KR100932417B1 - 내연 엔진용 제어 장치 - Google Patents

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KR100932417B1
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나오히데 후와
야스오미 다케우치
다카시 가와사키
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

전자 제어 유닛 (9) 은, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 엔진이 실제로 정지될 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행한다. 지연 제어의 비실행 동안, 전자 제어 유닛 (9) 은 가속 페달 가압 정도에 따라 스로틀 밸브 (38) 의 개도를 조정한다. 지연 제어의 실행 동안 전자 제어 유닛 (9) 은, 스로틀 밸브 (38) 의 개도가 지연 제어의 비실행 동안의 개도보다 더 작도록 조정한다.
Figure R1020077018954
내연 엔진, 제어 장치, 지연 제어, 스로틀 밸브, 가속 페달

Description

내연 엔진용 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
기술 분야
본 발명은 내연 엔진용 제어 장치에 관한 것이다.
배경 기술
엔진 동작 상태에 따라 흡기 밸브와 배기 밸브 같은 엔진의 밸브들의 밸브 작동을 변경시키는 다양한 밸브 작동 메커니즘들이 상용화되었다.
이러한 다양한 밸브 작동 메커니즘들에는 다양한 밸브 타이밍 메커니즘들이 포함된다. 다양한 밸브 타이밍 메커니즘은 엔진 파워에 의해 발생된 유압 또는 전기를 이용하고, 구동원이 크랭크축에 대해 캠축의 회전 위상을 변경하면, 그에 의해, 동작 상태에 대응하도록 캠축에 의해 열리고 닫히는 흡기 밸브의 밸브 타이밍을 변경한다. 일본 공개특허공보 제 2001-263015 호에서는, 엔진 동작 상태에 대응하도록 엔진 밸브의 리프트와 개방 주기를 변경하기 위해 엔진 파워로부터 획득된 파워 소스를 이용하는 다양한 밸브 작동 메커니즘을 개시한다.
운전자가 점화 스위치를 턴오프할 때, 즉, 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 연료 분사와 연료 점화가 정지되어 엔진은 정지한다. 따라서, 다양한 밸브 작동 메커니즘은 엔진 정지 직전의 밸브 특성들을 보존한 채로 정지된다. 엔진이 정지한 후의 밸브 특성들은 엔진이 정지하기 직전의 밸브 특성들, 즉, 엔진 동작 동안 설정되었던 밸브 특성들과 동일하다. 이들 밸브 특성들은 엔진을 시동하 는데 반드시 적합한 것은 아니다. 따라서, 상황에 따라서는, 엔진의 시동성은 엔진이 시동된 다음 열화될 수 있다.
따라서, 일본 공개특허공보 제 2002-161766 호에서는, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 엔진이 실제로 정지될 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 장치를 개시하고 있다. 지연 제어가 수행되는 동안, 즉, 엔진 파워로부터의 파워 소스가 이용가능한 동안, 밸브 특성들을 엔진을 시동하기에 적합한 소정의 특성들로 변경하기 위해 다양한 밸브 작동 메커니즘이 구동된다.
발명의 개시
지연 제어가 수행될 때, 운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어진 후에도 엔진은 잠시 동안 동작을 지속한다. 따라서 지연 제어를 수행할 때 엔진 동작의 안전성을 증가시키는 것이 중요하다. 이러한 점에서, 종래의 장치들은 여전히 개선의 여지가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 지연 제어를 수행할 때 엔진 동작의 안전성을 증가시키는 내연 엔진용 제어 장치를 제공하는 것이다.
이하, 전술한 목적들 및 그 이점들을 달성하기 위한 수단을 설명한다.
본 발명의 제 1 양태는, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단; 및 운전자에 의해 수행된 엔진 조작에 대응하는 엔진 제어량을 설정하는 설정 수단을 포함하는 내 연 엔진용 제어 장치를 제공한다. 이 제어 장치는, 지연 제어의 실행 동안 설정되는 엔진 제어량을 지연 제어의 비실행 동안의 엔진 제어량보다 더 작게 하는 제한 수단을 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 운전자에 의해 수행되는 엔진 조작에 따라 설정되는 엔진 제어량은, 지연 제어 비실행의 기간에 비해 지연 제어의 실행 동안 더 작게 설정된다. 즉, 엔진 제어량은 통상의 엔진 동작 동안보다 지연 제어의 실행 동안 더 작다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 운전자가 엔진 정지 요청을 하였음에도 불구하고, 운전자의 뜻하지 않은 조작에 의해 엔진 동작 상태가 심각하게 변경되는 문제가 방지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
설정 수단은, 가속 페달의 가압 정도에 따라 스로틀 밸브의 개도를 설정하고, 제한 수단은, 지연 제어의 실행 동안 설정되는 스로틀 밸브 개도를 지연 제어의 비실행 동안의 스로틀 밸브 개도보다 더 작게 하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 지연 제어의 실행 동안, 가속 페달 가압 정도에 따라 설정되는 스로틀 밸브 개도는 지연 제어의 비실행 동안, 즉, 통상의 동작 상태 동안보다 더 작다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 운전자에 의한 가속 페달의 뜻하지 않은 가압은 통상의 동작 상태에서보다 작은 양만큼 스로틀 밸브 개도를 증가시킨다. 따라서, 이러한 구성에 따르면, 지연 제어의 실행 동안, 엔진 파워 및 엔진 속도는 운전자에 의한 뜻하지 않은 가속 페달의 가압에 의해 증가되지 않는다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
제한 수단은, 지연 제어의 실행 동안 가속 페달 가압 정도에 대응하는 스로틀 밸브 개도의 설정을 억제하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 스로틀 밸브 개도가 지연 제어의 실행 동안 가속 페달 가압 정도에 따라 설정되는 것이 억제된다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 운전자에 의한 가속 페달의 뜻하지 않은 가압은 스로틀 밸브 개도를 변경하지 않는다. 따라서, 이러한 구성에 따르면, 지연 제어의 실행 동안, 엔진 파워 및 엔진 속도는 운전자에 의한 가속 페달의 뜻하지 않은 가압에 의해 증가되지 않는다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
본 발명의 제 2 양태는, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함하는 내연 엔진용 제어 장치를 제공한다. 이 제어 장치는 또한, 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정하는 판정 수단; 및 판정 수단이 이 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정할 때, 지연 제어의 실행을 억제하는 억제 수단을 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 엔진을 즉각 정지시키기 위한 긴급 정지 요청인지 여부가 판정 수단에 의해 판정된다. 만약, 그 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정되면, 억제 수단은 지연 제어의 실행을 억제한다. 따라서, 운전자가 긴급 정지 요청을 할 때, 지연 제어를 실행함이 없이 엔진 동작은 즉각 정지되어, 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성이 증 가한다.
엔진 정지 요청이 엔진의 크랭킹 동안 이루어질 때, 판정 수단은 상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정하는 것이 바람직하다.
엔진 (1) 의 크랭킹은 운전자가 엔진 시동 요청을 할 때 수행된다. 따라서, 크랭킹 동안 운전자가 엔진 정지 요청을 하면, 엔진 정지 요청은 긴급 정지 요청이라고 판정된다. 따라서, 엔진 정지 요청이 엔진의 크랭킹 동안 이루어질 때, 그 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정하는 전술한 구성은 운전자에 의해 이루어진 그 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 확실하게 판정한다.
크랭킹 동안 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 엔진은 즉각 정지한다. 따라서, 지연 제어를 실행하는 엔진을 탑재하는 자동차가 크랭킹 동안 지연 제어의 실행으로 인해 운행을 시작하는 것이 방지된다.
엔진을 탑재하고 있는 자동차의 후드가 열린 상태에서 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 판정 수단은 그 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정하는 것이 바람직하다.
자동차의 후드가 열릴 때, 외부 물체가 엔진부의 움직이는 구성요소들과 얽히게 될 수 있다. 따라서, 자동차 후드가 열린 상태에서 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 외부 물체가 움직이는 구성요소와 얽혔기 때문에 운전자는 요청을 하였을 것이고, 그 요청은 긴급 엔진 정지 요청일 것이다. 따라서, 전술한 구성에서, 후드가 열린 상태에서 엔진 정지 요청이 이루어지면, 그 요청이 긴급 정지 요 청인지 여부가 판정된다. 따라서, 이러한 구성에 따르면, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 확실하게 판정된다.
후드가 열린 상태에서 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 엔진은 즉각 정지된다. 따라서, 후드가 열린 상태에서, 운전자가 엔진부에서 얽힌 외부 물체를 발견할 때, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청에 기초하여 엔진 (1) 은 즉각 정지된다.
판정 수단은, 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도에 기초하여, 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정한다.
통상의 엔진 동작 동안, 엔진 속도가 비교적 높을 때 운전자가 엔진 정지 요청을 하지는 않을 것이다. 따라서, 이러한 상황에서, 엔진 정지 요청은 긴급 정지 요청이라고 판정될 수 있다. 전술한 구성에서, 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도에 기초하여, 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 이러한 구성에 따르면, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 확실하게 판정된다. 이러한 구성에서, 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도가 통상의 엔진 동작 동안 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도보다 더 높을 때, 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정되는 것이 바람직하다.
엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도에 기초하여 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 그 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정되면, 지연 제어의 실행은 억제된다. 따라서, 엔진 속도가 과도 하게 높을 때 운전자가 엔진 정지 요청을 하면, 엔진은 즉각 정지된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 및 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함하는 내연 엔진용 제어 장치를 제공한다. 지연 제어의 실행 동안, 그 엔진을 탑재하는 자동차의 휠들을 정지시키는 정지 메커니즘이 작동된다.
