KR100235152B1 - 기통내분사형 내연기관 및 그 연료분사제어장치 - Google Patents

기통내분사형 내연기관 및 그 연료분사제어장치 Download PDF

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카쯔히코 미야모토
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유이찌 토노무라
준 아오키
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나까무라히로까즈
미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치는, 그 내연기관이 정상적인 운전상태에 있을 때, 그 운전상태에 따라서 연료의 분사제어모드를 절환하고 있으나, 내연기관이 운전과도상태에 있을 때에는, 그 운전과도상태에 가장 적합한 연료의 분사제어모드를 우선해서 선택한다.

Description

[발명의 명칭]
기통내분사형 내연기관 및 그 연료분사제어장치
[기술분야]
본 발명은, 차량용으로서 호적한 기통내분사형 내연기관 및 그 연료분사제어장치에 관한 것이다.
[배경기술]
최근, 차량용 내연기관으로서 기통내분사형내연기관의 개발이 진행되고 있다. 이런 종류의 기통내분사형내연기관에서는, 연소실, 즉, 기통내에 연료가 직접 분사되기 때문에, 이론공연비에 가까운 공연비를 가진 연료와 공기의 혼합가스를, 점화플럭주변에만 형성하는 연구가 여러 가지 채용되고 있다. 그 때문에, 기통내분사형 내연기관에 있어서는, 기통내의 전체의 혼합가스가 가령 희박(lean)해도, 즉 평균공연비가 이론공연비보다 커도 연료에의 착화가 가능해지고, 연료를 양호하게 연소시킬 수 있다. 이 결과, 내연기관으로부터의 배출가스속에 함유되는 1산화탄소(CO)나 하이드로카본(HC)이 감소되고, 또, 내연기관의 아이들운전때나, 그 내연기관을 탑재한 차량의 정상주행때에 있어서는 연료의 소비량을 대폭으로 저감시킬 수 있다. 또, 흡기통로내에 연료를 분사하는 통상의 타입의 내연기관은, 흡기통로내에서 혼합가스가 생성되기 때문에, 그 혼합가스가 기통내에 실제로 유입할때까지 지연이 발생되나, 기통내 분사형내연기관의 경우에는 그 지연이 없고, 내연기관의 가속 및 감속의 응답성에도 뛰어난 것이 된다.
그러나, 상술한 기통내분사형 내연기관의 이점은, 내연기관이 비교적 저부하에서 운전되고 있는 상황에서만 얻고 있는데 지나지 않는다. 즉, 내연기관의 부하의 증가에 수반하여, 연료의 분사량이 증가하면, 점화플럭의 주변에 형성되는 혼합가스는 과도하게 농후(rich)해져서, 연료의 착화가 불능하게 되고, 실화현상이 발생된다. 즉, 기통내분사형내연기관의 경우, 그 운전영역의 전체영역에 걸쳐, 점화플럭의 주변에만 최적의 공연비를 가진 혼합가스를 현성하는 일은 곤란하다.
상술한 결점을 해소하기 위해, 일본국 특개평 5-79370호공보에 개시된 기통내분사형 내연기관은, 연료의 분사모드에 연료의 분사를 흡기행정에서 행하는 전기(前期)분사모드와 연료의 분사를 압축행정에서 행하는 후기분사모드를 가지고 있으며, 분사모드는 내연기관의 부하에 따라서, 전기분사모드 또는 후기분사모드로 절환되어 제어된다. 후기분사모드의 경우, 연료의 분사는, 점화플럭의 주변에만 이론공연비에 가까운 공연비를 가진 혼합가스를 형성한다. 그 때문에, 기통내의 전체의 혼합가스가 가령 희박했어도, 연료의 착화가 가능하게 되어 배출가스 속의 CO나 HC를 감소시킬 수 있고, 또, 내연기관의 아이들운전때나 차량의 정상주행때에 있어서는, 연료의 소비량을 크게 삭감할 수 있다. 이에 대해서, 상기 분사모드의 경우, 연료는 흡기행정중에 분사되고, 기통내에 균일한 농도의 혼합가스를 형성할 수 있다. 이 결과, 공기이용율이 높으므로, 연료의 분사량을 증가시킬 수 있고, 내연기관의 출력을 충분히 높일 수 있다.
상술한 바와 같이 공지의 기통내분사형 내연기관의 경우에 있어서는, 그 연료의 분산모드가 정상적인 운전상태에 따라서 후기분사모드 및 전기분사모드의 한쪽으로 절환될 수 있을것이나, 발진, 가속, 감속 및 냉각상태때 등의 운전과도상태에 대해서는 고려되어 있지 않다. 그 때문에, 내연기관이 운전과도상태에 있을 때, 연료의 분사모드나 기통 내에서의 평균공연비가 적절히 선정되지 않는 일도 있으며 차량용의 내연기관으로서는 그성능을 충분히 확보할 수 없게 된다.
본 발명은, 상술한 사정에 기초해서 이루어진 것으로, 그 목적하는 바는, 운전과도상태에 있어서도, 그 운전과도상태에 따라서 연료의 분사모드나 평균공연비를 최적으로 제어할 수 있는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치를 제공하는 일이다.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 개시]
상기의 목적은, 본 발명의 기통내분사형내연기관의 연료분사제어장치에 의해서 달성되고, 이 연료분사제어장치는, 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태검출수단과, 이 운전상태검출수단에서의 검출결과에 따라서, 연료의 분사를 흡기행정에서 행하는 전기분사제어모드와 압축행정에서 행하는 후기분사제어모드의 어느 한쪽으로 절환하는 제어모드절환수단과, 내연기관의 운전과도상태를 검출하는 과도상태검출수단과, 과도상태검출수단에 의해 상기 내연기관의 운전과도상태가 검출되었을때에는, 제어모드검출수단에 우선하여, 운전과도상태에 따른 연료의 분사제어모드로 선택하는 제어모드선택수단을 구비하고 있다.
상술한 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관이 운전과도상태에 있을 때, 제어모드선택수단은 제어모드절환수단에 우선하여, 그 운전과도상태에 따른 연료의 분사제어모드를 선택한다. 따라서, 연료분사제어장치는 내연기관의 운전을 양호하게 행할 수 있고, 그 내연기관이 탑재된 차량의 운전성을 크게 개선할 수 있다.
연료분사제어장치는, 내연기관의 운전상태의 하나로서 소정의 운전조건하에서 연료의 분사를 중단하는 연료중단영역을 포함하는 내연기관에 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서 내연기관이 연료중단영역으로부터 복귀할때의 복귀이행상태를 검출하고, 그리고, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 복귀이행상태가 검출되었을 때, 선택한 분사제어모드를 소정기간에 걸쳐서 유지하고, 선택한 분사제어모드에서의 공연비는 이론공연비보다 크게 설정되어 있다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관이 연료중단영역으로부터 복귀하려고 할 때 기통내에서 생성되는 공기와 연료와의 혼합가스는 소정기간에 걸쳐서 희박하게 된다. 따라서, 이와 같은 상황에서는, 내연기관의 출력토오크가 급격히 증가하는 일은 없고, 내연기관의 롤에 기인한 차체진동을 대폭으로 완화할 수 있다.
연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서 내연기관이 감속상태에서 가속상태로 이행할때의 제1가속이행상태를 검출할 수 있다. 이 경우, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 제1가속이행상태가 검출되었을 때, 선택한 분사제어모드를 소정기간에 걸쳐서 유지하고, 선택한 분사제어모드에서의 공연비는 이론공연비보다 크게 설정되어 있다. 구체적으로는, 과도상태검출수단은, 내연기관의 부하정보를 검출하는 부하정보검출수단과, 내연기관의 쓰로톨밸브의 개방도변화를 검출하는 개방도정보검출수단과, 부하정보검출수단에 의해 검출된 부하정보가 부(負)의 소정치를 초과해서 정(正)의 방향으로 변화되고, 또한, 개방도정보검출수단에 의해 검출된 쓰로톨밸브의 개방도변화가 정의소정치보다 정의방향으로 촤과했을 때, 내연기관의 제1가속이행상태에 있다고 판정하는 판정수단을 포함하고 있다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관이 감속으로부터 가속하려고할 때, 기통내에서 생성되는 혼합가스는 소정기간에 걸쳐서 희박하게 된다. 따라서, 이와 같은 상황에서는, 내연기관의 출력이 급격히 증가되는 일은 없고, 그 내연기관이 탑재된 차량의 가속쇼크를 저감할 수 있다.
이 경우, 내연기관의 감속상태로부터 가속상태의 판정이 쓰로톨개방도와 내연기관의 부하정보에서 의거해서 행하여지면, 그 판정이 정확해지고, 차량의 가속쇼크는 확실하게 저감된다.
연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서 내연기관이 감속상태로 이행할때의 감속이행상태를 검출할 수 있다. 이 경우, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 감속 이행상태가 검출되었을 때, 선택한 분사제어모드를 소정기간에 걸쳐서 유지하고, 선택한 분사제어모드에서의 공연비는 이론공연비보다 크게 설정되어 있다.
구체적으로는, 과도상태검출수단은, 내연기관의 개방도정보검출수단에 의해 검출된 쓰로톨밸브의 개방도변화가 부의 소정치보다 부의 방향으로 초과했을 때, 내연기간이 상기 감속이행상태에 있다고 판정하는 판정수단을 포함하고 있다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관, 즉, 차량이 감속하려고 할 때, 기통내에서 생성되는 혼합기를 소정기간에 걸쳐 희박하게 되고, 이 결과, 차량의 감속쇼크가 저감된다. 이 경우, 내연기관의 감속상태로의 이행이 쓰로톨개방도에 의거해서 판정되면, 그 판정이 정확해지고, 차량의 감속쇼크는 확실하게 저감된다.
상술한 연료분사제어장치에 있어서, 운전과도상태에서는, 분사제어모드에 후기분사제어모드가 선택된다. 이 경우, 연료는 압축행정에 의해 분사되고, 공연비는 이론공연비보다 크게 설정된다. 이 결과, 내연기관으로부터의 배출가스속에 있어서의 유해성분을 증가시키는 일없이, 혼합기의 희박화가 가능하게 되어 연료의 소비량을 저감할 수 있다.
연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서 내연기관이 감속상태이외로부터 가속상태로 이행할때의 제2가속이행상태를 검출할 수 있다. 이 경우, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 제2가속이행상태가 검출되었을 때, 소정기간에 걸쳐 분사제어모드에 전기분사제어모드를 선택한다. 구체적으로는, 과도상태검출수단은, 내연기관의 쓰로톨밸브의 개방도변화를 검출하는 개방도정보검출수단과, 이 개방도정보검출수단에 의해 검출된 상기 쓰로톨밸브의 개방도변화가 정의소정치보다 정의방향으로 넘었을 때, 내연기관이 상기 제2가속이행상태에 있다고 판정하는 판정수단을 포함하고 있다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관, 즉, 차량이 정속상태로부터의 가속, 또는 가속상태로부터 더 한층의 가속상태로 이행할 때, 연료는 흡기행정에서 분사되고, 이 결과, 내연기관을 탑재한 차량의 가속리스폰스는 대폭으로 향상된다.
상술한 소정시간은 내연기관의 행정수에 따라서 결정할 수 있으며, 이 경우, 행정수는 내연기관의 회전속도가 높을수록, 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관이 운전과도상태에 있고 또한 소정의 행정수만큼 구동되는 동안, 제어모드선택수단에 의한 분사제어모드의 선택이 유효하게 된다. 따라서, 내연기관이 운전과도상태에 있을 때, 그 운전과도상태에 따라, 선택한 분사제어모드에서의 제어시간이 최적하게 결정된다. 즉, 내연기관의 회전속도의 상승에 수반하여, 행정수가 증가되므로, 내연기관의 회전속도가 높아도, 선택한 분사제어모드에서의 제어시간을 충분히 확보할 수 있다.
연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서, 내연기관을 탑재한 차량이 발진하려고 할 때의 발진이행상태를 검출할 수 있다. 이 경우, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 발진이행상태가 검출되었을 때, 소정기간에 걸쳐 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택한다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관을 탑재한 차량이 발진하려고 할 때, 연료는 전기분사제어모드에 의해 분사되므로, 내연기관은 충분한 토오크를 발생하고, 차량의 발진은 순조롭게 행하여 진다. 이때, 공연비가 이론공연비로 제어되면, 배출가스 속의 유해성분은 3원촉매에 의해 효과적으로 정화된다.
연료분사제어장치는, 차량의 정지상태를 검출하는 정차상태검출수단을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 연료분사제어장치의 제어모드절환수단은, 정차상태검출수단에 의해 차량의 정지상태가 검출되어 있을 때, 분사제어모드를 후기분사제어모드로 절환한다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관을 탑재한 차량이 정차상태에 있을 때, 후기분사제어모드에 의해 연료가 분사되므로, 배출가스 속의 유해성분을 증가시키는 일없이, 기통내에서 생성되는 혼합가스의 희박화가 가능해지고, 연료의 소비량을 저감할 수 있다.
연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 차량의 차속을 검출하는 차속검출수단과, 내연기관의 아이들 운전상태를 검출하는 아이들검출수단과, 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 소정치보다 낮고 또한 아이들검출수단에 의해 내연기관의 아이들운전상태가 검출되지 않을 때, 차량이 발진이행상태에 있다고 판정하는 발진판정수단을 포함할 수 있다. 이 경우, 과도상태검출수단은, 차량의 정지상태를 정확하게 판정할 수 있다.
