KR19980024708A - 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 연료분사 제어장치에 관한 것이다. 엔진의 공기와 연료의 혼합기를 연소실(5)내에 편재시킨 상태로 연소를 행하는 성층 연소가 가능하다. 엔진(1)은 연소실(5)내에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(11)와, 연소실(5)에 접속된 흡기덕트(20)와, 흡기덕트(20)내에 부압을 발생시키기 위한 스로틀 밸브(23)와, 제동력을 증대하는 흡기덕트(20)내의 부압에 의해서 작동하는 브레이크 부스터(71)를 구비한다. 압력센서(63)는 브레이크 부스터(71)로 공급되는 부압을 검출한다. 압력센서(63)에 따라서 검출된 부압이 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 값에 도달하고 있지 않을 때, ECU(30)는 부압을 증대시켜야 하고, 스로틀 밸브(23)의 개방도를 작게 한다. 또한, ECU(30)는 엔진 회전수의 저하를 저지해야하며, 스로틀 밸브(23) 개방도의 감소에 따라서 연료 분사량이 증대하도록, 연료 분사 밸브(11)를 제어한다.

Description

성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치
본 발명은 기통내 분사식 엔진과 같이, 성층 연소를 행할 수 있는 엔진의 연료분사 제어장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 부압에 근거하여 제동력을 확보하는 브레이크 부스터를 구비하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 엔진에 있어서는 연료 분사 밸브로부터의 연료가 흡기포트에 분사되고, 연소실에는 흡기포트를 통하여 미리 연료와 공기의 규질 혼합기가 공급된다. 이 엔진에서는 악셀레이터 조작에 연동하는 스로틀 밸브에 의하여 흡기통로의 개방량이 조정된다. 이 조정에 의해서, 흡기통로로부터 흡기포트를 통하여 연소실로 공급되는 공기(바꿔 말하면, 연료와 공기가 균질하게 혼합되어 구성되는 혼합기)의 양이 조정되고, 엔진 출력이 제어된다.
그런, 상기 이른바 균질연소에 의한 기술에서는 흡기통로 내에서는 스로틀 밸브의 스로틀링 동작에 따라 큰 흡기부압이 발생한다. 이 큰 흡기부압은 흡기포트로부터 연소실내에 혼합기가 흡입될 때에 발생하는 펌핑그로스를 크게 한다. 이것을 해결하기 위한 연소방법으로서, 성층 연소라는 연소방법이 알려져 있다. 이 연소방법에서는 스로틀 밸브에 의하여 흡기통로를 크게 개방된 상태에서, 연소실에 직접 연료가 공급된다. 이것에 의해, 연소실내에서의 점화플러그 부근의 공연비가 작아지도록 해당 부분에 가연 혼합기가 편재되어, 그 결과, 착화성이 향상된다.
상기 성층 연소를 수행할 수 있는 엔진의 예를 들면 일본 특허공개 평8-164840호공보에 개시되어 있다. 이 공보에 개시된 엔진은 연료를 연소실내에 균일하게 분산하여 공급하는 흡기포트내에 연료를 분사하는 균질 연소용의 연료 분사 밸브와, 연소실내의 점화플러그의 주위를 향하여 연료를 직접 분사하는 성층 연소용의 연료 분사 밸브를 구비한다. 그리고, 엔진의 저부하시에는 성층 연소용의 연료 분수 밸브로부터 분사된 연료가 점화플러그 주위에 편재되어 공급되는 동시에, 스로틀 밸브가 거의 전부 열려서(全開) 성층 연소가 실행된다. 이것에 의해, 엔진의 연비가 향상하는 동시에, 펌핑그로스가 감소된다.
또한, 상기 공보는 제동력을 증대시키고, 브레이크 페달의 밟는 힘을 경감하기 위한 브레이크 부스터를 개시하고 있다. 이 브레이크 부스터의 동력원으로서는 스로틀 밸브의 하류에 설치된 흡기관내에 발생하는 부압이 이용된다. 즉, 스로틀 밸브의 하류에서 분기하는 도압관을 통해, 부압이 브레이크 부스터에 안내된다. 그리고, 브레이크 페달의 밟는 양에 따른 부압이, 브레이크 부스터에 내장된 다이어그램에 작용함으로써, 브레이크 조작력이 증가한다.
그러나, 성층 연소를 행할 수 있는 엔진에서는 성층 연소시에는 흡기관내의 흡기부압이 작아지며, 브레이크 부스터를 작동시키기 위한 부압이 부족하다. 이 때문에, 상기 공보에 기재된 기술에서는, 브레이크 부스터를 위한 부압이 부족한 경우에는 부압을 확보하기 위해서, 스로틀 밸브가 닫혀진다.
그런데, 예를 들면 엔진의 아이들링시에 스로틀 밸브가 닫히면, 펌핑그로스가 증가하고, 아이들 회전수가 저하한다.
아이들 회전수가 저하한 경우에는 그 아이들 회전수의 저하에 따라서 연료 분사량을 증가시키도록 피드백 제어를 행하고, 아이들 회전수를 목표치에 유지하는 것이 고려된다. 그러나, 아이들 회전수를 목표치에 유지하도록 피드백 제어를 행한 경우에는 응답 지연이 발생할 경우가 있다. 예를 들면 브레이크 부스터에 필요한 부압을 확보하기 위해서 스로틀 밸브를 재빨리 닫으면, 펌핑그로스도 비교적 빨리 생긴다. 이 경우, 피드백 제어에서는 시간에 맞지 않고, 엔진 회전수의 저하, 불안정화와 같은 좋지 않은 상황이 발생한다. 엔진 회전수가 현저하게 저하한 경우에는 엔진 스톨이 발생한다.
또한, 엔진의 아이들링시 뿐만 아니라, 예를 들면 차량이 정상 주행하고 있을 때에도, 엔진 회전수의 저하, 엔진 출력의 저하와 같은 좋지않은 상황이 발생한다.
본 발명의 목적은 브레이크 부스터의 동작을 손상하지 않고, 더욱이 엔진의 운전 상태의 안정화를 도모할 수 있는 성층 연소 엔진의 연료 분사 제어장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 공기와 연료의 혼합기를 연소실내에 편재시킨 상태에서 연소를 행하는 성층 연소가 가능한 엔진의 연료 분사 제어장치를 개시하고 있다. 연료 분사수단은 연소실내에 연료를 분사한다. 흡기통로는 연소실내에 공기를 공급해야 할 연소실에 접속되어 있다. 부압 발생 수단은 흡기통로내에 부압을 발생시킨다. 브레이크 부스터는 제동력을 증대해야 하는 흡기통로내의 부압에 의해서 작동한다. 검출수단은 브레이크 부스터로 공급되는 부압을 검출한다. 검출수단에 의해서 검출된 부압이, 브레이크 부스터의 작동에 필요한 값에 도달하지 않을 때에, 제 1 제어수단은 부압을 증대시켜야 할 부압 발생 수단을 제어한다. 제 1 제어수단에 의해서 부압 발생 수단이 제어될 때, 제 2 제어수단은 엔진 회전수의 저하를 저지해야 하며, 부압 발생 수단의 작동량에 따라서 연료 분사량이 증대하도록 연료 분사수단을 제어한다.
