KR19980064049A - 기통내분사형 내연기관의 제어장치 - Google Patents

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KR19980064049A
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키무라 타케무네
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Abstract

본 발명의 기통내분사형 내연기관의 제어장치는, 전자제어유닛(70)과 기관(1)의 흡기계의 흡기통로의 유효길이를 가변가능한 가변흡기장치(18)를 포함하고, 전자제어유닛(70)은, 기관운전상태에 따라서 압축행정분사모드, 흡기행정분사모드를 포함한 연료분사모드의 하나를 선택하는 동시에, 기관(1)이 압축행정분사영역의 저속영역에서 운전되고 있을 때에 흡기통로의 유효길이가 기타의 기관운전영역의 것보다 짧아지도록 가변흡기장치(18)를 제어해서, 어느 연료분사모드에서도 연소의 안정화 및 연비 및 기관출력의 향상을 도모하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

기통내분사형 내연기관의 제어장치
본 발명은, 기통내분사형 내연기관에 관한 것으로서, 특히 가변흡기장치를 이용해서 연비 및 기관출력을 향상하도록 한 기통내분사형 내연기관의 제어장치에 관한 것이다.
불꽃점화식 다기통내연기관의 흡기계는, 스로틀밸브를 구비한 흡기관과, 흡기관으로부터의 공기를 각기통에 분배하는 흡기매니폴드에 의해 구성되어 있다. 그리고, 각 기통내의 피스톤의 상하운동 및 흡기밸브의 개페에 따라서, 흡기계내의 공기압력이 주기적으로 변화한다.
공기압력맥동에 의한 정(正)(positive)의 압력파가, 개방되어 있는 흡기밸브에 도래하면, 기통으로의 흡기가 촉진된다. 즉, 흡기맥동에 의한 과급효과가 있다. 또, 어떤기통의 흡기밸브가 개방되었을 때에 발생한 부(負)(negative)의 압력파가, 다른 기통의 흡기밸브에 도래하면, 흡기가 억제된다. 즉, 기통간에 흡기간섭이 발생한다. 또한, 기통쪽으로의 흡기의 이송중, 흡기에는 관성이 발생한다. 이 흡기관성에 의해 과급효과가 있다. 흡기관성은, 엔진회전수의 증대 및 흡기관길이의 증대에 따라서 증대한다.
상기를 고려해서, 흡기계는 흡기효율이 향상하도록 구성된다. 흡기간섭의 경감을 위하여, 흡기관과 흡기매니폴드와의 사이에 서지탱크가 형성된다. 또, 흡기관성 및 흡기맥동에 의한 과급효과를 얻도록, 흡기계를 구성하고 있다. 그러나, 과급효과를 얻는데 최적의 흡기관길이는 엔진회전수에 의해서 변화하고, 그 한편에서 흡기관길이는 통상은 일정하다. 이때문에, 전체엔진회전영역에서 과급효과를 얻는 것은 곤란하다.
그래서, 엔진운전상태에 따라서 흡기관길이를 변화시키도록 한 가변흡기장치가 여러가지 제안되어 있다. 예를 들면, 흡기제어밸브를 개폐함으로써 흡기매니폴드의 상류부와 하류부와의 사이에 형성한 우회흡기통로의 유효길이증대기능을 선택적으로 유효하게 해서 흡기매니폴드의 유효길이를 2단계로 절환하도록 한 가변흡기장치가 알려져 있다. 이 장치는 엔진저회전영역에서는 흡기제어밸브를 폐쇄해서 우회흡기통로를 경유해서 흡기를 흡기매니폴드하류부에 유입시키는 한편, 고회전영역에서는 흡기제어밸브를 개방해서 우회흡기통로를 경유하지 않고 흡기를 흡기 매니폴드하류부에 직접 유입시킨다. 이와 같이 유효관길이를 기관회전에 따라서 변화시킴으로써, 전체회전영역에서 흡기효율이 향상한다.
그런데, 불꽃점화식 내연기관에 있어서, 유해배출가스성분의 저감이나 연비의 향상을 도모하기 위하여 종래의 흡기관분사형 내연기관에 대신해서, 연소실에 직접 연료를 분사하는 기통내분사형 내연기관이 제안되고 있다. 전형적인 기통내 분사형 내연기관에서는, 저부하운전시에는 연료분사밸브로부터 피스톤정상부에 형성한 캐비티내에 연료를 압축행정에서 분사함으로써, 점화시점에 있어서 점화플러그의 주위에 대략 이론혼합기를 생성시키고, 그 주위에 희박혼하기를 생성시키고 있다. 이와 같은 압축행정분사모드(후기분사모드)에서의 연료분사에 의해 층(層)형상급기를 행하면, 기통내전체로서 봤을 때에 희박한 혼합기로도 착화가 가능하게 되고, 유해배기가스성분의 배출량이 감소하는 동시에 연비를 대폭 향상할 수 있다. 한편, 중고부하운전시에는, 흡기행정에서 연료를 분사해서 이론혼합기 또는 농후혼합기를 기통내에 균일하게 형성하여, 농후실화 를 방지하면서 소요의 엔진출력을 얻고 있다.
압축행정분사모드에서의 층형상급기 나아가서는 층형상연소를 안정화하려면 연구를 필요로 한다. 예를 들면, 피스톤정상부의 캐비티내에 흡기의 선회흐름(예를 들면 소위텀블흐름 또는 스월(swirl)흐름)을 발생시켜서, 선회흐름의 작용에 의해 이론공연비 근처의 혼합기를 캐비티내에 유지하는 일이 제안되고 있다.
본 발명자는, 기통내분사형 내연기관의 더한층의 연비의 향상 및 출력의 향상을 도모하기 위하여, 가변흡기장치를 이용하는 것을 시도했다. 실험에 의하면, 내연기관의 연료분사모드와 가변흡기장치의 동작모드(흡기관의 유효길이)와의 조합에 따라서는, 안정된 연소를 얻을 수 없다는 것이 명백해졌다. 예를 들면, 압축행정분사모드에서의 기관운전을 행할 때에 유효관길이를 길게하면, 안정된 연소를 얻을 수 없었다. 본 발명자의 지견에 의하면, 압축행정분사모드에서의 기관운전시의 연소의 안정화에는, 강한 선회흐름을 발생시켜서 층형상흡기의 정도(급기의 층형상정도)를 높일 필요가 있다. 유효관길이가 긴 경우에 안정된 연소를 얻을 수 없는 이유는, 소요의 층형상 급기정도를 얻는데 충분한 세기(强度)의 선회흐름이 발생하지 않는데 있다고 생각된다. 선회흐름의 세기는, 예를 들면 선회흐름비(比)(엔진회전수에 대한 선회흐름회전수의 비)로 표시되며, 선회흐름비가 클수록 선회흐름의 세기는 커진다. 또한, 중고부하기관운전용의 흡기행정분사모드(전기(前期)분사모드에서는, 선회흐름은 실린더내에서의 혼합기의 균일화를 촉진하나, 선회흐름의세기는 연소안정성에 그다지 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 목적은, 가변흡기장치를 이용해서 연소의 안정화 및 연비 및 기관 출력의 향상을 도모하도록 한 기통내분사형 내연기관의 제어장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 관한 제어장치가 장비되는 기통내분사형 내연기관의 개략도.
