KR0145457B1

KR0145457B1 - 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치 및 그것에 사용되는 흡기 벽면 온도 추정 장치

Info

Publication number: KR0145457B1
Application number: KR1019940032019A
Authority: KR
Inventors: 도루 기타무라; 아키라 가토; 가츠히로 구미가이; 사치토 후지모토; 히로시 기타가와; 순이치 츠즈키; 쥰 다카하시; 마사미 와타나베
Original assignee: 가와모토 노부히코; 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1998-08-17
Also published as: CA2136908C; US5586544A; KR950014568A; CA2136908A1

Abstract

내연 기관의 연료 분사량 제어 장치로서 ECU를 구비하며, 이 ECU는 연료 분사 밸브에서 흡기 통로에 분사된 연료 분사량중 각각의 연소실로 직접 흡입되는 제1의 연료량과, 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 연소실에 부착 감소되는 제2의 연료량과, 그리고 제1 및 제2의 연료량에 의거하여 유입 통로로 분사할 연료량을 산출하며, 배기 시스템에 설치된 공연비 센서로 부터의 출력에 의거하여 공연비 보정량을 산출하며, 또한 공연비 보정량에 의해 흡기 통로로 분사될 연료량을 보정한다. 또한, 상기 ECU는 공연비 보정량을 근거로하여 제2연료량을 보정한다.

Description

내연 기관의 연료 분사량 제어 장치 및 그것에 사용되는 흡기 벽면 온도 추정 장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 블록 선도,

제2도는 연료 분사량 Tout와 요구 연료량 Tcy1과의 관계를 나타낸 개념도,

제3도는 지연 시간 정수 T를 설명하기 위한 도면,

제4도는 AT 방식에 따라 연료 분사량의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 도면,

제5도는 AB 방식에 따라 연료 분사량의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 도면,

제6a도 및 제6b도는 연료 분사량의 미연소 HC보정의 방식을 설명하기 위한 개념도,

제7도는 연료 분사 밸브의 작동 특성을 나타낸 도면,

제8a도 및 제8b도는 f(K02) 설정계수 α에 따라 설정되는, 부착 감소량 보정 계수 f(K02)와 공연비 보정 계수 K02의 관계를 나타낸 도면,

제9도는 본 발명의 실시예에 따른 흡기 벽면 온도 추정 장치의 구성을 나타낸 블록 선도,

제10도는 중점 계수 X, 흡기관의 부압 PB 및 엔진의 회전 속도 NE간의 상관 관계를 나타낸 도면,

제11도는 엔진의 과도시 포트벽 온도 TC의 응답 지연도,

제12도는 TDC 처리의 처리 루틴을 나타낸 플로우 차트,

제13도는 CRK 처리의 처리 루틴을 나타낸 플로우 차트,

제14도는 B/G 처리의 처리 루틴을 나타낸 플로우 차트,

제15도는 예측된 흡기 포트의 벽면 온도 TC'의 산출 처리를 나타낸 플로우 차트,

제16도는 직접률 A의 산출 처리를 나타낸 플로우 차트,

제17도는 KA, KT 맵을 나타낸 도면,

제18도는 엔진의 여러 조건하에서 가정된 직접률 A의 경향을 나타낸 도면,

제19도는 지연 시간 정수 T의 산출 처리를 나타낸 플로우 차트,

제20도는 엔진의 여러 작동 조건하에서 가정된 1/T의 경향을 나타낸 도면,

제21도는 미연율 C의 산출 처리를 나타낸 플로우 차트,

제22도는 미연율 C의 산출 처리의 개념을 나타낸 타임 차트,

제23도는 엔진의 시동과 동시 분사시의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 블록 선도,

제24도는 엔진의 시동 모드 동안 동시 분사에 연속한 순차 분사가 개시되는 시동 모드시의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 블록 선도,

제25도는 시동 모드후의 정상 작동시의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 블록 선도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:내연 기관 2A:흡기 포트

5:ECU 6:연료 분사 밸브

12:PB 센서 13:TA 센서

14:TW 센서 15:CRK 센서

16:CYL 센서 26:EGR 밸브

[발명의 배경]

본 발명은 내연 기관의 흡기관에 분사되는 분사 연료량을 억제하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치 및 그것에 사용되는 흡기 벽면 온도 추정 장치에 관한 것이며, 특히 엔진의 연소실로의 연료 수송 지연 보정을 고려한 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치 및 그것에 사용되는 흡기 벽면 온도 추정 장치에 관한 것이다.

연료 분사 밸브에서 엔진의 흡기관에 분사된 분사 연료의 일부는 기통(연소실)에 직접 유입하며, 나머지 일부는 일단 흡기 포트등의 흡기관의 벽면에 부착하고 나서, 어느 정도의 시간을 거쳐 기통에 유입한다. 이 벽면에 부착한 부착 연료량과 그 증발등에 의해 기통에 흡수되는 부착 감소량을 예측하고, 이들 예측량을 고려하여 연료량(즉, 연료 분사량)을 결정하는(연료 수송 지연 보정을 고려함) 연료 분사량 제어 장치는 종래부터 이미 알려져 있다.

상기 부착 연료량은 어떤 사이클로 분사한 연료중 그 사이클중에 직접 기통에 흡입되는 연료의 비율인 직접률 A와, 전회까지 흡기관벽에 부착한 연료중 그 사이중에 증발등에 의해 연소실에 흡입되는 연료의 비율인 부착 감소율 B에 의거하여 예측되고, 부착 감소 연료량은 상기 부착 감소율 B와 상기 부착 연료량에 의거하여 예측된다.

즉, 부착 연료량을 Fw, 부착 감소 연료량을 Fwout, 연료 분사량을 Tout로 했을 경우에 있어서, 기통이 요구하는 연료량인 요구 연료량 Tcy1은

로 표시할 수 있다. 따라서 연료 분사량 Tout은

로 된다.

그러나, 이와 같은 연료 수송 지연 보정을 하는 것만으로는 혼합기의 공연비는 반드시 목표 공연비로 되지 않는다. 예를 들면 연료 분사 밸브의 특성이 다르거나 연료 펌프의 압력 레귤레이터(pressure regulator)의 기준 압력이 어긋나 있거나 하면, 동일한 분사 펄스 폭이더라도 실제의 연료 분사량 Tout에 오차가 생긴다. 마찬가지로, 엔진들간의 충전 효율의 변화에 따라 엔진 회전수와 흡기관 내부압에 의거하여 설정되는 기본 분사량 맵에 의해 설정된 연료 분사량의 값이 부적합하게 되어, 그 결과 연료 분사량 Tout에 오차가 생긴다.

따라서, 연료 분사 밸브측의 오차나 엔진의 제작 오차 및/또는 에이징에 의한 연료 분사량 Tout의 오차를 보정하기 위채, 이들 보정항이 포함된 공연비 보정 계수 K02(O2 피드백 제어)를 고려하여 연료 수송 지연 보정을 하는 방법이 종래부터 이미 제안되어 있다.

상기 제1의 방법은 특개소 58-8238호(특공평3-59255호) 공보에 개시되는 것으로, 다음식에 도시한 바와 같이 K02값을 요구 분사량 Tcy1에 곱하여 연료 분사량 Tout을 구하는 것이다.

또한, 제2의 방법은 특개소 61-126337호 공보에 개시되는 것으로서, 다음식에 나타낸 것처럼 K02값을 부착 보정후의 Tout값에 곱하여 연료 분사량 Tout을 구한다.

여기서 O2 피드백 제어는 엔진의 배기 통로에 개재한 촉매 정화 장치의 상류측에 설치된 공연비 센서의 출력에 따라 공연비 보정 계수 K02를 산출하고, 이 K02값에 의거하여 연료 분사량 Tout을 결정하는 것이다.

그러나, 상기 제1 및 제2의 방법에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 연료 분사 밸브의 오차 보정에 대해서는 물리적인 연료량(g)는 보정하지 않고, 분사 밸브의 특성만이 보정되게끔 해야 한다. 더욱 구체적으로 설명하면 예를 들어 엔진의 요구 연료량이 10g이고, 지금까지의 연료 분사 밸브에서는 10g을 분사하기 위해서는 20ms의 펄스폭의 분사 펄스를 출력하면 족했지만 소경의 연료 분사 밸브 대신 22ms의 분사 펄스를 출력하여 요구 연료량 10g에 맞추려고 할 경우에 있어서는 분사 펄스폭은 20ms에서 22ms로 증가하지만 물리적인 연료량(g)는 10g 그대로이다.

이처럼 연료 분사 밸브측의 오차 보정에 있어서는 물리적인 연료량(g)는 보정할 필요는 없고, 분사 펄스폭만을 보정하면 된다. 상기 예처럼 연료 분사 밸브를 구경이 작은 것으로 변경했을 경우, K02값은 이것에 따라 커지는 결과 분사 펄스폭도 커지지만, 기통에 유입하는 물리적인 연료량(g)는 변하지 않는다. 따라서, 기통에 유입하는 연료량으로서의 부착 감소량 Fwout은 K02값의 증대에 추종해서 커지도록 보정할 필요는 없다.

그러나, 상기 제1의 방법에서는 외관상 Tcy1×K02의 연료량(g)가 기통에 유입된 것처럼 보정되므로, 상기의 예처럼 연료 분사 밸브를 구경이 작은 것으로 변경했을 경우, K02값으로 보정되어 증가한 연료 분사량 Tout(상기 예에서는 10% 증가)이 얼마간의 시간이 지연된 후 부착 감소 연료량 Fwout중에 반영되므로 부착 감소 연료량 Fwout도 10% 증가된다. 이처럼 연료 분사 밸브측의 오차 보정에 있어서는 보정되지 않아도 되는 부착 감소 연료량 Fwout이 K02값의 변화에 추종해서 변해버리므로, 연료 수송 지연 보정이 정확히 행해지지 않는다고 하는 문제가 있었다. 상기 제2의 방법에서도 외관상 K02배된 양(g)의 연료가 분사된 것처럼 보정되어 버리기 때문에 제1의 방법과 같이 K02값으로 보정된 연료 분사량 Tout에 추종해서 부착 연료 감소량 Fwout이 변하여, 연료 수송 지연 보정이 정확히 행해지지 않는다.

(2)공연비 센서를 사용한 공연비 제어에서는 공연비 센서의 출력에 의거한 공연비 보정 계수 K02의 변화에 의해 연료 분사량 Tout을 증감시킨다. 따라서, 이 공연비 보정 계수 K02는 어떤 주기를 가지고 증감하는 피드백 제어량이다. 한편, 연료 수송 지연 보정에서는 연료 분사량 Tout의 변화→벽면 부착 연료량 Fw의 변화→부착 감소량 Fwout의 변화라고 하는 연료 수송 지연의 사이클중에서 연료 분사량 Tout이 결정된다. 그리고 부착 감소량 Fwout은 이 연료 수송 지연의 사이클에 의해 어떤 주기를 가지고 변화한다. 이와 같은 K02값의 변화 주기와 부착 감소량 Fwout의 변화 주기가 동기하면 연료 수송 지연 보정이 과보정으로 작용하여, K02 헌팅(hunting)이 생겨서 연료 분사량 Tout의 결정이 적정하게 행해지지 않는 상태에 빠진다고 하는 문제가 있었다.

