KR100310432B1 - 엔진제어시스템및제어공정 - Google Patents

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Abstract

성층 연소 모드와 균질 연소 모드를 가지는 형태의 내연 엔진용 엔진 제어 시스템은 EGR 제어 밸브를 가지는 엔진의 EGR 유동을 제어하기 위해 제어기를 포함한다. 제어기는 실제로 연소 제어 모드가 성층 연소 모드에서 균질 연소 모드로 변경하기 전에 변경 요구 신호에 즉시 반응하여 EGR 제어 밸브의 EGR 제어 모드가 제 1 EGR 모드에서 제 2 EGR 모드로 변경되도록 한다. 균질 모드에서 성층 모드로 변경하는 경우에 제어기는 변경 요구 신호 후에 지연하여 연소 제어 모드의 실제 변경에 반응하여 EGR 제어 모드가 제 2 EGR 모드에서 제 1 EGR 모드로 변경하게 한다.

Description

엔진 제어 시스템 및 제어 공정
본 발명은 내연 기관의 제어 시스템 특히, 성층 연소 모드와 균질 연소 모드를 가지는 형태의 엔진의 EGR(배기 가스 재순환) 시스템을 제어하는 제어 시스템에 관한 것이다.
최근에 가솔린 엔진과 같은 불꽃 점화 엔진에서 실린더 내로 연료를 직접 분사하는 기술이 발전되어 성층 연소와 균질 연소를 사용해서 연료 효율과 배기 성능을 향상시킨다.
저·중 부하 영역에서 그러한 형태의 제어 시스템은 압축 행정 동안 연료를 연소실로 직접 분사해서 성층 연소 모드로 엔진을 작동하여 점화 플러그 주위에만 성층화된 가연성 혼합물을 생성하게 된다. 이렇게 달성된 성층 연소는 희박 혼합기로도 안정적인 연소를 가능하게 해서 엔진의 연료 효율과 배기 성능에 뛰어난 향상을 가져온다.
소정의 엔진 부하 이상의 고부하 영역에서는 엔진은 균질 연소 모드로 작동해서 고출력 토크의 요구를 충족한다. 균질 연소 모드에서연료는 흡인 행정 동안 분사되어서 균질의 공기-연료 혼합물을 생성한다.(어떤 예에서는 연료 분사 밸브가 흡기 포트에 각각 제공된다.)
제어 시스템은 한 개 이상의 엔진 조건에 따라 성층 연소 모드와 균질 연소 사이에서 연소 제어 모드를 변경한다.
NOX의 배출을 저감시키기 위해서 차량용 엔진은 일반적으로 배기 시스템에서 흡기 시스템으로 배기 가스의 일부분을 재순환시키기 위해 EGR 시스템을 구비한다. 적절한 목표 EGR률은 성층 연소와 균질 연소에서 동일하지 않다. 그러므로, 연소의 변경에 따라 목표 EGR률을 변경해 줄 필요가 있다.
일본 특개평 7-269416호는 성층 연소와 균질 연소 가지는 엔진용 EGR 제어 시스템을 도시한다. 성층 연소에서 이 시스템은 엔진 속도와 엔진 부하에 따라 목표 EGR률을 결정한다. 균질 연소로 변경되면 이 제어 시스템은 목표 EGR률을 0으로 감소시켜서 EGR 밸브를 폐쇄해서 EGR을 차단한다.
본 발명의 목적은 EGR의 양을 시의 적절하게 제어할 수 있는 엔진 제어 시스템을 제공해서 연소의 질을 향상시키는 것이다.
성층 연소에서 균질 연소로 변경할 때, 종래의 시스템은 연소의 변경과 동시에 EGR 밸브를 폐쇄한다. 그러므로 EGR 밸브 작동 지연과 EGR 가스의 이송 지연(거리/속도 지연) 때문에 EGR 가스는 균질 연소로 변경된 후에 잔류하고 잔류 EGR 가스는 특히, 엔진이 희박 공연비를 가지는 균질 연소 모드에서 일시적으로 작동하는 동안 연소의 질을 떨어뜨리는 경향이 있다. 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템은 더욱 적절하게 EGR 제어 모드를 변경시키도록 설계되어서 한 연소 모드에서 다른 모드로 변경하는 일시적인 시간 동안 안정적인 연소를 보장하게 된다. 본 발명은 연소의 변경 직후에 엔진 작동에서 안정적인 연소를 보장하는 것을 목표로 한다.
제 1 도는 본 발명의 기본 배열과 기능을 이해를 촉진하기 위한 블록 다이어그램.
제 2 도는 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 제어 시스템을 도시하는 개략도.
제 3 도는 제 1 실시예의 EGR 제어 루틴을 도시하는 흐름도.
제 4 도는 제 3 도의 EGR 제어 루틴의 변화를 도시하는 흐름도.
제 5 도는 제 3 도의 EGR 제어 루틴의 제 2 변화를 도시하는 흐름도.
제 6 도는 균질 연소에서 성층 연소로 변경하는 경우에 실시예에 따른 제어 시스템에서 발생하는 상태량의 변화를 시간에 대해 도시하는 그래프.
제 7 도는 성층 연소에서 균질 연소로 변경하는 경우에 제 6 도에 도시된 변수의 그래프.
제 8 도는 제 2 실시예에서의 EGR 제어 루틴을 도시하는 흐름도.
제 9 도는 균질 화학 양론적 연소 모드에서 성층 연소로 변경하는 경우에 제 2 실시예에서 발생하는 상태량의 변화를 시간에 대해 도시하는 그래프.
제 10 도는 성층 연소에서 균질 화학 양론적 연소로 변경하는 경우에 제 9 도에 도시된 변수의 그래프.
제 11 도는 실시예에 사용된 균질 화학 양론적 연소 제어 모드용 EGR 맵을 도시한 도면.
제 12 도는 실시예에 사용된 성층 연소용 EGR 맵을 도시한 도면.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명
1 : 가속기 위치 센서 2 : 크랭크 각 센서
3 : 공기 유동 센서 4 : 내연 엔진
5 : 수온 센서 6 : 연료 분사기
7 : 점화 플러그 9 : 드로틀 밸브
11 : 엔진 제어 유니트 12 : 배기 통로
13 : EGR 통로 14 : EGR 제어 밸브
15 : EGR 제어 유니트
본 발명에 따른 엔진 제어 시스템은 엔진의 연소 조건을 제어하고 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이의 연소 제어 모드를 변경하기 위한 적어도 한 개의 연소 제어 시스템과 엔진의 배기 가스를 흡인 공기 유동으로 재순환시키기 위한 EGR 시스템을 가지는 내연 엔진과, EGR 시스템을 제어해서 EGR량을 제어하기 위하고 성층 연소 모드에 적절한 성층 EGR 모드와 EGR량이 엔진의 연소 조건에 맞도록 하는 균질 연소 모드에 적절한 균질 EGR 모드 사이에 EGR 제어 모드를 변경하기 위한 제어기를 포함한다. 제어기는 변경 방향에 따라 성층 모드와 균질 모드 사이의 EGR 제어 모드의 변경 시기에 맞추어서 EGR 제어를 변경하도록 배열되는데 제 1 방향은 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로 변경되는 것이고 제 2 방향은 성층 연소 모드에서 균질 연소 모드로 변경하는 것이다.
