KR100291707B1

KR100291707B1 - 원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR100291707B1
Application number: KR1019970041474A
Authority: KR
Inventors: 히토시 가무라; 겐지로 하타야마; 히로키 다무라; 아츠요시 고지마
Original assignee: 나까무라 히로까즈; 미쯔비시 지도샤 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2001-06-01
Also published as: JPH1068347A; SE9703058L; SE521396C2; DE19737399A1; SE9703058D0; US5878711A; KR19980019067A; JP3478318B2

Abstract

연소실에 연료를 직접 분사하는 연료 분사 밸브를 구비하고, 주로 흡기 행정에서 연료 분사를 행하는 흡기 행정 분사 모드, 또는 주로 압축 행정에서 연료 분사를 행하는 압축 행정 분사 모드 중 어느 한 분사 모드에 근거하여 연료 분사 밸브를 제어하는 원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치는, 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아이들 회전 속도가 되도록 적어도 연소실에 공급되는 연료 분사량을 보정하는 연료 분사량 보정 수단과, 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아어들 회전속도가 되도록 연소실에 공급되는 흡입 공기량을 보정하는 흡입 공기량 보정 수단을 구비하며, 또한, 상기 아이들 운전 상태가 검출되고 동시에 압축 행정 분사 모드가 선택되었을 때, 연료 분사량 보정 수단 및 흡입 공기량 보정 수단에 의해 각각 보정된 각 보정량에 근거하여 아이들 회전 속도를 제어하는 아이들 회전 속도 제어 수단을 구비한다.

Description

원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치 및 제어 방법

제1도는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진 및 그 제어 장치를 나타내는개략 구성도.

제2도는 연료 분사 모드의 판정 맵을 나타내는 도면.

제3도는 후기 분사 모드에서의 아이들 운전시에 연료 보정을 행하는 아이들회전 단주기 보정 루틴을 나타내는 흐름도.

제4도는 제3도 중의 Ne 편차 보정치 Knfb의 산출을 위한 서브 루틴을 나타내는 흐름도.

제5도는 후기 분사 모드에서의 아이들 운전시에 흡기 보정을 행하는 아이들회전 장주기 보정 루틴을 나타내는 흐름도.

제6(a)도 내지 제6(f)도는 후기 분사 모드시에 외부 부하가 입력되었을 때의, 실제 Ne, 평균 Ne 및 목표 Ne, 외부 부하 보정치 Kfl(n), Ne 편차 보정치 Knfb, dNe/dt 보정치 KFLS, 연료 보정치 KFL, 및 #1ABV의 밸브 위치 Pobj의 각 시간 변화를 나타내는 타임 차트.

제7도는 #1ABV의 밸브 위치 Pobj의 보정치를 보정치 P(KFL)로 할 때의 연료보정치 KFL과 #1ABV의 밸브 위치 Pobj 및 보정치 P(KFL)과의 관계를 모식적으로 나타내는 타임 차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 실런더 헤드

3 : 점화 플러그 4 : 연료 분사 밸브

5 : 연소실 6 : 실린더

7 : 피스톤 8 : 캐비티

9, 10 : 흡배기 밸브 11 : 흡기측 캠 샤프트

12 : 배기측 캠 샤프트 13 : 흡기 포트

14 : 배기 포트 15 : EGR 포트

16 : 수온 센서

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 압축 행정 및 흡기 행정에서 연료 분사가 가능한 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 엔진 회전 속도 제어를 행하는 제어 장치 및 방법에 관한것이다.

근년, 차량에 탑재되는 불꽃 점화식 내연 엔진에 있어서, 유해 배출 가스 성분의 감소라든지 연비 향상 등을 도모하기 위해서, 종래의 흡기관 분사형을 대신하여 연소실에 직접 연료를 분사하는 원통내 분사형의 가솔린 엔진이 여러 가지 제안되어 있다.

원원통내 분사형의 가솔린 엔진으로서는, 예를 들면, 연료 분사 밸브로부터피스톤 정상부에 설치된 캐비티(cavity) 내에 연료를 분사함으로써, 점화 시점에서점화 플러그의 주위에 이론 공연비(stoichiometric air fuel ratio)에 가까운 공연비(air fuel ratio)의 혼합 기체를 생성시키고 있다. 이것에 의해 전체에 희박(lean)한 공연비라도 점화가 가능하며, 일산화탄소(CO)라든지 탄화수소(HC)의 배출량이 감소되는 동시에, 아이들 운전시라든지 저부하 주행시의 연비를 대폭 향상시킬 수 있게 되었다.

또한, 이러한 가솔린 엔진으로서는, 엔진의 운전 상태, 결국 엔진 부하에 따라서 연료 분사 모드(injection mode)를 압축 행정 분사 모드(후기 분사 모드: late injection mode)와 흡기 행정 분사 모드(전기 분사 모드: early injection mode)로 바꾸도록 한다. 이것에 의해, 저부하 운전시에는, 압축 행정 중에 연료를분사하여, 점화 플러그의 주위라든지 캐비티 내에 이론 공연비에 가까운 공연비의혼합 기체를 형성시킬 수 있고, 전체로서 희박한 공연비라도 양호한 착화를 실현할수 있다. 한편, 중고부하 운전시에는, 흡기 행정 중에 연료를 분사하여, 연소실 내에 균일한 공연비의 혼합 기체를 형성시킬 수 있고, 이것에 의해, 흡기관 분사형과같이, 다량의 연료를 연소시켜서 가속시라든지 고속 주행시에 요구되는 출력을 확보하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 이 원통내 분사형의 가솔린 엔진에 있어서도, 통상의 흡기관 분사형의 내연 엔진과 동일하게 하여, 아이들 운전시에 아이들 회전 속도(idle speed)를안정한 것으로 유지할 수 있는 아이들 회전 속도 제어(idle speed control)를 행하도록 한다.

이 경우, 연료 분사 모드가 흡기 행정 분사 모드에서 아이들 운전 상태로 된경우에는, 흡기 행정에서 연료가 분사되므로, 흡기관 분사형 엔진일 때와 동일하게하여 아이들 회전 속도의 제어를 행할 수 있다.

즉, 에어 컨디셔너의 보기류(補機類)의 외부 부하의 입력 또는 해제가 있는경우에는, 엔진 회전 속도(Ne)가 저하되거나 상승하게 되지만, 흡기 행정 분사 모드에서는 이 저하 혹은 상승을 방지할 수 있는, 주로 아이들 스피드 컨트롤러(idle speed controller)로서 기능하는 에어 바이패스 밸브(ABV)의 개방도 제어를 행하여흡입 공기량을 보정한다. 그리고, 또한, 응답성 좋게 엔진 출력을 증감하는 점화 시기의 진각(進角) 보정 혹은 지각(遲角) 보정을 외부 부하의 입력 또는 해제 직후에 일시적으로 행하도록 하고, 이것에 의해, 아이들 회전 속도를 신속하게 안정시키도록 도모한다.

그러나, 해당 원통내 분사형의 가솔린 엔진에서는 연료 분사 모드가 압축 행정 분사 모드일 때에는, 연료 분무가 점화 플러그 부근에 양호하게 집약되었을 때에 점화가 행해지도록 되고, 이것에 의해 양호한 연소가 실현된다(MBT: minimum advance for best torque 설정). 따라서, 연료 분사 모드가 압축 행정 분사 모드에서 아이들 운전 상태로 된 경우에는 흡입 공기량의 보정은 가능하지만, 응답성의 향상을 꾀할 수 있는 점화 시기 보정을 행하면 연소 악화를 야기할 우려가 있으므로, 압축 행정 분사 모드에 있어서 아이들 회전 속도 제어에 점화 시기 보정을 적용하는 것은 바람직하지 않다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명의 목적은 연료 분사 모드가 압축 행정 분사 모드에서의 아이들 운전시에 있어서, 항상 응답성 좋게 엔진 회전 속도의 안정화를 실현 가능한 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치를 제공하는 것에 있다.

[발명의 구성 및 작용]

상기 목적은 본 발명의 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치에의해서 달성되며, 이 제어 장치는 내연 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 검출된 운전 상태에 따라서 상기 흡기 행정 분사 모드, 혹은 압축 행정 분사 모드를 선택하는 분사 모드 선택 수단과,상기 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된목표 아이들 회전 속도가 되도록 적어도 상기 연소실로 공급되는 연료 분사량을 보정하는 연료 분사량 보정 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아이들 회전 속도가 되도록 상기 연소실로 공급되는 흡입 공기량을 보정하는 흡입 공기량 보정 수단과, 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되며, 또한 상기 분사 모드 선택 수단에 의해 상기 압축 행정 분사 모드가 선택되었을 때, 상기 연료 분사량 보정 수단 및 흡입 공기량 보정 수단에 의해 각각 보정된 각 보정량에 근거하여 아이들 회전 속도를 제어하는 아이들 회전 속도 제어 수단을 구비한다.

이것에 의해, 연료 분사 모드가 압축 행정 분사 모드로서 또한 아이들 운전상태일 때에는 흡입 공기량 보정 수단 뿐만 아니라 연료 분사량 보정 수단에 근거하여 아이들 회전 속도가 양호하게 제어된다. 결국, 흡입 공기량을 보정하는 흡기보정은 흡기 지연에 의해 제어의 응답성이 그다지 좋지 않은 한편, 연료 분사량을보정하는 연료 보정은 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 구조 상의 이유로부터 제어의 응답성이 매우 좋기 때문에, 아이들 회전 속도가 급격히 증감 변화하는경우라도, 연료 보정에 의해서 신속하게 아이들 회전 속도가 적정한 회전 속도가 되며, 아이들 운전의 안정화를 도모할 수 있다.