예를 들어, 운전자가 브레이크들을 적용할 때, 변속기의 클러치가 걸릴 때, 또는 변속 레버가 중립 위치에 있지 않을 때 등, 엔진 파워가 자동차 휠들을 회전시킬 수 있을 때, 지연 제어가 실행되면, 운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어졌다는 사실에도 불구하고 자동차가 운행을 시작할 수 있다. 이러한 구성에서, 지연 제어의 실행 동안 휠들은 정지 메커니즘에 의해 정지된다. 따라서, 지연 제어의 실행이 자동차가 운행을 시작하게 하는 문제점이 방지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
또한, 이러한 구성에 따르면, 지연 제어의 실행 동안 휠들은 정지 메커니즘에 의해 정지되기 때문에, 전술한 판정 수단 및 억제 수단 프로세스 없이도, 엔진 정지 요청이 이루어졌음에도 불구하고 자동차가 운행을 시작하는 뜻밖의 사고는 방지된다.
정지 메커니즘은 액츄에이터에 의해 작동되는 브레이크들을 포함할 수도 있다. 따라서, 자동차 휠들은 운전자에 의한 조작에 의존하지 않고서도 확실하게 정지된다.
본 발명의 제 4 양태는, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 및 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함하는 내연 엔진용 제어 장치를 제공한다. 이 제어 장치는 또한, 엔진 정지 요청이 이루어지는 때의 시간에서 정지되는 연료 펌프를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 엔진 정지 요청이 이루어질 때 연료 분사 밸브에 대한 연료의 공급은 즉각 정지된다. 따라서, 지연 제어에 따른 엔진 동작의 지속이 종료되어도, 즉, 지연 제어에 이상이 존재하여도, 엔진 동작은 확실히 정지된다. 이는 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
본 발명의 제 5 양태는, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 엔진이 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 및 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함한다. 지연 제어의 실행 동안, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 소정 기간이 경과할 때 연료 펌프가 정지된다.
이러한 구성에 따르면, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 소정의 기간이 경과할 때 지연 제어의 실행 동안에도 연료 분사 밸브에 대한 연료의 공급은 정지된다. 따라서, 이러한 구성에서, 지연 제어에 따른 엔진 동작이 종료되면, 즉, 지연 제어에 이상이 존재하면, 엔진 동작은 확실하게 정지된다. 이는 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다. 이 소정 기간은, 지연 제어의 실행 동안 엔진 밸브의 밸브 특성들을 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는데 필요한 기간으로 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 6 양태는, 엔진 정지 스위치로부터 독립적인 회로에 형성된 메인 릴레이로서, 엔진을 제어하는데 이용되는 전기의 공급을 수행 및 중단하는 메인 릴레이; 엔진 정지 스위치로부터 독립적인 회로에 형성된 개별 릴레이로서, 연료 분사 밸브 및 점화 플러그 중 하나 이상에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단하는 개별 릴레이; 운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 개별 릴레이가 전기의 공급을 중단하는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 및 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함하는 내연 엔진용 제어 장치를 제공한다. 메인 릴레이는 개별 릴레이에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단한다.
지연 제어를 수행하기 위해, 엔진 정지 스위치로부터 독립적인 회로를 통해 연료 분사 밸브 분사기 및 점화 플러그에 전기가 공급될 필요가 있다. 엔진 제어에 이용되는 전기 공급을 수행 및 중단하는 본 구성의 메인 릴레이는, 연료 분사 밸브 및 점화 플러그 중 하나 이상에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단하는 개별 릴레이에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단한다. 따라서, 메인 릴레이가 오프될 때, 개별 릴레이에 대한 전기의 공급이 정지하여, 연료 분사 밸브 및 점화 플러 그에 대한 전기의 공급이 확실하게 정지된다. 즉, 메인 릴레이가 오프될 때 개별 릴레이에 대한 전기의 공급은 이상하게 수행되지 않는다. 따라서, 엔진 정지 스위치로부터 독립적인 회로를 통해 분사 밸브 및 점화 플러그에 전기가 공급되는 경우에, 분사 밸브 및 점화 플러그에 대한 전기의 공급은 확실하게 정지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
개별 릴레이의 코일이 메인 릴레이의 콘택트 (contact) 의 하류측에 접속되면, 메인 릴레이는 개별 릴레이에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 제어 장치가 적용된 내연 엔진을 나타내는 도면이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 따른 다양한 밸브 타이밍 메커니즘에 의해 변경되는 흡기 밸브의 밸브 타이밍을 나타내는 개략도이다.
도 3 은 제 1 실시형태에 따른 다양한 밸브 리프트에 의해 변화되는 흡기 밸브의 최대 밸브 리프트 및 밸브 기간을 나타내는 개략도이다.
도 4 는 제 1 실시형태의 분사기 및 점화 플러그에 전기를 공급하는 회로를 나타내는 개략도이다.
도 5 는 제 1 실시형태에 따른 지연 제어의 절차를 나타내는 플로우차트이다.
도 6 은 제 1 실시형태에 따른 스로틀 개도를 설정하는 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.
도 7 은 도 6 의 스로틀 개도 설정 프로세스가 실행될 때의 스로틀 개도에서의 변화들의 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 8 은 제 2 실시형태에 따른 지연 제어를 수행할지 여부를 판정하는 절차를 나타내는 플로우차트이다.
도 9 는 제 3 실시형태에 따른 정지 메커니즘의 기본 구조를 나타내는 도해도이다.
도 10은 제 3 실시형태에 따른 지연 제어의 절차의 일부를 나타내는 플로우차트이다.
도 11 은 제 4 실시형태에 따른 전기를 연료 펌프에 공급하는 회로를 나타내는 개략도이다.
도 12 는 제 4 실시형태에 따른 지연 제어의 절차의 일부를 나타내는 플로우차트이다.
도 13 은 제 1 실시형태의 변형에 따른 스로틀 개도를 설정하는 절차를 나타내는 플로우차트이다.
도 14 는 제 4 실시형태의 변형에 따른 연료 펌프 정지 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.
도 15 는 변형된 실시형태에 따른 전기를 분사기와 점화 플러그에 공급하는 회로의 변형을 나타내는 개략도이다.
도 16 은 지연 제어를 종결하기 위해 연료 분사와 연료 점화가 정지되는 포인트를 나타내는 타임 차트이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(제 1 실시형태)
이하, 도 1 내지 도 7 을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 다른 내부 분사 엔진 (1) 을 위한 제어 장치를 설명한다.
도 1 은 본 실시형태에 따른 엔진 (1) 의 구성을 나타낸다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, 엔진 (1) 은 실린더 블록 (2) 과 실린더 헤드 (3) 를 갖는다. 실린더 블록 (2) 은 실린더들 (21) 을 갖는다. 엔진 (1) 은 또한 연소 챔버들 (23), 분사기들 (39), 점화 플러그들 (37), 흡기 포트들 (31), 배기 포트들 (32), 흡기 밸브들 (35), 배기 밸브들 (36), 및 연소 챔버들 (23) 의 각각에 각각 대응하는 피스톤들 (22) 을 갖는다. 이하에서는, 실린더들 (21), 연소 챔버들 (23), 분사기들 (39), 점화 플러그들 (37), 흡기 포트들 (31), 배기 포트들 (32), 흡기 밸브들 (35), 배기 밸브들 (36), 및 피스톤들 (22) 을 대표하여 실린더 (21), 연소 챔버 (23), 분사기 (39), 점화 플러그 (37), 흡기 포트 (31), 배기 포트 (32), 흡기 밸브 (35), 배기 밸브 (36), 및 피스톤 (22) 의 한 셋트만을 주로 논의할 것이다. 피스톤 (22) 은 실린더 (21) 내부에서 왕복운동하기 위해 실린더 (21) 내에 하우징된다. 연소 챔버 (23) 는 실린더 (21) 의 내부 원주면, 피스톤 (22) 의 상부, 및 실린더 헤드 (3) 에 의해 실린더 (21) 에서 형성된다.
흡기 포트 (31) 및 배기 포트 (32) 는 실린더 헤드 (3) 에 제공된다. 흡기 파이프 (33) 는 흡기 포트 (31) 에 연결되고, 배기 파이프 (34) 는 배기 포트 (32) 에 연결된다. 흡기 포트 (31) 와 연소 챔버 (23) 는 흡기 밸브 (35) 를 열고 닫음으로써 서로 연결되고 분리되고, 배기 포트 (32) 와 연소 챔버 (23) 는 배기 밸브 (36) 를 열고 닫음으로써 서로 연결되고 분리된다. 분사기 (39) 는 흡기 포트 (31) 에 제공되어 흡기 포트 (31) 로 연료를 분사한다.
점화 플러그 (37) 는 연소 챔버 (23) 의 상부를 형성하는 실린더 헤드 (3) 부에 제공된다. 점화 플러그 (37) 는 스파크를 일으켜 공기-연료 혼합물을 점화시킨다.
서지 탱크 (surge tank; 40) 는 흡기 파이프 (33) 에 제공된다. 스로틀 밸브 (38) 는 연소 챔버 (23) 내로 흡입되는 공기의 유속을 조정하기 위해 서지 탱크 (40) 의 상류부에 위치한다. 스로틀 밸브 (38) 는 전기 모터에 의해 열리고 닫히는 전기 스로틀 밸브이다. 스로틀 밸브 (38) 의 개도는 가속 페달의 가압 정도에 따라 조정된다.
흡기 밸브 (35) 의 밸브 특성들을 변경하기 위해 실린더 헤드 (3) 에 다양한 밸브 작동 메커니즘 (5) 이 제공된다. 다양한 밸브 작동 메커니즘 (5) 에는, 흡기 밸브 (35) 의 밸브 타이밍을 변경하는 다양한 밸브 타이밍 메커니즘 (51), 및 흡기 밸브 (35) 의 최대 밸브 리프트 (VL) 및 밸브 기간 (INCAM) 을 변화시키는 다양한 밸브 리프트 메커니즘 (53) 이 포함된다. 흡기 밸브 (35) 의 밸브 기간 (INCAM) 은 흡기 밸브 (35) 가 열리는 동안의 기간에 대응한다.
