KR100320489B1 - 기통내분사형불꽃점화식내연기관의점화시기제어장치및방법 - Google Patents

기통내분사형불꽃점화식내연기관의점화시기제어장치및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자동차 등에 탑재되는 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 노킹을 방지하면서 가속운전시에 있어서의 출력이나 연비의 향상을 도모하는 것을 과제로 한 것이며, 그 해결수단으로서, ECU는 스로틀개방도변화Δθ 등에 의해 가속을 검출하면, 벽온Tcw의 상승지연을 고려차고, 스로틀개방도 θTH에 대응한 전진각량을 가지고 점화전진각을 행한다. 그리고, 벽온Tcw의 상승에 의한 노킹을 방지하기 위하여, 전진각제어시간tx의 경과시점에서 전진각량이 0이 되도록 전진각량을 점차 감소시켜 간다 또, 가속운전중에 재가속이 행해진 경우에는, 벽온Tcw의 상승률의 변화에 대응하기 위하여, 그 시점에서 전진각량과 전진각제어시간tx를 새롭게 설정하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치 및 방법
본 발명은 자동차 등에 탑재되는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치에 관한 것으로서, 상세하게는 노킹을 방지하면서, 과도운전시에 있어서의 출력이나 연비의 향상을 도모하는 기술에 관한 것이다.
최근, 자동차 등에 탑재되는 연료분사불꽃점화식 내연기관에서는, 유해배출가스성분의 저감이나 연비의 향상 등을 도모하기 위하여, 구래의 흡기관 분사형 불꽃점화식내연기관(이하, 흡기관분사가솔린엔진)에 대신해서 연소실에 직접 연료를 분사하는 기통내분사형의 것(이하, 기통내분사가솔린엔진)이 여러 가지 제안되고 있다. 기통내분사가솔린엔진에서는, 예를들면, 저부하운전시에는 압축행정에 있어서 연료분사밸브로부터 피스톤꼭대기부에 형성한 캐비티내에 연료를 분사함으로써, 점화시점에 있어서 점화플러그의 주위에 이론공연비에 가까운 공연비의 혼합기를생성시키고 있다. 이에 의해, 전체적으로 희박한 공연비에서도 착화가 가능하게 되고, CO나 HC의 배출량이 감소하는 동시에, 아이들운전시나 저부하운전시의 연비를 대폭으로 향상시킬수 있다. 또, 고부하운전시에는, 흡기행정에 있어서 연소실 전체에 균질한 연료분사를 행하고, 스토이키오 또는 농후한 혼합기를 생성해서 출력의 증대를 도모하고 있다. 그리고, 연료분사량을 증감시킬때에, 흡기관에 의한 이송지연이 없기 때문에, 가감속레스폰스도 매우 양호하게 된다.
그런데, 불꽃점화식의 엔진에서는, 주지한 바와 같이, 점화시기의 설정이 출력이나 연비 등을 결정하는 중요한 요소가 된다. 즉 동일조건에서 혼합기를 연소시키는 경우에는, 가장 큰 발생토크를 얻을 수 있는 점화시기(MBT: Minimum spark advance for the Best Torque)가 일의적으로 존재하고, 이보다 어드밴스(전진각)또는 리타드(지연각)시키면, 연소압력의 유효이용을 도모할 수 없게 되어 출력도 연비도 저하한다. 또, MBT에서 점화한 경우, 연료의 옥탄가나 기관부하 등에 따라서 노킹이 발생하기 때문에, 일반적으로는, 대부분의 운전영역에서 MBT에 대해서 소정량의 리타드가 행해지고 있다.
통상, 점화시기의 설정에는 엔진회전수나 기관부하 등을 파라미터로 하는 점 화시기맵이 사용되나, 과도운전영역에 있어서는, 점화시기맵으로부터 얻어지는 기본점화시기에 대해서 다시 리타드 또는 어드밴스시키는 제어가 행해지고 있다. 예를들면, 일본국 특개평 2-223647호공보등에는, 흡기관분사가솔린엔진애서의 노킹의 방지나 출력의 향상을 도모하기 위하여, 가속운전개시시에는 점화시기를 일시적으로 리타드시키고, 그후 소정기간에 걸쳐서 어드밴스시키는 기술이 개시되어 있다. 가속운전개시시의 리타드는, 가속증량된 연료의 대부분이 흡기관의 벽면에 부착하고, 연료중의 옥탄가가 낮은 성분(즉, 휘발성이 높은 성분)이 먼저 연소실내에 유입하는 것에 대응한 것으로서, 이에 의해 노킹의 발생을 방지한다. 한편, 그후의 어드밴스는 가속운전개시후에도 잠깐의 기간은 연소실의 온도가 상승하지 않고, 점화시기를 MBT에 근접시켜도 노킹이 발생하기 어려운 점에 대응시킨 것으로서, 이에 의해 출력의 향상을 도모한다.
그런데, 기통내분사가솔린엔진에 있어서는 연료가 연소실내에 직접 분사되기 때문에, 옥탄가가 낮은 성분이 먼저 연소실내에 유입하는 사태는 발생하지 않는다. 따라서, 상기한 흡기관분사가솔린엔진용 점화시기제어를 적용한 경우, 가속운전개시시에 불필요한 리타드가 행해져서 출력이나 연비가 더욱 저하하게 된다. 그래서, 종래부터 기통내분사가솔린엔진용으로서, 과도운전시에도 최적의 점화시기제어를 실현하는 점화시기제어장치의 출현이 요망되고 있었다.
본 발명은 상기 상황에 비추어 이루어진 것으로서, 노킹을 방지하면서 가속운전시에 있어서의 출력이나 연비의 향상을 실현한 통내분사형 불꽃점화시내연기관의 점화시기제어장치 및 방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 관한 엔진제어시스템의 일식시형태를 표시한 개략구성도
도 2는 실시형태에 관한 기통내분사가솔린엔진의 종단면도
도 3은 실시형태에 관한 연료분사제어맵
도 4는 실시형태에 있어서의 후기분사모드일때의 연료분사형태를 표시한 설명도
도 5는 실시형태에 있어서의 전기분사모드일때의 연료분사형태를 표시한 설명도
도 6은 점화시기제어서브루틴의 수순을 표시한 순서도
도 7은 점화시기제어서브루틴의 수순을 표시한 순서도
도 8은 벽온추정서브루틴의 수순을 표시한 순서도
도 9는 가속시 전진각제어서브루틴의 수순을 표시한 순서도
도 10은 가속시 전진각제어서브루틴의 수순을 표시한 순서도
도 11은 가속영역을 판정하기 위한 맵
도 12는 점화시기를 설정하기 위한 맵
도 13은 가속시에 있어서의 점화전진각보정랑과 벽온과의 변화를 표시한 타임차트
도 14는 운전상태를 파라미터로하는 가속전진각영역을 표시한 그래프
도 15는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 점화시기의 제어수순을 표시한 순서도
<도면의 주요부락에 대한 부호의 설명>
1: 엔진 3: 점화플러그
5: 연소실 6: 실린더
7: 피스톤 70: ECU
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1발명의 기통내분사형 불꽃점화 식 내연기관의 점화시기제어장치는, 연소실내에 직접 분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치로서, 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태판정수단과, 적어도 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의거해서 점화시기를 설정하는 점화시기설정수단과, 상기 연소실내의 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터를 검출 또는 추정하는 벽온검출수단 및 상기 운전상태판정수단이 상기 내연기관이 가속운전으로 이행했다고 판정했을때에, 상기 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터에 따라서, 상기 가속운전의 개시부터 소정기간에 걸쳐서 상기 점화시기를 전진각보정하는 점화시기보정수단을 구비한 것을 제안한다.
본 발명의 제 2발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 상기 운전상태판정수단에 의해 판정된 상기 가속운전의 직진의 운전상태가 고부하운전상태였을 경우, 상기 전진각보정을 억제 또는 중지하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 3발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 운전상태판정수단은, 상기 내연기관의 출력제어부재가 가속쪽으로 소정속도이상므로 변위하고, 또한, 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의해 결정되는 운전상태량이 소정의 가속영역에 있을때에, 상기 내연기관이 가속운전으로 이행했다고 판정하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 4발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 또, 적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응한 전진각보정량이 기 억된 전진각보정량기억수단 및 상기 벽온검출수단이 검출하는 상기 벽온에 따라서 상기 전진각보정량을 변경하는 전진각보정량변경수단을 포함하고, 상기 점화시기보정수단은, 상기 내연기관의 부하상태에 따라서 상기 전진각보정량 기억수단으로부터 전진각보정량을 판독하고, 동판독된 전진각보정량을 상기 전진각보정량변경수단에 의해서 변경하고, 동 변경된 전진각보정량에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 5발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 상기 전진각보정의 계속중에 상기 내연기관의 부하상태가 변화한 경우, 계속중인 전진각보정을 중지하고, 최신 부하상태에 대응한 새로운 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 6발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기제어장치는, 또, 적어도 상기 내연기관의 부하 및 회전수에 의거해서 정상운전상태에 있어서의 최적점화시기를 미리 설정한 점화시기설정수단을 포함하고, 상기 점화시기보정수단은, 상기 내연기관의 소정부하이상의 운전상태에 있어서, 상기 벽온 검출수단에 의해 검출 또는 추정된 벽온이 동일운전상태에 있어서의 정상적인 벽온보다 낮은 경우, 상기 최적점화시기를 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 7발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 상기 운전상태판정수단이 상기 내연기관이 가속운전으로 이행하고, 또한, 상기 내연기관이 특정한 고부하영역에 있다고 판정했을때에, 상기 점화시기를 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 8발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 벽온검출수단은, 상기 내연기관의 출력제어부재의 변위 및 상기 내연기관의 회전속도를검출하고, 상기 출력부재의 변위 및 상기 회전속도에 의거해서 상기 벽온을 추정하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 9발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 벽온검출수단은, 상기 내연기관의 냉각수온을 검출하고, 상기 내연기관의 시동시에 상기 냉각수온에 의거해서 상기 벽온을 추정하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 10발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 운전상태판정수단은, 상기 내연기관의 회전수 및 부하에 의거해서 미리 설정된 적어도 하나의 운전상태를 판별하고, 상기 벽온검출수단은, 상기 적어도 하나의 각 운전상태에 있어서 상기 내연기관이 계속해서 운전된 시간을 검출하고, 상기 점화시기보정수단은, 상기 계속운전시간에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 11발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전상태는, 특정한 고부하영역을 포함하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 12발명은, 제1 발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 또 적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응한 전진각보정량이 기억된 전진각보정량기억수단, 및 상기 전진각보정량의 반영도를 결정하는 학습보정치를 상기 계속운전시간에 따라서 설정하는 학습보정치설정수단을 포함하고, 상기 점화시기보정수단은, 상기 내연기관의 부하상태에 따라서 상기 전진각보정량기억수단으로부터 상기 전진각보정량을 판독하고, 동 판독된 전진각 보정량과 상기 학습 보정치에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 13발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어시, 상기 적어도 하나의 운전상태는 특정한 고부하영역을 포함하고, 상기 학습보정치설정수단은, 상기 고부하영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 줄이는 방향으로 변화시키고, 상기 고부하영역이외의 영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영전도를 늘리는 방향으로 변화시키는 것을 제안한다.
