KR20060103549A - 내연기관용 제어장치 - Google Patents

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Abstract

엔진 ECU 는, 고압 연료 시스템의 이상의 존재를 판단하는 단계(S100), 고압 연료 시스템의 이상이 감지되고(S100 에서 예) 실린더내 인젝터의 이상이 감지되지 않은 경우(S110 에서 아니오)에, 실린더내 인젝터에서 공급압력으로 연료를 분사하는 단계(S120), 보다 나은 엔진출력의 제한을 위해서 제한 기준으로서 기준(1) 을 선택하는 단계(S130), 고압 연료 시스템의 이상이 감지되고(S100 에서 예) 실린더내 인젝터의 이상이 감지(S110 에서 예)된 경우에, 실린더내 인젝터를 정지하는 단계(S140), 더 엄격한 엔진출력의 제한을 위해서 제한 기준으로서 기준(2) 를 선택하는 단계(S150), VVT 오버랩을 증가시키는 단계(S160), 점화시기를 지연시키는 단계(S170), 그리고 선택된 기준에 따라서 스로틀 개도를 제한하는 단계(180) 를 포함하는 프로그램을 실행한다.

Description

내연기관용 제어장치 {CONTROL APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 실린더로 연료를 분사하기 위한 제 1 연료분사 수단(실린더내 인젝터) 및 흡기 다기관이나 흡기포트로 연료를 분사하기 위한 제 2 연료분사 수단(흡기 다기관 인젝터)을 포함하는 내연기관에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제 1 연료분사 수단으로 연료를 공급하는 연료공급 시스템에 이상이 있는 경우에도 제 1 연료분사 수단의 분사구에 축적물의 흡착을 방지하는 기술에 관한 것이다.
엔진의 흡기 다기관으로 연료를 분사하기 위한 흡기 다기관 인젝터 및 엔진 연소실로 연료를 분사하기 위한 실린더내 인젝터를 포함하고, 흡기 다기관 인젝터와 실린더내 인젝터의 연료 분사비가 엔진속도와 엔진부하에 기초해서 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관이 잘 알려져 있다.
실린더내 인젝터로 연료를 공급하는 연료 시스템(이하에서, 고압 연료공급 시스템이라고 함) 또는 실린더내 인젝터의 고장에 의한 작동 불량시에, 실린더내 인젝터에 의한 연료분사가 정지된다.
그러한 작동 불량시 고장안전(fail-safe) 기능에 의해서, 실린더내 인젝터에서 연료분사를 정지함으로써 운행을 보장하고, 연소 모드를 균일한 연소 모드로 고정시켜서 흡기 다기관 인젝터만으로 연료분사에 영향을 미치는 것이 가능하다. 하지만, 흡기 다기관 인젝터가 실린더내 인젝터의 보조적 역할만 하도록 설정되어 있는 경우에, 스로틀 밸브의 전부 개방시 흡입 공기에 대응하는 양의 연료가 공급될 수 없고, 그로 인해서 고장안전 모드에서 공연비(air-fuel ratio)가 희박하게 된다. 이는 연소 부족으로 인해서 토크가 불충분해지는 경우이다.
일본 특허공개공보 제 2000-145516 호는 실린더내 인젝터의 작동불량에 의한 고장안전 모드에서 흡기 다기관 인젝터 단독에 의해서 연료분사가 제어되는 동안에도 적절한 구동 출력을 얻기 위해서 알맞은 공연비를 유지할 수 있는 엔진 제어장치를 개시한다. 이 엔진 제어장치는 연소실로 연료를 직접 분사하는 실린더내 인젝터, 흡기 시스템으로 연료를 분사하는 흡기 다기관 인젝터, 및 전자적 제어형의 스로틀 밸브를 포함한다. 엔진 작동상태에 기초해서 설정된 목표 연료 분사량이 실린더내 인젝터의 소정의 분사량을 초과하는 경우에, 엔진 제어장치는 흡기 다기관 인젝터에서의 연료분사에 의해서 부족한 양을 보충한다. 이 엔진 제어장치는 또한, 실린더내 인젝터 및 실린더내 인젝터로 연료를 공급하는 고압 연료공급 시스템의 이상을 판단하는 이상 판단 수단, 목표 연료 분사량이 최대 분사량을 초과하는 경우에 목표 연료 분사량을 최대 분사량으로 일정하게 하기 위해서 이상이 감지된 경우의 흡기 다기관 인젝터의 최대 분사량과 목표 연료 분사량을 비교하는 목표 연료 보정 수단, 최대 분사량 및 목표 공연비로 일정하게 된 목표 연료 분사량에 기초해서 목표 흡입 공기량을 계산하는 목표 흡입 공기량 보정 수단, 및 목표 흡입 공기량에 기초해서 전자 제어형의 스로틀 밸브에 대한 스로틀 개도 지시값을 계산하는 스로틀 개도 지시값 계산 수단을 포함한다.
이 엔진 제어장치의 실린더내 인젝터에 연료를 공급하는 고압 연료공급 시스템 및 실린더내 인젝터에서 이상이 감지되면, 흡기 다기관 인젝터의 최대 분사량이 엔진 작동상태에 기초해서 설정된 목표 연료 분사량과 비교된다. 목표 연료 분사량이 최대 분사량을 초과하면, 목표 연료 분사량이 최대 분사량으로 일정하게 된다. 목표 흡입 공기량은 이렇게 일정하게 된 목표 연료 분사량 및 목표 공연비에 기초해서 계산된다. 전자 제어형 스로틀 밸브에 대한 스로틀 개도 지시값은 계산된 목표 흡입 공기량에 기초해서 계산된다. 따라서, 실린더내 인젝터에서 이상이 감지되면, 실린더내 인젝터에서 연료분사는 정지되며, 연료는 흡기 다기관 인젝터 하나에서 분사된다. 이 과정의 최대 분사량 및 목표 공연비에 기초해서, 목표 흡입 공기량이 계산된다. 전자 제어형 스로틀 밸브에 대한 스로틀 개도 지시값은 목표 흡입 공기량에 기초해서 계산된다. 실린더내 인젝터 시스템의 고장에 의한 고장안전 모드에서, 아무리 가속페달이 많이 눌린다고 하더라도 스로틀 개도는 목표 공연비에 대응하는 정도만 열린다. 따라서, 공연비는 적절한 구동 출력을 얻기에 알맞게 유지된다.
