KR20020064162A - 통내 분사식 내연기관의 제어장치 - Google Patents

통내 분사식 내연기관의 제어장치 Download PDF

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Abstract

엔진의 연료분사형태가 압축행정분사와 흡기행정분사간에 변환이 되는 통내 분사식 내연기관의 제어장치이다. 이 엔진의 냉각시에는, 분사된 연료가 피스톤의 상부 표면에 충돌하여, 점화플러그 부근에 지향되도록, 연료분사형태가 압축행정분사로 선택된다. 상기 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환될 때, 연료분사형태가 변환되지 않는 경우와 비교하여, 상기 연료분사형태의 변환시부터 소정기간이 경과될 때까지 흡기행정분사시의 점화시기가 지각보정된다.

Description

통내 분사식 내연기관의 제어장치 {CONTROL APPARATUS FOR CYLINDER INJECTION TYPE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 엔진의 연료분사형태를 압축행정분사와 흡기행정분사간에 변환할 수 있는 통내 분사식 내연기관의 제어장치에 관한 것이다.
통내 분사식 내연기관에서는 연료가 연료분사밸브로부터 연소실로 직접 분사된다. 이런 형태의 내연기관에서는, 피스톤이 연료분사밸브에 접근하는 압축행정의 후기에 연료를 분사함으로써, 그 분사된 연료를 피스톤의 상부 표면에 충돌시켜, 점화플러그로 지향시키도록 하고 있다. 이러한 내용은 일본 특개평 제 4-187841 호에 개시되어 있다.
상기 압축행정분사에서는 점화플러그 근처에 연료농도가 높은 혼합기를 형성하여 연소시키는, 이는 이른바 성층연소를 행할 수 있기 때문에, 혼합기의 평균 연료농도를 낮추거나, 공연비를 비교적 높게 설정한 때에도, 안정적인 연소상태를 얻을 수 있게 된다.
통내 분사식 내연기관을 포함한 일반적인 내연기관에는, 통상, 배기계에 촉매 변환기 (이하, 촉매라고 한다) 를 설치하고, 이 촉매에 의한 산화-환원 작용을 통해서 배기가스에 포함된 HC 와 같은 미연소 성분을 정화하도록 하고 있다. 그러나 이와같은 촉매는, 예를 들어, 엔진 냉각시와 같이 배기가스의 온도가 낮아, 촉매의 상온도 (bed temperature) 의 상승이 충분히 증가되지 않은 때에는, 그 배기정화성능이 저하하는 경향이 있다.
따라서 통내 분사식 내연기관에 있어서는 엔진의 냉각시에는 그 연료분사형태를 상기한 압축행정분사로 설정하여, 성층연소를 행하도록 하고 있다. 이와같이 엔진 냉각시에 압축행정분사를 실행함으로써, 혼합기의 연료농도를 낮게하여, 미연소 성분의 배출량을 감소시킬 수 있어, 촉매의 배기정화성능이 저하되어 있는 경우라도, 미연소 성분의 배출에 기인한 배기성상 (emission quality) 의 악화는 억제될 수 있게 된다.
엔진부하의 증가에 따라 연료분사량이 증가하는 경우, 점화플러그 근처의 혼합기에서의 연료농도는 증가한다. 이 상태에서는 실화의 발생을 피하기 위해, 압축행정분사는 실행되지 않는다. 그러므로, 예를 들어, 엔진의 고부하시로 인해 압축행정분사를 실행할 수 없게 된 때에는, 연료분사형태가 상기 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환되게 된다.
그러나, 엔진 냉각시에 압축행정분사로 설정된 연료분사형태를 흡기행정분사로 변환시키는 때에는, 다음과 같은 문제가 발생하게 된다. 즉, 압축행정분사시에는 연료가 피스톤의 상부 표면에 분사되므로, 이 피스톤의 상부 표면에는 연료가 부착하게 된다. 엔진의 냉각시에는, 피스톤의 상부 표면의 온도가 낮게 되는 경향이 있고, 부착된 연료는 기화하기 어려워, 피스톤의 상부 표면에 부착하는 연료의 양은 점점 증가하게 된다. 이와 같이 연료부착량이 증가해 있는 때에, 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환되면, 혼합기의 연소후, 그 연소열에 의해 배기행정 등에서, 상기 부착된 연료가 기화하고, 이 기화된 연료의 일부가 연소되지 않고 미연소 가스로서 배출되어 버리게 된다. 특히 엔진 냉각시의 흡기행정분사시에는, 연소상태의 안정화를 기하기 위해서 혼합기의 연료농도를 높게 할 수밖에 없고 배기가스에 포함된 미연소 배출가스도 자연히 많아지게 된다. 따라서, 이러한 연료분사형태의 변환시에는, 미연소 배기가스의 양이 일시적으로 증가하고, 검은 스모크의 발생 등, 배기성상의 악화는 피할 수 없게 된다.
본 발명의 목적은 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환할때에 야기되는 미연소 배출가스량의 증가로 인한 배기성상의 악화를 방지하는 제어장치를 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명의 대표실시예에 따른 내연기관 및 제어장치를 설명하는 개략 단면도.
도 2 는 대표실시예에 따른 연료분사제어 및 점화시기제어의 제어수순을 표시한 플로우챠트.
도 3 은 대표실시예에 따른 연료분사제어 및 점화시기제어의 제어수순을 표시한 도 2 에 이어지는 플로우챠트.
도 4 는 연료분사제어 및 점화시기제어가 실행된 일례를 표시한 타이밍챠트.
도 5 는 시동시 수온과 연료분사형태와의 관계를 표시한 도면.
도 6 은 흡기행정분사시 연료분사시기와 연료분사량 증량계수간의 관계를 표시한 도면.
도 7 은 압축행정분사시에 있어서의 연료부착량의 추이를 연료분사횟수에 대응시켜 표시한 선도.
도 8 은 피스톤 온도와 연료부착량이 평형상태로 도달하기 까지의 증가속도와의 관계를 표시한 선도.