본 발명의 제 14발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 학습보정치의 변화속도는 전진각반영정도를 줄이는 방향의 변화속도가, 전진각반영정도 를 늘리는 방향의 변화속도보다도 빠르게 설정되어 있는 것을 제안한다.
본 발명의 제 15발명은, 제 1발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 벽온 검출수단은, 상기 연소실내의 벽온을 직접 검출하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 16발명은, 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형불꽃점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치에 있어서, 상기 내연기관의 부하상태를 판정하는 운전상태판정수단과, 상기 내연기관의 각 부하상태에 따라서 정상적으로 얻어지는, 연소실벽온에 대응시켜 상기 각 부하상태에 있어서의 정상최적점화시기를 미리 설정한 점화시기설정수단 및 상기 부하상태가 증대쪽으로 급변하는 과도시에는 소정기간에 걸쳐 상기 정상최적점화시기를 더욱 전진각시키는 전진각보정수단을 구비한 것을 제안한다.
본 발명의 제 17발명의 기통내분사형 불꽃점화식내연기판의 점화시기제어방법은, 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 스텝과, 적어도 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의거해서 점화시기를 설정하는 스텝과, 상기 연소실내의 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터를 검출 또는 추정하는 스텝, 및 상기 내연기관이 가속운전으로 이행했을때에, 상기 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터에 따라서, 상기 가속운전의 개시로부터 소정기간에 걸쳐서 상기 점화시기를 전진각보정하는 스텝을 포함한 것을 제안한다.
본 발명의 제 18발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 전진각보정은, 상기 가속운전의 직전의 운전상태가 고부하운전상태였을 경우, 억제 또는 중지하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 19발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 내연기관은 상기 내연기관의 출력제어부재가 가속쪽으로 소정속도이상으로 변위하고, 또한, 상기 내연기관의 부하와 회전수예 의해 결정되는 운전상태량이 소정의 가속영역에 있을때에 상기 가속운전으로 이행했다고 판정되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 20발명은, 제 17발명의 점화시개제어방법에 있어서, 상기 전진각보정은, 적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응해서 미리 실정되어 있는 전진각보정량을 전진각보정량을 전진각보정량기억수단으로부터 판독하는 서브스텝과, 상기 검출된 벽온에 따라서 상기 판독된 전진각보정량을 변경하는 서브스텝, 및 상기 변경된 전진각보정량에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 서브스텝을 또 포함한 것을 제안한다.
본 발명의 제 21발명은, 제 20발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 전진각보정의 계속중에 상기 내연기관의 부하상태가 변화한 경우, 계속중인 전진각보정을 중지하고, 최신 부하상태에 대응한 새로운 전진각보정을 행하는 것을 제안한다.
본 발명의 제 22발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 제어방법은, 또 적어도 상기 내연기관의 부하 및 회전수에 의거해서 정상운전상태에 있어서의 최적점화시기를 미리 설정하는 스텝을 포함하고, 상기 최적점화시기는 상기 내연기관의 소정부하이상의 운전상태에 있어서, 상기 벽온검출수단에 의해 검출 또는 추정된 벽온이 동일운전상태에 있어서의 정상적인 벽온보다 낮은 경우, 전진각보정되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 22발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 점화시기는 상기 운전상태판정수단이 상기 내연기관이 가속운전으로 이행하고, 또한, 상기 내연기관이 특정한 고부하영역에 있다고 판정했을때에, 전진각보정되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 24발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 벽온은 상기 내연기관의 출력제어부재의 변위 및 상기 내연기관의 회전속도에 의거해서 추정되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 25발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 벽온은, 상기 내연기관의 시동시에, 상기 내연기관의 냉각수온에 의거해서 추정되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 26발명은, 제 17발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 내연기관의 회전수 및 부하에 의거해서 미리 설정된 적어도 하나의 운전상태를 판별하는 스텝과, 상기 적어도 하나의 각 운전상태에 있어서 상기 내연기관이 계속해서 운전된 시간을 검출하는 스텝 및 상기 계속운전시간에 따라서 상기 전진각보정을행하는 스텝을 또 포함한 것을 제안한다.
본 발명의 제 27발명은, 제 26발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전상태는, 특정한 고부하영역을 포함한 것을 제안한다.
본 발명의 제 28발명은, 제 26발명의 점화시기제어방법에 있어서, 적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응해서 미리 설정되어 있는 전진각보정량을 상기 내연기관의 부하상태에 따라서 판독하는 스텝과, 상기 전진각보정량의 반영도를 결정하는 학습보정치를 상기 계속운전시간에 따라서 설정하는 스텝, 및 상기 판독된 전진각보정량과 상기 설정된 학습보정치에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 스텝을 또 포함한 것을 제안한다.
본 발명의 제 29발명은, 제 28발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전상태는, 특정한 고부하영역을 포함하고, 상기 학습보정치는 상기 고부하영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 줄이는 방향으로 설정되고, 상기 고부하영역이외의 영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 늘리는 방향으로 설정되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 30발명은, 제 29발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 학습보정치의 변화속도는, 전진각반영정도를 줄이는 방향의 변화속도가, 전진각반영정도를 늘리는 방향의 변화속도보다도 빠르게 설정되어 있는 것을 제안한다.
본 발명의 제 31발명은, 제 1발명의 점화시기제어방법에 있어서, 상기 벽온은, 온도센서에 의해 직접 검출되는 것을 제안한다.
본 발명의 제 32발명의 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기제어방법은, 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃 점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어방법에 있어서, 상기 내연기관의 부하상태를 판정하는 스텝과, 상기 내연기관의 각 부하상태에 따라서 정상적으로 얻어지는 연소실벽온에 대응시켜 상기 각 부하상태에 있어서의 정상최적점화시기를 미리 설정하는 스텝 및 상기 부하상태가 증대쪽으로 급변하는 과도시에는 소정기간에 걸쳐 상기 정상최적점화시기를 더욱 전진각시키는 스텝을 구비한 것을 제안한다.
정상최적점화시기란, 각 부하에 있어서의 정상적으로 얻어지는 벽온에 있어서, 노킹이 발생하지 않고, 또한 높은 토크를 얻을 수 있는 시기를 의미하고, 특히 중부하이상에 있어서는 노킹이 발생하지 않는 가장 전진한 시기(MBT에 가장 가까운 노킹이 발생하지 않는 시기)로 설정된다(단, 아이들일때는 예외), 또 「급변」 이란부하변화에 따른 벽온의 상승속도에 비해서 빠른 변화를 가리킨다.
이하, 도면을 참조해서, 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명을 적용한 엔진제어시스템의 일실시형태를 표시한 개략구성도이고, 도 2는 실시형태에 관한 기통내분사가솔린엔진의 종단면도이다. 이들 도면에 있어서, (1)은 자동차용 기통내분사형 직렬 4기통가솔린엔진(이하, 간단히 엔진이라고 기록)이고, 연소실을 비롯해서 흡기장치나 EGR장치등이 기통내분사전용으로 설계되어 있다.
본 실시형태의 경우, 엔진(1)의 실린더헤드(2)에는, 각 기통마다점화플러그(3)와 함께 진자식 연료분사밸브(4)도 장착되어 있고, 연소실(5)내에 직접연료가 분사되도록 되어 있다. 또, 실린더(6)에 상하슬라이딩자재하게 유지된 피스톤(7)의 곡대기면에는, 압축행정후기에 연료분사밸브(4)로부터의 연료분무가 도달하는 위치에, 반구형상의 캐비티(8)가 형성되어 있다. 또, 이 엔진(1)의 이론압축비는 흡기관분사형인 것에 비해서 높게(본 실시형태에서는 12정도)설정되어 있다. 밸브 구동기구로서는 DOHC 4밸브식이 채용되고 있고, 실린더헤드(2)의 상부에는, 흡배기밸브(9)(10)를 각각 구동하기 위하여, 흡기쪽캠축(11)과 배기쪽캠축(12)이 회전자재하게 유지되고 있다.
