KR100233930B1 - 내연기관의 제어장치 - Google Patents

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KR100233930B1
KR100233930B1 KR1019970040943A KR19970040943A KR100233930B1 KR 100233930 B1 KR100233930 B1 KR 100233930B1 KR 1019970040943 A KR1019970040943 A KR 1019970040943A KR 19970040943 A KR19970040943 A KR 19970040943A KR 100233930 B1 KR100233930 B1 KR 100233930B1
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카즈히데 토카이
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나까무라히로까즈
미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 공연비를 가변제어가능한 내연기관의 제어장치에 관한 것으로서, 연료분사량설정용의 파라미터를 검출하는 센서에 이상이 발생해도 안정된 내연기관의 운전상태를 유지가능한 내연기관의 제어장치를 제공하는 것을 과제로한 것이며, 그 해결수단으로서, 내연기관의 제어장치는 전자제어유니트(70)를 가지고, 이 제어유니트(70)는, 스로틀밸브개방도센서(29)의 출력에 의거해서 이 센서가 정상인지 혹은 고장나 있는지를 판별하고, 스로틀밸브개방도센서(29)가 정상이면, 이 센서의 출력에 의거하여 목표공연비를 설정하고, 한편, 스로틀밸브개방도센서(29)가 고장나 있으면, 제어유니트(70)는, 흡입공기량센서(32)의 출력에 의거해서 목표공연비를 이론공연비 또는 그 근방에 설정하고, 내연기관을 안정되게 운전하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

내연기관의 제어장치
본 발명은, 내연기관의 제어장치에 관하여, 상세하게는, 공연비를 가변제어 가능한 제어장치에 관한 것이다.
최근, 연비의 향상을 도모하도록, 공연비를 이론공연비보다도 희박한 공연비로 운전가능한 가솔린엔진이 개발되어, 실용화되고 있다.
린공연비운전에서는, 공기량에 대해서 연료량이 적게 설정됨으로써, 이론공연비로 엔진을 운전하는 경우에 비해서, 점화플러그주위에서의 연료에의 착화성이 나쁘다고 하는 문제가 있다. 따라서, 연소실이나 흡기포트의 형상을 바꾸거나, 연료분사방식을 변경시키거나 해서 연료농도가 높은 혼합기를 극력 점화플러그 근방에 모아서, 착화성을 향상시키고 있다.
이 경우, 실린더내 전체로서의 공연비를 또 희박화하는 것이 가능해지고, 또, 공연비를 넓은 범위에서 자재로 제어하는 것이 가능해 진다.
그러나, 이와 같이 공연비를 자재로 제어하자면, 연료분사량이나 점화시기등을, 기관운전상태 및 그 변화에 따라서, 원활하고 또한 정확하게 제어할 필요가 있다. 또, 공연비의 증감에 따른 기관운전상태변화를 억제하도록 연료분사제어 및 점화시기제어를 행할 필요가 있다.
그래서, 예를 들면, 목표공연비나 목표점화시기를 스로틀밸브에 설치된 스로틀밸브개방도센서(TPS)에 의해 검출되는 스로틀개방도θTH와 엔진회전속도Ne에 의거하여, 스로틀개방도나 엔진회전수 및 그 변화에 대해서 반응좋게 또한 적확하게 설정하도록 하고 있다.
그런데, 상기 스로틀밸브개방도센서는, 엔진의 흡기관에 장착되어 있고, 엔진운전중에 진동한다. 또, 스로틀밸브개방도센서는, 스로틀밸브의 개폐에 따라서 작동하는 가동부를 가지고, 이 가동부가 마모되는 일이 있다. 그리고, 이와 같은 경시열악화에 현저하게 되면, 스로틀밸브개방도센서가 고장날 가능성이 있다.
이와 같이, 스로틀밸브개방도센서(보다 일반적으로는, 액셀페달등의 가속조작부재(기관속도조절부재)의 조작상태를 검출하는 파라미터검출수단)가 고장나서 이상동작하며, 벌서 목표공연비나 목표점화시기를 상기 센서의 출력신호에 의거해서 호적하게 설정할 수 없고, 공연비, 즉 연료분사량이나 점화시기를 양호하게 제어할 수 없게 된다. 그런고로, 이와 같은 경우에는, 엔진의 운전상태가 불안정하게되고, 그 드라이버빌리티가 악화할 염려가 있다.
본 발명의 목적은, 연료분사량 설정용의 파라미터를 검출하는 센서에 이상이 발생하더라도 안정된 내연기관의 운전상태를 유지가능한 내연기관의 제어장치를 제공하는 데 있다.
제1도는 본 발명의 일실시예에 관한 내연기관의 제어장치를 표시한 개략구성도.
제2도는 연료분사제어맵을 표시한 도면.
제3도는 목표공연비 AFt의 설정루틴을 표시한 순서도.
제4도는 목표점화시기 Sa의 설정루틴을 표시한 순서도.
제5도는 EGR금지루틴을 표시한 순서도.
제6도는 본 발명의 변형예의 요부를 표시한 부분블록도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 엔진 2 : 실린더헤드
3 : 점화플러그 4 : 연료분사밸브
5 : 연소실 6 : 실린더
7 : 피스톤 8 : 캐비티
9, 10 : 흡배기밸브 11 : 흡기쪽 캠샤프트
12 : 배기쪽 캠샤프트 13 : 흡기포트
14 : 배기포트 15 : EGR포트
16 : 수온센서 17 : 크랭크각센서
19 : 점화코일 20 : 서지탱크
21 : 흡기메니폴드 22 : 에어클리너
23 : 스로틀보디 24 : 제 1에어바이패스밸브(#1ABV)
25 : 흡기관 26 : 에어바이패스파이프
27 : 제 2에어바이패스밸브 28 : 스로틀밸브
29 : 스로틀포지션센서(TPS) 30 : 아이들스위치
32 : 에어플로센서 40 : O2센서
41 : 배기메니폴드 42 : 3원촉매
43 : 배기관 44 : EGR파이프
45 : EGR밸브 50 : 연료탱크
51 : 저압연료펌프 52 : 저압피드파이프
53 : 리턴파이프 54 : 조절기
55 : 고압연료펌프 56 : 고압피드파이프
57 : 딜리버리파이프 58 : 리턴파이프
59 : 제 2연료압력조절기 60 : 전자식의 연료압력절환밸브
70 : ECU(전자제어유니트) 80 : 액셀포지션센서
81 : 액셀페달 82 : 스로틀밸브(전동식)
AFt : 목표공연비 AFs : 이론공연비
Qa : 흡입공기량(정보) Sa : 목표점화시기
Ne : 엔진회전속도(엔진회전수) Pet : 목표평균유효압
APS : 액셀포지션센서
본 발명에 의하면, 기관속도조절을 위한 속도조절부재와 기관운전상태에 따른 량의 연료를 분사하는 연료분사장치를 가진 내연기관에 사용되는 제어장치가 제공된다. 본 발명의 제어장치는, 상기 기관운전상태를 표시하고 또한 상기 속도조절부재의 동작상태에 따라서 변화하는 제 1파라미터를 검출하고, 상기 검출한 제 1파라미터를 표시하는 출력을 발생하는 파라미터검출수단 ; 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여, 기관운전에 관여하는 목표출력상관치를 설정하는 제 1출력상관치설정수단 ; 상기 제 1파라미터이외의 상기 기관운전상태를 표시하는 제 2파라미터를 입력하고, 상기 입력한 제 2파라미터에 의거하여 상기 목표출력상관치를 설정하는 제 2출력상관치설정수단 ; 상기 제 1 또는 제 2출력상관치 설정수단에 의해 설정된 상기 목표출력상관치에 의거하여, 상기 연료분사장치를 제어하는 연료분사제어수단 ; 및 상기 파라미터검출수단의 고장을 검출하는 고장검출수단을 구비한다.
상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되지 않을때, 상기 연료분사제어수단은, 주로, 상기 제 1출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표출력상관치에 의거하여, 상기 연료분사장치를 제어한다. 한편, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 연료분사제어수단은, 상기 제 2출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표출력상관치에 의거하여 상기 연료분사장치를 제어한다.
본 발명의 이점은, 목표출력상관치의 설정에 제공되는 출력을 발생하는 파라미터검출수단이 고장났을 때 파마리터검출수단의 출력(제 1파라미터)과는 별도의 제 2파라미터에 의거해서 기관운전상태에 적합하는 목표출력상관치를 설정할 수 있는 점에 있다. 이 결과, 이와 같이 설정된 목표출력상관치에 따라서 적정한 연료분사제어를 실시할 수 있고, 이에 의해, 내연기관을 안정운전상태에 유지할 수 있다. 따라서, 파라미터검출수단이 고장났을때의 내연기관의 드라이버빌리티(driveability)저하를 방지할 수 있다.
바람직하기는, 상기 제 2출력상관치설정수단은, 실제공연비를 대략 이론공연비로 하는 값에 상기 목표출력상관치를 설정한다.
이 경우, 내연기관의 속도조절부재(예를 들면 액셀페달이나 스로틀밸브)의 동작상태 나아가서는 기관운전상태를 표시하는 제 1파라미터를 표시하는 출력을 발생하는 파라미터검출수단(예를 들면 스로틀센서)이 고장났을때에는, 제 2출력상관치설정수단에 의해 설정된 목표출력상관치에 따라서, 목표공연비를 대략 이론공연비로 하는 것같은 연료분사제어가 실시된다. 이 결과, 기관운전의 안정화가 도모된다. 또, 배기계에 3원촉매를 배설한 내연기관의 경우에는 유해가스성분의 배출이 억제된다.
