KR19990013481A

KR19990013481A - 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템

Info

Publication number: KR19990013481A
Application number: KR1019980025490A
Authority: KR
Inventors: 나가이시하쯔오; 우에다다까마사; 이와노히로시; 나까지마유끼
Original assignee: 하나와기이찌; 닛산지도샤가부시끼가이샤
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 1999-02-25
Also published as: US6058905A; EP0889218A3; EP0889218B1; DE69838199D1; KR100317159B1; EP0889218A2; DE69838199T2

Abstract

본 발명은 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 관한 것이다. 이 연료 분사 제어 시스템은 (a) 엔진 운전 조건에 따라서, 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건에 대하여 판정하는 기능을 수행하도록 구성되고, 연료는 흡기 행정 시에 균질 급기 연소에서 농후한 당량비를 형성하도록 공급되고, 연료는 압축 행정 시에 성층 급기 연소에서 희박한 당량비를 형성하도록 공급되며, 상기 농후한 당량비는 희박한 당량비보다 연료가 더 농후하며, (b) 엔진 운전이 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소 조건 사이에서 절환될 때 농후한 당량비와 희박한 당량비 사이의 범위 내에서 당량비를 점차적으로 절환시키는 기능과, (c) 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중 적어도 소정 시기에 제1 연료량과 제2 연료량을 엔진의 실린더 내로 각각 분사하는 기능을 수행하도록 구성된다.

Description

내연 기관용 연료 분사 제어 시스템

일본에서 1997년 7월 1일자로 출원된 일본 특허 출원 평9-176239호의 내용과 일본에서 1997년 7월 1일자로 출원된 일본 특허 출원 평9-176240호는 본 명세서에 참조로 수록되어 있다.

본 발명은 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관의 개량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 내의 연소 조건이 균질 급기 연소에서 성층 급기 연소로 절환되거나 또는 그 역으로 절환되는 시기 중의 연료 분사 제어 기술에 관한 것이다.

최근에, 연료 분사기 밸브로부터 엔진의 각 실린더 내로 연료를 직접 분사하는 실린더 직접 분사식 불꽂 점화 내연 기관이 주목되어 왔다. 이들 엔진(또는 기관)은 일반적으로 다음과 같이 구성된다. 실린더 내의 연소 조건 또는 방식은 균질 급기 연소에서 성층 급기 연소로 절환되거나 또는 그 역으로 절환되게 제어된다. 균질 급기 연소에서는, 연료가 흡기 행정에서 분사되어 연소실 내의 연료를 분산시킴으로써 실린더 내에 균질 공기 연료 혼합기(급기)를 형성한다. 성층 급기 연소에서는, 연료가 압축 행정에서 분사되어 점화 플러그 주위에 농후한 공기 연료 혼합기의 층을 집중적으로 형성함으로써 실린더 내에 성층 공기 연료 혼합기(급기)를 생성시킨다. 그러한 엔진의 예는 일본 특허 공개 공보 소59-37236호에 개시되어 있다.

상기 엔진과 관련해서, 엔진 속도와 엔진 부하(토크)에 따라서 설정된 연소 영역을 갖는 맵(map)에서 성층 급기 연소를 달성하는 연소 영역과 균질 급기 연소를 달성하는 연소 영역 사이에 소위 약성층 급기 연소를 달성하는 연소 영역을 설정하는 것이 제안되어 왔다. 상기 약성층 급기 연소 영역에서는, 실린더의 각 사이클에서의 흡입 행정 및 압축 행정 시에 2회 연료 분사가 각각 이루어진다. 이 약성층 연소 영역은 다음과 같은 이유로 인해 설정된다. 즉, 성층 급기 연소 영역과 균질 급기 연소 영역의 절환이 수행되는 시기 중에 토크 변화의 단차를 방지하기 위해서 성층 급기 연소 영역과 균질 급기 연소 영역에 있어서 서로 인접한 영역들의 당량비가 연속되게 설정하면, 성층 급기 연소 영역과 균질 급기 연소 영역 사이의 경계부 주위에서 성층 급기 연소와 균질 급기 연소 중 어느 연소에 대해서도 당량비가 부적절해지게 된다. 그 결과, 성층 급기 연소 영역의 (경계부 근방의) 일부에서는 점화 플러그 주위의 공기 연료 혼합기가 과도하게 농후해짐으로써 연기를 증가시키면서 실화를 발생시킨다. 균질 급기 연소 영역의 (경계부 근방의) 일부에서는 균질 공기 연료 혼합기가 과도하게 희박해짐으로써, 연소를 불안정하게 하면서 실화를 발생시킨다.

상술한 바와 같이, 성층 급기 연소 영역과 균질 급기 연소 영역 사이의 약성층 급기 연소 영역에서는, 점화 플러그의 점화 시기의 적절한 설정 시에 기본적으로 성층 급기 연소를 달성하면서 흡기 행정과 압축 행정에서 2회 연료 분사가 각각 이루어진다. 이것은 점화 플러그 주위의 과도하게 농후한 공기 연료 혼합기의 형성을 억제하며, 균질 급기 연소 하에서 실화와 불안정한 연소의 발생을 억제하면서 연기의 증가를 억제한다.

그러나, 상기 종래의 엔진에 있어서는, 흡기 행정과 압축 행정 각각에서의 연료 분사량의 배분율이 고려되지 않았기 때문에 문제점에 부딪혔다. 예를 들면, 당량비가 비교적 큰(농후한) 경우에는 압축 행정에서의 (성층 급기 연소용) 연료 분사량이 과도하게 커져서 실화를 발생시키는 경향을 제공하고, 당량비가 비교적 작은(희박한) 경우에는 (성층 급기 연소용) 연료 분사량이 과도하게 작아져서 실화를 발생시키는 경향을 제공할 가능성이 있게 된다.

부가적으로, 상술한 엔진에 있어서는, 안정된 상태의 엔진 운전 조건 하에서도 상기 약성층 급기 연소 영역에서 소정량의 연료를 두 부분으로 분할하는 2회 연료 분사가 이루어진다. 이것은 다음과 같은 문제점들을 야기시킨다. 즉, 소정량의 연료를 두 부분으로 분할함으로써 각각의 분사를 위한 연료량이 감소되며, 이에 따라 연료 분사기 밸브의 오프셋 에러[펄스 폭-연료 분사량 특성에서의 드리프트(drift) 양]가 확대된다. 이것은 실린더의 각 사이클에서 1회 연료 분사만이 이루어지는 엔진에 비해 공연비 제어의 정밀도를 저하시키고 배기 특성과 엔진의 구동성을 열화시킨다.