일본 특허공개공보 제 2000-145516 호에 개시된 엔진 제어장치는, 고압 연료공급 시스템에서 고장이 발생하면 실린더내 인젝터에서 연료분사를 정지해서 흡기 다기관 인젝터만으로 연료분사를 실행한다. 이는 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물이 쉽게 쌓일 수 있는 문제점을 내포한다. 본래 그것 자체의 고장(예를 들면, (1) 고압 연료 시스템에서 기인하는 고장, 또는 (2) 다수의 실린더내 인젝터 중의 하나에서 기인하는 고장의 경우에도)이 없던 실린더내 인젝터도 실린더내 인 젝터의 분사구에 쌓이는 축적물로 인해서 결국 고장이 발생한다.
일본 특허공개공보 제 2000-145516 호에 개시된 엔진 제어장치에서, 목표 연료 분사량은 흡기 다기관 인젝터의 최대 분사량으로 일정해지고, 연료가 흡기 다기관 인젝터에서 최대 분사량으로 분사된다. 실린더내 인젝터 분사구에 축적물이 쌓이는 것을 억제하는 수단이 고려되지 않았기 때문에, 본래 고장이 없던 실린더내 인젝터가 실린더내 인젝터의 분사구에 쌓이는 축적물로 인해서 결국 고장이 발생한다.
본 발명의 목적은, 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구 및 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구가 연료분사를 하고, 제 1 연료분사 기구로의 연료공급 시스템을 포함하는 제 1 연료분사 기구측에서 고장이 발생한 경우에, 제 1 연료분사 기구의 다른 고장을 억제하는 내연기관용 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태에 따라, 내연기관용 제어장치는, 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구, 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구, 제 1 연료분사 기구로 연료를 공급하는 제 1 연료공급 기구, 및 제 1 및 2 연료분사 기구로 연료를 공급하는 제 2 연료공급 기구를 포함하는 내연기관을 제어한다. 제어장치는, 정지될 제 1 및 2 연료분사 기구 중 하나에서 분사상태를 포함하며, 연료분사에 제 1 및 2 연료분사 기구가 연료분사를 하도록 제 1 및 2 연료분사 기구를 제어하는 제어유닛, 및 제 1 연료공급 기구의 이상 유무를 판단하는 제 1 이상 판단유닛, 및 제 1 연료분사 기구의 이상 유무를 판단하는 제 2 의 이상 판단유닛을 포함한다. 제어기구는, 제 1 이상 판단유닛이 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단하고, 제 2 이상 판단유닛이 제 1 연료분사 기구의 이상이 아니라고 판단한 경우에, 적어도 제 2 연료공급 기구를 이용하는 제 1 연료분사 기구에서 연료가 분사되도록 제어에 영향을 미친다.
본 발명에 따르면, 내연기관의 실린더로 연료를 분사하기 위한 연료분사 기구으로 쓰이는 제 1 연료분사 기구(실린더내 인젝터)의 선단의 분사구는 연소실 내부에 위치한다. 고온 영역 및/또는 산화질소(NOX) 고농도 영역에서 축적물의 흡착이 증가 된다. 그 축적물이 쌓이면, 소망하는 연료의 양이 분사될 수 없다. 실린더내 인젝터에서 연료분사가 정지되면, 축적물은 쉽게 축적된다. 대조적으로, 실린더내 인젝터에서 연료가 분사되는 경우에, 축적물은 쉽게 쌓이지 않는다. 연료는, 압축행정에서 연료를 분사하는 고압펌프를 포함하는 연료공급 시스템인 제 1 연료공급 기구, 및 연료탱크에서 고압펌프로 연료를 공급하는 공급 펌프를 포함하는 연료공급 시스템으로 쓰이는 제 2 연료공급 기구에서 이 실린더내 인젝터로 공급된다. 통상적으로, 제 1 연료공급 기구의 고장인 경우에, 실린더내 인젝터에서의 연료분사는 정지되고, 연료는 제 2 연료분사 기구(흡기 다기관 인젝터)에서만 분사된다. 따라서, 본래 고장이 없는 실린더내 인젝터는 실린더내 인젝터의 분사구를 막는 축적물 때문에 결국 고장이 발생한다. 이러한 문제의 견지에서, 본 발명의 제어기구는, 예를 들어 흡입 행정에서 제 2 연료공급 기구를 이용하는 제 1 연료분사 기구에서 연료가 분사되도록 제어에 영향을 미친다. 따라서, 실린더내 인젝터에서 연료분사가 정지되지 않기 때문에, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물의 축적 문제가 방지될 수 있다. 따라서, 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구 및 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구가 연료분사에 함께 참여하고, 제 1 연료분사 기구로의 연료공급 시스템 포함하는 제 1 연료분사 기구측에서 고장이 발생한 경우에, 제 1 연료분사 기구의 다른 고장을 억제하는 내연기관용 제어장치가 제공된다.
바람직하게는, 제어유닛은, 제 1 이상 판단유닛이 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단하고 제 2 이상 판단유닛이 제 1 연료분사 기구의 이상으로 판단하는 경우에, 제 1 연료분사 기구에서 연료공급을 억제하기 위해서 제어에 영향을 미친다.
