 분사 개시 순간)를 제어하는 방법이 기술되어 있다. 실제 분사시기는 크랭크축상의 펄스 발생기 디스크에 의해 생성된 기준 마크와 분사 노즐 근처의 감지기에 의해 감지된 분사 개시 사이의 크랭크각 관계를 측정하므로써 결정된다.

[발명의 장점]

본 발명은 각각 청구범위 제1항 및 제2항에 따라서, 시동중에 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향을 감지하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 이는 역 방향을 표시하는 신호가 기관을 즉시 멈추게 하는데 사용될 수 있는 장점을 갖는데 즉 , 상기 신호가 기관의 조속기에 공급됨으로써 조속기가 분사 폄프를 영(zero) 이송상태에 고정시킨다.

실제 연료분사가 시동속도 이하 즉, 400r.p.m 이하인 매우 낮은 기관속도에서 분사 밸브를 용이하게 감지할 수 없기 때문에, 분사 펌프에서의 분사 행정이 개시되는 것을 감지하는 것이 바람직하다. 어떠한 경우에도 매우 낮은 기관 속도에서는 예리하게 한정되지 않는 분사 행정의 개시와 실제의 분사 개시 사이의 미세한 시간 지연은 큰 의미를 갖지 못한다. 분사 행정의 개시가 분사 펌프의 캡축의 각 진 위치에 직접적인 관련이 있기 때문에, 분사 행정의 개시는 캠축의 각 잔 위치를 측정하므로써 결정될 수 있다.

[도면]

본 발명은 첨부도면을 참조하여 예시에 의해 더욱 상세히 설명된다.

[실시예의 설명]

펄스 발생기(10)는 디젤 기관의 크랭크축에 끼워져 크랭크축 회전에 대해 정확한 시간에 하나 이상의 기준 펄스(BM)를 생성한다. 이들 기준 펄스는 DE-A-2653046 또는 DE-A-3202614에 기술된 것처럼 전자식 조속기의 작동 및 전자식 점화시기 제어 작동을 행하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 기준 펄스(BM)는 연료 분사 개시를 나타내는 신호가 측정되는 기준으로써 사용된다. 분사 신호의 개시는 실제 분사 개시(SB) 또는 분사 펌프에 의한 실제 연료 이송 개시(FBA)일 수 있으나, 분사 행정 개시(FB)가 양호한데, 이는 펌프 피스톤의 왕복 운동에 응답하여 유도 변환기(11)로부터 얻어진 신호일 수 있다. 연료의 압축성에 기인한 SB, FBA 및 FB 사이의 근소한 차이 및 운전 시간은 특히 매우 낮은 기관 속도 일때에는 그다지 중요하지 않다.

기준 마크(BM) 및 분사 개시 신호(FB)는 기관 속도 표시인 크랭크축의 회전을 나타내는 계수된 펄스 트레인(n)이 공급되는 계수기(12)의 시동 및 정지 입력에 각각 적용된다. 속도 신호(n)는 크랭크축상의 다른 펄스 발생기로부터 얻어지며 DE-A-2653046에 기술된 것처럼 각도에 대한 하나의 펄스 회전을 생성하기에 적합한 펄스 트레인(pulse train)일 수 있다. 또한 속도 신호(n)가 예를 들어 주파수 배율기(multiplier)를 사용하는 기준 마크(BM)로부터 유도될 수 있다.

계수기(12)의 출력 계수는 실제 분사각(α)을 나타내며, 각이 기준치 저장기(16)에 의해 제공된 입구(αr)의 값을 초과하는지의 여부를 점검하는 비교기(14)에 사용된다.

제2도는 캠축에 대칭인 캠(18)을 도시한다. 펌핑 행정 개시에 대응하는 캠상의 지점은 캠이 화살표(20)로 도시된 법선 방향으로 회전할 때 FB로 표시된다. 역 방향으로의 회전에 의해 펌핑 행정이 개시되는 대응 지점은 FB'로 도시된다. 제2도에서 캠(18)의 작동 각도는 60도이다. 즉, 펌핑 행정 개시와 흡입 행정 완료사이의 각 범위는 60도이며 이는 회전 방향이 어느쪽이든 관계없이 적용된다. 이 각은 4행정 기관의 120도 크랭크 각에 대응하는 값이다.

제2도의 하부는 6기통의 4행정 기관인 경우에 기준 펄스(BM)의 감소를 도시하며, 상부는 크랭크축 각도 및 기준 펄스(BM)에 대한 캠의 상승을 도시한다. 주어진 기관의 실린더 TDC는 대응 기준 마크(BM) 후에 20도의 크랭크 각이다.

기관은 각 실린더의 TDC에 대한 분사 밸브에서의 실제 분사 개시 순간의 조정 즉, 분사의 진행을 위한 통상적인 설비에 끼워 맞춰진다. 그러나, 제3도는 신호(SB)에 관련된 크랭크축 각을 도시한다. 기관이 시동됨에 따라 분사 진행은 일점쇄선(24)으로 도시된 것처럼 영(zero, BM 후의 20도)이 되지만, 분사는 실선(26)으로 도시된 것처럼 공회전 속도(idling speed)에서 TDC 이전에 10도(BM후에 10도)로 진행되며, 점선(28)으로 도시된 것처럼 속도가 증가하므로써 더 진행된다.