다양한 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 은 엔진 파워에 의해 구동되는 유압 펌프에 의해 발생되는 유압에 의해 작동된다. 다양한 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 은 흡기 밸브 (35) 를 작동시키는 캠축과 엔진 (1) 의 크랭크축 사이의 상대적인 회전 위상을 변화시켜, 흡기 밸브 (35) 의 밸브 타이밍 (INVT) 을 변경한다. 밸브 타이밍 (INVT) 이 변경됨에 따라, 흡기 밸브 (35) 가 열리는 포인트와, 흡기 밸브 (35) 가 닫히는 포인트 (IVC) 양자 모두는 크랭크 각의 동일 정도만큼 진상 또는 지상이 된다. 즉, 흡기 밸브 (35) 가 열리는 동안의 기간 (IVOT) 이 도 2 에 나타낸 바와 같이 일정한 상태에서, IVO 및 IVC 는 진상이거나 지상이 된다.
가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 은 엔진 파워에 의해 구동되는 교류 발전기의 전기에 의해 구동되는 메커니즘이다. 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 은 흡기 밸브 (35) 의 최대 밸브 리프트 (VL) 및 밸브 기간 (INCAM), 즉, 밸브 개방 기간 (IVOT) 을 변화시킨다. 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 은 밸브 리프트 상한 (VLmax) 과 밸브 리프트 하한 (VLmin) 사이에서 흡기 밸브 (35) 의 최대 밸브 리프트 (VL) 를 연속적으로 변화시킨다. 최대 밸브 리프트 (VL) 에서의 연속적인 변화와 동기하여, 흡기 밸브 (35) 의 밸브 기간 (INCAM) 이 연속적으로 변화된다. 즉, 밸브 기간 (INCAM) 은 리프트 상한 (VLmax) 에서 최대이다. 최대 밸브 리프트 (VL) 가 감소함에 따라, 밸브 기간 (INCAM) 도 따라서 감소한다. 밸브 기간 (INCAM) 은 리프트 하한 (VLmin) 에서 최소이다.
가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 은 캠축과 흡기 밸브 (35) 로부터의 반응력을 수용한다. 반응력은 최대 밸브 리프트 (VL) 를 증가시키는데 작용한다. 따라서, 최대 밸브 리프트 (VL) 를 증가시킬 때, 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 을 구동하는 액츄에이터의 전기 소모는 증가한다. 따라서, 배터리 상의 부하는 상당할 것이다. 본 실시형태에서, 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 은 교류 발전기가 전기를 발생시키는 때에만, 즉, 엔진 (1) 이 동작하는 때에만 작동된다.
연료 분사 제어, 점화 타이밍 제어, 흡기량 제어, 및 흡기 밸브 (35) 의 가변 밸브 작동 제어와 같은 다양한 타입의 제어가 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 실행된다.
전자 제어 유닛 (9) 은 엔진 제어와 관련된 연산 처리들을 수행하는 중앙 처리 유닛 (CPU), 엔진 제어에 필요한 다양한 타입의 프로그램들 및 정보를 저장하는 메모리, 및 외부로부터 신호를 입력받고, 외부로 신호를 출력하는 입출력 포트들을 포함한다. 입력 포트는 엔진 동작 상태를 검출하는 다양한 타입의 센서들에 연결된다.
흡기량 센서 (91) 는 흡기 파이프 (33) 를 통과하는 공기의 유속 (흡기량 (GA)) 을 검출한다. 크랭크 각 센서 (92) 는 크랭크축의 회전각, 즉, 크랭크 각을 검출한다. 크랭크 각의 검출 신호에 기초하여, 엔진 속도 (NE) 가 계산된다. 스로틀 개도 센서 (93) 는 스로틀 밸브 (38) 의 개도 (스로틀 개도 (TA)) 를 검출한다. 밸브 타이밍 센서 (94) 는 흡기 밸브 (35) 의 밸브 타이밍 (INVT) 을 검출한다. 리프트 센서 (95) 는 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 의 작동 상태, 즉, 흡기 밸브 (35) 의 최대 밸브 리프트 (VL) 의 현재 값을 검출한다. 가속 페달 센서 (96) 는 가속 페달의 가압 정도 (ACCP) 를 검출한다. 또한, 운전자에 의해 조작되는 점화 스위치 (이하, IG 스위치라 한다; 60) 의 상태, 즉, IG 스위치 (60) 가 온 상태인지 오프 상태인지를 나타내는 신호가 전자 제어 유닛 (9) 의 입력 포트로 보내진다.
전자 제어 유닛 (9) 의 출력 포트는 점화 플러그 (37), 스로틀 밸브 (38), 분사기 (39), 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51), 및 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 의 구동 회로들에 접속된다. 전자 제어 유닛 (9) 은 상기한 센서들에 의해 검출된 엔진 동작 상태에 기초하여 점화 플러그 (37) 및 분사기 (39) 의 동작을 제어한다. 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 기초하여, 전자 제어 유닛 (9) 은 스로틀 밸브 (38) 의 개도의 목표값을 설정하고, 그 목표 개도를 찾기 위해 스로틀 밸브 (38) 를 제어한다. 그 다음, 전자 제어 유닛 (9) 은 엔진 동작 상태에 적합한 밸브 작동을 실현하기 위해 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 및 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 을 제어한다.
운전자가 IG 스위치를 턴오프할 때, 즉, 운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 연료 분사 및 연료 점화는 정지되고, 엔진 (1) 이 정지한다. 따라서, 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 의 구동원으로서 작용하는 유압의 발생과, 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 의 구동원으로서 작용하는 전기의 발생이 중단된다. 따라서, 가변 밸브 작동 메커니즘 (5) 은 엔진 정지 직전에 밸브 특성들과 함께 정지한다. 엔진이 정지한 후의 밸브 특성들은 엔진 (1) 이 정지하기 직전의 밸브 특성들, 즉, 엔진 (1) 의 동작 동안 설정된 밸브 특성들이다. 이들 밸브 특성들은 엔진 (1) 의 시동에 반드시 적합한 것은 아니다. 따라서, 상황에 따라서는, 엔진의 시동성이 엔진이 시동된 다음 열화될 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 엔진 (1) 이 실제로 정지할 때까지의 기간을 연장하기 위해 지연 제어가 수행된다. 지연 제어가 수행되는 동안, 즉, 유압과 전기가 발생되는 동안, 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 과 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 이 구동되어 엔진 시동에 적합한 소정의 특성들로 밸브 특성들을 변경시킨다. 예를 들어, 지연 제어의 실행 동안, 밸브 타이밍 (INVT) 은 가장 지연된 밸브 타이밍에 근접한 밸브 타이밍으로 시프트되고, 최대 밸브 리프트 (VL) 는 리프트 상한 (VLmax) 에 근접한 밸브 리프트로 시프트되어, 밸브 특성들은 엔진 (1) 의 다음 시동을 위해 준비된다.
지연 제어를 수행하기 위해 전기는, 엔진 정지 스위치인 IG 스위치 (60) 로부터 독립적인 회로를 통해 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 로 공급된다. 따라서, 전기는 다음에 설명되는 회로를 통해 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 로 공급된다.
도 4 는 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 로 전기를 공급하기 위한 회로의 기본적인 구조를 나타낸다. 도 4 에 나타낸 바와 같이, 배터리 (50) 의 양극 단자는 IG 스위치 (60) 의 제 1 단부에 접속되고, IG 스위치 (60) 의 다른 단부는 IG 릴레이 (61) 의 코일 (61a) 의 제 1 단부에 접속된다. 코일 (61a) 의 제 2 단부는 접지된다. IG 릴레이 (61) 의 콘택트 (61b) 의 제 1 단부는 배터리 (50) 의 양극 단자에 접속되고, 콘택트 (61b) 의 제 2 단부는 전자 제어 유닛 (9) 의 IG 포트 (9a) 및 (에어백 이니시에이터 (airbag initiator) 및 미터 패널 등과 같은) 다양한 타입의 전기 디바이스들에 접속된다.
메인 구성요소로서 IG 스위치 (60) 를 갖는 회로에서, 운전자가 IG 스위치 (60) 를 턴온 또는 턴오프시킬 때, 코일 (61a) 이 익사이팅 (exciting) 또는 디-익사이팅되고, 그에 의해, 콘택트 (61b) 를 열거나 닫는다. 콘택트 (61b) 를 열고 닫음으로써, 다양한 타입의 전기 디바이스들로의 전기 공급이 수행 및 중단되며, 운전자에 의한 엔진 시동 요청과 엔진 정지 요청이 인식된다.
배터리 (50) 의 양극 단자는 엔진 (1) 을 제어하기 위한 전기의 공급을 수행 및 중단하는 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 의 제 1 단부에 접속된다. 콘택트 (70b) 의 제 2 단부는 전자 제어 유닛 (9) 의 배터리 포트 (9b) 에 접속된다. 메인 릴레이 (70) 의 코일 (70a) 의 제 1 단부는 전자 제어 유닛 (9) 의 메인 릴레이 제어 포트 (9c) 에 접속되고, 코일 (70a) 의 제 2 단부는 접지된다.