바람직하기는, 상기 목표출력상관치는, 목표공연비, 상기 목표공연비를 달성하기 위한 요구연료분사량, 또는, 상기 요구연료분사량에 대응하는 상기 연료분사장치의 구동시간이다.
이 경우, 기관운전상태에 적합하는 기관출력을 얻을 수 있다. 그리고, 파라미터검출수단의 고장시에도, 기관출력의 안정화를 도모할 수 있다.
바람직하기는, 상기 제 2출력상관치설정수단은, 흡입공기량 또는 배기가스성분을 상기 제 2파라미터로서 입력한다.
이 호적한 장치에 의하면, 속도조절부재의 동작상태 나아가서는 기관운전상태를 표시하는 제 1파라미터를 표시하는 출력을 발생하는 파라미터검출수단이 고장났을때에도, 기관운전상태를 양호하게 표시하는 제 2파라미터인 흡입공기량 또는 배기가스성분에 의거해서 목표출력상관치를 적정하게 설정할 수 있고, 연료분사 나아가서는 기관운전을 적정하게 행할 수 있다.
바람직하기는, 본 발명의 제어장치는, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여, 목표점화시기를 설정하는 제 1점화시기설정수단 ; 상기 제 1파라미터이외의, 상기 기관운전상태를 표시하고 상기 제 2파라미터를 입력하고, 상기 입력한 제 3파라미터에 의거하여 상기 목표점화시기를 설정하는 제 2점화시기설정수단 ; 및 상기 제 1 또는 제 2점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여, 상기 내연기관에 설치되어 상기 내연기관의 연소실에 공급된 연료를 불꽃점화시키는 점화마개를 제어하는 점화시기제어수단을 또 구비한다.
상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되지 않을 때, 상기 점화시기제어수단은, 주로, 상기 제 1점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여, 상기 점화마개를 제어한다. 한편, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 점화시기제어수단은, 상기 제 2점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여 상기 점화마개를 제 어한다.
상기 호적장치에 의하면, 제 1파라미터를 검출하는 파라미터검출수단이 고장났을 때, 제 1파라미터와는 별도의 제 2파라미터에 의거해서 목표점화시기를 적정하게 설정할 수 있고, 이렇게 설정된 적정한 목표점화시기에 의거해서 점화시기제어를 실시할 수 있다. 이 결과, 안정된 기관운전상태를 유지할 수 있다.
바람직하기는, 상기 파라미터검출수단은, 상기 내연기관이 탑재된 차량에 상기 속도조절부재로서 장착되고 또한 운전자에 의해서 조작되는 액셀페달의 밟음량을 상기 제 1파라미터로서 검출하고 상기 검출한 액셀페달밟음량을 표시하는 출력을 발생하는 페달밟음량검출수단, 또는, 상기 내연기관의 흡기통로에 상기 속도조절부재로서 장착되고 상기 액셀페달의 조작에 연동하고 또는 상기 액셀페달조작과 독립으로 작동하는 스로틀밸브의 개방도를 상기 제 1파라미터로서 검출하여 상기 검출한 스로틀밸브의 개방도를 표시하는 출력을 발생하는 스로틀밸브개방도검출수단의 어느것인가에 의해 구성된다.
이 호적한 태양에 의하면, 속도조절부재의 동작상태(제 1파라미터)를 파라미터검출수단에 의해 양호하게 검출할 수 있고, 당해 검출수단의 정상동작시에 목표출력상관치를 적정하게 설정해서 적정한 연료분사제어를 실시할 수 있다.
목표공연비, 요구연료분사량 또는 연료분사장치의 구동시간을 목표출력상관치로서 사용하는 호적장치에 있어서, 바람직하기는, 제어장치는, 상기 목표출력상관치로서의 목표공연비가 희박공연비에 설정되는 제 1공연비모드, 또는 상기 목표공연비가 대략 이론공연비에 설정되는 제 2공연비모드의 어느것인가를, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거해서 선택하는 공연비모드선택수단을 구비한다.
그리고, 상기 공연비모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 1출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여 상기 연료분사장치를 제어한다. 한편, 상기 제 2공연비모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 2출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여 상기 연료분사장치를 제어한다.
혹은, 제어장치는, 상기 목표출력상관치로서의 목표공연비가 희박공연비에 설정되는 제 1분사모드, 또는, 상기 목표공연비가 대략 이론공연비에 설정되는 제 2분사모드의 어느 것인가를, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 선택하는 분사모드선택수단을 또 구비한다. 상기 연료분사장치는, 상기 내연기관의 연소실내에 연료를 직접분사하도록 배치된다.
그리고, 상기 분사모드선택수단에 의해 상기 제 1분사모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 1출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여, 주로, 상기 내연기관의 압축행정에 의해 연료분사를 행하도록 상기 연료분사장치를 제어한다. 한편, 상기 제 2분사모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 2출력상관치수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여, 주로, 상기 내연기관의 흡기행정에 의해 연료분사를 행하도록 상기 연료분사장치를 제어한다.
상기 각각의 호적장치에 의하면, 파라미터검출수단의 고장이 판별되어서 제 2공연비모드 또는 제 2분사모드가 선택되면, 목표공연비는 대략 이론공연비에 설정된다. 그 한쪽에서, 파라미터검출수단이 정상동작하고 있을때에도 내연기관을 대략 이론공연비에 의해 운전하는 일이 있다. 따라서, 파라미터검출수단의 고장시에서의 목표공연비설정은, 동검출수단의 정상동작중에 내연기관이 이론공연비운전되고 있는 경우의 목표공연비설정과 마찬가지로 행할 수 있다. 환언하면, 목표공연비설정에 관한 제어내용을 전체로서 간이화할 수 있다.
또, 분사모드선택수단을 구비한 후자의 태양에 의하면, 파라미터검출수단의 정상동작시에는, 희박공연비에 있어서도 큰 기관출력을 얻을 수 있는 층형상 급기(給氣)희박연소운전을 행하는 제 1분사모드를 필요에 따라서 선택할 수 있고, 기관출력저하를 초래하는 일없이 연비를 향상시킬 수 있다. 또, 파라미터검출수단의 고장시에는, 연료분사시기, 점화시기 등에 관해서 비교적 느슨한 제어요건으로 실시가능한 제 2분사모드에 의한 연료분사제어를 선택할 수 있고, 기관운전의 안정화가 도모된다.
상기 2개의 호적한 태양의 각각에 있어서, 바람직하기는, 제어장치는, 상기 내연기관의 연소실에 도입되는 흡입공기의 량을 제어하는 흡기량제어수단을 또 구비한다. 그리고, 상기 공연비모드선택수단 또는 상기 분사모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드 또는 상기 제 1분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 상기 흡입공기량을 제어한다. 한편, 상기 제 2공연비모드 또는 상기 제 2분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 흡입공기량의 제어를 정지한다.
상기의 호적장치에 의하면, 희박공연비에서의 기관운전중은 흡입공기량제어를 실시하는 한편, 이론공연비에서의 기관운전중은 흡입공기량제어를 정지하고, 이에 의해, 파라미터검출수단의 정상동작시의 희박공연비운전 및 동 검출수단의 고장시의 이론공연비운전의 쌍방에 있어서 기관출력을 적정하게 제어할 수 있다.
바람직하기는, 상기 내연기관은, 연소실과, 배기계와, 상기 배기계로부터 상기 연소실에 배기가스를 도입하는 배기가스재순환장치를 포함한다. 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 공연비모드선택수단 또는 상기 분사모드선택수단은 상기 제 2공연비모드 또는 상기 제 2분사모드를 선택하고, 상기 배기가스재순환장치는, 배기가스의 도입을 정지한다.
이 호적장치에 의하면, 파라미터검출수단의 고장시에는 대략 이론공연비에서의 기관운전을 실시하는 동시에, 기관출력저하를 초래하는 일이 있는 배기가스재순환을 정지해서, 보다 안정된 기관운전상태를 달성할 수 있다.
공연비모드선택수단을 구비한 호적한 태양에 있어서, 바람직하기는, 상기 공연비모드선택수단은, 상기 목표공연비를, 상기 제 1공연비모드에 관한 희박공연비와 상기 제 2공연비모드에 관한 대략 이론공연비와의 사이의 소정공연비에 설정하는 제 3공연비모드를 선택가능하게 된다. 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 공연비모드선택수단은, 상기 제 2공연비모드 또는 상기 제 3공연비모드를 선택하고, 상기 연료분사제어수단은, 목표공연비가 상기 제 2공연비모드에 관한 대략 이론공연비 또는 상기 제 3공연비모드에 관한 상기 소정공연비가 되도록, 상기 연료분사장치를 제어한다.
분사모드선택수단을 구비한 호적한 태양에 있어서, 바람직하기는, 상기 분사모드선택수단은, 상기 목표공연비를 상기 제 1분사모드에 관한 희박공연비와 상기 분사모드에 관한 대략 이론공연비와의 사이의 소정공연비에 설정하고, 또한, 주로 흡기행정에 있어서 연료분사를 행하는 제 3공연비모드를 선택가능하게 된다. 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 분사모드선택수단은, 상기 제 2분사모드 또는 상기 제 3분사모드를 선택하고, 상기 연료분사제어수단은, 실제공연비가 상기 제 2분사모드에 관한 대략 이론공연비 또는 상기 제 3분사모드에 관한 상기 소정공연비가 되도록, 상기 연료분사장치를 제어한다.