상술한 정차상태검출수단은, 차량의 차속을 검출하는 차속검출수단과, 내연기관의 아이들운전상태를 검출하는 아이들검출수단과, 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 소정치보다 낮고 또한 아이들검출수단에 의해 내연기관의 아이들운전상태가 검출되어 있을 때, 차량이 상기 정차상태에 있다고 판정하는 정차판정수단을 포함할 수 있다. 이 경우, 정차상태검출수단은, 차량의 발진을 정확하게 판정할 수 있다.
연료분사제어장치는, 차량의 발진완료를 검출하는 발진완료검출수단과, 발진완료검출수단에 의해 차량의 발진완료가 검출되었을때에는, 연료의 분사제어모드를 상기 제어모드절환수단에 의해 절환시키는 수단을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 차량의 발진이 완료했을 때, 연료의 분사제어모드가 내연기관의 운전상태에 기초해서 절환되므로, 차량의 주행중, 연료분사는 최적으로 제어된다.
상술한 발진완료검출수단은, 차량의 차속을 검출하는 차속검출수단과, 차속검출수단에 의해 검출한 차속이 소정치보다 높아졌었을 때, 상기 차량의 발진이 완료했다고 판정하는 판정수단을 포함하고 있다. 이 경우, 발진완료검출수단은, 차량의 발진완료를 정확하게 판정할 수 있다.
상술한 연료분사제어장치에 의하면, 차량의 정차중, 연료는 압축행정에 의해 분사되고 있다. 그러나, 차량이 정지상태로부터 발진하려고하면, 연료의 분사제어모드는 후기분사제어모드로부터 전기분사제어모드로 전환되고, 연료는 흡기행정에서 분사된다.
본 발명이 적용되는 내연기관은, 그 내연기관을 향해서 소정압의 연료를 공급가능한 전동형송출파이프펌프와, 내연기관에 의해 기계적으로 구동되고, 상기 소정압보다 높은 고압으로 연료를 내연기관을 향해서 공급하는 고압펌프와, 내연기관에 저압의 연료를 공급하는 제1작동위치와 내연기관에 고압의 연료를 공급하는 제2작동위치를 가지고 내연기관의 운전상태에 따라서 제1 및 제2작동위치의 한쪽으로 절환하는 연료압절환수단을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로, 연료압전환수단의 제1작동위치를 압력이행상태로서 검출할 수 있고, 그리고, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 압력이행상태가 검출되었을 때, 소정기간에 걸쳐 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택한다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관에 공급되는 연료의 압력이 낮을 때, 연료는 흡기행정에서 분사된다. 즉, 내연기관에 공급되는 연료의 압력이 낮을 때, 전기분사제어모드에 의해 연료가 분사되므로, 연료의 분사가 확실하게 행하여지고, 연료의 공급계에 연료의 역류가 발생하는 일은 없다.
본 발명은, 내연기관과 수동변속기와의 사이를 연결하는 2단꺾임비틀림특성을 가진 클러치와, 수동변속기의 온도를 검출하는 변속기온도검출수단을 구비한 차량의 내연기관에도 적용할 수 있다. 이 경우, 연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서 변속기온도검출수단에 의해 검출한 변속기온도가 소정의 범위내에 있는 변속기온도이행상태를 검출할 수 있고, 그리고, 그 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 변속기온도이행상태가 검출되었을 때, 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택한다. 구체적으로는, 변속기온도검출수단은, 수동변속기내의 윤활유의 온도를 검출한다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 변속기의 온도가 소정의 온도보다 낮은 경우, 연료는 흡기행정에서 분사된다. 이 경우, 내연기관에 있어서의 회전속도의 변동이 작게억제되므로, 내연기관으로부터 클러치를 개재해서 수동변속기에 전달되는 진동도 작아지고, 수동변속기로부터의 타음(打音)이 발생하는 일은 없다.
연료분사제어장치의 운전상태검출수단은, 내연기관의 냉각상태를 검출하는 냉각상태검출수단과, 내연기관의 부하정보를 검출하는 부하정보검출수단과, 내연기관의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출수단을 포함할 수 있다. 이 경우, 연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 검출해야할 운전과도상태의 하나로서, 냉각상태검출수단에 의해 내연기관의 냉각상태가 검출되어 있고 또한 부하정보검출수단에 의해 검출한 부하정보가 소정치보다 작아진 제1냉각상태이행상태를 검출할 수 있다. 그리고, 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 제1냉각상태이행상태가 검출되었을 때, 분사제어모드로 후기분사제어모드를 선택한다. 이 경우, 이 후기분사모드에서의 연료의 분사는 압축행정의 초기분분에서 종료되는 것이 바람직하다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관이 냉각상태이고 또한 저부하에서 운전될 때, 압축행정의 초기부분에서 분사된 연료는, 다음의 팽창행정의 개시까지의 동안에 충분히 기화된다. 이 결과, 연료의 연소가 양호하게 행하여지고, 배출가스 속의 스모크는 대폭으로 저감된다.
연료분사제어장치의 운전상태검출수단은, 내연기관의 흡기온도를 검출하는 흡기온도검출수단과, 내연기관의 냉각상태를 검출하는 냉각상태검출수단을 포함할 수 있다. 이 경우, 연료분사제어장치의 과도상태검출수단은, 흡기온도검출수단에 의해 검출한 흡기온도에 따라서, 내연기관의 냉각상태의 검출에 사용되는 냉각상태검출수단의 임계치를 가변하는 가변수단을 포함하고, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로, 냉각상태검출수단에 의해 상기 내연기관의 냉각상태가 검출된 것을 제2냉각상태 이행상태로서 검출할 수 있다. 그리고, 연료분사제어장치의 제어모드선택수단은, 과도상태검출수단에 의해 제2냉각상태이행상태가 검출되었을 때, 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택한다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관이 냉각상태에 있고 또한 흡기온도가 낮을 때, 연료는 흡기행정에서 분사된다. 이 결과, 내연기관의 워밍업이 신속히 완료되므로, 그 내연기관을 탑재한 차량의 운전성이 향상되고, 또, 그 차량의 난방장치를 유효하게 기능시킬 수 있다. 바람직하게는, 상술한 제어모드선택수단은, 압력이행상태를 최우선으로하고, 압력이행상태, 부압감소이행상태, 제1냉각상태이행상태, 제2냉각상태이행상태, 변속기온도이행상태, 발진이행상태, 제2가속이행상태 및 복귀이행상태의 순서로, 분사제어모드를 우선해서 선택하는 판정수단을 더 포함하고 있다. 이와 같은 연료분사제어장치에 의하면, 내연기관의 시동 및 제동능력을 우선적으로 고려하여, 그 운전과도상태에 따른 연료의 분사제어모드가 선택된다. 이 결과, 내연기관의 연료분사제어가 최적으로 행하여지고, 또한, 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명의 목적은, 상술한 연료분사제어장치의 기능을 포함한 기통내분사형 내연기관에 의해서도 달성되는 것은 명백하다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 엔진시스템의 개략적인 구성도.
제2도는 제1도의 엔진을 확대해서 표시한 도면.
제3도는 클러치에 있어서의 비틀림스프링의 특성을 표시한 그래프.
제4도는 ECU에 접속되는 각종센서, 스위치 및 제어기구를 종합해서 표시한 블록도.
제5도는 엔진의 워밍업완료후에 있어서, 그 운전상태에 따라서 구분되는 연료분사제어모드를 표시한 그래프.
제6도는, 압축행정에서의 연료의 분사를 표시한 도면.
제7도는 엔진의 운전과도상태에 있어서의 연료의 분사제어에 관해서, 그 메인루틴을 표시한 순서도.
제8도는 발진제어루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제9도는 가속쇼크제어루틴의상세한 것을 표시한 순서도.
제10도는 가속응답제어루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제11도는 감속쇼크제어루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제12도는 연료중단으로부터의 복귀제어루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제13도는 스모크제어루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제14도는 분사제어모드의 결정루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제15도는 분사종료시기제어루틴의 상세한 것을 표시한 순서도.
제16도는 제13도의 복귀제어루틴의 변형예를 표시한 순서도.
제17도는 엔진회전속도와 행정수와의 관계를 표시한 그래프.
제18도는 제17도의 복귀제어루틴이 실행되는 경우, 제15도의 결정루틴의 변경부분을 표시한 도면.
제19도는 엔진이 연료중단으로부터 복귀할 때, 그 운전상태의 계측결과를 표시한 그래프.
[실시예]
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
[시스템 구성]
제1도를 참조하면, 차량의 엔진시스템은 기통내분사형의 직렬4기통-4사이클가솔린엔진(1)(이후, 단지엔진으로 약칭)을 구비하고, 이 엔진(1)은 제2도에 확대해서 표시되어 있다. 엔진(1)은, 실린더헤드(2), 실린더블록 및 오일팬을 가지고, 이실린더블록에 4개의 실린더보어(6)가 형성되어 있다. 각 실린더보어(6)에는 피스톤(7)이 각각 끼워맞춤되어 있고, 각 피스톤(7)은 코넥팅로드를 개재해서 크랭크샤프트에 연결되어 있다. 실린더헤드(2)에는, 각 실린더보어(6)마다, 점화플럭(3), 전자밸브식의 연료분사기(4) 및 1쌍씩의 흡기밸브(9) 및 배기밸브(10)가 각각 장착되어 있다. 점화플럭(3)은 점화코일(19)(제1도참조)에 전기적으로 접속되어 있고, 이 점화코일(19)은 점화플럭(3)에 고전압을 공급할 수 있다.
각 연료분사기(4)는, 대응하는 실린더보어(6)내에서 피스톤(7)의 꼭대기면과 실린더헤드(2)와의 사이에 형성되는 연소실(5)에 연료를 직접 분무한다. 더 상세하게는, 각 피스톤(7)의 꼭대기면에는 연료분사기(4)쪽에 위치해서 반구형상의 캐비티(8)가 형성되어 있다. 그 때문에, 피스톤(7)이 상사점근방에 도달했을 때, 연료분사기(4)로부터 연료가 분무되면, 분무상태의 연료는 캐비티(8)에서 받게된다.
흡기통로내에 연료를 분사하는 통상 타입의 엔진에 비해, 기통내분사형의 엔진(1)은 높은 압축비를 가지고 있으며, 그 압축비는 예를 들면 12정도로 설정되어 있다. 이에 의해, 엔진(1)은, 통상 타입의 엔진에 비해서, 높은 출력을 발생할 수 있다.
엔진(1)은, 더블오버헤드캠(DOHC)방식의 밸브구동기구를 구비해있으며, 이밸브구동기구는, 각기통의 흡기밸브(9) 및 배기밸브(10)를 각각 구동하기 위하여, 흡기밸브(9)쪽의 흡기캠샤프트(11) 및 배기밸브(10)쪽의 배기캠샤프트(12)를 가지고 있으며, 이들 캠샤프트(11),(12)는 실린더헤드(2)에 회전자재롭게 지지되어 있다.
실린더헤드(2)에는, 각기통의 흡기밸브(9) 및 배기밸브(10)에 대응해서 흡기통로(13) 및 배기통로(14)가 각각 형성되어 있으며, 각 흡기통로(13)는 캠샤프트(11),(12)사이를 실린더보어(6)의 축선방향을 따라서 똑바로 뻗어있다. 더 상세하게는 제2도에서 명백한 바와 같이 각 흡기통로(13)는 실린더보어(6)의 축선에 대해서 소정의 각도를 가지고 경사되어 있다. 각 흡기통로(13)의 일단부는 연소실(5)에 개구되고, 흡기밸브(9)에 의해 개폐되는 흡기포트를 형성하고 있고, 그 타단부는 흡기매니포울드(21)에 접속되어 있다. 따라서, 각 기통의 연소실(5)에는 1쌍의 흡기포트가 개구해있고, 이들 흡기포트의 사이에 연료분사기(4)의 노즐부가 배치되어 있다. 상술한 바와 같이 각 흡기통로(13)가 실린더보어(6)의 축선을 따라서 똑바로 뻗어있으면, 각 흡기통로(13)를 통해서 기통내에 유입되는 흡기는, 피스톤(7)의 캐비티(8)와 협동(協同)해서 기통내에 역(逆)텀블(reverse tumble)흐름을 형성하는 동시에, 기통내로 도입되는 흡기의 관성효과를 높일 수 있고, 엔진의 출력향상에 호적한 것이 된다.
실린더블록내에는 워터자켓이 형성되어 있고, 이 워터자켓내를 통해서 냉각수가 순환되도록 되어있다. 실린더블록에는 냉각수의 온도를 검출하는 수온센서(16)가 장착되어 있다.
크랭크케이스내에는, 각기통마다의 크랭크각을 검출하는 전자식의 크랭크각센서(17)가 각각 배치되어 있다. 이 실시예의 경우, 각 크랭크각센서(17)는, 기통의 크랭크각이 제1각위치 및 제2각위치에 있을 때, 크랭크각신호SGT를 각각 출력한다. 이 실시예에서는, 제1 및 제2각위치는, 크랭크샤프트의 회전각으로봐서, 피스톤(7)이 상사점(TDC)에 도달하는 75°앞(75°TDC) 및 5°앞(5°TDC)에 각각 설정되어 있다.