도 2는 제1실시예의 제어장치에 사용하는 가변흡기장치를 표시한 개략도.
도 3은 도 1의 내연기관의 연료분사제어에 사용하는 맵
도 4는 본 발명의 제2실시예의 제어장치의 가변흡기장치를 표시한 개략긴쪽 방향도면.
도 5는 도 4의 가변흡기관을 도 4의 척도와 다른 척도로 선 V-V선을 따라서 표시한 개략횡단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:엔진2:실린더헤드
3:점화플러그4:연료분사밸브
5:연소실6:실린더
7:피스톤8:캐비티
9:흡기밸브10:배기밸브
11:흡기쪽캠샤프트12:배기쪽캠샤프트
13:흡기포오트14:배기포오트
15:EGR포오트16:수온센서
17:크랭크각센서18:가변흡기장치
18a:제1관로18b:제2관로
18c:제3관로18d:흡기제어밸브
19:점화코일21:흡기매니폴드
22:에어클리너23:스로틀보디
24:제1에어바이패스밸브(#1ABV)25:흡기관
26:큰직경의 에어바이패스파이프27:제2에어바이패스밸브((#2ABV(
28:스로틀밸브29:스로틀포지션센서
30:아이들스위치32:에어플로센서
33:솔레노이드40:O2센서
41:배기매니폴드42:3원촉매
43:배기관44:EGR파이프
45:EGR밸브50:연료탱크
51:저압연료펌프52:저압피드파이프
53:리턴파이프54:제1연료압력조정기
55:고압연료펌프56:고압피드파이프
57:릴리버리파이프58:리턴파이프
59:제2연료압력조정기60:연료압력절환밸브
61:리턴파이프70:전자제어유닛(ECU)
80:가변흡기장치81:고정판
82:가동관84,85:흡기통로
86,87,88:구동부90:구동부(스테퍼모터)
본 발명에 의하면, 적어도 압축행정에서 연료분사를 행하는 압축행정분사모드 또는 흡기행정에서 연료분사를 행하는 흡기행정분사모드의 어느 것인가를 기관운전상태에 따라서 선택하는 기통내분사형 내연기관의 제어장치가 제공된다.
이 제어장치는, 상기 내연기관의 연소실에 공기를 도입하는 흡기통로의 유효길이를 변경하는 가변흡기장치와, 상기 선택된 분사모드에 따라서 상기 가변흡기장치를 동작시켜서 상기 흡기통로의 유효길이를 변경하는 흡기통로길이제어수단을 구비한다. 상기 압축행정분사모드에서는, 상기 가변흡기장치는, 상기 흡기통로길이 제어수단의 제어하에서 동작해서, 상기 흡기통로의 유효길이를 상기 흡기행정분사모드에서의 그것보다도 짧게 한다.
본 발명의 이점은, 가변흡기장치의 흡기통로유효길이가변기능을 이용해서, 기통내분사형 내연기관에서 안정된 연소를 얻어, 연비 및 기관출력을 향상할 수 있는데 있다. 특히, 압축행정분사모드에서의 기관운전시에 흡기통로유효길이를 짧게 해서 강한 선회흐름을 생성시킬 수 있고, 층상급기를 안정화 할 수 있어, 안정된 층상연소를 행할 수 있다.
예를 들면, 관길이 조정을 행하는데 족한 길이를 가지고 또한 주위부품과 간섭하지 않도록 배치할 필요 때문에 형상이 복잡한 우회통로를 가변흡기장치를 사용하는 경우, 압축행정분사모드에서의 기관운전시에 우회흡기통로를 경유해서 흡기를 행하면, 소요의 층형상급기정도를 달성하는데 충분한 세기의 선회르름을 얻을 수 없는 일이 있다. 본 발명에 의하면, 압축행정분사모드에서의 기관운전시에 우회급기통로를 단락할 수 있어서, 소요의 세기의 선회흐름을 얻을 수 있다. 이 결과, 층형상급기정도를 소요의 것으로 할 수 있어, 연소의 안정화를 도모할 수 있다. 다른 타입의 가변흡기장치를 사용하는 경우에도 마찬가지의 효과가 있다.
본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제어장치는, 기관운전상태를 검출하는 운전상태검출수단을 또 구비한다. 상기 흡기행정분사모드에서는, 상기 가변흡기장치는, 상기 흡기통로길이 제어수단의 제어하에서 상기 흡기통로의 유효길이를 상기 운전상태검출수단에 의해 검출된 기관운전상태에 따라서 변경한다.
이 매우 적당한 장치구성에 의하면, 흡기행정분사모드에서의 기관운전시에 흡기통로길이를 기관운전상태에 따라서 최적의 길이로 변경할 수 있고, 기관운전상태에 따른 관성과급효과를 얻을 수 있고, 흡기효율이 향상한다.
보다 바람직하게는, 상기 압축행정분사모드에서의 흡기통로길이의 변경량을, 상기 흡기행정분사모드에서의 것보다도 작게 혹은 영(zero)으로 설정한다.
이 매우 적당한 장치구성에 의하면, 압축행정분사모드에 있어서의 흡기통로길이의 변경량을 작게 하고 혹은 영으로 함으로써, 흡기관내의 공기의 흐름을 원활한 것으로 할 수 있고, 기통내에서 강한 선회흐름을 발생할 수 있다. 흡기행정분사모드에서는, 흡기통로길이를 압축행정분사모드인때보다도 크게 변화할 수 있어, 기관운전상태에 따라서 흡입효율이 향상한다. 이 결과, 전체기관운전영역에 있어서 양호한 연소를 유지하면서, 흡기효율의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는, 상기 제어장치는, 기관부하와 상관관계에 있는 부하상관치를 검출하는 부하상관치검출수단을 또 구비한다. 상기 흡기행정분사모드는, 이론공연비보다도 농후화쪽의 공연비에 의해 상기 내연기관을 운전하는 인리치모드(enrich mode)와, 이론공연비근처의 공연비에 의해 운전하는 이론공연비모드를 적어도 가진다. 상기 인리치모드 또는 상기 이론공연비모드가 선택되었을 경우, 기관회전속도가 소정회전속도이하이고 또한 부하상관치가 소정치이상인 때, 흡기통로길이를 압축행정분사모드에서의 것보다 길게 설정한다.