도 1은 본 발명을 구체화한 제 1실시예에 있어서의 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치를 나타내는 개략적인 구성도.
도 2는 엔진의 기통을 확대하여 나타내는 부분 단면도.
도 3은 브레이크 부스터를 나타내는 구성도.
도 4는 ECU에 의해 실행되는 메인루틴을 나타내는 흐름도.
도 5는 ECU에 의해 실행되는 스로틀량 설정 루틴을 나타내는 흐름도.
도 6은 ECU에 의해 실행되는 연료증가량 설정 루틴을 나타내는 흐름도.
도 7은 플래그, 스로틀량, 스로틀 개방도, 딜레이카운터의 카운트치 및 연료증가량의 경시 변화를 나타내는 타이밍챠트.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 있어서, 스로틀량에 관한 소정량(KTC)과, 연료증가량에 관한 소정량(α)의 관계를 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명의 제 3실시예의 ISC 기구를 나타내는 부분 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
7a, 7b : 흡기 포트9 : 배기 포트
10 : 점화 플러그20 : 홉기 통로
23 : 스로틀 밸브71 : 브레이크 부스터
이하, 본 발명에 있어서의 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치를 구체화한 제 1 실시예를 도 1 내지 도 7에서 근거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 차량에 탑재된 통내 분사식 엔진의 연료 분사 제어장치를 나타낸다. 엔진(1)은 4개의 기통(1A)을 구비하고 있다. 각 기통(1a)의 연소실 구조가 도 2에 나타난다. 엔진(1)의 실린더 블럭(2)내에는 각 기통(1a)에 대응하도록, 피스톤이 왕복운동 할 수 있도록 수용된다. 실린더 블럭(2)의 상부에는 실린더 헤드(4)가 설치되고, 상기 피스톤과 실린더 헤드(4)의 사이에는 연소실(5)이 형성되어 있다. 각 기통(1a)에는 4개의 밸브가 배치되어 있다. 4개의 밸브는 제 1 흡기밸브(6a). 제 2 흡기밸브(6b) 및 한쌍의 배기밸브(8)를 포함한다. 실린더 헤드(4)에는 각 밸브(6a, 6b, 8)에 각각 대응하는 4개의 포트가, 각 기통(1a)마다 형성되어 있다. 4개의 포트는 제 1 흡기밸브(6a)에 대응하는 제 1 흡기포트(7a)와 제 2 흡기밸브(6b)에 대응하는 제 2 흡기포트(7b) 및 한 쌍의 배기밸브(8)에 대응하는 한 쌍의 배기포트(9)를 포함한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 흡기포트(7a)로서, 헤리컬형 흡기포트가 채용되어 있다. 제 2 흡기포트(7b)로서, 거의 똑바르게 연장되는 스트레이트포트가 채용되어 있다. 실린더 헤드(4)의 내벽면에는 점화플러그(10)가 각 연소실(5)내에 임하도록 설치되어 있다. 이 점화플러그(10)에는 도시하지 않은 디스트리뷰터를 통하여 이그나이터(12)로부터의 고전압이 인가된다. 이 점화플러그(10)의 점화 타이밍은 이그나이터(12)로부터의 고전압의 출력 타이밍에 의해 결정된다. 제 1 흡기밸브(6a) 및 제 2 흡기밸브(6b) 부근의 실린더 헤드(4) 내벽면에는 연료 분사 밸브(11)가 각 연소실(5)내에 임하도록 배치되어 있다. 각 연료 분사 밸브(11)는 연료를 대응하는 기통(1a)의 연소실(5)내에 직접적으로 분사한다.
본 실시예에서는 성층 연소 및 균질 연소의 어느 것이 행하여질 때에도, 연료가 연료 분사 밸브(11)로부터 대응하는 기통(1a)의 연소실(5)내에 직접적으로 분사된다. 즉, 성층 연소가 행하여지는 경우에는 연료 분사 밸브(11)는 피스톤의 압축행정의 최종 단계에서 연료를 연소실(5)내에 분사한다. 그리고, 이 분사된 연료가 점화플러그(10)의 주위에 편재되어 공급되는 동시에, 후술하는 스로틀 밸브(23)가 전부 열리고, 성층 연소가 행해진다. 한편, 균질연소가 행해지는 경우에는 연료 분사 밸브(11)는 피스톤의 흡기행정의 가장 중간에 연료를 연소실(5)내에 분사한다. 그리고, 이 분사된 연료가 흡기포트(7a, 7b)에서 연소실(5)내로 공급된 공기와 균질하게 혼합되며, 균질연소가 행해진다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 각 기통(1a)의 제 1 흡기포트(7a) 및 제 2 흡기포트(7b)는 각각 흡기매니폴더(15)내에 형성된 제 1 흡기통로(15a) 및 제 2 흡기통로(15b)를 통해 서지탱크(16)내에 연결되어 있다. 각 제 2 흡기통로(15b)내에는 각각 스웰 컨트롤 밸브가 배치되어 있다. 이들 스웰 컨트롤 밸브(17)는 공통의 샤프트(18)를 통해 예를 들면 스텝모터(19)에 연결되어 있다. 이 스텝모터(19)는 후술하는 전자제어장치(이하 단지 「ECU」라고 한다; 30)로부터의 출력신호에 근거하여 스웰 컨트롤 밸브(17)를 개폐 동작시킨다. 또, 스텝모터(19) 대신에, 엔진(1)의 흡기포트(7a, 7b)내의 부압에 따라 밸브(17)를 제어하는 기구를 이용해도 된다.
상기 서지탱크(16)는 흡기덕트(20)를 통해 에어클리너(21)에 연결되어 있다. 흡기덕트(20)내에는 스텝모터(22)에 의해서 개폐 동작되는 스로틀 밸브(23)가 설치되어 있다. 이 스로틀 밸브(23)는 부압 발생 수단으로서 기능한다. 동일하게 부압 발생 수단으로서 기능하는 스텝모터(22)는 상기 ECU(30)로부터의 출력신호에 근거하여 스로틀 밸브(23)를 개폐 동작시킨다. 이 스로틀 밸브(23)의 동작에 의해, 흡기덕트(20)를 통과하여 각 연소실(5)내에 도입되는 흡입공기량이 조절된다. 흡기덕트(20), 서지탱크(16) 및 제 1 흡기통로(15a) 및 제 2 흡기통로(15b)는 흡기통로를 구성하고 있다. 스로틀 밸브(23)의 부근에는 그 개방도( 스로틀 개방도; TA)를 검출하기 위한 스로틀센서(25)가 설치되어 있다.
상기 각 기통(1a)의 한 쌍의 배기포트(9)에는 배기매니폴더(14)가 접속되어 있다. 각 연소실내에서는 연소에 의해서 생긴 배기가스는 배기매니폴더(14)를 통해 도시하지 않는 배기관으로 배출된다.