또, 흡기쪽캠샤프트(11) 및 배기쪽캠샤프트(12)의 한쪽, 예를 들면 흡기쪽캠샤프트(11)에는, 기통판별센서가 장착되어 있으며, 이 기통판별센서는 캠샤프트(11)의 회전각으로봐서, 기준회전각마다에 기통판별신호SGC를 출력한다.
각 배기통로(14)는, 흡기통로(13)와는 다르고, 실린더보어(6)의 축선과 직교하는 방향으로 뻗어있다. 각 배기통로(14)의 일단부는 연소실(5)에 개구해서, 배기밸브(10)에 의해 개폐되는 배기포트를 각각 형성하고 있으며, 그 타단부는 배기매니포울드(41)에 접속되어 있다. 배기매니포울드(41)에는 O2센서(40)가 장착되어 있다.
제1도에 표시된 바와 같이 흡기매니포울드(21)에는 서어지탱크(20)를 개재해서 쓰로톨보다(23)가 접속되어 있으며, 이 쓰로톨보디(23)로부터 흡기관로(25)가 뻗어있다. 흡기관로(25)의 선단부에는 에어클리너(22)가 접속되어 있다. 이에어클리너(22)에는 에어필터(63), 흡기량을 검출하는 에어플로센서(64) 및 흡기의 온도를 검출하는 흡기온도센서(65)가 내장되어 있다. 쓰로톨보디(23)는 서어지탱크(20)와 흡기관로(25)를 연통시키는 밸브통로를 가지고, 이 밸브통로내에 버터플라이식의 쓰로톨밸브(28)가 배치되어 있다. 이 쓰로톨밸브(28)는 액셀페달(도시않음)의 밟기에 따라서, 밸브통로를 개방할 수 있다. 쓰로톨보디(23)내에는 밸브통로와는 별도로, 쓰로톨밸브(28)를 바이패스하는 분기통로가 형성되어 있으며, 이분기통로에는, 제1에어바이패스밸브(24)가 배치되어 있다. 이 제1에어바이패스밸브(24)는 스텝핑모터(도시생략)에 의해 구동된다. 또, 쓰로톨보디(23)내에는, 쓰로톨밸브(28)의 개방도, 즉, 쓰로톨개방도 θTH를 검출하는 쓰로톨센서(29), 쓰로톨밸브(28)의 완전폐쇄산태를 검출하는 아이들스위치(30)가 배치되어 있다.
흡기관로(25)에는, 쓰로톨보디(23)보다 상류쪽의 부위에서 바이패스관로(26)가 분기되어 있으며, 이 바이패스관로(26)는 쓰로톨보디(23)의 하류쪽의 끝부분에서, 쓰로톨보디(23)의 밸브통로에 연통해 있다. 바이패스관로(26)는 흡기관로(25)의 유로단면적과 같은 정도의 유로단면적을 가지고 있으며, 바이패스관로(26)의 도중에는 제2에어바이패스밸브(27)가 개재삽입되어 있다. 제2에어바이패스밸브(27)는 리니어솔리노이드밸브이다.
배기매니포울드(41)로부터는 배기관로(43)가 뻗어있으며, 이 배기관로(43)의 선단부에는 머플러(도시생략)가 접속되어 있다. 배기관로(43)의 동중에는, 3원촉매를 내장한 배출가스정화장치(42)가 개재삽입되어 있다.
또, 실린더헤드(2)내에 있어서, 각 기통의 1쌍의 배기통로(14)로부터는 EGR통로(15)가 분기되어 있다. 이들 EGR통로(15)는 매니포울드(도시생략)를 개재해서 EGR관로(44)의 일단부에 접속되어 있으며, EGR관로(44)의 타단부는, 서어지탱크(20)의 상류쪽끝부분에 접속되어 있다. EGR관로(44)의 도중에는, EGR밸브(45)가 개재삽입되어 있으며, 이 EGR밸브(45)는, 스테핑모터(도시생략)에 의해 구동된다.
엔진시스템은 연료탱크(50)를 구비해 있으며, 이 연료탱크(50)는 도시하지 않은 차체의 후부에 배치되어 있다. 연료탱크(50)에는, 전동식의 저압펌프(51)가 장착되어 있으며, 저압펌프(51)는 저압파이프(52)를 개재해서 고압펌프(55)에 접속되어 있다. 저압파이프(52)로부터는 리턴파이프(53)가 분기되어 있으며, 이 리턴파이프(53)는 연료탱크(50)에 접속되어 있다. 따라서, 저압펌프(51)가 구동되면, 저압펌프(51)는 연료탱크(50)내의 연료를 빨아올려, 이 연료를 고압펌프(55)를 향해서 공급할 수 있다. 리턴파이프(53)에는 저압조정기(54)가 개재삽입되어 있으며, 이 저압조정기(54)는, 저압펌프(51)로부터 고압펌프(55)에 공급되는 연료의 압력, 즉, 저압파이프(52)내의 연료압을 일정한 저입치(예를 들면, 3.35㎏/㎟)로 조정할 수 있다.
고압펌프(55)는 경사판액셜피스톤펌프로 이루어지고, 그 펌프축은 배기쪽캠샤프트(12)에 연결되어 있다. 고압펌프(55)로부터는 고압파이프(56)가 뻗어있고, 이 고압파이프(56)는 분배파이프(57)에 접속되어 잇다. 분배파이프(57)로부터는 4개의 송풍파이프(62)이 분기되어 있으며, 각 송출파이프(62)은 대응하는 연료분사기(4)에 각각 접속되어 있다. 고압펌프(55)가 엔진(1), 즉, 배기쪽캠샤프트(12)의 회전에 의해서 구동되면, 고압펌프(55)는 연료탱프(50)로부터 저압펌프(51) 및 저압파이프(52)를 개재해서 연료를 빨아올리고, 그리고, 빨아올린연료를 고압파이프(56), 분배파이프(57) 및 송출파이프(62)를 통해서 각 연료분사기(4)에 공급할 수 있다. 여기서, 엔진(1)이 아이들운전상태에 있을때에도, 고압펌프(55)는, 50㎏/㎟이상의 고압의 연료를 토출하는 만큼의 능력을 가지고 있으며, 고압펌프(55)로부터의 연료의 토출압은 엔진(1)의 회전속도가 증가함에 따라서 상승된다. 분배파이프(57)로부터는 리턴파이프(58)가 뻗어있으며, 이 리턴파이퍼(58)는, 연료탱크(50)와 저압조정밸브(54)와의 사이의 리턴파이프(53)의 부위에 접속되어 있다. 리턴파이프(58)에는, 고압조정기(59)가 개재삽입되어 있으며, 이 고압조정기(59)는 고압펌프(55)로부터 각 연료분사기(4)에 공급되는 연료의 압력, 즉, 고압파이프(56)로부터 분배파이프(57)를 통해서 송출파이프(62)에 이르는 연료통로내의 연료의 압력을 50㎏/㎟정도의 고압치로 조정할 수 있다. 또, 고압조정기(59)에는 전자식의 연료압절환밸브(60)가 구비되어 있으며, 이 연료압절환밸브(60)는 고압조정기(59)내의 바이패스통로(도시생략)를 개폐할 수 있다. 연료압절환밸브(60)가 온조작되면, 고압조정기(59)내의 바이패스통로가 개방되는 결과, 상기 연료통로내의 연료의 압력은 소정치, 예를 들면 상기 저압치(3.35㎏/㎟)까지밖에 상승할 수 없다.
제1도에 표시된 바와 같이 고압펌프(55)로부터는 리턴파이프(61)가 뻗어있으며, 리턴파이프(61)는 연료탱크(50)와 저압조정기(54)와의 사이의 리턴파이프(53)의 부위에 접속되어 있다. 고압펌프(55)에 공급된 연료의 일부는, 고압펌프(55)의 윤활 및 냉각에 사용된 후, 리턴파이프(61),(53)을 통해서 연료탱크(50)에 되돌려진다.
상술한 전기적인 각종의 센서, 스위치 및 기기는, 전자제어유닛(ECU)(70)에 전기적으로 접속되어 있으며, 이 ECU(70)은 센서 및 스위치로부터의 신호를 받고, 그리고, 이들 신호에 기초해서 기기의 작동을 제어할 수 있다. 또, 제1도에 표시된 바와 같이 ECU(70)에는, 수동변속기(66)내의 윤활유의 온도를 검출하는 유온센서(67)가 전기적으로 접속되어 있다.
수동변속기(66)는 엔진(1)에 클러치(71)를 개재해서 접속가능하게 되어 있으며, 그 클러치(71)는 회전방향완충기구로서의 비틀림스프링부착클러치디스크(도시생략)를 포함하고 있다. 클러치디스크의 비틀림스프링은, 제3도속에 실선으로 표시한 2단꺾임비틀림특성을 가지고 있으며, 제3도속의 파선은 통상타입의 가솔린엔진에 사용되는 클러치, 즉, 그 클러치디스크에 있어서의 비틀림스프링의 2단꺾임비틀림특성을 표시하고 있다. 여기서, 통상 타입의 가솔린엔진이란, 이 실시예의 기통내분사형의 엔진(1)과는 다르고, 흡기통로내에 연료가 분사되는 타입의 엔진을 표시하고 있다. 이 기통내분사형의 엔진(1)은, 아이들운전에서는 후기분사를 행하기 때문에(제5도참조), 아이들운전때의 엔진(1)의 회전속도변동이 통상의 엔진에 비해서 증가하기 쉽기 때문에, 엔진(1)의 회전속도변동을 수동변속기(66)에 전달하지 않도록, 클러치(71)의 경우, 제3도에서 명백한 바와 같이 비틀림스프링은, 통상의 클러치의 비틀림스프링에 비해, 그 클러치디스크의 회전각이 작은 영역에서는 비틀림토오크, 즉, 그 스프링정수가 작게설정되어 있다.
제4도를 참조하면, ECU(70)에 전기적으로 접속되어 있는 센서, 스위치 및 기기가 종합해서 표시되어 있다. ECU(70)은 소위 마이크로컴퓨터로서, 마이크로프로세서 (MPU)(72), 리드온메모리(73)(ROM), 랜덤액세스 메모리(74)RAM), 백업메모리(75) (BURAM), 입력인터페이스(76) 및 출력인더페이스(78) 등의 기본적인 회로를 구비하고 있다. 입력인터페이스(76)에는 상술한 수온센서(16), 크랭크각센서(17), 쓰로틀센서(29), 아이들스위치(30), O2센서(40), 에어플로센서(64), 흡기온도센서(65), 유온센서(67), 부압스위치(69) 및 기통판별센서에 추가해서, 점화용키등이 전기적으로 접속되어 있으며, 출력인터페이스(78)에는 상술한 연료분사기(4), 제1에어바이패스밸브(24), 제2에어바이패스밸브(27), EGR밸브(45), 저압펌프(51), 연료압절환밸브(66) 및 점화코일(19)에 추가해서, 각종의 경고등(도시생략)등이 전기적으로 접속되어 있다.
ECU(70)의 ROM(73)에는, 상술한 엔진시스템의 작용을 제어하는 제어프로그램이나, 이 제어프로그램의 실행에 이용되는 제어맵이 미리 기억되어 있다. ECU(70)은 입력인터페이스(76)를 개재해서 센서나 스위치로부터의 입력신호를 받으면, 이들의 입력신호, 제어프로그램 및 제어맵에 기초해서, 공연비제어를 포함한 연료의 분사제어모드를 결정한 후, 연료분사기(4), 점화코일(19) 및 EGR밸브(45), 저압펌프(51) 및 연료압절환밸브(60) 등의 기기에 출력인터페이스(78)를 개재해서 제어신호를 출력하고, 연료의 분사시기, 연료의 분사량, 점화시기 및 흡기쪽에 되돌려야 할 배출가스의 양 등을 제어한다.
여기서, 연료의 분사제어모드에는, 엔진(1)의 흡기행정중에 연료를 분사하는 전기분사제어모드 및 엔진(1)의 압축행정중에 연료를 분사하는 후기분사제어모드가 있다. 또, 후기분사제어모드 내에서의 공연비의 제어에는, 기통내의 평균공연비를 이론공연비보다 큰 공연비(20∼40)로 제어하는 희박제어, 엔진(1)의 냉각상태저부하시에 실시하는 기통내의 평균공연비를 이론공연비의 근방에서 제어하는 냉각상태저부하제어가 있다. 또, 전기분사제어모드내의 공연비의 제어에는, 기통내의 평균공연비를 이론공연비보다 큰 공연비(20∼25전후)로 제어하는 희박제어, 평균공연비를 이론공연비로 제어하는 스토이키오(stoichio metric)피드백제어 및 평균공연비를 이론공연비보다 낮은 요구공연비로 제어하는 오픈루프제어가 있다.
다음에, ECU(70)에 의해서 실행되는 엔진제어의 개요에 대해서 설명한다.