게다가, 흡기 행정에서의 연료 분사량이 작기 때문에 균질 공기 연료 혼합기(급기)가 과도하게 희박해져서 연소 화염이 희박한 공연비의 성층 급기 연소에서 불가피하게 소화됨으로써 탄화 수소(미연소 연료)의 배출량을 증가시킨다. 특히, 낮은 엔진 부하 운전 범위에서 분할된 2회 연료 분사가 이루어지면, 가연성 혼합기가 제2 연료 분사 시에 형성되므로, 제1 연료 분사 시에는 많은 양의 양료가 분사될 수 없게 되어 균질 혼합기가 과도하게 희박해진다.

더욱이, 안정된 상태의 엔진 운전 조건 하에서의 분할된 2회 연료 분사는 고전압 승압식으로 된 연료 분사기 밸브 구동용 구동 유닛에서 발생되는 열량을 증가시키거나 또는 이 구동 유닛이 발열을 억제하는 2개의 시스템을 포함하는 경우에 구동 유닛에 대한 생산 비용을 증가시킨다.

본 발명의 목적은 종래의 연료 분사 제어 시스템에서 부딪힐 수 있는 단점들을 효과적으로 극복할 수 있는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용의 개량된 연료 분사 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 실린더 내에서 안정된 연소를 제공할 수 있고, 공연비 제어의 고정밀도를 유지할 수 있으며, 실린더 내의 실화의 발생 및 연기의 증가를 억제할 수 있는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용의 개량된 연료 분사 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 소정의 엔진 운전 조건 하에서 흡기 행정과 압축 행정에서 2회 연료 분사가 각각 이루어지고, 흡기 행정과 압축 행정에서의 각각의 연료 분사량은 엔진 운전 조건에 따라 적절하게 배분되는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용의 개량된 연료 분사 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 실린더 내의 연소 조건이 성층 급기 연소에서 균질 급기 연소로 절환되거나 또는 그 역으로 절환되며, (공연비와 관련한) 당량비와 2회 연료 분사의 제어가 연소 조건의 절환이 이루어지는 때와 조합해서 달성되는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용의 개량된 연료 분사 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 일 실시예의 연료 분사 제어 시스템이 장착된 실린더 직접 분사식 내연 기관의 불꽂 점화 내연 기관의 개략도.

도2는 도1의 연료 분사 제어 시스템의 기능을 도시한 블록 선도.

도3은 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련해서, 분할된 2회 연료 분사가 이루어진 시기 중에 실린더의 흡기 행정과 압축 행정에서의 연료 분사량의 배분율을 연산하는 루틴의 흐름도.

도4는 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련해서, 연소 조건이 성층 급기 연소에서 균질 급기 연소로 절환되는 시기 중의 각종 제어 변수의 변화를 도시한 타임 차트.

도5는 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련해서, 드로틀 밸브와 엔진 속도의 개도 면에서 가중 평균 연산을 위한 가중치가 설정된 맵을 도시한 그래프.

도6은 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련해서, 엔진 부하와 엔진 속도 면에서 균질 급기 연소용 점화 시기가 설정된 맵을 도시한 그래프.

도7은 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련해서, 엔진 부하와 엔진 속도 면에서 성층 급기 연소용 점화 시기가 설정된 맵을 도시한 그래프.

도8a는 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련해서, 내분비 면에서 균질 급기 연소의 배분율이 설정된 맵을 도시한 그래프.

도8b는 도8a와 유사하지만 연소 조건을 고려해서 내분비 면에서 균질 급기 연소의 배분율을 설정한 맵을 도시한 그래프.

도8c는 도8b와 유사하지만 성층 급기 연소와 균질 급기 연소로부터의 당량비의 편차 면에서 균질 급기 연소의 배분율을 설정한 맵을 도시한 그래프.

도9는 도1의 연료 분사 제어 시스템과 관련한 연료 분사 제어용 루틴의 흐름도.

도10은 도1의 엔진과 관련한 점화 시기를 연산하는 루틴의 흐름도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 내연 기관(또는 엔진)

2 : 공기 여과기

3 : 흡기 통로

4 : 드로틀 밸브

5 : 연료 분사기 밸브

6 : 점화 플러그

20 : 제어 유닛

21, 22 : 크랭크각 센서

23 : 공기 유량계

24 : 가속기 센서

25 : 드로틀 밸브 개도 센서

26 : 엔진 냉각제 온도 센서

27 : 산소(O₂) 센서

A : 균질 연소 당량비 설정부

B : 성층 연소 당량비 설정부

C : 균질 연소/성층 연소 판정부

D : 절환부

E : 지연부

F : 연료 분사량 연산부

G : 배분율 연산부

H : 흡기 행정 분사량 연산부

I : 압축 행정 분사량 연산부

J : 균질 연소 분사 시기 연산부

K : 성층 연소 분사 시기 연산부

L : 분사 펄스 발생부

본 발명의 일 양태는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있다. 이 연료 분사 제어 시스템은 연료의 제1 배분율과 제2 배분율에 각각 상응하는 제1 연료량과 제2 연료량이 소정의 엔진 운전 조건 하에서 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 각각 분사되도록 엔진의 실린더 내로 분사될 연료를 조절하는 부분을 포함한다. 실린더 내에 형성될 공기 연료 혼합기의 공연비에 따라서 제1 배분율과 제2 배분율을 설정하는 부분이 제공된다.