메인 구성요소로서 메인 릴레이 (70) 를 갖는 본 회로에서, 전자 제어 유닛 (9) 이 엔진 시동 요청을 인식하면, 메인 릴레이 제어 포트 (9c) 로부터 하이 레벨 신호가 출력된다. 따라서, 코일 (70a) 은 익사이팅되고, 콘택트 (70b) 는 닫힌다. 콘택트 (70b) 가 닫힐 때, 전기는 배터리 포트 (9b) 에 공급된다. 따라서, 메인 전기, 또는 엔진 (1) 을 제어하기 위한 전기가 전자 제어 유닛 (9) 에 공급된다. 한편, 엔진 정지 요청이 인식되면, 메인 릴레이 제어 포트 (9c) 로부터 로우 레벨 신호가 출력된다. 따라서, 코일 (70a) 은 디-익사이팅되고, 콘택트 (70b) 는 열린다. 콘택트 (70b) 가 열리면, 배터리 포트 (9b) 에 전기가 공급되지 않는다. 따라서, 메인 전기, 또는 엔진 (1) 을 제어하기 위한 전기가 전자 제어 유닛 (9) 에 공급되는 것이 중단된다. 이러한 방식으로, 메인 릴레이 (70) 는 IG 스위치 (60) 로부터 독립적인 회로에서 형성되고, 엔진 (1) 을 제어 하기 위한 전기의 공급을 수행 및 중단한다.
배터리 (50) 의 양극 단자는 분사기 (39) 와 점화 플러그 (37) 에 전기의 공급을 수행 및 중단하는 분사 점화 릴레이 (71) 의 콘택트 (71b) 의 제 1 단부에 접속된다. 콘택트 (71b) 의 제 2 단부는 분사기 (39) 에 접속되고, 점화기를 경유하여 점화 플러그 (37) 에 접속된다. 분사기 (39) 는 전자 제어 유닛 (9) 의 분사기 제어 포트 (9d) 의 제어 포트 (9d) 에 접속된다. 점화 플러그 (37) 는 점화기를 경유하여 전자 제어 유닛 (9) 의 점화 플러그 제어 포트 (9e) 에 접속된다. 분사 점화 릴레이 (71) 의 코일 (71a) 의 제 1 단부는 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 의 제 2 단부, 즉, 콘택트 (71b) 의 하류측에 접속된다. 코일 (71a) 의 제 2 단부는 전자 제어 유닛 (9) 의 분사 점화 릴레이 제어 포트 (9f) 에 접속된다.
전자 제어 유닛 (9) 이 엔진 시동 요청을 인식할 때 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 가 닫히기 때문에, 엔진 시동 요청이 인식될 때, 전압은, 메인 구성요소로서 분사 점화 릴레이 (71) 를 갖는 회로의 콘택트 (70b) 를 통해 코일 (71a) 에 인가된다. 로우 레벨 신호가 분사 점화 릴레이 제어 포트 (9f) 로부터 출력될 때, 코일 (71a) 이 익사이팅되고, 콘택트 (71b) 가 닫힌다. 콘택트 (71b) 가 닫힐 때, 전기는 콘택트 (71b) 를 통해 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 공급된다. 따라서, 분사기 제어 포트 (9d) 및 점화 플러그 제어 포트 (9e) 로부터의 신호들에 따라 연료 분사 및 연료 점화가 제어된다. 한편, 전자 제어 유닛 (9) 이 엔진 정지 요청을 인식할 때, 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 는 열 리고, 콘택트 (70b) 를 통한 코일 (71a) 에의 전압 인가는 중단된다. 따라서, 코일 (71a) 은 디-익사이팅되고, 콘택트 (71b) 가 열린다. 따라서, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 로의 전기의 공급은 중단된다. 즉, 연료 분사 및 연료 점화가 중단되고, 이는 엔진 (1) 을 정지시킨다.
본 실시형태에서, IG 스위치 (60) 로부터 독립적인 회로에 형성된 분사 점화 릴레이 (71) 가 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기의 공급 개시와 중단에 이용된다. 한편, 분사 및 점화 릴레이 (71) 에 대한 전기의 공급은 메인 릴레이 (70) 에 의해 수행 및 중단된다. 따라서, 메인 릴레이 (70) 가 오프될 때, 분사 점화 릴레이 (71) 에 대한 전기의 공급은 확실하게 중단되어, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기의 공급이 확실하게 중단된다. 즉, 메인 릴레이 (70) 가 오프될 때 분사 점화 릴레이 (71) 에 대한 전기의 공급은 이상하게 수행되지 않는다. 따라서, IG 스위치 (60) 로부터 독립적인 회로를 통해 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 전기가 공급되는 경우에, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기의 공급은 확실하게 중단된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
도 5 는 지연 제어의 절차를 나타낸다. 지연 제어는 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 소정 시간 간격으로 반복된다. 지연 제어는 지연 수단에 대응한다.
프로세스가 시작되면, IG 스위치가 턴오프되었는지 여부가 판정된다 (S100). IG 스위치 (60) 가 온이라고 판정된다면 (S100 에서 "아니오"), 프로세스는 임시로 보류된다.
한편, IG 스위치 (60) 가 오프이면 (S100 에서 "예"), IG 스위치 (60) 가 턴오프된 때로부터 소정의 기간 (RT) 이 경과하였는지 여부가 판정된다 (S110). 소정 기간 (RT) 은, IG 스위치 (60) 를 턴오프하는 시간에서의 밸브 특성들을 엔진 (1) 을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는데 필요한 기간으로서 미리 결정된다.
소정 기간 (RT) 이 경과하지 않았다고 판정된다면 (S110 에서 "아니오"), 지연 제어가 실행된다. 즉, IG 스위치 (60) 가 오프이어도, 연료 분사 및 연료 점화는 지속된다. 지연 제어의 실행 동안, 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 및 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 이 구동되어, 흡기 밸브 (35) 의 밸브 특성들을 엔진 (1) 시동에 적합한 소정의 상태로 변화시킨다.
한편, 소정 기간 (RT) 이 경과하지 않았다고 판정되지 않으면 (S110 에서 "예"), 흡기 밸브 (35) 의 밸브 특성들을 엔진 (1) 시동에 적합한 소정 상태로 변경하기 위한 프로세스가 완료되었다고 판정된다. 이 경우, 연료 분사 및 연료 점화가 중단되어, 지연 제어를 중단한다. 즉, 엔진 (1) 은 정지하고 (S130), 프로세스는 임시로 보류된다.
본 실시형태에서, 전술한 지연 제어는 엔진 (1) 에서 실행된다. 지연 제어가 실행될 때, 운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어진 후에도 잠시 동안 엔진은 동작을 지속한다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시키는 것이 중요하다.
예를 들어, 본 실시형태의 가속 페달 가압 정도에 따라 스로틀 개도가 조정 된다. 즉, 운전자에 의한 엔진 조작 (가속 페달의 가압) 에 따라 엔진 제어량이 설정된다. 지연 제어의 실행 동안, 운전자가 엔진 정지 요청을 하였음에도 불구하고 동일 운전자에 의한 엔진의 뜻하지 않은 조작은 엔진 동작 상태를 심각하게 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 지연 제어의 실행 동안 운전자가 가속 페달을 뜻하지 않게 가압하면, 그 운전자가 엔진 정지 요청을 하였음에도 불구하고 엔진 파워와 엔진 속도가 증가될 수 있다.
본 실시형태에서, 지연 제어의 실행 동안 설정되는 엔진 제어량이 지연 제어가 실행되지 않을 때 (즉, 지연 제어의 비실행 동안) 보다 작게 되도록 하는 제한 수단이 제공된다.
이하, 본 실시형태에 따른 엔진 제어량을 제한하는 제어를 도 6 을 참조하여 설명한다.
도 6 은 엔진 제어량 제한 수단에 대응하는 프로세스를 나타낸다. 구체적으로, 도 6 은 지연 제어의 실행 동안 스로틀 개도를 설정하는 절차를 나타낸다. 스로틀 개도 설정 프로세스는 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 소정 시간 간격에서 반복된다.
절차가 시작될 때, 지연 제어가 실행되고 있는지 여부가 판정된다 (S200). 지연 제어가 실행되고 있지 않으면 (S200 에서 "아니오"), 목표 스로틀 개도 (TAp) 는, 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따라, 스로틀 개도 (TA) 를 조정하기 위한 다음 표현 (1) 에 기초한다. 그 다음, 프로세스는 임시로 보류된다. 단계 S210 은 설정 수단에 대응한다.
목표 스로틀 개도 (TAp)←가속 페달 가압 정도 (ACCP)+ISC 개도 (TAi) (1)
ISC 개도 (TAi) 는 아이들 (idle) 속도 제어에서 계산된 스로틀 개도, 즉, 엔진의 아이들 상태를 유지하기 위해 필요한 스로틀 개도를 의미한다. ISC 개도 (TAi) 는 소정의 아이들 속도와 엔진 속도 (NE) 사이의 편차에 따라 설정된다. 목표 스로틀 개도 (TAp) 를 설정하기 위해 ISC 개도 (TAi) 는 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 대응하는 스로틀 개도에 더해진다. 통상의 동작 동안, 또는 지연 제어의 비실행 동안, 가속 페달 가압 정도 및 ISC 개도는 목표 스로틀 개도 (TAp) 에 반영된다.
목표 스로틀 개도 (TAp) 가 설정되면, 스로틀 개도 (TA) 가 목표 스로틀 개도 (TAp) 를 찾도록 스로틀 밸브 (38) 가 제어된다.
한편, 단계 S200 에서 지연 제어가 실행되고 있다고 판정되면 (S200 에서 "예"), 단계 S220 에서 다음 표현 (2) 에 따라 목표 스로틀 개도 (TAp) 가 설정된다. 그 다음, 프로세스는 임시로 보류된다.
목표 스로틀 개도 (TAp) ← ISC 개도 (TAi) (2)
표현 (2) 에서 보는 바와 같이, 지연 제어의 실행 동안, ISC 개도만이 목표 스로틀 개도 (TAp) 에 반영된다. 실제로, 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따른 스로틀 밸브 (38) 의 개도의 설정은 억제된다. 즉, 지연 제어의 실행 동안 설정되는 스로틀 개도는 지연 제어의 비실행 동안 설정되는 스로틀 개도보다 더 작다.