[엔진제어의 개요]
엔진의 크랭킹중 엔진(1)의 점화용키가 운전자에 의해서 온조작되면, ECU(70)은 연료압절환밸브(60)를 온작동시키는 동시에 저압펌프(51)를 구동하고, 그리고, 에어바이패스밸브(27)를 폐쇄한다. 연료압절환밸브(60)의 온작동은 고압조정기(59)내의 바이패스통로를 개방함으로써, 고압펌프(55)로부터 연료분사기(4)의 송출파이프(62)에 이르는 연료통로내의 압력은 상기 저압치까지 저하된다. 또, 저압펌프(51)로부터 고압펌프(55)를 향해서 토출된 연료의 압력도 또 저압조정기(54)에 의해 저압치로 조정되므로, 저압펌프(51)로부터 고압펌프(55)를 거쳐서 연료분사기(4)에 이르는 연료공급통로내의 연료의 압력은 저압치로 유지된다.
그후, 점화용키가 운전자에 의해 스타트위치까지 조작되면, 엔진(1)은 셀모터(도시생략)로부터 크랭킹운전되고, 동시에, ECU(70)은 연료의 분사제어를 개시한다. 이 경우, 연료분사기(4)로부터 대응하는 기통내에 직접분사되는 연료의 양은, 연료공급통로내의 압력, 연료분사기(4)의 밸브개방시간 및 기통내로의 흡기량에 기초해서 결정된다. 여기서, 엔진(1)이 크랭킹운전중에 있을 때, 각 기통에의 흡기량은, 쓰로톨보디(23)의 밸브통로와 쓰로톨밸브(28)와의 사이의 빈틈을 흐르는 공기량 및 제1에어바이패스밸브 (24)를 통해서 쓰포톨보디(23)내의 분기통로내를 흐르는 공기량에 의해서 결정된다. 또한, 제1에어바이패스밸브(24)의 개방도도 또한 ECU(70)에 의해서 제어된다.
엔진(1)의 크랭킹은 고압펌프(55)를 구동하고, 이에 의해, 고압펌프(55)는 저압펌프(51)쪽으로부터 공급되는 연료를 가압해서 연료분사기(4)쪽으로 토출한다.
그러나, 엔진(1)의 크랭킹운전중, 고압펌프(55)로부터 토출되는 연료의 압력은 불안정하기 때문에, 연료의 분사제어에 고압펌프(55)의 토출압을 사용할 수는 없다.
그 때문에, 엔진(1)의 크랭킹중에 있어서는, 저압펌프(51)로부터 토출되는 연료의 압력을 조정해서 얻게되는 저압의 연료가 사용된다.
[시동시]
엔진(1)이 시동상태에 있을 때, ECU(70)은, 분사제어모드에 전기분사제어모드를 선택하고, 이 전지분사제어모드에서는 상술한 오픈루프제어가 채용된다. 따라서, 이와 같은 상황에서는, 흡기행정에서 각기통내에 연료가 직접분사되고, 그리고, 연료의 분사량은 기통내의 평균공연비가 이론공연비보다 비교적 작게되도록 제어된다. 즉, 기통내에 공급된 공기와 연료의 혼합기체는 비교적 리치의 상태에 있다. 그 때문에, 엔진(1)의 시동시에는 기통 내에서의 연료의 기화율이 가령 낮아도, 흡기행정중에 분사된 연료는 팽창행정에 이르는 동안에 충분히 기화된다. 또한, 기통내의 혼합기체는 비교적 농후한 상태에 있으므로, 팽창행정에서 연료는 확실하게 착화되고, 그 연소가 양호하게 행하여 진다. 이 결과, 기통내에서의 실화를 원인으로한 미연소연료(하이드로카본(HC))의 발생이 억제된다.
또한, 기통내분사형의 엔진(1)에 있어서는, 통상 타입의 엔진과는 다르고, 흡기통로(13)의 내벽면에 분사된 연료가 부착되는 일도없고, 연료의 분사량제어에 관해서, 그 응답성 및 정밀도의 향상을 용이하게 도모할 수 있다.
[냉각상태시동후의 아이들운전(워밍업중)]
엔진(1)의 크랭킹운전이 완료되고, 엔진(1)의 운전상태가 아이들 운전상태로 이행되면, 즉, 점화용키가 스타트위치에서 온위치로 복귀되면, ECU(70)은 연료압절환밸브(60)을 오프작동시킨다. 이때, 제1 및 제2에어바이패스밸브(24),(27)은 아이들개방도로 유지된다. 이때, 엔진(1)은 고압펌프(55)를 안정적으로 구동하고, 고압펌프(55)로부터 연료분사기(4)에 이르는 연료통내의 연료압이 증가하고, 그리고, 고압조정기(59)의 작용에 의해 연료압이 상술한 고압치로 유지되는 결과, 고압펌프(55)는 고압의 연료를 연료분사기(4)를 향해서 토출한다.
엔진(1)의 워밍업이 완료될때까지의 아이들운전중, 즉 엔진(1)의 냉각수온TWT가 소정치(예를 들면 50℃)에 달하기까지의 동안에 있어서는, ECU(70)은, 냉각상태시동시에서의 경우와 마찬가지로, 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택하나, 이때의 각기통내로의 연료의 분사량은, 상술한 연료통로내의 높은 연료압과, 연료분사기(4)의 밸브개방시간에 의해서 결정되게 된다.
또한, 차량의 보조기기류, 예를 들면 에어컨디셔너(도시생략)의 구동이 온 또는 오프되고, 이에 수반하여, 엔진(1)의 부하가 증감하면, ECU(70)은 제1에어바이패스밸브 (24)의 개방도, 즉, 각 기통에의 흡기량 및 연료의 분사량을 제어하므로서, 엔진(1)의 아이들회전수를 일정하게 유지한다.
또, 워밍업운전중, O2센서(40)의 온도가 활성화온도까지 상승하면, ECU(70)은, 그 잔기분사제어모드중의 공연비제어를 스토이키오피드백제어로 절환하고, O2센서 (40)로 부터의 출력신호에 기초한 기통내의 평균공연비를 이론 공연비에 일치시키기 위해 연료의 분사량을 제어한다. 이 결과, 배출가스정화장치(42)의 3원촉매는, 배출가스 속의 유해성분을 효과적으로 정화가능해진다.
[엔진의 워밍업완료후]
엔진(1)의 워밍업완료되면, ECU(70)은, 제5도의 제어맵에서 엔진회전속도NE및 엔진(1)의 부하상관정보로서의 목표평균유효압PE에 기초하여, 공연비제어나 연료분사시기제어를 포함한 분사제어모드를 결정하고, 또, 결정된 분사제어모드에 따라 제2에어바이패스밸브(27) 및 EGR밸브(45)의 개폐를 제어한다. 이 실시예의 경우, ECU(70)은, 쓰로톨센서(29)로부터 출력되는 쓰로톨개방도 θTH및 엔진회전속도 NE등에 기초해서 엔진(1)의 목표평균유효압PE를 산출하고, 또, 크랭크각센서(17)로부터 출력되는 크랭크각신호로부터 엔진회전속도 NE를 산출한다.
이하, 엔진(1)의 정상적인 운전상태에 따른 분사제어모드에 대해서 설명한다.
[엔진의 아이들운전때(저부하·저회전)
엔진(1)이 아이들운전상태(저부하 및 저회전)에 있을 때, 즉, 엔진회전속도 NE및 목표평균유효압 PE가 다같이 낮을 때, ECU(70)은, 제5도의 제어맵으로부터 명백한 바와 같이 연료의 분사제어모드를 후기분사제어모드(희박제어)로 절환한다. 이때, ECU(70)은, 제2에어바이패스밸브(27) 및 EGR밸브(45)를 각각 완전개방시킨다.
제2에어바이패스밸브(27)가 개방되면, 쓰로틀밸브(28)의 개방도에 불구하고, 바이패스파이프(26)로부터 서어지탱크(20)에 흡기가 인도되므로, 각기통내에 다량의 흡기를 공급할 수 있다. 또, EGR밸브(45)도 개방되어 있으므로, 배출가스의 일부가 서어지탱크(20)에 도입된다. 따라서, 각 기통내에는 배출가스를 포함한 흡기가 공급되게 된다. 이 경우, 각기통에 공급되는 배출가스의 양은, 흡기량의 30∼60%로 설정되어 있다. 이때, 연료분사기(4)로부터의 연료의 분사량은, 기통내의 평균공연비가 20∼40정도의 값이 되도록 제어된다.
이와 같이 평균공연비가 커도, 분사제어모드가 후기분사모드로 절환되어 있는 결과, 압축행정에 의해 연료분사기(4)로부터 기통내에 연료가 분사되면, 분사된 연료는, 점화시기의 직전에서, 점화플럭(3)의 주변에 이론공연비근방의 공연비를 가진 혼합기체를 형성한다. 더 상세하게는, 상술한 바와 같이 피스톤(7)의 꼭대기면에 반구형상의 캐비티(8)가 형성되어 있으므로, 압축행정때에 있어서의 피스톤(7)의 밀어올림은, 제6도에 표시된 바와 같이 기통내의 흡기에 화살표(80)로 표시한 역텀블흐름을 발생시키고, 또한, 연료분사기(4)는 피스톤(7)의 캐비티(8)를 향해서 연료를 분사한다. 그러므로, 연료분무의 대부분이 캐비티(8)내, 즉, 점화플럭(3)의 주변에 머물게되므로, 가령 기통내의 평균공연비가 커도, 점화플럭(3)의 주변에 이론공연비근방의 공연비를 가진 혼합기체를 형성할 수 있어, 연료분무는 점화플럭(3)에 의해 확실하게 착화된다. 이 결과, 엔진(1)의 리인버언(lean-burn)운전이 가능해지고, 배출가스 속의 CO나 HC를 저감할 수 있는 동시에, 연료의 소비량이 저감된다. 또, 이 경우, 기통내에는 공급되는 흡기에는 다량의 배출가스가 함유되어 있으므로, 배출가스 속의 질소산화물(NOX)도 또한 대폭으로 감소된다.
연료의 분사제어모드에 후기분사제어모드가 선택되어 있는 경우, 각 기통내에는 쓰로톨밸브(23)를 바이패스해서 흡기가 인도되므로, 쓰로톨밸브(23)에 의한 밸브통로의 쓰로톨손실이나 펌핑로스가 저감된다.
또한, 엔진(1)의 아이들운전상태에 있을 때, 엔진부하의 증감에 따라서, 각 기통내에의 연료의 분사량이 증감되는 것은 말할것도 없다. 이에 의해, 엔진(1)의 아이들회전수는 일정하게 제어되고, 이 제어의 응답성은 매우 양호하게 된다.
[차량의 저·중속주행시]
ECU(70)은 제5도의 제어맵에서, 목표평균유효압 PE및 엔진회전속도 NE에 기초해서, 전기분사제어모드(희박제어), 전기/후기 분사제어모드(스토이키오피드백제어), 전기분사제어모드(오픈루프제어)의 어느제어역을 결정한다. 더 상세하게는, 전기 분사제어모드(희박제어)에서는, ECU(70)은, 흡기행정에서 연료를 분사시키고, 그리고, 기통내의 평균공연비가 20∼23정도가 되도록 연료의 분사량을 제어한다. 또, 이 경우, ECU(70)은, 제1 및 제2에어바이패스밸브(24),(27) 및 EGR밸브(45)의 개방도도 또 각각 제어된다.
[급가속·고속주행때]
차량의 급가속상태 또는 고속주행상태에서는 목표평균유효압PE및 엔진회전속도NE의 어느것인가가 높고, ECU(70)은 분사제어모드를 전기분사제어모드(오픈루프제어)로 절환한다. 이 경우, 흡기행정에서 연료가 분사되고, 그 연료의 분사량은, 기통내의 평균공연비가 이론공연비보다 비교적 작게되도록 오픈루프제어된다.
전기분사제어모드(오픈루프제어)에서도, ECU(70)은, 제1 및 제2에어바이패스밸브(24),(27) 및 EGR밸브(45)의 개방도를 제어한다.
[연료중단영역]
차량의 중·고속중행중, 액셀페달밝기가 해제되면, 차량은 감속하기 시작하고, 이때, ECU(70)은 기통내로의 연료분사를 정지한다.(연료중단). 따라서, 연료의 소비량 및 배출가스 속의 유해성분은 다같이 감소된다. 엔진회전속도NE가 복귀회전속도보다 저하하거나, 또는, 액셀페달이 다시 밟아지면, ECU(70)은 연료중단을 즉시 중지하고, 상술한 어느제어영역을 선택한다.
다음에, 엔진(1)의 운전과도상태에 있어서의 연료의 분사제어모드의 선택수순에 관해서, 이하에 설명한다. 구체적으로는, 엔진(1)이 우전과도상태에 있을 때, 연료의 분사제어모드는 제7도의 메인루틴에 따라서 선택되며, 이 메인루틴은 소정의 사이클마다, 예를 들면 엔진(1)의 반회전, 즉, 1행정마다 반복해서 실행된다.
[메인루틴]
스탭S1에서, ECU(70)은, 상술한 각종의 센서 및 스위치로부터의 출력신호에 의거하여 엔진시스템의 운전정보를 판독한다. 상세하게는, ECU(70)은 각종센서의 출력신호로부터 냉각수온TWT, 쓰로톨개방도, θTH, 흡기온도TAIR, 수동변속기(66)의 유온TTM, 엔진회전속도NE를 구한다. 또, ECU(70)은, 판독한 정보로부터 엔진부하정보로서의 목표평균유효압PE, 쓰로톨개방속도(쓰로톨개방도의 미분치)△θTH및 차속V등을 산출한다. 또한, 스텝S1의 실행에 앞서서, ECU(70)은 초기화처리를 실행하여, 후술하는 각종의 플래그 및 감산타이머에 각각 부(負)의 값을 세트한다.