바람직하게는, 상기 연료 분사량 보정 수단에 의한 상기 아이들 회전 속도의제어 주기는 상기 흡입 공기량 보정 수단에 의한 제어 주기보다도 단주기로 설정되어 있는 것이 좋다. 이 경우, 연료 분사량을 보정하는 연료 보정 제어가 단주기(예를 들면, 1 회의 연료 분사마다)에서 응답성 좋게 실시되고, 극히 신속하게 아이들회전 속도를 적정한 회전 속도로 할 수 있다.

또한, 상기 압축 행정 분사 모드에서는, 상기 연료 분사량 보정 수단은, 에어 컨디셔너 등의 보기류에 의한 외부 부하 작동 상태, 목표 아이들 회전 속도에 대한 엔진 회전 속도 편차 및 엔진 회전 속도 변화율 중의 적어도 하나에 근거하여상기 연료 분사량을 보정하는 것이 좋다.

외부 부하 작동 상태에 따른 보정에서는, 에어컨디셔너 등의 보기류에 의한외부 부하가 입력되었을 때 또는 외부 부하 입력이 해제되었을 때에 연료 분사량이소정량 증감되고, 급격한 엔진 회전 속도의 저하나 상승이 방지되며, 흡기 보정에의한 제어 지연이 있더라도, 신속하게 아이들 회전 속도를 적정한 것으로 할 수 있다.

목표 아이들 회전 속도에 대한 엔진 회전 속도 편차에 따른 보정에서는, 엔진 회전 속도 편차가 생겼을 때 이 편차를 작게 하도록 연료 분사랸이 소정량 증감되며, 역시 급격한 엔진 회전 속도의 저하 혹은 상승이 방지되어 신속하게 아이들회전 속도를 적정한 것으로 할 수 있다.

엔진 회전 속도 변화율에 따른 보정에서는, 엔진 회전 속도의 미소한 변동이생겼을 때에 이 미소 변동을 없애도록 연료 분사량이 소정량 증감되며, 엔진 회전속도의 저하 혹은 상승의 조장이 방지되어 빠른 타이밍으로 신속하게 아이들 회전속도를 적정한 것으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 압축 행정 분사 모드에서는, 상기 연료 분사량 보정 수단은, 외부 부하 작동 상태, 목표 아이들 회전 속도에 대한 엔진 회전 속도 편차 및 엔진 회전 속도 변화율에 근거하여 구해진 각 보정량의 총계치에 근거하여 상기연료 분사량을 보정하는 것이 좋다. 이 경우, 외부 부하 작동 상태에 따른 보정에의해서 에어 컨디셔너 등의 보기류에 의한 외부 부하가 입력되었을 때 또는 외부 부하 입력이 해제되었을 때에 연료 분사량이 소정량 증감되면, 이 연료 분사량이 목표 아이들 회전 속도에 대한 엔진 회전 속도 편차에 따른 보정에 의해 엔진 회전속도 편차를 작게 하도록 조정되고, 또한, 엔진 회전 속도 변화율에 따른 보정에 의해서 엔진 회전 속도의 미소한 변동을 없애도록 조정된다. 따라서, 급격한 엔진회전 속도의 저하 혹은 상승이 적절히 방지되고, 흡기 보정에 의한 제어 지연이 있더라도, 매우 신속하게 그리고 제어의 오버슈트라든지 언더슈트 없이 아이들 회전 속도를 적정한 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 연료 분사량 보정 수단은, 각 보정량의 총계치에 근거하여 보정된 상기 연료 분사량이 상기 압축 행정 분사 모드의 연소 안정 한계를 넘지 않도록소정치 이하로 규제되어 있는 것이 좋다. 이 경우, 보정에 의한 공연비의 농후화(rich 化)라든지 희박화(lean 化)가 규제되고, 연소 악화를 방지할 수 있다.

또한, 상기 흡입 공기량 보정 수단은, 상기 연료 분사량 보정 수단에 의해 설정되는 보정 연료 분사량에 근거하여 상기 흡입 공기량의 보정량을 설정하는 보정 치환 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 연료 분사량을 보정하는 연료보정 제어가 실시되고 있는 동안, 흡입 공기량의 보정량이 연료 보정에 사용되는 보정량에 근거하여 설정되며, 용이하게 흡입 공기량의 보정량을 설정할 수 있게 되는 동시에, 연료 보정이 행해진 후에 뒤따라서 흡기 보정이 실시된 경우에도, 앞서연료 보정에 의해서 응답성이 좋게 보정이 이루어진 아이들 회전 속도를 유지하면서 흉기 보정을 적절하게 실시할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시 형태를 상세하게 설명한다.

제1도는 차량에 탑재된 본 발명과 관계되는 내연 엔진의 제어 장치의 일실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 이하, 상기 도면에 근거하여, 내연 엔진의 제어장치의 구성에 대하여 설명한다.

엔진(1)으로서는, 흡기 행정에서의 연료 분사(전기 분사 모드)와 동시에 압축 행정에서의 연료 분사(후기 분사 모드)를 실시 가능하며, 또한 희박 공연비, 즉린(lean) 공연비에서 연소가 가능한 원통내 분사형 직렬 4기통 가솔린 엔진이 적용된다. 이 원통내 분사형의 엔진(1)에서는, 연소실을 비롯하여 흡기 장치라든지 배기 가스 재순환(EGR)을 행하는 EGR 장치(배기 가스 재순환 장치) 등이 원통내 분사전용으로 설계되고, 또한, 용이하게 농후(rich) 공연비, 이론 공연비 AFS, 린(lean) 공연비에서의 운전이 실현 가능하게 된다.

엔진(1)의 실린더 헤드(2)에는, 각 기통마다 점화 플러그(3)와 함께 전자식연료 분사 밸브(4)도 설치되고, 이것에 의해 연료가 연소실(5) 내에 직접 분사 가능하게 된다. 또한, 실린더(6)에 상하 활주 가능하게 유지된 피스톤(7)의 정상면에는 압축 행정 후기에 연료 분사 밸브(4)로부터의 연료 분무가 도달하는 위치에, 반구상의 오목한, 즉 캐비티(8)가 형성되어 있다. 또한, 이 엔진(1)의 압축비는, 흡기관 분사형(manifold fuel injection type)과 비교하여 높게(예를 들면, 12 정도)설정되어 있다. 동(動)밸브 기구로서는 DOHC 4 밸브식이 채용되고, 실린더 혜드(2)의 상부에는, 흡배기 밸브(9, 10)를 각각 구동하는, 흡기측 캠 샤프트(11)와 배기측 캠 샤프트(12)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

실린더 헤드(2)에는 양 캠 샤프트(11, 12)의 사이를 빠지도록 하여, 거의 직립 방향으로 흡기 포트(13)가 형성되고, 이 흡기 포트(13)를 통과한 흡기류는 연소실(5) 내에서, 제1도의 정면측에서 봐서 시계 방향의 종선회류(이하, 텀블류 (tumble)라 한다)를 발생 가능하게 한다. 한편, 배기 포트(14)에 대해서는, 통상의엔진과 동일하게 거의 수평 방향으로 형성되어 있지만, 경사진 하방을 향하여 대직경의 배기 가스 재순환(exhaust gas recirculation) 포트, 즉 EGR 포트(15)가 분기되어 있다.

도면 중, 부호(16)는 냉각수온 Tw을 검출하는 수온 센서이다. 또한, 부호(17)는 각 기통의 소정 크랭크 위치(예를 들면, 5°BTDC 및 75°BTDC)에서 크랭크 각신호(角信號) SGT를 출력하는 베인형의 크랭크각 센서이고, 이 크랭크각 센서(17)는 크랭크각 신호 SGT에 근거하여 엔진 회전 속도 Ne를 검출 가능하게 한다.

부호(19)는 점화 플러그(3)에 고전압을 출력하는 점화 코일이다. 또, 크랭크 샤프트의 절반의 회전수로 회전하는 캠 샤프트에는 기통 판별 신호 SGC를 출력하는 기통 판별 센서(도시하지 않음)가 설치되고, 이것에 의해, 상기 크랭크각 신호 SGT가 어떤 기통인지 판별이 가능하게 된다.

흡기 포트(13)에는, 서지 탱크(20)를 구비한 흡기 매니폴드(21)를 통해, 스로틀 바디(23), 흡입 공기량 보정 수단으로서 기능하는 스테퍼 모터식의 #1ABV(24:제 1 에어 바이패스 밸브), 에어 플로 센서(32) 및 에어 클리너(22)를 구비한 흡기관(25)이 접속되어 있다.

흡기관(25)에는, 스로틀 바디(23)를 우회하여 흡기 매니폴드(21)에 흡기를 행하는 대직경의 에어 바이패스 파이프(26)가 설치되어 있고, 그 관로에는 리니어솔레노이드식으로 대형 #2ABV(27: 제 2 에어 바이패스 밸브)가 설치되어 있다. 또,에어 바이패스 파이프(26)는 흡기관(25)에 준하는 유로 면적을 가지며, #2ABV(27)의 완전 개방시에는 엔진(1)의 저중속 영역에서 요구되는 양의 흡기가 가능하게 된다.