유사하게, 본 발명에 따른 엔진용 엔진 제어 공정은 적어도 제어 단계와 변경 단계를 포함한다. 제어 단계에서는 성층 연소 모드용 성층 EGR 모드와 균질 연소 모드용 성층 EGR 모드 사이에 EGR 제어 모드를 변경함으로써 엔진의 연소 조건에 EGR량을 맞도록 엔진의 EGR량을 제어한다. 변경 단계에서는 변경 방향에 따라 성층 모드와 균질 모드 사이에 EGR 제어 모드의 변경 시기에 맞춰 EGR 제어를 변경한다.
성층 연소에서 균질 연소로의 변경 직후의 초기 균질 연소 시기 동안 연소는 희박 한계 근처의 공연비의 균질 모드에서 수행된다. 이 상태에서 EGR 가스가 지연때문에 잔류한다면 연소는 쉽게 영향을 받게 된다.
그러므로, 연소 조건이 성층 연소에서 균질 연소로 변경되면 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템 혹은 공정은 연소 모드가 균질 연소로 변경되기에 앞서 EGR 제어 변경의 시작에 영향을 주도록 EGR 제어 변경 타이밍을 맞추어서 지연에 의한 바람직하지 않은 영향을 방지할 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템 혹은 공정은 균질 연소의 시작 시간까지 EGR 가스를 완전히 제거하기 위해 EGR량을 0으로 저감시키고 균질 모드로 연소가 변경하기에 앞서 EGR 밸브를 폐쇄시킨다.
한편으로, 연소 조건이 균질 연소에서 성층 연소로 변경되면 제어 시스템 혹은 공정은 EGR 제어 변경 타이밍을 늦추어서 연소 제어 모드가 변경될 때까지 EGR 제어 모드 변경의 시작을 지연시킨다. 이 경우에 EGR 밸브를 개방할 때 지연과 EGR 가스의 이송 지연에 의한 영향은 일시적이고 연소에 그다지 해롭지 않다. 더욱이, 연소의 실질적인 변경에 앞서 EGR 밸브의 개방 작동은 희박 공연비에서 작동하는 엔진에 EGR 가스를 유입시켜 연소의 질을 낮추게 된다. 그러므로, 균질 연소에서 성층 연소로 변경하는 경우에 본 발명에 따른 제어 시스템 혹은 공정은 연소가 변경할 때까지 EGR 제어 모드의 변경을 지연시켜 연소의 안정성을 보장할 수 있다.
제 2 도는 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 제어 시스템을 도시한다.
엔진 제어 시스템은 제어부와 일단의 센서를 포함하는 입력부와 제어 시스템의 작동기로 작용하는 장치를 포함하는 출력부를 포함한다.
이 예의 입력부는 내연 엔진(4)의 가속 시스템의 위치를 감지하는 가속기 위치 센서(1)와, 크랭크 각 센서(2)와, 엔진(4)의 흡인 공기량을 감지하는 공기 유동 센서(혹은 공기 유동 미터기)(3)와, 엔진 냉각수의 온도를 감지하는 수온 센서(5)를 포함한다. 이 예의 가속기 센서(1)는 차량의 가속기 페달의 개도(혹은 함몰각)를 감지한다. 이 예의 크랭크 각 센서(2)는 각각의 단위 크랭크 각을 표시하는 위치 신호와 각각의 실린더 행정의 위상 차이를 표시하는 기준 신호를 발생한다.
제어 시스템은 위치 신호의 단위 시간당 펄스 수를 측정하거나 기준 신호의 펄스의 발생 주기를 측정함으로써 엔진 속도를 감지할 수 있다.
엔진(4)은 각 실린더에 연료 분사기(6)와 점화 플러그(7)를 포함한다. 각 실린더의 연료 분사기(6)는 연료 분사 제어 신호에 반응하여 엔진(4)의 연소실로 연료를 직접 분사하고 점화 플러그(7)는 연소실에서 점화를 행한다. 드로틀 밸브(9)는 엔진(4)의 흡인 공기 통로(8)에 위치한다. 드로틀 제어 유니트(10)는 DC 모터 같은 드로틀 작동기로 드로틀 밸브(10)의 개도를 전자적으로 제어하도록 배열된다. 드로틀 밸브(9)는 엔진(4)으로 신선항 공기가 흡인되도록 제어하는 계량 밸브로 작동한다. 연료 분사기(6)는 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 하나에서 제어된다. 성층 연소 모드에서는 각 실린더의 연료 분사기(6)는 압축 행정에서 연소실로 연료를 분사해서 매우 희박한 공기-연료 혼합물로 성층 연소를 달성하게 된다. 고부하 조건 하에서 각 실린더의 연료 분사기(6)는 균질 연소 모드에서 제어되고, 흡인 행정에서 연소실로 연료를 분사해서 더 큰 출력을 제공하는 균질 연소를 달성하게 된다. 연료 분사기(6)는 엔진에서 연소 조건을 제어하는 작동기로 작용한다.
엔진 제어 유니트(11)는 엔진 작동 조건 상의 입력 정보를 수집하는 입력부로부터 신호를 받고, 엔진 작동 조건에 따라 각 점화 플러그(7)의 점화 타이밍과, 각 연료 분사기(6)의 연료 분사 타이밍과, 연료 분사량(혹은 연료 공급량)과, 드로틀 제어 유니트(10)를 통해 드로틀 밸브(9)의 개도를 제어한다.
엔진 제어 유니트(11)는 제어 시스템의 제어부의 주요 부품이다. 이 예에서 제어 유니트(11)는 제 2 도에 도시된 대로 적어도 한 개의 중앙 처리 장치(CPU)와, ROM과 RAM을 가지는 메모리부와, 출력부를 가지는 적어도 한 개의 컴퓨터를 포함한다.
연료 분사기(6)는 엔진(4)의 연료 시스템의 부품인데 이 예에서는 연료 분사 시스템이다. 점화 플러그(7)는 엔진(4)의 점화 시스템의 부품이다. 엔진(4)은 흡인 통로(8)와 드로틀 밸브(9) 등으로 구성되는 흡인 시스템과, 엔진의 적어도 한 개의 배기 가스 통로(12)를 포함하는 배기 시스템과, 흡인 시스템과 배기 시스템을 연결하는 EGR 시스템도 포함한다.
엔진(4)의 EGR 시스템은 배기 통로(12)를 흡인 통로(8)와 연결하는 EGR 통로913)와 EGR 통로(12)에 위치한 EGR 제어 밸브(14)를 포함한다. EGR 제어 유니트(15)는 EGR 밸브(14)의 개방을 전자적으로 제어하도록 배열된다. 이 예에서 EGR 제어 유니트(15)는 EGR 밸브(14)의 위치를 정확하게 제어하기 위한 스텝 모터를 포함한다. EGR 제어 유니트(15)는 EGR 밸브(14)의 개도를 변화시켜서 EGR량을 제어한다.