예를 들면, 정상 운전 상태(즉, 크루징(crusing) 도중)에서는 흡기관내 부압 및 엔진 회전수가 일정하게 되므로, 직접률 A 및 부착 감소율 B는 변하지 않고, 더구나 요구 연료량 Tcy1도 일정해진다. 이와 같은 경우이더라도, 제1 및 제2의 방법에서는 혼합기의 공연비가 목표치에서 어긋나서 K02값이 변화하면 연료 분사량 Tout이 바뀌므로, 그 연료 분사량 Tout의 변화분이 피드백되어 지연되어서 되돌아 온다. 이것에 의해 K02값의 변화 주기와 부착 감소량 Fwout의 변화 주기가 동기하면, 목표 공연비를 중심으로 K02 헌팅이 생긴다.

상기 (1) 및 (2)에서 기술한 점에서 상기 종래의 방법에서는 운전성이나 배기 가스가 악화된다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 종래의 연료 분사 제어 장치에서는 기통중에서 연소하지 않는 미연소 연료를 고려하고 있지 않기 때문에 다음과 같은 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이, 연료 분사 밸브에서 분사된 분사 연료는 기통에 직접 유입하는 것과 일단, 흡기 포트의 벽면에 부착하는 과정을 거쳐 기통에 유입하는 것이 있지만 최종적으로는 분사 연료는 모두 기통에 공급된다. 그러나, 기통안에 공급된 연료중 무화(atomized)하지 않는것(액체입자) 또는 기통내 벽면이나 피스톤의 틈새등에 부착하고 있는 연료 즉, 기통안에서 연소하지 않는 미연소 연료가 존재하고, 이것은 특히 엔진의 저온 시동시나 시동후의 퓨울컷(fuel cut) 후 등에 많이 발생한다.

상기 미연소 성분(HC)이 그대로 배기계에 방출되어 버리면 기통내의 공연비(A/F)가 목표치에서 안정되지 않게 하고, 그 결과, 엔진의 시동시 또는 시동 직후 미연소 연료 성분(HC)가 다량으로 발생하게 되는 운전 상태에서 불안전한 연소가 일어나게 된다.

또한, 상기 종래의 연료 분사량 제어 장치에 있어서는 부착 연료량이 흡기 포트의 부압이나 엔진의 회전수 외에 흡기 포트 벽면의 온도에도 좌우되므로, 이 포트벽의 온도를 고려하여 상기 연료 수송 지연 보정을 하는 것이 고려되고 있다. 그 경우, 부품수의 증가에 의한 원가 증가 등의 문제로 직접적으로 포트 벽면의 온도를 검출하는 센서를 사용하지 않고 연산에 의해 포트 벽면 온도를 추정하는 방법들이, 예를 들면 특공소 60-50974호(제3의 방법)이나 특개평 1-30514호(제4의 방법)에 제안되어 있다.

제3의 방법에서는 포트 벽면 온도를, 엔진의 냉각수 온도와 엔진 시동시로부터의 엔진 회전수의 누적등에 의해 산출 예측한다. 그리고 엔진 회전수 및 흡입 공기량에서 기본 연료 분사량을 구하고, 다시 이 기본 연료 분사량을 평균하여 소망의 평균 함수치를 구한다. 그 후 기본 연료 분사량과 평균 함수치와의 편차를 취하고, 이 편차와 상기 포트 벽면의 예측 온도에 의거하여 증감 보정량을 결정하고, 이 결정된 증감 보정량에 상기 기본 연료 분사량을 더함으로써 연료 분사량을 구하고 있다.

제4의 방법에서는 흡기관 부압과 엔진 회전수에서 연료 부착부의 평형상태 온도인 평형 벽면의 온도와 포트 벽면 온도의 지연 시간 정수를 구하고, 이 평형 벽면의 온도를 엔진의 냉각수 온도와 흡기 온도로 수정하여 순간 벽면의 온도를 결정한다. 다시 이 순간 벽면의 온도에 대해 상기 지연 시간 정수로 1차 지연 처리를 실시하여 포트 벽면의 예측 온도를 구해서 연료 분사량을 보정하고 있다.

그러나, 상기 제3 및 제4의 방법의 어느 것에 있어서도 포트 벽면의 온도의 특성을 정확히 파악하고 있지 않으며, 또한, 엔진의 모든 운전 상태에 있어서 정확한 포트 벽면의 온도를 측정한다고 하는 관점에서는 아직 충분히 만족할 만한 것은 아니었다. 따라서, 포트 벽면의 온도를 측정하여 연료 수송 지연 보정을 할 경우에는 정확한 연료 수송 지연 보정을 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

[발명의 요약]

본 발명의 제1목적은, 연료 분사량의 연료 수송 지연 보정을 실시함과 아울러, 이 보정량을 고려한 공연비 보정 계수 K02의 헌팅 발생을 미연에 방지함으로써 운전성 저하나 엔진의 배기 가스의 악화를 방지 할 수 있는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은, 기통속에서 연소하지 않고 남는 미연소 연료 일부를 보정하기 위해 정확한 연료 수송 지연 보정을 실시함으로써 운전성 저하나 엔진의 배기 가스의 악화를 방지 할 수 있는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제3목적은, 엔진의 모든 운전 상태에 있어서 흡기관의 벽면 온도를 정확히 예측 가능한 내연 기관용 흡기관의 벽면 온도 추정 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제4목적은, 본 발명에 따른 흡기관의 벽면 온도 추정 장치에 의해 예측된 흡기관의 벽면 온도를 근거하여 연료 분사량의 정확한 연료 수송 지연 보정을 실시 할 수 있는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제1관점에 있어서, 상기 제1목적을 달성하기 위한 내연 기관이 연료 분사량 제어 장치가 제공되는데, 이 제어 장치는 벽면을 갖는 흡기 통로와, 이 흡기 통로에 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 밸브와, 적어도 하나의 연소실을 지니는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치로서 상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되는 제1의 연료량을 산출하는 제1의 연료량 산출 수단과, 상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 상기 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되는 제2의 연료량을 산출하는 제2의 연료량 산출 수단과, 상기 제1 및 제2의 연료량에 의거하여 분사할 연료량을 산출하는 연료 분사량 산출 수단과, 상기 엔진으로 부터 나온 배기 가스의 공연비를 검출하는 공연비 검출 수단과, 이 공연비 검출 수단의 출력에 의거하여 공연비 보정량을 산출하는 공연비 보정량 산출 수단과, 상기 공연비 보정량을 사용하여 상기 분사할 연료량을 보정하는 공연비 보정 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 연료 분사량 제어 장치는 공연비 보정량에 의거하여 상기 제2의 연료량을 보정하는 부착 감소 연료량 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

양호하게는, 상기 부착 감소 연료량 보정 수단은 부착 감소 연료량 보정 계수를 상기 공연비 보정량이 커질수록 작은 값으로 설정하는 부착 감소 연료량 보정 계수 설정 수단을 갖추고, 이 부착 감소 연료량 보정 계수에 의하여 상기 제2의 연료량을 보정한다.

또한, 상기 부착 감소 연료량 보정 계수는 상기 제1의 연료량의 상기 연료 분사량에 대한 비가 작을수록 상기 공연비 보정 계수에 따라서 크게 변화하도록 설정된다.

본 발명의 제2관점에 있어서, 상기 제2목적을 달성하기 위한 연료 분사량 제어 장치가 제공되는데, 이 제어 장치는 벽면을 갖는 흡기 통로와, 이 흡기 통로에 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 밸브와, 적어도 하나의 연소실과, 그리고 배기 통로를 구비하는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치로서;

상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되고, 이 연소실에서 연소하는 제1의 연료량을 산출하는 제1의 연료량 산출 수단;

상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되고 이 연소실에서 연소되지 않고 상기 배기 통로에 배출되는 제2의 연료량을 산출하는 제2의 연료량 산출 수단;

상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 상기 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되는 제3의 연료량을 산출하는 제3의 연료량 산출 수단; 및

상기 제1, 제2 및 제3의 연료량에 의거하여 분사해야 할 연료량을 산출하는 연료 분사량 산출 수단을 포함한다.

양호하게는, 상기 제2의 연료량은 상기 연료 분사량과 상기 엔진의 운전 상태에서 구해지는 미연율에 의거하여 산출된다.

또한, 상기 엔진의 운전 상태는 엔진을 순환하는 냉각수 온도를 포함하며, 상기 미연율은 이 엔진의 냉각수 온도가 낮을수록 큰 값으로 설정된다.

또한, 상기 미연율은 연료 공급 개시 또는 재개 직후에는 큰 값으로 초기화 된다.

본 발명의 상기 제2목적을 달성하기 위해 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치가 추가로 제공되는데, 이 제어 장치는 벽면을 갖는 흡기 통로와, 이 흡기 통로에 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 밸브와, 적어도 하나의 연소실과, 그리고 배기 통로를 구비하는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치로서;

상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡입 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되는 제1의 연료량을 산출하는 제1의 연료량 산출 수단;

상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 상기 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되고 이 연소실에서 연소하는 제2의 연료량을 산출하는 제2의 연료량 산출 수단; 및

상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되고 이 연소실에서 연소되지 않고 상기 배기 통로로 배출되는 제3의 연료량을 산출하는 제3의 연료량 산출 수단; 및

상기 제1, 제2 및 제3의 연료량에 따라서 상기 연료 분사량을 산출하는 연료 분사량 산출 수단을 포함한다.

또한, 상기 제어 장치에 있어서, 상기 제2의 연료량은 상기 연료 분사량과 상기 엔진의 운전 상태에서 구해지는 미연율에 의거하여 산출된다.

더욱 구체적으로, 상기 엔진의 운전 상태는 상기 엔진을 순환하는 냉각수 온도를 포함하며, 상기 미연율은 엔진의 냉각수 온도가 낮을수록 큰 값으로 설정된다.

본 발명의 제3의 관점에 있어서, 본 발명의 상기 제3목적을 달성하기 위해 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치가 제공되는데, 이 추정 장치는 벽면을 갖는 흡기 통로를 구비하는 내연 기관의 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치로서;

상기 엔진을 순환하는 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출 수단;

상기 엔진의 흡기 통로내의 흡입 공기 온도를 검출하는 흡입 공기 온도 검출 수단; 및

상기 냉각수 온도 검출 수단에 의하여 검출된 냉각수 온도와 상기 흡입 공기 온도 검출 수단에 의하여 검출된 흡입 공기 온도에 의거하여 상기 냉각수 온도와 흡입 공기 온도와의 중간의 온도로서 상기 흡기 통로의 벽면 온도를 추정하는 벽면 온도 추정 수단을 포함한다.