본 발명에서 실린더내 인젝터의 이상으로 판단되지 않으면 실린더내 인젝터에서의의 연료분사가 정지되지 않기 때문에, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물의 축적이 방지될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제어장치는, 제 1 연료공급 기구의 이상이 없다고 판단한 경우와 비교해서 제1 이상 판단유닛이 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단한 경우에, 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩이 증가 되도록, 내연기관에 제공된 가변 밸브 타이밍(VVT) 기구를 조절하는 조절유닛을 더 포함한다.
본 발명에서 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩을 증가시킴으로써, 내부 EGR(Exhaust Gas Recirculation)이 증가 되어서 연소온도가 감소하고, 그로 인해서 NOX의 발생이 억제된다. 실린더내 인젝터에서 연료분사를 정지 되도록 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단한 있는 경우에, 상기 기술한 바와 같이 밸브 오버랩이 증가 되어서 내부 EGR 을 증가하고, 연소온도가 감소하고, 그로 인해서 NOX의 발생이 억제된다. 연소온도를 줄이고 NOX를 억제함으로써, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물의 축적이 억제될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제어장치는, 제 1 이상 판단유닛 제 1 연료공급 기구의 이상으로 판단한 경우에, 제 1 연료공급 기구의 이상이 없다고 판단한 경우와 비교해서 점화시기가 지연되도록, 점화시기를 조절하는 조절유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 점화시기가 지연되고 연소온도가 감소 되어서 NOX의 발생이 억제된다. 연소압력이 매우 높고 연소온도도 높은 MTB(Minimum spark advance for Best Torque)의 부근에서 설정된 점화시기의 경우와 비교해서 점화시기를 지연시킴으로써, 연소압력 및 연소온도가 감소 되고, NOX 발생이 억제된다. 연소온도의 감소 및 NOX 의 억제로 인해서, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물의 축적이 억제될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제어장치는, 제 1 연료분사 기구의 분사구에 축적물이 쌓이지 않도록 내연기관의 출력을 제한하는 제한유닛을 더 포함한다.
본 발명에서 제 1 연료공급 기구의 이상이 있으면, 실린더내 인젝터에 축적물의 축적을 방지하기 위해서 실린더내 인젝터의 선단 온도(연소온도)의 감소를 유도하고, NOX 를 억제하도록 내연기관의 출력이 제한된다. 따라서, 실린더내 인젝터의 분사구에서 축적물의 축적이 억제될 수 있다. 실린더내 인젝터에서의 연료분사가 정지되어서, 축적물이 쉽게 쌓이는 상태에 이르는 경우에도, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물이 쌓이지 않도록 흡기 다기관 인젝터에서의 연료분사가 억제된다. 내연기관의 출력이 제한되는 모드에서 작동한 후에도, 축적물에 의해 막히게 되는 실린더내 인젝터의 분사구 문제는 방지될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제한유닛은, 제 2 연료공급 기구를 이용하여, 제 1 연료분사 기구가 정지되는 경우와 제 1 연료분사 기구가 실행되는 경우 사이에서의 내연기관 출력의 제한을 수정해서, 내연기관 출력을 제한한다.
본 발명에 따르면, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물이 쌓이기 쉬운 연료분사 정지 모드에서는, 예를 들어 내연기관의 출력은 연료분사가 정지되지 않은 경우보다 더욱 제한된다. 내연기관의 출력은 분사구에 축적물이 쌓이기 쉬운 상태에서 더욱 제한된다. 따라서, 실린더내 인젝터의 분사구에서 축적물의 축적이 방지된다.
더욱 바람직하게는, 제한기구는, 제 2 연료공급 기구를 이용해서 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 실행되는 경우보다 제 1 연료분사 기구에서 연료공급이 정지된 경우에, 내연기관의 출력의 제한을 수정해서, 내연기관 출력을 제한한다.
본 발명에서 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물이 더욱 쉽게 쌓이는 연료분사 정지 모드에서, 내연기관의 출력은 연료분사가 정지되지 않은 경우보다 더욱 제한된다. 내연기관의 출력은 분사구에 축적물이 쌓이기 쉬운 상태에서 더욱 억제된다. 따라서, 실린더내 인젝터의 분사구에서 축적물의 축적이 방지된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 내연기관용 제어장치는, 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구 및 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구를 포함하는 내연기관을 제어한다. 제어장치는, 정지될 상기 제 1 및 2 연료분사 기구 중 하나에서의 분사상태를 포함하고, 연료분사에 상기 제 1 및 2 연료분사 기구가 연료분사를 하도록 상기 제 1 및 2 연료분사 기구를 제어하기 위한 제어기구, 제 1 연료분사 기구가 알맞게 작동할 수 없는지를 감지하는 감지유닛, 및 제 1 연료분사 기구가 알맞게 작동할 수 없는 경우에 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 제어하는 제어유닛 포함한다.