본 발명의 다른 양태는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있다. 이 연료 분사 제어 시스템은 엔진 운전 조건에 따라서, 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건에 대하여 판정하는 부분을 포함한다. 연료는 흡기 행정 시에 균질 급기 연소에서 농후한 당량비를 형성하도록 공급되고, 연료는 압축 행정 시에 성층 급기 연소에서 희박한 당량비를 형성하도록 공급되며, 상기 농후한 당량비는 희박한 당량비보다 연료가 더 농후하다. 엔진 운전이 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소 조건 사이에서 절환될 때 농후한 당량비와 희박한 당량비 사이의 범위 내에서 당량비를 점차적으로 절환시키는 부분이 제공된다. 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중 적어도 소정 시기에 제1 연료량과 제2 연료량을 엔진의 실린더 내로 각각 분사하는 부분이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있다. 이 연료 분사 제어 시스템은 엔진의 엔진 운전 조건을 검출하는 부분을 포함한다. 엔진 운전 조건에 따라서 당량비를 연산하는 부분이 제공된다. 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 제1 연료량과 제2 연료량을 각각 분사하도록 엔진의 실린더 내로 분사될 연료를 조절하는 부분이 제공된다. 당량비에 따라서 제1 연료량과 제2 연료량에 각각 상당하는 제1 배분율과 제2 배분율을 연산하는 부분이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있다. 이 연료 분사 제어 시스템은, (a) 연료의 제1 배분율과 제2 배분율에 각각 상당하는 제1 연료량과 제2 연료량이 소정의 엔진 운전 조건 하에서 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 각각 분사되도록 엔진의 실린더 내로 분사될 연료를 조절하는 기능과, (b) 실린더 내에 형성될 공기 연료 혼합기의 공연비에 따라서 상기 제1 배분율과 상기 제2 배분율을 설정하는 기능을 수행하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 양태는 실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있다. 이 연료 분사 제어 시스템은 (a) 엔진 운전 조건에 따라서, 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건에 대하여 판정하는 기능을 수행하도록 구성되고, 연료는 흡기 행정 시에 균질 급기 연소에서 농후한 당량비를 형성하도록 공급되고, 연료는 압축 행정 시에 성층 급기 연소에서 희박한 당량비를 형성하도록 공급되며, 상기 농후한 당량비는 희박한 당량비보다 연료가 더 농후하며, (b) 엔진 운전이 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소 조건 사이에서 절환될 때 농후한 당량비와 희박한 당량비 사이의 범위 내에서 당량비를 점차적으로 절환시키는 기능과, (c) 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중 적어도 소정 시기에 제1 연료량과 제2 연료량을 엔진의 실린더 내로 각각 분사하는 기능을 수행하도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 흡입 행정과 압축 행정에서의 연료 분사량은 소정의 엔진 운전 조건에서 공연비와 관련한 당량비에 따라 배분된다. 그 결과, 적절한 공연비를 갖는 공기 연료 혼합기가 점화 플러그 주위의 내부 공간과 이 내부 공간을 둘러싸는 외부 공간에 각각 형성됨으로써, 당량비의 연소 한계를 확대시키며, 이에 따라 실린더 내의 실화 및 불안정 연소를 방지한다.

보다 상세하게는, 현재의 엔진 운전이 엔진 운전 조건 예를 들어 엔진 속도와 엔진 부하에 따라서 균질 급기 연소 조건 또는 성층 급기 연소 조건에 있는 지에 대한 판정이 이루어진다. 현재의 엔진 운전이 균질 급기 연소 조건에서 성층 급기 연소 조건으로 절환된 것거나 또는 그 역으로 절환된 것으로 판정되면, 균질 급기 연소 조건에서의 비교적 농후한 당량비는 비교적 긴 시간을 두고 성층 급기 연소 조건에서의 비교적 희박한 당량비로 절환되거나 또는 그 역으로 절환된다. 연소 조건의 점차적인 절환의 결과, 균질 급기 연소와 성층 급기 연소간의 토크 변화 단차의 발생이 방지될 수 있으며, 이에 따라 균질 급기 연소 영역과 성층 급기 연소 영역은 균질 급기 연소 영역과 성층 급기 연소 영역 사이에 당량비의 차이가 생길 때에 서로 이웃할 수 있다. 그 결과, 균질 급기 연소 영역과 성층 급기 연소 영역의 경계부 근방에 안정된 연소가 달성될 수 있어서, 실화의 발생과 연기의 증가를 효과적으로 억제하면서 공연비 제어의 고정밀도를 유지할 수 있다.

공연비가 절환되는 천이 시기에, 연료의 흡기 행정과 압축 행정의 양측에서 분할 분사된다. 그 결과, 점화 플러그 주위의 공기 연료 혼합기의 공연비가 적절한 농후 상태로 유지될 수 있는 동시에, 균질 공기 연료 혼합기가 그러한 농후 공기 연료 혼합기 주위에 형성된다. 이것은 당량비의 연소 한계를 확대시킴으로써 실화의 발생을 방지하면서 안정된 연소를 실현한다.

게다가, 분할된 2회 연료 분사 중에 흡기 행정에서의 연료 분사에 의해 형성된 균질 공기 연료 혼합기가 과도하게 희박해질 가능성이 있는 경우에도, 그와 같은 과도하게 희박한 혼합기의 형성은 미연소 탄화 수소의 배출 증가에 영향을 주지 않을 만큼 일시적으로만 발생된다. 이러한 일시적 분할 2회 연료 분사는 연료 분사기 밸브용 구동 유닛의 발열 증대를 억제할 수 있으며, 연료 분사기 밸브용 고전압 승압식 구동 유닛의 이중 시스템을 제공하는 것을 불필요하게 함으로써 저가의 연료 분사기 밸브용 구동 유닛의 사용을 가능케 한다.

이제 도면들 중 도1을 참조하면, 본 발명에 따른 연료 분사 제어 시스템의 일 실시예가 참조 부호 S로 도시되어 있다. 본 실시예의 연료 분사 제어 시스템(S)은 자동차의 실린더 직접 분사식 불꽂 점화 내연 기관용이다. 이 엔진(기관)은 (도시하지 않은) 차체 상에 장착된 엔진 본체(1)를 포함한다. 엔진 본체(1)는 복수의 실린더를 포함하며, 이들 실린더의 각각에는 전자 제어식 드로틀 밸브(4)의 제어 하에 공기 여과기(2)로부터 흡기 통로(3)를 통해 공기가 공급된다. 각 실린더 내에는 연소실(참조 부호 없음)이 형성된다. 드로틀 밸브(4)는 그 개도가 스텝 모터 등의 작용 하에서 제어 유닛(20)으로부터의 신호에 따라 제어되게 작동된다. 전자기 제어식 연료 분사기 밸브(5)가 연소실에 대해 연료(가솔린)를 연소실 내로 직접 분사하도록 배치된다. 연료 분사기 밸브(5)는 각 실린더의 흡기 행정 및/또는 압축 행정에서 엔진 회전수에 동기해서 제어 유닛(20)으로부터 출력되는 분사 펄스 신호에 따라서 (소정 압력을 갖게 압력 조절된) 연료를 분사하도록 배치된다. 연료 분사기 밸브(5)는 연료 분사기 밸브(5)의 솔레노이드의 여기 시에 그와 같은 연료 분사를 달성하도록 개방된다.