목표 스로틀 개도 (TAp) 가 설정되면, 스로틀 개도 (TA) 가 ISC 개도 (TAi) 를 찾도록 스로틀 밸브 (38) 가 제어된다.
도 7 은 스로틀 개도 설정 프로세스가 실행될 때 스로틀 개도 (TA) 에서의 변화들의 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 7 에 나타낸 바와 같이, IG 스위치가 시간 t1 에서 턴오프될 때, 지연 제어가 시작된다. 지연 제어가 시작된 때로부터 소정 기간 (RT) 이 경과하면, 지연 제어가 종료된다 (시간 t2). 지연 제어의 실행 동안 (시간 t1 으로부터 시간 t2 까지의 기간), 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따른 스로틀 밸브 (38) 의 개도 제어가 허용되면, 운전자에 의한 뜻하지 않은 가속 페달의 가압은 스로틀 개도 (TA) 를 증가시킨다 (이점 쇄선으로 나타내었다). 이는 엔진 파워 및 엔진 속도를 증가시킨다. 즉, IG 스위치 (60) 가 오프이고 운전자가 엔진 정지 요청을 하였다 하더라도, 가속 페달의 뜻하지 않은 가압은 엔진 파워 및 엔진 속도를 증가시킬 것이다. 이러한 점에서, 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따른 스로틀 밸브 (38) 의 개도 설정은 본 실시형태의 지연 제어의 실행 동안 억제되어, ISC 개도 (TAi) 만이 지연 제어의 실행 동안 설정된 목표 스로틀 개도 (TAp) 에 반영된다. 따라서, 지연 제어가 실행되는 시간 (시간 t1) 에서, 스로틀 개도 (TA) 는 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 를 참고하지 않고 ISC 개도 (TAi) 로 조정된다. 지연 제어의 실행 동안, 운전자에 의한 뜻하지 않은 가속 페달의 가압은, 가속 페달 가압 정도에 따라 스로틀 밸브 (38) 의 개도가 변경되도록 하지 않는다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 엔진 파워 및 엔진 속도는 뜻하지 않은 가속 페달의 가압에 의해 증가하지 않는다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
전술한 실시형태는 다음과 같은 이점들을 제공한다.
(1) 지연 제어의 실행 동안, 스로틀 밸브 (38) 의 개도가 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따라 설정되는 것이 방지된다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 엔진 파워 및 엔진 속도는 가속 페달의 뜻하지 않은 가압에 의해 증가하지 않는다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
(2) 엔진 제어에서 이용되는 전기 공급을 수행 및 중단하는 메인 릴레이 (70) 에서, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 전기의 공급을 수행 및 중단하는 분사 점화 릴레이 (71) 에 대한 전기의 공급이 수행되고 중단된다. 따라서, 분사 점화 릴레이 (71) 에 대한 전기의 공급은 메인 릴레이 (70) 가 오프될 때 이상하게 수행되지 않는다. 따라서, 전기가, IG 스위치 (60) 로부터 독립적입 회로를 통해 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 공급되는 경우, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기의 공급은 확실하게 중단된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
(3) 분사 점화 릴레이 (71) 의 코일 (71a) 이 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (71b) 의 하류측에 접속되기 때문에, 메인 릴레이 (70) 로부터 분사 점화 릴레이 (71) 로의 전기의 공급은 확실하게 수행되고 중단된다.
(제 2 실시형태)
이하, 도 8 을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 내부 분사 엔진용 제어 장치를 설명한다.
제 1 실시형태에서, 전술한 스로틀 개도 설정 프로세스가 실행되어, 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다. 제 2 실시형태에서, 엔진 동작의 안전성은 상이한 방식으로 증가된다. 즉, 본 실시형태에서는, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 엔진 동작을 즉각적으로 정지시키기 위한 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정되면, 지연 제어가 실행되어야 하는지 여부에 관한 판정을 위한 프로세스, 또는 실행 판정 프로세스가 실행된다. 이 프로세스 이외에는, 제 2 실시형태는 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하, 본 실시형태에 따른 내연 엔진용 제어 장치를, 주로 실행 판정 프로세스를 논의하면서 설명한다.
도 8 은 지연 제어를 위한 실행 판정 프로세스를 위한 절차를 나타낸다. 실행 판정 프로세스는, IG 스위치 (60) 가 턴오프될 때, 즉, 운전자가 엔진 정지 요청을 할 때, 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 실행된다.
프로세스가 시작되면, 긴급 정지 조건이 만족되는지 여부가 판정된다 (S300). 다음 조건들 (a) 내지 (c) 중 임의의 것이 만족되면, 긴급 정지 조건이 만족된다고 판정된다. 단계 S300 은 판정 수단에 대응한다.
(a) 운전자가 엔진 (1) 의 크랭킹 동안 엔진 정지 요청을 할 때.
조건 (a) 는 다음과 같은 이유들로 설정된다. 즉, 운전자가 엔진 시동 요청을 할 때 엔진 (1) 의 크랭킹이 수행된다. 따라서, 운전자가 크랭킹 동안 엔진 정지 요청을 하면, 엔진 정지 요청은 긴급 정지 요청으로 판정될 수 있다. 엔진 (1) 이 크랭킹되고 있는지 여부에 관한 판정은, 예를 들어, 시동 모터의 동 작 상태를 나타내는 시동 스위치로부터의 신호에 기초하여 이루어진다.
(b) 운전자가 후드가 열린 상태에서 엔진 정지 요청을 할 때.
조건 (b) 는 다음과 같은 이유들로 설정된다. 즉, 자동차의 후드가 열린 경우, 외부 물체가 엔진부의 움직이는 구성요소들과 얽히게 될 수 있다. 따라서, 자동차 후드가 열린 상태에서 엔진 정지 요청이 이루어진 경우, 외부 물체가 움직이는 구성 요소들과 얽혔기 때문에 운전자가 요청을 하였고, 그 요청은 아마도 긴급 엔진 정지 요청일 것이라고 판정된다. 후드가 열렸는지 여부는, 예를 들어, 후드가 열렸는지 여부를 검출하는 스위치가 자동차 상에 제공되고, 그 스위치가 온인지 오프인지를 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 모니터링하는 구성에 의해 판정된다.
(c) 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도 (NE) 가 소정 판정값보다 더 높을 때.
엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부는, 다음과 같은 이유들로 엔진 정지 요청이 이루어질 때의 시간에서 엔진 속도 (NE) 에 기초하여 판정된다. 즉, 통상의 엔진 동작 동안, 즉, 자동차의 통상적인 구동 동안, 엔진 속도가 비교적 높은 때 운전자는 엔진 정지 요청을 요구하지 않을 것이다. 따라서, 엔진 속도가 비교적 높은 때 운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어지는 상황이 발생한다면, 이는, 엔진 속도가 과도하게 증가하였고, 운전자가 엔진 (1) 을 정지시키려고 시도하고 있다고 판정될 수 있다. 이 경우, 엔진 정지 요청은 긴급 정지 요청으로 판정될 수 있다. 판정값은, 통상적인 엔진 동작 동안 엔진 정지 요청이 이루어질 때의 시간에서의 엔진 속도로 설정된다. 예를 들어, 아이들링 속도, 또는, 예로서 엔진 워밍업을 위한 아이들-업 동작 동안의 엔진 속도로 판정값이 설정된다.
이들 조건 (a) 내지 (c) 를 이용하여, 단계 S300 에서 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 확실하게 판정된다.
단계 S300 에서 긴급 정지 조건이 만족되지 않는다고 판정되면 (S300 에서 "아니오"), 지연 제어의 실행이 허용된다 (S310). 즉, 도 5 에 나타낸 지연 프로세스의 실행이 허용되고, 메인 프로세스는 종결된다.
단계 S300 에서 긴급 정지 조건이 만족된다고 판정된다면 (S300 에서 "예"), 지연 제어의 실행이 억제된다 (S320). 즉, 도 5 에 나타낸 지연 프로세스의 실행이 억제되고, 엔진 (1) 은 즉각 정지된다. 그 다음, 메인 프로세스는 종결된다. 단계 S320 은 억제 수단에 대응한다.
본 실시형태에 따르면, 운전자가 긴급 정지 요청을 하면, 엔진 동작은 지연 제어를 실행함이 없이 즉각 정지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안의 엔진 동작의 안전성을 향상시킨다.
구체적으로, 엔진 정지 요청이 크랭킹 동안 이루어질 때, 조건 (a) 가 만족된다는 사실에 기초하여 엔진 (1) 은 즉각 정지된다. 따라서, 지연 제어를 실행하는 엔진 (1) 을 탑재하고 있는 자동차는, 크랭킹 동안 지연 제어의 실행으로 인해 운행이 시작되는 것을 방지할 수 있다.
후드가 열린 상태로 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 조건 (b) 가 만족된다는 사실에 기초하여 엔진 (1) 은 즉각 정지된다. 따라서, 후드가 열린 상태에서, 운전자가 엔진부에서 외부 물질이 얽힌 것을 발견할 때, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청에 기초하여 엔진 (1) 이 즉각 정지된다.
조건 (c) 가 설정되면, 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도에 기초하여, 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 따라서, 엔진 속도가 과도하게 높을 때 운전자가 엔진 정지 요청을 한다면, 엔진 (1) 은 즉각 정지된다.
전술한 제 2 실시형태는 다음과 같은 이점들을 제공한다.