상기 2개의 호적한 태양의 각각에 의하면, 파라미터검출수단의 고장시에는, 제 1공연비모드 또는 제 1분사모드에 비해서 비교적 느슨한 제어요건하에서 실시가능한 제 2 또는 제 3공연비모드 혹은 제 2 또는 제 3분사모드에서의 연료분사제어를 선택할 수 있고, 기관운전의 안정화가 도모된다.
이하, 도면을 참조해서, 본 발명의 일실시예에 의한 내연기관의 제어장치를 설명한다.
도 1에 있어서, 참조부호(1)는, 희박공연비에서의 연소운전이 가능한 엔진(본 실시예에서는 기통내분사형 직렬 4기통 가솔린엔진)을 표시한다. 이 기통내분사형의 엔진(1)은, 연소실을 비롯흡기장치나 EGR장치(배기가스재순환장치)등이 기통내분사전용으로 설계되어 있고, 또, 예를 들면 농후공연비, 이론공연비AFs 및 희박공연비 등에서의 운전이 실현가능하게 되어 있다. 또, 이 기통내분사형의 엔진(1)에서는, 상세하게는 후술하나, 희박공연비영역(예를 들면, 30∼40정도)에 있어서 공연비를 가변제어가능하게 하고 있다.
엔진(1)의 실린더헤더(2)에는, 각기통마다 점화플러그(3)와 함께 전자식의 연료분사밸브(4)도 장착되어 있고, 연소실(5)내에 연료가 직접 분사되도록 되어 있다. 또, 실린더(6)에 상하슬라이딩 자재하게 끼워넣어진 피스톤(7)의 꼭대기면에는 압축행정후기에 연료분사밸브(4)로부터의 연료분무가 도달하는 위치에, 반구형상의 움패임, 즉 캐비티(cavity)(8)가 형성되어 있다. 또, 이 엔진(1)의 압축비는, 흡기관 분사형의 것에 비하여 높게 (예를 들면, 12정도)설정되어 있다. 밸브구동기구로서는 DOHC4밸브식이 채용되어 있고, 실린더헤드(2)의 상부에는 흡배기밸브(9), (10)를 각각 구동하도록, 흡기쪽캠샤프트(11)와 배기쪽캠샤프트(12)가 회전자재하게 지지되어 있다.
실린더헤드(2)에는, 양캠샤프트(11), (12)사이를 빠지게해서, 대략 직립방향으로 흡기포트(13)가 형성되어 있고, 이 흡기포트(13)를 통과한 흡기흐름은 연소실(5)내에 있어서, 통상의 팀블흐름이란 반대방항의 텀블흐름인 역텀블흐름(즉, 도 1에 있어서 흡기흐름이 연소실(5)내에서 시계방향으로 선회한다)을 발생가능하게 하고 있다. 한편, 배기포트(14)에 대해서는, 통상의 엔진과 마찬가지로 대략 수평방향으로 형성되어 있다. 이 배기포트로부터 비스듬히 아래쪽으로 향해서 큰직경의 배기가스재순환포트, 즉 EGR포트(15)가 분기되고 있다.
도면중, 부호(16)는 냉각수온Tw를 검출하는 수온센서이다. 또, 부호(17)는 각 기통의 소정의 크랭크위치(예를 들면 5°BTDC 및 75°BTDC)에서 크랭크각신호SGT를 출력하는 베인형의 크랭크각센서이며, 이 크랭크각센서(17)는 엔진회전속도Ne를 검출가능하게 하고 있다. 부호(19)는 점화플러그(3)에 고전압을 출력하는 점화코일이다. 또한, 크랭크샤프트의 절반의 회전수로 회전하는 캠샤프트에는, 기통판별신호SGC를 출력하는 기통판별센서(도시생략)가 설치되어 있고, 이에 의해, 상기 크랭크각신호SGT가 어느 기통의 것인지 판별가능하게 되어 있다.
흡기포트(13)에는, 서지탱크(20)를 가진 흡기메니폴드(21)를 개재해서, 에어클리너(22), 스로틀보디(23) 및 에어플로센서(흡입공기량검출수단)(32)를 구비한 흡기관(25)이 접속되어 있다. 참조부호(24)는, 후술의 스로틀밸브(28)를 바이패스해서 흡기관(25)에 형성된 바이패스통로내에 배치된 스테퍼모터식의 #1ABV(제 1에어바이패스밸브)를 표시한다.
흡기관(25)에는, 스로틀보디(23)를 우회해서 흡기메니폴드(21)에 흡기를 행하는 큰직경의 에어바이패스파이프(26)가 병설되어 있고, 그 관로에는 리니어솔레노이드식으로 대형의 #2ABV(제 2에어바이패스밸브(27)가 설치되어 있다. 또한, 에어바이패스파이프(26)는, 흡기관(25)에 준하는 유로면적(적어도 흡기관(25)의 유로면적의 약 1/2의 유로면적)을 가지고 있고, #2ABV(27)의 완전개방시에는 엔진(1)의 저중속영역에서 요구되는 량의 흡기가 가능하게 되어있다(흡기량제어수단).
또, 스로틀보디(23)에는, 유로를 개폐하는 버터플라이식의 스로틀밸브(28)(보다 일반적으로는, 엔진속도조절부재)와, 스로틀밸브(28)의 개방도(제 1파라미터로서의 스로틀개방도θTH)를 검출하는 가속조작상태검출수단 즉 파라미터검출수단으로서의 스로틀포지션센서(이하, TPS라고 한다)(29)와, 스로틀밸브(28)의 완전폐쇄상태를 검출해서 엔진(1)의 공전상태를 인식하는 아이들스위치(30)가 구비되어 있다. 또한, 실제로는 TPS(29)로부터는, 스로틀개방도 θTH를 표시하는 스로틀전압 VTH가 출력되고, 이 스로틀전압VTH에 의거해서 스로틀개방도θTH가 인식된다.
상기 에어플로센서(32)는, 흡입공기량Qa를 검출한 것으로써, 예를 들면, 카르만소용돌이식플로센서가 사용된다. 또한, 흡입공기량Qa는, 서지탱크(20)에 부우스트압센서를 설치하고, 이 부우스트압센서에 의해서 검출되는 흡기관 압력Pb로부터도 구하게 해도 된다. 즉, 흡입공기량Qa는, 흡기관압력Pb와 대기압과의 차압과 엔진회전수Ne에 의거하여 산출할 수 있다.
한편, 배기포트(14)에는, O2센서(40)가 장착된 배기메니폴드(41)를 개재해서, 3원촉매(42)나 도시하지 않은 머플러등을 구비한 배기관(43)이 접속되어 있다. 또, 상술의 EGR포트(15)는, 큰직경의 EGR파이프(44)를 개재해서, 흡기메니폴드(21)의 상류에서 흡기관(25)에 접속되어 있고, EGR파이프(44)의 관로에는 스테퍼모터식의 EGR밸브(45)가 설치되어 있다.
연료탱크(50)는, 차량의 도시하지 않은 차체후부에 설치되어 있다. 연료탱크(50)에 저류된 연료는, 전동식의 저압연료펌프(51)에 의해 빨아올려지고, 저압피드파이프(52)를 개재해서 엔진(1)쪽에 송급된다. 저압피드파이프(52)내의 연료압력은, 리턴파이프(53)의 관로에 개재 장착된 제 1연료압력조절기(54)에 의해, 비교적 저압(저연료압력)에 압력조절된다. 엔진(1)쪽에 송급된 연료는, 실린더헤드(2)에 장착된 고압연료펌프(55)에 의해, 고압피드파이프(76)와 딜리버리파이프(57)를 개재해서, 각 연료분사밸브(4)에 송급된다.
고압연료펌프(55)는, 예를 들면 사판(斜板)액셜피스톤식이며, 배기쪽캠샤프트(12)에 의해 구동되고, 엔진(1)의 공전운전시에 있어서도 5MPa∼7MPa이상의 토출압을 발생가능하게 하고 있다. 그리고, 딜리버리파이프(57)내의 연료압력은, 리턴파이프(58)의 관로에 개재장착된 제 2연료압력조절기(59)에 의해, 비교적 고압(고연료압력)에 압력조절된다.
도 1중, 부호(60)는 제 2연료압력조절기(59)에 장착된 전자식(電磁式)의 연료압력절환밸브이다. 이 연료압력절환밸브(60)는, 온상태로 연료를 릴리프하고, 이에 의해 딜리버리파이프(57)내의 연료압력을 저연료압력으로 저하시키는 일이 가능하다. 또, 부호(61)는 고압연료펌프(55)의 윤활이나 냉각등에 이용된 일부의 연료를 연료탱크(50)에 환류시키는 리턴파이프이다.
차량의 차실내에는, 입출력장치, 제어프로그램이나 제어맵등의 기억에 제공되는 기억장치(ROM, RAM, BURAM등), 중앙처리장치(CPU), 타이머카운터등을 구비한 ECU(전자제어유니트)(70)가 설치되어 있고, 이 ECU(70)에 의해서, 엔진(1)의 종합적인 제어가 실시된다.