도 9 는 압축행정분사시의 흡입공기량 적산치와 피스톤 온도와의 관계를 표시한 선도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 내연기관 11 : 실린더 헤드
12 : 실린더 13 : 실린더 블록
14 : 피스톤 15 : 연소실
16 : 흡기통로 17 : 배기통로
18 : 스로틀 밸브 19 : 스로틀 모터
21 : 캐비티 22 : 연료분사밸브
23 : 점화플러그 24 : 촉매
30 : 크랭크각 센서 31 : 캠각 센서
32 : 수온센서 33 : 흡기압 센서
34 : 연료압 센서 35 : 흡기온도 센서
40 : 전자제어장치 41 : 메모리
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 통내 분사식 내연기관의 제어장치를 제공한다. 이 엔진의 연료분사형태는 압축행정분사와 흡기행정분사간에 변환된다. 엔진 냉각시에는 분사된 연료가 피스톤의 상부 표면과 충돌하여, 점화플러그 부근으로 지향하도록 압축행정분사가 분사형태로 선택된다. 제어장치는 지각보정수단 (delay correction means) 을 가진다. 이 지각보정수단은 연료분사형태를 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환하는 때에, 연료분사형태를 변환하지 않는 경우와 비교하여, 그 변환시로부터 소정시간의 경과시까지 흡기행정분사시의 점화시기를 지각보정한다.
본 발명은 또한 통내 분사식 내연기관의 제어장치를 제공한다. 이 엔진의 연료분사형태는 압축행정분사와 흡기행정분사간에 변환된다. 엔진 냉각시에는 분사된 연료가 피스톤의 상부 표면과 충돌하여, 점화플러그 부근으로 지향하도록 압축행정분사가 분사형태로 선택된다. 제어장치는 감량보정수단 (decrease correction means) 과 판정수단 (determining means) 을 포함한다. 상기 감량보정수단은 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환시, 상기 변환시부터 소정시간의 경과시까지 흡기행정분사시의 연료분사량을 감량보정한다. 상기 판정수단은, 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환되는 시점에서의 피스톤 상부 표면에 부착된 연료의 양을 연료분사형태가 압축행정분사로 설정되어 있을 때의 엔진의 상태에 기초하여 추정한다. 상기 판정수단은 추정된 연료부착량이 소정의 양 이상인지를 판정한다. 상기 판정수단이 추정된 연료부착량이 소정의 양 이상이라고 판정한 경우, 상기 감량보정수단은 연료분사량을 감량보정한다.
본 발명은 또한 통내 분사식 내연기관의 제어장치를 제공한다. 이 엔진의 연료분사형태는 압축행정분사와 흡기행정분사간에 변환된다. 엔진 냉각시에는 분사된 연료가 피스톤의 상부 표면과 충돌하여, 점화플러그 부근에 지향하도록 하는 압축행정분사가 분사형태로 선택된다. 상기 제어장치는 감량보정수단과 세팅수단 (setting means) 을 가진다. 상기 감량보정수단은 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환시에, 연료분사형태가 변환되지 않은 경우와 비교하여, 상기 변환시로부터 소정시간 경과시까지 흡기행정분사시의 연료분사량을 감량보정한다. 상기 세팅수단은, 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환되는 시점에서의 피스톤 상부 표면에 부착된 연료의 양을 압축행정분사시의 엔진의 상태에 기초하여 추정한다. 상기 세팅수단은 추정된 부착연료의 증가시에 소정기간을 연장한다.
본 발명의 또다른 특징은 통내 분사식 내연기관의 제어방법이다. 이 엔진의 연료분사형태는 압축행정분사와 흡기행정분사간에 변환된다. 엔진 냉각시에는 분사된 연료가 피스톤의 상부 표면과 충돌하여, 점화플러그 부근에 지향하도록 하는 압축행정분사가 분사형태로 선택된다. 상기 제어방법은 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환시에, 연료분사형태가 변환되지 않은 경우와비교하여, 상기 변환시부터 소정기간 경과시까지 흡기행정분사시의 점화시기를 늦추는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징과 이점은 첨부한 도면 및 발명의 실시예를 통한 설명으로 명백해질 것이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 기술하도록 한다.
도 1 은 바람직한 실시예에 따른 제어장치와 이 제어장치가 구성된 내연기관 (10) 의 개략도를 나타낸다.
상기 도 1 에 표시한 바와 같이, 상기 내연기관 (10) 은 실린더 헤드 (11) 와, 복수의 실린더 (12) (도 1 은 하나의 실린더만을 도시한다) 를 가진 실린더 블록 (13) 을 구비하고 있다. 피스톤 (14) 은 각 실린더 (12) 에 수용되어 있다. 이 피스톤 (14) 과, 실린더 (12) 의 내벽 및 실린더 헤드 (11) 에 의해서 연소실 (15) 이 형성된다. 이 연소실 (15) 에는, 흡기통로 (16) 와 배기통로 (17) 가 연결되어 있다.
배기통로 (17) 내에는 삼원촉매 변환기 (이하, 촉매라고 한다) (24) 가 구성되어 있다. 이 촉매 (24) 는 산화-환원작용을 통해서 배기에 포함된 HC 나 질소산화물 같은 미연소 배출가스를 정화한다. 흡기통로 (16) 에는 스로틀 밸브 (18) 가 구성되어 있다. 이 스로틀 밸브 (18) 는 스로틀 모터 (19) 에 의해 그 개도 (opening degree) 가 조절되고, 이는 흡기통로 (16) 를 통해서 연소실 (15) 로 공급되는 흡입공기량을 조절한다.
실린더 헤드 (11) 에는, 연소실 (15) 내에 연료를 직접 분사하는 연료분사밸브 (22) 와, 연소실 (15) 내의 혼합기에 점화하는 점화플러그 (23) 가 각 연소실에 대응해서 구성되어 있다. 연료분사밸브 (22) 는 공급파이프 에 연결된다. 고압연료는 고압연료 공급계로부터 공급파이프를 통해서 송달되고, 연료분사밸브 (22) 에 공급된다.
각 피스톤 (14) 의 상부 표면에는 캐비티 (cavity) (21) 가 형성된다. 압축행정분사시에 연료분사밸브 (22) 로부터 분사된 연료는, 이 캐비티 (21) 의 내벽면에 충돌한다. 그런 다음, 상기 연료는 대응하는 점화플러그 (23) 를 향해 분산된다. 이로 인해, 점화플러그 (23) 의 부근에 연료농도가 높은 연료분무를 편재시켜서, 성층연소를 행할 수 있게 된다.