이 매우 적당한 장치구성에 의하면, 인리치모드 또는 이론공연비 모드가 선택되었을 경우에 있어서, 중회전·고부하에서의 기관운전시에, 흡기통로길이를 길게 할 수 있다. 이 결과, 관성과급효과에 의해 흡기효율이 향상해서 기관출력이 증대한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 제어장치가 장비되는 불꽃점화식 기통내분사형 내연기관을 설명한다.
도 1을 참조하면, 엔진(1)의 실린더헤드(2)에는, 각 기통마다 점화플러그(3)와 함께 전자식의 연료분사밸브(4)도 장착되어 있으며, 이에 의해 연소실(5)내에 연료가 직접 분사되도록 되어 있다. 또, 실린더(6)에 상하슬라이딩자재하게 유지된 피스톤(7)의 정상면에는, 압축행정후기에 연료분사밸브(4)로부터의 연료분무가 도달하는 이치에, 반구(半球)형상의 움패임인 캐비티(8)가 형성되어 있다. 또, 이 엔진(1)의 압축비는, 흡기관분사형의 것에 비해서 높게(본 실시예에서는, 12정도) 설정되어 있다. 밸브구동기구로서는 DOH(4밸브식이 채용되고 있으며, 실린더헤드(2)의 상부에는, 흡배기밸브(9),(10)를 각각 구동하는 흡기쪽캠샤프트(11), 배기쪽 캠샤프트(12)가 배설되어 있다.
실린더헤드(2)에는 양캠샤프트(11),(12)와의 사이를 빠져나가도록 해서 대략 직립방향으로 흡기포오트(13)가 형성되어 있으며, 이 흡기포오트(13)를 통과한 흡기흐름은 연소실(5)내에서 텀블흐름을 발생가능하게 하고 있다. 한편, 배기포오트(14)는, 통상의 엔진과 마찬가지로 대략 수평방향으로 형성되고, 큰 직경의 EGR 포오트(15)가 비스듬하게 하향으로 분기해 있다. 엔진(1)에서는, 냉각수온Tw를 검출하는 수온센서(16), 각기통의 소정 크랭크위치에서 크랭크각신호SGT를 출력하는 크랭크각센서(17)가 배설되고, 이 크랭크각센서는 크랭크각신호SGT에 의거하여 엔진회전속도 Ne를 검출가능하게 하고 있다. 또, 점화플러그(3)에 고전압을 출력하는 점화코일(19)이 배설되어 있다. 또, 크랭크샤프트의 절반의 회전수에 의해 회전하는 캠샤프트에는, 기통판별신호SGC를 출력하는 기통판별센서(도시생략)가 배설되어, 크랭크각신호SGT가 어느 기통의 것인지 판별가능하게 되어 있다.
흡기포트(13)에는, 흡기매니폴드(21)를 개재해서, 스로틀보디(23), 흡기량보정수단으로서 기능하는 스테퍼모터식의 제1에어바이패스밸브(#1ABV)(24) 및 에어클리너(22)를 구비한 흡기관(25)이 접속되어 있다. 또, 흡기관(25)에는, 스로틀 보디(23)를 우회해서 흡기매니폴드(21)에 흡기를 도입하는 큰 직경의 에어바이패스파이프(26)가 병설되어 있으며, 그 관로에는 리니어솔레노이드식이고 대형의 제2에어바이패스밸브(#2ABV)(27)이 배설되어 있다. 에어바이패스파이프(26)는, 흡기관(25)에 준하는 유로면적을 가지고 있으며, #2ABV밸브(27)의 완전개방시에는 엔진의 저중속영역에서 요구되는 양의 흡기가 가능하게 되어 있다. 한편, #1ABV밸브(24)는, #2ABV 밸브(27)보다도 작은 유로면적을 가지고 있으며, 흡기량을 미세조정하는 경우에 사용한다.
스로틀보디(23)에는, 유로를 개폐하는 나비식의 스로틀센서(28)와 함께, 스로틀센서(28)의 개방도 θth를 검출하는 스로틀포지션센서(29)와, 스로틀센서(28)의 완전폐쇄상태를 검출해서 엔진의 아이들링상태를 검출하는 아이들스위치(30)가 구비되어 있다. 또, 에어클리너((22)의 내부에는 흡기밀도를 구하기 위한 대기압센서, 흡기온도센서(다같이 도시생략)가 배설되어 있으며, 대기압, 흡기온도에 대응하는 신호를 출력한다. 또, 흡기관(25)의 입구근처에는, 흡기공기량 Qa를 검출하는 카르만소용돌리식의 에어플로센서(32)가 배설되어 있으며, 일흡기급행정당의 체적공기량에 비례한 소용돌이발생신호를 출력한다. 또한, 에어플로센서(32)에 대신해서 흡기관(25)내의 흡기압을 측정하는 부스트압센서를 배설해도 된다.
도 2를 참조하면서, 본 실시예의 가변흡기장치(18)는, 유효관길이절환식이다. 가변흡기장치(18)는, 흡기관(25)의 하류부분을 구성하는 제1흡기관로(18a)를 가지고, 관로(18a)의 하류단부는 서지탱크를 구성하고 있다. 제1관로(18a)의 하류단부에는, 제2흡기관(우회관로)의 상류단부가 접속되어 있다. 제2관로의 하나를 부호(18b)로 표시한다. 양관로(18a),(18b)의 접속부위를 제1연통부라 부른다. 제1연통부에 인접하는 제2연통부에 있어서, 제1관로(18a)의 하류단부에는, 제2관로(18b)와 협동해서, 유효길이가 가변의 흡기매니폴드(21)를 구성하는 제3흡기관로의 상류단부가 접속되어 있다. 제3관로의 하나를 부호(18c)를 표시한다. 제2연통부에는, 관로(18a),(18c)의 연통을 허용 또는 저지하는 흡기제어밸브(그 하나를 (18d)로 표시함)가 배설되어 있다. 제2연통부에 인접하는 제3연통부에 있어서, 제2관로(18b)의 하류단부는, 제3관로(18c)의 상류단부에 접속되어 있다. 제3관로(18c)의 하류단부는, 엔진(1)의 각기통의 흡기포오트(13)의 상류단부에 접속되어 있다.