또한, 스로틀 바디(23)에는, 유로를 개폐하는 버터플라이식 스로틀 밸브(28)와 함께, 스로틀 밸브(28)의 개방도, 즉 스로틀 개방도 θth를 검출하는 스로틀 밸브 개방도 센서로서의 스로틀 포지션 센서(29: 이하, TPS라고 함)와, 스로틀 밸브(28)가 완전히 닫힌 상태를 검출하여 엔진(1)의 아이들링 상태를 검출하는 아이들 스위치(30: 아이들 상태 검출 수단)가 구비되어 있다. 또, 실제로는 TPS(29)로부터는, 스로틀 개방도 θth에 따른 스로틀 전압 Vth이 출력되며, 이 스로틀 전압 Vth에 근거하여 스로틀 개방도 θth가 인식된다.

상기 에어 플로 센서(32)는 흡입 공기량 Qa을 검출하는 것으로, 예를 들면,카르만 와식 플로 센서가 사용된다. 또, 흡입 공기량 Qa은 서지 탱크(20)에 부스트압 센서를 설치하고, 이 부스트압 센서에 의해 검출되는 흡기관 압력으로부터 구해도 된다.

한편, 배기 포트(14)에는 실제의 공연비(실제 A/F)를 검출 가능한 02 센서(40)가 설치된 배기 매니폴드(41)를 통해, 삼원 촉매(42)라든지 도시하지 않는 머플러(소음기: muffler) 등을 구비한 배기관(43)이 접속되어 있다. 또한, 상술한 EGR 포트(15)는 대직경의 EGR 파이프(44)를 통해, 흡기 매니폴드(21)의 상류에 접속되어 있고, 그 관로에는 스테퍼 모터식의 EGR 밸브(45)가 설치되어 있다.

연료 탱크(50)는 차량의 도시하지 않는 차체 후부에 설치되어 있다. 연료 탱크(50)에 저장된 연료는 전동식의 저압 연료 펌프(51)로 빨아 올려지고, 저압 피드파이프(52)를 통해 엔진(1) 측으로 공급된다. 저압 피드 파이프(52) 내의 연료압은리턴 파이프(53)의 관로에 장착된 제 1 연료압 레귤레이터(54)에 의해, 비교적 저압(저연료압)으로 압력 조절된다. 엔진(1)측으로 공급된 연료는 실린더 헤드(2)에설치된 고압 연료 펌프(55)에 의해, 고압 피드 파이프(56)와 딜리버리 파이프(57)를 통해, 각 연료 분사 밸브(4)로 공급된다.

고압 연료 펌프(55)는, 예를 들면 사판 액셜 피스톤식이며, 배기측 캠 샤프트(12) 또는 흡기측 캠 샤프트(11)에 의해 구동되고, 엔진(1)의 아이들 운전시에 있어서도 5 MPa 내지 7 MPa 이상의 연료압을 발생 시킬 수 있는 송유 능력을 갖고있다. 그리고, 딜리버리 파이프(57) 내의 연료압은 리턴 파이프(58)의 관로에 장착된 제 2 연료압 레귤레이터(59)에 의해, 비교적 고압(고연료압)으로 압력 조절된다.

도면 중, 도면 부호(60)는 제 2 연료압 레귤레이터(59)에 설치된 전자식 연료압 전환 밸브이다. 이 연료압 전환 밸브(60)는 온(ON) 상태에서 연료를 릴리프(re1ief)하고, 이것에 의하여 딜리버리 파이프(57) 내의 연료압을 저연료압으로 저하시키는 것이 가능하다. 또한, 도면 부호(61)는 고압 연료 펌프(55)의 윤활이라든지 냉각 등에 이용된 일부의 연료를 연료 탱크(50)로 환류시키는 리턴 파이프이다.

차량의 차실 내에는 입출력 장치, 제어 프로그램이라든지 제어 맵 등의 기억에 제공되는 기억 장치(ROM, RAM, BURAM 등), 중앙 처리 장치(CPU), 타이머 카운터등을 구비한 ECU(70: 전자 제어 유닛)가 설치되고, 이 ECU(70)에 의해서, 엔진(1)의 종합적인 제어가 실시된다.

ECU(70)의 입력측에는 상술한 각종 센서류 외에, 차속(V)을 검출하는 차속센서(72)가 접속되고, 이들 각종 센서류로부터의 검출 정보가 입력된다. ECU(70)는, 이 검출 정보에 근거하여, 연료 분사 모드를 비롯하여, 연료 분사량, 점화 시기, EGR 가스의 도입량 등을 결정하고, 연료 분사 밸브(4)나 점화 코일(19), EGR 밸브(45) 등을 구동 제어한다 또, ECU(70)의 입력측에는, 설명을 생략하지만, 상기 각종 센서류 외에, 도시하지 않는 다수의 스위치라든지 센서류가 접속되어 있고, 한편, 출력측에도 도시하지 않는 각종 경고등이라든지 기기류 등이 접속되어 있다 .

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 엔진(1)의 제어 장치의 작용, 즉 연소 제어의 개요에 대하여 설명한다.

엔진(1)이 냉기 상태에 있을 때에는, 운전자가 시동 키를 온 조작하면, ECU(70)는 저압 연료 펌프(51)와 연료압 전환 밸브(60)를 온으로 하고, 연료 분사밸브(4)에 저연료압의 연료를 공급한다.

운전자가 시동 키를 시동 조작하면, 도시하지 않는 스타터에 의해 엔진(1)이크랭킹되며, 동시에 ECU(70)에 의해 연소 제어가 개시된다. 이 시점에서는 ECU(70)는 전기 분사 모드(즉, 흡기 행정 분사 모드)를 선택하고, 비교적 리치한 공연비가되도록 연료를 분사한다. 이것은 냉기시에는 연료의 기화율이 낮기 때문에, 후기 분사 모드(즉, 압축 행정 분사 모드)에서 분사를 행하면, 실화(失火)라든지 미연소연료(HC)의 배출을 피할 수 없는 사실에 근거하고 있다. 또한, ECU(70)는 이러한 시동시에는 #2ABV(27)를 폐쇄한다. 따라서, 이 경우, 연소실(5)로의 흡기는 스로틀밸브(28)의 틈이라든지 #1ABV(24)를 통해 행해진다. 또, #1ABV(24)와 #2ABV(27)는 ECU(70)에 의해 일원(一元) 관리되며, 스로틀 밸브(28)를 우회하는 흡입 공기(바이패스 에어)의 필요 도입량에 따라 각각의 개방 밸브량이 결정된다.

이렇게 하여 엔진(1)의 시동이 완료되고, 엔진(1)이 아이들 운전을 개시하면, 고압 연료 펌프(55)가 정격 토출 작동을 시작하게 되고, ECU(70)는 연료압 전환 밸브(60)를 오프로 하여 연료 분사 밸브(4)에 고압의 연료를 공급한다. 이 때,요구되는 연료 분사량은, 딜리버리 파이프(57)에 설치된 도시하지 않는 연료압 센서에 의해 검출되는 연료압이나, 제 2 연료압 레귤레이터(59)에 의해 압력 조절된연료압과 연료 분사 밸브(4)의 밸브 개방 시간, 즉 연료 분사 시간으로부터 얻어진다.

그리고, 냉각수온 Tw가 소정치로 상승할 때까지는, ECU(70)는 시동시와 동일하게 전기 분사 모드를 선택하여 리치 공연비가 되도록 연료를 분사하는 동시에, #2ABV(27)를 계속하여 폐쇄 상태로 한다.

엔진(1)이 난기 상태가 되면, ECU(70)는 TPS(29)로부터의 스로틀 전압 Vth에근거하는 스로틀 개방도 정보 θth로부터 얻은 목표 평균 유효압(Pe: target mean effective pressure), 혹은 에어 플로 센서(32)로부터의 흡입 공기량 Qa에 근거하여 산출되는 체적 효율 Ev과 엔진 회전 속도 Ne에 근거하여, 제2도에 나타내는 연료 분사 제어맵으로부터 연료 분사 모드 영역을 검색한다. 이것에 의해, 연료 분사 모드가 설정된다. 그리고, 이 연료 분사 모드에 따라서 연료 분사량이 결정되며, 연료 분사 밸브(4)가 구동 제어된다. 또한, 동시에 #2ABV(27)나 EGR.밸브(45)의 개폐 제어 등도 행해진다.

예를 들면, 아이들 운전시라든지 저속 주행시와 같이 엔진(1)이 저부하 ·저회전 영역에 있을 때에는, 제2도에 근거하여 연료 분사 모드는 후기 분사 린 모드가 되며, 압축 행정에서 연료 분사가 실시되는 동시에, 목표 평균 유효압 Pe에 근거하여, 린한 목표 공연비, 즉 목표 A/F(target A/F: 예를 들면, A/F = 30 내지 40 정도)가 되도록 연료 분사량이 결정된다. 동시에 점화 시기 Sa, EGR량 Legr이 설정되며, 이것에 의해 양호한 연소 제어가 행해진다.

또, 후기 분사 린 모드에서의 연소에 대하여 더욱 자세히 설명하면, 이 원통내 분사형 엔진(1)에는, 상술한 바와 같이, 피스톤(7)의 상면에 캐비티(8)가 형성되어 있다. 이 사실로부터, 흡기 포트(13)로부터 유입된 흡기류가 캐비티(8)를 따라서 상기 텀블류를 형성하기 때문에, 연료 분사 밸브(4)로부터 분사된 연료와 흡입 공기의 혼합 기체, 즉 연료 분무(噴霧)는, 점화 플러그(3) 부근에 양호하게 집약된다. 그 결과, 점화 시점에서 점화 플러그(3)의 주위에는 이론 공연비 AFS에 가까운 혼합 기체가 항상 층상으로 형성된다. 따라서, 이 후기 분사 모드에서는 전체로서 린 공연비라도 양호한 착화성이 확보된다.