실린더헤드(2)에는, 양캠축(11)(12)의 사이를 빠져나가도록 해서, 대략 직립 방향으로 흡기포트(13)가 형성되어 있고, 이 흡기포트(13)를 통과한 흡기흐름이 연소실(5)내에서 후술하는 역텀블흐름을 발생시키도록 되어있다. 한편, 배기포트(14)에 대해서는, 통상의 엔진과 마찬가지로 대략 수평방향으로 형성되어 있으나, 비스듬히 아래쪽으로 대직경의 EGR포트(15)(도 2에는 도시생략)가 분기하고 있다. 도면중, (16)은 냉각수온 Tw를 검출하는 수온센서이고, (17)은 각 기통의 소정의 크랭크위치(본 실시형태에서는 5° BTDC 및 75° BTDC)에서 크랭크각신호 SGT를 출력하는 베인형 크랭크각센서이고, (19)는 점화플러그(3)에 고전압을 출력하는 점화코일이다. 또한, 크랭크축의 절반의 회전수로 회전하는 캠축에는, 기통판번신호 SGC를 출력하는 기통판별센서(도시생략)가 장착되고, 크랭크각신호 SGT가 어느 기통의 것인지 판별된다.
도 2에 표시한 바와 같이, 흡기포트(13)에는, 서지탱크(20)를 가진 흡기매니폴드(21)를 개재해서 에어클리너(22), 스로틀보디(23), 스텝모터식ISC밸브(아이들스피드콘트롤밸브)(24)를 구비한 흡기관(25)이 접속하고 있다. 또 흡기관(25)에는 스로틀보디(23)를 우회해서 흡기매니폴드(21)에 흡입기를 도입하는 대직경의 에어바이패스파이프(26)가 병설되어 있고, 그 관로에는 리니어솔레노이드시이고 대형의 ABV(에어바이패스밸브)(27)가 설치되어 있다. 또한, 에어바이패스파이프(26)는, 흡기관(25)에 준하는 유로면적을 가지고 있고, ABV(27)가 대략 완전개방한 상태에서 엔진(1)의 저중속영역에서 요구되는 양의 흡입기가 유통가능하게 되어 있다. 또한, 스로틀보디(23)에는 유로를 개폐하는 버터플라이식 스로틀밸브(28)와 함께, 스로틀밸브(28)의 개방도 θTH를 검출하는 스로틀센서(29)와, 완전폐쇄상태를 검출하는 아이들스위치(30)가 구비되어 있다. 도면중, (31)은 흡기관압력Pb를 검출하는 부스트압(MAP:Manifold Absolute Pressure)센서이고, 서지탱크(20)에 접속하고있다.
한편, 배기포트(14)에는 O2센서(40)가 장착된 배기매니폴드(41)를 개재해서 3원촉매(42)나 도시하지 않은 머플러 등을 구비한 배기관(43)이 접속하고 있다. 또, EGR포트(15)는 대직경의 EGR파이프(44)를 개재해서 흡기매니폴드(21)의 상류에 접속되어 있고, 그 관로에는 스텝모터식 EGR밸브(45)가 설치되어 있다.
연료탱크(50)는, 도시하지 않은 차체후부에 설치되어 있다. 그리고, 연료탱크(50)에 저류된 연료는, 전동식 저압연료펌프(51)에 빨아올려지고, 저압공급파이프(52)를 개재해서 엔진(1)쪽으로 송급된다. 저압공급파이프(52)내의 연료압은, 리턴파이프(53)의 관로에 개장된 제 1연료압레귤레이터(54)에 의해, 비교적 저압 (이하, 저연료압이라고 기록)으로 조압된다. 엔진(1)쪽으로 송급된 연료는 실린더 헤드(2)에 장착된 고압연료펌프(55)에 의해, 고압공급파이프(56)와 송출파이프(57)를 개재해서, 각 연료분사밸브(4)에 송급된다. 본 실시형태의 경우, 고압연료펌프(55)는 사판축방향피스톤식이고, 배기쪽 캠축(12)에 의해 구동되고, 엔진(1)의 아이들운전시에도 50∼60㎏/㎟이상의 토출압을 발생한다. 송출파이프(57)내의 연료 압은, 리턴파이프(58)의 관로에 개장된 제 2연료압레귤레이터(59)에 의해 비교적고압(이하, 고연료압이라고 기록)으로 조압된다. 도면중, (60)은 제 2연료압레귤레이터(59)에 장착된 전자식 연료압절환밸브이고, ON상태에서 연료를 방출해서, 송출 파이프(57)내의 연료압을 저연료압으로 저하시킨다. 또, (61)은 고압연료펌프(55)의 윤활이나 냉각 등을 행한 연료를 연료탱크(50)에 환류시키는 리턴파이프이다.
차실내에는 도시하지 않은 입출력장치, 제어프로그램이나 제어맵 등의 기억에 제공되는 기억장치(ROM, RAM, BURAM등), 중앙처리장치(CPU), 타이머카운터 등을 구비한, ECU(엔진제어유니트)(70)가 설치되어 있고, 엔진(1)의 종합적인 제어를 행한다. ECU(70)의 입력쪽에는, 상기한 각종 센서류등으로부터의 검출정보가 입력한다. ECU(70)는 이들 검출정보에 의거해서, 연료분사모드나 연료분사량을 비롯해서 점화시기나 EGR가스의 도입량 등을 결정하고, 연료분사밸브(4)나 전화코일(19), EGR밸브(45) 등을 구동제어한다. 또한, ECU(70)에는 그 입력쪽에 도시하지 않은 다수의 스위치나 센서류가 전속하는 한편, 출력쪽에도 각종 경고등이나 기기류등이 접속하고 있다.
다음에, 엔진제어의 기본적인 흐름을 설명한다.
냉기(冷機)시에 있어서, 운전자가 점화키를 ON조작하면, ECU(70)는 저압연료펌프(51)와 연료압절환밸브(60)를 ON으로해서 연료분사밸브(4)에 저연료압의 연료를 공급한다. 이것은, 엔진(1)의 정지시나 크랭킹시에는, 고압연료펌프(55)가 완전하게 또는 불완전하게 밖에 작동하지 않기 때문에, 요구연료분사량을 저압연료펌프(51)의 토출압과 연료분사밸브(4)의 개방시간으로부터 얻을 수 밖에 없기 때문이다. 다음에 운전자가 점화키를 스타트조작하면, 도시하지 않은 셀모터에 의해 엔진(1)이 크랭킹되고, 동시에 ECU(70)에 의한 연료분사제어가 개시된다. 이 시점에서는 ECU(70)는 전기분사모드(즉, 흡기행정에서의 분사모드)를 선택하고, 비교적 농후한 공연비가 되도록 연료를 분사한다. 이것은 냉기시에는 연료의 기화율이 낮기 때문에, 후기분사모드(즉, 압축행정에서의 분사모드)에 의거해서 연료분사를 행 한 경우, 실화나 미연소연료(HC)의 배출을 피할 수 없기 때문이다. 또, ECU(70)는 시동시에는 ABV(27)을 폐쇄하기 때문에 연소실(5)에의 흡입공기는 스로틀밸브(2S)의 틈새나 ISC밸브(24)로부터 공급된다. 또한, ISC밸브(24)와 ABV(27)는, ECU(70)에 의해 일원관리되고 있으며 스로틀밸브(28)를 우회하는 흡입기(바이패스에어)의 필요도입량에 따라서 각각의 밸브개방량이 결정된다.
시동이 완료해서 엔진(1)이 아이들운전을 개시하면, 고압연료펌프(55)가 정격의 토출작동을 시작하기 때문에 ECU(70)는 연료압절환밸브(60)를 OFF로 하고 연료분사밸브(4)에 고압의 연료를 공급한다. 이때에는, 당연한 일이지만, 요구연료 분사량은 고압연료펌프(55)의 토출압과 연료분사밸브(4)의 개방시간으로부터 얻을수 있다. 그리고, 냉각수온Tw가 소정치로 상승할때까지는, ECU(70)는, 시동시와 마찬가지로 전기분사모드를 선택해서 연료를 분사하는 동시에, ABV(27)도 계속해서 폐쇄한다. 또, 에어컨 등의 보조기기류의 부하의 증감에 따른 아이들회전수의 제어는, 흡기관분사형과 마찬가지로 ISC밸브(24)에 의해서 행해진다. 또, 소정사이클이 경과해서 O2센서(40)가 활성화되면, ECU(70)는 O2센서(40)의 출력전압에 따라서 공연비피드백제어를 개시하고, 유해배출가스성분을 삼원촉매(42)에 의해 정화시킨다. 이와 같이 냉기시에 있어서는, 흡기관분사형과 대략 마찬가지의 연료분사 제어가 행해지나, 흡기관(13)의 벽면으로의 연료방울의 부착등이 없기 때문에, 제어의 응답성이나 정밀도는 높아진다.
엔진(1)의 난기(暖機)가 종료하면, ECU(70)는 흡기관압력Pb나 스로틀개방도 θTH등으로부터 얻은 목표평균유효압Pe와 엔진회전속도Ne에 의거해서, 도 3의 연료분사제어맵으로부터 현재의 연료분사제어영역을 검색하고, 연료분사모드와 연료분사량과 연료분사시기를 결정해서 연료분사밸브(4)를 구동하는 이외에, ABV(27)나 EGR밸브(45)의 개폐제어등도 행한다. 또한 당연한 일이지만, 연료분사량은 연료분사밸브(4)의 개방시간폭과 비례관계에 있다.
예를들면, 아이들운전시나 저속주행시 등의 저부하영역은 도 3중의 후기분사 희박영역이 되기 때문에, ECU(70)는 후기분사모드를 선택하는 동시에 ABV(27)를 개방하고, 희박한 평균공연비(본 실시형태에서는, 30∼40정도)가 되도록 연료를 분사한다. 이 시점에서는, 도 4에 표시한 바와 같이 흡기포트(13)로부터 유입한 흡기흐름이 화살표로 표시한 역텀블흐름(80)를 형성하기 때문에, 연료분무(81)가 피스톤(7)의 캐비티(8)내에 보존된다. 그 결과, 점화시점에 있어서 점화플러그(3)의 주위에는 이론공연비 근처의 혼합기가 층형상으로 형성되게 되고, 전체로서 희박한 공연비에서도 착화가 가능하게 된다. 이에 의해, CO나 HC의 배출이 극히 소량으로 억제되는 동시에, 펌핑손실의 저감과 더불어 연비가 대폭으로 향상한다. 그리고, 보조기기 부하 등의 증감에 따른 아이들회전수의 제어는, 연료분사량을 증감시킴으로써 행하기 때문에, 제어응답성도 매우 높아진다 또, ECU(70)는 이 제어영역에서는 ECR밸브(45)를 개방하고, 연소실(5)내에 대량(본 실시형태에서는, 30%이상)의 EGR가스를 도입함으로써, NOx도 대폭으로 저감시킨다.