가변흡기장치(18)의 관로(18a),(18b) 및 (18c)는, 엔진(1)이 탑재되는 차량의 엔진룸내에 배설된 각종 부품이나 보니트후드(bonnet hood)와 간섭하지 않도록 배설되어 있다. 이와 같은 일반 요건에 추가해서, 제2관로(18b)에는, 그 상하류단부가 제3관로(18c)의 하류단부에 접속되는 형상으로 형성해야 한다고 하는 요건과 흡기매니폴드(21)의 유효길이를 증대하는 기능을 주효하는데 족한 길이를 가져야 한다고 하는 요건을 만족시키지 않으면 않된다. 결과로서, 제2관로(18b)는, 상당히 긴 길이를 가지고, 구부러지고 혹은 만곡된 길이방향형상을 가지고, 또한, 길이방향위에 따라서 변화하는 단면형상을 가진다. 이 때문에, 제2관로(18b)에서의 공기저항은 커진다.
특히, 소위 직립포트식의 V형 엔진에서는, 엔진상부와 보니트후드와의 사이의 스페이스가 좁으므로, 엔진의 좌우실린더뱅크사이에 가변흡기장치(18)를 배설하게 된다. 이 경우, 여러가지의 엔진부품과의 간섭을 피하기 위하여, 보다 한층, 제2관로(18b)의 단면적변화가 커진다. 또한, 제1 및 제3관로(18a),(18c)는, 구부러짐이나 단면형상변화가 비교적 적다.
관로(18a)와 관로(18c)가 접속되는 제2연통부에 배설된 흡기제어밸브(18d)는, 도시생략의 레버등의 연결부재를 개재해서, 솔레노이드(33)의 가동로드(33a)에 연결되어 있다. 솔레노이드(33)는, 전자제어유닛(ECU)(70)의 출력쪽에 접속된 여자코일을 가지고 있다. 흡기제어밸브(18d)는, 예를 들면, 솔레노이드(33)가 부세되었을 때에 관로(18a),(18c)의 연통을 허용하는 온위치(도 2에 파선으로 표시)를 취하고, 솔레노이드(33)가 소세(小勢)되었을 때에 양관로의 연통을 저지하는 오프위치(도 2에 실선으로 표시)를 취하였다.
흡기제어밸브(18d)가 오프위치를 취하면, 제1관로(18a)는, 제2관로(18b)를 개재해서 제3관로(18c)에 접속되고, 흡기매니폴드(21)의 관길이(보다 일반적으로는 엔진흡기계의 흡기통로길이)가 길어진다. 흡기관(25)으로부터 공급되는 공기는, 도 2에 실선화살표시로 표시한 바와 같이, 관로(18a),(18b),(18c)의 경로로 흐른다. 이때, 제2관로(18b)의 흡기저항분만큼 가변흡기장치(18)의 관로내의 공기의 흐름이 나빠지고, 연소실(5)내에 형성되는 텀블흐름이 약하게 된다. 한편, 흡기제어밸브(18d)가 온위치를 취하면, 제2관로(18b)가 단락되고, 제1관로(18a)가 제3관로(18c)에 직접 접속되어, 흡기매니폴드(21)의 관길이가 짧게 된다. 또, 흡기매니폴드(21)의 관로의 구부러짐이 적어지고, 그 단면적의 변화도 적어진다. 흡입공기는, 도 2에 파선화살표시로 표시한 바와 같이, 관로(18a),(18c)의 경로로 흡입공기는, 도 2에 파선화살표시로 표시한 바와 같이, 관로(18a),(18c)의 경로로 흐른다. 이때, 제2관로(18b)의 공기저항이 없는 분만큼 가변흡기장치(18)의 통로내의 공기의 흐름이 원활해지고, 텀블흐름이 강해진다.
배기포오트(14)에는, O2센서(40)가 장착된 배기매니폴드(41)를 개재해서, 3원촉매(42)나 도시생략 머플러 등을 구비한 배기관(43)이 접속되어 있다. 또, 상기한 EGR포오트(15)는, 큰 직경의 EGR파이프(44)를 개재해서, 스로틀밸브(28)의 하류, 또한 흡기매니폴드(21)의 상류에 접속되어 있으며, 그 관로에는 스테퍼모터식의 EGR밸브(45)가 배설되어 있다.
연료탱크(50)의 연료는, 전동식의 저압연료펌프(51)에 의해 빨아올려져 저압피드파이프(52)를 개재해서 엔진(1)쪽으로 송급된다. 저압피드파이프(52)내의 연료압력은, 리턴파이프(53)의 관로에 개재장착된 제1연료압력조정기(54)에 의해 비교적 저압으로 압력조정된다. 엔진(1)쪽으로 송급된 연료는, 실린더헤드(2)에 장착된 고압연료펌프(55)에 의해 고압피드파이프(56)와 딜리버리파이프(57)를 개재해서 각 연료분사밸브(4)에 송급된다. 고압연료펌프(55)는, 캠샤프트(11) 또는 (12)에 의해 구동되고, 엔진(1)의 아이들운전시에도 5MPa∼7MPa이상의 토출압을 발생한다. 딜리버리파이프(57)내의 연료압력은, 리턴파이프(58)의 관로에 개재장착된 제2연료압력조정기(59)에 의해 비교적 고압으로 압력조정된다. 연료압력절환밸브(60)는, 제2연료압력조정기(59)에 장착되어 있으며, 온상태에서 연료를 릴리프해서 딜리버리파이프(57)내의 연료압력을 저연료압력으로 저하시키는 일이 가능하다. 리턴파이프(61)는, 고압연료펌프(55)의 윤활이나 냉각 등을 행한 일부의 연료를 연료탱크(50)로 환류시킨다.
차실내에는, 입출력장치, 제어프로그램이나 제어맵 등의 기억에 이바지하게 되는 기억장치(ROM, RAM, 불휘발성 RAM등), 중앙처리장치(CPU), 타이머카운터 등을 구비한 ECU(전자제어유닛)(70)가 설치되어 있으며, 이 ECU(70)에 의해서 엔진(1)의 종합적인 제어가 행하여진다.