또한, 예를 들면, 정속 주행시와 같이 엔진(1)이 중부하영역에 있을 때는, 제2도에 근거하여 연료 분사 모드는 전기 분사 린 모드(early injection 1ean mode) 혹은 스토이키오 피드백 모드(stoichiometric feedback mode)가 된다. 이들 전기 분사 린 모드, 스토이키오 피드백 모드에서는, 연료 분사는 흡기 행정에서 실시된다.

전기 분사 린 모드에서는, 목표 A/F는 목표 평균 유효압 Pe를 대신하여, 상기 체적 효율 Ev에 근거하여, 린(lean)한 목표 A/F(예를 들면, A/F = 20 내지 23 정도)가 되도록 연료 분사량이 결정된다. 동시에 체적 효율 Ev에 근거하여 점화 시기 Sa, EGR량 legr이 설정되며, 이것에 의해 양호한 연소 제어가 행해진다.

한편, 스토이키오 피드백 모드에서는 체적 효율 Ev에 근거하여 점화 시기 Sa, EGR량 legr이 설정되지만, 이 경우에는, 02 센서(40)의 출력 전압에 따라서 공연비 피드백 제어가 행해지며, 목표 A/F에 대해서는 이론 공연비 AFS가 되도록 제어된다.

또한, 예를 들면, 급가속시라든지 고속 주행시와 같이 엔진(1)이 고부하 영역에 있을 때는, 제2도에 근거하여 연료 분사 모드는 오픈 루프 모드(open loop mode)가 되며, 이 경우에는 전기 분사 모드가 선택되어 연료 분사가 흡기 행정에서행해지는 동시에, 상기와 같이 체적 효율 Ev에 근거하여 비교적 리치한 공연비가 되도록 목표 A/F가 설정된다. 그리고, 또한 점화 시기 Sa, EGR량 legr이 설정되며,양호한 연소 제어가 행해진다.

또, 중고속 주행 중의 타행(惰行) 운전시 등에는, 연료 분사 모드는 제2도 중에 나타낸 바와 같이 연료 커트 모드(fuel cut mode)가 되고, 이 경우에는, 연료분사는 정지된다. 이 연료 커트는, 엔진 회전 속도 Ne가 복귀 회전 속도보다 저하한 경우라든지, 운전자가 액셀러레이터 페달을 밟는 경우에는 즉각 중지된다.

그런데, 엔진(1)이 아이들 운전 상태일 때는, 아이들 운전의 안정화를 도모하기 위해서, 에어 컨디셔너 등의 보기류의 부하의 증감 등에 따라, 흡기관 분사형엔진의 경우와 동일하게 하여 아이들 회전 속도의 제어를 행할 필요가 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 엔진(1)이 난기중이고, 연료 분사 모드가 전기 분사 모드인경우에는, 흡기 행정에서 연료가 분사되기 때문에, 흡기관 분사형 엔진일 때와 동일하게 하여 아이들 회전 속도의 제어를 행할 수 있다.

결국, 에어컨디셔너 등의 보기류의 외부 부하의 입력이 있었던 경우에는 엔진 회전 속도 Ne의 저하를 방지하는 ECU(70)에서, 현재의 실제 엔진 회전 속도 Ne(이하, 실제 Ne라고 한다) 보다도 높은 회전 속도의 목표 엔진 회전 속도 Ne(이하,목표 Ne라고 한다)가 설정되며, 이 실제 Ne와 목표 Ne의 회전 속도 편차(후술하는△Ne')를 보충하는, 전기 분사 모드에서는, 회전 속도 편차에 따라서, 주로 #1ABV(24)의 개방도 제어, 즉 밸브 위치 제어를 행하여 흡입 공기량을 보정한다. 또한, 보다 양호하게 아이들 회전 속도를 안정화하는 응답성 좋고 엔진 출력을 증감 가능한 점화 시기의 진각 보정 혹은 지각 보정을 외부 부하의 입력 또는 해제 직후에 일시적으로 행하도록 한다. 이것에 의해, 통상 흡입 공기량의 증감 보정에서는 흡입 지연이 있어 제어 응답성이 나쁘지만, 점화 시기 보정을 첨가함으로써 신속하게 아이들 회전 속도, 즉 실제 Ne를 목표 Ne에 추종시키고, 외부 부하 입력에 관계되지 않고 양호한 아이들 운전 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 엔진(1)이 난기 상태가 되고, 연료 분사 모드가 후기 분사 모드인 경우에도, 외부 부하의 입력 등에 의해 엔진 회전 속도 Ne의 변동이 예측되어 목표 Ne가 설정되는 경우에는, 상기와 동일하게 하여, 주로 #1ABV(24)의 밸브 위치 제어를 행하고 흡입 공기량을 보정하면 된다. 그러나, 후기 분사 모드인 경우에는, 상술한 바와 같이, 연료 분무가 점화 플러그(3) 부근에 양호하게 집약되었을 때 점화가 행해지도록 되고, 이것에 의해 양호한 연소가 실현된다(MBT 설정). 따라서, 후기 분사 모드에 있어서 점화 시기 보정을 과도하게 행하면 연소 악화로 연결될 우려가 있으므로, 후기 분사 모드에서 외부 부하의 입력 또는 해제에 대응하여 점화시기 보정을 행하는 것은 곤란하게 된다.

이러한 사실에서, 연료 분사 모드가 후기 분사 모드인 경우에는, 외부 부하가 입력되었을 때 아이들 회전 속도를 응답성이 좋게 제어할 수 없게 되지만, 한편으로, 후기 분사 모드시에는 연료 분사량을 조절하면 극히 응답성이 좋게 엔진 출력, 즉 엔진 회전 속도 Ne를 제어하는 것이 가능하다. 연료를 직접 원통 내에 분사함으로써, 공급된 연료가 모두 연소하기 때문에, 응답성 및 정밀도가 좋은 엔진 출력 제어가 가능하다. 따라서, 후기 분사 모드에서는 점화 시기 보정 대신에 연료 분사량을 보정함으로써, 응답성이 좋게 아이들 회전 속도를 제어하고 있다. 이하,후기 분사 모드에서의 아이들 회전 속도 제어 순서에 대하여 설명한다.

제3도 내지 제5도를 참조하면, 엔진(1)이 난기 상태가 되고, 연료 분사 모드가 후기 분사 모드의 경우, 아이들 회전 속도 보정 제어 루틴의 흐름도가 나타나 있다(아이들 회전 속도 제어 수단). 제3도과 제4도가 연료 분사량의 보정량을 단주기(1회 연료 분사마다)로 갱신하면서 응답성 좋게 아이들 회전 속도를 보정 제어 가능한 아이들 회전 단주기 보정(idle speed short period correction) 루틴, 즉 연료 보정 제어의 흐름도이고(연료 분사량 보정 수단), 제5도가, #1ABV(24)의 밸브 위치 제어를 행함으로써 흡입 공기량의 보정하는 아이들 회전 장주기 보정(idle speed long period correction) 루틴, 즉 흡기 보정 제어의 흐름도이다(흡입 공기략 보정 수단). 여기에, 흡기 보정을 아이들 회전 장주기 보정으로 하고 있는 것은 흡입 공기량은 증량, 감량하는데 응답 지연이 있기 때문에, 연료 분사량과 동일 주기로 보정을 행하면 흡입 공기량이 발산할 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 흡입 공기량의 보정량에 대해서는 상기 연료 분사량의 보정량보다도 긴 주기로 갱신하여 보정을 실시한다. 이하, 제3도 내지 제5도에 근거하여, 후기 분사 모드시의 연료 분사량의 보정(이하, 연료 보정이라고 한다) 및 #1ABV(24)의 밸브 위치 제어에 의한 흡입 공기량의 보정(이하, 흡기 보정라고 한다)에 대하여 각각 설명한다.

먼저 연료 보정에 대해 설명한다.

이 연료 보정에서는, 에어컨디셔너 등의 보기류의 외부 부하 입력에 의한 부하 보정(제3도의 스텝 S22 참조), 이 부하 보정에 의해서 변화하는 실제 Ne의 변화율 dNe/dt에 의한 dNe/dt 보정(제3도의 스텝 S14 참조) 및 실제 Ne와 평균 엔진 회전 속도(이하, 평균 Ne라고 한다)의 엔진 회전 속도 편차 △Ne에 의한 Ne 편차 보정(제3도의 스텝 S18 참조)에 근거하여 연료량의 보정을 행한다. 상세하게는 부하보정, dNe/dt 보정, Ne 편차 보정의 각 보정마다 보정치 KFLS, Knfb, Kfl(n)을 설정하도록 하고, 이들 각 보정치의 총계치인 연료 보정치 KFL에 근거하여 연료 분사량을 보정하도록 한다. 이것에 의해, 실제 Ne가 응답성이 좋게 목표 Ne에 추종하고, 아이들 회전 속도가 적절하게 제어된다.