ECU(70)의 입력쪽에는, 상술한 각종의 센서류가 전속되어 있고, 각종 센서류등으로부터의 검출정보가 입력한다. ECU(70)는, 이들의 검출정보에 의거하여, 연료분사모드나 연료분사량을 비롯해서, 점화시기나 EGR가스의 도입량등을 결정하고, 연료분사밸브(4)나 점화코일(19), EGR밸브(45)등을 구동제어한다. 또한, ECU(70)의 입력쪽에는, 설명을 생략하나, 상기 각종센서류외에, 도시하지 않은 다수의 스위치나 센서류가 접속되어 있고, 한편, 출력쪽에도 도시하지 않은 각종 결고등이나 기계류등이 접속되어 있다.
다음에, 상기와 같이 구성된 내연기관의 제어장치의 작용, 즉 엔진제어내용에 대해서 설명한다.
엔진(1)이 냉기상태에 있을때에는, 운전자가 이그니션키를 온조작하면, ECU(70)는, 저압연료펌프(51)와 연료압력절환밸브(60)를 온으로해서, 연료분사밸브(4)에 저연료압력의 연료를 공급한다.
다음에, 운전자가 이그니션키를 스타트조작하면, 도시하지 않은 셀모터에 의해 엔진(1)이 크랭킹되고, 동시에 ECU(70)에 의한 연료분사제어가 개시된다. 이 시점에서는, ECU(70)는 전기(前期)분사모드(즉, 흡기행정분사모드)를 선택하고, 비교적 농후한 공연비가 되도록 연료를 분사한다. 이 이유는, 냉기(冷機)시에는 연료의 기화율이 낮기 때문에, 후기(後期)분사모드(즉, 압축행정분사모드)에 의해 분사를 행하면, 실화의 발생이나 미연소연료(HC)의 배출을 피할 수 없게 된다. 또, ECU(70)는, 이와 같은 시동시에 있어서는 #2ABV27을 대략 완전폐쇄근방가지 폐쇄한다. 따라서, 이 경우, 연소실(5)에의 흡기는 스로틀밸브(28)주위의 틈이나 #1ABV24가 배치된 바이패스통로를 개재해서 행해진다. 또한, #1ABV24와 #2ABV27은, ECU(70)에 의해 일원관리되어 있고, 스로틀밸브(28)를 우회하는 흡입공기(바이패스에어)의 필요도입량에 따라서 각각의 개방밸브량이 결정된다.
이와 같이 해서 엔진(1)의 시동이 완료하고, 엔진(1)이 공전운전을 개시하면, 고압연료펌프(55)가 정격의 토출작동을 개시하게되고, ECU(70)는, 연료압력절환밸브(60)를 오프로해서 연료분사밸브(4)에 고압의 연료를 공급한다. 이때, 요구연료분사량은, 예를 들면, 딜리버리파이프(57)내의 연료압력(제 2연료압력조절기(59)의 설정연료압력) 또는, 도시하지 않은 딜리버리파이프(57)의 연료압력을 검출하는 연료압력센서에 의해 구하여지는 연료압력과 연료분사밸브(4)의 개방밸브시간(출력상관치)으로부터 얻을 수 있다.
그리고, 냉각온수Tw가 소정치에 상승하기까지는, ECU(70)는, 시동시와 마찬가지로 상기 분사모드를 선택해서 농후공연비가 되도록 연료를 분사한다. 또한, 에어콘디션등의 보기류(補機類)의 부하의 증감에 따른 공전회전수의 제어는, #1ABV24에 의해서 행해진다. 또, 소정사이클이 경과해서 O2센서(40)가 활성화되면, ECU(70)는, O2센서(40)의 출력전압에 따라서 공연비피드백제어를 개시한다. 이에 의해, 유해배기가스성분이 3원촉매(42)에 의해서 양호하게 정화되게 된다.
기통내분사형엔진의 경우에는, 흡기관(13)의 벽면에의 연료방울의 부착등이 없기 때문에, 상기한 냉기시에 있어서의 연료분사제어의 응답성이나 정밀도는 높다.
엔진(1)의 워밍업이 끝나면, ECU(70)는, 스로틀개방도θTH를 표시하는 상기 스로틀전압VTH로부터 얻은 목표출력상관치(예를 들면 목표평균유효압Pet)와 엔진회전속도Ne에 의거하여, 도 2의 연료분사제어맵으로부터 현재의 연료분사제어영역을 검색하여, 연료분사모드를 결정한다(분사모드선택수단). 여기서, 목표평균유효압 Pet는, 예를 들면, 스로틀전압VTH및 엔진회전속도Ne로부터 구할 수 있다(Pet=fp(Ne, VTH)).
그리고, 각 연료분사모드에 있어서의 목표공연비AFt 및 목표점화시기Sa를 결정한다. 이에 의해, 목표공연비AFt에 따른 연료분사시간(연료분사량상관치)이 결정되어서 연료분사량이 설정되고, 이 연료분사량에 따라서 연료분사밸브(4)가 구동제어되는 동시에 점화코일(19)이 구동제어된다. 또, ECU(70)는 동시에 #1ABV24, #2ABV27이나 EGR밸브(45)의 개폐제어등도 행한다.
이하, 연료분사제어절차에 대해서 구체적으로 설명한다.
예를 들면, 워밍업종료후에 있어서의 공전운전시나 저속주행시등의 저부하영역에서는, 연료분사제어영역은 도 2중의 후기분사희박영역(제 1분사모드, 보다 광의로는 희박공연비모드 즉 제 1공연비모드)이 되고, 이 경우에는, ECU(70)는, 후기 분사모드를 선택하는 동시에 #1ABV24, #2ABV27을 제어하고, 희박한 평균공연비(예를 들면, 30∼40정도)가 되도록, 목표공연비AFt(출력상관치)를 목표평균유효압Pet와 엔진회전속도Ne에 의거하여 설정한다(AFt=fA(Ne, Pet), 제 1출력상관치설정수단). 실제로는, 연료분사모드마다 목표공연비AFt의 설정맵이 미리 비치되어 있고, 목표공연비AFt는, 이 맵에 의거해서 설정된다. 그리고, EGU(70)는, 이 목표공연비AFt에 따른 연료분사시간을 구해서 연료분사량을 산출하고(제 1의 연료분사량 상관치설정수단)이, 연료분사량에 따른 연료분사를 행하도록 연료분사밸브(4)를 구동제어한다.
그런데, 이 기통내분사형의 엔진(1)에서는, 상술한 바와 같이, 피스톤(7)의 상부면에 캐비티(8)가 형성되어 있다. 이리하여, 흡기포트(13)로부터 유입한 흡기류가 캐비티(8)틀 따르는 상기 역텀블흐름이 되고, 연료분사밸브(4)로부터 분사된 연료분무는 점화플러그(3)근방에 양호하게 집약된다. 그 결과, 점화시점에 있어서 점화플러그(3)의 주위에는 대략 이론공연비, 혹은 과농(過濃)한 혼합기와, 또 이 농후한 혼합기의 둘레에 극히 희박한 공연비의 혼합기가 층형상으로 형성되게 된다. 이 결과, 전체로서 린공연비일지라도 양호한 착화성이 확보된다.
따라서, 이와 같은 기통내분사형의 엔진(1)에 있어서는 CO나 HC의 배출이 극히 소량으로 억제되는 동시에 연비가 대폭으로 향상한다.
통상, 이 제어영역에서는, ECU(70)는 EGR밸브(45)를 개방하고 있다. 따라서, 연소실(5)내에 EGR가스를 대량으로(예를 들면, 30%이상)도입 가능하며, NOx를 대폭으로 저감시킬 수도 있다.
또, 정속주행시등의 중부하영역에서는, 엔진부하상태나 엔진회전속도Ne에 따라서, 도 2중의 전기분사린영역(희박공연비모드) 혹은 스토이키오피드백영역(이론공연비모드)이 되고, 이 경우에는, ECU(70)는, 상기 분사모드를 선택하는 동시에, 소정의 공연비가 되도록 연료를 분사한다.
즉, 전기분사희박영역(제 3분사모드, 보다광의로는 제 3공연비모드)에서는, ECU(70)는, 비교적 희박한 공연비(예를 들면, 20∼23정도)가 되도록 목표공연비AFt를 설정한다. 여기서는, 통상은, 목표공연비AFt는, 에어플로센서(32)로부터의 출력에 의해 구하여지는 상기 흡입공기량Qa와 엔진회전속도Ne에 의거해서 설정된다(AFt=AFs=fAS(Ne, Qa)). 그러나, 이 전기분사희박영역에서는, 목표공연비AFt를, 상기와마찬가지로, 목표평균유효압Pet와 엔진회전속도Ne에 의거하여 설정하는 것도 가능하다. 그리고, ECU(70)는, 이 목표공연비AFt에 의거하여 연료분사량을 설정한다. 또한, 이 전기분사희박영역에서는, EGR밸브(45)는 폐쇄상태로 된다.
한편, 스토이키오피드백영역(제 2분사모드보다 광의로는 제 2공연비모드)에서는, ECU(70)는, #1ABV24를 종래의 내연기관의 공전스피드제어밸브와 마찬가지로 제어하는 동시에, #2ABV27을 완전폐쇄로해서 엔진출력의 과잉상승을 방지한다. 그리고, EGR밸브(45)를 개폐제어하는 동시에, O2센서(40)의 출력전압에 따라서 공연비피드백제어를 행하고, 이에 의해, 목표공연비가 이론공연비AFs(=목표공연비AFt)가 되도록 제어한다.