ECU(70)의 입력쪽에는, 상기한 각종 센서류를 비롯하여 작동시에 엔진(1)의 부하가 되는 에어콘장치, 파워스티어링장치, 자동변속장치등의 작동상황을 검출하는 스위치류(모두 도시생략)가 접속되고, 각 검출신호를 ECU(70)에 공급하고 있다. 또한, ECU(70)에는, 상기한 각종센서류나, 스위치류외에, 도시생략의 다수의 스위치나 센서류가 입력쪽에 접속되어 있으며, 출력쪽에도 각종 경고등이나 기기류등이 접속되어 있다.
ECU(70)는, 상기한 각종센서류 및 스위치류로부터의 검출신호에 의거하여, 연료분사모드를 비롯하여 연료분사량, 연료분사종료시기, 점화시기, EGR가스의 도입량 등을 결정하고, 연료분사밸브(4), 점화코일(19), EGR밸브(45)등을 구동제어한다.
다음에, 상기 엔진(1)의 제어를 간단히 설명한다.
운전자가 점화스위치를 온조작하면, ECU(70)는, 저압연료펌프(51)와 연료압력절환밸브(60)를 온으로해서 연료분사밸브(4)에 저연료압력의 연료를 공급한다. 이것은, 엔진(1)의 크랭킹시에는 고압연료펌프(55)가 불완전으로밖에 작동하지 않기 때문이다.
다음에, 운전자가 점화스위치를 개시(start)조작하면, 엔진(1)이 도시생략의 시동기(starter)에 의해서 크랭킹되고, 동시에 ECU(70)에 의한 연료분사제어가 개시된다. 이때, ECU(70)는, 흡기행정분사모드(전기분사모드)를 선택하는 동시에 비교적 농후한 공연비가 되도록 연료를 증량해서 분사한다. 이것은 냉기(冷機)시에는 연료의 기화율이 낮기 때문이다. 즉, 연료를 증량함으로써 연소에 기여하는 연료를 충분히 확보하는 것이다. 또, ECU(70)는, 이와 같은 시동시에는 #2ABV밸브(27)를 폐쇄하기 때문에, 연소실(5)로의 흡기는 스로틀밸브(28)와 흡기관(25)의 주벽과의 틈새나 #1ABV 밸브(24)를 배설한 바이패스통로를 개재해서 공급된다.
시동이 완료되고 엔진(1)이 아이들운전을 개시하면, 고압연료펌프(55)가 정격의 토출작용을 시작한다. 이에 따라서 ECU(70)는 연료압력절환밸브(60)를 오프로 해서 연료분사밸브(4)에 고압의 연료를 공급한다. 그리고, 냉각수온도Tw가 소정치로 상승할때까지 ECU(70)는, 시동시와 마찬가지로 흡기행정분사모드를 선택해서 연료를 분사하여 농후한 공연비를 확보하는 동시에, #2ABV밸브(27)도 계속해서 폐쇄한다. 이에 관련하여, 에어콘등의 보기류의 부하의 증감에 따른 아이들회전수의 제어는, 종래의 흡기관분사형 엔진과 마찬가지로 #1ABV 밸브(24)에 의해서 행하여진다. 또, O2센서(40)가 활성화되면, ECU(70)는 O2센서(40)의 출력전압에 따라서 공연피드백제어를 개시하고, 유해배출가스성분을 3원촉매(42)에 의해 정화시킨다. 이와 같이, 냉기시에 있어서는, 흡기관분사형 엔진과 대략 마찬가지의 연료분사제어가 행하여진다. 기통내분사형 엔진은 흡기매니폴드(21)의 벽면으로의 연료방울의 부착이 없기 때문에, 제어의 응답성이나 정밀도가 향상한다.
엔진(1)의 난기(warmingup)가 종료되면, ECU(70)는 흡기공기량 Qa 또는 스로틀개방도 θth등으로부터 얻은 목표평균유효압(목표부하)Pe와 엔진회전수(회전속도)Ne에 의거하여, 도 3의 연료분사제어맵으로부터 현재의 연료분사제어영역을 검색하여, 연료분사모드, 연료분사량 및 연료분사시기를 결정해서 연료분사밸브(4)를 구동하는 외에, #1, #2ABV밸브(24),(27)나 EGR밸브(45)의 밸브개방제어등도 행한다.
아이들운전시 등의 저부하·저회전운전시에는 도 3의 맵에 표시한 바와 같이 압축행정분사희박영역(후기분사희박영역)으로 되기 때문에, ECU(70)는, 압축행정분사모드(후기분사모드)를 선택하는 동시에 #2ABV밸브(27) 및 EGR밸브(45)를 운전상태에 따라서 밸브개방하여, 희박한 공연비(예를 들면 30에서 40정도)가 되도록 연료를 분사한다.
흡기포오트(13)로부터 연소실(5)로 유입한 흡기는 텀블흐름을 형성하고, 텀블흐름의 작용으로 연료분무가 피스톤(7)의 캐비티(8)내에 보존된다. 그 결과, 점화시점에 있어서 점화플러그(3)의 주위에는 이론공연비 근처의 혼합기가 층형상으로 형성되게 되어, 전체로서 희박한 공연비로도 착화가 가능하게 된다. 이에 의해 CO나 HC의 배출이 극소량으로 억제되는 동시에, 펌핑손실의 저감과 함께 연비가 대폭적으로 향상한다. 보기부하의 증감에 따른 아이들회전수의 제어는, 연료분사량을 증감시킴으로써 행하여지기 때문에, 종래와 같이 흡기를 제어하는 것에 비해 제어응답성도 매우 높아진다. 또, ECU(70)는, 이 제어영역에서는 EGR밸브(45)를 개방하고, 연소실(5)내에 대량(예를 들면 30%이상)의 EGR가스를 도입함으로써, NOx도 대폭적으로 저감시킨다.
또, 정속주행시등의 중간부하영역에서는, 엔진부하나 엔진회전속도Ne에 따라서, 도 3속의 흡기행정분사희박영역(전기분사희박영역), 혹은 이론공연비피드백영역(stoichiometric feed back영역) 또는 오픈루프영역으로 되기 때문에, ECU(70)는, 흡기행정분사모드(전기분사모드)를 선택하는 동시에, 각각의 운전영역에 적합한 소정의 공연비가 되도록 연비를 분사한다. 즉, 흡기행정분사희박영역에서는, 비교적 희박한 공연비(예를 들면 20∼23정도)가 되도록 #1, #2ABV밸브(24),(27)의 밸브개방량과 연료분사량을 제어하고, EGR밸브(45)를 폐쇄한다. 또, 이론공연비 피드백영역에서는, #2ABV 밸브(27)와 EGR밸브(45)를 개폐제어하는 동시에, O2센서(40)의 출력전압에 따라서 공연비가 이론공연비근처가 되도록 공연비피드백제어를 행한다.