제어 유니트(11)는 가속기 개도(θa)와 엔진 회전 속도(Ne)에서 목표 흡인 공기량을 계산하고 드로틀 밸브(9)의 개도를 제어하여 구동 신호를 드로틀 밸브 제어 유니트(10)로 전달하여 목표 흡인 공기량을 달성한다. 엔진 제어 유니트(11)는 구동 신호(혹은 EGR 제어 신호)를 EGR 제어 유니트(15)로 전송함으로써 EGR 밸브(14)의 개도를 제어하며 그렇게 해서 엔진(4)의 EGR 조건을 변화시킨다. 제어 유니트(11)는 소정의 엔진 작동 영역(EGR 영역)에서 EGR을 작동시켜서 소망 목표 EGR률(EGR 가스량/흡인 공기량)을 달성한다. EGR 영역은 엔진 부하(가속기 개도(θa) 혹은 연료 분사량과 같은 것)와 엔진 속도에 의해 표현된다.
이 예의 입력부는 배기 가스 혼합물에 산소 같은 소정의 부품의 농도를 감지함으로써 공기-연료 혼합물의 혼합률을 감지하기 위한 엔진의 배기 통로(12)에 제공되는 공연비 센서(16)를 포함한다.
제 3 도는 제어 유니트(11)에 의해 수행되는 EGR 변경 타이밍 제어 과정을 도시한다.
단계(S1)에서 제어 유니트(11)는 입력부에서 제공되는 가속기 개도(혹은 삽입)각(θa)과, 엔진 속도(Ne)와, 엔진 냉매 온도(Tw)와 같은 감지된 엔진 작동 조건을 판독한다.
단계(S2)에서 제어 유니트(11)는 소망 목표 연소 모드로서 감지된 엔진 작동 조건에 따라 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 한 개를 선택한다.
단계(S3)에서 제어 유니트(11)는 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이에 연소 모드의 변경을 위한 연소 모드 변경의 필요가 있는 지를 결정한다. 제어 시스템은 흡인 공기량에서 반응 지연으로 인한 토크의 계단 변화를 방지하기 위해 모드 변경 필요가 생기자마자 실제로 연소를 변경하는 것을 수행하지는 않는다. 제어 시스템은 새로운 목표값으로 서서히 당량비를 변화시키고 단계적 토크 변화를 야기하지 않도록 연소의 실제적인 변경을 수행한다.
이 예에서, 제어 유니트(11)는 엔진 작동 조건에 따라 연소 모드 변경의 필요가 발생하면 즉시 제 1 목표 연소 조건 플랙(FSTR1)을 변경한 후 연소가 실제로 변경되면 즉시 제 2 목표 연소 조건 플랙(FSTR2)을 변경한다. 이 예에서, 제 1 플랙(FSTR1)은 균질 연소에서는 0이고 성층 연소에서는 1이며 제 2 플랙(FSTR2)도 균질 연소에서는 0이고 성층 연소에서는 1이다. 이 예에서, 연소 모드 변경 요구는 연소 모드 변경 요구의 발생에서 연소의 실제로 변경될 때까지의 시간 동안 존재한다. 즉, 연소 모드 변경 요구는 제 1 및 제 2 목표 연소 조건 플랙(FSTR1, FSTR2)이 서로 동일하지 않은 동안에 존재한다.
아무런 연소 모드 변경 요구가 존재하지 않으면 제어 유니트(11)는 단계(S3)에서 단계(S4)로 진행한다. 단계(S4)에서 제어 유니트(11)는 제 2 연소 조건 플랙(FSTR2)이 0인지 1인지를 체크함으로써 현재의 연소 모드가 성층 연소 모드인지 아닌지를 결정한다. 성층 연소 모드이면, 제어 유니트(11)는 단계(S5)로 진행하고 목표 EGR율(tEGR)을 성층 연소에 적합한 성층 모드 목표 EGR률(tEGR)로 설정한다. 현재의 모드가 균질 연소 모드이면 제어 유니트(11)는 단계(S4)에서 단계(S6)로 진행하고 목표 EGR률(tEGR)을 균질 연소에 적합한 균질 모드 목표 EGR률(tEGR)에 맞춘다.
연소 모드 변경 요구가 존재하면 제어 유니트(11)는 단계(S3)에서 단계(S6)로 진행하고 균질 연소를 위해 목표 EGR률(tEGR)을 균질 모드 목표 EGR률(tEGR)로 설정한다. 즉, 목표 EGR률(tEGR)은 연소 모드 변경 요구에서 실제로 연소가 변경될 때까지 균질 모드 목표 EGR률(tEGR)과 동일하게 유지된다.
제 4 도는 제어 유니트(11)에 의해 수행되는 EGR 변경 타이밍 제어 과정의 변화를 도시한다. 제 4 도의 제어 논리에서 제어 유니트(11)는 단계(S11)에서 제 1 및 제 2 목표 연소 조건 플랙(FSTR1 및 FSTR2)이 동일한지 아닌지를 결정한다. 그것들이 1이면 제어 유니트(11)는 단계(S12)로 진행하고 목표 EGR률(tEGR)을 단계(S12)에서 성층 모드 EGR률(tEGR)에 맞춘다. 제 1 및 제 2 목표 연소 조건 플랙(FSTR1 및 FSTR2) 중 어느 하나 혹은 양자가 0이면 제어 유니트(11)는 단계(S11)에서 단계(S13)로 진행하고 목표 EGR률(tEGR)을 균질 모드 목표 EGR률(tEGRh)로 설정하다.
제 5 도는 제어 유니트(11)에 의해 수행되는 EGR 변경 타이밍 제어 과정의 또다른 변화를 도시한다. 단계(S21)에서 제어 유니트(11)는 단계(S11)에서처럼 제 1 및 제 2 목표 연소 조건 플랙(FSTR1 및 FSTR2)이 양자 모두 1인지 아닌지를 결정한다. 양자가 모두 1이면 제어 유니트(11)는 단계(S22)로 진행하고 단계(S22)에서 성층 모드 목표 EGR률(tEGRs)의 맵을 선택한다. 제 1 및 제 2 목표 연소 조건 플랙(FSTR1 및 FSTR2) 중 적어도 하나가 0이면 제어 유니트(11)는 단계(S21)에서 단계(S23)로 진행하고 단계(S23)에서 균질 모드 목표 EGR률(tEGRh)의 맵을 선택한다. 그리고 단계(S24)에서 제어 유니트(11)는 맵 중 한 개를 선택하여 적어도 한 개의 엔진 작동 조건에 따라 목표 EGR률(tEGR)의 값을 결정한다.
제 11 도 및 제 12 도는 예로서 단계(S22, S23)가 채택하고 있는 EGR맵을 도시한다. 이 경우에 단계(S21)의 응답이 긍정이면 제어 유니트(11)는 단계(S22)에서 제 12 도에 도시된 EGR 맵을 선택하고 적어도 한 개의 엔진 부하 및 엔진 속도를 포함하는 엔진 작동 조건에 따라 제 12 도의 EGR 맵을 사용함으로써 단계(S24)에서 목표 EGR률을 결정한다. 단계(S21)의 응답이 부정이면 제어 유니트(11)는 단계(S23)에서 제 11 도에 도시된 EGR 맵을 선택하고 엔진 부하와, 엔진 속도와, 하나 이상의 다른 변수에 따라 제 11도의 EGR 맵을 사용해서 목표 EGR률을 결정한다.