상세하게는, 이 스토이키오피드백영역에서는,확실히 목표공연비를 이론공연비AFs에 이치시키도록, 에어플로센서(32)로부터의 출력에 의해 구하여지는 상기 흡입공기량Qa와 엔진회전속도Ne에 의거해서 목표공연비AFt를 설정하도록 하고 있다(AFt=AFs=fAS(Ne, Qa), 제 2출력상관치설정수단). 그리고, 이 목표공연비AFt에 의거하여 연료분사시간을 구해서 연료분사량을 산출하고(제 2의 연료분사량상관치설정수단), 이 연료분사량에 따른 연료분사를 행하도록 연료분사밸브(4)를 구동제어한다.
그런데, ECU(70)는, 통상 이 스토이키오피드백제어영역에 있어서도 EGR밸브(45)를 개방하고 있고, 연소실(5)내에 적당량의 EGR가스가 도입된다. 따라서, 상기와 마찬가지로 NOx가 대폭으로 저감되는 동시에 연비가 향상한다. 이 영역에서는, 상술한 비교적 높은 압축비에 따라서 큰 출력을 얻을 수 있는 것과 아울러, 유해배기가스성분이 3원촉매(42)에 의해 극히 양호하게 정화된다.
또, 급가속시나 고속주행시등의 고부하영역에서는, 도 2중의 오픈루프제어영역이 되고, 이 경우에는, ECU(70)는, 전기분사모드를 선택하는 동시에 #2ABV27을 폐쇄하고 비교적 농후한 공연비가 되도록 맵으로부터 목표공연비AFt를 설정하고, 이 목표공연비AFt에 따라서 연료를 분사한다.
중고속주행중의 공전(惰行)운전시에는, 도 2중의 연료커트영역이되고, 이 경우에는, ECU(70)는, 연료분사를 정지한다. 이에 의해, 연비가 향상하는 동시에, 유해배기가스성분도 전혀 배출되지 않게된다. 또한, 연료커트는, 엔진회전속도Ne가 복귀회전속도보다 저하하였을 경우난, 운전자가 액셀페달을 밟았을 경우에 있어서는 즉석에서 중지된다.
다음에, 상기 전기(前期) 및 후기분사모드에 있어서의 점화시기제어절차에 대해서 설명한다.
점화시기제어를 행함에 있어서, 먼저 목표점화시기Sa가 설정된다. 후기분사모드, 즉, 도 2중의 후기분사희박영역에서는, 목표점화시기Sa는, 상기 목표평균유효압Pet와 엔진회전속도Ne에 의거해서 설정된다(Sa=fSL(Ne, Pet), 제 1점화시기설정수단). 이에 의해, 점화코일(19)이, 목표점화시기Sa에 의거해서 양호하게 구동제어된다. 전기분사모드에서는, 에어플로센서(32)로부터의 정보에 의거하여 구하여진 체적효율Ev와 엔진회전속도Ne에 의해서 목표점화시기Sa는 설정된다(Sa=fSS(Ne,Ev), 제 2점화시기설정수단).
엔진제어내용에 대한 상기 설명에서 기술한 바와 같이, 엔진이 주로 후기분사희박영역에 있을때에는, 엔진운전상태 및 그 변화에 대해서 반응좋게 목표평균유효압Pet나 목표공연비AFt를 결정할 수 있다는 이유에서, 양 상기 목표량Pet, AFt를, TPS(29)로부터의 스로틀전압VTH와 엔진회전속도Ne에 의거해서 설정하도록 하고 있다.
그러나, 이 TPS(29)는, 엔진(1)의 진동이나 내부작동부의 마모등의 요인에 의해 정상적으로 기능하지 않게되는 일도 있을 수 있다. 이와 같이 TPS(29)가 고장나면, 목표평균유효압Pet가 구하여지지않게 됨으로써, 도 2의 맵상에서 연료분사제어영역을 검색할 수 없게된다. 따라서, 이 경우에는, 목표공연비 AFt뿐만 아니라 목표점화시기 Sa가 정확하게 구하여 지지않게 되고, 결과적으로, ECU(70)는, 연료분사밸브(4)나 점화코일(19)을 제어할 수 없게 된다.
그래서, 본 실시예의 제어장치에서는, 이와 같은 사태를 회피하도록, TPS(29)가 고장난 경우라도 연료분사밸브(4)나 점화코일(19)을 양호하게 계속 통제가능하게 하고 있다.
이하, 도 3 및 도 4에 의거해서, TPS(29)의 고장을 고려한 제어장치에 있어서의 목표공연비 AFt의 설정절차 및 목표점화시기Sa의 설정절차에 대해서 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는, 후기분사회박운전시에 ECU(70)가 실행하는 목표공연비AFt설정루틴 및 목표점화시기Sa설정루틴을 표시한다.
도 3의 스텝S10에서는, 먼저, TPS(29)로부터 출력되는 스로틀전압VTH를 계측한다.
그리고, 스텝S12 에서는, TPS(29)와 ECU(70)를 연결하는 신호선이 단선되어 있는 여부를 판별한다(고장검출수단). 여기서는, TPS(29)로부터의 출력신호의 유무에 의해서 판별을 행한다. 즉, 스텝S12의 판별결과가 NO로서 TPS(29)로부터 신호가 출력되고 있으면, TPS(29)와 ECU(90)와의 사이의 신호선은 단선되어 있지 않다고 판정할 수 있고, 이 경우에는, 다음에 스텝S14로 나아간다.
스텝S14에서는, TPS(29)로부터의 스로틀전압VTH가 소정치VTH1(예를 들면, 4.5V)을 상회하는지 여부를 판별하다(고장검출수단). 이 소정치VTH1(예를 들면 4.5V)는, TPS(29)가 정상으로 기능하고 있을 때에 출력되는 스로틀전압VTH의 허용최대치에 대응하고 있다. 따라서, 이 스텝S14에서의 판별결과가 NO이면, 스로틀전압 VTH가 그 허용최대전압치 VTH1(예를 들면 4.5V)이하이라고 판정할 수 있고, 다음에 스텝S16에 나아간다.
스텝S16에서는, 이번은, 스로틀전압VTH가 소정치 VTH2(예를 들면, 0.5V)를 하회하는지 여부를 판별한다(고장검출수단). 이 소정치VTH2(예를 들면, 0.5V)는, TPS(29)가 정상적으로 기능하고 있을 때에 출력되는 스로틀전압VTH의 허용최소치에 대응하고 있다. 따라서, 이 스텝S16에서의 판별결과가 가짜이면, 스로틀전압VTH가 그 허용최소전압치VTH2(예를 들면 0.5V)이라고 판정할 수 있고, 다음에 스텝S18에 나아간다.
스텝S18에서는, 상기 스텝S12, S14, S16에서의 「단선없음」 「허용최대전대전압치이하」 및 「허용최소전압치이상」 과의 판별결과에 의거하여 TPS(29)가 정상동작하고 있다고 판단해서, 고장플래그FTPS를 정상동작을 표시하는 값 0에 세트한다. 후술하는 바와 같이, TPS(29)가 고장이라고 판정되었을때에 플래그FTPS는 TPS(29)의 고장을 표시하는 값 1에 설정된다.
이와 같이, 스텝S18에 있어서 고장플래그FTPS를 값 0으로 했을때에는, 다음에 스텝S20에 나아가고, 목표평균유효압Pet를, 상술한 바와 같이 해서 엔진회전속도Ne와 스로틀전압VTH에 의거해서 설정한다.
그리고, 스텝S22에 있어서, 목표공연비AFt를 엔진회전속도Ne와 목표평균유효압Pet로부터 설정한다(연료분사제어수단).
한편, 상기 스텝S12, S14, S16의 적어도 어느 하나에 의한 판별결과가 Yes의 경우에는, 다음에 스텝S24에 나아간다. 즉, 스텝S12의 판별결과가 Yes이고 TPS(29)의 신호선이 단선되어 있다고 판정되는 경우, 스텝S14의 판별결과가 Yes이고 전원쪽에서 단락등하고 있고 스로틀전압VTH가 허용최대치VTH1(예를 들면, 4.5V)을 상회한다고 판정되는 경우, 혹은, 스텝S16의 판별결과가 Yes이고 어느쪽에서 단락등하고 있고 스로틀전압VTH가 허용최대치VTH2(예를 들면, 0.5V)를 하회한다고 판정되는 경우에는, TPS(29)에 어떠한 고장 또는 이상이 있다고 간주할 수 있고, 이 경우에는, 다음에 스텝S24에 나아간다.
스텝S24에서는, 상술의 고장플래그FTPS를 TPS(29)의 고장을 표시하는 값 1로 하고, 이에 의해 TPS(29)가 고장등에 의해 정상적으로 기능하고 있지 않는 것을 기억한다. 고장플래그FTPS값 1로하면 다음에 스텝S26에 나아간다.
스텝S26에서는, 먼저, 적어도 #2ABV27을 완전폐쇄로 하는 동시에, #1ABV24의 개방도를 엔진회전속도Ne등에 의거한 종래의 내연기관과 마찬가지방법에 따라서 제어한다. 그리고, 목표공연비 AFt를 강제적으로 이론공욘비AFs 혹은 그 근방이 되도록 설정하고, 목표공연비를 이론공연비 또는 그 근방에 제어한다(연료분사제어수단[제 2의 공연비제어수단]).