엔진(1)은 공지의 배기가수 재순환(EGR) 기구(51)를 구비하고 있다. 이 EGR 기구(51)는 EGR 통로(52)와, 상기 통로(52)의 중도에 설치된 EGR 밸브(53)를 포함한다. EGR 통로(52)는 스로틀 밸브(23)의 하류측의 흡기덕트(20)와, 배기매니폴더(14)에 접속된 배기덕트를 연결시키고 있다. EGR 밸브(53)는 밸브시트, 밸브 본체 및 스텝모터(모두 도시하지 않음)를 내장하고 있다. 스텝모터가 밸브 본체를 밸브 시트에 대하여 단속적으로 변위시킴으로써, EGR 밸브(53)의 개방도가 변화한다. EGR 밸브(53)가 열리는 것에 의해, 배기덕트로 배출된 배기가스의 일부가, EGR 통로(52)를 통하여 흡기덕트(20)로 흐른다. 따라서, 배기가스의 일부가 EGR 기구(51)에 의해 흡입 혼합기중에 재순환한다. EGR 밸브(53)는 이 배기가스의 재순환량을 조정한다.
도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 차량의 제동력을 확보하기 위한 브레이크 부스터(71)는 흡기덕트(20)에 접속되어 있다. 이 브레이크 부스터(71)는 브레이크 페달(72)의 밟는 힘을 증폭하는 동시에 유압으로 변환하여, 각 차륜의 브레이크 액추에이터(도시하지 않음)를 구동한다. 브레이크 부스터(71)는 스로틀 밸브(23)보다도 하류측의 흡기덕트(20)에 배관(73)을 통해 접속되어 있다. 흡기덕트(20)내에서 발생하는 부압이 브레이크 부스터(71)의 구동력으로서 이용된다. 배관(73)에는 브레이크 부스터(71)의 내부압력 PBK(절대압)를 검출하기 위한 압력 센서(63)가 접속되어 있다.
상술한 ECU(30)는 디지탈 컴퓨터로 구성된다. ECU(30)는 쌍방향성 버스(31)를 통해 서로 접속된 RAM(렌덤액세스메모리;32), ROM(리드온리메모리;33), 마이크로프로세서로 이루어지는 CPU(중앙처리장치;34), 입력포트(35) 및 출력포트(36)를 구비하고 있다.
상기 악셀레이터페달(24)에는 해당 악셀레이터페달(24)의 밟는 량에 비례한 출력전압을 발생하는 악셀레이터 센서(26A)가 접속되어 있다. 이 악셀레이터 센서(26A)의 출력전압은 악셀레이터 개방도(ACCP)를 나타낸다. 악셀레이터 센서(26A)의 출력전압은 AD 변환기(37) 및 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 입력된다. 또한, 악셀레이터페달(24)에는 악셀레이터페달(24)이 밟혀지지 않는 것을 검출하기 위한 전폐스위치(26B)가 설치되어 있다. 이 전폐스위치(26B)는 악셀레이터페달(24)이 밟혀져 있지 않는 경우에 「1」의 전폐신호(XIDL)를 출력하고, 밟혀지고 있는 경우에는 「0」의 전폐신호(XIDL)를 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다.
상사점 센서(27)는 예를 들면 1번 기통(1a)이 흡기 상사점에 도달하였을 때에, 펄스신호를 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다. 크랭크각 센서(28)는 크랭크 샤프트가 예를 들면, 30°CA 회전할 때마다, 펄스 신호를 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다. CPU(34)는 상사점 센서(27)로부터의 펄스 신호와 크랭크각 센서(28)로부터의 펄스신호에 근거하여, 엔진 회전수(NE)를 산출한다.
스웰 컨트롤 밸브 센서(29)는 스웰 컨트롤 밸브(17)의 개방도를 측정해야 하고, 샤프트(18)의 회전각도를 검출한다. 스웰 컨트롤 센서(29)는 검출한 회전각도에 의거하는 신호를, A/D 변환기(37) 및 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다. 스로틀센서(25)는 스로틀 개방도(TA)를 검출하여, 검출한 개방도에 근거하는 신호를 A/D 변환기(37) 및 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다.
흡기압 센서(61)는 서지탱크(16)내의 압력(흡기압;PIM)을 검출한다. 수온센서(62)는 엔진(1)의 냉각수의 온도(냉각수온;THW)를 검출한다. 차속센서(64)는 차량의 속도(SPD)를 검출한다. 이들 센서(61, 62, 64)는 검출치에 의거하는 신호를 A/D 변환기(37) 및 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다. 또한, 상기 압력센서(63)도, 검출치는 근거하는 신호를 A/D 변환기(37) 및 입력포트(35)를 통해 CPU(34)에 출력한다.
상기 각종의 센서(25 내지 29, 61 내지 64) 및 스위치(26B)는 엔진(1)의 운전 상태를 검출하기 위한 디바이스로서 가능한다.
출력포트(36)는 대응하는 구동회로(38)를 통하여 각 연료 분사 밸브(11), 각 스텝모터(19,22), 이그나이터(12), 및 EGR 밸브(53)의 스텝모터에 접속되어 있다. ECU(30)는 각 센서 등(25 내지 29,61 내지 64) 및 스위치(26B)로부터의 신호에 근거하여, ROM(33)내에 격납된 제어 프로그램에 따르고, 연료 분사 밸브(11), 스텝모터(19,22), 이그나이터(12)(점화플러그;10) 및 EGR 밸브(53)등을 적절하게 제어한다.
다음에, 상기 구성을 구비한 엔진(1)의 연료 분사 제어장치에서 실행되는 각종 제어에 대하여, 흐름도를 참조하여 설명한다. 도 4는 스로틀 밸브(23)에 요구되는 스로틀 개방도 및 연료 분사 밸브(11)의 목표 분사량을 산출하기 위한 메인루틴을 나타내는 흐름도로서, ECU(30)에 의해 실행된다.
처리가 이 루틴으로 이행하면, ECU(30)는 우선 스텝(101)에 있어서, 각종 센서 등(25~29, 61~64)으로부터, 엔진 회전수(NE), 악셀레이터 개방도(ACCP), 차속(SPD), 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK) 등의, 그때의 운전상태를 나타내는 각종 검출신호를 판독한다.
다음에, ECU(30)는 스텝(102)에 있어서, 이번 판독한 차속(SPD)이 소정 개방도(예를 들면 20㎞/h)보다도 작은지의 여부를 판단한다. 그리고, 차속(SPD)이 소정 속도 이상인 경우에는 ECU(30)는 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하기 위한 제어를 행할 필요가 없다고 판단하고, 스텝(103)으로 이행한다.
ECU(30)는 스텝(103)에 있어서, 플래그(XBKIDL)를 「0」에 설정한다. 이 플래그(XBKIDL)는 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하기 위한 제어를 실행할 필요가 있는 지 없는지를 나타내기 위한 것으로, 실행할 필요가 있는 경우에는 「1」에, 필요가 없는 경우에는 「0」에 설정된다. 계속해서, ECU(30)는 스텝(104)에 있어서, 별도의 루틴에서 산출된 기본 EGR 개방도(EGRB)를 그대로 요구 EGR 개방도(EGRREQ)로서 설정한다.