양호하게는, 상기 벽면 온도 추정 수단은 상기 엔진의 흡입 공기량에 의거하여 설정되는 소정의 내분률로 상기 냉각수 온도와 상기 흡입 공기와의 차를 내분하여 상기 흡기 통로의 벽면 온도를 추정한다.

또한, 상기 벽면 온도 추정 수단은 상기 냉각수 온도와 상기 흡입 공기 온도와의 중간의 온도를 상기 엔진의 정상 운전 상태에 있어서의 벽면 온도로서 추정하고 다시 이 정상 운전 상태에 있어서의 벽면 온도에 대하여 지연 처리를 실행하여 엔진의 과도한 운전 상태에 있어서의 벽면 온도를 추정한다.

또한, 상기 흡입 공기 온도 검출 수단에 의하여 검출된 상기 흡입 공기 온도는 이 흡입 공기 온도 검출 수단의 출력의 변화량에 따라서 보정된다.

또한, 상기 엔진은 배기 통로와, 이 배기 통로의 배기 가스를 상기 흡기 통로에 환류하는 배기 환류 수단을 구비하고, 상기 벽면 온도 추정 수단은 상기 소정의 내분률을 상기 배기 환류 수단에 의한 배기 환류율에 따라 설정한다.

본 발명의 제4관점에 있어서, 본 발명의 상기 제4목적을 달성하기 위해 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치가 제공 되는데,

이 제어 장치는 흡기 통로를 지니는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치로서;

상기 흡기 통로내의 연료 수송 특성을 나타내는 변수를 엔진의 운전 상태에 따라 산출하고 이 산출된 변수에 따라 상기 흡기 통로내로 분사되는 연료 분사량을 결정하는 연료 분사량 결정 수단;

상기 엔진의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출 수단;

상기 엔진의 흡기 통로내의 흡입 공기 온도를 검출하는 흡입 공기 온도 검출 수단;

상기 냉각수 온도 검출 수단에 의하여 검출된 냉각수 온도와 상기 흡입 공기 온도 검출 수단에 의하여 검출된 흡입 공기 온도에 의하여 상기 냉각수 온도와 흡입 공기 온도와의 중간의 온도로서 상기 흡기 통로의 벽면 온도를 추정하는 벽면 온도 추정 수단; 및

상기 벽면 온도 추정 수단에 의하여 추정된 흡기 통로의 벽면 온도에 따라 상기 연료 수송 특성을 나타내는 변수를 보정하는 변수 보정 수단을 포함한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 흡기관의 벽면 온도 추정 장치를 포함하는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치의 일실시예를 나타낸 전체 구성도이다.

도면번호 (1)은, 예를 들면 직렬 4기통의 내연 엔진(이하에서는 엔진이라 함)이며, 이 엔진(1)의 흡기 포트(2A)에 접속된 흡기관(2)을 가로질러 스로틀 본체(3)이 설치되고, 그 내부에는 스로틀 밸브(3')가 배치되어 있다. 또한, 스로틀 밸브(3')에는 스로틀 밸브 개도(θTH) 센서(4)가 연결되어 있고, 이 스로틀 밸브(3')의 개도에 따른 전기 신호를 출력하여 전자 콘트롤 유닛(5)(이하, ECU라고 함)에 공급한다.

연료 분사 밸브(인젝터)(6)은 엔진(1)과 스로틀 밸브(3')와의 사이에, 그리고 흡기관(2)의 도시하지 않은 흡기 밸브의 조금 상류측에 각 기통마다 설치되어 있다. 상기 각각의 연료 분사 밸브(6)은 연료 공급관(7)을 통해 연료 펌프(8)에 접속되는 동시에 ECU(5)에 전기적으로 접속되고, 이 ECU(5)로 부터의 신호에 의해 연료 분사 밸브의 개방 시간이 제어된다.

흡기관(2)의 스로틀 밸브(3')의 하류측에는 분기관(11)이 설치되고, 이 분기관(11)의 선단에는 흡기관 내부압(PB) 센서(12)가 장착되어 있다. 이 PB 센서(12)는 ECU(5)에 전기적으로 접속되어 있고, 흡기관(2)내의 흡기관 내부압(PB)는 상기 PB 센서(12)에 의해 전기 신호로 변환되어, ECU(5)에 공급된다. 또한, 분기관(11)의 하류측의 흡기관(2)의 관벽에는 흡기 온도(TA)를 검출하는 흡기 온도(TA) 센서(13)가 장착되어 있고, 이 센서의 검출 신호는 ECU(5)에 공급된다.

그리고 엔진(1)의 기통 블록의 냉각수가 충만한 기통 주벽에는 서미스터등으로 이루어진 엔진 냉각수 온도(TW) 센서(14)가 삽입되고, 이 (TW) 센서(14)에 의해 검출된 엔진 냉각수 온도(TW)는 전기 신호로 변환되어 ECU(5)에 공급된다.

또한, 엔진(1)의 도시하지 않은 캡축 주위 또는 크랭크축 주위에는 크랭크 각도(CRK) 센서(15)와 기통 판별(CYL) 센서(16)가 장착되어 있다. (CRK) 센서(15)는 엔진(1)의 크랭크축의 1/2회전(180°)보다 짧은 일정한 크랭크각 주기(예를 들면 30°주기)로 소정의 크랭크 각도 위치에서 펄스(이하, CRK 펄스라고 함)를 발생한다. (CRK) 펄스는 ECU(5)에 공급되고, 상기 (CRK) 펄스에 의거하여 (TDC) 펄스를 출력한다. 즉, (TDC) 펄스는 각 기통의 기준 크랭크 각도 위치를 나타내는 것으로서, 크랭크축의 180° 회전때 마다 발생한다.

또한, ECU(5)는 (CRK) 펄스의 발생 시간 간격을 계측하여 CRME 값을 산출하고 다시 이 CRME 값을 (TDC) 펄스의 발생 시간 간격에 걸쳐서 가산하여 ME 값을 산출하고, 이 ME 값의 역수인 엔진 회전수 NE를 산출한다.

현행 (CYL) 센서(16)는 특정한 기통의 흡입 행정 개시 때에 대응하는 (TDC) 펄스 발생 위치보다도 앞의 소정 크랭크 각도 위치(예를 들면, (TDC) 전 10°)에서 펄스(이하, (CYL) 펄스라고 함)을 발생한다.

또한, ECU(5)는 (TDC) 펄스의 발생 직후에 검출되는 (CRK) 펄스에 대응하는 크랭크 각도 스테이지를 #0 스테이지로서 설정한다. 그 후에 검출되는 (CRK) 펄스 마다 스테이지가 하나씩 올라가, 예를 들면 30° 주기의 (CRK) 펄스를 발생하는 4기통 엔진에서는 #0 스테이지 부터 #5 스테이지까지가 설정된다.

또한, 엔진(1)의 각 기통의 점화 플러그(17)은 ECU(5)에 전기적으로 접속되고, ECU(5)에 의해 점화시기가 제어된다.

배기관(21) 중간에는 배기 농도 센서로서의 (02) 센서(22)가 장착되어 있고, 배기 가스중의 산소 농도를 검출하여 그 검출값에 따른 신호를 출력해서 ECU(5)에 공급한다. 배기관(21)의 (02) 센서(22)의 하류에는 배기 가스 정화 장치인 촉매 전환기(삼원 촉매)(23)가 배치되어 있고, 이것에 의해 배기 가스중의 HC, CO, NOX등의 유해 성분의 정화작용이 행해진다.

다음에 배기 환류 기구(EGR)에 대해 설명한다.

흡기관(2)과 배기관(21)과의 사이에는 바이패스 모양으로 배기 환류로(25)가 설치되어 있다. 이 배기 환류로(25)는 그 일단이 상기 (02) 센서(22)보다 상류인 배기관(21)에 접속되고, 하단은 (PB) 센서(1)의 상류측의 흡기관(2)에 접속되러 있다.

또한, 배기 환류로(25)의 중간에는 배기 환류량 제어 밸브(이하, (EGR) 제어 밸브라고 함)(26)이 설치되어 있다. 이 (EGR) 밸브(26)은 밸브실(27)과 다이어프램실(28)로 이루어진 케이싱(29)과, 상기 밸브실(27)내에 위치하여 상기 배기 환류로(25)가 개폐 가능해 지도록 상하 방향으로 이동 가능하게 배설된 쐐기 형상의 밸브체(30)과, 밸브축(31)을 통해 상기 밸브체(30)과 연결된 다이어프램(32)와, 이 다이어프램(32)를 폐밸브 방향으로 부세하는 스프링(33)으로 구성되어 있다. 또한 다이어프램실(28)은 다이어프램(32)을 통해 아래쪽에 구획되는 대기압실(34)과 윗쪽에 구획되는 부압실(35)로 이루어져 있다.

또한, 대기실(34)는 통기구(34a)는 통해 대기에 연통되는 한편, 부압실(35)은 부압 연통로(36)의 일단에 접속된다. 부압 연통로(36)은 흡기관(2)에 접속되고, 이 흡기관(2)내의 흡기관 내부압(PB)는 부압 연통로(36)을 통해 상기 부압실(35)에 도입되게끔 되어 있다. 또한, 부압 연통로(36)의 도중에는 대기 연통로(37)가 접속되고, 이 대기 연통로(37)의 도중에는 압력 조정 밸브(38)가 배치되어 있다. 이 압력 조정 밸브(38)은 항시 폐쇄된 형태의 전자 밸브로 이루어지며, 대기 연통로중의 부압은 상기 압력 조정 밸브(38)에 의해 제어되고 다이어프램실(28)의 부압실(35)는 소정의 제어압을 발생한다.

또한, 상기 (EGR) 밸브(26)에는 밸브 개도(리프트) 센서(39)가 설치되어 있고, 이 리프트 센서(39)는 상기 (EGR) 밸브(26)의 밸브체(30)의 작동 위치(밸브 리프트량)를 검출하고, 그 검출 신호를 상기 ECU(5)에 공급한다. 그리고 상기 EGR 제어는 엔진의 워밍업 이후(예를 들면 엔진 냉각수의 온도(TW)가 소정의 온도 이상일때)에 실행된다.