본 발명의 실시예에 따른 이러한 과정에서 제어 시스템은 성층 연소에서 균질 연소로의 변경과 균질 연소에서 성층 연소로의 변경 사이에 EGR 제어의 변경 타이밍의 차이를 만든다. 균질 연소에서 성층 연소로의 변경의 경우에 제어 시스템은 연소 모드 변경 요구에서 실제로 균질 연소까지 EGR률을 균질 모드 목표 EGR률(tEGRh)로 유지한다. 제어 시스템은 성층 연소로 실제로 변경된 후에 EGR률을 성층 모드 목표 EGR률(tEGRs)로 변경한다.
성층 연소에서 균질 연소 변경되는 경우에 제어 시스템은 성층 연소에서 균질 연소로 모드 변경 요구를 받자마자 즉시 목표 EGR률(tEGR)을 균질 모드 목표 EGR률(tEGRh)로 변경하고 실제로 균질 연소로 변경된 후라도 목표 EGR률(tEGR)을 균질 모드 목표 EGR률(tEGRh)에 유지한다.
제 6 도 및 제 7 도는 제 1 실시예에 따른 제어 시스템의 작동을 도시한다.
스텝 모터 같은 작동기에 의해 목표 EGR률에 대응하는 개도로 구동되는 EGR 밸브(12)의 변경이 실제로 완성되기까지 목표 EGR률의 변경으로부터 EGR 가스의 이송 지연과 시간 지연이 있다. 성층 연소로의 변경 근처에서 희박 공연비에서 안정적인 균질 연소를 보장하기 위해서 제어 시스템은 목표 EGR률(tEGR)을 0에 맞추어서 EGR을 정지한다. 한편으로, 성층 연소에서 제어 시스템은 목표 EGR률을 높여서 EGR을 긍정적으로 사용하지만 EGR률의 일시적인 감소는 연소에 그다지 영향을 미치지 않는다.
그러므로, 균질 연소에서 성층 연소로 변경하는 경우에는 제 6 도에 도시된 대로 제어 시스템은 실제로 연소가 성층 연소로 변경될 때까지 엔진 부하와 같은 엔진 작동 조건에 따라 연소 변경 요구가 발생한 후 목표 EGR률(tEGR)을 균질 모드 목표 EGR률(tEGRh)에 계속 유지함으로써 안정적인 균질 연소를 유지한다. 실제 연소가 성층 형태로 변경된후 제어 시스템은 목표 EGR률(tEGR)을 성층 모드 목표율(tEGRs)로 변경하여 EGR 밸브를 개방해서 안정적인 성층 연소를 달성한다. EGR 가스가 연소 변경 후에 도입되기 때문에 변경 전의 균질 연소는 EGR 가스에 의해 영향을 받지 않는다.
성층 연소에서 균질 연소로 변경하는 경우에는 제 7 도에 도시된 대로 제어 시스템은 목표 EGR률(tEGR)을 균질 모드 목표율(tEGRh)로 변경하고 균질 모드로의 연소 변경 요구가 엔진 부하 같은 엔진 작동 조건에 따라 발생하자마자 EGR 밸브(14)를 폐쇄한다. 제어 시스템은 지연없이 EGR를 폐쇄하기 시작하고 그렇게 해서 EGR률(rEGR)을 EGR 밸브(14)의 구동 지연과 EGR 가스의 이송 지연에도 불구하고 균질 연소 타이밍에 적절한 목표율(tEGRh)로 가져간다. 제어 시스템은 목표 EGR률을 0으로 감소시키고 EGR 밸브를 빨리 폐쇄함으로써 완전히 EGR 가스를 제거할 수 있다.
제 8 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 EGR 변경 제어 과정을 도시한다. 제 2 실시예에서 제어 시스템은 전술한 실시예처럼 성층 연소 모드를 가진다. 게다가, 제 2 실시예의 제어 시스템은 두 가지 다른 균질 연소 모드를 가진다. 하나는 이론상의 공연비 혹은 그 근처에서 균질 연소를 이루는균질 화학 양론적(혹은 더욱 농후한) 연소 모드이고 다른 하나는 더 희박한 공연비(약 20)에서 균질 연소를 이루는 균질 희박 연소 모드이다. 제어 시스템은 엔진 작동 조건에 따라 이 세 가지 다른 연소 모드 사이에서 연소 모드를 변경한다. 제 8 도는 균질 희박 연소에 맞추어진 균질 희박 연소 모드 목표 EGR률(tEGRl)과, 균질 화학 양론적 연소에 맞추어진 균질 화학 양론적 연소 모드 목표 EGR률(tEGRhs)과, 성층 연소에 맞추어진 성층 연소 모드 목표 EGR률(tEGRs) 중 하나에 목표 EGR률을 맞추는 과정을 도시한다.
단계(S31 내지 S34)는 실질적으로 제 2 도의 단계(S1 내지 S4)와 동일하다.
단계(S35)는 제어 유니트(11)가 단계(S34)에서 현재의 연소가 균질 연소라고 판단할 때 도달된다. 단계(S35)에서 제어 유니트(11)는 플랙(FLEAN)을 체크해서 목표 연소 모드가 균질 희박 연소 모드인지 아닌지(균질 화학 양론적 연소 모드)를 결정한다. 플랙(FLEAN)은 엔진 작동 조건에 따라 조건 코드 세트 및 리셋이다.
목표가 균질 희박 연소이면 제어 유니트(11)는 단계(S35)에서 단계(S36)로 진행하고 목표 EGR률(tEGR)을 단계(S36)에서 균질 희박 연소 모드를 위해 균질 희박 모드 목표율(tEGRhl)에 맞춘다. 이 실시예에서 균질 희박 모드 목표 EGR률(tEGRhl)이 0이고 목표 EGR률(tEGR)이 단계(S36)에서 0에 맞춰진다. 연소는 일반적으로 균질 희박 연소 모드에서 불안정하기 때문에 균질 희박 모드 목표 EGR률(tEGRhl)은 0에 맞춰진다.