실린더의 흡기 행정에서의 연료 분사인 경우에, 연료 분사기 밸브(5)로부터 분사된 연료는 연소실 내에 분산되어 연소실 내에 균질 공기 연료 혼합기를 형성한다. 실린더의 압축 행정에서의 연료 분사인 경우에, 연료 분사기 밸브(5)로부터 분사된 연료는 점화 플러그(6) 주위에 집중되어 연소실 내에 성층 공기 연료 혼합기를 형성한다. 그와 같은 공기 연료 혼합기는 제어 유닛(6)으로부터의 점화 신호 출력에 따라서 점화 플러그(6)에 의해 점화됨으로써 균질 급기 연소 또는 성층 급기 연소를 달성한다. 보다 상세하게는, 균질 급기 연소는 이론 공연비의 균질 급기 연소와 희박 공연비(20 : 1 내지 30 : 1)의 균질 급기 연소를 포함한다. 성층 급기 연소는 희박 공연비(약 40 : 1)의 성층 급기 연소를 포함한다. 엔진 본체(1)에는 배기 가스 통로(7)가 제공되며, 이 배기 가스 통로를 통해서 각 실린더로부터의 배기 가스가 배출된다. 촉매 변환기(8)가 배기 가스 통로(7) 내에 배치되어 배기 가스를 정화한다.

제어 유닛(20)은 CPU, ROM, RAM, A/D 변환기, 입출력 입터페이스 등을 구비한 마이크로컴퓨터를 포함한다. 제어 유닛(20)으로 입력되어야 할 신호를 출력하는 각종 센서들이 제공된다. 그와 같은 센서들에 대해 설명하기로 한다. 엔진 본체(1)의 크랭크축(참조 부호 없음)의 회전 각도를 검출하는 크랭크각 센서(21)가 제공되고, 캠축(참조 부호 없음)의 회전 각도를 검출하는 다른 크랭크각 센서(22)가 제공된다. 이들 크랭크각 센서(21, 22)는 720°/n(n ＝ 실린더의 개수)의 크랭크각마다 소정 크랭크각(각 실린더의 압축 행정에서의 상사점 전의 소정 크랭크각 위치)에서 표준 펄스 신호(REF)를 출력하고, 1 내지 2°의 크랭크각마다 단위 펄스 신호(POS)를 출력하도록 되어 있다. 엔진 본체(1)의 엔진 속도(Ne)는 표준 펄스 신호(REF)의 사이클 등에 따라 연산될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

드로틀 밸브(4) 상류의 흡기 통로(3) 내에는 흡기량(실린더로 도입되는 흡입 공기의 양)(Qa)을 검출하기 위한 공기 유량계(23)가 배치된다. 차량의 가속기 조작량(ACC) 또는 가속기 페달(참조 부호 없음)의 압하량을 검출하는 가속기 센서(24)가 제공된다. 드로틀 밸브(4)의 개도(TVO)를 검출하는 드로틀 위치 센서(25)가 제공되며, 이 센서는 드로틀 밸브(4)의 완전 폐쇄 위치에서 ON으로 절환되는 아이들(idle) 스위치(참조 부호 없음)를 포함한다. 엔진 냉각제의 온도(Tw)를 검출하는 엔진 냉각제 온도 센서(26)가 제공된다. 배기 가스 통로(7) 내에는 농후 혼합기(배기 가스의 저산소 함량) 또는 희박 혼합기(배기 가스의 고산소 함량)에 따라서, 즉 배기 가스 통로(7) 내의 배기 가스의 산소 함량에 따라서 신호를 출력하기 위한 산소(O₂) 센서(27)가 배치된다. 산소 함량은 연소실 또는 실린더 내의 공기 연료 혼합기의 (실질) 공연비를 나타낸다.

여기서, 제어 유닛(20)은 상술한 센서들로부터의 신호를 입력해서 마이크로컴퓨터의 작용하에서 소정의 연산 처리를 행하며, 전자 제어식 드로틀 밸브(4)의 개도, 연료 분사기 밸브(5)의 연료 분사량(연소실로 분사될 연료의 양), 및 점화 플러그(6)의 점화 시기를 제어하는 각종 명령 신호를 출력하는 기능을 한다.

도3을 참조해서 연소 조건 절환 시기 중의 연료 분사 제어 시스템(S) 실시예의 제어 기능에 대해 설명하기로 한다.

균질 급기 연소 중에 엔진 속도나 엔진 부하 등과 같은 엔진 운전 조건에 따라서 당량비(이론 공연비/실질 공연비)를 설정하는 균질 연소 당량비 설정부(A)가 제공된다. 당량비는 연소실 내의 공기 연료 혼합기의 실질 공연비와 밀접한 관련이 있음을 이해할 수 있을 것이다.

성층 급기 연소 중에 엔진 속도나 엔진 부하 등과 같은 엔진 운전 조건에 따라서 당량비를 설정하는 성층 연소 당량비 설정부(B)가 제공된다.

엔진 운전 조건에 따라서 균질 급기 연소와 성층 급기 연소 중 어느 것을 수행해야 하는 지에 대해 판정하는 균질 연소/성층 연소 판정부(C)가 제공된다.

균질 연소/성층 연소 판정부(C)의 판정 결과에 따라서 당량비를 설정하기 위해 균질 연소 당량비 설정부(A)에 의해 설정된 당량비를 성층 연소 당량비 설정부(B)에 의해 설정된 당량비로 절환하거나 또는 그 역으로 절환하는 절환부(D)가 제공된다.