여기서, TPS(29)의 고장시에 #2ABV27을 완전폐쇄로 하는 이유는, TPS(29)가 고장상태에 있을때는, 후술하는 바와 같이 연료분사량을 흡입공기랑Qa에 따라서 설정하는 것에 있다.
즉, 바이패스에어량의 제어는, 후기분사희박영역이나 전기분사희박영역에서는 통상적으로 엔진회전속도Ne 및 스로틀전압VTH에 의거하여 목표출력, 즉 연료분사량을 구하고, 이 연료분사량과 목표공연비로부터 요구되는 목표흡입공기량을 산출해서 실시된다. 그리고, #2ABV27의 개방도는, 스로틀밸브(28) 및 #1ABV24를 개재해서 흡입되는 공기량과 #2ABV27을 개재해서 흡입되는 공기량의 총계가 상기 목표흡입공기량으로 되는 개방도에 제어된다.
그러나, TPS(29)가 고장상태에 있을때에는, 정확한 스로틀전압VTH를 얻을 수 없기 때문에 응답성이 좋고 정확한 바이패스량을 설정할 수 없는 것으로 된다. 즉, 이와 같은 TPS(29)가 고장상태에 있을때에, 에어플로센서(32)로부터의 출력에 의해 구하여지는 흡입공기량Qa가 상기 목표흡입공기량이 되도록 #2ABV27의 개방도를 제어할려고 하면, 스로틀밸브(28)가 운전자에 의해서 조작되는 액셀페달의 밝음량에 대응해서 항상 변화하고 있는 동시에, #2ABV27의 개방도에 제어응답지연이 있기 때문에, #2ABV27의 개방도설정시에 헌팅이 일어나거나, #2ABV27의 개방도가 과대하게 설정될 가능성이 있어 바람직하지 않다.
결과적으로, TPS(29)가 고장상태에 있고, 목표공연비Aft를 이론공연비Aft로 변경하였을때에, 흡입공기량Qa에 의거하여 #2ABV27의 개방도를 제어하면 엔진출력이 변화해서 충격이 발생하거나, 엔진출력이 증대하는 등에 의해, 드라이버비리티가 악화하는 것을 상정(想定)할 수 있으므로써, #2ABV27의 개방도의 제어를 정지하고 완전폐쇄로 한쪽이 좋다.
한편, #1ABV24를 반드시 폐쇄로 하지 않아도 되는 이유는, #1ABV24의 통로의 직경이 작고, 흐르는 공기량이 적은 것에 의한다. 또, #1ABV24의 개방도가 엔진회전속도Ne등에 의해 종래의 흡기관분사형의 내연기관과 마찬가지 방법에 의해서 제어되기 때문이기도하다. 단, #1ABV24의 개방도제어가 주로 엔진회전수Ne에 의거하는 것이 아닌 경우는, TPS(29)의 고장시에는, #1ABV24에 대해서도 #2ABV27과 마찬가지로 완전폐쇄로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 해서, #1ABV24, #2ABV27을 제어하고, 목표공연비AFt를 이론공연비AFs로 하면, TPS(29)가 고장상태라도, 엔진(1)을 확실히 안정된 운전상태에 유지할 수 있고, 드라이버빌리티를 손상하지 않게 할 수 있다. 또, 이론공연비AFs에서는 3원촉매(42)의 배기가스정화효율이 최대가 됨으로써, 이 경우, 유해한 배기가스성분의 배출도 호적하게 방지된다.
그런데, 이와 같이, 목표공연비AFt를 이론공연비AFs로 하는 경우에도, 이론공연비AFs에 따른 연료분사량을 설정할 필요가 있다. 그러나, TPS(29)가 고장상태에 있으면, 이미 TPS(29)로부터의 스로틀전압VTH에 의거하여 목표평균유효압Pet나 목표공연비AFe를 구하는 일은 불가능하다. 따라서, 이와 같이, TPS(29)가 고장상태에 있을때에는, 상술한 바와 같이, 스토이키오피드백영역에 있어서의 공연비피드백제어의 경우와 마찬가지로 해서, 에어플로센서(32)로부터의 출력에 의해 구하여지는 흡입공기량Qa와 엔진회전속도Ne에 의해서 목표공연비AFt를 이론공연비에 설정하고(AFt=AFs=FAS(Ne, Qa)), 이 목표공연비AFt에 의거해서 연료분사량을 설정한다. 이에 의해, TPS(29)가 고정상태이어도, 목표공연비AFt를 양호하게 이론공연비AFs 혹은 그 근방에 설정할 수 있고, 목표공연비를 이론공연비 또는 그 근방에 제어하는 일이 가능해진다.
이하, 도 4를 참조해서, 후기분사희박운전시의 목표점화시기설정을 설명한다.
도 4의 스텝S30에서는, 도 3의 목표공연비설정루틴에서 고장플러그FTPS가 값 1에 세트되었는지 여부를 판별한다. 즉, TSP(29)가 고장상태인지 여부를 먼저 판별한다.
스텝S30의 판별결과가 Yes이고 고장플래그 FTPS가 값 1의 경우에는, TPS(29)가 고장상태에 있다고 판정할 수 있고, 이 경우에는, 다음에 스텝32에 나아간다.
상술한 바와 같이, TPS(29)가 고장상태에 있을때에는, TPS(29)로부터의 스로틀전압VTH에 의거해서 목표평균유효압Pet를 구하는 일은 불가능하다. 따라서 이 스텝S32에서는, 목표공연비AFt의 경우와 마찬가지로, 에어플로센서(32)로부터의 출력에 의해 구하여지는 흡입공기량Qa와 엔진회전속도Ne에 의거해서 목표점화시기Sa(Sa=Fss(Na, Qa))를 구하는 록한다(제 2의 점화시기제어수단).
한편, 스텝S30의 판별결과가 NO이고 고장플래그FTPS가 값 1이 아니고 값 0의 경우에는, TPS(29)는 정상적으로 기능하고 있다고 판정할 수 있고, 이 경우에는, 다음에 스텝S34에 나아가고, 상술한 바와 같이, 통상대로, 스로틀전압VTH에 의거한 목표평균유효압Pet와 엔진회전속도Ne로부터 목표점화시기Sa를 구하다(제 1의 점화시기제어수단).
또, 도 5에 표시한 바와 같이, TPS(29)가 고장상태에 있을 때, 즉 고장플래그FTPS가 값 1일때에는 (스텝S40), EGR가스의 도입을 금지하도록 하고 있다(스텝S42). 즉, TPS(29)가 고장상태인 경우에는, 본래는 연비향상등을 위해서 엔진을 후기분사희박운전하는 것이었다고 하더라도, 도 3의 스텝S26에서 후기분사희박운전을 금지하는 동시에, 연비의 형상보다도 엔진운전의 안정화를 우선하도록, EGR가스의 도입을 금지한다. 이 결과, 신기흡입량이 확보되고, 목표공연비AFt를 이론공연비AFs에 설정하였을때의 연료량의 감소를 없애므로써, 엔진(1)의 출력저하가 호적하게 방지된다. 한편, 고장플래그FTPS가 값 0이고, TPS(29)가 정상적으로 기능을 하고 있을 경우에는, EGR가스의 도입제어는, 상술한 바와 같이 해서 통상대로 실시된다(스텝S44).
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시예의 제어장치는, 고장검출수단, 연료분사제어수단, 점화시기제어수단, 분사모드선택수단(공연비모드선택수단), 에어바이패스밸브목표개방도설정수단, 에어바이패스밸브개방도를 제어하는 흡기량제어수단의 각각의 기능을 주효하는 ECU(70)를 구비하고 있다. 그리고, 이 제어장치는, 공연비를 예를 들면 후기분사희박영역에 있어서 가변제어하는 때에는, 통상적으로는, 스로틀포지션센서(TPS)(29)로부터의 스로틀전압VTH가 엔진회전속도Ne에 의거해서 [목표출력, 즉]목표평균유효압Pet를 구하고, 반응좋게 목표공연비AFt를 설정하는 동시에 목표점화시기Sa를 설정하도록 하고 있다. 한편, TPS(29)의 고장 또는 이상이 검출되었을때에는, 목표공연비AFt를 강제적으로 이론공연비AFs 혹은 그 근방이 되도록 설정하고, 또한, 목표공연비AFt 즉 연료분사량이나 목표점화시기Sa를, TPS(29)출력에 의하지않고 흡입공기량Qa와 엔진회전속도Ne에 의거하여 구하도록 하고 있다.