또, 정속주행시 등의 중부하영역은, 그 부하상태나 엔진회전속도Ne에 따라서, 도 3중의 전기분사희박영역 또는 스토이키오피드백영역이 되기 때문에, ECU(70)는 전기분사모드를 선택하는 동시에 소정의 공연비가 되도록 연료를 분사한다. 즉, 전기분사희박영역에서는, 비교적 희박한 공연비(본 실시형태에서는 20∼23정도)가 되도록 ABV(27)의 밸브개방량과 연료분사량을 제어하고, EGR밸브(45)는 폐쇄한다, 또, 스토이키오피드백영역에서는, ABV(27)를 개폐제어하는 동시에, O2센서(40)의 출력전압에 따라서 공연비피드백제어를 행한다. 이 경우, 도 5에 표시한 바와 같이 흡기포트(13)로부터 유입한 흡기흐름이 역텀블흐름(80)을 형성하기 때문에, 역텀블흐름(80)에 의한 혼란의 효과에 의해, 희박한 공연비에서도 착화가 가능하게 된다. 또한, ECU(70)는 이 스토이키오피드백영역에서도 EGR밸브(45)를 개방하고, 연소실(5)내에 적당량의 EGR가스를 도입함으로써, NOx를 저감시킨다. 또, 이 제어영역에서는, 비교적 높은 압축비에 의해 큰 출력이 얻어지는 동시에, 유해배출가스성분이 삼원촉매(42)에 의해 정화된다.
그리고, 급가속시나 고속주행시 등의 고부하영역은 도 3중의 개방루프제어영역이 되기 때문에, ECU(70)는, 전기분사모드를 선택하는 동시에 ABV(27)와 EGR밸브(45)를 폐쇄하고, 스로틀개방도θTH나 엔진회전속도Ne 등에 따라서, 비교적 농후한 공연비가 되도록 연료를 분사한다. 이 때에는, 압축비가 높은 것이나 흡기흐름이 역텀블흐름(80)을 형성하는 것이외에, 흡기포트(13)가 연소실(5)에 대해서 대략 직립하고 있기 때문에, 관성효과에 의해서도 높은 출력을 얻을 수 있다.
또, 중고속주행중의 타행운전시에는 도 3중의 연료커트영역이 되기 때문에, ECU(70)는 연료분사를 정지한다. 이에 의해, 연비가 향상하는 동시에, 유해배출가스성분도 전혀 배출되지 않게 된다. 또한, 연료커트는, 엔진회전속도Ne가 복귀회전속도보다 저하한 경우나, 운전자가 액셀페달을 밝은 경우에는 즉시 중지된다.
이하, 도 6∼도 10의 순서도에 의거해서, 본 실시형태에 있어서의 점화시기제어와 가속시전진각제어와의 수순을 설명한다.
운전자가 점화키를 ON으로 해서 엔진(1)이 시동하면, ECU(30)는, 소정의 제어인터벌(예를들면 10ms)로, 도 6, 도 7의 순서도에 표시한 점화시기제어서브루틴을 반복실행한다. 이 서브루틴을 개시하면, ECU(70)는 먼저 스텝S1에서 각종의 운전정보를 판독해 넣은 후, 스텝S3에서 실린더(6)의 벽온Tcw를 RAM으로부터 판독한다.
본 실시형태에시는, 엔진(1)의 운전중에서는, 점화시기제어서브루틴과 병행해서, 도 8에 표시한 벽온추정서브루틴에 의해 실린더(6)의 벽온Tcw의 추정이 반복하여 행해지고 있다. 벽온추정서브루틴에 있어서, ECU(70)는, 먼저 스텝S31에서 시동플래그 Fst가 1인지 아닌지를 판정한다. 시동플래그 Fst는, 엔진(1)의 시동시를 판별하기 위한 플래그이고, 점화키를 ON으로 할 때마다 0으로서 리세트된다. 엔진(1)의 시동시(재시동시도 포함)에는 이 판정이 No(부정)가 되기 때문에, ECU(70)는, 스텝S33에서 벽온 Tcw를 냉각수온 Tw(일반적으로는, 20℃∼95℃)로서 RAM에 기억한 후, 스텝S35에서 시동플래그Fst를 1로 한다. 또, 2회째이후의 처리에서는 스텝S31의 판정이 Yes(긍정)가 되기 때문에, ECU(70)는, 스텝S37에서, 벽온Tcw와 스로틀개방도θTU와 엔진회전수Ne를 파라미터로 하는 함수g(Tcw, θTH, Ne)에 의해 벽온증감량ΔT를 구하고, 스텝S39에서 이것을 벽온Tcw의 전회치에 가산해서 RAM에 기여한다. 또한, 벽온증감량ΔT는 벽온Tcw에 대해서 연소실쪽표면의 평균온도가 높아지는 운전상태에서는 정의값이되고, 반대의 경우에는 부의 값이 된다. 따라서, 엔진(1)의 난기종료후의 정상운전시에는, 벽온Tcw는 부하상태에 따라서 소정의 온도에서 평형하게 된다.
스텝S3에서의 벽온Tcw의 판독을 마치면, ECU(70)는, 스텝S5에시 엔진회전수 Ne나 스로틀개방도θTH등에 의거해서, 기본목표평균유효압 Pebase를 추정한다. 다음에, ECU(70)는 스텝S7에서 벽온Tcw가 소정치 TcwA(예를들면, 150℃)보다 낮은지 아닌지를 판정한다. 또한, 스텝S7에서는 벽온Tcw와 소정치TcwA를 비교하고 있으나, 소정치TcwA에 대신해서, 벽온Tcw추정시에 있어서의 내연기관의 운전상태에 따라서변화하는 값을 사용하도록 해도 된다, 스텝S7의 판정이 Yes이면, 스텝S9에서 아이들스위치(30)가 OFF(스로틀밸브(28)가 폐쇄상태에 없는)인지아닌지를 판정한다. ECU(70)는, 이 판정도 Yes이면, 스텝S11에서 스로틀밸브(28)의 개방속도Δθ가 소정치 Δθx보다 큰지 아닌지를 판정하고, 이 판정이 Yes이면, 도 7의 스텝S13에서 현재의 운전상태가 가속영역에 있는지 아닌지를 또 판정한다. 그리고, 이 판정이 Yes였을경우에는 ECU(70)는, 스텝S15에서 후술하는 가속시 전진각제어서브루틴을 실행한다. 또한 스로틀밸브(28)의 개방속도Δθ는, 스로틀센서(29)로부터 입력한 스로틀밸브(28)의 개방도θTH의 변화를 시간미분함으로써 얻어지고, 또, 운전상태가 가속영역에 있는지 아닌지는, 기본목표평균유효압 Pesbase와 엔진회전수 Ne에 의거해서, 도 11의 맵으로부터 판정된다.
그런데, 스텝S7∼S13의 판정의 어느 하나든 No였을 경우, ECU(70)는, 가속시 진진각제어로 이행하지 않고, 통상의 점화시기제어를 실행한다. 즉, ECU(70)는 먼저 스텝S17에서 기본목표평균유효압 Pebase를 목표평균유효압 Pe로 한 후, 스텝S19에서, 엔진(1)의 부하정보를 대표하는 목표평균유효압Pe와 엔진회전수Ne에 의거해서, 도 12의 기본점화시기맵으로부터 기본점화시기
Figure pat00001
을 검색한다. 그런다음, ECU(70)는 스텝S21에서 점화코일(19)을 구동하고, 점화플러그(3)에 고전압을 출력해서 점화를 행하게 한다, 또한, 이 엔진(1)에서는, 도 3에 표시한 바와 같이 목표평균유효압Pe와 엔진회전수Ne에 의거해서 분사 · 공연비의 모드가 절정되고, 도 12의 기본점화시기맵은 각 모드에 대응한 기본점화시기데이터를 구비하고 있다.
한편, 스텝S7∼S13의 판정이 전부 Yes 였을 경우, ECU(70)는, 도 9, 도 10에표시한 가속시전진각제어서브루틴을 실행한다. 이 서브루틴에 있어서, ECU(70)는 먼저 도 9의 스텝S41에서 전진각제어플래그FAD가 1인지 아닌지를 판정한다. 전진각제어플래그 FAD는, 가속시전진각제어가 개시된 것을 판별하기 위한 플래그이고, 점화키를 ON으로 한 시점에서는 0으로 리세트되어 있다. 따라서, 첫회의 처리에서는 이 판정이 No가 되고, ECU(70)는 스텝S43에서 프로그램변수n을 1로 하는 동시에 타이머t를 개시시키고, 또, 스텝S45에서 전진각제어플래그FAD를 1로 한다.
다음에, ECU(70)는 스텝S47에서 금회의 스로틀개방도θTH(n)과 타이머t(제어경과시간)와의 값에 의거해서, 함수f(θTH(n), t)를 사용해서 시간계수 Kt를 산출한 후, 스텝S49에서 시간계수 Kt에 의거해서, 함수h(Kt)를 사용해서 전진각제어시간tx를 산출한다. 또한, 시간계수Kt는 스로틀개방도 θTH(n)이나 타이머t의 값이 커짐에 따라, 작은 값이 되고 전진각제어시간tx는, 시간계수Kt의 값이 커짐에 따라 큰 값이 된다.