절환부(D)로부터 출력된 당량비에 대해 지연 처리를 적용하는 지연부(E)가 제공된다. 이 지연 처리는 다음과 같은 이유로 적용된다. 즉, 당량비가 연소 조건의 절환에 따라서 단계적으로 절환되면, 흡기량에 대한 절환 작용 후의 흡기량의 변화 지연으로 인해 토크 변화의 단차가 발생한다. 이를 감안해서, 상기 지연부(E)의 작용 하에서, 당량비가 흡기량의 변화 지연에 대응해서 점차적으로 변화됨으로써 엔진 토크가 원활하게 변할 수 있게 해준다.

기본적으로 흡기량, 엔진 속도 및 지연 처리를 적용한 당량비에 따라 연료 분사량을 연산해서 연료 분사량의 기본치를 얻는 연료 분사량 연산부(F)가 제공된다. 이와 같이 얻어진 연료 분사량 기본치는 엔진 냉매 온도나 당량비 보정 계수 등에 의해 보정됨으로써 연료 분사량을 얻는다.

절환부(D)에서의 당량비와 지연부(E)에서의 당량비 중 어느 한 쪽의 당량비에 따라서 연소 조건(균질 급기 연소 또는 성층 급기 연소)의 절환이 이루어지고 있을 때, 흡기 행정에서 연료의 (균질 급기 연소용의) 제1 연료 분사량을 분사시키는 배분율과 압축 행정에서 연료의 (성층 급기 연소용의) 제2 연료 분사량을 분사시키는 배분율을 연산하는 배분율 연산부(G)가 제공된다.

배분율 연산부(G)에 의해 연산된 배분율에 따라서, 연료 분사량 연산부(F)에 의해 연산된 연료 분사량(또는 실린더내 피스톤의 각 행정에 대한 총 연료 분사량)을 제1 연료 분사량과 제2 연료 분사량으로 분할하는 흡기 행정 분사량 제어부(H) 및 압축 행정 분사량 연산부(I)가 제공된다. 다시 말해서, 흡기 행정 분사량 제어부(H)과 압축 행정 분사량 연산부(I)는 제1 연료 분사량과 제2 연료 분사량을 각각 연산한다. 제1 연료 분사량은 흡기 행정에 기초를 두고 있는 반면에, 제2 연료 분사량은 압축 행정에 기초를 두고 있다.

균질 급기 연소 중에 연료 분사 시기[또는 연료 분사기 밸브(5)로부터 연료를 분사시키는 시기]를 연산하는 균질 연소 분사 시기 연산부(J)가 제공된다.

성층 급기 연소 중에 연료 분사 시기를 연산하는 성층 연소 분사 시기 연산부(K)가 제공된다.

균질 연소 분사 시기 연산부(J)에 의해 연산된 균질 급기 연소용 연료 분사 시기에, 흡기 행정에서의 연료 분사량에 대응하는 펄스 폭을 갖는 연료 분사 펄스(또는 연료를 분사하기 위해 연료 분사기 밸브를 개방하는 펄스 폭 시간)을 발생시키고, 마찬가지로 성충 연소 분사 시기 연산부(K)에 의해 연산된 성층 급기 연소용 연료 분사 시기에 압축 행정에서의 연료 분사량에 대응하는 펄스 폭을 갖는 연료 분사 펄스를 발생시키는 분사 펄스 발생부(L)가 제공된다.

상기 부분들의 작용 하에서, 연소 조건 전환 시기 중에 흡입 및 압축 행정에서는 2회 연료 분사(제1 연료 분사 및 제2 연료 분사)가 각각 수행된다. 제1 연료 분사 및 제2 연료 분사 시의 제1 연료 분사량 및 제2 연료 분사량은 각각 상술한 배분량으로 각각 분할된다.

다음은 도3의 흐름도와 도4의 타임 차트와 더불어 연료 분사량의 배분율을 설정하는 루틴에 대해 설명하기로 한다. 이 루틴은 소정 시간 예를 들어 10 ㎳마다 수행된다.

단계 S1에서는, 엔진 속도나 엔진 부하 등과 같은 엔진 운전 조건에 따라서 성층 급기 연소와 균질 급기 연소 중 어느 하나가 선택된다[균질 연소/성층 연소 판정부(C)]. 다시 말해서, 이 단계에서 엔진 운전 조건에 따라 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건이 판정된다.

단계 S2에서는, 균질 급기 연소와 성층 급기 연소 중 어느 쪽이 선택되어야 할 지에 대한 판정이 이루어진다[절환부(D)].

단계 S2에서 성층 급기 연소가 선택된 경우에, 그 흐름은 단계 S3으로 진행해서 예를 들어 맵을 검색함으로써 성층 급기 연소용 당량비를 연산한다[성층 연소 당량비 설정부(B)].

단계 S2에서 균질 급기 연소가 선택된 경우에, 그 흐름은 단계 S4로 진행해서 예를 들어 맵을 검색함으로써 균질 급기 연소용 당량비를 연산한다[균질 연소 당량비 설정부(A)에서].

단계 S5에서, 엔진 속도 및 드로틀 밸브 개도(TVO)와 같은 엔진 운전 조건에 따라서 예를 들어 (도5에 도시된 바와 같이) 맵을 검색함으로써 연산된 당량비에 대한 지연 처리에서 사용된 가중 평균의 현재치에 대한 가중치(Fload)를 얻기 위한 연산이 이루어진다.

단계 S6에서, 가중치(Fload)을 사용해서 다음 식에 따라 당량비(Tφ)를 가중 평균해서 지연 처리를 달성한다.

Tφdn ＝ Tφn × Fload ＋ Tφdn-1 × (1 - Fload)

예를 들면, 성층 급기 연소에서 균질 급기 연소로 연소 조건이 절환되면, 당량비는 지연 처리를 받은 매핑된 값으로부터 균질 급기 연소용 목표치(당량비)로 근접하도록 점차적으로 증가된다.

도3으로 돌아가면, 단계 S7에서 다음 식에 따라 연료 분사량(Te)이 연산된다[연료 분사량 연산부(F)].