ECU(5)는 상술한 각종 센서로 부터의 입력 신호 파형을 정형하여 전압 레벨을 소정 레벨로 수정하여 아날로그 신호치를 디지탈 신호치로 변환하는 따위의 기능을 갖는 입력회로(5a)과, 중앙 연산처리 회로(이하 CPU라고 함)(5b)와 이 CPU에 의해 실행되는 연산 프로그램이나 연산 결과등을 기억하는 기억 수단(5c)과, 상기 연료 분사 밸브(6), 연료 펌프(8) 및 점화 플러그(17)등에 구동 신호를 공급하는 출력회로(5d)로 이루어져 있다.

또한, ECU(5)는 연료 수송 지연 보정을 하고자 분사 연료가 부분적으로 부착되는 흡기 포트(2A)의 벽면 온도(이하, 포트 벽면 온도라고 함)를 추정하고, 이것에 의거하여 연료 수송 지연 보정에 관한 각종 변수를 설정한다. 또한, 상술한 각종 엔진 변수 신호에 의거하여 (02) 센서(22)에 의해 검출되는 배기 가스중의 산소 농도에 따른 피드백 제어 운전 영역이나 오픈 루프 제어 운전 영역등의 여러가지 엔진 운전 상태를 판별한다.

그리고, 본 실시예에서는 흡기 온도 센서(13)이 흡기관(2)의 스로틀 밸브(3')의 하류측의 관벽에 장착되었을 경우를 나타내고 있지만, 흡기 온도 센서의 장착 장소로서는 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면 스로틀 밸브(3')의 상류측등이라도 좋다. 단, 흡기 온도 센서의 장착 장소에 따라 후술하는 중간 비율 계수 XO를 변경할 필요가 있다.

이하 본 발명에 따른 연료 분사량의 연료 수송 지연 보정에 대해 설명한다.

연료 수송 지연 보정에 관한 구체적인 실시예를 설명하기 전에 먼저 연료 수송 지연 보정의 원리에 대한 설명을 제2도∼제8도에 의거하여 기술한다.

제2도는 연료 분사량 Tout과 요구 연료량 Tcy1과의 관계를 나타낸 개념도이다.

도면에 도시된 Tout은 어떤 사이클중 연료 분사 밸브(6)에서 흡기관(2)로 분사된 분사 연료량이며, 이 분사 연료량 Tout 중(A×Tout)에 해당하는 양이 흡기 포트(2A)의 벽면에 부착하지 않고 직접 기통에 공급되고, 나머지 양은 전회 사이클까지(즉, 현재 진행중인 분사 이전) 흡기 포트(2A)의 벽면에 부착되어 있는 벽면 부착 연료량 Fw중에 부착 증가분량 Fwin으로서 더해진다. 여기서 A는 직접률이며, 이것은 어떤 엔진 운전 사이클중에 분사된 연료중 그 사이클중에 직접 기통에 흡입할 연료의 비율을 나타내는 것으로서, 0＜A＜1로 주어진다.

그리고, 상기 (A×Tout)와 벽면 부착 연료량 Fw에서 없어지는 부착 감소분 Fwout을 더한 값이 실제로 기통내에 공급되는 요구 연료량 Tcy1으로 된다.

다음에는 본 발명에 따른 연료 분사량의 연료 수송 지연 보정에 대한 제1의 방법을 설명한다.

이 제1의 방법은 부착 감소량 Fwout이 부착 증가분량 Fwin에 대해 소정 시간의 지연으로 추종한다고 생각하고, 이것을 예를 들어 1차 지연 모델로서 표현하고, 부착 감소량 Fwout의 지연 정도는 지연 계수(지연 시간 정수) T를 사용하여 나타내는 것이다.

상기한 바와 같이 요구 연료량 (Tcy1)은

로 되므로 연료 분사량 Tout은

로 된다. 또한, 부착 증가분량 Fwin은

으로 된다.

그리고 부착 감소량 Fwout은 부착 증가분량 Fwin의 1차 지연이므로, n으로 이산화하면

으로 된다.

여기서, T는 시간 지연 정수이며, 부착 감소량 Fwout의 상승 변화에 있어서, 전체의 변화량의 63.2퍼센트에 달하기까지의 소요시간에 대응한 값이며, 상세하게 후술된 바와 같이 엔진의 운전 상태에 따라 설정된다.

상기 (4)식에 의하면, 금번의 부착 감소량 Fwout은 그 전번치에 부착 증가분량 Fwin에서 부착 감소량 Fwout을 뺀 값(편차)을 1/T배한 값이 증가하게 된다.즉, 사이클마다 같은 계산이 행해지면 상기 편차에 1/T배씩 부착 감소량 Fwout이 부착 증가분량 Fwin에 근접해가게 된다.

예를 들면, 연료 분사량 Tout이 스텝 모양으로 증가했을 경우, 직접률 A가 일정하다고 가정하면, 제3도에 도시한 것처럼 부착 증가분량 Fwin도 스텝 모양으로 증가한다. 이것에 대해 부착 감소량 Fwout은 시간 지연 정수 T에 의거하여 천천히 응답하여 부착 증가분량 Fwin에 근접하게 된다.

그리고, 상기 (2)식, (3)식, 및 (4)식에 의해 연료 분사량 Tout을 구할 수 있다.

제4도는 연료 수송 지연 보정의 상기 제1의 방법(이하, AT 방식이라고 함)을 모델화한 물리적 모델 회로를 대략 도시한 도면이다. 상기 도면에 있어서, 금번의 사이클(n)로 연료 분사 밸브(6)에서 분사된 분사 연료량 Tout(n)은 곱산부(51)에서 A(직접률)배되는 한편, 곱산부(52)에서 (1-A)배 된다. 곱산부(51)의 출력은 (A×Tout(n))으로 되고, 이것이 가산부(53)에 공급되며, 금번의 부착 감소량 Fwout(n)에 가산되어 금번의 요구 연료량 Tcy1으로 된다.

한편, 곱산부(52)의 출력은 금번의 부착 증가분량 Fwin(n)이며, 상기 (3)식에 해당하는 Fwin(n) = (1-A)×Tout(n)으로 된다. 이것이 다시 곱산부(54)에서 1/T배 되어 가산부(55)에 공급되고, 곱산부(56)의 출력과 가산된다. 이 곱산부(56)의 출력은 부착 감소량 Fwout(n)에 (1-1/T)배된 것으로 되므로, (1-1/T)×Fwout(n)으로 된다.

또한, 가산부(53)에 공급되는 부착 감소량 Fwout(n)은 입력을 1사이클 지연하는 사이클 지연부(57)의 출력이므로, 이 사이클 지연부(57)에 입력되는 것은 다음번의 부착 감소량 Fwout(n+1)로 된다.

따라서 가산부(55)의 출력 즉, 사이클 지연부(57)에 입력되는 부착 감소량 Fwout(n+1)은

(단, Fwin(n)=(1-A)×Tout(n))

가 되어 상기 (4)식에 상당한다.

계속해서 연료 수송 지연 보정의 제2의 방법을 설명한다.

상기 제2의 방법은 예를 들어 특개소 58-8238호(특공평 3-59255호) 공보등에 개시된 것으로 상기 직접률 A 이외에 전회까지의 포트 벽면에 부착한 연료(Fw) 중 금회 사이클중에 증발 등으로 연소실에 흡입되는 연료의 비율인 부착 감소율 B(0＜B＜1)를 사용하는 것이다. (A×Tout)는 포트 벽면에 부착하지 않고 직접 기통에 공급되는 양이고, ((1-A)×Tout)는 부착 증분량 Fwin이 되는 점은 상기 AT 방식과 동일하나, 부착 감소량 (Fwout)은 금회 사이클 개시 시점의 벽면 부착 연료량(Fw) 중 (B×Fw)인 것으로 생각하는 방식이다.

상기 (1)식에 표시하는 것과 같이 요구 연료량 Tcy1은

가 된다. 여기에서

가 되고, 금회의 벽면 부착 연료량 Fw(n)는 전회까지의 벽면 부착 연료량 Fw(n-1)에 대하여 부착 증가분량 Fwin와 부착 감소량 Fwout와의 편차만 증감하므로

가 된다.

또한, 상기 (1)식에서 연료 분사량 Tout은

가 되므로 상기 (6)식 및 (7)식에 의하여 연료 수송 지연에 대해 보정된 즉, 기통에 간접적으로 공급된 연료량 B×Fw에 대해 보정된 연료 분사량 Tout를 구할 수 있다.

제5도는 연료 수송 지연 보정의 상기 제2의 방식(이하 AB 방식이라고 함)을 모델화한 도면이다.

상기 도면에서 금회 사이클(n)으로 연료 분사 밸브(6)에서 분사된 분사 연료량 Tout(n)은 승산부(61)에서 A(직접률)배되는 반면, 승산부(62)에서는 (1-A)배가 된다. 승산부(61)의 출력은 (A×Tout(n))가 되고, 이것이 가산부(63)에 공급되어서 입력에 대하여 부착 감소율 B를 곱하는 승산부(64)의 출력인 금회의 부착 감소량 Fwout(n)에 가산되어 금회의 요구 연료량 Tcy1(n)이 된다.

상기 설명과 같이 AB 방식에 있어서는, 승산부(64)의 출력인 금회의 부착 감소량 Fwout(n)은 전회까지의 축적된 금회 사이클 개시 시점의 벽면 부착 연료량 Fw중의 (B×Fw)으로 생각하기 때문에 승산부(64)의 입력에는 금회 사이클 개시 시점의 벽면 부착 연료량 Fw(n)가 공급되게 된다. 그리고, 그 벽면 부착 연료량 Fw(n)가 승산부(65)에서 (1-B)배 되어서 (1-B)×Fw(n)이 가산부(66)에 공급된다.

한편, 승산부(62)의 출력은 부착 증분량 Fwin이고, 상기 (3)식에 상당하는 Fwin(n)=(1-A)×Tout(n)가 된다. 이것이 다시 상기 가산부(66)에 공급되고, 상기 승산부(65)의 출력인 (1-B)×Fw(n)와 가산된다. 또한, 승산부(64,65)의 입력인 금회 사이클 개시 시점의 벽면 부착 연료량 Fw(n)는 입력을 1사이클 지연하는 사이클 지연부(67)의 출력이므로 이 사이클 지연부(67)에 입력되는 것은 차회 사이클 개시 시점의 벽면 부착 연료량 Fw(n+1) 즉, 금회 사이클 종료 시점의 벽면 부착 연료량이 된다.

즉, 전회까지 축적된 금회 사이클 개시 시점의 벽면 부착 연료량 Fw(n)에서 (B×Fwout(n))에 상당하는 양이 곱산부(64)의 출력이 되어 부착 감소되거나, 또는 부착 감소가 안되고 남은 양인 (1-B)×Fwout(n)가 가산부(66)에 의하여 승산부(62)의 출력인 금회의 부착 증분량 Fwin(n)와 가산된다.

따라서, 가산부(66)의 출력(=Fw(n+1))인 차회 사이클 개시 시점에 남은 벽면 부착 연료량 Fw(n+1)은

또한, 후술하는 구체적인 실시예에서는 AT 방식을 사용하기도 한다.