시간계수Kt와 전진각제어시간tx와의 산출을 마치면, ECU(70)는 스텝S51에서아래식에 의해 목표평균유효압Pe를 산출한다. 여기서, Pe'(θTH)는 스로틀개방도θTH(n)에 따라서 설정되는 부하보정치이고, KNe는 엔진회전수Ne에 따라서 설정되는 회전수계수이다.
Pe=Pebase-Pe'(θTH) ·KNe ·Kt
다음에, ECU(70)는 스텝S53에서 목표평균유효압Pe와 엔진회전수Ne에 의거해 서 도 12의 기본점화시기맵으로부터 기본점화시기
Figure pat00002
을 검색하고, 스텝S55에서 점화코일(19)을 구동해서, 점화플러그(3)에 고전압을 출력해서 점화를 행하게 한다. 이에 의해, 도 13에 표시한 바와 같이, 가속직후에는 점화시기
Figure pat00003
가 대폭으로 전진각되고, 연비나 출력이 향상하게 된다. 또한, 이 경우, 가속이 행해지기 전의 저부하 ·저회전영역에서의 운전에 의해 벽온Tcw가 충분히 저하하고 있기 때문에, 전진각에 의한 노킹은 발생하지 않는다.
스텝S55에서의 점화코일(19)의 구동을 마치면, ECU(70)는, 스텝S57에서 프로그램변수n에 1을 가산한 후, 스텝S59에서 타이머t의 값이 전진각제어시간tx를 넘었는지 아닌지를 판정하고, 이 판정이 No이면 개시로 복귀해서 제어를 반복한다.
그런데, 이 서브루틴에 있어서의 2회째이후의 처리에서는, 스텝S41의 판정이 Yes가 되기 때문에, ECU(70)는, 스텝S61에서 각종 운전정보를 판독해넣은 후, 스텝S63에서 흡기관압력Pb나 스로틀개방도θTH 등에 의거해서, 기본목표평균유효압Pebase 를 추정한다. 다음에, ECU(70)는, 스텝S65에서 스로트밸브개방도의 금회치θTH(n)이 전회치 θTH(n-1)과 동등한지 아닌지를 판정하고, 이 판정이 Yes이면, 스텝S67에서 시간계수Kt를 새롭게 산출한다. 이때, 타이머t의 값이 제어의 진행에 따라서 커지기 때문에, 상기한 바와 같이, 시간계수Kt의 값은 작아진다.
스텝S67에서의, 시간계수Kt의 산출을 마치면, ECU(70)는 스텝S51이후의 처리로 이행해서, 목표평균유효압Pe의 산출이나 기본점화시기
Figure pat00004
의 검색 등을 행한다. 이때, 시간계수Kt의 값의 감소에 따라서 목표평균유효압Pe가 저하하기 때문에, 도 13에 표시한 바와 같이 점화시기
Figure pat00005
의 전진각량도 점차감소한다. 이에 의해, 부하의증대에 의해 벽온Tcw가 상승해도, 점화시기
Figure pat00006
가 벽온Tcw의 상승량에 알맞게 지연각(즉, 벽온Tcw의 상승에 대응)되게 되고, 노킹의 발생이 방지된다. 또한, 스로틀개방도θTH(n)의 값이 커짐에 따라, 노킹이 발생하는 벽온까지의 온도상승이 빨라지므로, 시간계수Kt(즉, 전진각량의 초기치)나 전진각제어시간tx의 값이 작아지도록 설정되어 있고, 이 때문에 벽온 Tcw의 상승속도가 커지는 고부하시에는 비교적 단시간에 전진각제에가 종료하게 된다.
한편, 스텝S65에서의 판정이 No, 즉, 스로틀개방도의 금회치 θTH(n)이 전회치 θTH(n-1)에 대해서 증감한 경우, ECU(70)는 스텝S47 및 스텝S49에서 시간계수 Kt와 전진각제어시간tx를 새롭게 산출한 후, 스텝S51이후의 처리로 이행해서, 목표 평균유효압Pe의 산출이나 기본점화시기
Figure pat00007
의 검색 등을 행한다. 이에 의해, 부하의 증감에 의해 벽온Tcw의 상승속도가 변화해도, 최적의 점화시기
Figure pat00008
의 전진각이 행해지게 된다. 도 13에는 예를들면 가속도중에 스로틀개방도θTH가 증가한 경우(재가속이 행해진 경우)를 표시하고 있으나, 이 도면으로부터 재가속시에는 전진각량이 감소하는 동시에 전진각제어시간의 총계도 작아지고, 가속직후의 가속변화에도 대응시키고 있는 것을 알 수 있다. 가령, 가속도중에 스로틀개방도θTH가 감소한 경우에는, 전진각량을 증대시키고, 전진각제어시간의 총계도 크게한다. 또한, 상기한 설명에서는, 전진각량과 전진각제어시간을 동시에 증감시키고 있으나, 발진시나 주행시에 있어서의 가속과 같이 운전상태가 다른 경우에는, 요구되는 출력등도 다르기 때문에, 전진각량과 전진각제어시간의 어느 한쪽을 증가시키고, 다른 쪽을 감소시키도록 설정해도 된다.
제어의 경과에 의해, 타이머t의 값이 전진각제어시간tx를 넘어서 스텝S59의 판정이 Yes가 되면, ECU(70)는 스텝S69에서 전진각제어플래그FAD를 0으로 리세트한 후, 가속시전진각제어서브루틴을 종료한다. 이 이후, ECU(70)는 도 6, 도 7의 점화시기제어서브루틴에 복귀하고, 통상의 점화시기제어를 행한다.
이와 같이 본 실시형태에서는 벽온Tcw가 비교적 낮은 가속초기에 있어서, 노킹이 발생하지 않는 범위에서 점화전진각을 행하도록 했기 때문에, 출력의 상승에 의한 가속성능의 향상을 얻을 수 있는 동시에, 연료에너지의 유효이용이 도모되어 연비도 향상한다.
또한, 상기 실시형태에서는 가속시의 전진각제어에 있어서 목표평균유효압을 보정하도록 했으나, 스로틀개방도등으로부터 전진각보정량을 구하는 맵을 작성하고, 이에 의해 얻어진 전진각보정량을 기본점화시기에 가산하는 방법이나, 가속시의 목표평균유효압으로부터 직접적으로 기본점화시기를 구하고, 그 후에 기본점화시기에 보정계수를 곱해서 가속시에 대응하는 점화시기를 구하는 방법, 또는 가속시전용 점화시기맵을 별도로 설정하는 방법이나, 이하에 상세히 설명하는 방법을 채용해도 된다.
(실시예 2)
다음에, 도 1에 표시한 엔진제어시스템의 다른 제어예에 대해서 설명한다.
ECU(70)는, 노킹 등을 고려한 다음에 부하와 엔진회전수Ne에 의해서 결정되는 정상운전시의 기본점화시기를
Figure pat00009
(도12참조), 과도운전시(고부하운전시)에 기본 점화시기
Figure pat00010
을 전진각보정하기 위한 점화시기보정치를
Figure pat00011
, 점화시기보정치
Figure pat00012
의 반영정도를 결정하는 학습보정치를 G(0≤G≤ 1), 흡기온이나 수온 등의 다른 파라미터에 의한 보정치를 K로 한 경우에, 최종적인 점화시기
Figure pat00013
를 아래식에 의해 산출한다.
Figure pat00014
…(엔진(1)이 도 14의 영역C내에서 운전되는 경우)
Figure pat00015
……(엔진(1)이 도 14의 영역C이외에서 운전되는 경우)
여기서, 영역C란, 도 14에 있어서, 하한설정회전수RPML(예를들면, 아이들회전수보다 약간 낮은 회전수)과 상한설정회전수RPMH(예를들면, 그 이상의 가속이 그다지 요망되지 않는 최고회전수근처의 회전수)와의 사이의 회전수범위에서 엔진(1)이 고부하운전상태(바람직하게는, 완전개방운전상태)에 있는 영역, 즉, 운전자가 가장 가속도를 요구하고, 출력토크의 증가를 필요로 하는 영역이다. 또, 영역C에 있어서의 전진각보정을 연소실벽온Tcw의 상승에 따라서 억제 ·정지하기 위하여, 학 습보정치G가 설정된다. 이 학습보정치G는 정상운전시의 연소실벽온Tcw가 비교적 낮게 유지되는 영역A에서의 운전중에는 시간의 경과와 함께 서서히 최대치 1에 근접하고, 정상운전시의 연소실벽온Tcw가 비교적 높아지는 영역A이외(영역D를 제외)에서의 운전중(정상운전시의 연소실벽온Tcw가 높아지는 운전중)에는 시간의 경과와 함께 서서히 최소치 0으로 근접한다.
그리고, 학습보정치G는, 연소실벽온Tcw와 상관하도록, 영역A이외(영역D를 제외)의 고부하운전영역에서의 운전이 계속되어 고온이 된 연소실벽온Tcw가, 그후에 영역A에서의 운전이 계속되어 저온으로 이행하는 속도에 대응해서, 최소치0으로부터 최대치 1에의 이행속도가 설정되고, 반대로, 영역A에서의 운전이 계속되어 저온이 된 연소실벽온Tcw가 그후에 영역A이외(영역D를 제외)의 고부하운전영역에서의 운전이 계속되어 고온으로 이행하는 속도에 대응해서, 최대치 1로부티 최소치 0으로의 이행속도가 설정되어 있고, 후자의 이행속도가 전자의 이행속도보다 커지고있다. 예를들면, 최소치0으로부터 최대치 1에의 이행시간은 약 70∼90초정도로 설정되고, 최대치1로부터 최소치0으로의 이행시간은 악 20∼30초 정도로 설정되어 있다. 또, 이 학습치는 ECU(70)내의 RAM에 기억되는 한편, 점화시기
Figure pat00032
는, 각 영역에서의 체류시간마다, 각 영역에서의 학습치의 변화방향에 따라서 수시 갱신된다. 따라서, 영역C에서의 전화시기
Figure pat00033
의 설정에 있어서는, 과거의 운전상태가 학습치의 변화에 의해 반영되게 된다.