Te ＝ Tp × Tφd × Ktr × Ktw × Kas ×(α ＋ αm)

여기서, Tp는 [공기 유량계(23)에 의해 검출된] 흡기량(Q)과 엔진 속도(n)에 따라 얻어진 기본 연료 분사량(＝kQ/N, 여기서 k는 상수)이고, Ktr은 천이 보정 계수이며, Ktw는 냉각제 온도 보정 계수이고, Kas는 엔진 시동 후에 연료 분사량을 증가시키는 보정 계수이며, α는 공연비 피드백 보정 계수이고, αm은 공연비 피드백 보정 계수(α)의 학습치이다.

단계 S8에서, 엔진 속도(N)와 엔진 부하에 따라서, 예를 들어 균질 급기 연소 및 성층 급기 연소의 각각에 대해 (도6 또는 도7에 도시한 바와 같이) 맵을 검색함으로써 성층 급기 연소용 연료 분사 시기(ITS)와 균질 급기 연소용 연료 분사 시기(ITS)가 연산된다.

단계 S9에서, 균질 급기 연소용 연료 분사 시기(ITS)가 설정된다.

단계 S10에서, 상기 지연 처리 하에 얻어진 당량비(Tφdn)가 균질 급기 연소용 하한치(TφH)보다 소정치(α1)만큼 작은, 균질 연소 절환용 판정치보다 큰 지의 여부에 대한 판정이 이루어진다. 당량비(Tφdn)가 그 판정치보다 큰 것으로 판정되면, 그 흐름은 단계 S11로 진행해서 균질 급기 연소용 배분율을 100％로 설정하고 성층 급기 연소용 배분율을 0％로 설정함으로써, 단계 S7에서 연산된 총 연료 분사량(Te)이 피스톤의 흡기 행정에서 분사됨으로써 완전한 균질 급기 연소를 달성한다.

당량비(Tφdn)가 균질 급기 연소로의 절환용 판정치보다 크지 않은 것으로 판정되면, 그 흐름은 단계 S12로 진행해서 당량비(Tφd)가 성층 급기 연소용 상한치(TφS)보다 소정치(α2)만큼 큰, 성층 급기 연소 절환용 판정치보다 작은 지의 여부에 대한 판정이 이루어진다. 당량비(Tφdn)가 그 판정치보다 작은 것으로 판정되면, 그 흐름은 단계 S13으로 진행해서 균질 급기 연소용 배분율을 0％로 설정하고 성층 급기 연소용 배분율을 100％로 설정함으로써, 단계 S7에서 연산된 총 연료 분사량(Te)이 피스톤의 압축 행정에서 분사됨으로써 완전한 성층 급기 연소를 달성한다.

당량비(Tφdn)가 단계 S12에서 성층 급기 연소 절환용 판정치보다 작은 것으로 판정되면[즉, 당량비(Tφdn)가 TφS ＋ α2 ＜ Tφd＜ TαH - α1의 범위 내에 있는 경우에], 다음과 같은 판정이 이루어진다. 즉, 현재 상태는 본 발명의 연소 조건 절환 시기에 대응하며, 이에 따라 흡기 행정 및 압축 행정에서 각각 2회 연료 분사가 이루어져야 하는 것으로 판정한다. 그 다음, 그 흐름은 S14로 진행해서 2회 연료 분사를 달성한다.

단계 S14에서, 당량비(Tφdn는 (성층 급기 연소용) 하한치(TφS)와 (균질 급기 연소용) 상한치(TαH )에 의해 내분됨으로써, 다음 식에 따라 내분비를 얻는다.

Tφdn의 내분비 ＝ (Tφdn - TφS)/(TαH - Tφd)

내분비(＝0 내지 1)를 얻기 위해서 당량비(Tφdn)는 성층 급기 연소 절환용 판정치(TφS ＋ α2)와 균질 연소 절환용 판정치(TφS - α1)에 의해 내분될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

단계 S15에서, 균질 급기 연소용 (연료 분사량의) 배분율은 상기 내분비(Tφdn)에 따라서 도8a에 도시된 표로부터 검색된다. 연료 분사량의 배분율은 당량비(Tφdn)의 증가와 더불어 증가하며, 여기서 배분율은 0％보다 상당량 큰 최소치로부터 100％보다 상당량 작은 최대치의 범위 내로 설정된다. 이것은 연료 분사량이 너무 작아지는 경우 연료 분사기 밸브(5)로부터의 연료 분사량의 정밀도가 적정치로로 유지될 수 없기 때문이다. 도8a의 표는 도8b에 도시된 표로 대체될 수 있으며, 이 도8b의 표는 성층 급기 연소 및 균질 급기 연소의 영역들을 취할 때에 설정되었다. 또한, 도8a의 표는 도8c에 도시된 표로 대체될 수 있으며, 이 도8c의 표는 성층 급기 연소와 균질 급기 연소로부터의 당량비의 편차 면에서 배분율을 설정하고 있다. 여기서, 맵으로부터 검색된 값들을 성층 급기 연소와 균질 급기 연소에서의 당량비로 사용하는 것이 바람직하지만, 편리하게는 표준 당량비가 사용될 수도 있다.

따라서, 상기 실시예에 따르면, 흡기 행정과 압축 행정에서 각각 분사되어야 할 분할 연료량은 그 당량비에 따라 연산된 배분량에 따라 배분되며, 이에 따라 연료량이 당량비에 따라 적절하게 배분될 수 있어서, 그 당량비에서의 연소 한계를 확대하면서 실화 및 불안정 연소를 효과적으로 방지한다.

당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중에, 연료의 분할 분사가 달성됨으로써 이 시기 중의 연료의 연소성을 안정시켜서 실린더 내에서의 실화의 발생을 효과적으로 방지한다. 특히, 본 실시예에 있어서는 연료의 분할 분사가 수행되는 시기가 당량비의 범위 내로, 보다 상세하게는 연소 조건 절환 전후 시기에서 당량비로부터 소정 편차를 갖는 당량비의 범위 내로 설정된다. 이것은 실린더 내의 공연비가 과도하게 농후해지거나 또는 과도하게 희박해지는 것을 방지함으로써 실린더 내의 안정된 연소를 확보한다. 부가적으로, 자동차 공조기의 부하의 인가 시에 연소 조건이 성층 급기 연소에서 이론 공연비의 균질 급기 연소로 변화되면, 그 이론 공연비에 상당하는 당량비(＝1)로부터의 편차가 엔진 속도에 따라서 설정된다. 이는 균질 급기 연소의 희박 한계용 당량비가 엔진 속도에 따라 결정되기 때문이다.