다음에, 미연소 연료(미연소 HC)를 고려한 연료 수송 지연 보정의 원리를 설명한다.

상기 실린더에 공급되는 연료에는 미연소 연료가 있으므로 실린더내의 공연비(A/F)를 안정화 시키기 위해서는 상기한 제1 또는 제2 방법의 연료 수송 지연 보정의 실행만으로는 불충분하고, 미연 HC 성분을 고려한 연료 수송 지연 보정(미연소 HC 보정)을 실행할 필요가 있다.

우선, 이 미연소 HC 보정의 제1의 방법을 제6a도를 사용하여 설명한다.

상기 제1의 방법에서는 제6a도에 도시된 바와 같이 연료 분사 밸브(6)에서 분사된 연료 분사량 Tout 중 A(직접률)×Tout와 C(미연율)×Tout는 실린더내에 직접 유입하고 나머지의 부착 증분량 Fwin가 벽면 부착 연료량 Fw에 더해진다. 그리고 A×Tout와 벽면 부착 연료량 Fw에서 부착 감소되는 부착 감소량 Fwout는 요구 연료량 Tcy1으로서 실린더내에서 연소에 기여하는 연료분으로 하고, C(미연율)×Tout는 연소에 기여하지 않는 연료분, 즉 미연소 HC 성분으로 하는 것이다.

상기 제1의 방법을 수식으로 표시하면 다음과 같다.

요구 연료량 Tcy1은

가 되고, 부착 증분량 Fwin는

가 된다.

이 방법을 상기 AT 방식에 적용할 경우, 요구 연료량 Tcy1은,

이므로, 금회의 부착 감소량 Fwout(n)는

가 된다.

또한, AB 방식에 적용한 경우에서는 요구 연료량 Tcy1은

가 되고, 금회의 벽면 부착량 Fw(n)은

가 된다.

계속해서, 미연소 HC 보정의 제2의 방법은 제6b도를 참조하여 설명된다.

상기 제1의 방법에서는 연료 분사 밸브(6)로 부터 연료 분사량 Tout 중 실린더내에 직접 유입하는 연료에 미연소 HC 성분이 존재하는 것으로 간주했으나, 상기 제2의 방법에서는 벽면 부착 연료량 Fw에서 부착 감소되어 실린더내에 유입하는 부착 감소량 Fwout 중에 미연소 HC 성분이 존재하는 것으로 간주한다.

즉, 제6b도의 도시와 같이 연료 분사 밸브(6)에서 분사된 연료 분사량 Tout 중 A(직접률)×Tout가 실린더내에 직접 유입하고, 남은 부착 증분량 Fwin이 벽면 부착 연료량 Fw에 더해진다. 그리고, 벽면 부착 연료량 Fw에서 부착 감소되는 부착 감소량 Fwout 중 C×Fwout를 미연소 HC 성분으로 하고, 남은 (1-C)×Fwout와 A×Tout가 요구 연료량 Tcy1으로서 실린더내의 연소에 기여하는 연료분으로 하는 것이다.

이 제2의 방법을 수식으로 표시하면 다음과 같다.

요구 연료량 Tcy1은

가 되므로, 연료 분사량 Tout는

가 된다.

이 방법을 상기 AT 방식에 적용한 경우에 있어서, 금회의 부착 감소량 Fwout(n)는,

가 된다.

또한, AB 방식에 적용한 경우에는, B×Fw에 대응하는 금회 분사의 부착 감소량 Fwout는

이므로, 금회의 벽면 부착 연료량 Fw(n)는

가 된다.

다음에, 공연비 계수 K02를 이용하는 공연비 피드백제어(이하에서 O2 피드백 제어라고 함)를 고려한 연료 수송 지연 보정에 대하여 설명한다. 이 O2 피드백 제어는 엔진의 배기 통로에 개재한 촉매 정화 장치(23)의 상류측에 설치된 O2 센서(공연비 센서)(22)의 출력에 따라서 공연비 보정 계수 K02를 산출하여 이 K02값에 따라서 연료 분사량 Tout를 결정하는 것이다.

상기한 연료 수송 지연 보정의 실시만으로는 혼합비의 공연비는 반드시 목표 공연비가 될 수 없다. 예를 들어, 연료 분사 밸브(6)의 특성이 다르거나 연료 펌프(8)의 압력 레귤레이터의 기준 압력이 어긋나 있거나 하면 동일한 분사 펄프폭이라 해도 연료 분사량 Tout에 오차가 발생한다. 동일하게, 엔진의 제작 오차 혹은 에이징에 의하여 흡기관내 절대압 PBA 및 엔진 회전수 NE가 동일해도 엔진의 충전 효율(공기량)이 상이하면 엔진 회전수 NE와 흡기관 내부압 PB에 따라 기본 Ti맵에서 설정되는 기본 연료량에는 큰 편차가 있게 되고, 연료 분사량 Tout에 오차가 발생한다.

그러므로, 연료 분사 밸브측의 오차나 엔진의 제작 오차 또는 에이징에 의한 연료 분사량 Tout의 오차를 보정하기 위하여 이들의 보정항이 포함되는 공연비 보정 계수 K02를 고려하여 연료 수송 지연 보정을 실행하는 방법, 즉 상기한 특개소 58-8238호에 의한 제1의 방법과 특개소 61-126337호에 의한 제2의 방법이 종래부터 이미 제안되고 있다.

연료 분사 밸브의 오차 보정에 대해서는 제7도에 도시하는 연료 분사 밸브(6)의 특성에 있어서, 물리적인 연료량(g)는 보정하지 않고 분사 밸브의 특성(제7도중의 K 및 TiVB)만이 보정되게 된다. 또한, 제7도중의 TiVB는 축전지 전압 보정용의 무효 시간이다.

그러나, 상기 제1 및 제2의 방법에서는 상기 종래기술에 상세히 기재한 것과 같은 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 고려하여, 본실시예에서는 K02값이 커질수록 작게 설정되는 부착 감소량 보정 계수 f(K02)를 도입하고,

상기 제1의 방법에 대해서는,

와 같이 보정하고,

또한, 상기 제2의 방법에 대해서는,

와 같이 보정한다.

여기에서 부착 감소량 보정 계수 f(K02)는 구체적으로는

또는

로서 표시될 수 있다.

상기 (11)식에서는 제8a도의 도시와 같이 K02=1.0일 때에 1이 되고, 부착 감소량 보정 계수 f(K02)를 설정하기 위한 α의 대소에 따라서 경사가 변화하고, K02에 대하여 우측이 처지는 경향을 갖는 직선이 된다. 상기 (12)식에서는 제8b도의 도시와 같이 우측이 처지는 쌍곡선을 이룬다.

또한, f(K02) 설정계수 α는 엔진의 냉각수 온도가 낮을때 등과 같이 직접률 A가 작아질 때는 커지도록 설정한다. 즉, 엔진의 냉각수 온도가 낮아질수록 직접률 A가 작아지므로 실린더내에 직접 유입하는 연료량 A×Tout보다도 벽면 부착 연료량 Fw에서 실린더내에 유입되는 부착 감소량 Fwout 쪽이 상당히 많아지고 연료 분사량 Tout에 부여하는 부착 감소량 Fwout의 영향도(비율)가 커진다. 그 결과 앞에서 설명한 K02 헌팅의 비율이 커진다. 따라서 직접률 A가 작을 때는 f(K02) 설정계수 α를 크게 설정하여 보정 정도를 강하게 한다.

다음에, 흡기 벽면 온도 추정 방법에 대하여 설명한다.

제9도는 본 발명의 흡기 벽면 온도 추정 장치의 구성을 도시하는 블록 선도이다.

이 흡기 벽면 온도 추정 장치는 입력 변수로 EGR 환류율, 흡기관내의 부압 PB, 엔진 회전수 NE, 엔진 냉각수 온도 TW 및 흡기 온도 TA를 사용하고, 이들의 변수에서 포트벽 온도 TC를 추정하는 것이다.

흡기 온도 TA는 흡기 온도 보정 수단(71)에 공급되고, 이 수단(71)은 TA 센서(13)의 검출치의 응답 지연을 조정한다. 이 TA 센서(13)의 응답 지연은 TA 센서(13) 자체가 갖는 열용량에 의하여 흡기 온도의 급격한 변화에 대하여 TA 센서(13)의 출력치가 신속히 반응하지 못하는 것이 원인이 되어 발생한다.

이와 같은 특성을 고려하여 아래의 식(13)에 의하여 TA 센서(13)의 응답 지연을 보정된다.

즉, TA 센서(13)의 금회의 출력치 TA(n)와 전회의 출력치 TA(n-1)와의 편차에 대하여 소정의 수정 계수 K를 곱산하고 그 결과에 전회의 출력치 TA(n-1)를 더한 값이 보정된 보정 흡기 온도 TA'가 된다.

그리고, 보정 흡기 온도 TA'와 엔진의 냉각수 온도 Tw에 따라 목표 벽면 온도 추정 수단(72)가 작동한다. 즉, 목표 벽면 측정 수단(72)는 목표 벽면 온도 TCobj를 보정 흡기 온도 TA'와 엔진의 냉각수 온도 TW와의 중간의 온도로하여 아래의 식(14)로 산출하고 그 중간(재분) 비율은 중점 계수 X를 사용하여 결정된다.

여기에서 중점 계수 X는 흡기관 부압 PB와 엔진 회전수 NE에서 구해지는 흡입 공기 유량(1/min)을 주요소로 하고 또한, EGR 환류율을 고려하여 다음의 식(15)에 표시하는 것과 같이 산출한다(중점 계수산출 처리 73).

또한, XO는 엔진 회전수 NE 및 흡기관 부압 PB에서 부여되는 도시를 생략한 NE-PB맵을 검색하여 결정되는 중점 계수의 맵 값이고 0＜XO＜1 범위내에서 설정된다. 또한, Kx는 EGR 밸브(26)의 리프트양 LACT로 주어지는 Kx 테이블을 검색하여 결정되는 중간 비율 보정 계수이다.

이와 같이 구한 중점 계수 X는 흡기관 부압 PB 및 엔진 회전수에 대하여 제10도에 되시된 바와 같은 경향을 나타낸다.

상기의 중간 비율은 흡기관 부압 PB와 엔진 회전수 NE로 구해지는 흡입 공기 유량을 주요소로서 결정했으며, 이점에 대하여 설명한다.

예를 들어 흡기관 부압 PB 및 엔진 회전수 NE가 높을 때 즉, 엔진이 고부하되고 또한, 고회전할때 일수록 단위시간 당의 흡입 공기량이 증가되므로 엔진이 냉각되어 포트벽 온도는 저하되어 흡기 온도에 접근한다. 반대로 엔진이 저부하 또는 저회전일수록 단위 시간당의 흡입 공기량이 감소하므로 엔진의 발열의 영향을 크게 받아 포트벽 온도는 엔진의 냉각수 온도 TW까지의 상승한다.