본 발명에 따르면, 내연기관의 실린더로 연료를 분사하기 위한 연료분사 기구으로 쓰이는 제 1 연료분사 기구(실린더내 인젝터)의 선단의 분사구는 연소실 내에 위치한다. 축적물의 흡착은 고온 영역에서 증가 된다. 그런 축적물이 쌓이면 소망하는 연료의 양이 분사될 수 없다. 실린더내 인젝터에서 연료분사가 억제되고 실린더내 온도가 높은 경우에, 축적물이 쉽게 쌓이고, 실린더내 인젝터 자체의 고장을 앞당긴다. 실린더내 인젝터의 분사 시스템 또는 실린더내 인젝터의 연료 시스템에서 고장이 발생하면, 실린더내 인젝터에서 연료분사가 정지되거나 연료가 공급압력으로 분사된다. 어느 경우에도 실린더내 인젝터가 정상으로 작동할 수 없다. 그러한 경우에 연료가 실린더내 인젝터에서 분사되지 않아서, 연료 냉각이 효과적이지 못하다. 따라서, 실린더내 인젝터의 분사구를 막는 축적물의 축적이나 고온 때문에, 본래의 고장이 없는 실린더내 인젝터도 결국에 고장이 난다. 그러한 경우에, 제어유닛은 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 내연기관을 제어한다. 따라서, 실린더내 인젝터에서 연료분사가 정지되는 경우 또는 분사가 오직 공급압력으로 이루어지는 경우에, 실린더내 인젝터가 과도하게 고온으로 되는 문제가 방지될 수 있다. 따라서, 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구 및 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구가 연료분사를 하고, 제 1 연료분사 기구의 다른 고장이 억제되는 내연기관용 제어 장치를 제공한다.
바람직하게는, 제어기구는, 제 1 연료분사 기구의 온도에 기초해서, 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 내연기관을 제어한다.
본 발명에 따르면, 제 1 연료분사 기구(실린더내 인젝터)의 온도가 계산(추정 및 측정되고)되고, 내연기관은 온도의 과도한 증가를 피하기 위해서(한계값을 초과하는 것을 피하기 위해서) 실린더내 온도가 감소 되도록 제어된다. 그로 인해서, 실린더내 인젝터의 다른 고장이 억제된다.
더욱 바람직하게는, 제 1 연료분사 기구의 온도는 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 기초해서 계산된다.
본 발명에 있어서, 실린더내 인젝터의 온도는, 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량이 증가하면 더 높게 계산되고, 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량이 감소하면 더 낮게 계산된다.
더욱 바람직하게는, 제 1 연료분사 기구의 온도는 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 의해 계산된 온도, 및 온도변화 인자에 의해 계산된다.
본 발명에 따르면, 실린더내 인젝터의 기준 온도는 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 기초해서 계산된다. 실린더내 인젝터의 온도는 온도를 감소 또는 증가하게 하는 온도변화 인자를 고려해서 계산된다.
더욱 바람직하게는, 온도변화 인자는 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩 량 및 점화 시기의 지연량 중 하나 이상에 기초해서 계산된 보정 온도이다.
본 발명에 따르면, 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩이 커지면 내부 EGR이 증가 되어서, 연소 온도가 감소한다. 연소온도는 또한 점화시기가 지연된 경우에도 감소 된다. 온도를 감소하게 하는 온도변화 인자를 고려해서, 실린더내 인젝터의 온도가 계산된다.
더욱 바람직하게는, 제어유닛은, 내연기관으로의 흡입 공기량을 제한함으로써 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 내연기관을 제어한다.
내연기관으로의 흡입 공기량을 제한함으로써, 실린더내 온도를 감소하도록 내연기관의 출력이 제한될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제어기구는 내연기관의 엔진속도를 제한함으로써 내연기관의 실린더내 온도가 감소하도록 내연기관을 제어한다.
본 발명에 따르면, 내연기관 출력은 내연기관의 엔진속도를 제한함으로써 제한되고, 실린더내 온도를 줄이게 된다.
더욱 바람직하게는, 제 1 연료분사 기구의 온도가 소정의 온도보다 높은 경우에, 제어유닛에 의해 김소된 내연기관의 온도를 가지게 된다.
본 발명에 따르면, 실린더내 인젝터의 온도가 높은 경우에, 내연기관의 실린더내 온도가 감소 된다.
더욱 바람직하게는, 제 1 연료분사 기구는 실린더내 인젝터이고, 제 2 연료분사 기구는 흡기 다기관 인젝터이다.
제 1 연료분사 기구으로 쓰이는 실린더내 인젝터 및 제 2 연료분사 기구으로 쓰이는 흡기 다기관 인젝터가 연료분사를 하는 내연기관에서, 실린더내 인젝터로 연료를 공급하는 제 1 연료공급 기구(예를 들어, 고압펌프)가 고장인 경우, 또는 다수의 실린더내 인젝터 중 하나가 고장인 경우에도, 실린더내 인젝터에서 연료분사가 정지되지 않는다. 따라서, 실린더내 인젝터의 다른 고장을 억제하는 내연기관용 제어장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 장점은 도면을 참고하여 이하의 본 발명의 상세한 설명에 의해 더욱 분명해진다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어장치의 제어하에 있는 엔진 시스템의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어장치인 엔진 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구성의 순서도이다.
도 3 은 연료분사 시간과 분사량 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는 엔진속도와 필요한 분사량의 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태의 제어장치가 알맞게 적용된 엔진의 온간 상 태에 대응하는 DI 비 맵을 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 엔진의 제어장치가 알맞게 적용된 엔진의 냉간 상태에 대응하는 DI 비 맵을 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 엔진의 제어장치가 알맞게 적용된 엔진의 온간 상태에 대응하는 DI 비 맵을 나타내는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 엔진의 제어장치가 알맞게 적용된 엔진의 냉간 상태에 대응하는 DI 비 맵을 나타내는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 실시형태의 변형에 따른 제어장치로 쓰이는 엔진 ECU에 의해 실행되는 프로그램의 제어구성의 순서도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태의 변형에 따른 실린더 내의 인젝터의 허용가능한 온도 영역을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시형태가 이하에서 도면을 참조하여 설명된다. 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 나타내었고, 그 구성과 기능도 또한 동일하다. 따라서, 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 내연기관용 제어장치로 쓰이는 엔진 ECU(Electronic Control Unit)의 제어하에 있는 엔진 시스템 구성의 개략도이다. 엔진으로 직렬 4기통 가솔린 엔진이 나타나 있더라도, 본 발명은 그러한 엔진에 한정되지 않는다.