흡기행정희박분사영역에서는, 흡기포오트(13)로부터 유입한 흡기흐름이 텀블흐름을 형성하기 때문에 텀블흐름에 의한 혼란의 효과에 의해, 희박한 공연비에서도 착화가 가능하게 된다. 또, 이론공연비피드백영역에서는, 비교적 높은 압축비에 의해 큰 출력을 얻을 수 있는 동시에, 유해배출가스성분이 3원촉매(42)에 의해 정화되는 동시에, EGR밸브(45)를 제어하여, 연소실(5)내에 적당량의 EGR가스를 도입함으로써, NOx의 발생을 저감시킨다.
급가속시나 고속주행시등의 고부하영역은, 도 3속의 오픈루프영역으로 되기 때문에, ECU(70)는, 흡기행정분사모드(enrich mode)를 선택하는 동시에 #2ABV밸브(27)를 폐쇄하고, 흡기공기량Qa 또는 스로틀개방도 θth나 엔진회전속도Ne등에 따라서, 비교적 농후한 공연비(이론공연비보다도 농후화쪽의 공연비)가 되도록 연료를 분사한다. 또한, 중고속주행중의 타행(惰行)운전시는 연료커트영역으로 되기 때문에 ECU(70)는, 연료분사를 정지한다. 이에 의해, 연비가 향상되는 동시에 유해배출가스성분의 배출량도 저감된다. 이 연료커트는, 엔진회전속도 Ne가 복귀회전속도보다 저하했을 경우나, 운전자가 액셀페달을 답입(踏入)한 경우는 즉시로 중지된다.
다음에, 가변흡기장치(18)에 의한 흡기매니폴드(21)의 관길이제어에 대해서 도 2에 의거하여 설명한다.
도 2에 표시한 가변흡기장치(18)에 있어서, 흡기제어밸브(18d)가 폐쇄되면, 흡기통로(18a),(18b) 및 (18c)로 이루어지고 유효길이가 긴 저속형 포오트가 구성되고, 흡기기제어밸브(18d)가 개방되면 흡기통로(18a),(18c)로 이루어지고 유효길이가 짧은 고속형 포오트가 구성된다. 저속형 포오트는, 고속형 포오트에 비해서 흡기통로(18b)의 분만큼, 유효길이가 길고 또한 단면형상변화가 커진다. 그리고, 저속형 포오트를 개재해서 연소실(5)에 공급된 흡기가 형성하는 텀블흐름의 세기(층형상급기정도)는 약해진다. 또, 속속형 포오트를 개재해서 공급된 흡기의 텀블흐름의 세기는 강하게 된다. 이와 같이 텀블흐름의 세기는 흡기매니폴드(21)(가변흡기장치(18)의 흡기통로)의 유효길이에 의해서 변화한다. 상기한 바와 같이, 텀블흐름의 세기는 기통내분사형 내연기관에서의 연소상태에 영향을 준다.
본 실시예에서는, 엔진(1)의 운전상태에 따라서 흡기제어밸브(18d)를 ECU(70)(흡기통로길이제어수단)에 의해 개폐제어함으로써 흡기통로의 유효길이를 엔진운전상태에 따라서 선택되는 연료분사모드에 적합한 것으로해서, 분사모드에 적합한 세기의 텀블흐름을 얻도록 하고 있다.
흡기 제어밸브(18d)의 개폐제어는, 엔진회전수 Ne와 엔진부하 Pe에 의거해서행하도록 해도 된다. 또한, 연료분사모드의 선택과 연관시켜서 흡기제어밸브(18d)를 개폐제어하도록 해도 된다. 이와 같이 밸브제어를 분사모드선택에 관련시켰을 경우, 분사모드선택용 맵(도 3)을 흡기제어밸브개폐제어용 맵으로해서 사용할 수 있어, ECU(70)의 연산능력이나 메모리용량에 대한 요건을 완화할 수 있다. 파라미터 Ne, Pe에 의거한 밸브제어와 분사모드선택에 관련시킨 밸브제어를 조합해도 된다.
상세하게는, 각각의 연료분사모드에서의 엔진운전시의 흡기제어밸브(18)의 개페제어는 이하와 같이 행하여진다.
엔진(1)이, 도 3에 사선영역 A에 대응하는 특정의 저속고부하운전영역(Open loop 영역의 저영역쪽 부분 및 Stoichiome tric feed back 영역의 저영역쪽 부분)에 있고, 흡기행정인리지분사모드 또는 흡기행정스토이키오분사모드에서 운전되어 있을 때에는, 흡기제어밸브(18d)를 폐쇄해서(21)(가변흡기장치(18)의 흡기통로)의 유효길이를 길게해서 저속형 포오트를 구성한다. 이 결과, 관성과급효과가 촉진되어서 흡기효율이 향상하고, 엔진출력토크가 증대한다.
한편, 엔진(1)이 도 3의 사선영역 A이외의 운전영역에서 운전되고 있을 때는 흡기제어밸브(18d)를 개방해서, 흡기매니폴드(21)의 유효길이를 짧게 해서 고속형 포오트로 한다. 이 결과, 각각의 엔진운전영역에서는 엔진(1) 및 가변흡기장치(18)는 이하와 같이 작용한다.
압축행정분사모드에서의 엔진운전시에 흡기제어밸브(18d) 개방해서 흡기매니폴드(21)의 유효길이가 짧아지면, 흡기관(25)으로부터의 공기가 짧은 흡기매니폴드(21)를 개재해서 연소실(5)로 원활하게 흡입되어서, 연소실(5)에 있어서 피스톤(7)의 정상면의 캐비티(8)내에 강한 텀블흐름이 형성된다. 압축행정후기에 분사되는 연료는 강한텀블흐름의 작용에 의해 캐비티(8)내에 확실하게 보존되고, 점화시기에 있어서 점화플러그(3) 근처에 비교적 농후한 혼합기가 안정적으로 형성된다. 따라서, 연소가 안정되기 때문에 배기가스유해성분의 배출량이 저감하여 연비가 향상한다.