(1) 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 엔진을 즉각 정지시키기 위한 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 그 요청이 긴급 정지 요청인 것으로 판정되면, 지연 제어의 실행이 억제된다. 따라서, 운전자가 긴급 정지 요청을 할 때, 엔진 동작은 지연 제어를 실행함이 없이 즉각 정지되어, 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전이 증가한다.
(2) 크랭킹 동안 운전자가 엔진 정지 요청을 하면, 그 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 따라서, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 확실하게 판정된다.
(3) 후드가 열린 상태에서 운전자가 엔진 정지 요청을 하면, 그 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 판정된다. 따라서, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 확실하게 판정된다.
(4) 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부는 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도에 기초하여 판정된다. 따라서, 운전자에 의해 이루어진 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부가 확실하게 판정된다.
(제 3 실시형태)
이하, 도 9 및 도 10 을 참조하여 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 내부 분사 엔진용 제어 장치를 설명한다.
제 1 실시형태에서, 전술한 스로틀 개도 설정을 위한 프로세스가 실행되어, 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안정성을 증가시킨다. 제 2 실시형태에서, 엔진 동작의 안전성은 상이한 방식으로 증가된다.
즉, 예를 들어, 운전자가 브레이크를 밟지 않고 있을 때, 변속기의 클러치가 걸려 있을 때, 또는 변속 레버가 중립 위치에 있지 않을 때 등, 엔진 파워가 자동차 휠들을 회전시킬 수 있을 때, 지연 제어가 실행되면, 엔진 정지 요청이 이루어졌다는 사실에도 불구하고 자동차는 운행을 시작할 수 있다.
본 실시형태에서, 엔진 정지 요청이 이루어졌음에도 불구하고 자동차가 운행을 시작하는 우발적 사고를 방지하기 위해, 엔진 (1) 을 탑재하고 있는 자동차의 자동차 휠들을 정지시키기 위한 정지 메커니즘이 지연 제어의 실행 동안 작동되고, 그에 의해 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시키게 된다. 이 프로세스 이외에는, 제 3 실시형태는 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하, 본 실시형태에 따른 내연 엔진용 제어 장치를 주로 실행 판정 프로세스에 논의의 중점을 두어 설명하기로 한다.
도 9 는 정지 메커니즘의 기본 구조를 나타내는 도해도이다.
도 9 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 정지 메커니즘은 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 제어되는 브레이크 제어기 (100), 엔진 (1) 을 탑재하고 있는 자동차의 휠들의 각각에 각각 장착되어 있는 유압 브레이크들 (101; 하나만 나타내었다), 브레이크들 (101) 에 유압을 공급하기 위한 2 개의 유압 시스템, 및 2 개의 유압 시스템들의 브레이크액을 저장하는 저장 탱크 (102) 를 포함한다.
제 1 유압 시스템은 운전자에 의해 조작되는 브레이크 페달 (103) 및 저장 탱크 (102) 에 연결된다. 제 1 유압 시스템은 유압을 발생시키기 위한 브레이크 마스터 실린더 (104), 브레이크 제어기 (100) 에 의해 열리고 닫히는 제 1 밸브 (105) 를 포함한다. 운전자가 브레이크 페달 (103) 을 누를 때, 제 1 유압 시스템의 브레이크 마스터 실린더 (104) 에서 유압이 발생된다. 제 1 밸브 (105) 가 닫힐 때, 브레이크 마스터 실린더 (104) 에 의해 발생된 유압이 브레이크들 (101) 의 유압 실린더들에 공급되고, 휠들의 회전을 정지시키게 된다. 즉, 제 1 유압 시스템은 운전자의 조작에 응답하여 브레이크들 (101) 을 작동시키는 유압 시스템으로서 구성된다.
제 2 유압 시스템은 브레이크 제어기 (100) 에 의해 제어되고, 저장 탱크 (102) 에 연결되는 유압 펌프 (106), 유압 펌프에 의해 발생된 유압을 보전하는 어큐뮬레이터 (107), 및 브레이크 제어기 (100) 에 의해 열리고 닫히는 제 2 밸브 (108) 를 포함한다. 제 2 유압 시스템에서, 브레이크 제어기 (100) 가 유압 펌프 (106) 를 작동시킬 때, 유압 펌프 (106) 에 의해 발생된 유압은 어큐뮬레이터 (107) 에 축적된다. 제 2 밸브 (108) 가 브레이크 제어기 (100) 에 의해 열리면, 어큐뮬레이터 (107) 에 축적된 유압이 브레이크들 (101) 의 유압 실린더들에 공급되어, 휠들의 회전을 정지시킨다. 이러한 방식으로, 제 2 유압 시스템은, 브레이크 페달 (103) 이 조작되지 않아도 브레이크들 (101) 을 작동시킬 수 있는 유압 시스템으로서 구성된다. 즉, 제 2 유압 시스템은 운전자에 의한 조작 없이도 브레이크들 (101) 을 작동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 지연 제어에서, 도 5 에 나타낸 단계 S120 대신에 단계 S400 이 실행된다. 즉, 도 5 의 단계 S110 에서, IG 스위치 (60) 가 턴오프된 때로부터 소정의 기간 (RT) 이 경과하지 않았다고 판정되면 (S110 에서 "아니오"), 지연 제어가 실행될 때 제 2 밸브 (108) 가 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 열리고, 그에 의해 강제적으로 브레이크들 (101) 을 작동시키게 된다. 단계 S400 에 의해, 지연 제어의 실행 동안 휠들의 회전은 강제적으로 정지된다. 따라서, 지연 제어의 실행이 자동차의 운행 시작을 야기하게 되는 문제점이 방지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
또한, 본 실시형태에서, 지연 제어의 실행 동안 정지 메커니즘에 의해 휠들이 정지된다. 따라서, 엔진 정지 요청이 이루어졌음에도 불구하고 자동차가 운행을 시작하는 우발적 사고가 판정 프로세스, 및 제 2 실시형태에서 설명된 억제 프로세스를 실행함이 없이도, 즉, 도 8 에 나타낸 판정 프로세스 없이도 방지된다.
본 실시형태의 지연 제어의 실행 동안 자동차 휠들은 정지되기 때문에, 크랭킹 동안 지연 제어의 실행이 자동차의 운행 시작을 야기하게 되는 문제는 방지된 다.
전술한 제 3 실시형태는 다음과 같은 이점들을 제공한다.
(1) 지연 제어의 실행 동안 휠들은 정지 메커니즘에 의해 정지된다. 따라서, 지연 제어의 실행이 자동차의 운행 시작을 야기하게 되는 문제가 방지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
(2) 지연 제어의 실행 동안 휠들은 정지 메커니즘에 의해 정지된다. 따라서, 엔진 정지 요청이 이루어졌음에도 불구하고 자동차가 운행을 시작하는 우발적 사고가 제 2 실시형태에서 설명된 판정 프로세스 없이도 방지된다.
(3) 정지 메커니즘은 브레이크들 (101) 을 포함하고, 이는 유압 펌프 (106), 또는 액츄에이터에 의해 작동된다. 따라서, 자동차 휠들은 운전자에 의한 조작에 의존하지 않고서도 확실하게 정지된다.
(제 4 실시형태)
이하, 도 11 및 도 12 를 참조하여 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 내부 분사 엔진용 제어 장치를 설명한다.
본 실시형태에서는, 분사기 (39) 에 연료를 공급하는 연료 펌프에 전기의 공급을 수행 및 중단하는 회로가 도 4 에 나타낸 회로에 추가된다. 운전자가 엔진 정지 요청을 할 때의 시간에서, 연료 펌프는 정지된다.
도 11 은 본 실시형태의 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 전기를 공급하는 회로를 나타내는 도면이다. 도 11 의 회로는 펌프 릴레이 (80), 연료 펌프 (81), 및 펌프 릴레이 제어 포트 (9g) 가 제공된다는 것이 도 4 의 회로와 상이한 점이다. 따라서, 이들 차이점들을 주로 논의하면서 본 실시형태에 다른 회로를 설명한다.
도 11 에 나타낸 바와 같이, 연료 펌프 (81) 에 전기 공급을 수행 및 중단하는 펌프 릴레이 (80) 의 코일 (80a) 의 제 1 단부는 IG 릴레이 (61) 의 콘택트 (61b) 의 하류측에 접속된다. 코일 (80a) 의 제 2 단부는 전자 제어 유닛 (9) 의 펌프 릴레이 제어 포트 (9g) 에 접속된다. 펌프 릴레이 (80) 의 콘택트 (80b) 의 제 1 단부는 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 의 하류측에 접속된다. 콘택트 (80b) 의 제 2 단부는 연료 펌프 (81) 의 제 1 단자에 접속된다. 연료 펌프 (81) 의 제 2 단자는 접지된다.
메인 구성요소로서 펌프 릴레이 (80) 를 갖는 릴레이 회로에서, IG 스위치 (60) 가 턴온될 때, 전압이 IG 릴레이 (61) 의 콘택트 (61b) 를 통해 코일 (80a) 에 인가된다. 로우 레벨 신호가 펌프 릴레이 제어 포트 (9g) 로부터 출력될 때, 코일 (80a) 은 익사이팅되고, 콘택트 (80b) 는 닫힌다. 전자 제어 유닛 (9) 이 엔진 시동 요청을 인식할 때, 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 가 닫힌다. 따라서, 엔진 시동 요청이 인식된다. 로우 레벨 신호가 펌프 릴레이 제어 포트 (9g) 로부터 출력될 때, 전기가 콘택트 (70b) 및 콘택트 (80b) 를 통해 연료 펌프 (81) 에 공급되어, 연료 펌프 (81) 가 작동된다. 하이 레벨 신호가 펌프 릴레이 제어 포트 (9g) 로부터 출력될 때, 코일 (80a) 은 디-익사이팅되고, 콘택트 (80b) 는 열린다. 이는 연료 펌프 (81) 에 대한 전기 공급을 중단시켜, 연료 펌프 (81) 의 동작이 정지된다.