도 1 에 나타난 바와 같이, 엔진 (10) 은 4 개의 실린더 (112) 를 구비하고, 각 실린더는 대응하는 흡기 다기관 (20) 에 의해서 공통 서지 탱크 (30) 에 연결되어 있다. 서지 탱크 (30) 는 흡기 도관 (40) 에 의해서 에어 클리너 (50) 에 연결되어 있다. 유량계 (42) 는 흡기 도관 (40) 에 배치되어 있고, 전동모터 (60) 에 의해 구동되는 스로틀 밸브 (70) 도 또한 흡기 도관 (40) 에 배치되어 있다. 스로틀 밸브 (70) 의 개도는 가속 페달 (100) 과 관계없이 엔진 ECU (300) 의 출력 신호에 기초해서 제어된다. 각 실린더 (112) 는 삼원 촉매 변환기 (90) 에 연결된 공통 배기 다기관 (80) 에 연결되어 있다.
각 실린더 (112) 는 연료를 실린더로 분사하는 실린더내 인젝터 (110) 및 연료를 흡기포트 혹은/및 흡기 다기관으로 분사하는 흡기 다기관 인젝터 (120) 가 제공된다. 인젝터 (110, 120) 는 엔진 ECU (300) 의 출력신호에 기초해서 제어된다. 게다가, 각 실린더의 실린더내 인젝터 (110) 는 공통 연료 분배관 (130) 에 연결되어 있다. 연료 분배관 (130) 은 연료 분배관 (130) 의 방향으로 흐르게 하는 체크 밸브 (140) 에 의해서 엔진 구동형의 고압 연료펌프 (150) 에 연결되어 있다. 별개로 제공된 두 개의 인젝터를 가지는 내연기관이 본 실시형태에서 설명이 되었더라도, 본 발명은 그러한 내연기관에 한정되지 않는다. 예를 들어, 내연기관은 실린더내 분사와 흡기 다기관 분사 두 개의 효과를 얻을 수 있는 하나의 인젝터를 가질 수도 있다.
도 1 에 나타난 바와 같이, 고압 연료펌프 (150) 의 배출측은 전자 스필 밸브 (152) 에 의해서 고압 연료펌프 (150) 의 흡입측에 연결되어 있다. 전자 스필 밸브 (152) 의 개도가 작아지면, 고압 연료펌프 (150) 에서 연료 분배관 (130) 으로 공급되는 연료의 양이 증가한다. 전자 스필 밸브 (152) 가 완전히 개방되면, 고압 연료펌프 (150) 에서 연료 분배관 (130) 으로 연료공급을 정지한다. 전자 스필 밸브 (152) 는 엔진 ECU (300) 의 출력 신호에 기초해서 제어된다.
구체적으로, 캠 샤프트에 부착된 캠을 통해 펌프 플런저의 수직 작동에 의해 연료를 가압하는 고압 연료펌프 (150) 의 펌프 흡입측에 제공된 전자 스필 밸브 (152) 의 가압 행정시 닫히는 시간은, 연료 분배관 (130) 에서 제공된 연료압력 센서 (400) 을 이용하는 엔진 ECU (300) 를 통해 피드백 제어되고, 그로 인해서 연료 분배관 (130) 의 연료압력이 제어된다. 다시 말하면, 엔진 ECU (300) 에 의해서 전자 스필 밸브 (152) 를 제어함으로써, 고압 연료펌프 (150) 에서 연료 분배관 (130) 으로 공급되는 연료의 양과 압력이 제어된다.
각 흡기 다기관 인젝터 (120) 는 저압 측의 공통 연료 분배관 (160) 에 연결되어 있다. 연료 분배관 (160) 및 고압 연료펌프 (150) 는 공통 연료압력 조절기 (170) 에 의해서 전동모터 구동형 저압 연료펌프 (180) 에 연결되어 있다. 저압 연료펌프 (180) 는 연료필터 (190) 에 의해서 연료탱크 (200) 에 연결되어 있다. 저압 연료펌프 (180) 에서 분사된 연료의 연료압력이 소정의 설정 연료압력보다 높으면, 압력 조절기 (170) 는 저압 연료펌프 (180) 로부터 나온 연료 일부를 연료탱크 (200) 로 반환한다. 따라서, 흡기 다기관 인젝터 (120) 에 공급된 연료압력 및 고압 연료펌프 (150) 에 공급된 연료압력이 설정 연료압력보다 높아지는 것을 방지할 수 있다.
엔진 ECU (300) 는 디지털 컴퓨터에 기초하고, 양방향 버스 (310) 에 의해서 서로 연결된 ROM(Read Only Memory) (320), RAM(Random Access Memory) (330), CPU(Central Processing Unit) (340), 입력포트 (350), 및 출력포트 (360) 를 포함한다.
유량계 (42) 는 흡기 공기에 비례해서 출력 전압을 발생시킨다. 유량계 (42) 에서의 출력전압은 A/D 변환기 (370) 를 통해서 입력포트 (350) 에 입력된다. 엔진의 냉매 온도에 비례해서 출력전압을 생성하는 냉각수 온도 센서 (380) 가 엔진 (10) 에 장착되어 있다. 냉각수 온도 센서 (380) 에서의 출력 전압은 A/D 변환기 (390) 에 의해서 입력포트 (350) 에 입력된다.