목표가 균질 화학 양론적 연소이면 제어 유니트(11)는 단계(S35)에서 단계(S37)로 진행하고 단계(S37)에서 당량비가 균질 화학 양론적 연소 모드 EGR률을 허용하는 데 필요한 소정의 하한 값(혹은 임계치(TFBYA0))과 같은지 아니면 그 이상인지를 결정한다. 이론 공연비의 정상 상태 균질 화학 양론적 연소에서 당량비는 소정의 하한값보다 크게 맞추어진다. 그러나, 성층 연소에서 균질 화학 양론적 연소로 변경될 때 토크를 완만하게 변화시키기 위해 이 실시예의 제어 시스템은 당량비를 점진적으로 증가시켜서 실제로 연소가 균질 연소로 변경된 후에도 계속해서 당량비를 목표 이론 공연비로 증가시킨다. 그러므로, 당량비가 여전히 균질 화학 양론적 연소를 위한 당량비에 비해 작고 실제로 연소가 균질 희박 연소의 형태이면 제어 시스템은 EGR률을 균질 화학 양론적 연소의 비율로 즉시 변경하지 않고 당량비가 소정의 하한값에 도달할 때까지 기다린다. 균질 화학 양론적 연소의 EGR률(EGRhs)이 너무 빨리 변경하면 연소의 질을 떨어뜨린다. 그러한 악화를 방지하기 위해서 제어 시스템은 단계(S36)에서 당량비가 소정의 하한값이 될 때까지 목표 EGR률(tEGR)을 균질 희박 모드율(tEGRhl)에 맞춘다. 당량비가 소정의 값보다 커지면 제어 시스템은 단계(S37)에서 단계(S38)로 진행하고 목표 EGR률(tEGR)을 균질 화학 양론적 연소의 비율(tEGRhs)로 변경한다.
단계(S33)의 응답이 연소 변경 요구의 존재 때문에 긍정이거나 혹은 단계(S34)의 응답이 실제 연소가 성층 형태라는 판단때문에 긍정이면 제어 시스템은 단계(S39)로진행하고 성층 연소 모드를 위해 목표율(tEGRs)을 선택한다.
제 9 도 및 제 10 도는 제 2 실시예의 제어 시스템의 작동을 도시한다.
제 9 도는 균질 화학 양론적 연소 모드에서 성층 연소 모드로 변경하는 작동을 도시한다. 제어 유니트(11)는 하나 이상의 감지된 엔진 작동 조건에 따라 결정된 엔진 부하를 나타내는 소정의 엔진 작동 변수를 나타낸다. 예를 들어, 엔진 작동 변수는 가속기 개방(Aps)과 엔진 속도(Ne)에 따라 결정되는 목표 엔진 토크(tTe0)를 나타내는 변수이다. 예를 들어 목표 엔진 토크(tTe0)가 가속기 개방의 감소와 함께 균질 화학 양론적 연소 모드를 위한 소정의 제 1 영역에서 균질 희박 연소 모드를 위한 소정의 제 2 영역으로 감소할 때 제어 유니트(11)는 목표 연소를 균질 화학 양론적 연소 모드에서 균질 희박 연소 모드로 변경하고 제 3 목표 연소 조건 플랙(FLEAN)을 화학 양론적 모드를 표시하는 레벨에서 균질 희박 모드의 레벨로 변경한다. 동시에 제어 유니트(11)는 목표 EGR률(tEGR)을 균질 화학 양론적 모드를 위한 제 1 목표율(tEGRs)에서 균질 희박 연소 모드에 맞추어진 제 2 목표율(tEGRl=0)로 감소시킨다. 따라서, 실제 EGR률은 제 9 도에 도시된 대로 0으로 감소한다.
그러므로, 연소 조건은 균질 화학 양론적 연소에서 균질 희박 연소로 변경한다. 연소가 균질 희박 연소로 변경하면 제어 시스템은 EGR을 정지하고 만족스런 연소를 항상 보장하도록 적절하게 EGR 조건을 제어한다.
엔진 작동 변수를 나타내는 엔진 부하도 균질 희박 모드의 제 2 영역에서 성층 연소 모드의 소정의 제 3 영역으로 변할 때 연소 변경 요구가 발생하고 제 1 목표 연소 조건 플랙(FSTR1)은 균질 연소의 값에서 성층 연소의 값으로 변경된다. 그리고 나서, 제어 시스템은 연소가 성층 모드로 변경될 때 목표 EGR률(tEGR)을 균질 희박 모드 목표(tEGRhl=0)에서 성층 모드 목표 EGR률(tEGRs)로 변경하다. 그러므로, 실제 EGR률(rEGR)은 제 9 도에 도시된 대로 성층 모드 목표 EGR률(tEGRs)까지 증가한다.
균질 화학 양론적 연소 모드에서 연소는 비교적 안정적이다. 그러므로, 제어 시스템은 EGR을 제한된 양으로 해서 연소의 질을 저하시키지 않고 NOX를 저감시킬 수 있다. 한편으로는 균질 희박 모드에서 연소는 일반적으로 불안정적이고 연소는 EGR에 의해 영향을 크게 받는다. 그러므로, 균질 희박 연소를 통해 균질 화학 양론적 연소에서 성층 연소로 변경하는 과정에서 제어 시스템은 실제 연소가 균질 희박 모드로 변경하기 전에 목표 연소를 균질 화학 양론적 모드에서 균질 희박 모드로 변경하는 때에 목표 EGR률을 0을 감소시킴으로써 신속하게 EGR을 정지한다. 그리고 나서, 제어 시스템은 실제 연소가 성층 연소로 변경된 후에 목표 EGR률을 균질 희박 모드를 위한 값에서 성층 연소를 위한 값으로 변경해서 균질 희박 연소동안 연소의 질이 떨어지는 것을 방지한다.
제 10 도는 성층 연소 모드에서 균질 화학 양론적 연소 모드로 변경되는 작동을 도시한다.
목표 엔진 토크(tTe0)의 증가에 따라 제어 시스템은 처음에 제 1 목표 연소 조건 플랙(FSTR1)을 성층 모드의 값에서 연소 변경 요구를 나타내는 균질 모드의 값으로 변경한다. 조건 플랙(FSTR1)의 이러한 변경과 동시에 목표 EGR률은 0으로 바뀐다. 그리고 나서, 제 3 플랙(FLEAN)은 균질 희박 연소에서 균질 화학 양론적 연소로의 변경에 따라 희박 모드 값에서 화학 양론적 모드 값으로 변경된다. 그리고 나서, 제 2 플랙(FSTR2)은 연소의 실제적인 변경에 반응하여 성층 모드 값에서 균질 모드 값으로 변경한다. 그러나, 제어 시스템은 계속해서 목표 EGR률(tEGR)을 0으로 유지한다.
목표 엔진 토크(tTe0)의 증가와 함께 목표 당량비(TEBYA)는 제 10 도에 도시된 대로 증가된다. 목표 당량비(TFBYA)가 소정의 값(TFBYA0)도달하면 제어 시스템은 목표 EGR률(tEGR)을 화학 양론적 모드 비율(tEGRhs)로 바꾼다. 따라서, 실제 EGR률(rEGR)은 비율(tEGRhs)로 증가한다.
그러므로, 실제 연소가 균질 연소로 변경된 후에도 목표 당량비가 충분히 높게 될 때까지 제어 시스템은 EGR 작동을 차단함으로써 연소의 질을 유지한다.
이러한 방식으로 균질 연소로 변경하기 전에 성층 연소에서 균질 연소로의 변경 요구에 반응하여 제어 시스템은 신속하게 목표 EGR률을 0으로 감소시키고 당량비가 화학 양론적 수준까지 충분히 접근할 때까지 균질 화학 양론적 모드에 맞는 EGR률로 EGR을 재시작한다.