기준 표시(BM)가 합체된 기관 실린더의 TDC에 앞서 20도 생성되면, 계수기(12)는 기관 속도 의존 펄스(n)를 계수하기 시작한다. 변환기(11)가 캠(18)에 합체되어 기관의 실린더와 합체되면, 각각의 분사 펌프 위치는 이의 상승 행정을 시작하고 계수기(12)가 계수를 멈추는 것을 곧 감지한다. 정상적이면 기관 시동중에 계수기(12)에 저장된 계수(α)는 제3도의 좌측에 도시된 것처럼 20도 이하에 일치할 수 있다. 그러나, 기관의 크랭크축이 역 방향으로 회전하기 시작하면, 계수기(12)의 계수(α)는 제3도의 우측에 도시된 것처럼 40도 이하에 일치한다. 20도와 40도 사이의 기준각(αr)은 비교기의 응답에 대해 입구를 고정시키도록 저장기(16)에 의해 비교기(40)의 기준 입력에 적용된다. 따라서, 역 방향으로의 크랭크축 회전시 비교기(14)가 분사 펌프를 영(zero) 연료 이송에 설정시킬 수 있는 기관 정지 신호를 이송하도록 반응한다. 유지회로(도시않됨)는 기관이 완전히 정지된 후 까지 연료 분사의 재 개시를 방지하도록 제공된다.

제4도는 8기통의 4행정의 디젤 기관에 대한 것을 제외하고는 제3도와 유사하다. 정방향으로의 시동중에 가능한 최대값(α)이 다시 20도가 되면, 이의 가능한 최대값인 40도로 역 방향으로 크랭크축이 회전하여 값(αr)이 임계적이지 않음으로써 용이하게 감지하는 앰플(ample) 구별이 존재한다.

제5도는 약 72도의 크랭크축 각에 대응하는 FB와 FB' 사이의 작동 영역이 단지 36도인 캠(22)을 도시한다. 제6도는 정방향으로의 회전 최대값(α)이 20도 이하이며 역 방향으로의 회전 최소값(α)이 28도 이상인 것을 도시한다. 따라서, 20도와 28도 사이의 (αr)값의 선택 영역이 협소하게 된다.

이러한 정확성을 요하는 작업을 피하기 위해서 기준 마크(BM)는 제6a도에 도시된 것처럼 TDC에 앞서 20도에서 40도로 증가할 수 있다. 그러면 값(α)은 정방향(20)으로의 회전을 위해 공회전 속도를 상승시키기 위해 적어도 30도로 될 수 있으며 역 방향으로는 18도가 된다. 따라서, 기준값(αr)은 임계값보다 작지만, 계수기(12)는 카운트업 보다는 카운트 다운 되도록 배열되어야 하며, 제어된 게이트는 계수가 정지될 때까지 계수기 출력이 비교기에 도달하는 것을 방지하도록 계수기와 비교기 사이에 제공되어야 한다.

인-라인 분사 펌프(an in-line injection pump)인 경우에 정방향 및 역 방향으로의 회전 사이의 차이(α)가 광범위해질 다른 가능성은 캠의 트레일링 측면(trailing flank)을 변형시키는 것이다. 이는 궤적 측면의 형상이 분사 작동에 영향을 미치지 않기 때문에 가능하다.

본 발명의 장치가 끼워 맞춰지는 분사 펌프는 DE-A-320261에 기술된 것처럼, 피드백 신호(feedback signal)가 실제 분사 개시(SB제어)를 감지하는 분사 노즐에 인접하게 배열된 분리 감지기로부터 이송되는 분사각 조속기에 의해 보조 제어된 분사 시기를 제공받을 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 기관이 정방향으로 한번 시동되면 더이상 필요하지 않기 때문에, 시동 과정이 완료되면 기관을 정지시키는 신호가 차단될 수 있다. 그래서 감지기(11)의 오작동인 경우 장치의 정상 운전이 방해되는 것을 방지하며, 또는 분사 시기의 SB 또는 FB 제어의 오작동일 경우에 예비 시스템의 제어하에서의 장치의 운전이 방해되는 것이 방지된다.

감지기(11)는 FB 제어에 사용되며, 또한 SP 제어인 경우에 실제 분사 개시를 감지하는 감지기 본 발명의 장치 및 방법에 사용된다.

Claims

분사 개시를 나타내는 신호와 기관의 크랭크축의 특정 각 위치에 합체된 기준 마크 사이의 각 차이를 측정하고 기준 값과 비교하여, 실제값이 기준값보다 크거나 작지않으면 회전 방향이 표시되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관의 크랭크축의 회전 방향을 감지하는 방법.
기관의 크랭크축 회전에 대한 기준 마크(BM)를 생성하는 펄스 발생기(10)와, 연료 분사 개시를 나타내는 신호(FB,FBA 또는 SB)를 생성하는 감지기(11)와, 기준 마크와 연료 분사 개시 사이의 각 차이를 나타내는 신호(α)를 생성하는 소자(12)와, 차등 신호(α)가 기준신호(αr)보다 크거나 작지 않을때 출력 신호를 생성하는 비교기(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향 감지 장치.
제2항에 있어서, 차등 신호(α)를 생성하는 소자(12)는 기관 속도를 나타내는 계수 펄스(n)가 공급되는 계수기(12)인 것을 특징으로 하는 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향 감지 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 감지기(11)는 합체된 분사 펌프 피스톤의 펌핑 행정 개시(FB)에 대해 응답하는 것을 특징으로 하는 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향 감지 장치.
제2항에 또는 제3항에 있어서, 분사 펌프의 캠(18)의 트레일링 측면(trailing flank)은 크랭크축의 정방향 및 역 방향을 위한 신호(α) 값 사이의 차이를 증가시키도록 변경되는 것을 특징으로하는 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향 감지 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 기관이 역 방향으로의 회전을 개시하는 경우에 기관 정지 신호를 생성하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 디젤 기관의 크랭크축 회전 방향 감지 장치.