고압 분배관 (130) 의 연료압력에 비례해서 출력 전압을 생성하는 연료압력 센서 (400) 가 고압 연료 분배관 (130) 에 장착되어 있다. 연료압력 센서 (400) 에서의 출력 전압은 A/D 변환기 (410) 에 의해서 입력포트 (350) 에 입력된다. 배기 가스의 산소 농도에 비례해서 출력 전압을 만드는 공연비 센서 (420) 가 삼원 촉매 변환기 (90) 의 상류측 배기 다기관 (80) 에 장착되어 있다. 공연비 (420) 에서의 출력전압은 A/D 변환기 (430) 에 의해서 입력포트 (350) 에 입력된다.
본 실시형태의 엔진 시스템의 공연비 센서 (420) 는 엔진 (10) 에서 연소된 공기-연료 혼합물의 공연비에 비례해서 출력전압을 만드는 전 범위 공연비 센서(선형 공기-연료 센서)이다. 공연비 센서 (420) 는 엔진 (10) 에서 연소된 공기-연료 혼합물의 공연비가 온/오프 방식으로 화학양론비(stoichiometric rate)에 대 해 희박한지 농후한지를 검출하는 O2 센서이다.
가속페달 (100) 의 페달 위치에 비례해서 출력전압을 생성하는 가속페달 위치 센서 (440) 가 가속페달 (100) 에 장착되어 있다. 가속페달 위치 센서 (440) 에서의 출력전압은 A/D 변환기 (430) 에 의해서 입력포트 (350) 에 입력된다. 엔진속도를 나타내는 출력 펄스를 발생시키는 회전속도 센서 (460) 가 입력포트 (350) 에 연결되어 있다. 엔진 ECU (300) 의 ROM (320) 은 작동상태, 엔진 냉각수 온도에 기초한 보정값, 및 상기에서 설명한 가속페달 위치 센서 (440) 및 회전속도 센서 (460) 에 의해서 얻어진 엔진속도 및 엔진 부하율(engine load factor)에 기초해서 미리 맵화된 것에 대응해서 설정되는 연료 분사량을 저장한다.
연료탱크 (200) 에서 나온 연료 증기를 포집하는 용기인 캐니스터 (230) 는 페이퍼 채널 (260) 에 의해서 연료탱크 (200) 에 연결되어 있다. 캐니스터 (230) 는 그 내에 포집된 연료 증발가스를 엔진 (10) 의 흡기 시스템으로 공급하기 위한 퍼지 채널 (280) 에 더 연결되어 있다. 퍼지 채널 (280) 은 흡기 덕트 (40) 의 스로틀 밸브 (70) 의 하류에 개구되는 퍼지 포트 (290) 와 연통한다. 당업자에게 잘 알려져 있듯이, 캐니스터 (230) 는 연료 증발 가스를 흡수하는 흡수제(활성탄)로 채워져 있다. 퍼지중 체크 밸브를 통해 캐니스터 (230) 에 공기가 들어가게 하는 에어 채널 (270) 이 캐니스터 (230) 에 형성되어 있다. 게다가, 퍼지의 양을 제어하는 퍼지 제어 밸브 (250) 는 퍼지 채널 (280) 에 제공된다. 퍼지 제어 밸브 (250) 의 개도는 엔진 ECU (300) 에 의한 듀티 제어 하에 있고, 그 로 인해 캐니스터 (230) 에서 퍼지되는 연료 증기의 양, 그리고 차례로 엔진 (10) 에 도입된 연료의 양(이하, "퍼지 연료량"이라고 기재함)이 제어된다.
본 실시형태의 제어장치로 쓰이는 엔진 ECU (300) 에 의해 실행되는 프로그램의 제어구성은 도 2 를 참조하여 설명된다. 이 순서도에서 프로그램은 소정의 시간 간격, 또는 엔진 (10) 의 소정의 크랭크 각으로 실행된다.
단계(이하, 단계를 "S"로 줄여씀) (100) 에서 엔진 ECU (300) 는 고압 연료 시스템의 이상이 감지되는지 아닌지를 판단한다. 예를 들어, 엔진 구동형 고압 연료펌프가 고장이 나서 연료압력 센서 (400) 에 의해 감지된 연료압력이 소정의 한계값 미만일 때, 또는 연료압력 센서 (400) 을 이용해서 실행되는 피드백 제어가 부적당할 때, 고압 연료 시스템의 이상이 감지된다. 고압 연료 시스템의 이상이 감지되면(S100 에서 예), 제어는 S110 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S100 에서 아니오), 제어는 S200 으로 넘어간다.
S110 에서, 엔진 ECU (300) 는 실린더내 인젝터 (100) 의 이상이 감지되는지 아닌지를 판단한다. 예를 들어, 제어신호를 실린더내 인젝터 (100) 로 전송하는 하니스(harness) 등의 단락에 의해서, 실린더내 인젝터 (110) 의 이상이 감지된다. 실린더내 인젝터 (100) 의 이상이 감지되면(S110 에서 예), 제어는 S140 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S110 에서 아니오), 제어는 S120 으로 넘어간다.
S120 에서, 엔진 ECU (300) 는 전동모터 구동형 저압 연료펌프 (180) (공급펌프) 에 의해 공급된 연료를 실린더내 인젝터 (100) 외부로 분사한다. 구체적으로, 실린더내 인젝터 (100) 는 공급압력으로 연료를 분사한다. S130 에서, 엔진 ECU (300) 는 스로틀 제한용으로 쓰이는 판단기준인 기준 (1) 을 선택한다. 그리고 나서, 제어는 S160 으로 넘어간다.
S140 에서, 엔진 ECU (300) 는 실린더내 인젝터 (100) 에서의 연료분사를 정지한다. 구체적으로, 실린더내 인젝터 (100) 자체의 고장으로 판단하고, 분사는 공급압력으로도 이루어지지 않는다. S150 에서, 엔진 ECU (300) 는 스로틀 제한용으로 쓰이는 판단기준인 기준 (2) 를 선택한다. 그리고 나서, 제어는 S160 으로 넘어간다.