다음에, 이 방법에서의 제어의 흐름을 설명하면, 운전자가 점화스위치를 ON으로해서 엔진(1)을 시동시키면, ECU(70)는 먼저 엔진회전수Ne와 부하정보인 목표 평균유효압Pe를 판독해넣는다. 이어서, ECU(70)는, 이들 엔진회전수Ne와 목표평균 유효압Pe에 의거해서, 현재의 운전상태가 도 14중의 어느 영역에 있는지를 판정하고, 영역A에 있으면, 점화시기
Figure pat00034
를 상기 식에 의해 산출한다. 그리고, 영역A에서의 체류시간에 따라서, 학습보정치G를 최대치 1로 향해서 서서히 변화시킨다. 또, 영역B(영역A와 영역C와의 사이의 중부하영역)에 있으면, ECU(70)는 영역A와 마찬가지로, 점화시기
Figure pat00035
를 산출하고, 영역B에서의 체류시간에 따라서 학습보정치G를 최소치0으로 향해서 서서히 변화시킨다. 또한, 영역B는 운전자에 의한 가속요구가 있는 영역이기는 하지만, ECU(70)는 영역B에 있어서는, 전진각보정을 행하지 않는다. 그 이유는, 특히 전진각보정을 행하지 않아도, 흡기량조정수단(스로틀밸브등)의 개 방도조정에 의해, 요구된 출력을 얻을 수 있기 때문이다. 한편, 영역C에 있으면, ECU(70)는, 가속영역이라고 판정해서, 학습보정치G봐 점화시기보정치
Figure pat00036
2에 의거해서 점화시기
Figure pat00037
를 전진각시키지만, 영역B와 마찬가지로 영역C에서의 체류시간에 따라서 학습보정치G가 최소치0을 향해서 서서히 변화하기 때문에, 점화시기
Figure pat00038
의 전진각량은 시간의 경과와 함께 저감한다. 또, 영역D에서는 영역A, B와 마찬가지로, 상기 식에 의해 점화시기
Figure pat00039
를 산출하나, 학습보정치G에 대해서는, 리세트(최소치0)로 한다. 이것은 연소실내의 벽온상승을 추정할 수 없게되는 것에 의한다. ECU(70)는, 이와 같이 영역에 맞추어서 점화시기
Figure pat00040
를 산출한 후, 점화코일(19)을 구동하고, 점화플러그(2)에 고전압을 출력해서 점화를 행하게 한다.
이번에는, 운전상태가 변화한 경우에 대해서 설명한다. ECU(7())는 영역B나 영역C에서 운전되어 학습보정치C가 최소치 0까지 변화한 직후에, 운전상태가 영역A로 일단 이행하고, 다시 영역C로 이행한 경우에는, 학습보정치G가 최대치1에 근접하지 않기 때문에 영역C에서의 전진각보정을 거의 행하지 않는다. 이것은 영역A에서의 체류시간이 짧고, 정상운전시의 연소실벽온Tcw가 충분히 저하하지 않기 때문에, 영역C에서 전진각보정을 행할 정도의 노킹에 대한 여유가 없어지는 것에 의한다. 또, ECU(70)는, 영역A에서의 운전에서 학습보정치G가 최대치 1이 된후, 운전상태가 영역B로 이행해서 장시간 체류하고, 그후에 영역C로 이행한 경우에도, 영역B에 있어서 학습보정치G가 최소치 0에 가까운 값이 되기 때문에, 영역C에서의 전진각보정을 거의 행하지 않는다. 이것은 영역B에서의 체류시간이 길기 때문에 정상운전시의 연소실벽온Tcw가 높아져 버리고, 영역C에서 전진각보정을 행할 정도의 노킹에 대한 여유가 없어지는 것에 의한다. 또, 영역A, B, C로부터 영역D로 이행하고, 그후, 영역C가 된 경우, 영역C에서의 전진각보정은 행하지 않는다. 이것은 영역D에 있어서, 연소실내의 벽온이 어느정도 상승할지 추정할 수 없기 때문이다. 즉, 학습보정치G가, 점화시기보정치
Figure pat00041
2에 반영되고 영역C로 이행했기 때문에, 점화시기
Figure pat00042
가 적극적으로 전진각되어 노킹이 발생해버리는 것을 방지하고 있다.
다음에, 상기 제어수순을 도 15의 순서도에 의해 설명한다.
ECU(70)는 엔진의 부하Pe, 회전수Ne, 및 학습보정치G를 판독해넣고(스텝 S71), 엔진회전수Ne가 상한설정회전수RPMH이상인지 아닌지를 판정하고(스텝S73), 판정이 Yes일때에는, 학습보정치G를 0으로 해서(스텝S75)점화시기의 설정을 행하고(스텝S93), 점화코일(19)을 구동해서 점화플러그(3)를 점화시킨다(스탭S95). 이때의 점화시기는 기본점화시기
Figure pat00043
1로 설정된다. 엔진회전수Ne가 상한설정회전수 RPMH이상인 운전상태는, 도 14에 표시한 영역D이다. 이 영역D는, 벽온상승의 추정을 할 수 없는 고부하영역이다 따라서, 이 영역D에 있어서는, 점화시기
Figure pat00044
의 전진각을 행하지 않는다. 그리고, 이 영역D에서는, 미리 설정되어 있는 점화시기에 의해 제어된다.
ECU(70)는 스텝573의 판정이 No일때에는 운전영역이 도 14의 영역C(고부하영역)에 있는지 아닌지를 판정하고(스텝S77), 판정이 Yes일때에는 영역A, B에 있어서의 학습보정치G의 변화의 속도를 설정하는 타이머A, B를 리세트해서 정지시키고,영역C에 있어서의 학습보정치G의 변화의 속도를 설정하는 타이머C를 작동시키고(스텝S79), 현재의 학습보정치G1을 서서히 줄이고 (스텝S81), 스텝S93으로 진행한다. 이 타이머C는 영역C에서의 학습보정치G의 갱신주기를 설정하는 것이고, 영역C에서는 시간Tc가 경과할때마다 그때의 학습보정치G1을 소정치ΔG만큼 감소시킨다. 따라 서, 이 학습보정치G1은, 시간의 경과에 따라서 즉, 영역C에 있어서의 체류시간에 따라서 서서히 최소치 0에 근접한다. 그리고, 점화시기
Figure pat00045
의 전진각량이 서서히 0이 된다. 상기한 바와 같이, 이 영역C에 있어서는, 학습보정치G와 점화시기보정치
Figure pat00046
2에 의해 상기 식에 의거해서 산출되고, 당해 산출된 점화시기
Figure pat00047
로 전진각시킨다. 그러나, 영역C에서의 체류시간에 따라서 학습보정치G가 최소치0을 향해서 서서히 감소하기 때문에, 점화시기
Figure pat00048
의 전진각량은, 시간의 경과와 더불어 작아진다.
ECU(70)는, 스텝S77의 판정이 No일 때, 즉, 운전상태가 영역C에 없을때에는 타이머C를 리세트해서 작동을 정지시키고(스텝S83), 영역A에 있는지 아닌지를 판정하고(스텝S85), 당해 판정이 No일 때 즉, 영역B에 있을때에는 타이머A도 리세트해서 정지시키고, 타이머B를 작동시켜(스텝S91), 현재의 학습보정치G1을 서서히 줄이고(스텝S81), 스텝S93으로 진행한다. 이 타이머B는, 영역B에서의 학습보정치G의 갱신주기를 설정하는 것이고, 영역B에서는 시간 Tb(Tb>Tc)가 경과할때마다 그때의 학습보정치G1을 ΔG만큼 감소시킨다. 따라서, 영역B에 있어서의 학습보정치G의 변화속도는, 영역C에 있어서의 변화속도보다 느리다. 그리고, 이 학습보정치G1은 시간의경과에 따라서, 즉 영역B에 있어서의 체류시간에 따라서 서서히 최소치0에 근접한다. 이 영역B에 있어서는, 점화시기
Figure pat00049
는 기본점화시기
Figure pat00050
1에 의해 상기 식에 의거해서 산출되고, 전진각보정은 행하지 않는다
ECU(70)는, 스텝S85의 판정이 Yes일 때 즉, 영역A에 있을때에는 타이머A를 작동시키고, 타이머B를 리세트해서 정지시키고(스텝287), 현재의 학습보정치G1을 서시히 늘리고(스텝S89), 스텝S93으로 진행한다.
이 타이머A는, 영역A에서의 학습보정치G의 갱신주기를 설정하는 것이고, 영 억A에서는 시간Ta(Ta>Tb)가 경과할때마다 그때의 학습보정치G1을 ΔG만큼 증대시킨다. 또한, 영역A에 있어서의 학습보정치G의 증대속도는, 영역B에 있어서의 속도보다 더욱 느리다. 그리고, 이 학습보정치G1은 시간의 경과에 따라서 즉, 영역A에 있어서의 체류시간에 따라서 서서히 최대치1에 근접한다. 그리고, 이 영역A에 있어서는, 점화시기
Figure pat00051
는, 기본점화시기
Figure pat00052
1에 의해 상기 식에 의거해서 산출되고, 전진각보정은 행하지 않는다.