흡기행정분사희박모드에서의 엔진운전시에 흡기제어밸브(18d)를 개방하면, 연소실(5)로의 흡입공기량이 증가한다. 이에 의해 연소실내의 연료의 급속연소를 가능하게 함으로써, 균일한 희박혼합기의 연소가 안정된다.
또, 흡기행정분사스토이키오모드에서의 엔진운전에서 흡기제어밸브(18d)를 개방하면, 연소속도가 향상해서 항(抗)녹(knock)성이 향상하여, 점화시기를 진각(advance)가능하게 되고, 연비의 향상을 도모할 수 있다.
또, 엔진(1)이 오픈루프영역의 고속영역에 있고, 흡기행정인리지분사모드에서 운전되고 있을 때에 흡기제어밸브(18d)를 개방하면, 흡기효율의 향상을 도모할 수 있고 토크가 증대 한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 의한 제어장치를 설명한다.
본 실시예의 가변흡기장치는, 흡기매니폴드의 유효길이를 2단계로 절환가능한 제1실시예의 것에 비해, 흡기매니폴드의 유효길이를 연속가변인점에 특징이 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 도 1의 가변흡기장치와 다른 도 4 및 도 5의 가변장치(80)가 사용된다. 기타의 점에서는 양실시예는 동일 구성이다.
도 4 및 도 5에 표시한 바와 같이, 가변흡기장치(80)는, 전체로서 반원통형상으로 형성된 고정판(81)과, 고정판(81)내에 회동가능하고 또한 기밀하게 수납된 원통형상의 가동관(82)과, 가동관(82)를 회동시키는 구동부(86),(87),(88) 및 (90)에 의해 구성되어 있다.
고정판(81)은, 관통구멍(811a)이 형성된 제1측벽(811)과, 관통구멍(812a)이 형성된 제2측벽(812)과, 횡단면(도 5)에서 봤을 때 반원형상을 이루어서 뻗는 외주벽(813)과, 고정판(81)의 하류쪽에 배설된 내벽(814)으로 이루어진다. 외주벽(813)의 내주면에는, 고정판(81)의 하류쪽에 배설된 내벽(814)으로 이루어진다. 외주벽(813)의 내주면에는, 고정관(81)의 긴쪽방향으로 간격을 두고서 기통수(예 를 들면 4)에 따른 수 예를 들면 3개의 격벽(815)이, 고정관(81)의 둘레방향으로 형성되어 있다. 격벽(815)에는, 반원형상의 횡단면을 가진 중앙구멍(815a), 고정관(81)의 긴쪽방향축선을 따라서 형성되어 있다.
가동관(82)은, 고정관(81)의 측벽 및 격벽에 형성된 구멍(811a),(812a) 및 (815a)의 대응하는 것에 각각이 끼워맞춤하는 5개의 원통부(821)와, 고정관(81)의 격벽(815)의 양측면 및 측벽(811),(812)의 내부단부면을 따라서 원통부(812)로부터 가동관의 반경방향바깥쪽으로 뻗는 8개의 고리형상의 간막이판(822)과, 소용돌이형상의 횡단면(도 5)을 가진 4개의 둘레벽(823)으로 이루어진다. 각각의 둘레벽(823)의 양단부면은, 서로 인접하는 간막이판(822)의 반경방향바깥쪽가장자리에 결합되고, 서로 인접하는 간막이판(822)끼리는 둘레벽(823)을 개재해서 연결되어 있다.
가동관(82)의 원통부(821) 및 둘레벽(823)의 내주면은, 서지탱크로서 기능하는 흡기통로(85)를 이루고 있다. 흡기통로(85)의, 둘레벽(823)에 대응하는 긴쪽 방향부분은, 동통로(85)의, 원통부(823)에 대응하는 긴쪽방향부분에서의 내경에 비해서 큰 내경을 가지고 있다. 도 4 및 도 5중, 참조부호(85a)는 흡기통로(85)의 확경부를 표표시하고, (85b)는 흡기통로확경부(85)의 개구를 표시한다.
고정관(81)의 제1측벽(811)쪽의 원통부(821)는 개구단부면을 가지고, 흡기통로(85)는 엔진(1)의 흡기관(25) 내부에 연통해 있다. 한편, 제2측벽(812)쪽의 원통부(821)는 폐색단부면을 가지고 있다. 양원통부는, 고정관(81)의 측벽관통구멍(811a),(812a)에 각각 끼워맞춤하고, 그리고 가동관(82)은 고정관(81)에 의해 회전자재하게 지지되어 있다.
고정관(81)의 측벽(811),(812)의 내부단부면, 격벽(815)의 약측면 및 둘레벽(813)의 내주면은, 가동관(82)의 둘레벽(823)의 외주면과 협동해서, 기통수에 따른 수 예를 들면 4개의 흡기통로(84)를 이루고 있다. 흡기통로(85)의 확경부(85a)는 개구(85b)를 개재해서 흡기통로(84)에 연통해 있다. 흡기통로(84)는, 고정관(81)의 하류쪽에 있어서, 고정관(81)의 둘레벽과, 내벽과, 측벽 및 격벽중의 대응하는 2개에 의해 각각 이루어진 4개의 출구포오트(81c)에 각각 연통해 있다. 출구포오트(81c), 엔진(1)의 흡기포오트(13)에 접속되어 있다.
가변흡기장치(80)의 가동관(82)을 회전구동하는 구동부는, ECU(70)(흡기통로길이제어수단)의 제어하에서 구동되는 스테퍼모터(90)를 포함한다. 가동관(82)는, 고정관(81)의 제2측벽(812)쪽의 원통부(821)에 장착한 기어(86)와 이것에 맞물리는 기어(87)와 모터출력축에 장착한 기어(88)를 개재해서, 모터출력축에 연결되어 있다. 가동관(82)은, 모터(90)의 정역회전에 따라서, 도 5중, 한정된 회동각도 범위내에 있어서, 반시계방향 또는 시계방향으로 회동된다. 가동관(82)은, 반시계방향한도까지 회동되면 도 5에 실선으로 표시한 회동위치를 취하고, 시계방향한도까지 회동되면 도 5에 파선으로 표시한 회동위치를 취한다.
가변흡기장치(80)에 있어서, 고정관(81)의 흡기통로(84)는, 흡기매니폴드(21)의 일부를 구성하고 있다. 흡기통로(84)(보다 일반적으로는, 흡기계의 흡기통로(21),(25)의 유효길이)의 유효길이는, 가동관(82)의 회동위치에 따라서 변화한다.