본 실시예에서는 이와 같은 포트벽의 특성을 고려하여 흡입 공기류율 XO를 주요소로 하여 보정 흡기 온도 TA'와 엔진의 냉각수 온도 TW의 중간의 온도로서 산출되는 목표 벽면 온도 TCobj의 중간의 내분 비율을 결정하고 있으므로 목표 벽면 온도 TCobj를 정확히 구할 수가 있다.

또한, 상기의 중간의 내분 비율의 결정에 EGR 환류율 Kx를 사용하는 것은 흡기측 보다도 배기측 쪽의 온도가 높으므로 ERG 환류율이 높을 수록 포트벽 온도는 상승하게 된다. 본 실시예에서는 이 점도 고려하여 ERG 환류율 Kx가 클수록 고온측으로 추이하도록 상기 내분 비율을 결정하고 있으므로 보다 정확히 목표 벽면 온도 TCobj를 를 구할 수가 있다.

또한, 엔진 운전 상태의 과도시에 있어서는 실제의 포트벽 온도 TC에는 응답 지연이 발생할 수 있다.

제11도는 과도시의 포트벽 온도 TC의 응답 지연을 도시하는 도면으로 스로틀 밸브(3')를 전개→전폐→전개한 경우의 포트벽 온도 TC, 엔진 냉각수 온도 TW, 및 흡기 온도 TA의 추이를 도시하는 것이다. 또한, 포트벽 온도 TC 및 흡기 온도 TA의 측정은 각각 응답 지연이 없는 센서를 사용하여 실시한다.

상기 도면에서 엔진이 워밍업 단계(엔진 냉각수 온도 TW가 80℃ 이상)에 있을 때에 스로틀 밸브(3')가 전개의 경우 외기(-10℃ 정도)가 다량으로 유입하므로 포트벽 온도 TC는 저온 (2∼3℃)에서 추이하고 있다. 그 후 스로틀 밸브(3')가 전폐가 되면 엔진의 발열의 영향을 받아서 포트벽 온도 TC의 상승 경향은 흡기 포트(2A)의 열용량에 의하여 당장에는 상승하지 않고 스로틀 밸브(3')가 전폐 된 시점에서 어느 정도의 시간 지연 tD를 가지고 상승하여 안정치(약 30℃ 정도)에 도달한다.

즉, 상기 제11도의 예에 있어서, 본 실시예의 흡기 벽면 온도 추정 장치에 맞추어서 설명하면 상기와 같이 목표 벽면 온도 TCobj는 엔진 냉각수 온도 TW와 보정 흡기 온도 TA'에 의해 기본적으로 결정된다. 이 엔진 냉각수 온도 TW 및 보정 흡기 온도 TA'는 정상적인 것으로 그 중간의 내분 비율은 흡기관 부압 PB와 엔진 회전수 NE를 주요소로 하여 변화한다. 따라서, 스로틀 밸브(3')가 전개에서 전폐되는 과도시에 있어서는 급격히 흡기관 부압 PB가 저하하여 목표 벽면 온도 TCobj가 고온측으로 설정된다. 이때 상기의 응답 지연(시간 지연 tD)을 고려하여 목표 벽면 온도 TCobj에 대하여 1차 지연 처리 수단(74)를 거쳐 최종적인 예측 포트벽 온도 TC'를 산출하는 것이다.

이 1차 지연 처리 수단(74)에서는 다음 식(16)에 의하여 예측 포트벽 온도 TC'(n)의 금회치를 그 전회치 TC'(n-1)와 목표 벽면 온도 TCobj의 중간에서 구한다.

단 β:TC의 응답 지연을 고려한 시간 정수

다음에 본 실시예의 연료 수송 지연 보정의 구체적인 처리 플로우를 제12도∼제14도를 사용하여 설명한다.

제12도는 TDC 신호 펄스에 동기하여 실행되는 TDC 처리의 구체적인 처리 루틴을 도시하는 플로우 차트이다.

우선, 스텝(S51)에서는 엔진이 시동 모드에 있나 없나를 판별하고 그 답이 예(YES)일때는 스텝(S52)로 진행한다. 스텝(S52)에서는 시동시의 기본 분사량 TiCR를 엔진 냉각수 온도 TW에서 구하고, 계속하는 스텝(S53)에서는 이 기본 분사량 TiCR에 따라서 다음의 식(17)에 의하여 시동시의 요구 연구량 Tcy1CR를 산출한다.

단, TiCR는 냉각수 온도의 함수로서의 기본 분사량

KNE는 엔진 회전수 보정 계수

KPACR는 시동시의 대기압 보정 계수

또한, 스텝(S54)에서는 후기하는 서브 루틴에 의하여 직접률 A, 지연 시간 정수 T 및 시동시 미연율 C1의 각 변수를 구하고, 그리고 스텝(S55)에서는 아래의 식(18)에 의하여 시동시에 있어서의 분사 스테이지 결정용의 연료 분사 시간 Tout를 산출한다.

단, TiVB는 연료 분사 밸브의 무효시간

스텝(S56)에서는 상기 분사 스테이지 결정용의 연료 분사 시간 Tout에 따라서 다음의 식(19)에 의하여 분사 스테이지를 결정한다.

단, CRME:평균 CRK 펄스 간격(ms)이다.

엔진이 시동후 정상 모드가 되어 상기 스텝(S51)의 답이 아니오(NO)일 때는 스텝(S57)으로 전진하고, 기본 연료 분사량(맵 값) Ti를 검색하고 계속되는 스텝(S58)에서는 다음의 식(20)에 의하여 요구 연구량 Tcy1를 산출한다.

단, Ti:기본 연료분사량(맵 값)

KTOTAL:K02를 제외하는 계수

이 된다. 여기에서 계수 KTOTAL는,

단, KLAM:목표 공연비 계수

KTA:흡기 온도 보정 계수

KPA:대기압 보정 계수

이고, 또한, 목표 공연비 계수 KLAM은

단, KWOT:고부하 증량 계수

KTW:저수온 증량 계수

KEGR:EGR 보정 계수

KAST:시동후 증량 계수

이다.

또한, 스텝(S59)에서는 후기하는 서브루틴들에 의하여 예측 포트벽 온도 TC, 직접률 A, 지연 시간 정수 T 및 시동후 미연율 C2의 각종 변수를 구하고 계속되는 스텝(S60)에서는 다음의 식(23)에 의하여 시동후에 있어서의 분사 스테이지 결정용의 연료 분사 시간 Tout를 산출한다.

그리고, 스텝(S61)에서는 상기 스텝(S56)과 동일하게 분사 스테이지를 결정하여 본 루틴을 종료한다.

또한, 상기 스텝(S55,S60)에 실행되는 분사 스테이지 결정용의 Tout의 연산에 있어서, 부착 감소량 Fwout은 각기통에서 공통치를 사용하여 처리의 간략화를 도모하게 한다.

제13도는 CRK 신호 펄스에 동기하여 행하여지는 CRK 처리의 구체적인 처리 루틴을 나타내는 프로우 챠트이다.

먼저, 스텝(S71)에서는 금회의 크랭크 펄스 차단이 분사 스테이지 인가 아닌가를 판별하고 그 답이 아니오(NO)일 때에는 본 루틴을 종료한다. 금회의 크랭크 펄스 차단이 분사 스테이지이고 그 답이 예(YES)일 때에는 스텝(S72)로 나아가고, 엔진이 시동 모드인가 아닌가를 판별한다. 그 답이 예(YES)일 때에는 다음의 식(24)에 의하여 시동 모드 용의 연료 분사량 Tout을 각 기통별로 산출한다.

여기에서 Tcy1CR(i)는 상기 식(17)에 의하여 산출한다. 또한, i(=1∼4)는 1번∼4번 기통에 대응하는 것을 의미하는 것이다.

또한, 금회의 부착 감소량 Fwout(n)(i)를 다음식 (25)식에 의하여 각 기통별로 산출된다.(스텝 S74)

여기에서 금회의 부착 연료량 Fwin(n)(i)은

으로 된다.

이와 같이 하여 연료 분사량 Tout 및 부착 감소량 Fwout(i)를 산출한 뒤 스텝(S75)으로 나아가서 연료 분사를 실행하고, 본 루틴을 종료한다.

또한, 이 시동 모드시에 있어서의 시동시 초분사에서는 분사전에 부착 연료량 Fwin이 없는 상태에서 행하여지고 있으므로 부착 감소량 Fwout은 0이 된다. 따라서, 상기한 부착 감소량 Fwout(n)(i)는 2회째에서 분사되는 때의 부착량 감소를 나타내고 있다.

한편, 시동 모드 후에 상기 스텝(S72)의 답이 아니오(NO)로 될때에는 스텝(S76)으로 나아가고 시동 모드후의 연료 분사량 Tout을 다음의 식(27)에 의하여 각 기통별로 산출한다.

이때 Tcy1(i)는 상기 스텝(S58)과 동일하게 상기 식(20)에 의하여 산출한다.

또한, 스텝(S77)에서는 상기 스텝(S74)와 같이 부착 감소량 Fwout(n)(i)을 상기식(25)에 의하여 각 기통별로 산출하고 이때의 부착 연료량 Fwout(n)(i)도 동일하게 상기 식(26)에 의하여 산출한다. 그후 연료 분사를 스텝(S78)에서 실행하여 본 루틴을 종료한다.

제14도는 상기 TDC 처리 및 CRK 처리 이외의 기간에 실행되는 B/G 처리의 처리 루틴을 나타내는 플로우 챠트이다.

먼저, 스텝(S81)에 있어서 상기한 TW-α 테이블을 사용하여 연료 수송 지연 보정 계수 α를 검색하여 결정하고, 다시 다음의 스텝(S82)에 축전지 전압 보정용의 무효시간 TiVB을 결정하여 본 루틴을 종료한다.

다음에, 제12도의 상기 스텝(S54), (S59)에서 실행되는 각종 변수의 산출 방법을 제15도∼제22도를 사용하여 설명한다.

제15도는 상기 예측 포트벽 온도 TC의 산출 처리의 구체적인 처리 수준을 나타내는 플로우 챠트이다.

먼저, 스텝(S101)에서는 엔진 운전 상태가 시동 모드이냐 아니냐를 판별하고 시동시이고 그 답이 예(YES)로 될때에는 그때의 엔진 냉각수 온도 TW를 예측 포트벽 온도 TC로서 설정하고 스텝(S102), 본 루틴을 종료한다.