ECU(70)는, 점화시기설정맵을 구비하고 있고, 학습보정치G에 따라서 점화시기를 설정한다. 학습보정치G는, 상기한 바와 같이 전진각반영정도를 줄이는 방향의 변화(최대치 1로부티 최소치 0으로 감소하는 속도)가, 전진각반영정도를 늘리는 방향의 변화(최소치 0으로부터 최대치 1로 증가하는 속도)보다도 빠르게 되도록 설정되어 있다. 또한, 학습보정치G의 감소하는 속도는 일률적이어도 되나, (즉, 본 실시예의 경우 Tb>Tc라고 함), 높은 영역(고부하)일수록 실린더의 발생하는 열량이크므로, 본 실시형태와 같이 고부하영역일수록 빠른 속도로 학습보정치G를 감소시키도록 한 편이 바람직하다.
또, 학습보정치G를 영역D에 있어서 리세트(최소치0)로 하고 있으나, 영역B나 C와 같이 체류시간에 따라서 학습보정치G를 서서히 감소하도록 설정해도 된다. 이때, 영역B나 C에서의 학습보정치G의 감소하는 속도보다 빠르게 설정하는 것이 바람직하다.
또, ECU(70)는, 엔진정지(키오프)후 학습보정치G의 값을 최저벽온을 표시하는 값으로 설정한다. 예를들면, ECU(70)는, 엔진정지후, 학습보정치G의 값을 최소치0으로부터 시간의 경과에 따라서 서서히 최대치 1로 한다. 물론, 엔진정지후, 영역A와 마찬가지의 처리를 행하고, 학습보정치G를 최소치0으로부터 최대치 1로하도록 해도 된다. 그리고 엔진정지후, 소정시간 내에서의 엔진재시동시에는 학습보정치G의 값을 최대치 1에 가까운 값 또는 최대치 1로부터 개시시킨다. 이에 의해, 엔진의 운전영역이, 엔진재시동후, 곧바로 영역C로 이행한 경우에도 점화시기의 전 진각량을 크게 하여 출력을 얻는 것이 가능하게 된다.
이와 같이, 도 14에 표시한 영역마다 전진각제어나 학습보정치제어를 행함으로써, 시스템의 구성을 매우 간소한 것으로 하면서, 운전상태의 변화를 충분히 가미할 수 있고, 가속요구가 높은 운전상태(고부하운전영역)에 있어서, 노킹이 발생하지 않는 범위에서 점화시기
Figure pat00053
를 적극적으로 전진각시켜 출력을 향상시킬 수 있다.
이상으로 구체적실시형태의 설명을 마치지만, 본 발명의 태양은 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를들면, 상기 실시형태는 본 발명을 직렬 4기통의 통내분사가솔린엔진에 적용한 것이지만, 단일기통엔진이나 V형 6기통엔진등, 기통수나 그 배열이 다른 여러 가지 엔진에 적용해도 되고, 메탄올 등의 가솔린이외의 연료를 사용하는 엔진에 적용해도 된다. 또, 상기 실시형태에서는 벽온을 스로틀 개방도나 엔진회전수를 사용해서 추정하도록 했으나, 실린더벽에 열전쌍 등의 온도센서를 장착하고, 곧바로 벽온을 검출하도록 해도 되고, 가속판정에 회전수의 변화율 등을 사용해도 된다. 또, 제어시스템의 구체적 구성이나 제어수순 등에 대해서는, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하는 것이 가능하다. 예를들면, 상기 실시형태에서는 함수h(Kt)를 사용해서 전진각제어시간tx를 산출하도록 했으나, 엔진회전수Ne를 파라미터로 해서 미리 전진각제어시간tx를 맵화해두거나, 소정회전수이상이 된 경우에는 전진각 제어시간tx를 일정치로 하도록 해도 된다. 또, 연소실벽온Tcw가 낮아지는 운전상태로부터 가속이 검지 또는 추적된 후 어떤 소정시간만큼 전진각시켜도 되고, 보다 간소한 시스템을 생각한 경우, 전진각보정량을 일정하게 설정하도록 해도 된다.
본 발명에 의하면, 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치에 있어 서, 적어도 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의거해서 점화시기를 설정하는 점화시기설정수단과, 상기 내연기관이 가속운전으로 이행한 경우, 연소실내의 벽온상승 지연에 대응시켜서 가속운전개시직후부터 소정시간에 걸쳐서 상기 점화시기를 전진각보정하는 점화시기보정수단을 구비하도록 했기 때문에, 벽온이 비교적 낮은 가속초기에 있어서 출력의 상승에 의한 가속성능의 향상을 얻을 수 있는 동시에 연료에너지의 유효이용이 도모되어 연비도 향상한다.
또, 본 발명의 점화시기제어장치는, 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태판정수단을 또 구비하고, 상기 점화시기보정수단은, 당해 운전상태판정수단에 의해 판정된 가속운전개시직전의 운전상태가 고부하운전상태였을 경우, 상기 전진각보정을 억제 또는 중지하도록 했기 때문에, 벽온이 높은 상태에서 전진각함에 따른 노킹을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 점화시기제어장치는, 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태판정수단을 또 구비하고, 이 운전상태판정수단은, 당해 내연기관의 출력제어부재가 소정속도이상으로 가속쪽으로 변위하고, 또한, 당해 내연기관이 부하와 회전수에 의해 결정되는 운전상태량이 소정의 가속영역에 있을때에 상기 전진각보정을 행하도록 했기 때문에, 가속운전상태를 정확히 인식할 수 있게 된다.
또, 본 발명의 점화시기제어장치에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응한 전진각보정량을 기억한 기억수단을 가지고, 당해 내연기관이 가속운전으로 이행한 경우, 가속운전개시직후의 제 1부하상태에 대응하는 전진각보정량을 당해 기억수단으로부터 판독해서 전진각보정을 행하는 동시에, 연소실벽면의 온도상승에 따라서 미리 정해진 테일링패턴에 따라서 전진각보정량을 점차 감소시키는 한편, 이 전진각 보정의 계속중에 상기 내연기관의 부하상태가 상기 제 1부하상태와 다른 제 2부하상태로 이행한 경우, 당해 제 2부하상태에대응하는 전진각보정량을 상기 기억수단으로부터 판독해서 새롭게 전진각보정을 행하도록 했기 때문에, 재가속 등에 따른 벽온상승률의 변화가 있어도 적정한 전진각보정을 행할 수 있게 된다.
또, 본 발명은, 연소실내에 직접분사된 연료론 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형불꽃점화식 내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치에 있어서, 적어도 부하 및 엔진회전수에 의거해서, 정상운전상태에 있어서의 최적점화시기를 미리 설정한 점화시기설정수단과 실제의 운전상태에 있어서의 벽온 또는 당해 벽온과 상관하는 파라미터를 검출 또는 추정하는 벽온검출수단과, 소정부하이상의 운전상태에 있어서, 상기 벽온검출수단에 의해 검출 또는 추정된 벽온이 동일운전상태에 있어서의 정상적인 벽온보다 낮은 경우, 상기 최적점화시기를 전진각보정하는 전진각보정수단을 구비하도록 했기 때문에, 벽온이 비교적 낮은 가속초기 등에 있어서, 출력의 상승에 의한 가속성능의 향상을 얻을 수 있는 동시에, 연료에너지의 유효이용이 도모되어 연비도 향상한다.
본 발명에 의하면, 상기 점화시기보정수단은, 상기 회전수와 부하로부터 미리 설정된 특정한 고부하영역과 그밖의 영역을 가지고, 상기 내연기관의 운전상태가 상기 특정한 고부하영역에 있을때에 점화시기의 전진각보정을 행함으로써, 고부하영역에 있어서의 가속성능의 향상이 도모된다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 점화시기보정수단에 의한 전진각랑의 반영정도를 결정하는 학습보정치가 설정되고, 상기 특정한 괴부하영역에서는 상기 학습보정치에 의한 전진각반영정도를 줄이는 방향으로 변화시키고, 그밖의 영역에서는 전진각반영정도를 늘리는 방향으로 변화시킴으로써, 고부하영역에 있어서의 가속성능의 향상을 도모하는 동시에 벽온의 상승을 방지하는 노킹을 방지할 수 있다. 또, 그밖의 영역에 있어서 학습보정치의 전진각반영정도가 높아지고, 당해 영역으로부터 고부하영역으로 이행했을때에 전진각반영의 정도를 높일 수 있다.
또, 상기 학습보정치의 변화속도는, 전진각반영정도를 줄이는 방향으로 빠르고, 늘리는 방향으로는 느리게 설정되어 있으므로써, 고부하영역에 있어서의 가속성능을 확보하면서 노킹의 발생을 유효하게 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연소실내에 직접 분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치에 있어서, 상기 내연기관의 각 부하상태에 따라서 정상적으로 얻어지는 연소실벽온에 대응시켜 상기 각 부하상태에 있어서의 정상최적점화시기를 미리 설정한 점화시기 설정수단과, 상기 부하상태가 증대쪽으로 급변하는 과도시에는 소정시간에 걸쳐 상기 정상최적점화시기를 또 전진각시키는 전진각보정수단을 구비함으로써, 부하상태가 증대쪽으로 급변하는, 예를 들면, 고부하상태로 이행했을때의 과도시에 있어서의 가속성능의 한층 더 향상이 도모된다.