다음 스텝S2에서, ECU(70)은 엔진(1)의 냉각수온 TWT가 소정의 온도TWCT(예를 들면 50℃)보다 낮는지 여부를 판별한다. 스텝S2의 판별결과가 NO의 경우, 즉, 엔진(1)의 워밍업이 완료되어 있는 경우, ECU(70)은, 후술하는 스텝S3∼S9의 발진제어루틴, 가속쇼크제어루틴, 가속응답제어루틴, 감속쇼크제어루틴, 연료중단으로부터의 복귀제어루틴, 분사제어모드의 결정루틴 및 분사종료시기제어푸틴을 거치고, 그리고, 스텝S10에서, 제어대상이 되는 기기의 구동제어루틴을 순차실행한다. 이 구동제어루틴에서는, 앞의 스텝에서 결정된 제어정보에 의거해서, 연료분사기(4), 제1 및 제2에어바이패스밸브(24),(27), EGR밸브(45) 및 점화코일(19) 등의 각종의 기기의 구동이 제어된다.
한편, 스텝S2의 판별결과가 Yes으로되고, 엔진(1)의 워밍업이 완료되어 있지 않은 경우, ECU(70)은 스텝S11에서 스텝S8이후를 순차적으로 실행한다.
다음에, 각 스텝의 상세한 것을 순차적으로 설명한다.
[발진제어루틴]
제8도에 표시된 바와 같이 발진제어루틴(스텝S3)에서는, 먼저, 스텝S30에서, 주행플래그FRUN에 1이 세트되어 있는지 여부가 판별된다. 엔진(1)의 시동후, 스텝S30이 최초로 실행될때에는, 주행플래그FRUN에는 부의 값이 세트되어 있으므로, 여기서의 판별결과는 NO가 되며, 다음에, 차속V가 제1차속VH(예를 들면 5㎞/h)보다 낮은지 여부가 판별된다(스텝S31). 스텝S31의 판별결과가 YES이면, 쓰로톨개방도 θTH가 쓰로톨임계치 θTHL(예를 들면 5%의 개방도)보다 작은지 여부가 판별된다(스텝S32). 여기서의 판별결과도 또 YES이면, 차량이 정차중이고 또한 운전자에게 발진의 의지가 없다고 판단할 수 있어, 발진플래그FST에 0이 세트된다(스텝S33).
한편, 엑셀페달을 밟음에 따라, 쓰로톨개방도 θTH가 증가하고, 스텝S32의 판별결과가 NO가 되면, 운전자에게 발진의 의지가 있고, 엔진(1)이 발진이행상태에 있다고 판단할 수 있다. 이 경우에는 스텝S34에서, 발진플래그FST에 1이 세트된다.
그리고, 차량이 발진하고, 그 차속V가 상승하면, 스텝S31의 판별결과도 또 NO가 되고, 이 경우, 주행플래그FRUN에 1이 세트되었다.(스텝S35).
그후, 차량이 발진하고, 주행플래그FRUN에 1이 세트되면, 스텝S30의 판별결과는 YES가 된다. 따라서, 스텝S30으로부터 스텝S36이 실행되고, 여기서는, 차속V가 제1차속VH보다 낮은 제2차속VL(예를 들면 2㎞/h)보다 저하되었는지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 NO인 경우, 즉, 발진이 완료되고, 차량이 주행상태에 있는 경우에는, 스텝S35가 반복해서 실행되고, 주행플래그FRUN의 값은 1로 유지된다.
한편, 차량이 감속하여, 차량이 거의 정지상태가 되어서, 스텝S36의 판별결과가 YES가 되면, 주행플래그FRUN은 0으로 세트된다.(스텝S37). 즉, 주행플래그FRUN은 차속V에 따라서 1 또는 0으로 세트된다. 제2차속V2는 제1차속 V1보다 낮은값으로 설정되어 있으므로, 차량이 미속주행시, 주행플래그FRUN의 세트에 헌팅이 발생하는 일은 없다.
발진플래그FST에 1이 세트되어 있으면, ECU(70)은, 후술하는 분사제어모드의 결정루틴에 의해, 분사제어모드로 전기분사제어모드(스토이키오피드백제어)를 선택할 수 있다.
이에 대해서, 발진플래그FST가 0에 리세트되어 있으면, ECU(80)은, 결정루틴에 의해, 분사제어모드를 목표평균유효압PE및 엔진회전속도NE로부터 맵에 의거해서 선택한다.
[가속쇼크제어루틴]
제9도에 표시된 바와 같이 가속쇼크제어루틴에서는, 스텝S40에서, 목표평균유효압PE가 소정압-PEL(예를 들면-1㎏f/㎠)보다 높은지 여부가 판별되고, 여기서의 판별결과가 YES의 경우, 즉, 차량이 감속상태에 있는 경우에는, 스텝S41에서, 감산타이머 TAS는 0으로 세트되고, 그리고, 가속플래그FDA에 1이 세트된다. 스텝S41로부터는 다음스텝S5의 가속응답제어루틴을 바이패스하고, 스텝S6의 감속쇼크제어루틴이 실행된다.
그후, 엑셀페달이 운전자에 의해서 밟아지고, 목표평균유효압PE가 상승하고, 스텝S40의 판별결과가 YES가 되면, 쓰로톨개방속도△θTH가 가속판정치 αTHH보다 큰지 여부가 판별된다(스텝S42). 여기서의 판별결과가 YES가되면, 운전자에 차량을 가속할 의사가 있다고 추측되어, 다음 스텝S43에서, 가속플래그FDA에 1이 세트되어 있는지 여부가 판별된다. 차량이 감속상태로부터 가속상태로 이행하게 되는 엔진(1)의 제1가속이행상태에 있어서는, 가속플래그FDA는 이미 1로세트되어 있으므로, 스텝S43의 판별결과는 YES로 된다. 다음스텝S44에서는, 가속플래그FDA는 그 값이 0으로 세트되고, 그리고, 감산타이머tAS에 소정치t1(예를 들면 0.1sec)이 세트되고, 이 시점에서부터 감산타이머tAS의 작동이 개시된다.
여기서, 감산타이머tAS의 작동중, 후술하는 바와 같이 ECU(70)은 분사제어모드로 후기분사제어모드(희박제어)를 선택한다.
가속쇼크제어루틴에 있어서는, 가속쇼크에는, 클러치(71)의 비틀림스프링이 감속쪽으로부터 가속쪽으로 비틀리고, 또한, 가장비틀린부분에 있어서 발생하는, 쇼크가 포함된다. 이 쇼크는 상기 비틀림스프링의 감속쪽으로부터 가속쪽으로 비틀림이 변화할때의 유격(play)에 의해서 발생하는 것으로서, 엔진(1)의 출력이 클수록, 크게되는 경향이 있기 때문에, 이와 같은 쇼크가 발생하기 쉬운 상태에서는 소정기간에 걸쳐서 후기분사제어모드(희박제어)를 선택한다.
[가속응답제어루틴]
제10도에 표시된 바와 같이 가속응답제어루틴에서는, 스텝S51에 있어서, 쓰로톨개방속도△θTH가 상술한 가속판정치 αTHH보다 작은 가속판정치 αTHL보다 큰지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 YES의 경우에는, 상술한 감산타이머 tAS의 값이 0인지 여부가 판별된다(스텝S52). 스텝S52에서의 판별결과가 NO인 경우에는, 앞의 가속쇼크제어루틴에 의해, 감산타이머 tAS에 소정치 t1이 세트되고, 그 감산타이머 tAS가 작동중에 있는 것을 의미하고 있으며, 이 경우, 다음 스텝S53은 바이패스된다.
그러나, 스텝S52의 판별결과가 YES의 경우에는, 감산타이머tAR에 소정치 t2(예를 들면 1sec)가 세트되고, 감산타이머tAR의 작동이 개시된다. 즉, 차량이 감속상태에 있지않는 상황이나, 또는, 감산타니어 tAS의 작동이 종료된 후에 엑셀개방도△θTH가 가속판정치 αTHL보다 크게되는 엔진(1)의 제2가속이행상태에 있어서, 감산타이머tAR의 작동이 개시된다.
여기서, 감산타이머tAR의 작동중, 후술하는 바와 같이 ECU(70)은, 후기 분사제어모드를 금지한다.
[감속쇼크제어루틴]
제11도에 표시된 바와 같이 감속쇼크제어루틴에서는, 스텝S60에서, 쓰로톨개방속도△θTH가 소정치-βTH보다 작은지 여부가, 즉, 엑셀페달의 밟기가 복귀되고, 차량이 감속하려고 하는지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 NO인 경우에는, 감속플래그FAD에 1이 세트된다(스텝S61). 즉, 엑셀페달의 밟기가 일정한 속도이상에서 복귀되지 않는한, 감속프래그FAD에는 1이 세트된다.
그러나, 스텝S60의 판별결과가 YES로되면, 다음에, 감속프래그FAD값이 1인지 여부가 판별된다(스텝S62). 여기서의 판별결과가 YES로 되면, 차량이 정속 또는 가속상태에서 감속상태로 이행하려고 하는 엔진(1)의 감속이행상태를 표시하고 있으며, 이 경우에는, 다음스텝S63에서, 감속플래그FAD가 0에 리세트되는 동시에, 감산타이머tDS에 소정치t3(예를 들면 0.5sec)이 세트되고, 이 시점에서부터 감산타이머tDS의 작동이 개시된다.
여기서, 감산타이머tDS의 작동중, 후술하는 바와 같이 ECU(70)은 분사제어모드를 후기분산제어모드(희박제어)로 강제적으로 선택하다.
[연료컷로부터의 복귀제어루틴]
제12도에 표시된 바와 같이 연료중단으로부터의 복귀제어루틴에서는, 스텝S71에서는, 목표평균유효압PE및 엔진회전속도NE에 기초해서, 엔진(1)의 제어영역이 연료중단영역에 있고, 또한, 상술한 감산타이머tDS의 값이 0인지 여부가 판별된다.
여기서의 판별결과가 정(正)의 경우, 즉, 차량이 감속상태에 이어서, 앞서의 감속쇼크제어루틴에 의해 설정된 감산타이머 tDS의 작동이 완료되고, 또한, 엔진(1)의 제어영역이 연료중단영역일 때, 복귀플래그FCR에 1이 세트된다.(스텝S71).
그후, 엔진(1)의 회전속도NE가 복귀회전속도까지 저하하거나, 또는, 운전자에 의해 엑셀페달이 밟아지고, 엔진(1)의 제어영역이 연료중단영역으로부터 벗어나면, 복귀플래그FCR에 1이 세트되고 있는지 여부가 판별되고, 이 판별결과가 YES의 경우, 즉, 엔진(1)이 연료중단으로부터의 복귀이행상태에 있을때에는, 감산타이머 tCR에 소정치 t4(예를 들면 0.5sec)가 세트되고, 그리고, 복귀플래그FCR은 0으로 세트된다(스텝S73).
여기서, 감산타이머tCR의 작동중, 후술하는 바와 같이 ECU(70)은 분사제어모드를 후기분사제어모드로 강제적으로 선택한다. 이 경우의 후기분사제어모드에 있어서, 공연비는, 목표평균유효압PE및 엔진회전속도NE에 기초해서 제어된다. 이에 의해, 연료중단으로부터의 복귀시의 회전언더슈트를 방지할 수 있으므로, 연료중단으로부터의 복귀회전속도를 저회전으로 설정할 수 있고, 연비의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 엔진(1)의 엔진고장을 방지할 수 있다.
[스모크제어루틴]
제13도에 표시된 바와 같이 스모크제어루틴에서는, 스텝S110에서, 목표평균유효압PE가 소정압-PESMK(예를 들면-0.1㎏/㎠)보다 낮은지 여부가 판별되고, 여기서의 판별결과가 YES의 경우, 엔진회전속도NE가 소정속도NEL보다 빠른지 여부가 판별된다(스텝S111). 스텝S110, S111의 어느한쪽의 판별결과가 NO인 경우에는, 스모크플래그FSM에 1이 세트되고(스텝S112), 이들 스텝S110, S111의 판별결과가 다같이 YES의 경우, 즉, 흡기행정시, 기통내에 강력한 부압이 발생하고, 또한 엔진(1)의 회전속도NE가 비교적 높을때에는, 스모크플래그FSM에 0이 세트된다.
여기서, 스모크플래그FSM에 0이 세트되어 있으면, 엔진(1)이 제1냉각상태이행상태에 있는 것을 표시하고 있으며, 이 경우, 후술하는 바와 같이 ECU(70)은 분사제어모드를 후기분사제어모드(예를 들면 냉각상태부하제어)로 강제적으로 선택할 수 있다.
[분사제어모드의 결정루틴]
제14도에 표시된 바와 같이 결정루틴에서는, 상술한 각 루틴에 의해 설정된 플래그 및 감산타이머의 값에 따라, 연료의 분사제어모드가 결정된다.