내연기관 (10) 에는, 엔진의 상태를 검출하기 위한 센서들이 구비된다. 크랭크각 센서 (30) 와 캠각 센서 (31) 는 크랭크샤프트와 캠샤프트 근처에 배치되고, 이들은 상기 크랭크샤프트에 연동된다. 크랭크샤프트의 회전속도 (엔진속도 NE) 와 크랭크샤프트의 회전위상 (크랭크각) 은 상기 크랭크각 센서 (30) 와 상기 캠각 센서 (31) 의 신호를 기초로 해서 검출된다. 또한, 실린더 블록 (13) 에는 내연기관 (10) 의 냉각수 온도 (냉각수온 THW) 를 엔진온도의 대용치로서 검출하는 수온센서 (32) 가 구성되어 있다. 게다가, 흡기통로 (16) 에는 스로틀밸브 (18)의 하류측에 흡기압을 검출하는 흡기압 센서 (33) 가 구성되어 있다. 흡기통로 (16) 를 통해서, 연소실 (15) 로 공급되는 흡입공기의 양 (흡입공기량) 은, 엔진회전속도와 상기 흡기압 센서 (33) 에 의해 검출되는 흡기압에 기초하여 계산된다. 연료분사밸브 (22) 에 연료를 분배하여 공급하는 공급파이프에는, 그 내부의 연료의 압력 (연료압력) 을 연료분사압으로서 검출하는 연료압 센서 (34) 가 구성되어 있다. 흡기통로 (16) 의 상류측에 위치하는 공기정화기 부근에는 흡입공기의 온도 (흡기온도) 를 검출하는 흡기온도 센서 (35) 가 구성되어 있다.
상기 각 센서 (30, 31, 32, 33, 34, 35) 들의 검출신호는 내연기관 (10) 의 전자제어장치 (40, ECU) 에 보내진다. ECU (40) 는 상기 각 센서들 (30) 내지 (35) 로 부터 보내 온 검출신호에 기초하여, 연료분사밸브 (22), 점화플러그 (23), 스로틀 모터 (19) 등을 구동함으로써, 각종의 제어를 실행한다. 또한, 상기 ECU (40) 는 이러한 각종 제어를 실행하기 위한 프로그램이나 연산용 맵, 그 제어의 실행시 연산되는 각종 데이터 등을 기억, 유지하는 메모리 (41) 를 구비하고 있다.
바람직한 실시예에 따른 제어장치에 의해 실행된 연료분사제어 및 점화시기제어에 관하여, 도 2 내지 도 9 를 참조하여 설명한다.
연료분사제어는 엔진시동 (cranking of engine) 시의 냉각수온 THW (이하, 시동시 수온 THWST 라고 한다) 를 검출하고, 이 시동시 수온 THWST 에 기초하여, 연료분사형태를 제어한다. 이하, 연료분사형태에 관하여 그 개요를 설명한다.
도 5 는 시동시 수온 THWST 와 그에 대응하는 연료분사형태와의 관계를 나타낸 맵이다.
도 5 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 시동시 수온이 소정의 온도영역 R2
(THWST 1THWSTTHWST 2) 일 때에는, 연료분사형태가 압축행정분사로 설정된다. 예를 들면, 소정온도 THWST 1 은 15℃ 로, THWST 2 는 40℃ 로 설정된다.
압축행정분사시에는, 스로틀밸브 (18) 의 개도를 흡기행정분사시보다 상대적으로 크게 하고, 이는 흡입공기량을 증대시킨다. 또한, 압축행정 후기에 연료를 분사해서, 분사된 연료를 점화플러그 (23) 의 부근에 집중시킴으로써, 성층연소가 행해진다. 이러한 성층연소를 행함으로써, 연소의 안정화를 기할 수 있고, 공연비는 흡기행정분사시보다 상대적으로 높게 설정되어, 혼합기의 연료농도를 낮게 억제할 수 있다. 예를 들면, 이론적, 화학양론적 공연비가 14.7 임에 비해, 상기 공연비를 16 에서 17 로 설정할 수 있다. 따라서, 각 피스톤 (14) 의 상부 표면, 또는 캐비티 (21) 의 내벽면에 부착된 연료가 기화되는 경우라도, 혼합기에 포함된 과잉의 공기가 기화된 연료의 연소에 이용된다. 결과적으로, 기화된 연료가 미연소 배출가스로서 배출되는 것이 억제된다.
상기 바람직한 실시예에 있어서, 압축행정분사시에는, 점화시기가 연소상태의 악화를 초래하지 않는 범위내에서 가장 지각측의 시기 (delayed timing) 로 설정된다. 또한, 연료분사시기도 점화시기에 맞추어 지연되게 설정된다. 이렇게 점화시기를 지각시키면, 연소실 (15) 내의 압력 즉, 실린더의 내압이 저하할 때, 혼합기가 연소된다. 그리하여, 상기 연소가 완만하게 되고 배기행정까지 계속하게 된다. 그 결과 각 피스톤의 상부 표면에 부착한 연료가 기화될 때에 그 연료를 확실하게 연소시킴으로써, 미연소 배출가스의 양이 적절하게 억제된다.
한편, 도 5 에 도시된 바와 같이, 시동시 수온 THWST 가 소정의 온도영역 R3 (THWST 2 〈 THWSTTHWST 3) 에 있을 때에는, 연료분사형태가 흡기행정분사로 설정된다. 상기 실시예에서, 상기 소정온도 THWST 3 은 엔진이 워밍 (warming) 되었을 때의 냉각수 온도에 해당한다. 예를 들면, 상기 소정온도 THWST 3 은 80℃ 로 설정된다.
흡기행정분사시에는, 흡기행정시에 연료가 분사되므로, 분사된 연료가 대체로 연소실 (15) 내에 균일하게 분포된 때에 연소가 행해지는, 이른바 균질연소 (homogeneous charge combustion) 가 행해지게 된다. 이러한 균질연소에서는 공연비가 이론적, 화학양론적 공연비 (A/F = 14.7) 에 가깝게 설정되고, 특히 엔진 냉각시에는 연소의 안정화를 기하기 위해, 상기 공연비는 이론공연비에 비해 낮게 설정된다. 이 균질연소가 행해지는 흡기행정분사에서는, 연료분사시간은 길고, 연료는 연소실 (15) 의 전체에 분산되므로, 점화플러그 (23) 부근의 연료농도가 국소적으로 높게 되지 않는다. 이러한 이유로, 압축행정분사시 보다도 연료분사량이 증가된다.
상기 소정온도영역 R3 에서는, 엔진 냉각시이나, 엔진온도가 상대적으로 높아서, 배기가스에 미연소 배출가스의 양도 적다. 상기 압축행정분사는 미연소 배출가스의 양을 억제하는데 효과적이지만, 점화시기를 대폭적으로 지각시키기 때문에, 연료소비는 흡기행정분사시보다 증가한다. 그러므로, 소정온도영역 R3 에서는 연료효율의 저하를 막기 위하여, 연료분사형태로 흡기행정분사가 선택된다.
도 5 에 나타낸 바와 같이, 시동시 수온 THWST 가 소정온도 THWST 1 미만이 되는 소정온도영역 R1 에서는, 연료분사형태로 흡기행정분사가 선택된다. 소정온도영역 R1 에서는, 엔진온도가 낮아, 연소상태를 안정화하기 위하여 연료분사량이 대폭적으로 증가될 필요가 있다. 그러므로 이 소정온도영역 R1 에서는, 연료분사기간을 최대로 하기 위해, 연료분사형태를 흡기행정분사로 선택한다.