제6도를 참조하면, 후기 분사 모드시에 외부 부하가 입력되었을 때의 실제 Ne, 평균 Ne 및 목표 Ne의 시간 변화는 제6(a)도에 도시되어 있고, 또한, 이 때의 외부 부하 입력에 따른 외부 부하 보정치 Kfl(n)의 시간 변화는 제6(b)도에, 엔진 회전 속도 편차 △Ne에 따른 Ne 편차 보정치 Knfb의 시간 변화는 제6(c)도에, 변화율 dNe/dt에 따른 dNe/dt 보정치 KFLS의 시간 변화는 제6(d)도에, 이들 각 보정치히 총계치, 즉 연료 보정치 KFL의 시간 변화는 제6(e)도에 도시되어 있으며, 여기에서는, 제6(a)도 내지 제6(f)도를 참조하여 연료 보정에 대하여 설명한다. 또, 제6(f)도는 흡기 보정에 관한 것으로 후술한다.

우선, 제3도의 스텝 S10에서는, 연료 분사 모드가 후기 분사 모드인지 아닌지를 판별한다. 판별 결과가 아니오(No)로 후기 분사 모드가 아닌 경우에는, 아무 것도 하지 않고서 해당 루틴이 빠진다. 한편, 판별 결과가 예(Yes)인 경우에는, 다음 스텝 S12으로 진행한다.

스텝 S12에서는 아이들 조건이 성립하고, 엔진(1)이 아이들 운전 상태에 있는지 아닌지를 판별한다. 여기에서는, 차량이 정지 상태이고 또한 아이들 스위치(30)가 온 상태에서 스로틀 밸브(28)가 완전 폐쇄 상태로 되어 있는지 아닌지를 판별한다. 차량이 정지하고 있는지의 여부는 차속 센서(72)로부터의 차속 정보 V가 0 km/h 인지 아닌지로써 판별한다.

스텝 S12의 판별 결과가 아니오인 경우에는, 아무것도 하지 않고서 해당 루틴이 빠진다. 한편, 스텝 S12의 판별 결과가 예인 경우에는, 엔진(1)이 아이들 운전 상태에 있다고 판정되고, 다음 스텝 S14으로 진행한다.

스텝 S14에서는, 최초에 dNe/dt 보정을 행한다. 즉, 상술한 바와 같이, 실제 Ne의 변화율 dNe/dt에 따른 dNe/dt 보정치 KFLS를 산출한다.

여기에서는, 먼저, 다음 수학식 1에서 변화율 dNe/dt를 산출한다.

[수학식 1]

dNe/dt = Ne(n) - Ne(n - 1)

여기에, Ne(n)은 현재의 실제 Ne이고, Ne(n - 1)은 단위 시간 전의 실제 Ne이다. 그리고, 다음의 수학식 2로부터 dNe/dt 보정치 KFLS를 산출한다.

[수학식 2]

KFLS = 1.0 + XFIDL · dNe/dt

여기에서, XFIDL은 dNe/dt 보정을 위해 미리 설정된 계수이다.

이렇게 하여 dNe/dt 보정치 KFLS가 산출되지만, 이 dNe/ dt 보정치 KFLS에 근거하는 dNe/dt 보정은, 미소한 엔진 회전 속도 변화에 대하여 유효한 것이다.

즉, 제6(a)도에 나타낸 바와 같이, 실제 Ne는 미소하게 변동하고 있지만, dNe/dt 보정치 KFLS는 제6(d)도에 나타낸 바와 같이, 이 실제 Ne의 미소 변동에 따라서 이것을 없애도록 기준치 1.0 부근에서 미소 변동하고 있다. 이로 인해, 연료 분사량이 항상 신속하게 보정되며, 실제 Ne의 미소 변동이 조장되어 증대하는 일 없이 적절하게 억제되는 것이다.

dNe/dt 보정치 KFLS가 산출되면, 다음에 스텝 S16에서, 현시점에서 부하 변화 등이 없고 엔진 회전 속도 Ne 피드백(Ne-F/B)중인지의 여부를 판별한다. 판별 결과가 예이고 현재 Ne-F/B 중이라고 판정되는 경우에는, 다음에 스텝 S18로 진행한다 .

스텝 S18에서는 Ne 편차 보정을 행한다. 즉, 상술한 바와 같이, 엔진 회전 속도 편차 △Ne에 따른 Ne 편차 보정치 Knfb를 산출한다.

여기에서는, 제4도에 나타내는 Ne 편차 보정치 Knfb 산출 루틴이 실행된다.

제4도 중의 스텝 S40에서는, 우선, 실제 Ne와 평균 Ne와의 회전 속도 편차 △Ne를 다음 수학식 3으로부터 구한다.

[수학식 3]

△Ne = 실제 Ne - 평균 Ne

또, 평균 Ne는 다음 수학식 4로부터 산출된다.

[수학식 4]

평균 Ne = 평균 Ne(n) = 평균 Ne(n - 1) · (1 - K) + 실제 Ne · K

여기에서, 평균 Ne(n)가 현재의 평균 Ne를 나타내고, 평균 Ne(n - 1)이 전회에 산출된 평균 Ne를 나타낸다. 또한, K는 계수이다(K < 1).

다음의 스텝 S42에서는, 회전 속도 편차 △Ne에 근거하는 Ne 편차 보정치 Knfb 중 비례 보정 성분 Knfbp를 다음 수학식 5로부터 구한다.

[수학식 5]

Knfbp = Xnfbp · △Ne

여기에서, X nfbp는, 비례 보정 성분 Knfbp에 의한 보정을 위해 미리 설정된계수이다.

그리고, 다음에, 스텝 S44에서, 회전 속도 편차 △Ne에 근거하는 Ne 편차 보정치 Knfb 중 적분 보정 성분 Knfbi(n)을 다음 수학식 6으로부터 구한다.

[수학식 6]

Knfbi(n) = Knfbi(n - 1) + Xnfbi · △Ne

여기에서, Xnfbi는 적분 보정 성분 Knfbi(n)에 의한 보정을 위해 미리 설정된 계수이다.

그리고, 이들 비례 보정 성분 Knfbp과 적분 보정 성분 Knfbi(n)에 근거하여,스텝 S46에서, 다음 수학식 7로부터 Ne 편차 보정치 Knfb를 구한다.

[수학식 7]

Knfb = Knfbp + Knfbi(n)

이렇게 하여 산출된 Ne 편차 보정치 Knfb는 외부 부하가 입력되면, 기준치인 0값 부근에서, 예를 들면, 제6(c)도에 나타낸 바와 같이 변화한다.

이 Ne 편차 보정은, 실제 Ne가 크게 변동한 경우에 신속하게 원래의 적정한 아이들 회전 속도로 복귀시킬 수 있는 효과를 지나고 있다.

또, 여기에서는, 실제 Ne와 평균 Ne의 회전 속도 편차 △Ne에 근거하여 Ne 편차 보정치 Knfb를 구하도록 하였지만, 후술하는 실제 Ne와 목표 Ne의 회전 속도편차 △Ne'에 근거하여 Ne 편차 보정치 Knfb를 구해도 거의 같은 결과가 얻어진다.

한편, 제3도로 되돌아가서, 스텝 S16의 판별 결과가 아니오인 경우, 결국, 외부 부하 입력 등이 있어 부하가 변화하고, 현재 Ne-F/B 중이 아닌 경우에는, 스텝 S20으로 진행하고, Ne 편차 보정치 Knfb를 기준값 0으로 설정한다. 즉, Ne-F/B중이 아닌 경우에는, 목표 Ne가 변화하고 있기 때문에, 엔진 회전 속도 편차 △Ne에 따른 보정을 행할 필요는 없는 것이다.

Ne 편차 보정치 Knfb가 설정되면, 다음에 스텝 S22로 진행한다.

스텝 S22에서는 부하 보정을 행한다. 즉, 상술한 바와 같이, 외부 부하의 입력에 따른 외부 부하 보정치 Kfl(n)를 산출한다.

여기에서, 외부 부하에 대하여 서술하면, 외부 부하를 발생하는 보기류에는,상기 에어 컨디셔너 외에, 파워 스티어링, 교류기(alternator) 등이 있다. 따라서,이 온(ON) 신호에 따라서 외부 부하가 입력되어 목표 Ne가 증가하고, 한편, 증가한목표 Ne는 오프(OFF) 신호에 따라서 외부 부하 입력이 해제되어 감소하게 된다.

또, 자동 변속기의 D 레인지(D range)와 N 레인지(neutral range)의 전환에 의해서도 외부 부하는 발생한다.

외부 부하 보정치 Kfl(n)은, 다음 수학식 8, 수학식 9로부터 산출된다.

[수학식 8]

Kfl(1) = Kflc

[수학식 9]

Kfl(n) = Kfl(n - 1) ·Kflt

여기에서, Kflc는 외부 부하 입력마다 미리 설정된 보정 초기값이고, Kflt는 테일링 계수(tailing coefficient)이다(Kflt < 1.0).

결국, 외부 부하 입력이 있는 경우에는, 외부 부하 보정치 Kfl(n)은, 제6(b)도에 나타낸 바와 같이, 일단, 보정 초기값 Kflc이 되고, 그 후 시간 경과와 함께 테일링 계수 Kflt(< 1.0)에 의해서 감소하게 된다.

이상과 같이, dNe/dt 보정치 KFLS, Ne 편차 보정치 Knfb, 외부 부하 보정치 Kfl(n)가 설정되면, 이들 각 보정치는 다음의 스텝 S24에서, 다음 수학식 10에 의해 가산되며, 최종적으로 연료 보정치(총계치) KFL이 구해진다.