한편, 시동 모드후이고 상기 스텝(S101)의 답이 아니오(NO)가 될때에는 상기 NE-PB 맵에서 중간 비율 계수 XO를 검색하고 스텝(S103), 계속하여 상기 (15)식에 의하여 이 중간 비율 계수 XO를 EGR 환류율로 보정하여 중점 계수 X를 산출한다(스텝 S104).

또한, 스텝(S105)에 있어서 상기 (14)식에 의하여 목표 벽면 온도 TCobj를 산출하고 다시 스텝(S106)에서 상기 (16)식에 의하여 최종적인 예측 포트벽 온도 TC를 구하여 본 루틴을 종료한다.

본 실시예에 의하면, 보정 흡기 온도 TA와 엔진 냉각수 온도 TW과의 중간 온도를 흡입 공기량 및 EGR 환류율에 따른 중간(내분) 비율로 내분함으로써 포트벽 온도의 특성을 정확히 파악하여 산출된 목표 벽면 온도 TCobj로 정상 상태의 포트벽 온도로 산출하고, 이 목표 벽면 온도 TCobj에 대하여 1차 지연 처리 수단(74)를 거쳐 과도기의 예측 포트벽 온도(TC')를 산출하므로 엔진의 모든 운전 상태에 있어서 보다 정확하게 포트벽 온도를 추정할 수 있다. 그리고 이와 같이 정확하게 추정된 예측 포트벽 온도(TC')를 사용하여 후술하는 연료 수송 지연 보정의 변수(본 실시예에서는 상기한 직접률 A과 시간 정수 T)를 산출함으로써 엔진(1)의 모든 운전 상태에 있어서 연료 수송 지연 보정을 정밀도 높게 행할 수 있다.

제16도는 연료 수송 지연 보정에 사용되는 직접률 A의 산출 처리를 나타내는 플로우 챠트이다.

먼저, 스텝(S111)에서는 엔진의 운전 상태가 시동 모드인가 아닌가를 판별하고 그 답이 예(YES)일 때는 직접률 A는 엔진 냉각수 온도 TW이 크게 될수록 큰 값으로 설정되어 있는 TW-A 테이블(도시생략)을 검색하고 그때의 엔진 냉각수 온도 TW에 따라 직접률 A를 결정하여 본 루틴을 종료한다(스텝 S112).

한편, 시동 모드 후이고 상기 스텝(S111)의 답이 아니오(NO)로 될때에는 스텝(S113)으로 나아가서 EGR가 동작중인 것을 1로 나타내는 플랙 FEGRAB가 1인가 아닌가를 판별한다. 그 답이 예(YES)일 때에는 스텝(S114)로 나아가서 EGR용의 AO 맵(도시생략)을 사용하여 NE와 PB에 의하여 EGR 영역용의 기본 직접률 AO을 검색하고 스텝 (S115)으로 나아간다. 또한, EGR가 비작동중이고 스텝(S113)의 답이 아니오(NO)로 될때에는 비 EGR용의 AO 맵(도시생략)을 사용하여 NE와 PB에 의하여 비 EGR 영역용의 기본 직접률 AO을 검색하고 (스텝 S116), 스텝(S115)으로 나아간다.

스텝(S115)에서는 상기 제15도의 예측 포트벽 온도 TC'의 산출 처리로 산출된 예측 포트벽 온도 TC'과 엔진 회전수 NE를 사용한 KA 맵(제17도)에서 직접률 보정 계수 KA를 검색하고 계속되는 스텝(S117)에서는 다음(28)에서 직접률 A을 산출한다.

또한, 상기 KA 맵은 제17도에 도시된 바와 같이 0KA1이고, 예측 포트벽 온도 TC'이 커질수록 큰 값으로 설정된다.

또한, 스텝(S118)에서는 직접률 A의 하한치 ALMTL를 산출하고 계속되는 스텝(S119∼S122)에서는 직접률 A의 리미트 체크를 행하는 즉, 직접률 A에 하한치 ALMTL와 상한치 ALMTH를 설정(ALMTLAALMTH)하여 이 루틴을 종료한다. 이와 같이하여 산출된 직접률 A는 제18도에 도시된 바와 같은 경향을 나타낸다.

제19도는 연료 수송 지연 보정에 사용되는 지연 시간 정수 T의 산출처리를 나타내는 플로우 챠트이다.

먼저 스텝(S131)에서는 엔진의 운전 상태가 시동 모드이냐 아니냐를 판별하고, 그 답이 예(YES)일 때에는 도시를 생략한 TW-T 테이블을 검색하고, 그 때의 엔진 냉각수 온도 TW에 따라 지연 시간 정수 T를 결정하여 본 루틴을 종료한다(스텝 S132). 또한, 상기 TW-T 테이블에서는 T는 엔진 냉각수 온도 TW이 커질수록 작은 값으로, 즉 1/T는 큰값으로 설정되어 있다.

한편, 시동 모드 후이고 상기 스텝(S131)의 답이 아니오(NO)로 될때에는 스텝(S133)으로 나아가서 상기 플랙 FEGRAB가 1이냐 아니냐를 판별한다. 그 답이 예(YES)일 때에는 스텝(S134)으로 나아가서 EGR용의 NE-PB 맵[도시생략]을 사용해서 EGR 영역용의 TO(다만 TO:기본 지연 시간 정수)를 검색하고 스텝(S135)으로 나아간다.

또한, EGR가 비작동중이고, 스텝(S133)의 답이 아니오(NO)로 될 때에는 비 EGR용의 NE-PB 맵(도시생략)을 사용하여 비 EGR용의 TO(다만 TO:기본 지연 시간 정수)를 검색하고(스텝 S136), 스텝(S135)으로 나아간다.

스텝(S135)에서는 상기 제15도의 예측 포트벽 온도 TC'의 산출 처리로 산출된 예측 포트벽 온도 TC'과 엔진 회전수 NE를 사용한 KT 맵에서 직접률 보정 계수 KT를 검색하고 계속되는 스텝(S137)에서는 다음식(29)에 의하여 지연 시간 정수의 역수 1/T를 산출한다.

또한, 상기 KT 맵은 제17도에 도시된 바와 같이 0＜KT＜1이고, 예측 포트벽 온도 TC'가 커질수록 큰값(포트벽 온도 TC'이 80℃인 때에는 1로 된다)으로 설정된다.

계속되는 스텝(S138∼S141)에서는 1/T의 리미트 체크를 행한다. 구체적으로 설명하자면, 만약 1/T의 값이 상한치(TLMTH)와 하한치(TLMTL)에 의해 정의된 범위를 초과할 경우, 1/T의 값은 스텝(S140)에서 상한치로 혹은 스텝(S141)에서 하한치로 설정된 다음 이 루틴을 종료한다.

이와 같이, 산출된 1/T은 제20도에 도시된 바와 같은 경향을 나타낸다.

제21도는 전술한 미연율 C의 산술 처리를 나타내는 플로우 챠트이고, 제22도는 이 미연율 C의 산출 처리의 개념을 나타내는 타임 챠트이다.

먼저 스텝(S151)에서는 엔진이 시동 모드에 있는지 여부를 판별하고 그 답이 예(YES)일때에는 스텝(S152)로 나아가고 연료 분사 밸브(6)에서 분사된 연료가 엔진 시동 개시 후 최초에 분사된 것인지 아닌지를 판별한다. 그 답이 예(YES)일때에는 스텝(S153)으로 나아가고 미연율 C의 초기치로서 시동 미연율 C1은 도시를 생략한 TW-C1 테이블(엔진 냉각수 온도 TW가 높아질수록 작은 값으로 설정되어 있다)을 검색하여 결정된다(제22도의 시각 t1에서).

또한, 계속하는 스텝(S154)에서는 시동 미연율 C1의 변화분 ΔC1을 도시를 생략한 TW-ΔC1 테이블(엔진 냉각수 온도 TW가 높아질수록 큰 값으로 설정됨)로 검색하여 결정한다. 그리고 스텝(S155)에서 미연율 C 변화용 카운터(counter) NITDC를 소정치 0에 설정하여 이 루틴을 종료한다.

시동 모드시 2회째 또는 그 이후의 분사가 실시될때, 상기 스텝(S152)의 답이 아니오(NO)일 경우 스텝(S156)으로 나아가고 상기 카운터 NITDC의 값이 소정치 NTDC 이상이냐 아니냐를 판별한다. 최초에는 그 답이 아니오(NO)로 되므로 스텝(S157)로 나아가서 이 카운터 NITDC의 값이 증가 되어가고 상기 소정치 NTDC로 되면, 상기 스텝(S156)의 답이 예(YES)로 된다.

그리고, 스텝(S158)에서 재차 상기 카운터 NITDC를 소정치 0에 설정하고 이어서 스텝(S159)에서 금회의 시동 미연율 C1n에서 상기 시동 미연율 변화분 ΔC1을 뺀다. 그리고 그 결과가 상기 소정치 0보다도 작아졌을 때에는 (S160), 스텝(S161)에서 금회의 시동 미연율 C1n을 상기 소정치 0로 결정하여 이 루틴을 종료한다.

엔진이 시동 모드 후로 이행하여 상기 스텝(S151)의 답이 아니오(NO)로 될때에는 스텝(S162) 나아가고 전회가 시동 모드 였는지 여부를 판별한다. 최초는 그 답이 예(YES)이므로 스텝(S163)으로 나아가고, 재차 미연율 C의 초기치로서 시동 후 미연율 C2를 상기 TW-C1 테이블과 같은 경향을 나타내는 TW-C2 테이블에서 검색하여 결정한다(제22도의 시각 t2).

또한, 계속되는 스텝(S164)에서 미연율 ΔC2을 상기 TW-ΔC1 테이블과 같은 경향을 나타내는 TW-ΔC2 테이블(도시생략)에서 검색하여 결정하고 이 루틴을 종료한다.

그리고, 다음회 그룹에서는 상기 스텝(S162)의 답이 아니오(NO)로 되고 스텝(S165)에서는 전회가 퓨울컷인지 아닌지를 판별하고 그 답이 예(YES)일때는 퓨울컷시에서 연료 분사시로 이행한 때이고, 공연비가 급격히 변화하므로 분사 재발후의 최초의 연료의 일부는 연소하지 않는 일도 있다고 판단하여 미연율 C를 재차 초기치에 설정코저 상기 스텝(S163), (S164)의 처리를 거쳐 이 루틴을 종료한다.

스텝(S165)의 답이 아니오(NO)일 때에는 스텝(S166)으로 나아가고, 흡기관 부압 PB의 변화량 ΔPB가 소정치 ΔPBG 보다도 큰지 여부를 판별하고 그 답이 예(YES)일 때에도 공연비가 불안정하게 되므로 미연율 C를 초기치에 설정코저 상기 스텝(S163), (S164)의 처리를 거쳐 본 루틴을 종료한다.