이러한 압축행정분사나 흡기행정분사가 행해질 때의 연료분사량 Q 는 예를 들면, 다음의 식 (1) 에 의해 산출된다.
Q = Qb ×K .... (1)
Qb : 기초 연료분사량
K : 증량계수
상기 식 (1) 에 있어서, 기초 연료분사량 Qb 는 엔진부하를 나타내는 흡입공기량 (또는 흡기압) 및 엔진회전속도와 같은 엔진상태에 기초하여 산출된다. 상기 바람직한 실시예에서 압축행정분사와 흡기행정분사시 연료분사량은 실질적으로 흡입공기량에 맞추어 설정된다.
증량계수 K 는, 엔진상태에 기초해서 설정된 기초 연료분사량 Qb 에 따라 증가 또는 감소된다. 이 증량계수 K 는 예를 들면, 엔진분사형태 (흡기행정분사 및 압축행정분사), 엔진시동시부터의 경과시간, 냉각수온 THW 등에 기초하여 산출된다.
상기 바람직한 실시예에서는, 연료분사형태가 흡기행정분사로 선택된 경우, 상기 증량계수 K 는 연료분사시기 (연료분사 개시시기) 에 기초하여 보정된다. 연료분사시기가 상대적으로 지각측에 설정되면, 각 피스톤 (14) 이 하사점에 가까울 때에 연료가 분사되고, 이로인해 각 실린더 (12) 벽에 부착하는 분사연료의 양이 증가한다. 각 실린더 (12) 벽에 부착된 대부분의 연료는, 윤활유와 함께 연소실 (15) 로 부터 배출된다. 이 때문에, 연료분사시기가 지각측에 설정될수록, 분사된 연료중 연소에 기여하는 것의 비율이 감소하게 된다.
도 6 에서, 증량계수 K 를 결정하는 파라미터 중 연료분사시기 이외는 일정한 것으로 한다. 상기 실시예에서는 도 6 에서 나타낸 바와 같이, 흡기행정분사시에, 연료분사시기가 지각측으로 설정될수록, 증량계수 K 는 증가된다. 이 증량계수 K 에 기초해서 연료분사량 Q 을 증가시킴으로써, 각 실린더 (12) 벽에의 연료부착으로 기인된 분사된 연료의 감소를 억제하고, 이는 희박 혼합기의 발생을 억제한다. 이 처리를 분사량 증량처리라고 한다.
압축행정분사나 흡기행정분사가 행해질 때의 점화시기는, 엔진부하를 나타내는 흡기압 및 엔진회전속도와 같은, 엔진상태에 기초하여 산출된다. 각종 제어의 요구에 따라서, 지각보정 (delayed) 또는 진각보정 (advanced) 된 산출된 점화시기에 기초해서 실제의 점화시기 제어가 실행된다.
엔진 냉각시에 있어서, 연료분사제어 및 점화시기제어의 실행수순에 관해서는 도 2, 3, 4 를 참조하여 설명한다. 도 2 와 3 은 각 제어의 수순을 표시한 플로우 챠트이다. 도 4 는 연료분사제어 및 점화시기제어의 실행태양을 표시한 타이밍 챠트이다. 또한 도 4 에 있어서, (a) 는 엔진회전속도 NE, (b) 는 엔진시동판정 플래그 (flag) X, (c) 는 연료분사시기, (d) 는 증량계수 K, (e) 는 스로틀 개도, (f) 는 연료분사량 Q, (g) 는 점화시기 등의 시간추이를 표시한다.
도 4 에 나타낸 바와 같이, 엔진시동이 개시되고 ( 도 4 의 시간 t1), 엔진회전속도 NE (도 4 (a) 참조) 가 상승해서, 내연기관 (10) 의 자립운전이 가능한 소정의 회전속도에 도달하면, 내연기관 (10) 이 시동되었다고 판정된다. 그러면 엔진시동판정 플래그 (도 4 (b) 참조) 가 「 ON 」 으로 설정된다 (시간 t2).엔진시동시부터 엔진시동판정이 「 ON 」 으로 설정된 후, 소정시간 Ta 가 경과할 때까지 엔진의 시동은 촉진될 필요가 있다. 따라서, 연료분사시기를 최대화함으로써, 엔진시동에 필요한 연료량을 확실하게 분사하도록, 연료분사형태는 계속 흡기행정분사로 선택된다.
도 2 및 도 3 에 표시한 수순은, 두가지 조건이 만족된 때에 실행된다. 첫째 조건은 엔진시동판정이 된 것이고, 둘째 조건은 시동시 수온 THWST 가 소정온도 THWST 3 이하일 것이다. 도 2 의 단계 100 에서, 엔진시동판정 후 (엔진시동판정 플래그 X 가 「 ON 」 으로 설정된 후) 소정시간 Ta (예를 들면, 600 msec) 가 경과되었는지가 판정된다. 그리고 소정시간 Ta 가 경과되었다고 판정되면, 즉 단계 100 의 출력이 긍정이면, ECU (40) 는 단계 110 으로 진행한다. 단계 110 에서, 시동시 수온 THWST 가, 도 5 에 나타낸 온도영역 R2 내에 있는지가 판정된다.
시동시 수온 THWST 가 상기 온도영역 R2 에 있는 경우에는 (즉, 단계 110 이 긍정), 상기 ECU (40) 는 단계 120 으로 진행한다. 단계 120 에서는 압축행정분사가 실행될 수 있는지가 판정된다.
다음의 조건이 모두 만족된 때에는 압축행정분사가 실행될 수 있는 것으로 판정된다.
(a) 연료압력이 소정의 압력 이상일 것.
(b) 엔진회전속도 NE 가 소정의 회전속도 이하일 것.
(c) 엔진부하가 소정의 부하 이하일 것.
(d) 흡기온도가 소정의 온도 이상일 것.
조건 (a) 또는 (d) 가 만족되지 않으면, 분사된 연료의 무화가 불충분하게 되고, 조건 (b) 또는 (c) 가 만족되지 않으면, 소정의 연료분사기간을 확보하는 것이 곤란하다. 따라서 이러한 경우에는 압축행정분사를 실행할 수 없게 된다.