본 발명은 다양한 형태의 엔진에 응용 가능하다. 예를 들면, 본 발명에 사용 가능한 엔진은 실린더 블록과, 실린더 헤드와, 엔진의 각 실린더의 연소 조건을 제어할 수 있고 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이에서 연소 제어 모드를 변경할 수 있는 제 1(혹은 연소 제어) 시스템과, EGR 가스 흐름을 조절함으로써 EGR 조건을 제어할 수 있는 제 2(EGR) 시스템을 포함한다.
엔진의 제 1(혹은 연소 제어) 시스템은 적어도 한 개의 연료 시스템과 점화 시스템을 포함한다. 제 1 도에 도시된 한 실시예에서 제 1 시스템은 연료 분사 시스템과 같은 연료 시스템(201)과 점화 시스템(202)을 포함한다. 제 2 시스템은 적어도 한 개의 EGR 제어 작동기(203)를 포함한다. 도시된 실시예는 같은 방법으로 제작된다. 연료 분사기(6)는 연료 시스템의 부품이고 점화 플러그(7)는 점화 시스템의 부품이다. EGR 시스템은 물품(13, 14, 15)을 포함한다.
본 발명의 도시된 예에서 제어기는 제 1 부분(207)과 제 2 부분(209)을 포함한다. 제 1 부분(207)은 연료 분사 타이밍과 연료 분사량을 제어하는 제어 신호 및/혹은 점화 타이밍을 제어하는 제어 신호를 발생시키고 제어 신호의 제어 모드를 변경함으로써 성층 연소와 균질 연소 사이에서 연소를 변경하는 부분이다. 예를 들면, 제 1 부분(207)은 성층 연소를 위한 타이밍과 균질 연소를 위한 타이밍 사이에서 연료 분사 타이밍을 변경함으로써 연소 제어 모드를 변경한다. 제 2 부분(209)은 EGR 제어 작동기(203)로 EGR 조건을 제어하는 EGR 제어 신호를 발생한다. 제 2 부분(209)은 목표량을 나타내는 EGR 제어 신호를 작동기(203)로 전송함으로써 소망 목표 EGR량을 달성한다. 종료부에 앞서 단계(S6 및 S5)에 뒤따르는 위치에다 제 3 도의 흐름도에 단계(S7)를 부가하는 것이 가능하다. 이 경우에 제어 유니트(11)는 단계(S6 혹은 S5)에서 단계(S7)로 진행하고 단계(S5 혹은 S6)에서 선택된 목표 EGR량을 나타내는 EGR 제어 신호를 발생시키고 이 경로를 종료한다.
제어 시스템은 차량에 장착될 수 있다. 바람직하게는 제어기는 적어도 한 개의 내장 컴퓨터를 포함하는 것이 좋다. 제 1 및 제 2 부분(207 및 209)은 한 개의 컴퓨터 모듈이 되거나 두 개의 부니된 컴퓨터 모듈일 수 있다.
한 예에서, 제어기는 감지된 엔진 작동 조건에 따라 제 1 엔진 작동 변수와 제 2 엔진 작동 변수를 결정한다. 제어기는 제 1 변수가 소정의 한 영역에서 소정의 다른 영역으로 변하면 연소 변경 요구를 발생하고 그 후에 제 2 파리미터가 소정의 한 영역에서 소정의 다른 영역으로 변하면 요구 신호에 반응하여 연소 모드를 변경한다. 제 1 변수는 계산된 목표 엔진 토크와 같은 엔진 부하를 나타내는 변수일 수 있다. 제 2 파리미터는 엔진 작동 조건에 따라 결정된 목표 당량비를 나타내는 변수일 수 있다. 제어기는 한 연소 모드에서 다른 모드로 변경될 때 목표 당량비를 흡인 공기량과 동시성을 가지도록 배열된다.
전술한 구성 및 공정에 의해 본 발명에 따른 엔진 제어 시스템은 더욱 적절하게 EGR 제어 모드를 변경시키고 한 연소 모드에서 다른 모드로 변경하는 일시적인 시간 동안 안정적인 연소를 보장하며 연소의 변경 직후에 엔진 작동에서 안정적인 연소를 보장하게 된다.

Claims (18)

  1. 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이의 연소 제어 모드를 변경함으로써 엔진의 연소 조건을 제어하는 연소 제어 시스템, 및 엔진으로 들어가는 흡인 공기 유동으로 엔진의 배기 가스를 재순환시키는 EGR 시스템을 포함하는 내연 엔진과,
    EGR 시스템을 제어함으로써 EGR량을 제어하고, EGR량을 엔진의 연소 조건에 맞추도록 성층 연소 모드를 위한 성층 EGR 모드와 균질 연소 모드를 위한 균질 EGR 모드 사이의 EGR 제어 모드를 변경하며, 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로 변경하는 제 1 방향과 성층 연소 모드에서 균질연소 모드로 변경하는 제 2 방향 중 어느 하나의 변경 방향에 따라 성층 모드와 균질 모드 사이에서 EGR 제어 모드를 변경하기 위해 EGR 제어 변경 타이밍을 변경하도록 된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 엔진의 EGR 시스템은 엔진의 배기 시스템에서 엔진의 흡인 시스템까지 연장하는 EGR 통로, 및 EGR 통로에 위치한 EGR 밸브를 포함하고,
    제어기는 성층 EGR 모드와 균질 EGR 모드 중 하나에서 EGR량을 제어하도록 EGR 밸브의 개도를 제어하기 위한 EGR 제어 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 엔젠 제어 시스템은 엔진의 엔진 작동 조건을 감지하는 엔진 작동 조건 센서도 포함하고,
    제어기는 센서에 감지된 엔진 작동 조건에 따라 소망 목표 연소 모드로서 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 하나를 선택함으로써 변경 방향을 결정하며,
    목표 연소 모드가 균질 연소 모드이고 변경 방향이 성층 연소 모드에서 균질 연소 모드 방향일 때 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이의 연소 제어 모드의 변경보다 성층 EGR 모드와 균질 EGR 모드 사이의 EGR 제어 모드의 변경의 시작에 영향을 주는 EGR 제어 변경 타이밍을 앞서게 하고,
    목표 연소 모드가 성층 연소 모드이고 변경 방향이 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드 방향일 때에는 연소 제어 모드가 변경될 때까지 EGR 제어 모드의 변경의 시작을 지연시키기 위해 EGR 제어 변경 타이밍을 지연시키는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 성층 EGR 모드는 EGR 밸브의 개방을 증가시켜 EGR량을 증가시키는 모드이고, 균질 EGR 모드는 EGR 밸브의 개방을 감소시켜 EGR량을 감소시키는 모드이며,
    변경 방향이 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드 방향일 때와 변경 방향이 성층 연소 모드에서 균질 연소 모드 방향일 때 모두 목표 연소 모드의 변경에 반응하여 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 하나에서 다른 하나로의 목표 연소 모드의 변경의 목표 변경 시간으로부터 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 하나에서 다른 하나로의 연소 제어 모드의 실제 변경의 연소 변경 시간까지의 전이 기간 동안에는 제어기가 EGR 제어 모드를 균질 모드에서 유지하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어기는, 엔진 작동 조건이 성층 연소 모드에 필요한 제 1 조건 영역에서 균질 연소 모드에 필요한 제 2 조건 영역으로 변경되는 즉시 성층 모드에 따른 제 1 레벨에서 균질 모드에 따른 제 2 레벨로 소망 목표 EGR량을 변경함으로써 성층 모드에서 균질 모드로 EGR 제어 모드의 변경을 수행하고, 연소 제어 모드가 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로 변경될 때 제 2 레벨에서 제 1 레벨로 소망 목표 EGR량을 변경함으로써 균질 모드에서 성층 모드로 EGR 제어 모드의 변경을 수행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 제어기는 목표 연소 제어 모드와 실제 연소 제어 모드 모두가 성층 연소 모드일 때 제 1 신호 상태이고, 목표 연소 제어 모드와 실제 연소 제어 모드 모두가 균질 연소 모드일 때 제 2 신호 상태이며, 목표 연소 제어 신호와 실제 연소 제어 모드가 서로 다르면 제 3 신호 상태인 조건 신호를 발생하도록 배열되고,