다음에, ECU(30)는 스텝(105)에 있어서, 같은 별도의 루틴에서 산출된 기본 스로틀 개방도(TRTB)를, 그대로 요구 스로틀 개방도(TRTR)로서 설정한다. 또한, ECU(30)는 계속해서 스텝(106)에서, 같은 별도의 루틴에서 산출된 기분 분사량(QFB)을 그대로 최정적인 목표 분사량(QF)으로서 설정한다. 그 후, ECU(30)는 처리를 일단 종료한다. 따라서, 엔진(1)은 별도의 루틴에서 각각 산출된 기본 EGR 개방도(EGRB), 기본 스로틀 개방도(TRTB), 및 기본 분사량(QFB)에 근거하여 제어된다.
한편, 상기 스텝(102)에 있어서, 이번 판독한 차속(SPD)이 소정 속도보다도 작은 경우에는 ECU(30)은 스텝(107)으로 이행한다. ECU(30)는 스텝(107)에 있어서, 전폐 스위치(26B)에서의 전폐신호(XIDL)가 「1」인지 아닌지를 판단한다. 전폐신호(XIDL)가 「1」이 아닌, 즉 「0」인 경우에는 ECU(30)는 현재 악셀레이터 페달(72)이 밟혀져 있으므로, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하기 위한 제어를 행할 필요가 없다고 판단하여, 상기 스텝(103)으로 이행한다. 그리고, ECU(30)는 상기와 동일하게, 스텝(103)으로부터 스텝(106)의 처리를 실행하며, 그 후의 처리를 일단 종료한다.
이것에 대하여, 전폐스위치(26B)에서의 전폐신호(XIDL)가 「1」인 경우에는 ECU(30)는 현재 악셀레이터 페달(72)이 밟혀지지 않고, 또한 엔진(1)이 아이들링 상태 혹은 그것에 가까운 상태(차량이 저속의 상태)라고 판단하여, 스텝(108)으로 이행한다. ECU(30)는 스텝(108)에 있어서, 현재의 연소모드(FMODE)가 「0」인지 아닌지를 판단한다. 또, 성층 연소가 실행되고 있는 경우에는 연소모드(FMODE)가 「0」으로 설정되며, 균질 연소가 실행되어 있는 경우에는 연소모드(FMODE)가 「1」에 설정된다. 현재의 연소모드(FMODE)가 「0」이 아닌, 즉 「1」의 경우에는 ECU(30)는 현재 균질연소가 실행되고 있기 때문에, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이 확보되고 있다고 판단하며, 상기 스텝(103)으로 이행한다. 그리고, ECU(30)는 상기와 동일하게, 스텝(106)에서 스텝(106)의 처리를 실행하고, 그후, 처리를 일단 종료한다.
또한, 현재의 연소모드(FMODE)가 「0」인 경우에는 ECU(30)는 성층 연소가 실행되고 있기 때문에, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이 확보되지 않을 가능성이 있다고 판단하여, 스텝(109)으로 이행한다. 스텝(109)에서는 ECU(30)는 이번 판독된 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK)이 미리 정해진 제 1 기준압력(KPBKL, 절대압) 이상인지 아닌지를 판단한다. 바꿔 말하면, ECU(30)는 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이 부족한지 아닌지를 판단한다. 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK)이 제 1 기준압력(KPBKL) 이상인 경우에는 ECU(30)은 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보할 필요가 있다고 판단하여, 스텝(110)으로 이행한다.
ECU(30)는 스텝(110)에 있어서, 플래그(XBKIDL)를 「1」로 설정한다. ECU(30)는 계속되는 스텝(111)에 있어서, 부압을 확보하기 위해 별도의 루틴에서 산출된 기본 EGR 개방도(EGRB)의 값에 관계 없이, 요구 EGR 개방도(EGRREQ)를 강제적으로 「0」으로 설정한다. 따라서, EGR 밸브(53)가 완전히 닫혀지고, 흡기덕트(20)로의 배기가스의 재순환량이 제로가 된다. 이것은 흡기덕트(20)내의 압력(절대압)의 증대, 바꿔 말하면 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압의 부족을 억제한다.
ECU(30)는 다음의 스텝(112)에 있어서 별도의 루틴에서 산출된 기본 스로틀 개방도(TRTB)로부터, 후술하는 「스로틀량 설정 루틴」에서 산출된 스로틀량(DTC, DTC0)을 감산한 값을 요구 스로틀 개방도(TRTR)로서 설정한다. 이 때문에, 스로틀량(DTC)이 「0」보다 크게 설정되어 있는 경우에는 요구 스로틀 개방도(TRTR)가 스로틀량(DTC)의 분만 기본 스로틀 개방도(TRTB)보다도 작아진다. 결국, 실제의 스로틀 개방도가 스로틀량(DTC)의 분만 기본 스로틀 개방도(TRTB)보다도 작아지고, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이, 흡기덕트(20)내에 확보된다.
또한, ECU(30)은 스텝(113)에 있어서, 별도의 루틴에서 산출된 기본 분사량(QFB)에 대하여, 후술하는 「연료증가량 설정 루틴」에서 산출된 연료증가량(DQF, DQF0)을 가산한 값을, 최종적인 목표 분사량(QF)으로서 설정한다. 이 때문에, 연료증가량(DQF)이 「0」보다도 크게 설정되어 있는 경우에는 목표 분사량(QF)이 연료증가량(DQF)의 분만 기본 분사량(QFB)보다도 크게 된다. 결국, 실제의 연료분사량이 연료증가량(DQF)의 분만 기본 분사량(QFB)보다도 크게 되어, 엔진 회전수(NE)의 저하가 억제된다. 그 후, ECU(30)는 처리를 일단 종료한다.
한편, 상기 스텝(109)에 있어서, 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK)이 제 1 기준압력(KPBKL)보다도 작은 경우에는 ECU(30)는 스텝(114)으로 이행한다. ECU(30)는 스텝(114)에 있어서, 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK)이 제 2 기준압력(KPBO) 이하인지 아닌지를 판단한다. 이 제 2 기준압력(KPBO)은 제 1 기준압력(KPBKL)보다도 작다. 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK)이 제 2 기준압력(KPBO) 이하가 아닌 경우에는 ECU(30)는 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이 아직 부족하다고 판단하여, 상기 스텝(112) 및 스텝(113)의 처리를 실행한다.
이것에 대하여, 브레이크 부스터(71)의 내부압력(PBK)이 제 2 기준압력(KPBO) 이하인 경우에는 ECU(30)는 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이 충분히 확보된다고 판단하여, 스텝(115)으로 이행한다. ECU(30)는 스텝(115)에 있어서, 플래그(XBKIDL)를 「0」에 설정한다. ECU(30)는 계속되는 스텝(116)에 있어서, 별도의 루틴에서 산출된 기본 EGR 개방도(EGREB)를 그대로 요구 EGR 개방도(EGRREQ)로서 설정한다.
다음에, ECU(30)는 상기 스텝(112)으로 이행한다. 후술하지만, 앞의 스텝(115)에서 플래그(XBKIDL)가 「0」이 설정된 후에는 「스로틀량 설정 루틴」에서 산출되는 스로틀량(DTC)이, 「0」되도록 서서히 작아진다. 따라서, 스텝(115)으로부터 스텝(112)을 통하는 처리가 반복되면, 요구 스로틀 개방도(TRTR)가 기본 스로틀 개방도(TRTB)에 서서히 가까와진다.