[수학식 10]

KFL = KFLS + Knfb + Kfl(n)

다음의 스텝 S26에서는, 연료 보정치 KFL의 절대값이 소정의 클립치(KCLP: clip value) 이하인지의 여부를 판별한다. 이와 같이 클립치 KCLP를 설정하는 것은연료 보정치 KFL이 양 또는 음측으로 너무 커서 연료량이 지나치게 면화하고, 실제의 공연비, 즉 실제 A/F가 지나치게 리치화(rich 化)하거나 린(lean)화하여 연소 상태가 오히려 악화되는 것을 방지하기 위해서이다.

스텝 S26의 판별 결과가 예이고, 연료 보정치 KFL의 절대값이 소정의 클립치 KCLP 이하(｜KFL｜≤ KCLP) 인 경우에는, 스텝 S30으로 진행하고, 연료 보정치 KFL을 그대로 유지한다(KFL = KFL). 한편, 스텝 S26의 판별 결과가 아니오이고, 연료보정치 KFL의 절대값이 클립치 KCLP를 초과하는 경우에는(｜KFL｜> KCLP), 연소 상태가 악화되는 것이 예측되며, 다음에, 스텝 S28로 진행하고, 연료 보정치 KFL의 절대값을 클립치 KCLP로 설정한다(｜KFL｜ = KCLP).

이와 같이, 연료 보정치 KFL가 설정되면, 이 연료 보정치 KFL에 근거하여, ECU(70)에서 연료 분사 시간이 보정된다. 실제는, 연료 분사 시간에 연료 보정치 KFL가 적산되어 연료 분사 시간이 보정된다. 이것에 의해, 연료 분사 밸브(4)로부터 분사되는 연료 분사량이 적정하게 조절된다.

그리고, 이 아이들 회전 단주기 보정 루틴이 반복 실행됨으로써, 해당 루틴의 실행 주기마다 짧은 주기로 연료 보정치 KFL가, 제6(e)도에 나타낸 바와 같이 양호하게 계속 갱신되어, 이 결과, 제6(a)도에 나타낸 바와 같이, 실제 Ne가 응답성 좋게 목표 Ne에 추종하게 된다. 그로 인해, 외부 부하 입력 등이 있는 경우라도 외부 부하 입력에 따른 아이들 회전 속도가 신속하게 확보된다.

그런데, 상술한 바와 같이, 연료 보정치 KFL는 dNe/dt 보정치 KFLS, Ne 편차 보정치 Knfb, 외부 부하 보정치 KFL(n)의 합으로 설정된다. 그러므로, 연료 보정치 KFL은 제6(e)도에 나타낸 바와 같이, 실제 Ne가 목표 Ne에 근접함에 따라 그 기울기는 완만한 것으로 된다. 즉, 외부 부하 보정치 Kfl(n)를 보정 초기값 Kflc로 함에 따라 일단 크게 증량된 연료량은 외부 부하 보정치 Kfl(n)의 테일링에 더하여, 시간경과와 동시에 Ne 편차 보정치 Knfb에 의해서 더욱 감소되고, 이것에 의해, 완만한 감소 커브를 갖고 증량 전의 상태로 되돌아가게 된다. 따라서, 해당 연료 보정치 KFL를 사용하도록 함으로써, 실제 Ne는 크고 오버슈트 혹은 언더슈트되지 않고 양호하게 목표 Ne에 수속(收束)하게 된다.

다음에 흡기 보정에 대하여 설명한다.

제5도의 스텝 S50에서는 상기 연료 보정의 경우와 동일하게 하여, 연료 분사모드가 후기 분사 모드인지 아닌지를 판별한다. 그리고, 스텝 S52에서는, 역시 동일하게 하여, 아이들 운전 조건이 성립하고 있는지의 여부를 판별한다.

스텝 S50, 스텝 S52의 판별 결과가 모두 예인 경우에는, 다음에 스텝 S54로진행한다.

스텝 S54에서는, 상기 제3도 중의 스텝 S16과 동일하게 하여, 현재 Ne-F/B 중인지 아닌지를 판별한다. 판별 결과가 예이고, 부하 변화 등이 없고 현재 Ne-F/B중이라고 판정된 경우, 다음 스텝 S56으로 진행한다.

스텝 S56에서는 다음 수학식 11로부터 실제 Ne와 목표 Ne의 회전 속도 편차

△Ne'를 산출한다.

[수학식 11]

△Ne'= 실제 Ne - 목표 Ne

스텝 S58에서는, 다음 스텝 S62에서 초기값 N이 되는 타이머 TM의 값이 0인지의 여부를 판별한다.

스텝 S54의 판별 결과가 참이라고 판정된 직후에는, 후술하는 바와 같이, 타이머 TM의 값은 초기값 0으로 되어 있기 때문에, 이 때는, 판별 결과는 예이고, 다음 스텝 S62로 진행한다.

스텝 S62에서는 타이머 TM을 값 N으로 한다. 이 값 N은, 소정 시간 ta(예를들면, 1 sec)에 대응하는 값이다. 상세하게는 해당 루틴의 실행 주기 Tc와 값 N의곱이 소정 시간 ta(예를 들면, 1 sec)가 되도록 하여 값 N은 설정되어 있다(Tc · N = ta).

그리고, 다음 스텝 S64에서는, #1ABV(24)의 밸브 위치 Pobj의 보정을 다음 수학식 12에 근거하여 행한다.

[수학식 12]

Pobj = Pobj + P(△Ne')

여기에, P(△Ne')가 밸브 위치 Pobj의 보정치이고, 이 보정치 P(△Ne')는 상기 △Ne'에 따라서 설정되는 것이다.

해당 루틴이 반복 실행되어, 다음 번 스텝 S58이 실행되었을 때에는, 타이머 TM은 값 0이 아니고, 그 판별 결과는 아니오가 된다. 이 경우에는 다음에 스텝 S60으로 진행하고, 타이머 TM을 카운트 다운한다(TM = TM - 1).

그리고, 스텝 S60에서의 카운트 다운이 진행하여 타이머 TM의 값이 0이 되면, 다시 스텝 S62를 거쳐서 스텝 S64가 실행된다.

즉, 이 스텝 S64에서의 밸브 위치 Pobj의 보정치 P(△Ne')에 근거하는 흡기보정은, 타이머 TM이 카운트 다운되어 값 0이 될 때마다, 즉 비교적 장주기인 주기 ta마다 행해진다. 따라서, 밸브 위치 Pobj는 제6(f)도에 나타낸 바와 같이, 외부 부하 입력이 있어 부하가 변화하고 있는 동안을 제외하고, 주기 ta마다 계단 모양으로 보정되어 최종적으로 목표 Ne에 따른 적정한 것으로 된다.

한편, 앞의 스텝 S54의 판별 결과가 아니오이고, 아이들 회전 속도 제어가 Ne-F/B 중이 아니라고 판정된 경우에는, 다음에 스텝 S66으로 진행한다.

스텝 S66에서는, #1ABV(24)의 밸브 위치 Pobj를 다음 수학식 13으로부터 산출한다.

[수학식 13]

Pobj = PK + PL

여기에, PK는 목표 Ne에 대응한 #1ABV(24)의 기준 밸브 위치이고, PL은 여기에서는 상세한 설명을 생략하지만, 아이들 안정화를 위한 학습 제어에 근거하여 설정되는 학습치 이다.

즉, 아이들 회전 속도 제어가 Ne-F/B 중이 아닌 경우에는, #1ABV(24)의 위치 Pobj는 기준밸브 위치 PK와 학습치 PL에 근거한 값이 되며, 이것에 의해, 아이들 회전 속도는 학습치 PL에 근거하여 안정한 상태로 유지된다.

제6(f)도 중에는, 외부 부하 입력이 있는 경우, 즉 Ne-F/B 중이 아닌 경우의 밸브 위치 Pobj 변화에 대하여 나타내고 있지만, 이와 같이 현재 Ne-F/B 중이 아닌경우에는, 밸브 위치 Pobj는, 상기 수학식 13에 근거하여, 예를 들면 외부 부하 입력에 따른 양만 증가된 후 거의 일정하게 유지된다.

스텝 S66이 실행되면, 스텝 S68에서, 다음 번 아이들 회전 속도 제어가 Ne-F/B 중이라고 판정되었을 때의 준비로서 상기 타이머 TM을 초기값 0으로 리세트 한다 .

이상과 같이, 연료 보정과 흡기 보정이 행해지지만, 여기에서, 연료 보정과흡기 보정의 관계에 대하여 설명한다.

상술한 바와 같이, 예를 들면 외부 부하 입력이 있을 때에는 우선 연료 보정치 KFL에 근거하여 연료 보정이 행해지며, 이 연료 보정치 KFL은 제6(e)도에 나타낸 바와 같이 서서히 감소되고, 이것에 의해 연료 보정은 종료를 향하게 된다. 그리고, 제6(f)도로부터 명백한 바와 같이, 연료 보정치 KFL가 감소하는 한편, 밸브 위치 Pobj에 의한 흡기 보정이 응답 지연을 수반하여 실시된다. 즉, 흡기 보정은 연료 보정을 뒤쫓아가는 모양으로 이것을 이어서 실시되는 것이다.