상기 압축행정분사의 실행조건이 모두 만족되면 (즉, 단계 120 의 결과가 긍정), 상기 ECU (40) 는 단계 130 으로 진행한다. 단계 130 에서는, 촉매 (24) 의 워밍 (warming) 이 되었는지, 즉 촉매 (24) 에 의한 배기정화기능이 충분한 수준으로 높여져 있는지가 판정된다. 구체적으로는 시동시 온도 THWST 와 현재의 냉각수 온도 THW 와의 편차 (편차 = THW - THWST) 가 소정치 이상일 때, 촉매 (24) 의 워밍이 완료되어 있다고 판정된다.
촉매 (24) 의 워밍이 완료되지 않으면 (즉, 단계 130 의 결과가 부정), 상기 ECU (40) 는 단계 140 으로 진행한다. 단계 140 에서는, 연료분사형태가 압축행정분사로 설정되고, 이 압축행정분사가, 시간 t3 에서 t4 동안 실행된다. 상술한 바와 같이, 이 압축행정분사가 실행되는 때에는, 흡기행정분사시와 비교해서 스로틀 개도 (도 4 (e) 참조) 가 상대적으로 크게 설정되고, 이는 흡입공기량을 증가시킨다. 더해서, 점화시기 (도 4 (f) 참조) 가 연소상태를 악화시키지 않는 범위내에서 가장 지각측의 시기로 설정된다. 나아가, 상기 점화시기에 맞추어 연료분사시기 (도 4 (c) 참조) 도 지각측의 시기로 설정된다.
상기 압축행정분사의 실행중에, 나중에 연료분사형태가 변환되는 때의 처리에 대비하여, 그 연료분사횟수 (이하, 압축행정분사횟수 Nc 라고 한다) 와 흡입공기량의 적산치 (이하, 흡입공기량 적산치 G 라고 한다) 가 산출되고, 이들 수치는 메모리 (41) 에 기억된다.
한편, 엔진시동 판정후의 경과시간이 상기한 소정시간 Ta 에 달하지 않는 경우, 즉 단계 100 의 결과가 부정인 경우, 시동시 수온 THWST 가 상기한 온도영역 R2 로부터 벗어난 경우, 즉 단계 110 의 결과가 부정인 경우, 압축행정분사의 실행조건이 만족되지 않는 경우, 즉 단계 120 의 결과가 부정인 경우, 촉매 (24) 의 워밍이 완료된 경우, 즉 단계 130 의 결과가 긍정인 경우에는 상기 ECU (40) 는 단계 150 으로 진행한다. 단계 150 에서는, 연료분사형태로 흡기행정분사가 선택되고, 시간 t2 에서 t3 까지의 기간 및 시간 t4 이후의 기간에 실행된다.
또한, 연료분사형태가 변환된 때부터 경과된 시간에 따라서, 일련의 처리 가 행해진다. 보다 구체적으로, 점화시기 지각처리 (단계 190) 와 분사량 감량처리 (단계 200), 또는 분사량 증량처리 (단계210) 중의 어떤 것이 행해진다. 점화시기 지각처리와 분사량 감량처리는 상기 변환시에 있어서 미연소 성분의 배출량을 억제하기 위하여, 분사량 증량처리는 실린더 벽에의 연료부착으로 인한 희박 혼합기의 발생을 억제하기 위하여 설정된다.
도 3 의 단계 160 에서는, 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환된 때부터 소정의 기간이 경과해 있는지가 판정된다. 구체적으로는, 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환된 때부터의 연료분사횟수 n 이 소정횟수 Ni1 에 달해있는지가 판정된다. 이 판정은 피스톤의 상부 표면에 부착해 있는 연료의 기화가 계속되고 있는지를 예측한다. 즉, 연료분사횟수 n 이 소정횟수 Ni1 에 달해 있으면, 연료분사형태의 변환후부터 충분히 시간이 경과해 있고, 이로써 연료의 기화는 종료한 것으로 판정된다.
연료분사형태가 변환되고 나서 소정기간이 경과하지 않은 것으로 판정된 경우 (즉, 단계 160 의 결과가 부정), 상기 ECU (40) 는 단계 170 과 단계 180 으로 진행한다. 단계 170 과 단계 180 에서는, 연료분사형태가 압축행정분사로 설정되어 있는 때의 엔진상태에 기초하여, 연료분사형태가 변환된 시점에서 피스톤의 상부 표면에 부착되어 있는 연료의 양 (이하, 변환시 연료부착량 Qa 라고 한다) 이 추정된다. 그리고, 추정된 변환시 연료부착량 Qa 가 소정량 이상인지가 판정된다.
보다 구체적으로는, 단계 170 에서, 압축행정 분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상인지가 판정된다. 연료가 분사될 때, 각 피스톤의 상부 표면에 연료부착이 일어나고, 이 압축행정분사횟수 Nc 는, 변환시 연료부착량 Qa 와 높은 상관관계를 가진다. 단계 170 에서는, 변환시 연료부착량 Qa 가 압축행정분사횟수 Nc 에 기초하여 추정된다. 그리고, 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상이면, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상이라고 판정된다.
압축행정 분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상 (즉, 단계 170 이 긍정) 이라고 판정되면, 상기 ECU (40) 는 단계 180 으로 진행한다. 단계 180 에서는, 흡입공기량 적산치 G 가 소정 이하인지가 판정된다. 이 흡입공기량 적산치 G 는 피스톤 상부 표면의 온도 및 이 온도에 따라서 변화하는 변환시 연료부착량 Qa 와 높은 상관관계를 가진다. 단계 180 에서는, 변환시 연료부착량 Qa 가 흡입공기량적산치 G 에 기초하여 추정된다. 그리고 흡입공기량 적산치 G 가 소정치 이하인 경우, 변환시 연료부착량 Qa 는 소정의 양 이상이라고 판정된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 단지 두가지 조건이 모두 만족된 때에, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상이라고 판정된다. 두가지 조건은 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상일 것과, 흡입공기량 적산치 G 가 소정치 이하일 것이고, 이는 다음과 같은 이유에 기인한다.
도 7 은 압축행정분사시에 각 피스톤 상부 표면의 연료부착량의 추이를 연료분사횟수에 대응하여 나타내고 있다.
도 7 의 실선으로 표시된 바와 같이, 압축행정분사가 개시되면, 연료분사횟수의 증가에 동반해서 연료부착량도 서서히 증가하게 된다. 연료분사횟수가 소정횟수 Nc1 에 달하면, 1회의 연료분사에 의해 새롭게 피스톤의 상부 표면에 부착하는 연료의 양과, 이 피스톤의 상부 표면으로부터 기화하는 연료의 양이 평형을 이루어, 연료부착량은 대체로 일정하게 된다. 상술한 바와 같이, 연료분사횟수는 연료부착량의 추이와 높은 상관관계를 가지므로, 변환시 연료부착량 Qa 는 연료분사횟수를 감시함으로써 추정된다.