본 실시형태의 지연 제어에서, 도 5 의 단계 S100 에서 도출되는 결정이 긍정적일 때, 도 12 의 단계 S500 이 실행된다. 단계 S500 이 실행된 후, 도 5 의 단계 S110 이 실행된다. 즉, 도 5 의 단계 S100 에서 IG 스위치 (60) 가 오프라고 판정되면 (S100 에서 "예"), 하이 레벨 신호가 펌프 릴레이 제어 포트 (9g) 로부터 출력되고, 연료 펌프 (81) 는 정지된다 (S500). 그 후, IG 스위치 (60) 가 턴오프된 때로부터 소정의 기간 (RT) 이 경과하였는지 여부가 판정된다 (S110). 소정의 기간 (RT) 이 경과하지 않았다면 (S110 에서 "아니오"), 지연 제어가 실행된다 (S120).
이러한 방식으로, 본 실시형태에서, 엔진 정지 요청이 이루어지는 시간에서 연료 펌프 (81) 가 정지된다. 즉, 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 분사기 (39) 에 대한 연료의 공급은 즉각 중단된다. 구체적으로, 연료 펌프 (81) 는 지연 제어의 실행에 앞서 정지되어, 분사기 (39) 에 대한 연료의 공급이 중단된다. 따라서, 지연 제어에 의한 엔진 동작의 지속이 종료되지지 않은 경우에도, 즉, 지연 제어에 이상이 존재하는 경우에도, 엔진 동작은 확실하게 정지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전을 증가시킨다.
전술한 제 4 실시형태는 다음과 같은 이점들을 제공한다.
(1) 연료펌프 (81) 는 운전자가 엔진 정지 요청을 하는 시간에서 정지된다. 따라서, 지연 제어에 따른 엔진 동작의 지속이 종료된 경우에도, 즉, 지연 제어에 이상이 존재하는 경우에도 엔진 동작은 확실하게 정지된다. 이는 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
전술한 실시형태는 다음과 같이 변형될 수도 있다.
제 1 실시형태에서, 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따른 스로틀 밸브 (38) 의 개도의 설정은 지연 제어의 실행 동안 억제되어, 지연 제어의 실행 동안 설정되는 스로틀 개도는 지연 제어의 비실행 동안의 스로틀 개도보다 더 작다. 또는, 도 6 의 단계 S220 은 도 13 의 단계 S600 에 의해 대체되어, 스로틀 개도 설정 프로세스가 실행될 수도 있다. 즉, 지연 제어가 실행되고 있다고 판정되면 (S200 에서 "예"), 목표 스로틀 개도 (TAp) 는 다음 표현 (3) 에 따라 설정될 수도 있다.
TAp ← (가속 페달 가압 정도 (ACCP)×억제 계수)+ISC 개도 (TAi) (3)
억제 계수는 0 이상이고 1 보다 더 작은 값이 되도록 미리 정해진다. 따라서, 표현 (3) 에 따라 설정되는 목표 스로틀 개도 (TAp), 즉, 지연 제어의 실행 동안 설정되는 목표 스로틀 개도 (TAp) 는, 지연 제어의 비실행 동안 설정되는 목표 스로틀 개도 (TAp) 보다 더 작다.
본 변형에 다르면, 지연 제어의 실행 동안, 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따라 설정되는 스로틀 밸브 개도는 지연 제어의 비실행 동안의 것, 즉, 통상의 동작 상태 동안의 것보다 더 작다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 운전자에 의한 가속 페달의 뜻하지 않은 가압은 통상의 동작 상태에서의 스로틀 밸브 개도보다 더 작은 양만큼 증가시킨다. 이 경우, 지연 제어의 실행 동안, 운전자에 의한 가속 페달의 뜻하지 않은 가압에 의해 엔진 파워 및 엔진 속도는 증가하지 않는다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
제 1 실시형태에서, 가속 페달 가압 정도 (ACCP) 에 따라 설정되는 스로틀 개도는 지연 제어의 실행 동안 상대적으로 작게 설정된다. 운전자에 의해 수행되는 엔진 (1) 의 조작에 따라 설정되는 엔진 제어량이 지연 제어의 비실행 동안보다 지연 제어의 실행 동안의 경우 더 작게 설정되는 한, 이러한 구성은 변경될 수도 있다. 이 경우, 운전자에 의해 수행되는 엔진 조작에 따라 설정되는 엔진 제어량이 지연 제어의 비실행의 기간에 비해 지연 제어의 실행 동안 더 작게 설정된다. 즉, 엔진 제어량은 통상의 엔진 동작 동안보다 지연 제어의 실행 동안 더 작다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안, 운전자가 엔진 정지 요청을 한 경우에도 운전자의 뜻하지 않은 조작에 의해 엔진 동작 상태가 심각하게 변경되는 문제가 방지된다. 이는 지연 제어의 실행 동안 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다. 스로틀 개도가 가속 페달 가압 정도에 따라 조정될 때, 흡기량 또한 변화된다. 따라서, 연료 분사량이 변화된다. 즉, 연료 분사량은 가속 페달 가압 정도에 따라 간접적으로 설정된다. 직접 분사 엔진의 경우, 연료 분사량은 어떤 경우들에서는 가속 페달 가압 정도에 기초하여 직접 설정된다. 따라서, 엔진 (1) 의 조작에 따라 설정되는 엔진 동작량에는 연료 분사량이 포함된다.
제 1 실시형태에서, 도 4 에 나타낸 회로는 일 실시예만을 나타낸다. 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기 공급에 다른 회로가 사용된다면, 제 1 실시형태의 항목 (1) 과 동일한 이점이 얻어질 것이다.
제 2 실시형태에서, 조건 (a) 내지 (c) 는 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정하는데 이용된다. 그러나, 조건 (a) 내지 (c) 중 하나만이 이용될 수도 있다. 또한, 조건 (a) 내지 (c) 이외의 임의의 조건들도, 추가적인 조건 들이 긴급 정지 요청을 판정하는데 이용될 수 있으면 적절한 기초 상에서 이용될 수도 있다.
제 3 실시형태의 유압 시스템은 일 실시예일 뿐이고, 시스템이 운전자에 의한 조작에 의존하지 않고 자동차 휠들을 정지시킬 수 있는 한, 변경될 수도 있다.
제 3 실시형태에서, 브레이크 (101) 는 전기 모터들에 의해 작동되는 브레이크들로 대체될 수도 있다. 이 경우에도 또한, 지연 제어의 실행 동안, 브레이크들은 전기 모터들의 작동을 통한 브레이크들 (101) 과 동일한 방식이고, 브레이크들 (101) 과 동일한 이점들을 갖는다.
본 실시형태에서, 휠들을 정지시키는 메커니즘은 브레이크들 (101) 이다. 그러나, 자동 변속기를 갖는 자동차의 경우, 자동 변속기에 제공되는 주차 브레이크 메커니즘은 지연 제어의 실행 동안 휠들의 회전을 정지시키기 위해 작동될 수도 있다. 이러한 구성은 또한 제 3 실시형태와 동일한 이점들을 제공한다.
제 4 실시형태에서, 연료 펌프 (81) 는 엔진 정지 요청이 이루어지는 시간에서 정지된다. 이러한 구성은 변경될 수도 있다. 예를 들어, 지연 제어의 실행 동안, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 소정 기간이 경과하면, 연료 펌프 (81) 는 정지될 수도 있다.
본 변형은 도 14 에 나타낸 연료 펌프 정지 프로세스를 실행함으로써 실현된다.
도 14 에 나타낸 연료 펌프 정지 절차는 IG 스위치 (60) 가 턴오프될 때, 즉, 운전자가 엔진 정지 요청을 할 때 전자 제어 유닛 (9) 에 의해 실행된다.
절차가 시작될 때, 지연 제어가 실행되고 있는지 여부가 판정된다 (S700). 지연 제어가 실행되고 있지 않다고 판정되면 (S700 에서 "아니오"), 이 절차는 임시로 보류된다.
한편, 지연 절차가 실행되고 있을 때 (S700 에서 "예"), IG 스위치 (60) 가 턴오프된 때로부터 소정 기간 (PT) 이 경과하였는지 여부가 판정된다 (S710). 펌프 정지 요청 기간 (PT) 은 소정 기간 (RT), 즉, 지연 제어의 실행 동안, 흡기 밸브 (35) 의 밸브 특성들을 엔진 (1) 을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는데 필요한 기간과 동일하도록 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, 펌프 정지 요청 기간 (PT) 은 필요에 따라 변경될 수도 있다.
펌프 정지 요청 기간이 경과하지 않았다고 판정되면 (S710 에서 "아니오"), 이 프로세스는 임시로 보류된다. 펌프 정지 요청 기간이 경과하였다고 판정되면 (S710 에서 "예"), 연료 펌프 (81) 는 정지되고, 이 프로세스는 종료된다.
지연 제어의 실행 동안, 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 소정의 기간이 경과할 때 연료 펌프 (81) 가 정지되면, 지연 제어의 실행 동안에도 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 소정 기간이 경과할 때 분사기 (39) 로의 연료의 공급은 정지된다. 따라서, 본 변형예에서, 지연 제어에 따른 엔진 동작의 지속이 종료되면, 즉, 지연 제어에 이상이 존재하면, 엔진 동작은 확실하게 정지된다. 이는 엔진 동작의 안전성을 증가시킨다.
예시된 실시형태들에서, 지연 제어는 소정 기간 (RT) 이 경과할 때 종료된다. 대신에, 흡기 밸브 (35) 의 밸브 특성들이 엔진 (1) 을 시동하기 위한 밸 브 특성들이 될 때 지연 제어가 종료되는 구성이 적용될 수도 있다.