그후의 스텝(S167∼S172)에서는 상기 스텝(S156∼S161)의 처리와 같은 처리를 행한다. 다만 시동 미연율 C1을 시동후 미연율 C2에, 또한, 시동 미연율 변화 ΔC1을 미연율 변화분 ΔC2에 치환한다.

연료 수송 지연 보정에 관한 각종 변수로서 본 실시예에서 사용되는 상기의 직접률 A, 지연 시간 정수 T 및 미연율 C의 산출 처리를 설명하였으나 상술한 연료 수송 지연 보정 계수 α에 대해서는 도시를 생략한 TW-α 테이블(엔진 냉각수 온도 TW가 높을수록 작은 값으로 설정됨)을 검색하여 설정한다.

다음에 이상과 같이 해서 실행되는 연료 수송 지연 보정에 있어서, 시동 모드 동안 초기 분사의 시동 모드시 및 시동 모드 후의 각 연료 수송 지연 보정을 모델화하여 설명한다.

제23도는 엔진의 시동 모드에 있어서 실행되는 동시 분사(시동시 초기 분사)시의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 블록 선도이고, 시동시의 요구 연료량 Tcy1CR가 결정되어 있을 경우의 연료 분사량 Tout의 연산 처리를 나타내는 것이다.

상기 도면에 있어서 요구 연료량 Tcy1CR은 TDC 처리시에 상기 식(17)에 의하여 산출된다. 그리고 이 시동시 초기 분사에서는 대체로 감소량 Fwout를 0으로 한뒤 연료 분사량 Tout이 CRK 처리시에 상기식 (24)에 의하여 산출되고, 또한, 상기 도면에 도시한 부착 감소량 Fwout(n)(i)은 2회째 부터 분사 될때의 부착 감소량을 나타내고 있다. 또한, 이 시동시 초기 분사에서는 제21도의 상기 스텝(S153)에 도시한 바와 같이 시동 미연율 C1이 테이블 검색으로 결정된다.

제24도는 동시 분사에서 순차 분사로 이행한 시동 모드시의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 블록 선도이고, 동시 분사시와 같이 시동시의 요구 연료량 Tcy1CR이 결정되어 있을 경우의 연료 분사량 Tout의 연산 처리를 나타내는 것이다.

상기 도면에 있어서 요구 연료량 Tcy1 CR은 TDC 처리시에 상기 식(17)에 의하여 산출된다. 그리고 연료 분사량 Tout 및 부착 감소량 Fwout은 CRK 처리시에 상기 식(24), 식(25)에 의하여 각각 산출되고 부착 감소량의 금회치 Fwout(n)(i)를 부착 감소량의 최신치로서 기억해두고 분사 스테이지를 결정하기 위하여 사용된다.

제25도는 시동 모드 후의 연료 수송 지연 보정을 모델화한 블록 선도인바 요구 연료량 Tcy1이 결정되어 있을 경우의 연료 분사량 Tout의 연산 처리를 나타내는 것이다.

상기 제24도에 도시한 시동 모드시의 연산 처리와 다른점은 공연비 보정 계수 K02와 이에 관련하는 연료 수송 지연 보정 계수 α가 새로운 변수로서 부가 되는 동시에 시동 미연율 C1이 시동후 미연율 C2에 치환된다는 점이다.

즉, 상기 도면에 있어서 요구 연료량 Tcy1이 TDC 처리시에 상기 식(20)에 의하여 산출되고 이 요구 연료량 Tcy1에 대한 연료 분사량 Tout은 상기 식(27)에 의하여 산출된다. 또한, 부착 감소량 Fwout은 상기 식(25)에 의하여 산출되고, 그 금회치 Fwout(n)(i)를 부착 감소량의 최신치로서 기억해두고 분사 스테이지를 결정하기 위하여 사용된다.

Claims

벽면을 갖는 흡기 통로와, 이 흡기 통로에 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 밸브와, 적어도 하나의 연소실을 지니는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치로서 상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되는 제1의 연료량을 산출하는 제1의 연료량 산출 수단과, 상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 상기 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되는 제2의 연료량을 산출하는 제2의 연료량 산출 수단과, 상기 제1 및 제2의 연료량에 의거하여 분사할 연료량을 산출하는 연료 분사량 산출 수단과, 상기 엔진으로 부터 나온 배기 가스의 공연비를 검출하는 공연비 검출 수단과, 이 공연비 검출 수단의 출력에 의거하여 공연비 보정량을 산출하는 공연비 보정량 산출 수단과, 상기 공연비 보정량을 사용하여 상기 분사할 연료량을 보정하는 공연비 보정 수단을 구비한 연료 분사량 제어 장치에 있어서, 상기 공연비 보정량에 의거하여 상기 제2의 연료량을 보정하는 부착 감소 연료량 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 부착 감소 연료량 보정 수단은 부착 감소 연료량 보정 계수를 상기 공연비 보정량이 커질수록 작은 값으로 설정하는 부착 감소 연료량 보정 계수 설정 수단을 갖추고, 이 부착 감소 연료량 보정 계수에 의하여 상기 제2의 연료량을 보정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 부착 감소 연료량 보정 계수는 상기 제1의 연료량의 상기 연료 분사량에 대한 비가 작을수록 상기 공연비 보정 계수에 따라서 크게 변화하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
벽면을 갖는 흡기 통로와, 이 흡기 통로에 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 밸브와, 적어도 하나의 연소실과, 그리고 배기 통로를 구비하는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치로서; 상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되고, 이 연소실에서 연소하는 제1의 연료량을 산출하는 제1의 연료량 산출 수단; 상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되고 이 연소실에서 연소되지 않고 상기 배기 통로에 베출되는 제2의 연료량을 산출하는 제2의 연료량 산출 수단; 상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 상기 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되는 제3의 연료량을 산출하는 제3의 연료량 산출 수단; 및 상기 제1, 제2 및 제3의 연료량에 의거하여 분사해야 할 연료량을 산출하는 연료 분사량 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2의 연료량은 상기 연료 분사량과 상기 엔진의 운전 상태에서 구해지는 미연율에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제5항에 있어서, 상기 엔진의 운전 상태는 엔진을 순환하는 냉각수 온도를 포함하며, 상기 미연율은 이 엔진의 냉각수 온도가 낮을수록 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제5항에 있어서, 상기 미연율은 연료 공급 개시 또는 재개 직후에는 큰 값으로 초기화 되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
벽면을 갖는 흡기 통로와, 이 흡기 통로에 연료를 분사하는 적어도 하나의 연료 분사 밸브와, 적어도 하나의 연소실과, 그리고 배기 통로를 구비하는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치로서; 상기 연료 분사 밸브에서 상기 흡기 통로에 분사된 연료 분사량 중 상기 적어도 하나의 연소실에 직접 흡입되는 제1의 연료량을 산출하는 제1의 연료량 산출 수단; 상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 상기 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되고 이 연소실에서 연소하는 제2의 연료량을 산출하는 제2의 연료량 산출 수단; 및 상기 흡기 통로의 벽면에 부착하고 있는 연료량에서 적어도 하나의 연소실에 부착 감소되고 이 연소실에서 연소되지 않고 상기 배기 통로로 배출되는 제3의 연료량을 산출하는 제3의 연료량 산출 수단; 및 상기 제1, 제2 및 제3의 연료량에 따라서 상기 연료 분사량을 산출하는 연료 분사량 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 제2의 연료량은 상기 연료 분사량과 상기 엔진의 운전 상태에서 구해지는 미연율에 의거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 엔진의 운전 상태는 엔진을 순환하는 냉각수 온도를 포함하며, 상기 미연율은 엔진의 냉각수 온도가 낮을수록 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 미연율은 연료 공급 개시 또는 재개 직후에는 큰 값으로 초기화 되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.
벽면을 갖는 흡기 통로를 구비하는 내연 엔진의 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치로서; 상기 엔진을 순환하는 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출 수단; 상기 엔진의 흡기 통로내의 흡입 공기 온도를 검출하는 흡입 공기 온도 검출 수단; 및 상기 냉각수 온도 검출 수단에 의하여 검출된 냉각수 온도와 상기 흡입 공기 온도 검출 수단에 의하여 검출된 흡입 공기 온도에 의거하여 상기 냉각수 온도와 흡입 공기 온도와의 중간의 온도로서 상기 흡기 통로의 벽면 온도를 추정하는 벽면 온도 추정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치.
제12항에 있어서, 상기 벽면 온도 추정 수단은 상기 엔진의 흡입 공기량에 의거하여 설정되는 소정의 내분률로 상기 냉각수 온도와 상기 흡입 공기와의 차를 내분하여 상기 흡기 통로의 벽면 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치.
제12항에 있어서, 상기 벽면 온도 추정 수단은 상기 냉각수 온도와 상기 흡입 공기 온도와의 중간의 온도를 상기 엔진의 정상 운전 상태에 있어서의 벽면 온도로서 추정하고 다시 이 정상 운전 상태에 있어서의 벽면 온도에 대하여 지연 처리를 실행하여 엔진의 과도한 운전 상태에 있어서의 벽면 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치.
제12항에 있어서, 상기 흡입 공기 온도 검출 수단에 의하여 검출된 상기 흡입 공기 온도는 이 흡입 공기 온도 검출 수단의 출력의 변화량에 따라서 보정되는 것을 특징으로 하는 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치.
제13항에 있어서, 상기 엔진은 배기 통로와, 이 배기 통로의 배기 가스를 상기 흡기 통로에 환류하는 배기 환류 수단을 구비하고, 상기 벽면 온도 추정 수단은 상기 소정의 내분률을 상기 배기 환류 수단에 의한 배기 환류율에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 흡기 통로 벽면 온도 추정 장치.
흡기 통로를 지니는 내연 엔진의 연료 분사량 제어 장치로서; 상기 흡기 통로내의 연료 수송 특성을 나타내는 변수를 엔진의 운전 상태에 따라 산출하고 이 산출된 변수에 따라 상기 흡기 통로내로 분사되는 연료 분사량을 결정하는 연료 분사량 결정 수단; 상기 엔진의 냉각수 온도를 검출하는 냉각수 온도 검출 수단; 상기 엔진의 흡기 통로내의 흡입 공기 온도를 검출하는 흡입 공기 온도 검출 수단; 상기 냉각수 온도 검출 수단에 의하여 검출된 냉각수 온도와 상기 흡입 공기 온도 검출 수단에 의하여 검출된 흡입 공기 온도에 의하여 상기 냉각수 온도와 흡입 공기 온도와의 중간의 온도로서 상기 흡기 통로의 벽면 온도를 추정하는 벽면 온도 추정 수단; 및 상기 벽면 온도 추정 수단에 의하여 추정된 흡기 통로의 벽면 온도에 따라 상기 연료 수송 특성을 나타내는 변수를 보정하는 변수 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 연료 분사량 제어 장치.