그런데, 상기 연료부착량의 추이태양은 연료분사횟수 외에 압축행정분사 실행중에서의 피스톤 상부 표면의 온도 (이하, 「 피스톤 온도 TP 」 라고 한다) 에도 의존한다. 즉, 도 8 에 표시한 바와 같이, 피스톤 온도 TP 가 낮을 수록 연료부착량이 평형상태에 도달하는 속도가 빨라진다. 한편, 피스톤 온도 TP 가 소정의 온도 TP1 이상인 경우, 다음 연료분사가 행해지기 전에 각 피스톤의 상부 표면에 부착된 연료는 완전히 기화되므로, 각 피스톤의 상부 표면에 부착된 연료의 양은 증가하지 않는다.
따라서, 도 7 의 쇄선 A, B 로 표시한 바와 같이, 피스톤 온도 TP 가 높은 경우에는, 각 피스톤의 상부 표면에 부착된 연료의 대부분이 다음의 연료분사 전에 기화되게 된다. 그러므로, 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 에 달할 때, 부착된 연료량은 전혀 증가하지 않거나 (쇄선 A 참조), 매우 경미하게 증가한다 (쇄선 B 참조). 이러한 경우에는, 미연소 성분의 배출량을 억제하기 위한 상기 점화시기 지각처리나 분사량 감량처리를 행할 필요성은 적게 된다. 이러한 각 처리는 엔진출력의 저하를 억제하기 위하여 행하지 않는 편이 바람직하다.
일반적으로, 직접적으로 피스톤 온도 TP 를 검출하는 것은 곤란하지만, 이것은 압축행정분사시에 연소실내에서 발생된 총 연소열로부터 판단될 수 있다. 이 총 연소열은 연료분사량 Q 의 적산치와 높은 상관관계가 있는 흡입공기량 적산치 G 에 의해서 판단된다. 피스톤 온도 TP 와 흡입공기량 적산치 G 는, 도 9 에 표시한 것과 같은 관계가 있으므로, 흡입공기량 적산치 G 에 기초하여 피스톤 온도 TP 가 결정된다.
상기 바람직한 실시예에서, 피스톤 온도 TP 와 상관관계를 가지는 흡입공기량 적산치 G 가 감시되고, 변환시 연료부착량 Qa 가 흡입공기량 적산치 G 에 기초하여 추정된다. 흡입공기량 적산치 G 가 소정치를 초과하게 되면, 평형상태에 도달하는 부착된 연료량의 증가속도는 늦어지므로, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 량에 도달해 있지 않다 라고 판정된다. 그러면 미연소 배출가스량을 억제하기 위하여 상기 각 처리를 행할 필요성이 없다고 판정되며, 각 처리는 행해지지 않게 된다.
도 3 에 표시된 수순에서, 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 미만으로 판정된 경우 (즉, 단계 170 의 결과가 부정), 또는 흡입공기량 적산치 G 가 소정치 초과라고 판정된 경우 (즉, 단계 180 의 결과가 부정), 상기 ECU (40) 는 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 미만이라고 판정한다.
변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 미만이라고 판정된 경우 (즉, 단계 170 과 180 중 어느 하나가 부정), 또는 연료분사형태가 변환된 때부터 소정의 시간이 경과된 것으로 판정된 경우 (즉, 단계 160 의 결과가 부정), 상기 ECU (40) 는 단계 210 으로 진행한다. 단계 210 에서는, 상기 분사량 증량처리가 실행된다. 즉, 연료분사시기가 지각측으로 설정될수록, 증량계수 K 가 증가된다. 도 4 에서, 시간 t5 후의 각 선 (d) 와 (f) 의 쇄선부분은 분사량 증량처리가 행해지지 않을 때의 증량계수 K 와 연료분사량 Q 의 추이를 나타낸다. 따라서, 상기 도 4 의 선 (d), (f) 를 따라서, 사선을 친 각 영역 R2, R4 의 크기가 각각, 상기 분사량 증량처리에 동반하는 증량계수 K, 연료분사량 Q 의 보정분이 된다.
도 4 에 표시된 것처럼, 이러한 분사량 증량처리는 시간 t4 이후의 흡기행정분사시에만 행해진다. 이것은 시간 t1 에서 t3 까지의 흡기행정분사시에는 안정된 엔진시동을 얻기 위해, 증량계수 K 가 충분히 크게 설정된다. 그러므로 연료분사량 Q 도 또한 충분히 증가되게 설정된다. 그리하여 상기한 실린더 벽에의 연료부착으로 인한 희박 혼합기가 발생하기 어렵게 된다.
한편, 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상이라고 판정된 경우 (즉, 단계 170 의 결과가 긍정) 나아가, 흡입공기량 적산치 G 가 소정치 이하라고 판정된 경우 (즉, 단계 180 의 결과가 긍정), 상기 ECU (40) 는 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상이라고 판정하고, 단계 190 으로 진행한다. 단계 190 에서는, 점화시기 지각처리가 실행된다. 즉, 상기 흡기압력 및 엔진회전속도 NE 등, 엔진상태에 기초하여 설정된 점화시기에 대해서 지각보정이 행해진다. 다시 말하면, 다른 제어요소에 의해 진각보정 또는 지각보정이 행해진 후, 점화시기는 지각보정된다. 그 결과, 점화시기는 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환되어진 때부터 소정기간 t4 에서 t5 까지 지각되게 된다. 도 4 에서, 시간 t4 에서 t5 동안, 선 (g) 의 쇄선부분은 상기 점화시기 지각처리가 실행되지 않은 때의 점화시기의 추이를 나타낸다.
이러한 점화시기 지각처리가 실행됨에 의해, 상기 소정기간에서는 실린더 내압이 저하한 때에 혼합기의 연소가 행해지기 때문에, 이 연소가 완만하게 되고, 오랫동안 계속된다. 그 결과, 각 피스톤의 상부 표면에 부착된 연료는 그 연료가 기화한 때에 확실하게 연소하게 된다.
게다가, 점화시기 지각처리가 실행된 때, 분사량 감량처리가 또한 단계 200 에서 실행된다. 이 처리에서 증량계수 K 는, 예를 들면 다음 식을 이용하여 보정된다.
K ←K - ( 1 - n / Ni1 ) ㆍ α ㆍㆍㆍ (2)
n : 연료분사형태가 변환된 후의 연료분사횟수
Ni1 : 소정횟수
α : 계수
도 4 에서, 시간 t4 에서 t5 동안, 각 선 (d) 와 (f) 의 쇄선 부분은 각각 이러한 분사량 감량처리가 행해지지 않은 경우에서의 증량계수 K 및 연료분사량 Q 의 추이를 표시하고 있다. 따라서, 도 4 에서 선 (d) 와 (f) 를 따라서 사선을 친 영역 R1, R3 의 크기는 각각 증량계수 K 와 연료분사량 Q 의 보정분이 된다.