이것에 의해, 연료 보정이 종료한 시점에서, 실제 Ne는 목표 Ne까지 변화되고 있지만, 이 실제 Ne는 연료 보정과 흡기 보정의 실시에 의해서 엔진 출력이 거의 일정하게 확보됨으로써, 양호하게 목표 Ne로 유지되는 것이다. 따라서, 아이들운전 중에 외부 부하 입력이 있는 경우라도, 아이들 회전 속도는, 응답성 좋게 외부 부하 입력에 따른 것이 되며, 또한, 고르지 못한 회전이 없이 안정한 상태로 유지된다.

그런데, 상기 제5도중의 스텝 S64에서는 밸브 위치 Pobj를 보정치 P(△Ne'),즉 실제 Ne와 목표 Ne의 회전 속도 편차 △Ne'에 따른 보정치를 사용하여 주기 ta마다 갱신하도록 하였지만, 이 보정치를 상기 연료 보정치 KFL에 따라서 설정되는보정치 P(KFL)로 해도 좋다.

제7도를 참조하면, 보정치 P(KFL)로 한 경우의 연료 보정치 KFL과 #1ABV(24)의 위치 Pobj의 대응 관계를 모식적으로 나타내고 있지만, 결국, 연료 보정치 KFL에 의한 보정이 있는 경우, 이령게 주기 ta(예를 들면, 1 sec)마다 연료 보정치 KFL의 변화량에 따른 분(分)만 보정치 P(KFL)을 단계적으로 변화시키도록 해도 된다. 여기에서는, 보정치 P(KFL)은 예를 들면, 연료 보정치 KFL의 3 %의 변화량이 보정치 P(KFL)의 1 단계 변화에 상당하도록 설정된다(보정 치환 수단).

이와 같이, 연료 보정치 KFL의 변화량에 따른 보정치 P(KFL)를 사용함으로써, 연료 보정과 흡기 보정이 상호 밀접한 관계를 가지게 되며, 이것에 의해, 아이들 회전 속도 제어가 보다 양호하게 된다. 즉, 흡기 보정이 보정치 P(△Ne')에 근거하여 행해지는 경우에는, 연료 보정과는 거의 독립적으로 흡기 보정이 헹해지지만, #1ABV(24)의 위치 Pobj가 연료 보정치 KFL의 변화량에 따라서 설정됨으로써, 연료 보정에 의한 보정량을 흡기 보정에 의한 보정량에 적합하게 치환할 수 있으므로, 안정한 공연비(空燃比)에서 연소가 실현되어, 아이들 회전 속도가 보다 안정하게 된다.

이상, 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연엔진의 제어 장치에서는, 연료 분사 모드가 후기 분사 모드로 되어 있을 때에 아이들 운전 상태로 된 경우에 있어서, 예를 들면, 에어 컨디셔너의 작동 또는 작동 정지에 의해 외부 부하가 입력 또는 해제되었을 때는, 아이들 회전 속도가 저하하거나 상승하지 않도록 목표 Ne가 설정되지만, 이 목표 Ne와 실제 Ne의 회전 속도 편차 △Ne'를 보충하는, 응답성이 지연된 #1ABV(24)에 의한 흡기 보정에 부가하여, 단주기로 응답성이 양호하게 실시 가능한 연료 보정을 병행하도록 한다. 따라서, 아이들 운전시에 외부 부하 입력 등이 있었던 경우라도, 실제 Ne를 매우 신속하게또한 양호하게 목표 Ne에 추종시키도록 할 수 있고, 고르지 못한 회전없이 안정한 아이들 회전 속도를 유지할 수 있다. 이 사실에서, 통상의 아이들 회전 속도를 낮게 억제하여, 연비 향상 등을 도모하는 것도 가능하다.

또한, 여기에서는, 연료 보정을 행하는 연료 보정치 KFL을 dNe/dt 보정치 KFLS, Ne 편차 보정치 Knfb, 외부 부하 보정치 Kfl(n)의 총계에 근거하여 설정한다. 따라서, 외부 부하 보정치 Kfl(n)을 편차 보정치 Knfb라든지 dNe/dt 보정치 KFLS로 조정하도록 하여, 연료 보정치 KFL을 제6(e)도에 나타내는 바와 같은 완만한 감소 곡선으로 할 수 있으며, 이것에 의해, 목표 Ne에 대한 실제 Ne의 오버슈트라든지 언더슈트를 적절하게 방지할 수 있으며, 아이들 회전 속도를 보다 안정하게할 수 있다.

또한, 예를 들면 연료 보정이 실시된 경우에, 흡기 보정의 보정량, 즉 #1ABV(24)의 밸브 위치 Pobj의 보정량을 연료 보정시에 사용하는 연료 보정치 KFL에 따른 보정치 P(KFL)로 함으로써, 연료 보정에 의한 보정량을 흡기 보정에 의한보정량으로 양호하게 치환할 수 있으므로, 안정한 공연비에서 연소를 가능하게 하여 아이들 회전 속도를 보다 안정하게 할 수 있다. 이와 같이 안정한 공연비로 아이들 회전 속도를 제어할 수 있게 되면, 후기 분사 모드에서, 연소 악화를 억제할 수 있고, 실화(失火)라든지 미연소 가스 배출 등의 나쁜 상황을 미연에 방지할 수있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 후기 분사 모드에 있어서, 주로 외부 부하가 입력된 경우의 아이들 회전 속도 제어(엔진 회전 속도 제어)에 대하여 설명하였지만,외부 부하 입력이 해제된 경우에도, 역시 동일하게 하여 실제 Ne는 양호하게 목표 Ne에 추종하고, 안정한 아이들 회전 속도(엔진 회전 속도 Ne)가 유지된다. 이 경우에는, 외부 부하 입력이 있는 경우와 다르고, 연료 분사량은 감소되는 측으로 보정된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 주로 아이들 회전 속도 제어에 있어서, dNe/dt보정치 KFLS, Ne 편차 보정치 Knfb, 외부 부하 보정치 Kfl(n)의 총계치를 연료 보정치 KFL로서 연료 보정을 행하도록 하였지만, 결국, dNe/dt보정, Ne 편차 보정, 외부 부하 보정의 전부에 따라서 연료 보정을 행하도록 하였지만, 엔진 회전 속도 Ne의 변동시에, dNe/dt 보정, Ne 편차 보정, 외부 부하 보정의 어느 하나를 행하도록 하는 것만으로도 응답성 좋게 아이들 회전 속도를 안정시킬 수 있다.