계속해서, ECU(30)는 스텝(113)으로 이행한다. 후술하지만, 앞의 스텝(115)에서 플래그(XBKIDL)가 「0」에 설정된 후에는 「연료증가량 설정 루틴」에서 산출되는 연료증가량(DQF)이 상기 스로틀량(DTC)의 감소에 따라서, 「0」이 되도록 서서히 작아진다. 따라서, 스텝(115)으로부터 스텝(113)을 통하는 처리가 반복되면, 목표 분사량(QF)이 기본 분사량(QFB)에 서서히 가깝게 된다.
이와 같이, 상기의 루틴에서는 스텝(102, 107, 108, 109, 114)에 있어서, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보할 필요가 있는지 없는지가 판단된다. 그리고, 그 판단 결과에 따라서, 적정한 요구 스로틀 개방도(TRTR) 및 목표 분사량(QF)이 설정된다.
다음에, 상기 스로틀량(DTC)을 산출하기 위한 처리에 대하여 설명한다. 즉, 도 5는 ECU(30)에 의해 실행되는 「스로틀량 설정 투린」을 나타내는 흐름도로서, 소정 크랭크각(예를 들면 「180°CA」마다 끼어 들어감으로써 실행된다.
처리가 이 루틴으로 이행하면, ECU(30)는 먼저 스텝(201)에 있어서, 플래그(XBKIDL)가 「1」인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 플래그(XBKIDL)가 「1」인 경우에는 ECU(30)는 스로틀량(DTC)을 크게 하고, 스텝(202)에서, 그것까지의 스로틀량(DTC)에 대하여 소정량(KTC)을 가산한 값을 새로운 스로틀량(DTC)으로서 설정한다.
한편, 플래그(XBKIDL)가 「0」인 경우에는 ECU(30)는 스로틀량(DTC)을 줄여야 하고, 스텝(203)에 있어서, 그것까지의 스로틀량(DTC)에서 소정량(KTC)을 감산한 값을, 새로운 스로틀량(DTC)으로서 설정한다.
ECU(30)는 스텝(202, 203)의 뒤인 스텝(204)에 있어서, 이번 설정된 새로운 스로틀량(DTC)이 「0」이상인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 이번 설정된 새로운 스로틀량(DTC)이 「0」이상인 경우에는 ECU(30)는 그대로 처리를 일단 종료한다. 또한, 이번 설정된 새로운 스로틀량(DTC)이, 「0」보다도 작은, 즉 음의 값인 경우에는 ECU(30)는 스텝(205)에 있어서, 스로틀량(DTC)을 강제적으로 「0」에 설정한 후, 처리를 일단 종료한다.
이와 같이, 상기의 「스로틀량 설정 루틴」에서는 부압을 확보하기 위한 제어를 실행하는지 아닌지를 나타내기 위한 플래그(XBKIDL)에 따라서, 스로틀량(DTC)이 「0」이상 영역에서 증가되거나 감소되기도 한다.
다음에, 상기 연료증가량(DQF)을 산출하기 위한 처리에 대하여 설명한다. 즉, 도 6은 ECU(30)에 의해 실행되는 「연료증가량 설정 루틴」을 나타내는 흐름도로서, 소정 크랭크각(예를 들면 「180°CA」)마다 끼어들어감으로써 실행된다.
처리가 이 루틴으로 이행하면, ECU(30)는 우선 스텝(301)에 있어서, 딜레이카운터의 카운트치(CQFDLY)를 「1」인클리멘트한다.
다음에, ECU(30)는 스텝(302)에 있어서, 현재 설정되어 있는 스로틀량(DTC)이, 「0」보다도 큰지 아닌자, 즉 「0」인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 스로틀량(DTC)이 「0」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(303)으로 이행한다. ECU(30)는 스텝(303)에서는 현재 설정되어 있는 연료증가량(DQF)이 「0」인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 연료증가량(DQF)이 「0」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(304)으로 이행하고, 상기 딜레이카운터의 카운트치(OQFDLY)를 「0」으로 클리어한다. 그 후, ECU(30)는 스텝(306)으로 이행한다. 또한, 현재 설정되어 있는 연료증가량(DQF)이 「0」이 아닌 경우에는 ECU(30)는 그대로 스텝(306)으로 이행한다.
한편, 상기 스텝(302)에 있어서, 현재 설정되어 있는 스로틀량(DTC)이 「0」보다도 큰 경우에는 ECU(30)는 스텝(305)으로 이행한다. 스텝(305)에서는 ECU(30)는 이번의 처리에 있어서 플래그(XBKIDL)가 「1」로부터 「0」으로 막 변환한 경우인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 플래그(XBKIDL)가 「1」에서 「0」으로 막 변환한 경우에는 ECU(30)는 스텝(304)으로 이행하며, 딜레이카운터의 카운트치(CQFDLY)를 「0」으로 클리어하고, 그 후 스텝(306)으로 이행한다. 또한, 플래그(XBKIDL)가 「1」에서 「0」으로 막 변화한 경우가 아닌 경우에는 ECU(30)는 스텝(306)으로 그대로 이행한다. 따라서, 스텝(301)으로부터 스텝(305)에 있어서는 1) 스로틀량(DTC)이 「0」이고 동시에 연료증가량(DQF)이 「0」인 경우와, 2) 플래그(XBKIDL)가 「1」에서 「0」으로 막 변화한 경우에, 카운트치(CQFDLY)가 「0」에 클리어된다.
ECU(30)는 스텝(303, 304, 305)으로부터 스텝(306)으로 이행하면, 현재의 딜레이카운터의 카운트치(CQFDLY)가 소정의 딜레이시간(TD)이상인지 아닌지를 판단한다. 상세한 것은 후술하지만, 이 딜레이시간(TD)은 스로틀 밸브(23)의 개방도가 변화한 후, 연소실(5)로의 흡입공기량 및 엔진(1)의 펌핑그로스가 변화할 때까지 동안의 시간적 어긋남을 고려하여 설정되어 있다. 그리고, 카운트치(CQFDLY)가 딜레이시간(TD) 이상으로 된 경우에는 ECU(30)는 스텝(307)으로 이행한다. 스텝(307)에 있어서는 ECU(30)는 플래그(XBKIDL)가 「1」인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 플래그(XBKIDL)가 「1」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(308)으로 이행한다.
스텝(308)에 있어서는 ECU(30)는 연료증가량(DQF)을 늘려야하고, 그것까지의 연료증가량(DQF)에 소정량(α)을 가산한 값을, 새로운 연료증가량(DQF)으로서 설정한다. 그 후, ECU(30)는 처리를 일단 종료한다.
또한, 스텝(307)에 있어서, 플래그(XBKIDL)가 「1」이 아닌, 즉 「0」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(309)으로 이행한다. 스텝(309)에 있어서, ECU(30)는 연료증가량(DQF)을 줄이고, 그것까지의 연료증가량(DQF)에서 소정량(α)을 감산한 값을, 새로운 연료증가량(DQF)으로서 설정한다. 그 후, ECU(30)는 처리를 일단 종료한다.