첫째로, 스텝S82에서는, 스모크플래그FSM이 1인지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 NO인 경우, 즉, 스모크플래그FSM이 0인 경우에는 스텝S801에서, 연료의 분사모드는 후기분사제어모드(냉각상태저부하제어)로 강제적으로 설정된다. 여기서, 상술한 스모크제어루틴으로부터 명백한 바와 같이, 스모크플래그FSM이 0인 경우에는, 부하상관치인 목표평균유효압PE가 비교적 낮고 또한 엔진회전NE가 비교적 높은 상황, 즉, 엔진(1)의 워밍업운전중에 있어서의 엔진(1)이 레이싱, 즉, 나중의 회전강하시와 같은 감속영역에서 운전된 상황에 있다. 이와 같은 상황에서, 연료가 전기분사제어모드에서 분사되면, 기통내의 액상의 연료가 기통의 내벽의 유막을 씻어내버리기 쉽고, 피스톤링의 시일성을 저해한다. 이 결과, 기통내의 강한부압 및 피스톤링의 시일성의 악화는, 크랭크케이스로부터 기통내에 블로우바이가스를 유입시켜, 배출가스 속의 스모크의 증가나 점화플럭(3)의 오염을 초래하고, 또, 기통내로부터 크랭크케이스내에 연료방울을 누출시키게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이 연료가 후기분사제어모드에 의해 분사되면, 액상의 연료는 기통내벽의 오일을 씻어내기전에 연소되므로, 상술한 전기분사제어모드에 기인한 불편이 발생되는 일은 없다.
둘째로, 스텝S82에서의 판별결과가 YES로 되고, 여기서도 연료의 분사제어모드가 설정되지 않는 경우에는, 다음스텝S82에서, 냉각수온TWT가 흡기온도TAIR를 파라미터로서 결정되는 소정온도f(TAIR)보다 높은지 여부가 판별된다. 소정온도f(TAIR)는 예를 들면 이하와 같이 설정된다.
TAIR〉20℃의 경우, f(TAIR)=TWIL(예를 들면 70℃)
TAIR〈0℃의 경우, f(TAIR)=TWIH(예를 들면 77℃)
스텝S83의 판별결과가 NO인 경우, 즉, 엔진(1)의 냉각수온TWT가 소정온도 f(TAIR)보다 낮은 경우에는, 스텝S801에서 후기분사제어모드가 금지되고, 연료는 전기분사제어모드(오픈루프제어)에 의해 분사된다. 즉, 스텝S83의 판별결과가 NO가 되는 상황이란 엔진(1)이 제2냉각이행상태에 있는 것을 표시하고 있다. 이와 같은 제2냉각이행상태에 있어서도, 엔진(1)의 흡기행정에서 분사된 연료는 다음 압축행정까지 충분히 새로운 공기와 혼합할 수 있고, 연료는 양호하게 연소된다. 이결과, 엔진(1)의 냉각수온TWT가 신속하게 상승하기 때문에, 엔진(1)의 냉각수를 이용하는 차량의 난방시스템을 유효하게 동작시킬 수 있는 동시에 배출가스온도가 상승해서 O2센서 및 촉매를 조기에 활성화할 수 있고, 또, 엔진(1)의 워밍업운전에 소요되는 시간이 길어지는 일은 없다.
또, 소정온도f(TAIR), 즉, TWTL, TWTH는, 흡기온도TAIR에 따라서 다른 온도로 각각 설정되어 있으므로, 냉가가수온TWT가 낮아도, 흡기온도TAIR이 비교적 높으면, 스텝S801이 실행되는 일은 없고, 연료의 분사제어모드에는 후기분사모드(희박)를 선택할 수 있다. 이 경우, 연료가 압축행정에서 분사되어도, 연료는 흡기온도 TAIR이 비교적 높으므로 충분히 기화할 수 있다.
셋째로, 스텝S83의 판별결과가 YES로 되고, 여기서도 연료의 분사제어모드가 결정되지 않는 경우, 다음 스텝S84에서는, 수동변속기(66)의 윤활유의 온도, 즉, 유온TTM이 하기식의 범위내에 있는지 여부가 판별된다.
TTML(예를 들면 5℃)〈TTM〈TTMH(예를 들면 40℃)
여기서의 판별결과가 YES, 즉, 유압TTM이 상기식의 범위에 있고, 수동변속기(66)가 냉각상태, 즉, 그 윤활유의 점도가 비교적 낮은 상황에 있어서는, 다음 스텝S85에서, 아이들스위치(29)로부터의 스위치신호SWID가 온인지 여부가 판별된다.
여기서의 판별결과도 또 YES의 경우, 즉, 엔진(1)이 아이들운전시에 있을때에는, 스텝S801이 실행되는 결과, 연료의 후기분사가 금지되고, 연료는 전기분사제어모드(스토이키오피드백제어 또는 오픈루트제어)에 의해 분사된다.
연료의 분사제어모드가 후기분사제어모드에 있으면, 전기분사제어모드에 비해서 엔진(1)에 있어서의 출력토오크의 변동이 비교적 크게되며, 그 출력토오크변동은 엔진(1)의 아이들운전시에 가장큰 것으로 된다. 이 때문에, 엔진(1)과 수동변속기(66)와의 사이를 연결하는 클러치(71)에는 상술한 바와 같이 2단 꺾임비틀림특성의 비틀림스프링이 채용되어 있으며, 그 1단째의 스프링정수는 비교적 작게 설정되어 있다. 엔진(1)의 아이들운전시, 윤활유의 온도가 TTMH보다 낮은 경우, 윤활유의 점도가 커지고, 비틀림각도가 비틀림스프링의 1단째의 스프링정수를 초과해서 2단째의 스프링정수부분까지 증가하게 된다. 이 경우, 엔진(1)의 회전속도변동이 수동변속기(66)의 내부에 증폭해서 전달되고, 수동변속기(66)로부터 덜거덕거리는 소리가 발생하게 된다. 한편, 윤활유의 온도가 TTML보다 더욱 낮게되면, 수동변속기(66)내에서의 덜거덕거리는 소리는 발생하지만, 그 덜거덕거리는 부분에서의 윤활유의 점도도 또 증대되고 있으므로, 윤활유자체에 의해 덜거덕거리는 소리의 발생을 방지할 수 있다.
이점, 수동변속기(66)가 냉각상태에 있고, 또한, 엔진(1)이 아이들운전상태에 있을때는 상술한 바와 같이 연료의 분사제어모드에 후기분사제어모드의 선택을 금지하고, 연료의 분사를 전기분사제어모드에 의해 행하게 하면, 엔진(1)의 출력토오크변동을 작게억제할 수 있고, 이 결과, 수동변속기(66)로부터의 덜거덕거리는 소리의 발생을 저감할 수 있다.
유온TTM이 상기의 범위에서 벗어나 있는 경우, 특히, 수동변속기(66)내의 각부에 윤활유가 충분히 공급되고 있는 유온TTM이 TTMH이상의 상황에 있어서는, 아이들운전시에 있어서의 엔진(1)의 회전속도 변동은 비틀림스프링의 1단째의 스프링정수의 부분에서 흡수되게 되어, 수동변속기(66)로부터의 덜거덕거리는 소리는 발생하지 않는다. 그 때문에, 이와 같은 상황에 있어서는, 연료의 분사제어모드에 후기분사제어모드를 선택할 수 있다. 또한, 유온TTM이 TTMH이하에 있는 상황에서는 후기분사제어모드의 선택을 허가하고 있으나, 이 경우, 수동변속기(66)내에서 덜거덕거리는 소리가 발생하는 조건을 충족하고 있기 때문에, 후기분사제어모드를 금지하도록 해도 된다.
넷째로, 스텝S84, S85의 한쪽의 판별결과가 NO로 되고, 여기서도 연료의 분사제어모드가 결정되지 않는 경우에는, 다음 스텝S86에서, 발진플래그FST가 1인지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 YES의 경우, 즉, 지금 운전자가 엔진(1)의 아이들운전상태로부터 차량을 발진시키려고 할 때에는, 스텝S801이 실행된다. 즉, 차량의 발진때에 있어서는, 연료의 후기분사가 금지되고, 연료는 전기분사모드(스토이키오피드백제어 또는 오픈루프제어)에 의해 분사되며, 이 경우, 에어바이패스밸브(27)는 그대로 유지되고, EGR밸브(45)는 제어모드에 의해 결정되는 개방도로 제어된다. 따라서, 기통내에는 흡기 및 연료가 다같이 충분히 공급되므로, 엔진(1)의 출력은 순간적으로 증대되고, 차량은 원활하게 발진가능하게 된다. 또, 이때, 엔진(1)로부터의 배출가스는 배출가스정화장치(42)의 3원촉매에 의해 효과적으로 정화된다.
다섯째로, 스텝S86의 판별결과가 NO이고, 여기서도 연료의 분사제어모드가 결정되지 않는 경우에는, 다음 스텝S87에서, 감산타이머tAR의 값이 0인지 여부가 판별된다. 여기서 판별결과가 NO인 경우, 즉, 감산타이머 tAR의 작동중에 있는 상황이란, 상술한 가속응답제어루틴에서의 설명에서 명백한 바와 같이 차량이 감속상태에 있지 않는 상태에서 가속되려고 하는 것을 가리키고 있다. 이와 같은 상황에 있어서는, 감산타이머tAR의 값이 0이 될 때까지, 스텝S801이 반복해서 실행되는 결과, 연료의 후기분사가 금지되고, 연료는 전기분사제어모드에 의해 분사된다.
여섯째로, 스텝S87의 판별결과가 YES로 되고, 여기서도 연료의 분사제어모드가 결정되지 않는 경우에는, 다음 스텝S88에서 감산타이머tCR이 0인지여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 YES의 경우, 즉 감산타이머tCR이 작동중에 있는 상황이란 상술한 연료중단으로부터의 복귀제어루틴 및 감속쇼크제어루틴에서의 설명에서 명백한 바와 같이 감산타이머tDS가 작동중이 아닌 것을 조건으로해서, 연료의 분사제어모드가 연료의 중단영역으로부터 벗어난 것을 가리키고 있다. 이와 같은 상황에 있어서는, 스텝S802가 실행되고, 연료는 후기분사제어모드에서 강제적으로 분사된다. 따라서, 감산타이머tDS의 작동중, 연료는 후기분사제어모드에 의해 강제적으로 분사되기 때문에, 엔진(1)의 출력이 급격히 증가하는 일은 없고, 엔진(1)의 롤, 즉, 차체의 진동을 억제할 수 있다.
일곱째로, 스텝S88의 판별결과가 YES로 되고, 여기서도 연료의 분사제어모드가 결정되지 않는 경우에는, 다음 스텝S89에서, 감산타이머tAS의 값이 0, 또한, 감산타이머 tDS의 값이 0인지 여부, 즉, 감산타이머tAS, tDS의 어느한쪽이 작동중에 있는지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 NO란, 상술한 가속쇼크제어루틴 및 감속쇼크제어루틴에서의 설명에서 명백한 바와 같이 차량이 감속상태에서 가속할려고 하는 상황에 있거나, 또는, 차량이 정속 또는 가속상태에서 감속하려고 하는 상황에 있다. 따라서, 이와 같은 상황에 있어서는, 스텝S802가 반복해서 실행되는 결과, 연료는 후기분사제어모드(희박제어)에 의해 강제적으로 분사된다. 따라서, 운전자에 의한 엑셀페달밟기, 즉, 흡기량에 불구하고, 엔진(1)의 출력이 급격히 변화하는 일은 없으며, 차량의 가속쇼크나 감속쇼크를 저감할 수 있고, 차량을 적당하게 가속 또는 감속시킬 수 있다.
여덟째로, 스텝S89의 판별결과가 YES이면, 스텝S803이 실행되고, 이 스텝에서는 상술한 제5도의 맵에 따라, 연료의 분사제어모드가 결정된다.
이상 설명한 바와 같이 분사제어모드의 결정루틴에서는 연료의 분사제어모드를 결정하는 데 있어서, 스모크플래그FSM, 냉각수온TWT, 수동트랜스미션(66)의 유온TTM, 발진플래그, FST, 가속응답을 위한 감산타이머tAR, 연료중단으로부터의 복귀를 위한 감산타이머tCR, 가속 또는 감속쇼크를 위한 감산타이머tAS, tDS의 순서로, 그들값을 판별하고, 그 판별결과에 따라서 연료의 분사제어모드를 우선적으로 결정하도록 하고 있으므로, 엔진(1)의 시동, 브레이크힘의 확보, 스모크의 저감, 워밍업의 조기완료, 수동트랜스미션(66)내로부터의 덜커덕거리는 소리의 저감, 발진의 원활화, 가속의 응답성, 연료중단으로부터의 복귀응답성, 가속 또는 감속쇼크의 저감의 우선순서에 의해, 연료의 분사모드가 결정된다. 즉, 차량이 주행중에 있을때의 가속 및 감속의 쇼크저감성능등보다, 엔진(1)의 시동성능, 제동성능 및 발진성능이 우선해서 고려되어 있으므로, 차량의 운전능력을 더욱 향상할 수 있다.
[분사종료시기의 제어루틴]
제15도에 표시된 바와 같이 분사종료시의 제어루틴은 먼저, 스텝S90, S91, S92에서의 판별이 순차 실행되나, 이들 스텝S90, S91, S92에서의 판별은, 메인루틴의 스텝S2(제7도), 또, 스모크제어루틴의 S110, S111(제13도)에서의 판별과 각각 마찬가지이다. 그 때문에, 이들 스텝S90, S91, S92에 관한 설명은 생략한다.