Claims

연소실에 연료를 직접 분사하는 연료 분사 밸브를 가지며, 주로 흡기 행정에 있어서 연료 분사를 행하는 흡기 행정 분사 모드, 혹은 주로 압축 행정에 있어서 연료 분사를 행하는 압축 행정 분사 모드 중 어느 한 분사 모드에 근거하여 상기 연료 분사 밸브를 제어하는 원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치 에 있어서, 상기 내연 엔진의 운전 상태를 검출하는 운전 상태 검출 수단과; 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 검출된 운전 상태에 따라서 상기 흡기 행정 분사 모드, 혹은 압축 행정 분사 모드를 선택하는 분사 모드 선택 수단과: 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아이들 회전 속도가 되도록 적어도 상기 연소실에 공급되는 연료 분사량을 보정하는 연료 분사량 보정 수단과; 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아이들 회전 속도가 되도록 상기 연소실에 공급되는 흡입 공기량을 보정하는 흡입 공기량 보정 수단과; 상기 운전 상태 검출 수단에 의해 아이들 운전 상태가 검출되고, 또한 상기 분사 모드 선택 수단에 의해 상기 압축 행정 분사 모드가 선택되었을 때, 상기 연료 분사량 보정 수단 및 흡입 공기량 보정 수단에 의해 각각 보정된 각 보정량에 근거하여 아이들 회전 속도를 제어하는 아이들 회전 속도 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 연료 분사량 보정 수단에 근거하는 제어 주기는 상기 흡입 공기량 보정수단에 근거하는 제어 주기보다도 단주기로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 연료 분사량 보정 수단은 외부 부하 작동 상태, 상기 목표 아이들 회전속도에 대한 엔진 회전 속도 편차 및 엔진 회전 속도 변화율중 적어도 하나에 근거하여 상기 연료 분사량을 보정하는 것을 특징으로 하는 원원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 연료 분사량 보정 수단은 외부 부하 작동 상태, 상기 목표 아이들 회전속도에 대한 엔진 회전 속도 편차 및 엔진 회전 속도 변화율에 근거하여 구해진 각 보정량의 총계치에 근거하여 상기 연료 분사량을 보정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 연료 분사량 보정 수단은 상기 각 보정량의 총계치에 근거하여 보정된 보정 연료 분사량이 상기 압축 행정 분사 모드의 연소 안정 한계를 초과하지 않도록 소정치 이하로 규제되는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 목표 아이들 회전 속도에 대한 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 상기 흡입 공기량의 보정량을 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 연료 분사량 보정 수단에 의해 설정된 보정 연료 분사량에 근거하여 상기 흡입 공기량의 보정량을 설정하는 보정 치환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 내연 엔진의 엔진 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단을 추가로 포함하고: 상기 연료 분사량 보정 수단은 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 소정 주기마다 검출되는 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 변화율을 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 변화율에 근거하여 변화율 보정량을 산출하는 제 1 보정치 설정 수단, 및 상기 목표 아이들 회전 속도 혹은 평균 엔진 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 편차 보정량을 산출하는 제 2 보정치 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 내연 엔진의 적어도 출력축을 포함하는 회전축에 연결된 외부 부하의 작동 상태를 검출하는 부하 작동 검출 수단과; 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 그 외부 부하에 따라서 상기 목표 아이들 회전 속도를 보정하는 목표 아이들 회전 속도 보정 수단을 추가로 포함하며: 상기 연료 분사량 보정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 작동 상태의 변화가 검출된 외부 부하에 따라서 외부 부하 보정량을 산출하는 제 3 보정치 설정 수단을 포함하며, 상기 제 2 보정치 설정 수단은 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도 혹은 평균 엔진 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 편차 보정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 제 2 보정치 설정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되고 있을 때에는 상기 편차 보정량을 제로(0)로 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 제 3 보정치 설정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 상기 외부 부하 보정량을 외부 부하에 따라서 미리 설정된 보정 초기값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 제 3 보정치 설정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되어 상기 외부 부하 보정량이 일단 상기 보정 초기값으로 설정된 후, 상기 외부 부하 보정량을 시간 경과와 동시에 감소하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 구한 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 제 4 보정치 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 제 4 보정치 설정 수단에 의해 산출된 상기 보정 흡입 공기량을 소정 기간의 경과후에 갱신하여 새로운 보정 흡입 공기량으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 내연 엔진의 엔진 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단을 추가로 포함하며; 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 목표 아이들 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 구한 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 제 4 보정치 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제15항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 제 4 보정치 설정 수단에 의해 산출된 상기 보정 흡입 공기량을 소정 기간 경과후에 갱신하여 새로운 보정 흡입 공기량으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제15항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 내연 엔진의 적어도 출력축을 포함하는 회전축에 연결된 외부 부하의 작동 상태를 검출하는 부하 작동 검출 수단과;상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 그 외부 부하에 따라서 상기 목표 아이들 회전 속도를 보정하는 목표 아이들 회전 속도 보정 수단을 추가로 구비하며; 상기 제 4 보정치 설정 수단은 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제17항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되어 있을 때, 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도에 대응한 목표 흡입 공기량을 산출하는 제 5 보정량 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제18항에 있어서, 상기 제 5 보정량 설정 수단은 상기 목표 흡입 공기량에 대하여 아이들 회전 속도를 안정화하기 위해서 학습된 학습치를 가산하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 내연 엔진의 엔진 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단과; 상기 내연 엔진의 적어도 출력축을 포함하는 회전축에 연결된 외부 부하의 작동 상태를 검출하는 부하 작동 검출 수단과: 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태가 변화하였을 때, 그 외부 부하에 따라서 상기 목표 아이들 회전 속도를 보정하는 목표 아이들 회전 속도 보정 수단을 추가로 포함하며; 상기 연료 분사량 보정 수단은 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 소정 주기마다 검출되는 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 변화율을 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 변화율에 근거하여 변화율 보정량을 산출하는 제 1 보정치 설정 수단, 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도 혹은 평균 엔진 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 편차 보정량을 산출하는 상기 제 2 보정치 설정 수단, 및 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 작동 상태의 변화가 검출된 외부 부하에 따른 외부 부하 보정량을 산출하는 제 3 보정치 설정 수단을 포함하며, 이들 변화율 보정량, 편차 보정량 및 외부 부하 보정량의 총계치에 근거하여 보정 연료 분사량을 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제20항에 있어서, 상기 제 3 보정치 설정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 상기 외부 부하 보정량을 외부 부하에 따라서 미리 설정된 보정 초기값으로 설정하는 동시에, 상기 외부 부하 보정량이 일단 상기 보정 초기값으로 설정된 후에는 상기 외부 부하 보정량을 시간 경과와 동시에 감소하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제21항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도와 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하며 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 제 4 보정치 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제22항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되고 있을 때, 상기 목표 아이들 회전 속도 보정 수단에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도에 대응한 목표 흡입 공기량을 산출하는 제 5 보정량 설정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제23항에 있어서, 상기 아이들 회전 속도 제어 수단은 상기 부하 작동 검출 수단에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 상기 연료 분사량 보정 수단 및 흡입 공기량 보정 수단에 의해 각각 설정된 상기 보정 연료 분사량 및 목표 흡입 공기량에 근거하여 일단 아이들 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제24항에 있어서, 상기 아이들 회전 속도 제어 수단은 상기 보정 연료 분사량 및 목표 흡입 공기량에 근거하여 일단 아이들 회전 속도가 제어된 후, 상기 연료 분사량 보정 수단 및 흡입 공기량 보정 수단에 의해 각각 설정된 상기 보정 연료 분사량 및 보정 흡입 공기량에 근거하여 아이들 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
제21항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 연료 분사량 보정 수단에 의해 설정된 상기 보정 연료 분사량에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 보정 치환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 장치.
연소실에 연료를 직접 분사하는 연료 분사 밸브를 가지며, 주로 흡기 행정에 있어서 연료 분사를 행하는 흡기 행정 분사 모드, 혹은 주로 압축 행정에 있어서 연료 분사를 행하는 압축 행정 분사 모드 중 어느 한 분사 모드에 근거하여 상기 연료 분사 밸브를 제어하는 원원통내 분사형 불꽃 점화 내연 엔진의 제어 방법에 있어서, (a) 상기 내연 엔진의 운전 상태를 검출하는 단계와: (b) 상기 단계(a)에 의해 검출된 운전 상태에 따라서 상기 흡기 행정 분사 모드, 혹은 압축 행정 분사 모드를 선택하는 단계와; (c) 상기 단계(a)에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아이들 회전 속도가 되도록 적어도 상기 연소실에 공급되는 연료 분사량을 보정하는 단계와: (d) 상기 단계(a)에 의해 아이들 운전 상태가 검출되었을 때, 미리 설정된 목표 아이들 회전 속도가 되도록 상기 연소실에 공급되는 흡입 공기량을 보정하는 단계와; (e) 상기 단계(a)에 의해 아이들 운전 상태가 검출되며, 또한 상기 단계(b)에 의해 상기 압축 행정 분사 모드가 선택되었을 때, 상기 단계(c) 및 단계(d)에 의해 각각 보정된 각 보정량에 근거하여 아이들 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제27항에 있어서, 상기 제어 방법은, (f) 상기 내연 엔진의 엔진 회전 속도를 검출하는 단계와: (g) 상기 내연 엔진의 적어도 출력축을 포함하는 회전축에 연결된 외부 부하의 작동 상태를 검출하는 단계와; (h) 상기 단계(g)에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 그 외부 부하에 따라서 상기 목표 아이들 회전 속도를 보정하는 단계를 추가로 포함하며; 상기 단계(c)는, (c1) 상기 단계(f)에 의해 소정 주기마다 검출되는 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 변화율을 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 변화율에 근거하여 변화율 보정량을 산출하는 단계와; (c2) 상기 단계(h)에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도 혹은 평균 엔진 회전 속도와 상기 단계(f)에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하며 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 편차 보정량을 산출하는 단계와; (c3) 상기 단계(g)에 의해 작동 상태의 변화가 검출된 외부 부하에 따라서 외부 부하 보정량을 산출하는 단계와: (c4) 상기 단계(c1)에서 산출된 변화율 보정량, 상기 단계(c2)에서 산출된 편차 보정량, 및 상기 단계(c3)에서 산출된 외부 부하 보정량의 총계치에 근거하여 보정 연료 분사량을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제28항에 있어서, 상기 단계(c2)는, 상기 단계(g)에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되어 있는 때에는 상기 편차 보정량을 제로(0)로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제28항에 있어서, 상기 단계(c3)는, 상기 단계(g)에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 상기 외부 부하 보정량을 외부 부하에 따라서 미리 설정된 보정 초기값으로 설정하는 동시에, 상기 외부 부하 보정량이 일단 상기 보정 초기값으로 설정된 후에는 상기 외부 부하 보정량을 시간 경과와 동시에 감소하도록 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제30항에 있어서, 상기 단계(d)는, (d1) 상기 단계(h)에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도와 상기 단계(f)에 의해 검출된 실제 엔진 회전 속도로부터 엔진 회전 속도 편차를 구하고 또한 해당 엔진 회전 속도 편차에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제31항에 있어서, 상기 단계(d)는, (d2) 상기 단계(g)에 의해 외부 부하의 작동 상태의 변화가 검출되어 있을때, 상기 단계(h)에 의해 보정된 상기 목표 아이들 회전 속도에 대응한 목표 흡입 공기량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제32항에 있어서, 상기 단계(e)는, (e1) 상기 단계(g)에 의해 작동 상태의 변화가 검출되었을 때, 상기 단계(c) 및 단계(d)에 의해 각각 설정된 상기 보정 연료 분사량 및 목표 흡입 공기량에 근거하여 일단 아이들 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제33항에 있어서, 상기 단계(e)는, (e2) 상기 보정 연료 분사량 및 목표 흡입 공기량에 근거하여 일단 아이들 회전 속도가 제어된 후, 상기 단계(c) 및 단계(d)에 의해 각각 설정된 상기 보정 연료 분사량 및 보정 흡입 공기량에 근거하여 아이들 회전 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제34항에 있어서, 상기 단계(e2)는, 상기 단계(c)에 근거하는 제어 주기를 상기 단계(d)에 근거하는 제어 주기보다도 단주기로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.
제28항에 있어서, 상기 단계(d)는, (d3) 상기 단계(c4)에 의해 설정된 상기 보정 연료 분사량에 근거하여 보정 흡입 공기량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통내 분사형 불꽃 점화식 내연 엔진의 제어 방법.