이러한 분사량 감량처리가 실행됨에 의해, 피스톤 상부 표면의 부착연료가 기화해서 연소하는 때에, 그 연소에 필요한 공기가 보다 많이 확보되게 되고, 이로써 기화한 연료의 연소가 촉진되게 된다. 게다가, 연료분사량 Q 의 감량에 의해, 기화한 연료가 연소함에 따라 발생한 엔진출력의 상승도 상쇄되게 된다.
상기 식 (2) 와 도 4 의 점선 (d) 와 (f) 에서 보여진 바와 같이, 상기 분사량 감량처리에서는, 연료분사형태가 변환된 후의 연료분사횟수 n 이 증가함에 따라서, 또는 연료분사형태가 변환된 때부터 경과된 시간이 증가함에 따라서, 증량계수 K 에 관한 보정분 ( ( 1 - n / Ni1 ) ㆍ α) 이 작게 된다. 즉, 연료분사형태가 변환된 후 연료분사량 Q 의 감량보정시, 그 보정량은 상기 변환 후부터의 연료분사횟수에 따라서 서서히 감소한다. 이것은 피스톤의 상부 표면으로부터 기화된 연료의 양이, 연료분사형태가 변환된 때부터 시간이 경과함에 따라 서서히 감소하기 때문이다.
상기 점화시기 지각처리 및 분사량 감량처리가 단계 190 과 200 에서 행해진 후, 또는 상기 분사량 증량처리가 단계 210 에서 행해진 후, 상기 ECU (40) 는 일단 처리를 종료한다.
본 발명의 상기 바람직한 실시예는 다음과 같이 변경될 수도 있다.
상기 바람직한 실시예에서는, 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상일 것과, 흡입공기량 적산치 G 가 소정치 이하일 것이라는 두가지 조건이 동시에 만족할 때만, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상이라고 판정된다. 그러나, 상기한 두 조건중 적어도 하나만 만족한 때에도, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상이라고 판정할 수 있다. 또한, 압축행정분사시에서의 연료분사량 적산치 Q 는, 흡입공기량 적산치 G 를 대신하여 사용될 수 있다.
상기 바람직한 실시예에서, 연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환된 때부터 소정기간이 경과할 때까지, 도 3 의 단계 190 의 점화시기 지각처리 및 도 3 의 단계 200 의 분사량 감량처리의 두가지가 실행된다. 그런데, 이는 상기 처리중 한가지만이 실행되는 것으로 변경될 수 있다.
상기 바람직한 실시예에 따른, 도 3 의 단계 170 과 180 의 각 처리는 다음의 실시예 (a), (b) 로 변경될 수 있다.
(a) 상술한 바와 같이, 흡입공기량 적산치 G 는, 피스톤 상부 표면에 부착된 연료량이 평형상태에 도달하는 증가속도와 높은 상관관계를 가진다. 그래서, 단계 160 의 처리에서는, 상기 소정횟수 Nc1 을 이 흡입공기량 적산치 G 에 기초해서 가변되게 할 수 있다. 이 가변된 횟수 Nc1 (또는 동 횟수보다 적은 숫자) 을, 피스톤 상부 표면에 부착된 연료량이 평형상태에 달하기 까지 요구되는 압축행정분사횟수로서 설정할 수 있다. 그러면 상기 ECU (40) 는, 압축행정분사횟수Nc 가 소정횟수 Nc1 이상인 경우, 변환시 연료부착량 Qa 소정의 양 이상이라고 판정하고, 단계 190 의 점화시기 지각처리와 단계 200 의 분사량 감량처리를 실행한다. 이 경우, 변환시 연료부착량 Qa 는 정확하게 추정된다. 흡입공기량 적산치 G 를 대신하여, 압축행정분사시에서의 연료분사량 적산치 Q 가 사용될 수 있다.
(b) 흡입공기량 적산치 G 는, 피스톤 상부 표면에 부착된 연료량이 평형상태에 도달하기 까지의 증가속도와 높은 상관관계를 가진다. 도 7 에 표시된 바와 같이, 압축행정분사가 선택된 후, 평형상태에 도달하기 까지의 연료 부착의 증가량은, 그 증가속도와 상기 연료분사횟수와의 곱에 대체로 비례한다. 평형상태의 연료부착량은 캐비티 (21) 의 형상에 따라 변하고, 예를 들면 이것은 실험으로 구해질 수 있다. 따라서 변환시 연료부착량 Qa 는, 이하의 식 (3) 에 기초하여 산출될 수 있다.
Qa ← KQ ㆍ G ㆍ Nc ㆍㆍㆍ (3)
(다만, Qa 가 Qamax 보다 크다면, Qa 는 Qamax 로 대체된다)
KQ : 정수
Qamax : 평형상태에서의 각 피스톤의 상부 표면에 부착된 연료량
상기 식에서 산출된 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상인 경우, 단계 190 의 점화시기 지각처리 및 단계 200 의 분사량 감량처리가 실행된다. 이 경우, 변환시 연료부착량 Qa 는 정확하게 추정된다. (a) 에서 언급한 바와 같이, 흡입공기량 적산치 G 에 대신하여, 압축행정분사시의 연료분사량 적산치 Q 가 사용될 수 있다.
상기 바람직한 실시예에 따르면, 연료분사형태가 흡기행정분사로 변환되고 나서 소정기간동안, 상기 점화시기 지각처리 및 분사량 감량처리가 실행된다. 그런데, 예를 들면, 연료분사형태가 압축행정분사로 설정된 때의 엔진상태에 기초하여 변환시 연료부착량 Qa 가 추정될 수 있다. 상기 소정기간은 추정된 변화시 연료부착량 Qa 에 기초하여 변할 수 있다. 구체적으로, 변환시 연료부착량 Qa 는 상기한 식 (3) 을 이용하여 추정될 수 있다. 그리고, 이 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상인 때에는, 이 변환시 연료부착량 Qa 가 많을 수록, 상기 소정기간이 길게 될 수 있다. 이 경우, 변환시 연료부착량 Qa 는 적절하게 추정될 수 있고, 점화시기 지각처리와 분사량 감량처리의 실행기간은, 상기 결과에 기초하여 미연소 배출가스량을 억제하도록, 적절하게 설정될 수 있게 된다.