한편, 상기 스텝(306)에 있어서, 현재의 딜레이카운터의 카운트치(CQFDLY)가 딜레이시간(TD) 이상으로 되어 있지 않는 경우에는 ECU(30)는 스텝(310)으로 이행한다. 스텝(310)에 있어서는 ,는 플래그(XBKIDL)가 「0」인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 플래그(XBKIDL)가 「0」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(311)으로 이행한다. 스텝(311)에 있어서는 ECU(30)는 현재 설정되어 있는 스로틀량(DTC)이, 「0」인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 스로틀량(DTC)이 「0」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(312)에 있어서 연료증가량(DQF)을 「0」으로 설정한 후, 처리를 일단 종료한다. 또한, 스텝(311)에 있어서, 스로틀량(DTC)이 「0」이 아닌 경우에는 ECU(30)는 상기 스텝(308)으로 이행한다. 그리고, 스텝(308)에 있어서, ECU(30)는 연료증가량(DQF)을 늘려야 하고, 그것까지의 연료증가량(DQF)에 소정량(α)을 가산한 값을, 새로운 연료증가량(DQF)로서 설정한다. 그 후, ECU(30)는 처리를 일단 종료한다.
또한, 스텝(310)에 있어서, 플래그(XBKIDL)가 「0」이 아닌, 즉 「1」인 경우에는 ECU(30)는 스텝(312)에 있어서 연료증가량(DQF)을 「0」으로 설정한 후, 처리를 일단 종료한다.
이와 같이, 상기 「연료증가량 설정 루틴」에 있어서는 딜레이카운터의 카운트치(CQFDLY), 플래그(XBKIDL), 및 스로틀량(DTC) 등에 따라서 연료증가량(DQF)이 설정된다. 더욱 상세하게 설명하면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 스로틀량(DTC) 및 연료증가량(DQF)이 동시에 「0」인 상태에서, 시각(t1)에 있어서 플래그(XBKIDL)가 「0」에서 「1」로 바뀌면, 딜레이카운터의 카운트치(CQFDLY)의 인클리멘트가 개시된다. 또한, 스로틀량(DTC)의 소정량(KTC)씩 서서히 증대하고, 그것에 따른 스로틀 개방도가 서서히 작아진다. 한편, 카운트치(CQFDLY)가 시각(t2)에 있어서 소정의 딜레이시간(TD)에 도달할 때까지는 연료증가량(DQF)은 「0」으로 유지된다. 결국, 시각(t1)로부터 시각(t2)까지의 동안은 상기 도 6의 「연료증가량 설정 루틴」에서는 스텝(301, 302, 305, 306, 310, 312)의 처리가 행해진다.
시각(t2)에 있어서, 카운트치(CQFDLY)가 소정의 딜레이시간(TD)에 도달하면, 연료증가량(DQF)의 소정량(α)씩 서서히 증대한다. 시각(t3)에 있어서는 플래그(XBKIDL)가 「1」로부터 「0」으로 바꾼다. 결국, 시각(t2)으로부터 시각(t3)까지의 동안은 도 6의 루틴에서는 스텝(301, 302, 305, 306, 307, 308)의 처리가 행해진다.
시각(t3)에 있어서, 플래그(XBKIDL)가 「1」에서 「0」으로 전환되었을 때에는 도 6의 루틴에 있어서 스텝(305 및 304)의 처리가 행해지기 때문에, 카운트치(CQFDLY)가 「0」으로 클리어된다. 카운트치(CQFDLY)의 인클리멘트는 「0」로부터 다시 개시된다. 또한, 플래그(XBKIDL)가 「0」이 되면, 스로틀량(DTC)이 소정량(KTC)씩 서서히 감소하고, 그것에 따라서 스로틀 개방도가 서서히 크게 된다. 한편, 카운트치(CQFDLY)가 시각(t4)에 있어서 소정의 딜레이시간(TD)에 도달할 때까지는 연료증가량(DQF)은 계속해서 소정량(α)씩 서서히 증대한다. 결국 시각(t3)에서 시각(t4)까지의 동안은 도 6의 루틴에서 스텝(301, 302, 305, 306, 310, 311, 308)의 처리가 행해진다.
시각(t4)에 있어서, 카운트치(CQFDLY)가 다시 소정의 딜레이시간(TD)에 도달하면, 연료증가량(DQF)이 소정량(α)씩 서서히 감소한다. 시각(t5)에 있어서는 스로틀량(DTC)이 「0」이 된다. 결국, 시각(t4)에서 시각(t5)까지의 동안은 도 6의 루틴에서 스텝(301, 302, 305, 306, 307, 309)의 처리가 행해진다.
시각(t5)에 있어서, 스로틀량(DTC)이 「0」이 되더라도, 연료증가량(DQF)은 시각(t6)에 있어서 「0」이 될 때까지, 계속해서 소정량(α)씩 서서히 감소한다. 결국, 시각(t5)으로부터 시각(t6)까지의 동안은 도 6의 루틴에서는 스텝(301, 302, 303, 306, 307, 309)의 처리가 행해진다. 그리고, 시각(t6)에 있어서, 스로틀량(DTC)이 「0」이고 또한 연료증가량(DQF)이 「0」이 되었을 때에는 도 6의 루틴에 있어서 스텝(302, 303, 304)의 처리가 행하여지기 때문에, 카운트치(CQFDLY)가 「0」에 클리어된다. 그 뒤는 플래그(XBKIDL)가 「0」에서 「1」로 전환되고, 스로틀량(DTC)이 양의 값이 되지 않는 한, 이 상태가 유지된다.
다음에, 본 실시예의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보할 필요가 있는지 아닌지가 판단된다. 그리고, 부압을 확보할 필요가 있는 경우에는 스로틀 밸브(23)의 개방도가 스로틀량(DTC)의 분만큼 스로틀링된다. 이 때문에, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이, 흡기덕트(20)내에 확보된다.
브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하는 스로틀 밸브(23)의 개방도를 작게 하면, 펌핑그로스가 증가하고, 엔진 회전수(NE)가 저하한다. 그러나, 본 실시예에서는 스로틀 밸브(23)의 개방도가 스로틀량(DTC)의 분만 스로틀링될 때, 목표 분사량(QF)이 연료증가량(DQF)의 분만큼 증가된다. 결국, 엔진 회전수의 저하에 따라서 연료 분사량을 증가시키도록 피드백 제어를 행하는 경우와는 달리, 연료 분사량의 제어에 지연에 발생하지 않는다. 이 때문에, 엔진 회전수(NE)의 저하가 미연에 방지되어, 엔진 회전수(NE)의 안정화 및, 엔진 스톨의 방지가 도모된다.
연료증가량(DQF)의 값은 스로틀량(DTC)이 소정량(KTC)씩 변화함에 따라서, 소정량(α)씩 변화한다. 바꿔 말하면, 연료 분사 밸브(11)로부터의 연료 분사량은 엔진(1)의 펌핑그로스의 변화에 따라서 변화한다. 이 때문에, 엔진 회전수(NE)가 한층 더 안정된다.