즉, 가동관(82)이 반시계 방향회동한도위치에 있을 때, 가동관(82)의 흡기통로(85)의 개구(85b)는, 도 5에 실선으로 표시한 바와 같이 고정관(81)의 흡기통로(84)의 최상류부분에 임하고 있다. 따라서, 흡기통로(84)의 유효길이는 최장으로 된다. 이때, 흡기관(25)으로 부터 가동관(82)의 흡기통로(서지탱크)(85)에 공급된 흡입공기는, 고정관(81)의 흡기통로(84)에 유입하고, 흡기통로(84)내를 출구포오트(81c)를 향해서 도 5에 실선화살표시로 표시한 바와 같이 흐른다.
한편, 가동관(82)이 시계방향회동한계위치에 있을 때, 가동관(82)의 흡기통로(85)의 개구(85b)는, 도 5에 2점쇄선으로 표시한 바와 같이 고정관(81)의 흡기통로(4)의 최하류부분에 임하고, 흡기통로(84)의 유효길이는 최단으로 된다. 흡입공기는, 흡기통로(85)로부터 최단의 흡기통로(84)를 개재해서 출구포오트(81c)에 도 5에 2점쇄선 화살표시로 표시한 바와 같이 흐른다.
가동관(82)은, 2개의 회동한도위치의 사이에서 임의의 회동위치를 취한다. 그리고, 흡기통로(84)의 유효길이는, 가동관(82)의 회동위치에 따라서 연속적으로 변화한다. 흡기통로(84)의 유효길이가 짧아질수록, 텀블흐름의 세기가 커진다. 강한 텀블흐름이 요구되는 연료분사모드에서는 흡기통로(84)의 유효길이를 짧게 하는 것이 바람직하다.
상기의 구성, 작용을 가진 가변흡기장치(18)에 의하면, 압축행정분사모드의 압관운전시에는, 흡기통로(84)의 유효길이(보다 일반적으로 흡기계의 흡기통로전체의 유효길이)를 소요의 세기의 텀블흐름을 얻는데 족한 값까지 짧게 할 수 있다. 환언하면, 압축행정분사모드에 있어서도, 연소를 악화시키지 않기 위한 최저한도의 환언하면, 압축행정분사모드에 있어서도, 연소를 악화시키지 않기 위한 최저한도의 세기의 텀블흐름을 얻을 수 있는 범위내에서, 흡기통로(84)의 유효길이를 길게 할 수 있다. 이 때문에, 연소안정성을 악화시키는 일없이, 관성과급효과에 의해 체적효율(보다 일반적으로는 흡기효율)을 향상할 수 있다. 흡입공기량의 증가에 따라 열효율이 향상하고, 또 배기가스온도저하에 의해 열손실이 저감한다. 그 결과, 엔진출력토크를 향상할 수 있다.
또, 흡기행정분사희박모드에서는, 텀블흐름의 세기에 대한 요구가 압축행정분사모드보다도 작고, 압축행정분사모드보다도 흡기통로(84)의 유효길이의 변화를 크게 할 수 있다. 연소안정성을 악화시키는 일없이 관성과급효과에 의한 효율을 향상할 수 있고, 공기량의 증가에 따라 열효율이 향상하고, 또 배기가스온도저하에 의해 열손실이 저감하고, 그 결과 토크를 향상하는 일이 가능하게 된다.
또, 이론공연비모드에서는 텀블흐름에 대한 요구가 흡기행정분사희박모드보다도 작기 때문에, 흡기행정분사희박모드시보다도 통로(84)의 길이의 변화를 크게 하는 일이 가능하며, 기관운전상태에 따른 최적의 흡기통로(84)의 길이의 설정에 의해, 이론공연비모드전체영역, 특히 전체부하영역에 있어서 토크를 증대할 수 있다.
또한, 인리지모드에서는 텀블흐름에 대한 요구가 이온공연비모드보다도 작기 때문에, 이론공연모드시보다도 통로(84)의 길이의 변화를 크게 하는 일이 가능하며, 인리치모드전체영역, 특히 전체부화시등에 있어서 토크를 향상할 수 있다.
본 발명은 상기 제1 및 제2실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변형가능하다. 예를 들면, 본 발명의 제어장치를 구성하는 가변흡기장치는, 엔진흡기계의 흡기통로의 유효길이를 가변하는 것이라면 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 가변흡기장치를 이용해서 연소의 안정화 및 연비 및 기관출력의 향상을 도모할 수 있는 기통내부산형 내연기관의 제어장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 적어도 압축행정에서 연료분사를 행하는 압축행정분사모드 또는 흡기행정에서 연료분사를 행하는 흡기행정분사모드의 어느 것인가를 기관운전상태에 따라서 선택하는 기통내분사형 내연기관에 있어서,
    상기 내연기관의 연소실에 공기를 도입하는 흡기통로의 유효길이를 변경하는 가변흡기장치(18)와,
    상기 선택된 분사모드에 따라서 상기 가변흡기장치(18)를 동작시켜서 상기 흡기통로의 유효길이를 변경하는 흡기통로길이제어수단(ECU(70))을 구비하고,
    상기 압축행정분사모드에서는, 상기 가변흡기장치(18)는, 상기 흡기통로길이 제어수단(ECU(70))의 제어하에서 동작해서, 상기 흡기통로의 유효길이를 상기 흡기행정분사모드에서의 그것보다도 짧게 하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어장치가, 기관운전상태를 검출하는 운전상태검출수단을 또 구비하고,
    여기서, 상기 가변흡기장치(18)는, 상기 흡기통로길이제어수단(ECU(70))의 제어하에서 상기 흡기통로의 유효길이를 상기 운전상태검출수단에 의해 검출된 기관운전상태에 따라서 변경하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축행정분사모드에서의 흡기통로길이의 변경량을, 상기 흡기행정분사모드에서의 것보다도 작게 또는 영(zero)으로 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 기관부하와 상관관계에 있는 부하상관치를 검출하는 부하상관치검출수단을 또 구비하고,
    여기서, 상기 흡기행정분사모드는, 이론공연비보다도 농후화쪽의 공연비에 의해 상기 내연기관을 운전하는 인리치모드와, 이론공연비 또는 그 근처의 공연비에 의해 운전하는 이론공연비모드를 적어도 가지고,
    상기 인리치모드 또는 상기 이론공연비모드가 선택되었을 경우, 기관회전속도가 소정회전속도이하 또는 부하상관치가 소정치이상일 때, 상기 흡기통로길이를 압축행정분사모드에서의 것보다 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 기통내분사형 내연기관의 제어장치.
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