연소 조건 절환이 달성되면, 드로틀 밸브(4)의 개도는 연소 절환의 판단에 따라 제어된다. 예를 들면, 도4에 도시된 일 예에서, 드로틀 밸브 개도는 연소 조건 절환의 판단 시에 감소 제어된다. 이와 같이 제어된 드로틀 밸브 개도에 따라서, 실린더로 공급될 공기의 흡기량이 점차적으로 변화된다(도4에 도시된 예에서는 점차적으로 감소함). 엔진 토크는 흡기량의 변화 지연에 따라 그 당량비를 점차적으로 변화시키는 제어 하에서 대략 일정 수준으로 제어된다. 부가적으로, 점화 플러그(6)의 점화 시기(점화 진각)는 당량비의 변화에 따라 성층 급기 연소에 대응해서 설정되면서 점차적으로 변화되는 데, 이는 분할 연료 분사가 이루어지는 시기 중에는 기본적으로 성층 급기 연소가 이루어지기 때문이다. 예를 들면, 도4에 도시된 예에서, 점화 시기는 연소 조건 절환이 근접함에 따라 점차적으로 지연된다. 그 다음, 점화 시기는 분할 연료 분사로부터 균질 급기 연소용를 위한 단일 연료 분사로의 절환에 동기해서 단계적으로 변환되며, 여기서 균질 급기 연소로의 절환이 이루어지면 점화 시기는 진각된다. 당량비가 균질 급기 연소 하에서 변화되고 있는 시기 중에, 점화 시기는 점차적으로 변화하도록 제어된다.

다음은 도9의 흐름도를 참조해서 연료 분사 제어 루틴에 대해 설명하기로 한다. 이 연료 분사 제어 루틴은 연료 분사량의 배분율에 따라서 수행된다. 이 루틴은 균질 급기 연소용 연료 분사 시기(ITS)가 도래했을 때 수행된다.

단계 S21에서, 상술한 배분율이 100％인지의 여부에 대한 판정이 이루어진 다. 100％가 아닌 경우에, 그 흐름은 단계 S22로 진행해서 배분율이 0％인지의 여부를 판정한다. 0％가 아닌 경우에, 분할(2회) 연료 분사가 이루어져야 하며, 따라서 그 흐름은 단계 S23으로 진행한다.

단계 S22에서, 연료 분사량(연료 분사기 밸브로 출력되는 펄스 폭)(Ti1)이 다음 식에 의해 연산된다.

Ti1 ＝ Te × 배분율 ＋ Ts

여기서, Ts는 분사 분사기 밸브를 폐쇄 상태에서 개방 상태로 하기 위해 요구되는 무효 분사량이다.

단계 S24에서, 압축 행정에서의 연료 분사량(Ti2)이 다음 식에 의해 연산된다.

Ti2 ＝ Te × (1- 배분율) ＋ Ts

계속해서, 그 흐름은 단계 25로 진행해서 별도의 점화 시기 연산 루틴에 따라서 연산되었던 점화 시기(ADVS)를 설정한다. 이 점화 시기(ADVS)는 2회 연료 분사가 수행되는 경우에서의 연소 조건이 기본적으로는 성층 급기 연소이기 때문에 성층 급기 연소용이다.

단계 S26에서, 연료 분사량(Ti1)의 연료 분사가 흡기 행정에서의 연료 분사 시기(ITH)에 개시된다.

단계 S27에서, 성층 급기 연소용 연료 분사 시기(ITS)가 설정된다

단계 S28에서, 압축 행정에서의 연료 분사량(Ti2)이 설정된다.

그 결과, 연료 분사량(Ti2)의 연료 분사가 흡기 행정에서의 연료 분사 시기(ITS)에 개시된다.

배분율이 단계 S21에서 100％인 것으로 판정된 경우에, 완전한 균질 급기 연소가 수행되어야 하며, 이에 따라 그 흐름은 단계 S29로 이행해서, 다음 식에서 나타낸 바와 같이 흡기 행정에서 분사되어야 할 연료의 (균질 급기 연소용) 분사량(Ti1)이 연산되고 압축 행정에서 분사될 연료의 양이 0으로 설정된다.

Ti1 ＝ Te (×100％) ＋ Ts

Ti2 ＝ 0

계속해서, 그 흐름은 단계 S30으로 진행해서, 별도의 점화 시기 연산 루틴에 따라 연산되었던 (균질 급기 연소용) 점화 시기가 설정된다. 그 후, 그 흐름은 단계 S25로 진행한다. 그 결과, 점화 시기(ADVH)에서 불꽂 점화가 이루어짐으로써, 균질 급기 연소를 달성한다.

배분율이 단계 S22에서 0％인 것으로 판정된 경우에, 완전한 성층 급기 연소가 수행되어야 하며, 이에 따라 그 흐름은 단계 S31로 이행해서, 다음 식에서 나타낸 바와 같이 흡기 행정에서 분사되어야 할 연료의 (균질 급기 연소용) 분사량(Ti1)이 0으로 설정되고 압축 행정에서 분사되어야 할 (성층 급기 연소용) 연료의 양이 연산된다.

Ti1 ＝ 0

Ti2 ＝ Te (× 100％) ＋ Ts

계속해서, 그 흐름은 단계 S25로 이행해서, (성층 급기 연소용) 점화 시기가 설정되고, 그 후 그 점화 시기(ADVS)에서 불꽃 점화가 이루어짐으로써 성층 급기 연소를 달성한다.

도11은 소정 시간(예를 들면, 10 ㎳) 간격으로 수행되어야 할 점화 시기 연산 루틴을 도시하고 있다. 단계 S32에서, (균질 급기 연소용) 점화 시기(ADVH)가 엔진 운전 조건, 예를 들면 엔진 속도(N)과 기본 연료 분사량(Tp) 등의 엔진 부하에 따라 연산된다. 단계 S33에서, (성층 급기 연소용) 점화 시기(ADVS)가 단계 S32와 유사하게 연산된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본원 발명의 연료 분사 시스템에 의하면, 실린더 내에서 안정된 연소를 제공할 수 있고, 또 실린더 내의 실화의 발생 및 연기의 증가를 억제할 수 있으며, 또 흡기 행정과 압축 행정에서의 각각의 연료의 분사량이 엔진 운전 조건에 따라 적절하게 배분되는 효과가 있다.