따라서, 본 실시예의 제어장치에 의하면, TPS(29)가 고장난 경우라도, 목표공연비AFe가 대략 이론공연비가 되도록 제어해서 엔진(1)을 안정시켜 계속운전할 수 있고, 유해배기가스성분의 배출을 억제하면서 드라이버빌리티를 손상하는 일없이 차량을 양호하게 계속 주행시키는 일이 가능하게 된다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변형가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에서는, 통상적으로는 스로틀포지션센서(TPS)(29)로부터의 출력(스로틀전압VTH)에 의거해서 목표평균유효압Pet 및 목표공연비AFt를 구하도록 하고 있으나, TPS(29)에 대신하는 기관속도조절부재로서의 액셀페달(도 1에 참조부호(81)로 표시한다)의 답입량을 검출하고, 액셀페달답입량(제 1파라미터)을 표시하는 출력을 발생하는 액셀포지션센서(도 1에 참조번호(80)로 표시한다)를 파라미터검출수단으로서 사용해도 된다. 즉, 통상적으로는, 액셀포지션센서(APS)로 부터의 출력에 의거해서 목표공연비 AFt나 목표점화시기Sa를 설정하는 한편, APS가 고장났을때에는, 도 3 및 도 4에 표시한 것과 마찬가지의 목표공연비설정루틴 및 목표점화시기설정루틴에 있어서, 이들 목표공연비AFt 및 목표점화시기Sa를 흡입공기량Qa로부터 구하도록 해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 실시예에서는, TPS(29)의 고장시에 있어서, 공연비를 이론공연비근방에 제어하도록 하였으나, 에어플로센서(32)로부터의 흡입공기량정보Qa와 엔진회전속도Ne에 의거해서 목표공연비AFt등을 설정가능한 운전영역이면, 전기분사희박영역, 스토이키오피드백영역, 오픈루프영역의 어느한 전기분사모드를 선택하도록 해도되고, 단지 후기분사희박영역의 연료분사모드에 의한 운전을 금지하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시예에서는, 엔진(1)으로서, 기통내분사형 직렬 4기통가솔린엔진을 사용하도록 했으나, 이에 한정되지 않고, 엔진(1)은, 목표공연비 AFt를 변화시키면서 엔진제어를 행하는 것이 가능한 엔진이면, 어떠한 타입의 엔진이라도 된다. 예를 들면, 희박공연비를 넓은 범위에서 가변제어가능한 린번엔진 등의 흡기관분사형의 엔진이라도 된다.
또, 본 발명을 통상의 린번엔진에 적용한 경우에 대해서, 이하에 간단히 설명한다. 이 린번엔진에 있어서도, 예를 들면, 농후공연비, 이론공연비, 희박공연비 등에서의 운전이 실현가능하게 되어 있다. 이 경우에, 스월(swirl)을 이용하거나, 혹은 연료분사방법을 연구함으로써, 점화플러그의 둘레에 농후한 혼합기를 모아서 안정된 층형상연소를 행할 수 있고, 희박공연비의 영역(예를 들면 A/F=18~24정도)에서 가변제어가능하게 되어있다. 그리고, 이와 같은 린번엔진에 있어서도, 스로틀밸브에 TPS(29)를 설치하고, TPS(29)로부터의 스로틀개방도θTH에 대응하는 스로틀전압VTH와 엔진회전수Ne에 의거해서, 공연비나 점화시기를 반응좋게 정확하게 설정함으로써, 불안정한 연소가 되기 쉬운 층형상연소시에 있어서도, 안정된 희박공연비에서의 운전을 행하여 연비의 향상을 도모한다. 이와 같은 린번엔진에 있어서, TPS(29)가 고장이라고 판정되었을 때에는, 상기 실시예의 경우와 마찬가지로, 목표공연비를 대략 이론공연비에 설정해서, 엔진의 연소상태를 안정시킬 수 있다. 이 경우, 공연비를, 흡입공기량Qa와 엔진회전속도Ne에 의거해서 설정하거나, 산소센서등의 배기가스센서의 출력에 의거해서 설정할 수도 있다.
또, 이와 같은 린번엔진에 있어서, 상기 실시예에서의 스로틀보디(23)를 우회하는 에어바이패스밸브파이프(26) 및 상기 파이프의 관로를 개폐제어하는 제 2에어바이패스밸브(27)를 설치하는 대신에, 도 6에 표시한 바와 같이, 액셀페달(기관속도조절부재)(81)에 액셀페달포지션센서(이하, APS라고한다)(80)를 설치하고, APS(파라미터검출수단)로부터 출력되어 액셀페달답입량θAC(제 1파라미터)를 표시하는 액셀페달전압VAC 및 그 변화에 의거해서, 스로틀보디에 설치된 전동식스로틀밸브(82)의 개도를 ECU(70)에 의해 제어하도록 해도된다. 즉, 이와 같이 전동식스로틀밸브 개방도를 액셀폐달답입량에 따라서 제어하도록한 소위 드라이브바이와이어(Drive by wire(이하, DBW라고 한다))방식의 엔진에도, 본 발명을 적용할 수 있다.
이와 같은 DBW방식의 엔진에 있어서, 스로틀밸브(82)에 TPS(29)를 설치하고, TPS(29)로부터의 스로틀개방도θTH에 대응하는 스로틀전압VTH와 엔진회전속도Ne에 의거해서, 상기 실시예의 경우와 마찬가지로 공연비나 점화시기를 반응좋게 정확하게 설정함으로써, 공연비나 점화시기가 어긋나므로써 불안정한 연소가 되기 쉬운 층형상연소시에 있어서도 안정된 희박공연비에서의 운전이 가능하게 된다.
또, 이와 같은 희박공연비운전시에, 즉 엔진의 저중속운전영역에서 희박공연비를 달성하는데 필요하게되는 흡기량을 도입가능하게 하도록, 스로틀밸브개방도를 액셀페달의 답입량에 대응하는 표준개방도보다도 큰 개방도에 설정해서 흡기량을 증량하도록 보정하는 (흡기량제어수단)것이 바람직하다.
그리고, 이와 같은 DBW방식의 엔진에 있어서, 스로틀밸브(82)의 TPS(29)가 고장이라고 판정되었을 경우에는, 스로틀밸브의 개방도를, 액셀페달(81)의 답입량에 대응하는 상기 표준개방도가 되도록 제어하는 동시에 목표공연비를 대략 이론공연비에 설정한다. 그 한편, 희박공연비를 달성하는데 필요하게되는 흡기의 도입을 금지한다. 이 결과, 엔진의 연소상태가 안정된다고 하는 효과가 주효된다.

Claims (28)

  1. 기관속도조절을 위한 속도조절부재와 기관운전상태에 따른 량의 연료를 분사하는 연료분사장치를 가진 내연기관으로서, 상기 기관운전상태를 표시하고 또한 상기 속도조절부재의 동작상태에 따라서 변화하는 제 1파라미터를 검출하고, 상기 검출한 제 1파라미터를 표시하는 출력을 발생하는 파라미터 검출수단과, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여, 기관운전에 관여하는 목표출력상관치를 설정하는 제 1출력상관치설정수단과, 상기 제 1파라미터이외의, 상기 기관운전상태를 표시하는 제 2파라미터를 입력하고, 상기 입력한 제 2파라미터에 의거하여 상기 목표출력상관치를 설정하는 제 2출력상관치설정수단과, 상기 제 1또는 제 2출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표출력상관치에 의거하여, 상기 연료분사장치를 제어하는 연료분사제어수단과, 상기 파라미터검출수단의 고장을 검출하는 고장검출수단을 구비하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되지 않을때, 상기 연소분사제어수단은, 주로, 상기 제 1출력상관치 설정수단에 의해 설정된 상기 목표출력상관치에 의거하여, 상기 연료분사장치를 제어하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 연료분사제어수단은, 상기 제 2출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표출력상관치에 의거하여 상기 연료분사장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 2출력상관치설정수단은, 흡입공기량 또는 배기가스성분을 상기 제 2파라미터로서 입력하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내연기관의 연소실에 인도되는 흡입공기량을 검출하고 상기 검출한 흡입공기량을 표시하는 출력을 발생하는 흡입공기량검출수단을 또 구비하고, 상기 제 2출력상관치설정수단은, 적어도 상기 흡입공기량검출수단의 상기 출력을 상기 제 2파라미터로서 입력하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 내연기관의 배기통로에 설치되고 배기가스성분을 검출해서 상기 검출한 배기가스성분을 표시하는 출력을 발생하는 배기가스센서를 또 구비하고, 상기 제 2출력상관치설정수단은, 상기 배기가스센서의 상기 출력을 상기 제 2파라미터로서 입력하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여, 목표점화시기를 설정하는 제 1점화시기설정수단과, 상기 제 1파라미터이외의, 상기 기관운전상태를 표시하고 상기 제 2파라미터를 입력하고, 상기 입력한 제 2파라미터에 의거하여 상기 목표점화시기를 설정하는 제 2점화시기설정수단과, 상기 제 1 또는 제 2점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여, 상기 내연기관에 설치되고 상기 내연기관의 연소실에 공급된 연료를 불꽃점화시키는 점화플러그를 제어하는 점화시기제어수단을 또 구비하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되지 않을때, 상기 점화시기제어수단은, 주로, 상기 제 1점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여, 상기 점화플러그를 제어하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 점화시기제어수단은, 상기 제 2점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여 상기 점화플러그를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제 2출력상관치설정수단은, 목표공연비를 대략 이론공연비에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 목표출력상관치는, 목표공연비, 상기 목표공연비를 달성하기 위한 요구연료분사량, 또는, 상기 요구연료분사량에 대응하는 상기 연료분사장치의 구동시간인 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 목표출력상관치로서의 목표공연비가 희박공연비에 설정되는 제 1공연비모드, 또는, 상기 목표공연비가 대략 이론공연비에 설정되는 제 2공연비모드의 어느 것인가를, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거해서 선택하는 공연비모드선택수단을 또 구비하고, 상기 공연비모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 1출력상관치 설정수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여 상기 연료분사장치를 제어하고, 상기 제 2공연비모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 2출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여 상기 연료분사장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공연비모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드가 선택되었을 때, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 목표점화시기를 설정하는 제 1점화시기설정수단과, 상기 제 2공연비모드가 선택되었을 때, 적어도, 상기 제 1파라미터이외의, 상기 기관운전상태를 표시하고 상기 제 2파라미터를 입력하고, 상기 입력한 제 2파라미터에 의거하여 상기 목표점화시기를 설정하는 제 2점화시기설정수단과, 상기 제 1 또는 제 