    조건 신호가 제 1 신호 상태일 때에만 EGR 제어 모드를 성층 모드로 설정하고 조건 신호가 제 2 및 제 3 신호 상태일 때 균질 모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 균질 연소 모드가 농후 레벨에서 공연비를 제어하기 위한 농후 연소 모드와 농후 레벨보다 희박한 희박 레벨에서 공연비르 제어하기 위한 희박 연소 모드를 포함하고,
    균질 EGR 모드는 희박 연소 모드에 적합한 제 1 모드와 농후 연소 모드에 적합한 제 2 모드를 포함하며,
    제어기는 성층 연소 모드와, 균질 연소 모드의 희박 연소 모드와, 균질 연소 모드의 농후 연소 모드 중 한 모드를 목표 연소 모드로서 선택하고,
    성층 모드와, 제 1 모드와, 제 2 모드 중에서 EGR 제어 모드를 변경함으로써 엔진의 EGR량을 엔진의 연소 조건에 맞도록 설계된 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 제어기는 연소 제어 모드가 농후 연소 모드로 실제로 변경된 후에 EGR 제어 모드가 제 2 모드로 변경되는 것을 지연시키도록 설계된 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 엔진의 연소 제어 시스템은 실제 공연비를 소망 목표 공연비로 제어하기 위하여 엔진으로의 연료 공급량을 변화시키는 연료 제어 작동기를 포함하고,
    제어기는 농후 연소 모드에서 희박 연소 모드로의 연소 제어 모드의 변경 요구에 반응하여 농후 균질값에서 희박 균질값으로 목표 EGR량을 감소시키고 나서 연소 제어 모드가 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로 변경될 때 혹은 그 후에 목표 EGR량을 희박 균질값에서 초희박 성층값으로 증가시킴으로써 균질 모드의 제 2 모드에서 성층 EGR 모드로의 EGR 제어 모드의 변경에 영향을 미치며,
    성층 모드에서 균질 모드로의 연소 제어 모드의 변경 요구에 반응하여 성층값에서 희박 균질값으로 목표 EGR량을 감소시키고 나서 목표 공연비가 소정의 레벨보다 농후한 소정의 농후 영역으로 진입하면 희박 균질값에서 농후 균질값으로 목표 EGR량을 증가시킴으로써 성층 모드에서 균질 모드의 제 2 모드로의 EGR 제어 모드의 변경에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  10. 제 5 항에 있어서, 엔진의 연소 제어 시스템은 연료를 엔진의 엔진 실린더로 직접 분사하기 위한 연료 분사기를 포함하는 연료 분사 시스템을 포함하고,
    제어기는 성층 연소 모드용 제 1 분사 타이밍과 균질 연소 모드용 제 2 분사 타이밍 사이의 연료 분사 타이밍을 변경함으로써 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이의 연소 제어 모드를 변경하기 위한 제 1 부분과 성층 모드와 균질 모드 사이에서 EGR 제어 모드를 변경하기 위한 제 2 부분을 포함하며,
    상기 제어기는 적어도 한 개의 중앙 처리 유니트를 포함하는 컴퓨터 시스템을 포함하고,
    엔진 작동 조건 센서는 엔진의 부하를 표시하는 엔진 작동 조건을 감지하기 위한 적어도 한 개의 엔진 부하 센서와, 엔진 속도를 표시하는 엔진 작동 조건을 감지하기 위한 엔진 속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  11. 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이의 연소 모드를 변경함으로써 엔진의 연소 조건을 제어하기 위한 연소 제어 시스템과 엔진의 배기 가스를 엔진으로 흡인되는 공기에 재순환시키기 위한 EGR 시스템을 포함하는 내연 엔진용 엔진 제어 공정에 있어서,
    성층 연소 모드용 성층 EGR 모드와 균질 연소 모드용 균질 EGR 모드 사이의 EGR 제어 모드를 변경함으로써 EGR량을 엔진의 연소 조건에 맞도록 엔진의 EGR량을 제어하는 제어 단계와,
    균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로의 제 1 방향과 성층 연소 모드에서 균질 연소 모드로의 제 2 방향 중 어느 하나의 변경 방향에 따라 성층 EGR 모드와 균질 EGR 모드 사이의 EGR 제어 모드를 변경하기 위해 EGR 제어 변경 타이밍을 변경하는 변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 공정.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 단계는 성층 EGR 모드와 균질 EGR 모드 중 하나에서 EGR 제어 신호를 발생하여 엔진의 EGR량을 제어하기 위해 엔진의 배기 시스템에서 엔진의 흡인 시스템까지 연장하는 EGR 통로에 위치한 EGR 밸브의 개도를 제어하는 제어 신호 발생 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 공정.
  13. 제 12 항에 있어서, 변경 단계는 감지된 엔진 작동 조건에 관한 입력 정보를 수집하는 수집 단계와,
    엔진 작동 조건에 따라 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 한 개를 소망 목표 연소 모드로서 선택함으로써 변경 방향을 결정하는 선택 단계와,
    목표 연소 모드가 균질 연소 모드이고 변경 방향이 성층 연소 모드에서 균질 연소 모드 방향일 때에는 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 사이의 연소 제어 모드의 변경보다 성층 EGR 모드와 균질 EGR 모드 사이의 EGR 제어 모드의 변경의 시작에 영향을 미치는 EGR 제어 변경 타이밍을 앞서게 하고, 목표 연소 모드가 성층 연소 모드이고 변경 방향이 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드 방향일 때에는 연소 제어 모드가 변경할 때까지 EGR 제어 모드의 변경의 시작을 지연시키기 위해 EGR 제어 변경 타이밍을 지연시키는 식별 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 공정.
  14. 제 13 항에 있어서, 성층 EGR 모드가 EGR 밸브의 개방을 증기시켜서 엔진의 EGR량을 증가시키기 위한 모드이고,
    균질 EGR 모드는 EGR 밸브의 개방을 감소시켜 EGR량을 감소시키기 위한 모드이며,
    변경 방향이 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드 방향이거나 그 반대일 때 목표 연소 모드의 변경에 반응하여 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 하나에서 다른 하나로 변경되는 목표 연소 모드의 목표 변경 시간으로부터 성층 연소 모드와 균질 연소 모드 중 한 모드에서 다른 한 모드로 변경되는 연소 제어 모드의 실제 연소 모드 변경 시간까지의 전이 기간 동안에 EGR 제어 모드를 균질 모드로 유지시키는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 공정.