스텝S90, S91, S92의 판별결과가 모두 YES의 경우, 즉, 엔진(1)이 냉각상태에 있어 엔진부하가 작고, 또한, 엔진회전속도NE가 비교적 높을 때, 스텝S93에서, 연료의 분사종료시기 INHE는 피스톤(7)의 상사점(TDC)앞, 예를 들면 120°(BTDC)에 설정된다. 이 경우, 상술한 스모크제어루틴 및 분사제어모드의 결정루틴에서의 설명에서 명백한 바와 같이 스모크플래그FSM에는 0이 세트되어 있으므로, 연료의 분사제어모드에는 후기분사제어모드(예를 들면 냉각저부하제어)가 강제적으로 선택된다.
이와 같은 상황에서, 연료의 분사종료시기 INJE가 120°BTDC에 설정되어 있으면, 분사된 연료의 양이 비교적 많아도, 연료의 기화는 충분히 촉진되고, 연료를 양호하게 연소시킬 수 있다. 이 결과, 상술한 스모크제어루틴의 작용에 부가해서, 연료의 분사를 압축행정의 초기에 종료시키므로서, 배출가스 속의 스모크를 대폭으로 저감할 수 있다.
한편, 스텝S90의 판별결과가 NO인 경우에는, 스텝S94에서, 냉각수온TWT가 소정의 온도 TWTH(예를 들면 80℃)보다 높은지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 NO란, 엔진(1)이 워밍업운전중에 있는 것을 의미하고 있으며, 이 경우, 연료의 분사종료시기 INJE는, 목표평균휴효압PE및 엔진회전속도 NE로부터 결정되는 엔진(1)의 운전제어영역(제5도의 맵참조)에 따라, 300°∼180°TDC의 범위에서 설정된다. 즉, 소정온도이상에서의 엔진(1)의 워밍업운전중에 있어서는, 엔진(1)이 냉각상태저부하때에 있는 경우와는 달리, 스모크의 발생 등의 문제가 발생하지 않기 때문에, 엔진(1)의 워밍업을 촉진시키고 또한 연소의 안정성을 확보하는데 있어서, 상술한 바와 같이, 연료의 분사제어모드로 전기분사제어모드가 선택된다.
또, 스텝S91, S92의 판별결과가 NO인 경우, 즉, 엔진(1)이 냉각상태에 있어서도, 흡기부압PIN이 비교적 높은 경우나, 엔진회전속도NE가 비교적 낮은 경우에 있어서도, 스텝S95가 실행되고, 연료의 분사제어모드로 전기분사제어모드가 선택된다. 전기분사제어모드가 선택되면, 엔진(1)의 흡기부압이 높기 때문에, 피스톤링의 빈틈을 통해서 기통내에 흡입되는 블로바이가스의 양이 적어지고, 이 블로바이가스가 스모크의 원인이 되는 일은 없다. 또, 엔진(1)의 저회전영역에서는, 냉각상태시에서의 연료의 연소가 악화되기 쉬우므로, 이 사실때문에도, 혼합기의 형성에 유리하게 되는 전기분사제어모드가 선택된다.
스텝S94의 판별결과가 YES의 경우, 즉, 엔진(1)의 워밍업이 완료되어 있는 경우에는, 다음 스텝S96에서, 연료의 분사제어모드가 후기분사제어모드에 있고, 또한, 공연비제어가 리인제어에 있는지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 YES의 경우, 엔진(1)은 워밍업완료후의 아이들운전중에 있으므로, 연료의 분사종료시기INJE는 예를 들면 60°BTDC로 설정된다. 이 경우, 분사종료시기 INJE가 압축행정의 종료시기에 있어서도, 엔진(1)은 그 워밍업이 이미 완료되어 있고, 또한, 기통내에 분사되는 연료는 적으므로 연료는 양호하게 기화해서 연소하고, 배출가스 속의 스모크가 증가하는 일은 없다.
본 발명은 상술한 일실시예에 제약되는 것은 아니고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 제16도에는, 연료중단으로부터의 복귀제어루틴의 변형예가 표시되어 있다. 이 변형예의 복귀제어루틴에서는, 상술한 스텝S70의 판별결과가 YES의 경우, 다음스텝S74에서, 엔진(1)의 행정수n(n은 정수)이 판독된다. 구체적으로는, 행정수n은 제17도의 맵으로부터 엔진회전속도NE에 따라서 판독된다. 제17도의 맵으로부터 명백한 바와 같이 행정수n은, 엔진회전수도 NE가 증가하는데 따라서 큰값이 되는 특성을 가지고 있다.
그후, 다음 스텝S71에서, 복귀플래그FCR에 1이 세트된다. 즉, 연료의 분사제어모드가 연료중단영역에 있고 또한 감산타이머tDS의 값이 0으로 유지되어 있는한, 행정수n이 제17도의 맵으로부터 반복해서 판독되고, 그리고, 복귀플래그FCR의 값은 1로 유지된다.
한편, 스텝S70의 판별결과가 NO인 경우에는, 스텝S72에서, 복귀플래그FCR의 값이 1인지 여부가 판별된다. 여기서의 판별결과가 YES의 경우, 즉, 연료의 분사제어모드가 연료중단영역에서 벗어난 상황에 있어서는, 다음 스텝S75에서, 행정수n이 0인지 여부가 판별된다. 이 시점에서의 스텝S75의 판별결과는 NO로 됨으로, 행정수n은 1만큼 감소된다(스텝S76). 다음 스텝S77에서는, 연료의 분사량Qf가 판정치Qα보다 많은지 여부가 판별된다. 여기서, 연료의 분사량Qf는, 제5도의 맵으로부터 선택된 제어영역의 공연비제어에 의거해서 결정된다. 또, 판정치Qα는 기통내의 평균공연비를 이론공연비보다 비교적 큰 공연비(예를 들면 20)로 유지하기 위한 연료의 분사량으로서, 목표유효압PE와 엔진회전속도NE에 기초해서 결정된다.
스텝S77의 판별결과가 NO인 경우에는 연료의 분사량 Qf가 그대로 유지되나, 그 판별결과가 YES의 경우, 연료의 분사량Qf는 판정치Qα로 치환되고(스텝S78), 그리고, 다음 스텝S701에서, 복귀개시플래그FCRS에 1이 세트된다.
스텝S76이 반복해서 실행되고, 스텝S75의 판별결과가 YES로 되면, 다음 스텝S79에서, 복귀플래그FCR및 복귀플래그FCRS는 다같이 0으로 세트된다. 이 결과, 이후의 제어사이클에서는, 스텝S72의 판별결과가 NO로 되고, 스텝S75이후의 스텝은 바이패스된다.
제12도의 복귀제어루틴이 아니고, 상술한 제16도의 복귀제어루틴이 실행되는 경우, 제14도의 결정루틴의 스텝S88은, 제18도의 스텝S804, S805로 치환된다. 먼저, 이들 스텝S804, S805에서는, 복귀개시플래그FCRS가 1인지 여부, 그리고 행정수n이 0인지 여부가 순차 판별된다. 스텝 S804의 판별결과가 YES로 되고, 또한, 스텝S805의 판별결과가 NO로 되는 상황이란, 엔진(1)의 제어영역이 연료중단영역으로부터 벗어난 것을 가리키고 있다. 이와 같은 상황에 있어서는, 행정수 n이 0이 될 때까지, 상술한 스텝S802가 반복해서 실행되고, 연료의 분사제어모드에 후기분사제어모드가 강제적으로 설정된다.
이 결과, 상술한 변형예의 복귀제어루틴 및 결정루틴의 경우에 있어서도, 엔진(1)의 제어영역이 연료중단영역으로부터 벗어나면, 행정수n이 0이 될 때까지의 기간, 연료의 분사제어모드에 후기분사제어모드가 강제적으로 설정되기 때문에, 엔진(1)의 출력이 급격히 증가하는 일은 없으며, 차량의 가속쇼크 및 차체의 진동을 저감할 수 있다. 또한, 액셀페달이 크게 밟아져서 엔진(1)의 제어영역이 연료중단영역으로부터 벗어나고, 이 결과, 연료의 분사제어모드에 전기분사제어모드(스토이키오피드백 또는 오픈루프제어)가 선택되며, 그리고, 연료의 분사량이 급격히 증가하게 되는 상황에 있어서도, 연료의 분사량Qf는 판정치 Qα에 제한되기 때문에, 엔진(1)의 출려깅 급격히 증가하는 일은 없다.
또, 행정수n은, 엔진회전속도NE가 상승하면 할수록 큰 값으로 설정되기 때문에, 엔진회전속도NE가 상승하면 할수록 큰 값으로 연료중단영역으로부터 벗어났을 경우, 제어사이클수n은 큰 갑으로 설정된다. 이와 같은 상황에 있어서는, 복귀제어루틴의 실질적인 실행시간이 길어지고, 엔진(1)의 출력토오크의 변동을 억제할 수 있다.
제19도를 참조하면, 엔진(1)의 제어영역이 쓰로톨개방도 θTH를 완전 개방해서, 연료중단영역으로부터 복귀할 때의 엔진회전속도NE, 엔진의 롤RE및 엔진의 출력토오크TE의 계측결과가 각각 실선으로 표시되어 있고, 제19도 속의 파선은 복귀제어루틴 및 결정루틴의 스텝S804,, S805를 실행하지 않는 경우를 표시하고 있다. 제19도에서 명백한 바와 같이 복귀제어루틴 및 결정루틴의 스텝S804, S805가 실행되면, 파선의 계측결과에 비해서, 엔진(1)의 출력토오크TE가 심하게 변동되는 일은 없고, 엔진(2)의 롤RE는 대폭으로 감소된다. 또한, 이 경우, 엔진회전속도NE의 변화는 거의 없다.
본 발명은, 상술한 실시예에 제약되는 것은 아니며, 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 본 발명은 직렬4기통의 엔진에 한정되지 않고, 단기통 또는 V형 6기통의 엔진 등의 기통수 및 기통의 배열이 다른 여러 가지의 기통내 분사형엔진에 적용할 수 있다. 또, 연료로서는, 가솔린에 한정되지 않고, 메탄올을 사용할 수도 있다. 차량의 발진의 검출에는 쓰로톨개방도θTH대신에 쓰로톨개방속도△θTH를 사용할 수 있고, 또, 엔진(1)의 아이들운전상태의 검출에는 아이들스위치(30)로부터의 출력신호를 사용할 수 있다.
에어플로센서(64)대신에, 서어지탱크내의 흡기압을 검출하기 위한 부스토센서를 사용해도 되고, 또, 에어바이패스밸브(24),(27)대신에 1개의 에어바이패스밸브를 사용해도 된다. 또, 쓰로톨밸브가 모터에 의해 구동되는 경우에는, 쓰로톨밸브의 개방도를 제어하므로서, 쓰로톨밸브자체에 에어바이패스밸브의 기능을 발휘시키는 것도 가능하다. 이 경우, 쓰로톨개방도센서 대신에, 엑셀페달의 밟기량을 검출하는 센서가 사용된다.
제16도의 복귀제어루틴에서는, 감산타이머 대신에 행정수n을 사용하도록 하고 있으나, 행정수n은 다른 제어루틴에 있어서도, 그 감산타이머 대신에 사용할 수 있고, 또, 각 제어루틴의 감산타이머에 설정되는 초기치를 엔진회전속도NE에 따라서 변화시키도록 해도 된다.
또한, 상술한 각종의 소정치는, 엔진을 포함한 시스템전체의 사양에 따라서 적당히 설정되는 것이며, 예시한 값에 제약되는 것은 아니다.