Claims (31)

  1. 연소실내에 직접 분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치로서,
    상기 내연기관이 탑재된 차량의 가속요구의 유무 및 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태판정수단과,
    적어도 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의거해서 점화시기를 설정하는 점화시기설정수단과,
    상기 연소실내의 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터를 검출 또는 추정하는 벽온검출수단 및
    상기 운전상태판정수단에 의해서 차량의 가속요구가 있다고 판정되었을 때에, 상기 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터에 따라서, 상기 차량의 가속요구 있음의 판정후로부터 소정기간에 걸쳐서 상기 점화시기를 전진각보정하는 점화시기보정수단을 구비하고,
    상기 점화시기보정수단은, 상기 운전상태판정수단에 의해 판정된 상기 가속운전의 직전의 운전상태가 고부하운전상태였을 경우, 상기 전진각보정을 억제 또는 중지하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 운전상태판정수단은, 상기 내연기관의 출력제어부재가 가속쪽으로 소정속도이상으로 변위하고, 또한, 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의해 결정되는 운전상태량이 소정의 가속영역에 있을때에, 상기 내연기관이 가속운전으로 이행했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃전화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 또,
    적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응한 전진각보정량이 기억된 전진각보정량기억수단 및
    상기 벽온검출수단이 검출하는 상기 벽온에 따라서 상기 전진각보정량을 변경하는 전진각보정량변경수단을 포함하고,
    상기 점화시기보정수단은, 상기 내연기관의 부하상태에 따라서 상기 전진각보정량 기억수단으로부터 전진각보정량을 판독하고, 이 판독된 전진각보정량을 상기 전진각보정량변경수단에 의해서 변경하고, 이 변경된 전진각보정량에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 상기 전진각보정의 계속중에 상기 내연기관의 부하상태가 변화한 경우, 계속중인 전진각보정을 중지하고, 최신 부하상태에 대응한 새로운 전진각보정을 행하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 점화시기제어장치는, 또, 적어도 상기 내연기관의 부하 및 회전수에 의거해서 정상운전상태에 있어서의 최적점화시기를 미리 설정한 점화시기설정수단을 포함하고,
    상기 점화시기보정수단은, 상기 내연기관의 소정부하이상의 운전상태에 있어서, 상기 벽온검출수단에 의해 검출 또는 추정된 벽온이 동일운전상태에 있어서의 정상적인 벽온보다 낮은 경우, 상기 최적점화시기를 전진각보정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 상기 운전상태판정수단이 상기 내연기관이 가속운전으로 이행하고, 또한, 상기 내연기관이 특정한 고부하영역에 있다고 판정했을때에, 상기 점화시기를 전진각보정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  7. 제 1항에 있어서, 벽온검출수단은, 상기 내연기관의 출력제어부재의 변위 및 상기 내연기관의 회전속도를 검출하고, 상기 출력부재의 변위 및 상기 회전속도에 의거해서 상기 벽온을 추정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 벽온검출수단은, 상기 내연기관의 냉각수온을 검출하고, 상기 내연기관의 시동시에 상기 냉각수온에 의거해서 상기 벽온을 추정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 운전상태판정수단은, 상기 내연기관의 회전수 및 부하에 의거해서 미리 설정된 적어도 하나의 운전상태를 판별하고,
    상기 벽온검출수단은, 상기 적어도 하나의 각 운전상태에 있어서 상기 내연기관이 계속해서 운전된 시간을 검출하고,
    상기 점화시기보정수단은, 상기 계속운전시간에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전상태는 특정한 고부하영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기간의 점화시기제어장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 점화시기보정수단은, 또
    적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응한 전진각보정량이 기억된 전진각보정량기억수단, 및
    상기 전진각보정량의 반영도를 결정하는 학습보정치를 상기 계속운전시간에 따라서 설정하는 학습보정치설정수단을 포함하고,
    상기 점화시기보정수단은, 상기 내연기관의 부하상태에 따라서 상기 전진각보정량기억수단으로부터 상기 전진각보정량을 판독하고, 이 판독된 전진각 보정량과 상기 학습보정치에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  12. 제 12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전상태는 특정한 고부하영역을 포함하고,
    상기 학습보정치설정수단은, 상기 고부하영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 줄이는 방향으로 변화시키고, 상기 고부하영역이외의 영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 늘리는 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 학습보정치의 변화속도는 전진각반영정도를 줄이는 방향의 변화속도가, 전진각반영정도를 늘리는 방향의 변화속도보다도 빠르게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 벽온검출수단은, 상기 연소실내의 벽온을 직접 검출하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
  15. 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형불꽃점화식내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치에 있어서,
    상기 내연기관의 부하상태를 판정하는 운전상태판정수단과,
    상기 내연기관의 각 부하상태에 따라서 정상적으로 얻어지는, 연소실벽온에 대응시켜 상기 각 부하상태에 있어서의 정상최적점화시기를 미리 설정한 점화시기 설정수단 및
    상기 부하상태가 증대쪽으로 급변하는 과도시에는 소정기간에 걸쳐 상기 정상최적점화시기를 더욱 전진각시키는 전진각보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 점화시기제어장치.
  16. 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형불꽃 점화식내연기관의 점화시기제어방법에 있어서,
    상기 내연기관이 탑재된 치량의 가속요구의 유무 및 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 스텝과,
    적어도 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의거해서 점화시기를 설정하는 스텝과,
    상기 연소실내의 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터를 검출 또는 추정하는 스텝, 및
    차량의 가속요구가 있다고 판정되었을때에, 상기 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터에 따라서, 상기 차량의 가속요구있음의 판정후로부터 소정기간에 걸쳐서 상기 점화시기를 전진각보정하는 스텝을 포함하고
    상기 전진각보정은, 상기 가속운전의 직전의 운전상태가 고부하운전상태였을 경우, 억제 또는 중지되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 내연기관은 상기 내연기관의 출력제어부재가 가속쪽으로 소정속도이상으로 변위하고, 또한, 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의해 결정되는 운전상태량이 소정의 가속영역에 있을때에 상기 가속운전으로 이행했다고 판정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 전진각보정은,
    적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응해서 미리 설정되어 있는 전진각보정량을 전진각보정량기억수단으로부터 판독하는 서브스텝과,
    상기 검출된 벽온에 따라서 상기 판독된 전진각보정량을 변경하는, 서브스텝, 및
    상기 변경된 전진각보정량에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 서브스텝을 또 포함한 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 전진각보정의 계속중에 상기 내연기관의 부하상태가변화한 경우, 계속중인 전진각보정을 중지하고, 최신 부하상태에 대응한 새로운 전진각보정을 행하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 제어방법은, 또 적어도 상기 내연기관의 부하 및 회전수에 의거해서 정상운전상태에 있어서의 최적점화시기를 미리 설정하는 스텝을 포함하고,
    상기 최적점화시기는 상기 냉연기관의 소정부하이상의 운전상태에 있어서, 상기 벽온검출수단에 의해 검출 또는 추정된 벽온이 동일운전상태에 있어서의 정상적인 벽온보다 낮은 경우, 전진각보정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃 점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  21. 제 16항에 있어서, 상기 점화시기는 상기 운전상태판정수단이 상기 내연기관이 가속운전으로 이행하고, 또한 상기 내연기관이 특정한 고부하영역에 있다고 판정했을때에, 전진각보정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  22. 제 16항에 있어서, 상기 벽온은 상기 내연기관의 출력제어부재의 변위 및 상기 내연기관의 회전속도에 의거해서 추정되는 것을 특징으로하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  23. 제 16항에 있어서, 상기 벽온은, 상기 내연기관의 시동시에, 상기 내연기관의 냉각수온에 의거해서 추정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  24. 제 16항에 있어서, 상기 내연기관의 회전수 및 부하에 의거해서 미리 설정된 적어도 하나의 운전상태를 판별하는 스텝과,
    상기 적어도 하나의 각 운전상태에 있어서 상기 내연기관이 계속해서 운전된 시간을 검출하는 스텝 및
    상기 계속운전시간에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 스텝을 또 포함한 것을 특징으로하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전상태는 특정한 고부하영역을 포함한 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  26. 제 24항에 있어서, 적어도 상기 내연기관의 부하상태에 대응해서 미리 설정되어 있는 전진각보정량을 상기 내연기관의 부하상태에 따라서 판독하는 스텝과,
    상기 전진각보정량의 반영도를 결정하는 학습보정치를 상기 계속운전시간에 따라서 설정하는 스텝, 및
    상기 판독된 전진각보정량과 상기 설절된 학습보정치에 따라서 상기 전진각보정을 행하는 스텝을 또 포함한 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 운전사태는, 특정한 고부하영역을 포함하고,
    상기 학습보정치는 상기 고부하영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 줄이는 방향으로 설정되고, 상기 고부하영역이외의 영역에서는 상기 학습보정치를 전진각반영정도를 늘리는 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 학습보정치의 변화속도는, 전진각방영속도를 줄이는 방향의 변화속도가, 전진각반영정도를 늘리는 방향의 변화속도보다도 빠르게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  29. 제 1항에 있어서, 상기 벽온은, 온도센서에 의해 직접 검출되는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  30. 연소실내에 직접분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어방법에 있어서,
    상기 내연기관의 부하상태를 판정하는 스텝과,
    상기 내연기관의 각 부하상태에 따라서 정상적으로 얻어지는 연소실벽온에 대응시켜 상기 각 부하상태에 있어서의 정상최적점화시기를 미리 설정하는 스텝 및
    상기 부하상태가 증대쪽으로 급변하는 과도시에는 소정기간에 걸쳐 상기 정상최적점화시기를 더욱 전진각시키는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어방법.
  31. 연소실내에 직접 분사된 연료를 점화장치에 의해 점화하는 기동내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기를 제어하는 점화시기제어장치로서,
    상기 내연기관이 탑재된 차량의 가속요구의 유무 및 상기 내연기관의 운전상태를 판정하는 운전상태판정수단과;
    적어도 상기 내연기관의 부하와 회전수에 의거해서 점화시기를 설정하는 점화시기설정수단과,
    상기 연소실내의 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터를 검출 또는 추정하는 벽온검출수단 및
    상기 운전상태판정수단에 의해서 차량의 가속요구가 있다고 판정되었을때에, 상기 벽온 또는 벽온과 상관하는 파라미터에 따라서, 상기 차량의 가속요구 있음의 판정 후로부터 소정기간에 걸쳐서 상기 점화시기를 전진각보정하는 점화시기보정수단을 구비하고
    상기 점화시기보정수단은 상기 소정기간을 스로틀개방도의 크기에 따라서 산출하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 불꽃점화식 내연기관의 점화시기제어장치.
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