Claims

실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있어서,

연료의 제1 배분율과 제2 배분율에 각각 상당하는 제1 연료량과 제2 연료량이 소정의 엔진 운전 조건 하에서 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 각각 분사되도록 엔진의 실린더 내로 분사될 연료를 조절하는 부분과,

실린더 내에 형성될 공기 연료 혼합기의 공연비에 따라서 상기 제1 배분율과 상기 제2 배분율을 설정하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제1항에 있어서, 엔진 운전 조건에 따라서, 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건에 대하여 판정하는 부분과,

엔진 운전이 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소 조건 사이에서 절환될 때 농후한 당량비와 희박한 당량비 사이의 범위 내에서 당량비를 점차적으로 절환시키는 부분을 포함하며,

연료는 흡기 행정 시에 균질 급기 연소에서 농후한 당량비를 형성하도록 공급되고, 연료는 압축 행정 시에 성층 급기 연소에서 희박한 당량비를 형성하도록 공급되며, 상기 농후한 당량비는 희박한 당량비보다 연료가 더 농후하며,

상기 연료 조절부는 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중 적어도 소정 시기에 제1 연료량과 제2 연료량을 엔진의 실린더 내로 각각 분사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제1항에 있어서, 제1 배분율이 당량비와 더불어 증가하도록 제1 배분율을 연산하는 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제1항에 있어서, 성층 급기 연소와 균질 급기 연소 각각에서의 당량비로부터의 현재의 당량비의 편차에 따라서 각각의 배분율을 연산하는 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제1항에 있어서, 각각이 성층 급기 연소와 균질 급기 연소용인 제1 당량비와 제2 당량비에 대한 현재의 당량비의 내분비에 따라서 각각의 배분율을 연산하는 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 연료 분사 제어 시스템.
제5항에 있어서, 제1 당량비와 제2 당량비는 성층 급기 연소와 균질 급기 연소 사이의 절환이 이루어지는 전후 시기에 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제2항에 있어서, 상기 연료 조절부는 흡기 행정과 압축 행정 시에 성층 급기 연소로부터 균질 급기 연소로의 절환 요구가 발생되는 제1 시기와 점화 플러그의 점화 시기가 균질 급기 연소에 대응하는 점화 시기로 절환되는 제2 시기 사이의 시기 중에 제1 연료량과 제2 연료량을 각각 분사하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제2항에 있어서, 상기 연료 조절부는 소정 범위의 당량비 내에서 압축 행정과 흡기 행정 시에 제1 연료량과 제2 연료량을 각각 분사하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제2항에 있어서, 상기 연료 조절부는 흡기 행정과 압축 행정 시에 점차적으로 절환되는 당량비가 엔진 운전의 절환전 시기의 당량비로부터 소정치보다 큰 편차를 갖는 제1 시기와 당량비가 엔진 운전의 절환후 시기의 당량비로부터 소정치보다 작은 편차를 갖는 제2 시기 사이의 시기 중에 제1 연료량과 제2 연료량을 각각 분사하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제5항에 있어서, 균질 급기 연소가 대략 이론 공연비에 있을 때 대략 이론 공연비에 상당하는 당량비를 위해 엔진의 회전 속도에 따라서 각각의 소정치를 설정하는 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
제2항에 있어서, 엔진 운전 조건을 검출하는 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있어서,

엔진 운전 조건에 따라서, 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건에 대하여 판정하는 부분과,

엔진 운전이 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소 조건 사이에서 절환될 때 농후한 당량비와 희박한 당량비 사이의 범위 내에서 당량비를 점차적으로 절환시키는 부분과,

실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중 적어도 소정 시기에 제1 연료량과 제2 연료량을 엔진의 실린더 내로 각각 분사하는 부분을 포함하고,

연료는 흡기 행정 시에 균질 급기 연소에서 농후한 당량비를 형성하도록 공급되고, 연료는 압축 행정 시에 성층 급기 연소에서 희박한 당량비를 형성하도록 공급되며, 상기 농후한 당량비는 희박한 당량비보다 연료가 더 농후한 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있어서,

엔진의 엔진 운전 조건을 검출하는 부분과,

엔진 운전 조건에 따라서 당량비를 연산하는 부분과,

실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 제1 연료량과 제2 연료량을 각각 분사하도록 엔진의 실린더 내로 분사될 연료를 조절하는 부분과,

당량비에 따라서 제1 연료량과 제2 연료량에 각각 상당하는 제1 배분율과 제2 배분율을 연산하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있어서,

상기 연료 분사 제어 시스템은, 연료의 제1 배분율과 제2 배분율에 각각 상당하는 제1 연료량과 제2 연료량이 소정의 엔진 운전 조건 하에서 실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 각각 분사되도록 엔진의 실린더 내로 분사될 연료를 조절하는 기능과,

실린더 내에 형성될 공기 연료 혼합기의 공연비에 따라서 상기 제1 배분율과 상기 제2 배분율을 설정하는 기능을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.
실린더 직접 분사식 불꽃 점화 내연 기관용 연료 분사 제어 시스템에 있어서,

상기 연료 분사 제어 시스템은, 엔진 운전 조건에 따라서, 균질 급기 연소를 요구하는 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소를 요구하는 성층 급기 연소 조건에 대하여 판정하는 기능과,

엔진 운전이 균질 급기 연소 조건과 성층 급기 연소 조건 사이에서 절환될 때 농후한 당량비와 희박한 당량비 사이의 범위 내에서 당량비를 점차적으로 절환시키는 기능과,

실린더의 각 사이클의 흡기 행정과 압축 행정에서 당량비가 점차적으로 절환되는 시기 중 적어도 소정 시기에 제1 연료량과 제2 연료량을 엔진의 실린더 내로 각각 분사하는 기능을 수행하며,

연료는 흡기 행정 시에 균질 급기 연소에서 농후한 당량비를 형성하도록 공급되고, 연료는 압축 행정 시에 성층 급기 연소에서 희박한 당량비를 형성하도록 공급되며, 상기 농후한 당량비는 희박한 당량비보다 연료가 더 농후한 것을 특징으로 하는 연료 분사 제어 시스템.