Claims (40)

  1. 내연기관의 엔진회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출수단과, 상기 내연기관을 탑재한 차량의 승무원에 의해 조작되는 승무원부하요구상관치로서의 제1파라미터를 검출하는 제1파라미터검출수단과, 상기 제1파라미터검출수단에 의해 검출된 제1파라미터에 의거해서 상기 내연기관의 엔진부하상관치로서의 제2파라미터를 산출하는 제2파라미터연산수단과, 상기 엔진회전속도검출수단 및 제2파라미터연산수단의 출력에 따라서 연료의 분사를 흡기행정에서 행하는 전기분사제어모드와 압축행정에서 행하는 후기분사제어모드의 어느 한쪽으로 절환하는 제어모드절환수단과, 상기 제1파라미터검출수단의 출력을 사용하여 승무원에 의한 가속요구에 의거해서 상기 내연기관의 운전과도상태를 검출하는 과도상태검출수단과, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 내연기관의 운전과도상태가 검출되었을 때에는, 상기 제어모드절환수단에 우선하여, 상기 운전과도상태에 따른 연료의 분사제어모드로 선택하는 제어모드선택수단을 구비한 것을 특징으로 하는 가통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내연기관은, 상기 운전상태의 하나로서 소정의 운전조건하에서 연료의 분사를 중단하는 연료중단영역을 포함하는 동시에, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로서 상기 내연기관이 상기 연료 중단영역으로부터 복귀할때의 복귀이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출사단에 의해 상기 복귀이행상태가 검출되었을 때, 선택한 분사제어모드를 소정기간에 걸쳐서 유지하고, 상기 선택한 분사제어모드에서의 공연비는 이론공연비보다 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로서 상기 내연기관이 감속상태에서 가속상태로 이행할때의 제1가속이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 제1가속이행상태가 검출되었을 때, 선택한 분사제어모드를 소정기간에 걸쳐서 유지하고, 상기 선택한 분사제어모드에서의 공연비는 이론공연비보다 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1파라미터검출수단은 상기 내연기관의 스로틀개방도변화 또는 엑셀페발의 밟기량변화를 검출하는 개방도정보검출수단을 포함하고, 상기 과도상태검출수단은 상기 제2파라미터연산수단에 의해 연산된 제2파라미터가 부의 소정치를 초과해서 정의 방향으로 변화하고, 또한 상기 개방도정보검출수단에 의해, 검출된 상기 스로틀밸브의 개방도변화 또는 엑셀페달의 밟기량변화가 정의 소정치보다도 정의 방향으로 초과했을 때 상기 내연기관이 상기 제1가속이행상태에 있다고 판정하는 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로서 상기 내연기관이 감속상태로 이행할때의 감속이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 감속이행상태가 검출되었을 때, 선택한 분사제어모드를 소정기간에 걸쳐서 유지하고, 상기 선택한 분사제어모드에서의 공연비는 이론공연비보다 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1파라미터검출수단은 상기 내연기관의 스로틀개방도변화 또는 엑셀페달의 밟기량변화를 검출하는 개방도정보검출수단을 포함하고, 상기 과도상태검출수단은 상기 개방도정보검출수단에 의해 검출된 상기 스로틀밸브의 개방도변화 또는 엑셀페달의 밟기량변화가 부의 소정치보다도 부의 방향으로 초과했을 때 상기 내연기관이 상기 감속이행상태에 있다고 판정하는 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내 분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  7. 제2항∼제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 선택후의 분사제어모드는 후기 분사제어모드인 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 과도상태검출수단은 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로서 상기 내연기관이 감속상태이외로부터 가속상태로 이행할 때의 제2가속이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 제2가속이행상태가 검출되었을 때, 소정기간에 걸쳐 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1파라미터검출수단은 상기 내연기관의 스로틀개방도변화 또는 엑셀페달의 밟기량변화를 검출하는 개방도정보검출수단을 포함하고, 상기 과도상태검출수단은 상기 개방도정보검출수단을 포함하고, 상기 과도상태검출수단은 상기 개방도정보검출수단에 의해 검출된 상기 스로틀밸브의 개방도변화 또는 엑셀페달의 밟기량변화가 정의 소정치보다도 정의 방향으로 초과했을 때, 상기 내연기관이 상기 제2가속이행상태에 있다고 판정하는 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  10. 제2항∼9항의 어느 한 항에 있어서, 상기 소정기간의 각각은, 상기 내연기관의 행정수로서 설정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 행정수는, 상기 내연기관의 회전속도가 높을수록, 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 사익 운전과도상태의 하나로서, 상기 내연기관을 탑재한 차량이 발진하려고 할 때의 발진이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 발진이행상태가 검출되었을 때, 소정기간에 걸쳐 상기 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 차량의 정지상태를 검출하는 정차상태검출수단을 더 포함하고, 상기 제어모드절환수단은, 상기 정차상태검출수단에 의해 상기 차량의 정지상태가 검출되고 있을 때, 상기 분사제어모드를 후기분사모드로 절환하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 과도상태검출수단은, 상기 차량의 차속을 검출하는 차속검출수단과, 상기 내연기관의 아이들운전상태를 검출하는 아이들검출수단과, 상기 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 소정치보다 낮은 또한 상기 아이들검출수단에 의해 상기 내연기관의 아이들운전상태가 검출되지 않을 때, 상기 차량이 상기 발진이행상태에 있다고 판정하는 발진판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 정차상태검출수단은, 상기 차량의 차속을 검출하는 차속검출수단과, 상기 내연기관의 아이들운전상태를 검출하는 아이들검출수단과, 상기 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 소정치보다 낮고 또한 상기 아이들검출수단에 의해 상기 내연기관의 아이들운전상태가 검출되어 있을 때, 상기 차량이 상기 정차상태에 있다고 판정하는 정차판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 차량의 발진완료를 검출하는 발진완료검출수단과, 상기 발진완료검출수단에 의해 상기 차량의 발진완료가 검출되었을 때에는, 연료의 분사제어모드를 상기 제어모드절환수단에 의해 절환시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 발진완료검출수단은, 상기 차량의 차속을 검출하는 차속검출수단과, 상기 차속검출수단에 의해 검출한 차속이 소정치보다 높아졌을 때, 상기 차량의 발진이 완료되었다고 판정하는 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 내연기관을 향해서 소정압의 연료를 공급가능한 전동형의 저압펌프와, 상기 내연기관에 의해 기계적으로 구동되고, 상기 소정압보다 높은 고압으로 연료를 상기 내연기관을 향해서 공급하는 고압펌프와, 상기 내연기관에 저압의 연료를 공급하는 제1작동위치와 상기 내연기관에 고압의 연료를 공급하는 제2작동위치를 가지고 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 제1 및 제2작동위치의 한쪽으로 절환작동되는 연료압절환수단을 더 포함하고, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로 상기 연료압절환수단의 제1작동위치를 압력이행상태로서 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 압력이행상태가 검출되었을 때, 소정기간에 걸쳐 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 내연기관은, 이 내연기관에 2단꺾임비틀림특성을 가진 클러치를 개재해서 연결된 수동변속기 및 이 수동변속기의 온도를 검출하는 변속기온도검출수단을 구비한 차량에 탑재되어 있고, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로서 상기 변속기온도검출수단에 의해 검출한 변속기온도가 소정의 온도보다 낮아지는 변속기온도이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 변속기온도이행상태가 검출되었을 때, 상기 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 변속기온도검출수단은 상기 수동변속기의 윤활유온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 운전상태검출수단은, 상기 내연기관의 냉각상태를 검출하는 냉각상태검출수단과, 상기 내연기관의 부하정보를 검출하는 부하정보검출수단과, 상기 내연기관의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출수단을 포함하고, 상기 과도상태검출수단은, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로서, 상기 냉각상태검출수단에 의해 상기 내연기관의 냉각상태가 검출되어 있고 또한 상기 부하정보검출수단에 의해 검출한 부하정보가 소정치보다 작아진 제1냉각이행상태를 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 제1냉각이행상태가 검출되었을 때, 상기 분사제어모드로 후기분사제어모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 후기분사모드에서는, 연료의 분사가 압축행정의 초기부분에서 종료되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 운전상태검출수단은, 상기 내연기관의 흡기온도를 검출하는 흡기온도검출수단과, 상기 내연기관의 냉각상태를 검출하는 냉각상태검출수단을 포함하고 상기 과도상태검출수단은, 상기 흡기온도검출수단에 의해 검출한 흡기온도에 따라서 상기 내연기관의 냉각상태의 검출에 사용되는 상기 냉각상태검출수단의 임계치를 가변하는 가변수단을 포함하는 동시에, 검출해야할 상기 운전과도상태의 하나로, 상기 냉각상태검출수단에 의해 상기 내연기관의 냉각상태가 검출된 것을 제2냉각이행상태로서 검출하고, 상기 제어모드선택수단은, 상기 과도상태검출수단에 의해 상기 제2냉각이행상태가 검출되었을 때, 상기 분사제어모드로 전기분사제어모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  24. 제2항, 제3항, 제5항, 제8항, 제12항, 제18항, 제19항, 제21항, 제23항에 있어서, 상기 제어모드선택수단은, 상기 압력이행상태를 최우선으로 하고, 상기 압력이행상태, 상기 부압감소이행상태, 상기 제1냉각이행상태, 상기 제2냉각이행상태, 상기 변속기온도이행상태, 상기 발진이행상태, 상기 제2가속이행상태 및 상기 복귀이행상태의 순서로, 상기 분사제어모드를 우선해서 선택하는 판정수단을 더 포함한 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 연료분사제어장치.
  25. 내연기관의 운전상태를 검출하는 운전상태검출수단과, 상기 내연기관의 연소실내에 직접연료를 분사하는 연료공급수단과, 상기 운전상태검출수단에 의해 검출된 엔진온도가 소정온도를 넘고, 또한, 상기 운전상태검출수단에 의해 검출된 부하가 설정부하이하 일 때, 주로 압축행정에서 공연비가 희박공연비가 되는 연료분사를 행하는 제1분사모드, 또는, 상기 부하가 설정부하를 초과했을 때 주로 흡기행정에서 공연비가 제1분사모드에서의 경우보다 농후공연비가 되는 연료분사를 행하는 제2분사모드로 설정하는 동시에, 상기 엔진온도가 설정온도이하일때는 상기 제2분사모드로 설정하는 제1연료분사모드설정수단과, 상기 제1연료분사모드설정수단에 의해 설정된 각 분사모드에 대응해서 상기 연료공급수단을 구동해서 연료공급시기를 제어하는 연료분사시기제어수단과, 상기 운전상태검출수단에 의해 상기 내연기관의 특정운전상태가 검출되고, 이 특정운전상태에 대응한 특정의 연료분사모드를 설정하는 제2연료분사모드설정수단을 구비하고, 상기 연료분사시기제어수단은, 상기 특정운전상태가 검출되면, 상기 제1연료분사모드설정수단에 의해 설정된 상기 제1 또는 제2분사모드에 우선해서 상기 제2연료분사모드설정수단에 의해 설정된 상기 특정의 분사모드에 대응해서 상기 연료공급시기를 제어하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  26. 제25항에 있어서, 상기 특정운전상태로서 상기 내연기관이 운전상태가 변화하는 과도운전상태를 검출하는 과도운전상태검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  27. 제26항에 있어서, 상기 과도운전상태검출수단은, 상기 내연기관의 스로틀밸브의 개방도변화를 검출하는 개방도변화검출수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  28. 제26항에 있어서, 상기 내연기관의 중고(中高)회전영역에서, 상기 과도운전상태검출수단이 상기 내연기관의 무부하운전상태를 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은 연료분사를 중단하는 제3분사모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내변사형 내연기관.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제3분사모드의 실행중, 상기 과도운전상태검출수단이 상기 내연기관의 회전속도의 저하에 수반되는 연료분사의 재개를 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은, 상기 제1분사모드에 의해 연료를 분사하는 제4분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  30. 제28항에 있어서, 상기 제3분사모드의 실행중, 상기 과도운전상태검출수단이 상기 내연기관이 가속상태로의 이행을 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은, 소정기간동안, 상기 제1분사모드에 의해 연료를 분사하는 제5분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  31. 제26항에 있어서, 상기 제2분사모드의 실행중, 상기 과도운전상태검출수단이 상기 내연기관의 감속상태로의 이행을 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은, 소정기간, 상기 제1분사모드에 의해 연료를 분사하는 제5분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  32. 제26항에 있어서, 상기 제1분사모드의 실행중, 상기 과도운전상태검출수단이 상기 내연기관의 가속상태로의 이행을 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은, 소정기간, 상기 제2분사모드에 의해 연료를 분사하는 제6분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  33. 제30항∼제32항의 어느 한 항에 있어서, 상기 소정기간은, 상기 내연기관의 행정수에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  34. 제26항에 있어서, 상기 운전상태검출수단이 차량의 실질적인 정차상태를 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은, 제1분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  35. 제34항에 있어서, 상기 과도운전상태검출수단이 상기 차량의 정차상태로부터 발진상태로의 이행을 검출하면, 상기 제2연료분사모드설정수단은, 상기 제1분사모드로부터 상기 제2분사모드로 즉각 절환해서 연료를 분사하는 제7분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  36. 제35항에 있어서, 상기 과도운전상태검출수단은, 차량의 주행상태를 검출하는 차속검출수단과, 상기 내연기관의 아이들 운전상태를 검출하는 아이들검출수단을 가진 발진판정수단을 구비해있고, 상기 차속검출수단에 의해 검출된 차속이 제1설정속도보다 낮고 또한 상기 아이들검출수단에 의해 상기 내연기관이 아이들운전상태인 것을 검출했을 때, 상기 발진판정수단은 차량이 실질적으로 정차상태인 것으로 판정하고, 상기 아이들검출수단에 의해 상기 내연기관이 아이들운전상태로부터 벗어난 것을 검출했을 때, 상기 발진판정수단은 차량이 발진을 개시했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  37. 제36항에 있어서, 상기 과도운전상태검출수단은, 차량의 주행속도를 검출하는 차속검출수단을 가진 발진완료판정수단을 구비해있고, 상기 차속검출수단에 의해 검출된 차량의 주행속도가 제2설정속도를 초과하면, 상기 발진완료판정수단은, 차량의 발진이 완료했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  38. 제37항에 있어서, 상기 발진완료판정수단에 의해 차량의 발진완료가 판정되면, 상기 연료분사시기제어수단은, 상기 제2연료분사모드 설정수단에 의해 설정된 상기 제7분사모드로부터 상기 제1연료분사모드설정수단에 의해 설정된 분사모드에 의거해서, 상기 연료공급수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  39. 제25항에 있어서, 상기 엔진온도가 상기 설정온도이하이고 또한 상기 부하가 설정부하이하인 특정운전상태일 때, 상기 제2연료분사모드설정수단은 상기 제1분사모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
  40. 제25항에 있어서, 상기 엔진온도가 상기 설정온도이하이고 또한 흡기온도가 설정흡기기온이하인 특정운전상태일 때, 상기 제2연료분사모드설정수단은 상기 제2분사모드로 선정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관.
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