S160 에서, 엔진 ECU (300) 은 VVT에 의해 흡기밸브 및 배기밸브의 오버랩(overlap)을 증가시킨다. 따라서, 내부 EGR 이 증가 되어서 연소온도 및 NOX를 감소시킨다. S170 에서, 엔진 ECU (300) 는 점화시기를 지연시킨다. 따라서, 연소온도 및 NOX 가 감소될 수 있다.
S180 에서, 엔진 ECU (300) 는 스로틀 밸브 (70) 의 개도를 제한한다. 이는 엔진 (10) 의 출력이 제한되는 것을 의미한다. 따라서, 흡입 공기량이 감소 되고(화학양론 상태에 기초해서), 연료 분사량이 감소한다. 실린더내 인젝터 (110) 의 선단에서 온도의 증가 및 NOX의 발생이 억제될 수 있다. 따라서, 실린더내 인젝터 (110) 의 분사구에서 축적물의 축적이 억제될 수 있다. 이 단계에서 쓰이는 기준 (1 또는 2) 는 이후에 설명된다.
S200 에서, 엔진 ECU (300) 는 정상작동을 하도록 엔진 (10) 을 제어한다.
상기에서 설명된 구성과 순서도에 기초한 본 실시형태의 내연기관용 제어장 치로 쓰이는 엔진 ECU (300) 의 제어하에 있는 엔진 (10) 의 작동이 도 3 및 도 4 를 참조하여 설명된다.
예를 들어, 분배 시스템에 제공된 고압 연료펌프 (150) 또는 밸브가 고장이면(S100 에서 예), 실린더내 인젝터 (110) 의 이상이 감지되는지 아닌지의 판단이 이루어진다.
<실린더내 인젝터의 이상이 아니고, 고압 연료 시스템의 이상인 경우>
실린더내 인젝터 (110) 가 이상이 아니라고 판단하면(S110 에서 아니오), 실린더내 인젝터 (110) 는 공급압력으로 연료를 분사한다(S120). 이 단계에서 분사된 연료량의 예가 도 3 에 나타나 있다. 도 3 은 연료분사 시간 (τ) 와 연료 분사량 사이의 관계를 나타낸다. 실린더내 인젝터 (110) 가 고장이 아니기 때문에, 실린더내 인젝터 (110) 는 연료분사를 한다. 이는 도 3 의 "실린더내 인젝터 = Qmin" 에 대응한다. 남은 연료는 연료공급 시스템 및 인젝터 기능에 알맞게 흡기 다기관 인젝터 (120) 로부터 분사된다.
도 4 의 1점 쇄선이 종래기술에 대응하는 것이다. 실린더내 인젝터 (110) 에서의 연료분사가 정지되고, 엔진 (10) 은 1점 쇄선(1점 쇄선의 아래쪽 영역)이 나타내는 범위 내에서 흡기 다기관 인젝터 (120) 에서 단독으로 제어된다. 본 실시형태에서, 기준 (1) 의 판단기준은 연료가 실린더내 인젝터 (110) 에서 공급압력으로 분사되는 경우에 선택되고, 기준 (2) 의 판단기준은 실린더내 인젝터 (110) 가 정지되는 경우에 선택된다. 바꾸어 말하면, 엔진 (10) 은 연료가 실린더내 인젝터 (110) 에서 분사되는지 아닌지에 따라 하나의 기준에 의해 나타내는 영역(실선의 아래쪽 영역) 내에서 제어된다.
기준 (1) 및 기준 (2) 는 Qmin과 별개이다. 도 4 의 기준 (1) 과 기준 (2) 의 차이점은 실린더내 인젝터 (110) 의 정지로 인해서 인젝터에서 막히기 쉬운 차이를 보완한다. 바꾸어 말하면, 실린더내 인젝터 (110) 가 실린더내 인젝터 (110) 에 의한 연료분사 및 작동에 대응해서 연료분사 작동을 조절하기 때문에, 기준 (1) 은 인젝터 막힘에 대한 마진을 포함한다. 이는 더 많은 연료가 분사될 수 있다는 것을 뜻한다.
도 4 의 기준 (1) 이 선택되고(S130), 흡기밸브 및 배기밸브의 오버랩이 VVT 에 의해 증가 되도록 제어한다(S160). 점화시기가 지연되고(S170), 엔진 (10) 의 출력이 제한되어서 도 4 의 기준 (1) 을 나타내는 실선보다 아래쪽 영역의 필요한 분사량에 대응한다. 연소가 화학양론 상태에서 이루어진다고 가정하면, 연료량과 흡입공기량 사이에서 일정한 관계가 성립되기 때문에, 스로틀 밸브 (70) 의 개도는 더 작게 설정된다.
흡기밸브 및 배기밸브의 오버랩을 증가시킴으로써, 내부 EGR 이 증가 되고 연소온도를 낮추고, 그로 인해서 NOX 의 발생이 억제된다. 점화 시기를 지연시킴으로써, 연소온도가 낮아질 수 있고, NOX의 발생을 억제한다. 연소온도 및 NOX의 발생의 감소에 의해, 실린더내 인젝터의 분사구에서 축적물의 축적이 억제될 수 있다. 종래의 경우에 대응하여 도 4 에 1 점 쇄선으로 나타난 바와 같이, 흡기 다기관 인젝터 (120) 에서 연료분사의 제한(필요한 분사량)이 실린더내 인젝 터 (110) 에서의 축적물을 고려하지 않았다. 본 실시형태에서 실린더내 인젝터 (110) 를 이용해서 공급압력으로 연료가 분사되는 경우에, 엔진 (10) 은 필요한 분사량이 엔진속도가 종래보다 더 제한되는 영역에 대응하는 기준 (1) 의 영역 내에서 제어된다. 따라서, 실린더내 인젝터의 선단에서 온도(연소온도) 가 감소 되고 NOX 가 억제되고, 그로 인해서 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물의 축적이 억제될 수 있다.