예시된 실시형태들에서, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기의 공급은 분사 점화 릴레이 (71) 에 의해 수행 및 중단된다. 그러나, 도 15 에 나타낸 바와 같이, 분사 점화 릴레이 (71) 는 생략될 수도 있다. 이 경우, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37; 점화기) 의 제 1 단부들은 메인 릴레이 (70) 의 콘택트 (70b) 의 하류측에 접속되어, 콘택트 (70b) 가 닫힐 때 전기는 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 직접 공급된다. 분사기 (39) 의 제 2 단부는 분사기 제어 포트 (9d) 에 접속되고, 점화 플러그 (37; 점화기) 의 제 2 단부는 점화 플러그 제어 포트 (9e) 에 접속되어, 연료 분사 및 연료 점화는 분사기 제어 포트 (9d) 및 점화 플러그 제어 포트 (9e) 로부터의 신호들에 기초하여 제어된다. 이러한 방식으로 분사 점화 릴레이 (71) 는 생략될 수도 있고, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에 대한 전기 공급은 전자 제어 유닛 (9) 으로부터의 제어 신호들에 응답하여 직접 수행 및 중단될 수도 있다. 이 경우, 분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 에의 전류의 공급이 IG 스위치 (60) 로부터 독립적인 회로에 의해 수행 및 중단되면, 회로 구성은 간단해진다. 따라서, 비용 및 고장율이 감소된다.
분사기 (39) 및 점화 플러그 (37) 중 하나에 대한 전기 공급이 분사 점화 릴레이 (71) 에 의해 수행 및 중단되고, 다른 것에 대한 전기의 공급은 전술한 바와 같이 전자 제어 유닛 (9) 으로부터의 신호들에 응답하여 직접 수행 및 중단되도록 구성될 수도 있다.
예시된 실시형태들에서, 지연 제어를 종결시킴으로써 엔진 (1) 을 정지시킬 때, 분사 및 연료 점화가 동시에 정지된다. 이러한 구성은 다음과 같은 문제점을 가질 수 있다. 4 실린더 엔진에서의 이러한 문제점들을 도 16 을 참조하여일 실시예로서 설명할 것이다. 이러한 엔진에서, 연료 분사 및 연료 점화는 제 1 실린더 (#1), 제 3 실린더 (#3), 제 4 실린더 (#4), 및 제 2 시린더 (#2) 의 순서로 실행된다.
도 16 에 나타낸 바와 같이, IG 스위치 (60) 가 시간 t1 에서 턴오프될 때, 연료 분사 및 연료 점화는 지연 제어를 실행하기 위해 지속된다. 시간 t1 부터 특정 기간이 경과할 때의 시간 t2 에서, 연료 분사 및 연료 점화가 동시에 실행되면, 시간 t1 으로부터 시간 t2 까지의 기간에서 분사된 연료 (도 16 의 예에서 제 1 실린더 (#1) 및 제 3 실린더 (#3) 로 분사되는 연료) 는 점화되지 않을 것이고 실린더들 내에 잔존한다. 실린더들 내에 잔존하는 이러한 연료는 엔진 (1) 이 다음에 시동될 때 엔진 (1) 에서 방출되는 연소되지 않은 연료가 된다. 또한, 잔류 연료로부터 발생하는 증착물은 각각의 연소 챔버의 표면 상에 쌓일 것이다.
한편, 연료 분사가 시간 t2 에서 정지되고, 연료 점화는 시간 t3 또는 시간 t2 로부터 특정 기간이 경과한 때 (예를 들어, 제 3 실린더 (#3) 로 분사된 연료가 점화되는데 필요한 기간) 에 정지되도록 구성되면, 제 1 실린더 (#1) 및 제 3 실린더 (#3) 로 분사된 연료는 시간 t2 부터 시간 t3 까지의 기간에서 점화된다. 따라서, 지연 제어의 실행 동안 분사된 연료는 실린더들에 남지 않는다.
따라서, 지연 제어를 종결할 때, 연료 분사가 먼저 정지되고, 그 후 연료 점화가 정지되도록 예시된 실시형태들이 변형될 수도 있다. 이 경우, 실린더들 내의 잔류 연료는 확실하게 억제된다.
예시된 실시형태들에서, 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 은 유압 메커니즘이다. 그러나, 본 발명은 전기적 가변 밸브 타이밍 메커니즘에 적용될 수도 있다. 예시된 실시형태들에서, 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 은 전기적 메커니즘이다. 그러나, 본 발명은 유압식 가변 밸브 리프트 메커니즘에 적용될 수도 있다.
예시된 실시형태들에서, 가변 밸브 작동 메커니즘 (5) 은 흡기 밸브 (35) 의 밸브 특성들을 변경하는데 제공된다. 그러나, 가변 밸브 작동 메커니즘 (5) 이 배기 밸브 (36) 의 밸브 특성들을 변경하는데 제공되는 경우에 본 발명이 적용될 수도 있다. 예시된 실시형태들에서, 가변 밸브 작동 메커니즘 (5) 은 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 및 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 을 포함한다. 그러나, 가변 밸브 작동 메커니즘 (5) 이 오직 가변 밸브 타이밍 메커니즘 (51) 만을, 또는 가변 밸브 리프트 메커니즘 (53) 만을 포함하는 경우에 본 발명이 적용될 수도 있다. 본 발명은, 엔진 동작 상태에 따라 흡기 밸브들 및 배기 밸브들 등과 같은 엔진 밸브들의 밸브 특성들 메커니즘이라면, 가변 밸브 작동 메커니즘 (5) 이외의 임의의 타입의 가변 밸브 작동 메커니즘에 적용될 수도 있다.
본 발명은, 제 1 실시형태와 제 3 실시형태의 조합, 제 1 실시형태와 제 4 실시형태의 조합, 제 2 실시형태와 제 3 실시형태의 조합, 제 2 실시형태와 제 4 실시형태의 조합, 또는 제 3 실시형태와 제 4 실시형태의 조합에 의해 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명은, 제 1 실시형태, 제 3 실시형태, 및 제 4 실시형태의 조합, 또는 제 2 실시형태, 제 3 실시형태, 및 제 4 실시형태의 조합에 의해 구현될 수도 있다.
예시된 실시형태들에서, 본 발명은 점화 플러그들을 갖는 가솔린 엔진 (1) 에 적용된다. 그러나, 본 발명은 디젤 엔진과 같은 다른 타입들의 엔진들에 적용될 수도 있다.

Claims (13)

  1. 내연 엔진용 제어 장치로서,
    엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단;
    상기 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단;
    운전자에 의해 수행된 엔진 조작에 대응하는 엔진 제어량을 설정하는 설정 수단; 및
    상기 지연 제어의 실행 동안 설정되는 엔진 제어량을 지연 제어의 비실행 동안의 엔진 제어량보다 더 작게 하는 제한 수단을 포함하고,
    상기 설정 수단은, 가속 페달의 가압 정도에 따라 스로틀 밸브의 개도를 설정하고,
    상기 제한 수단은, 상기 지연 제어의 실행 동안 설정되는 스로틀 밸브 개도를 지연 제어의 비실행 동안의 스로틀 밸브 개도보다 더 작게 하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한 수단은, 상기 지연 제어의 실행 동안 가속 페달 가압 정도에 대응하는 스로틀 밸브 개도의 설정을 억제하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 내연 엔진용 제어 장치로서,
    엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단;
    상기 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단;
    상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정하는 판정 수단; 및
    상기 판정 수단이 상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정할 때, 상기 지연 제어의 실행을 억제하는 억제 수단을 포함하고,
    상기 엔진을 탑재하고 있는 자동차의 후드가 열린 상태에서 상기 엔진 정지 요청이 이루어질 때, 상기 판정 수단은 상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  6. 내연 엔진용 제어 장치로서,
    엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단;
    상기 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단;
    상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정하는 판정 수단; 및
    상기 판정 수단이 상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청이라고 판정할 때, 상기 지연 제어의 실행을 억제하는 억제 수단을 포함하고,
    상기 판정 수단은, 상기 엔진 정지 요청이 이루어진 시간에서의 엔진 속도에 기초하여, 상기 엔진 정지 요청이 긴급 정지 요청인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  7. 내연 엔진용 제어 장치로서,
    엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 엔진이 실제로 정지되는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 및
    상기 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함하고,
    상기 지연 제어의 실행 동안, 상기 엔진을 탑재하는 자동차의 휠들을 정지시키는 정지 메커니즘이 작동되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정지 메커니즘은 액츄에이터에 의해 작동되는 브레이크들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
  9. 내연 엔진용 제어 장치로서,
    엔진 정지 스위치로부터 독립적인 회로에 형성된 메인 릴레이로서, 상기 엔진을 제어하는데 이용되는 전기의 공급을 수행 및 중단하는 상기 메인 릴레이;
    상기 엔진 정지 스위치로부터 독립적인 회로에 형성된 개별 릴레이로서, 연료 분사 밸브 및 점화 플러그 중 하나 이상에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단하는 상기 개별 릴레이;
    운전자에 의해 엔진 정지 요청이 이루어진 때로부터 상기 개별 릴레이가 전기의 공급을 중단하는 때까지의 기간을 연장하는 지연 제어를 수행하는 지연 수단; 및
    상기 지연 제어의 실행 동안 가변 밸브 작동 메커니즘을 작동시켜, 엔진 밸브의 밸브 특성들을 상기 엔진을 시동하기 위한 밸브 특성들로 변경하는 변경 수단을 포함하고,
    상기 메인 릴레이는 상기 개별 릴레이에 대한 전기의 공급을 수행 및 중단하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 개별 릴레이의 코일은 상기 메인 릴레이의 콘택트의 하류측에 접속되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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