2점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여, 상기 내연기관에 설치되고 상기 내연기관의 연소실에 공급된 연료를 불꽃점화하는 점화플러그를 제어하는 점화시기제어수단을 또 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되지 않을 때, 상기 점화시기제어수단은, 주로, 상기 제 1점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여, 상기 점화플러그를 제어하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을때, 상기 점화시기제어수단은, 상기 제 2점화시기설정수단에 의해 설정된 상기 목표점화시기에 의거하여 상기 점화플러그를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 공연비모드선택수단은 상기 제 2공연비모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 내연기관의 연소실에 도입되는 흡입공기의 양을 제어하는 흡기량 제어수단을 또 구비하고, 상기 공연비모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 상기 흡입공기량을 제어하고, 상기 제 2공연비모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 흡입공기량의 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 흡기량제어수단은, 상기 내연기관의 흡기통로에 설치되고 제 1스로틀밸브를 바이패스해서 배치되고 상기 흡기통로의 상기 제 1스로틀밸브에 관해서 상류쪽과 하류쪽을 연통시키고 상기 흡기통로의 유로단면적의 대략1/2로부터 상기 유로단면적까지의 범위내에 들어가는 통로단면적을 가지는 에어바이패스통로를 개폐하는 전동식의 에어바이패스밸브와, 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 제 1목표개방도를 설정하는 목표개방도설정수단을 포함하고, 상기 공연비모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 에어바이패스밸브의 개방도를 상기 제 1목표개방도에 제어하고, 상기 제 2공연비모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 제 1목표개방도에 의거한 상기 에어바이패스밸브의 개방도의 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 제 1목표개방도에 의거한 상기 에어바이패스밸브의 개방도의 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 내연기관을 탑재한 차량에 상기 속도조절부재로서 장착되고 또한 운전자에 의해서 조작되는 액셀페달의 답입량을 검출하고 상기 검출한 액셀페달답입량을 표시하는 출력을 발생하는 페달답입량검출수단을 또 구비하고, 상기 공연비모드선택수단에 의해 상기 제 1공연비모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 답입량 검출수단의 상기 출력에 의거하여 제 2목표개방도를 설정하고, 상기 제 2목표개방도에 따라서 보정치를 구하고, 또, 상기 내연기관의 흡기통로를 개폐하는 전동식의 제 2스로틀밸브의 개방도를 상기 제 2목표개방도에 상기 보정치를 가산해서 얻은 보정개방도로 제어하고, 상기 제 2공연비모드가 선택되었을 때, 혹은, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 답입량검출수단의 출력에 의거하여 상기 제 2목표개방도를 설정하고, 상기 제 2스로틀밸브의 개방도를 상기 설정한 제 2목표개방도로 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  16. 제8항에 있어서, 상기 내연기관은, 연소실과, 배기계와, 상기 배기계로부터 상기 연소실에 배기가스를 도입하는 배기가스재순환장치를 포함하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 공연비모드선택수단은 상기 제 2공연비모드를 선택하고, 상기 배기가스재순환장치는, 배기가스의 도입을 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  17. 제8항에 있어서, 상기 공연비모드선택수단은, 상기 목표공연비를, 상기 제 1공연비모드에 관한 희박공연비와 상기 제 2공연비모드에 관한 대략 이론공연비와의 사이의 소정공연비에 설정하는 제 3공연비모드를 선택가능하게 되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 피라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 공연비모드선택수단은, 상기 제 2공연비모드 또는 상기 제 3공연비모드를 선택하고, 상기 연료분사제어수단은, 목표공연비가 상기 제 2공연비모드에 관한 대략 이론공연비 또는 상기 제 3공연비모드에 관한 상기 소정공연비가 되도록, 상기 연료분사장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  19. 제7항에 있어서, 상기 목표출력상관치로서의 목표공연비가 희박공연비에 설정되는 제 1분사모드, 또는, 상기 목표공연비가 대략 이론공연비에 설정되는 제 2분사모드의 어느 것인지를, 적어도 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거해서 선택하는 분사모드선택수단을 또 구비하고, 상기 연료분사장치는, 상기 내연기관의 연소실내에 연료를 직접 분사하도록 배치되고, 상기 분사모드선택수단에 의해 상기 제 1분사모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 1출력상관치설정수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여, 주로, 상기 내연기관의 압축행정에서 연료분사를 행하도록 상기 연료분사장치를 제어하고, 상기 제 2분사모드가 선택되었을 때, 상기 연료분사량제어수단은, 상기 제 2출력상관치수단에 의해 설정된 상기 목표공연비에 의거하여, 주로, 상기 내연기관의 흡기행정에서 연료분사를 행하도록 상기 연료분사장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검추되었을 때, 상기 분사모드선택수단은 상기 제 2분사모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 내연기관의 연소실에 도입되는 흡입공기의 량을 제어하는 흡기량제어수단을 또 구비하고, 상기 분사모드선택수단에 의해 상기 제 1분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 상기 흡입공기량을 제어하고, 상기 제 2분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 흡입공기량의 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 흡기량제어수단은, 상기 내연기관의 흡기통로에 설치된 제 1스로틀밸브를 바이패스해서 배치되고 상기 흡기통로의 상기 제 1스로틀밸브에 관해서 상류쪽과 하류쪽을 연통시키고 상기 흡기통로의 유로단면적의 대략 1/2로부터 상기 유로단면적까지의 범위내에 들어가는 통로단면적을 가지는 에어바이패스통로를 개폐하는 전동식의 에어바이패스밸브와, 상기 파라미터검출수단의 상기 출력에 의거하여 제 1목표개방도를 설정하는 목표개방도설정수단을 포함하고, 상기 분사모드선택수단에 의해 상기 제 1분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 에어바이패스밸브의 개방도를 상기 제 1목표개방도에 제어하고, 상기 제 2분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 제 1목표개방도에 의거한 상기 에어바이패스밸브의 개방도의 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 제 1목표개방도에 의거한 상기 에어바이패스밸브의 개방도의 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 내연기관이 탑재된 차량에 상기 속도조절부재로서 장착되고 또한 운전자에 의해서 조작되는 액셀페달의 답입량을 검출하고 상기 검출한 액셀페달답입량을 표시하는 출력을 발생하는 페달답입량검출수단을 또 구비하고, 상기 분사모드선택수단에 의해 상기 제 1분사모드가 선택되었을 때, 상기 흡기량제어수단은, 상기 답입량검출수단의 상기 출력에 의거하여 제 2목표개방도를 설정하고, 상기 제 2목표개방도에 따라서 보정치를 구하고, 또, 상기 내연기관의 흡기통로를 개폐하는 전동식의 제 2스로틀밸브의 개방도를 상기 제 2목표개방도에 상기 보정치를 가산해서 얻은 보정개방도로 제어하고, 상기 제 2분사모드가 선택되었을 때, 혹은, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 흡기량제어수단은 상기 답입량검출수단의 출력에 의거하여 상기 제 2목표개방도를 설정하고, 상기 제 2스로틀밸브의 개방도를 상기 설정한 제 2목표개방도로 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  25. 제19항에 있어서, 상기 내연기관은, 연소실과, 배기계와, 상기 배기계로부터 상기 연소실에 배기가스를 도입하는 배기가스재순환장치를 포함하고, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을때, 상기 분사모드선택수단은 상기 제 2분사모드를 선택하고, 상기 배기가스재순환장치는, 배기가스의 도입을 정지하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  26. 제19항에 있어서, 상기 분사모드선택수단은, 상기 목표공연비를, 상기 제 1분사모드에 관한 희박공연비와 상기 분사모드에 관한 대략 이론공연비와의 사이의 소정공연비에 설정하고, 또한 주로 흡기행정에 있어서 연료분사를 행하는 제 3공연비모드를 선택가능하게 되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 고장검출수단에 의해서 상기 파라미터검출수단의 고장이 검출되었을 때, 상기 분사모드선택수단은 상기 제 2분사모드 또는 상기 제 3분사모드를 선택하고, 상기 연료분사제어수단은, 목표공연비가 상기 제 2분사모드에 관한 대략 이론공연비 또는 상기 제 3분사모드에 관한 상기 소정공연비가 되도록, 상기 연료분사장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
  28. 제1항에 있어서, 상기 파라미터검출수단은, 상기 내연기관이 탑재된 차량에 상기 속도조절부재로서 장착되고 또한 운전자에 의해서 조작되는 액셀페달의 답입량을 상기 제 1파라미터로서 검출하고 상기 검출한 액셀페달답입량을 표시하는 출력을 발생하는 페달답입량검출수단, 또는, 상기 내연기관의 흡기통로에 상기 속도조절부재로서 설치되고 상기 액셀페달의 조작에 연동하고 또는 상기 액셀페달조작과 독립으로 작동하고 스로틀밸브의 개방도를 상기 제 1파라미터로서 검출하고 상기 검출한 스로틀밸브의 개방도를 표시하는 출력을 발생하는 스로틀밸브개방도검출수단의 어느 하나에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
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