스로틀 밸브(23)에 의하여 흡기덕트(20)를 통과하는 공기의 유량을 스로틀링하는 것에 의해, 브레이크 부스터(71)의 동작에 필요한 부압이 발생된다. 이 때문에, 부압을 발생시키기 위한 사용의 장치를 구비할 필요가 없고, 기존의 장치를 사용하여 부압을 발생시킬 수 있기 때문에, 엔진(1)의 제조 비용 증대가 억제된다.
스로틀 밸브(23)의 개방도가 변화한 후, 그 변화가 연소실(5)에의 흡입공기량의 변화로서 반영되기까지는 어느 정도의 시간을 요한다. 이것에 대하여, 연료는 연료 분사 밸브(11)로부터 연소실(5)내의 직접 분사되기 때문에, 연료 분사 밸브(11)로부터의 연료 분사량의 변화는 연소실(5)로의 연료 공급량의 변화로서 즉시 반영된다. 본 실시예에서는 스로틀량(DTC)의 변화의 개시(도 7에 있어서의 시각t1, t3), 바꿔 말하면 스로틀 개방도의 변화의 개시로부터 소정의 딜레이시간(TD)이 경과한 후에, 연료 분사량을 증가 및 감소시키기 위한 제어가 개시된다(도 7에 있어서의 시각(t2, t4). 이 딜레이시간(TD)은 스로틀 밸브(23)의 개방도가 변화하고나서 흡입공기량이 변화할 때까지의 동안의 시간적 어긋남을 고려하여 설정되어 있다. 이 때문에, 연소실(5)로의 흡입공기량이 변화하는 시기와, 연소실(5)로의 연료 공급량이 변화하는 시기가 거의 일치한다. 이것은 보다 정확한 엔진 회전수(NE)의 제어를 가능하게 하여, 엔진 회전수(NE)를 한층 더 안정시킨다.
덧붙여, 스로틀 밸브(23)의 개방도가 변화한 후, 그 변화가 엔진(1)의 펌핑그로스의 변화로서 반영되기 까지의 어느 정도의 시간을 요한다. 상기 딜레이시간(TD)은 이 스로틀 밸브(23)의 개방도가 변화하고나서 펌핑그로스가 변화할 때까지의 동안의 시간적 어긋남도 고려하여 설정되어 있다. 이 때문에, 엔진 회전수(NE)가 한층 더 정확하게 제어된다.
발명의 배경에서 설명한 바와 같이, 성층 연소는 스로틀 밸브(23)가 거의 전부 열린 상태에서 행해진다. 이 때문에, 성층 연소시에는 흡기덕트(20)내에서, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압이 부족하다. 본 실시형태에서는 이러한 성층 연소시에 있어서, 상기한 바와 같은 부압을 확보하기 위한 제어가 행해진다. 따라서, 발명의 배경에서 설명한 좋지 않은 상황이 확실하게 해소된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면, 다음과 같이 구체화되어도 좋다.
단위시간당에 스로틀 밸브(23)의 개방도의 변화량은 스로틀량(DTC)에 가산 혹은 스로틀량(DTC)에서 감산되는 소정량(KTC)의 값의 크기에 따라서 변화한다. 또한, 단위 시간당에 있어서의 연료 분사 밸브(11)로부터의 연료 분사량의 변화량은 연료증가량(DQF)에 가산 혹은 연료증가량(DQF)에서 감산되는 소정량(α)의 값의 크기에 따라서 변화한다. 상기 제 1 실시예에서는 소정량(KTC) 및 소정량(α)이 일정한 값으로 설정되어 있기 때문에, 단위시간당에 있어서의 스로틀 개방도의 변화량 및 연료 분사량의 변화량이 일정하였다. 그러나, 브레이크 부스터(71)의 그때 그때의 내부압력(PBK)에 따라서, 소정량(KTC) 및 소정량(α)을 변경함으로써, 단위시간당에 있어서의 스로틀 개방도의 변화량 및 연료 분사량의 변화량을 변경하도록 해도 된다.
이 경우, 도 8에 나타낸 바와 같이, 소정량(KTC)이 크게 됨에 따라, 소정량(α)을 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 단위시간당에 있어서의 스로틀 개방도의 변화량이 크게 됨에 따라, 단위시간당에 있어서의 연료 분사량의 변화량도 커진다. 따라서, 스로틀 개방도의 변화에 정확히 추종하여 연료 분사량이 변화하고, 엔진 회전수(NE)가 안정된다.
또한, 상기 제 1 실시예형태에서는 스로틀량(DTC)을 소정량(KTC)씩 변화시킴에 따라, 스로틀 개방도를 서서히 변화시키고 있었지만, 브레이크 부스터(71)의 그때 그때의 내부압력(PBK)에 따라서 스로틀량(DTC)을 순서대로 구하여, 이 스로틀량(DTC)에 근거하여 스로틀 개방도를 변화시켜도 된다. 또한, 구해진 스로틀량(DTC)에 따라서 연료증가량(DQF)을 순서대로 구하여, 이 연료증가량(DQF)에 근거하여 엔진 회전수(NE)가 안정하도록 연료 분사량을 변화시키는 것은 물론이다.
이와 같이, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하고, 또한 엔진 회전수를 안정시킬 수 있으면, 스로틀 개방도 및 연료 분사량은 어떠한 방법으로 제어되더라도 좋다.
상기 제 1 실시예에서는 부압을 발생시키기 위한 수단이 흡기덕트(20)에 설치된 스로틀 밸브(23) 및 해당 스로틀 밸브(23)를 개폐하기 위한 스텝모터(22)로 구성되는 전자제어식 스로틀 기구에 의해 구성되어 있다. 그러나, 이것에 대신하여, 도 9에 나타낸 바와 같이, 부압 발생 수단이 ISC(idle speed control) 기구(80)로 구성되어도 좋다. 또, 이 ISC 기구(80)는 전자제어식 스로틀 기구가 아닌, 악셀레이터 페달(24)의 조작에 연동하여 도시하지 않는 와이어 등에 의해 개폐되는 스로틀 밸브(81)를 구비한 엔진에 있어서 적용된다. 이 스로틀 밸브(81) 부근에는 스로틀 개방도(TA)를 검출하기 위한 스로틀센서(25), 및 스로틀 밸브(81)의 전부 닫힌 상태(바꿔 말하면 엔진(1)의 아이들링 상태)를 검출하기 위한 아이들 스위치(85)가 설치되어 있다.
상기 ISC 기구(80)는 스로틀 밸브(81)를 바이패스하도록 설치된 바이패스 흡기통로(82), 상기 통로(82)의 도중에 설치된 아이들 시피트 컨트롤 밸브(ISCV;83), 및 해당 밸브(83)를 개폐하기 위한 액추에이터(솔레노이드;84)를 구비한다. 스로틀 밸브(81)의 전부 닫힌 상태(엔진(1)의 아이들링 상태)가 아이들 스위치(85)에 의해서 검출되었을 때, 솔레노이드(84)가 ECU(30)에 의해서 듀티비 제어되어, ISCV(83)의 개방도가 조정된다. 이것에 의해, 파이패스 흡기 통로(82)를 통과하는 공기의 유량이 조정되며, 흡입공기량이 조정된다. 엔진(1)이 아이들링 상태에서 또한 성층 연소가 행해지고 있을 때에는 통상 ISCV(83)는 거의 전부 열리게 된다. 이 때, 스로틀 밸브(81) 개방도 대신에, 이 ISCV(83)의 개방도를 상기 제 1 실시예와 동일하게 제어하면, 제 1 실시예와 동일한 작용 및 효과가 얻어진다.