  15. 제 14 항에 있어서, 성층 모드에서 균질 모드로의 EGR 제어 모드의 변경은 엔진 작동 조건이 성층 연소 모드가 필요한 제 1 조건 영역에서 균질 연소 모드가 필요한 제 2 조건 영역으로 바뀔 때, 성층 모드에 따른 제 1 레벨에서 균질 모드에 따른 제 2 레벨로 소망 목표 EGR량을 변경함으로써 수행되고,
    균질 모드에서 성층 모드로의 EGR 제어 모드의 변경은 연소 제어 모드가 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로 변경될 때 소망 목표 EGR량을 제 2 레벨에서 제 1 레벨로 변경함으로써 수행되고,
    상기 선택 단계는 목표 연소 제어 모드와 실제 연소 제어 모드가 모두 성층 연소 모드인 제 1 신호 상태와, 목표 연소 제어 모드와 실제 연소 제어 모드가 모두 균질 연소 모드인 제 2 신호 상태와, 목표 연소 제어 모드와 실제 연소 제어 모드가 서로 다른 제 3 신호 상태인 제어 신호를 발생하는 단계를 포함하며,
    상기 제어 단계는 제어 신호가 제 1 신호 상태에 있을 때만 EGR 제어 모드를 성층 모드로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 공정.
  16. 제 15 항에 있어서, 균질 연소 모드는 농후 레벨에서 공연비를 제어하기 위한 농후 연소 모드와 농후 레벨보다 희박한 희박 레벨에서 공연비를 제어하기 위한 희박 연소 모드를 포함하고,
    균질 EGR 모드는 희박 연소 모드에 적합한 제 1 EGR 모드와 농후 연소 모드에 적합한 제 2 EGR 모드를 포함하며,
    선택 단계는 성층 EGR 모드와, 제 1 EGR 모드와, 제 2 EGR 모드 중에서 EGR 제어 모드를 변경함으로써 엔진의 EGR량을 엔진의 연소 조건에 맞도록 하기 위하여 성층 연소 모드와, 균질 연소 모드의 희박 연소 모드와, 균질 연소 모드의 농후 연소 모드 중 한 개를 목표 연소 모드로서 선택하는 작동을 포함하며,
    식별 단계는 연소 제어 모드가 농후 연소 모드로 실제로 변경된 후에 EGR 제어 모드가 제 2 EGR 모드로 변경되는 것을 지연시키도록 배열되며,
    식별 단계는 엔진의 공연비를 표시하는 변수를 조사하고, 농후 연소 모드에서 균질 모드의 희박 연소 모드로의 연소 제어 모드의 변경 요구에 반응하여 목표 EGR량을 제 2 균질값에서 제 2 균질값보다 작은 제 1 균질값으로 감소시키고, 균질 연소 모드에서 성층 연소 모드로 연소 제어 모드의 실제 변경 시간 혹은 그 이후에 목표 EGR량을 제 1 균질값에서 제 2 균질값보다 큰 성층값으로 증가시킴으로써 EGR 제어 모드를 변경하여 균질 모드의 제 2 EGR 모드에서 성층 EGR 모드로 변경시키는 단계를 포함하고,
    식별 단계는 성층 모드에서 균질 모드로의 연소 제어 모드의 변경 요구에 반응하여 목표 EGR량을 성층값에서 제 1 균질값으로 감소시키고, 공연비를 나타내는 변수가 소정의 레벨보다 농후한 소정의 농후 영역으로 진입할 때 제 1 균질값에서 제 2 균질값으로 목표 EGR량을 증가시켜서 성층 EGR 모드에서 균질 모드의 제 2 EGR 모드로의 EGR 제어 모드의 변경에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 공정.
  17. 적어도 한 개의 엔진 실린더를 포함하는 내연 엔진과,
    성층 연소 모드에서의 연소 조건을 제어하기 위한 제 1 연소 제어 상태와 균질 연소 모드에서의 연소 조건을 제어하기 위한 제 2 연소 제어 상태 중 하나의 연소 제어 신호에 반응하여 연료를 엔진으로 분사함으로써 엔진의 연소 조건을 제어하기 위한 연료 분사 시스템과,
    엔진의 배기 가스를 흡인 공기 유동으로 재순환시키는 EGR 통로와, 성층 연소 모드에 맞는 제 1 EGR 모드에서 EGR량을 제어하는 제 1 EGR 제어 상태와 균질 연소 모드에 맞는 제 2 EGR 모드에서 EGR량을 제어하는 제 2 제어 상태 중 하나의 EGR 제어 신호에 반응하여 EGR 시스템의 EGR량을 제어하고 EGR 통로에 위치한 EGR 밸브를 포함하는 EGR 시스템과,
    제 1 엔진 작동 조건을 감지해서 엔진 부하를 나타내는 엔진 작동 변수를 결정하기 위해 입력 정보를 수집하는 센서와,
    엔진 작동 변수에 따라 연소 제어 신호 및 EGR 제어 신호를 발생시켜서 연소 조건 및 EGR량을 제어하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는 센서와 연결되어 있고, 제 1 조건 상태는 엔진 작동 변수가 소정의 낮은 엔진 부하 영역에 있을 때이고, 제 2 조건 상태는 엔진 작동 변수는 소정의 고부하 영역에 있을 때인 조건 신호를 발생하도록 배열되며, 연료 분사 시스템에도 연결되어 있으며, 제 1 및 제 2 연소 제어 상태 사이의 연소 제어 신호를 변경하도록 배열되어 연소 제어 신호가 조건 신호가 제 1 조건 상태일 때에는 제 1 연소 제어 상태이고 조건 신호가 제 2 조건 상태일 때에는 제 2 연소 조건 상태가 되며, EGR 시스템에도 연결되며,
    상기 제어기는, 제 1 연소 제어 상태에서 제 2 연소 제어 상태로 연소 제어 신호가 변경하기 전에 제 1 조건 상태에서 제 2 조건 상태로 조건 신호가 변경하는 것에 반응하여 제 1 EGR 제어 상태에서 제 2 EGR 제어 상태로 EGR 제어 신호가 변경되게 하고, 제 2 조건 상태에서 제 1 조건 상태로 조건 신호가 변경한 후에 제 2 연소 제어 상태에서 제 1 연소 제어 상태로 연소 제어 신호가 변경하는 것에 반응하여 제 2 EGR 제어 상태가 제 1 EGR 제어 상태로 EGR 제어 신호가 변경되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 제어기가 조건 신호의 변경 방향이 제 2 조건 상태에서 제 1 조건 상태 방향이거나 그 반대인 경우 모두 조건 신호의 변경으로부터 조건 신호의 변경에 반응하는 연소 제어 신호의 변경까지의 전이 기간 동안에는 EGR 제어 신호를 제 2 EGR 조건 상태로 유지하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진 제어 시스템.
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