따라서, 현재의 예와 실시예들은 발명의 설명으로, 발명의 제한이 아니며, 본 발명은 주어진 상세기술에 한정되지 않고, 그 범위와 첨부된 청구항과 동등범위 내에서 변경될 수 있다.
상기 바람직한 실시예에 따른 제어장치는 다음과 같은 이점을 제공한다.
연료분사형태를 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환할 때에, 이 변환시부터 소정기간에 걸쳐 흡기행정분사에서의 점화시기는 지각보정된다. 이로 인해, 연소기간이 길게 되고, 각 피스톤의 상부 표면에 부착된 연료가 기화할 때에, 그 연료가 확실하게 연소되게 된다. 그 결과, 미연소 배기가스의 양은 감소하고, 미연소 배기가스의 증가에 기인된 배기성상의 악화가 억제된다.
이러한 점화시기의 지각보정이 행해진 때에는, 흡기행정분사에서의 연료분사량 Q 는 감량보정된다. 따라서, 피스톤 상부 표면의 부착된 연료가 기화해서 연소할 때에, 그 연소에 필요한 공기가 보다 많이 확보되게 된다. 그 결과, 기화된 연료의 연소를 보다 촉진시킬 수 있고, 이는 미연소 배출가스의 증가에 기인한 배출성상의 악화를 보다 적절하게 억제하게 한다.
게다가, 상기 연료분사량 Q 의 감량보정은, 기화된 연료의 연소에 의해 발생한 엔진출력의 증가를 상쇄시키고, 이는 연료분사형태의 변환시에 엔진출력의 유동을 억제한다.
변환시 연료부착량 Qa 는, 압축행정분사시의 엔진상태에 기초해서 추정된다. 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상인 경우, 점화시기 지각처리와 분사량 감량보정처리가 실행된다. 따라서, 미연소 배출가스량을 억제할 필요성이 낮은 경우에는, 점화시기 지각처리는 실행되지 않고, 이로써 엔진의 출력저하를 억제할 수 있게 된다.
변환시 연료부착량 Qa 는 압축행정분사횟수 Nc 와 흡입공기량 적산치 G 에 기초하여 추정된다. 압축행정분사횟수 Nc 와 흡입공기량 적산치 G 는 변환시 연료부착량 Qa 과 높은 상관관계가 있으므로, 변환시 연료부착량 Qa 는 압축행정분사횟수 Nc 와 흡입공기량 적산치 G 에 기초하여 적절하게 추정될 수 있다.
게다가, 두가지 조건 모두를 만족하는 경우에만, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상이라고 추정된다. 그 첫째 조건은 압축행정분사횟수 Nc 가 소정횟수 Nc1 이상일 것이고, 둘째 조건은 흡입공기량 적산치 G 가 소정치 이하일 것이다. 점화시기 지각처리와 분사량 감량처리는 상기한 조건들이 만족되는지에 기초하여 실행된다. 따라서, 변환시 연료부착량 Qa 가 소정의 양 이상임을 보다 확실하게 판정된 후에, 점화시기 지각처리가 실행되게 된다. 그러므로 이러한 점화시기 지각처리는 미연소 배출가스량을 억제할 필요성이 적은 경우에는, 실행되지 않게되고, 이로써 엔진출력의 저하를 억제할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 압축행정분사와 흡기행정분사간에 연료분사형태가 변환되고, 이 연료분사형태는 엔진 냉각시에는 압축행정분사로 설정함으로써, 분사된 연료를 피스톤의 상부 표면에 충돌시켜, 점화플러그 부근으로 지향시키도록 한 통내 분사식 내연기관의 제어장치에 있어서,
    압축행정분사로 설정된 연료분사형태를 흡기행정분사로 변환시킬 때, 연료분사형태를 변환하지 않은 경우와 비교하여 상기 연료분사형태의 변환시부터, 소정시간이 경과될 때까지 상기 흡기행정분사시의 점화시기를 지연시키는 지각보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지각보정수단에 의해 상기 점화시기의 지각보정이 행해질 때에, 상기 흡기행정분사시의 연료분사량을 감소시키는 감량보정수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 연료분사형태가 상기 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환된 시점에서의 상기 피스톤 상부 표면에 부착된 연료의 양을 연료분사형태가 압축행정분사로 설정된 때의 엔진상태에 기초하여 추정하고, 이 추정된 연료부착량이 소정의 양 이상인지를 판정하는 판정수단을 추가로 구비하고,
    상기 지각보정수단은, 상기 판정수단에 의해 상기 추정된 연료부착량이 상기 소정의 양 이상이라고 판정되는 것을 조건으로, 상기 점화시기의 지각보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
  4. 압축행정분사와 흡기행정분사간에 연료분사형태가 변환되고, 이 연료분사형태를 엔진 냉각시에는 압축행정분사로 설정함으로써, 분사된 연료를 피스톤의 상부 표면에 충돌시켜, 점화플러그 부근에 지향시키도록 한 통내 분사식 내연기관의 제어장치에 있어서,
    연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환될 때, 이 연료분사형태의 변환시부터 소정기간의 경과시까지, 상기 흡기행정분사시의 연료분사량을 감소시키는 감량보정수단과,
    연료분사형태가 압축행정분사에서 흡기행정분사로 변환된 시점에서의 상기 피스톤의 상부 표면의 연료부착량을 연료분사형태가 상기 압축행정분사로 설정된 때의 엔진상태에 기초하여 추정하고, 이 추정된 연료부착량이 소정의 양 이상인지를 판정하는 판정수단을 구비하고,
    상기 감량보정수단은, 상기 판정수단에 의해 상기 추정된 연료부착량이 상기 소정의 양 이상이라고 판정되는 것을 조건으로, 상기 연료분사량의 감량보정을 실행하는 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 압축행정분사시의 연료분사횟수에 기초하여 상기 연료부착량을 추정하며, 이 연료분사횟수가 소정횟수 이상인 경우, 상기 연료부착량이 소정의 양 이상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 압축행정분사시의 연료분사량 적산치 또는 그 적산치와 상관관계가 있는 상관치에 기초하여 상기 연료부착량을 추정하며, 이 연료분사량 적산치 또는 그 상관치가 소정치 이하인 경우, 상기 연료부착량이 소정의 양 이상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 판정수단은, 상기 압축행정분사시의 연료분사횟수 및 연료분사량 적산치 또는 그 적산치와 상관관계가 있는 상관치에 기초하여 상기 연료부착량을 추정하고, 이 연료분사횟수가 소정횟수 이상이고 또한 상기 연료분사량 적산치 또는 그 상관치가 소정치 이하인 경우, 상기 연료부착량이 소정의 양 이상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 통내 분사식 내연기관의 제어장치.
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