또한, 부압 발생 수단이, 상기 EGR 밸브(53) 등을 구비한 EGR 기구(51)로서 구성되어도 된다. 또한, 전용의 부압 발생 수단가, 스로틀기구, ISC 기구 및 EGR 기구와는 별도로 설치되더라도 좋다.
그리고 또한, 상기 각 기구를 적당히 조합하는 것에 의해서, 부압 발생 수단이 구성되어도 좋다.
상기 제 1 실시예에서도 연료증가량(DQF)의 증가가 개시될 때의 딜레이시간(TD)과, 연료증가량(DQF)의 감소가 개시될 때의 딜레이시간(TD)이 동일한 값이지만, 이들의 상호 다른 값이어도 좋다.
상기 제 1 실시예에서는 도 4의 스텝(102, 107)과 같이, 차속(SPD)이 소정 속도(예를 들면 20㎞/h)보다도 작고, 또한 악셀레이터 페달(72)이 밟혀지고 있지 않을 때에, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하기 위한 제어를 행하도록 하고 있었다. 그러나, 차량이 저속으로 주행하고 있는 경우라든지 엔진(1)이 아이들링 상태인 경우에 한정되지 않고, 엔진(1)에 가해지는 부하가 작은 상태에서 차량이 통상 주행하고 있는 경우라도, 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 부압을 확보하기 위한 제어를 행하도록 해도 된다.
상기 제 1 실시예에서는 통내 분사식의 엔진(1)에 본 발명이 구체화되어 있지만, 성층 연소를 행하는 것이 가능한 엔진이라면, 어떠한 타입의 엔진(1)으로 구체화해도 된다. 예를 들면, 성층 연소를 행하기 위해서, 흡기밸브(6a, 6b)의 산부(傘部)의 뒤쪽을 향하여 연료를 분사하는 타입도 포함된다. 또한, 상기 제 1 실시형태에서는 흡기밸브(6a, 6b) 부근에 연료 분사 밸브(11)가 설치되어 있지만, 연소실(5)내에 직접적으로 연료를 분사할 수 있다면, 연료 분사 밸브(11)의 배치 위치는 한정되지 않는다.
상기 제 1 실시예에서는 헤리컬형의 흡기포트(a)가 채용되며, 이른바 스웰을 발생시킬 수 있는 구성이었지만, 반드시 수웰을 발생하지 않아도 된다. 따라서, 상기 제 1 실시형태에 있어서는 스웰 컨트롤 밸브(17) 및 스텝모터(19)를 생략하는 것도 가능하다.
상기 제 1 실시예에서 본 발명이 가솔린 엔진(1)으로 구체화되었지만, 디젤 엔진으로도 구체화할 수 있다.
내용 없음

Claims (11)

  1. 연소실(5)내에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브(11)과, 연소실(5)내에 공기를 공급하는 상기 연소실(5)에 접속된 흡기통로(20)와, 상기 흡기통로(20)내에 부압을 발생시키기 위한 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)과, 흡기통로(20)내의 부압에 의해서 작동하여 제동력을 증대하는 브레이크 부스터(71)를 구비하고, 공기와 연료의 혼합기를 연소실(5)내에 편재시킨 상태로 연소를 행하는 성층 연소 엔진의 연료 분사 제어장치에 있어서,
    브레이크 부스터(71)로 공급되는 부압을 검출하기 위한 검출수단(63)과,
    상기 검출수단(63)에 의해서 검출된 부압이 브레이크 부스터(71)의 작동에 필요한 값에 도달하지 않을 때에 부압을 증대시키도록 상기 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)을 제어하는 제 1 제어수단(30)과,
    상기 제 1 제어수단(30)에 의해서 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)이 제어될 때, 엔진 회전수의 저하를 방지하고, 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)의 작동량에 따라서 연료 분사량이 증대하도록 상기 연료 분사수단(11)을 제어하는 제 2 제어수단(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 2 제어수단(30)은 상기 부압의 증대에 따라서 연료 분사량이 증대하도록 상기 연료 분사수단(11)을 제어하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부압 발생 수단은 상기 흡기통로(20)로부터 연소실(5)로 공급되는 공기의 유량을 조정하기 위한 조정기구(22, 23; 51; 80)를 포함하며, 상기 조정기구(22, 23; 51; 80)는 부압을 증대시키도록 흡기통로(20)로부터 연소실(5)로 공급되는 공기의 유량을 줄이는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 조정구기(22, 23)는 흡기통로(20)의 개방량을 조정해야하는 상기 흡기통로(20)중에 설치된 스로틀 밸브(23)와, 상기 스로틀 밸브(23)를 동작시키기 위한 액추에이터(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 2 제어수단(30)은 스로틀 밸브(23)의 개방도의 감소에 따라서 연료 분사량이 증대하도록, 상기 연료 분사수단(11)을 제어하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 엔진의 흡기통로(20)의 개방량을 조정하는 상기 통로(20) 내부에 설치된 스로틀 밸브(23)를 구비하며, 상기 스로틀 밸브(23)는 엔진의 아이들링시에는 완전 폐쇄 상태이고,
    상기 조정기구(80)는 스로틀 밸브(23)를 바이패스하도록 상기 흡기통로(20)에 접속된 바이패스통로(82)와, 엔진의 아이들링시에 있어서 바이패스통로(82)의 개방량을 조정해야 하는 상기 바이패스통로(82) 내부에 설치된 아이들 스피드 컨트롤 밸브(83)와, 상기 아이들 스피드 컨트롤 밸브(83)를 동작시키기 위한 액추에이터(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 조정기구(51)는 상기 연소실(5)로부터 배출된 배기가스의 일부를 흡기통로(20)로 공급하는 상기 흡기통로(20)에 접속된 순환통로(52)와, 순환통로(52)의 개방량을 조정해야하는 상기 순환통로(52)중에 설치된 EGR 밸브(53)를 포함하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 1 제어수단(30)이 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)의 제어를 개시하고나서 소정의 지연시간(TD) 경과후에, 상기 제 2 제어수단(30)이 연료 분사수단(11)의 제어를 개시하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 지연시간(TD)은 상기 제 1 제어수단(30)이 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)의 제어를 개시하고나서 연소실(5)로 공급되는 공기량이 변화할때까지 시간적 어긋남에 따라서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 지연시간(TD)은 상기 제 1 제어수단(30)이 부압 발생 수단(22, 23; 51; 80)의 제어를 개시하고나서 엔진의 펌핑 효율이 변화할 때까지 시간적 어긋남에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
  11. 제1항 내지 제7항중 어느 한항에 있어서, 상기 엔진의 혼합기를 연소실(5)내에 균질하게 존재시킨 상태로 연소를 행하는 균질연소가 가능하고, 상기 제 1 제어수단(30) 및 상기 제 2 제어수단(30)은 성층 연소가 행해지고 있을 때에만 작동하는 것을 특징으로 하는 성층 연소 엔진의 연료분사 제어장치.
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