<고압 연료 시스템 및 실린더내 인젝터가 모두 이상이 있는 경우>
실린더내 인젝터 (110) 의 이상으로 판단되면(S110 에서 예), 실린더내 인젝터 (110) 에서의 연료분사는 정지된다(S140).
도 4 의 기준 (2) 이 선택된다(S150). 제어는 흡기밸브 및 배기밸브의 오버랩이 VVT 에 의해 증가하도록 제어한다. 점화시기가 지연된다(S170). 엔진 (10) 의 출력은 도 4 의 기준 (2) 를 나타내는 실선보다 아래쪽 영역의 필요한 분사량에 대응한다. 연소가 스토이키 상태에서 이루어진다고 가정하면, 연료 분사량과 흡입 공기량 사이에서 일정한 관계가 성립되기 때문에, 스로틀 밸브 (70) 의 개도는 더 작게 설정된다.
특히 실린더내 인젝터 (110) 가 정지되는 경우에, 연료가 실린더내 인젝터 (110) 에서 공급압력으로 분사되는 경우에 대응하는 기준 (1) 보다 더욱 제한하는 기준 (2) 이 선택된다. 따라서, 도 4 에 나타난 바와 같이, 필요한 분사량이 더욱 제한된다. 흡기 다기관 인젝터 (120) 에서의 연료 분사량을 더욱 제한함 으로써, 실린더내 인젝터 (110) 에서 연료분사의 정지 때문에 분사구에 퇴적물이 더욱 손쉽게 쌓이는 상태에서조차 축적물의 축적이 억제될 수 있다.
따라서, 연료를 실린더내 인젝터로 공급하는 연료공급 시스템에 고장이 발생하더라도, 연료가 실린더내 인젝터가 정상인 동안에는 공급펌프에 의해서 분사하기 위해서 실린더내 인젝터로 공급될 수 있다. 따라서, 실린더내 인젝터의 분사구에 축적물의 축적이 사전에 방지될 수 있다. 이 단계에서, 흡기밸브 및 배기밸브의 오버랩이 VVT 에 의해 증가하고, 점화시기가 지연되고, 그로 인해서 연소온도가 감소되고 NOX 의 발생이 억제되어서 퇴적물의 축적을 방지한다. 추가적으로, 필요한 연료량이 기준 (1) 에 기초하여 감소해서 연소온도를 감소시키고 NOX 의 발생이 억제된다. 따라서, 축적물의 축적이 억제된다. 게다가, 연료를 실린더내 인젝터로 공급하는 연료공급 시스템에서의 고장이 발생한 경우에도 실린더내 인젝터의 이상이 검출되면, 실린더내 인젝터에서의 연료분사는 정지된다. 이 경우에, 기준 (1) 보다 더 엄격한 제한을 하는 기준 (2) 은 필요한 연료량을 더욱 줄이는데 쓰이고, 그로 인해서 연소온도가 감소하고 NOX 의 발생이 억제된다. 따라서, 연료분사가 금지되는 실린더내 인젝터에서 축적물의 축적이 억제될 수 있다.
<본 제어장치가 알맞게 적용된 엔진 (1)>
본 실시형태의 제어장치가 알맞게 적용된 엔진 (1) 은 이하에서 설명된다.
도 5 및 도 6 을 참조하여, 엔진 (10) 의 작동상태와 관련된 정보로 쓰이고, 실린더내 인젝터 (110) 와 흡기 다기관 인젝터 (120) 사이에서 연료분사비(이하, DI 비 (r) 라고 기재함)를 나타내는 맵이 지금부터 설명된다. 맵은 엔진 ECU (300) 의 ROM (300) 에 저장된다. 도 5 는 엔진 (10) 의 온간 상태용 맵이고, 도 6 은 엔진 (10) 의 냉간 상태용 맵이다.
도 5 및 도 6 의 맵에서, 실린더내 인젝터 (110) 의 연료 분사비는 DI 비 (r) 의 백분율로 표현되고, 엔진 (10) 의 엔진속도는 수평축으로 하고 부하율은 수직축으로 한다.
도 5 및 도 6 에 나타난 바와 같이, DI 비 (r) 는 엔진속도 및 엔진 (10) 의 부하율에 의해 결정되는 각 작동 영역을 나타내는 것이다. "DI 비 (r) = 100 %" 는 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 만으로 실행되는 영역을 나타내고, "DI 비 (r) = 0 %"는 연료분사가 흡기 다기관 인젝터 (120) 만으로 실행되는 영역을 나타내는 것이다. "DI 비 (r) ≠ 0 %", "DI 비 (r) ≠ 100 %" 그리고 "0 % ＜ DI 비 (r) ＜ 100 %" 는 실린더내 인젝터 (110) 및 흡기 다기관 인젝터 (120) 가 연료분사 하는 것을 나타낸다. 일반적으로, 실린더내 인젝터 (110) 는 출력 성능 향상에 기여하는 반면에, 흡기 다기관 인젝터 (120) 는 공기-연료 혼합물의 균일성에 기여한다. 다른 특성을 가진 이러한 2 가지 형태의 인젝터는 엔진 (10) 의 엔진속도 및 부하율에 따라 적절하게 선택되고, 그 결과 엔진 (10) 의 정상 작동상태(예를 들면, 아이들링 중 촉매 가온 상태가 이상 작동상태의 한 예이다)에서 균일한 연소가 이루어진다.
게다가, 도 5 및 도 6 에 나타난 바와 같이, 실린더내 인젝터 (110) 와 흡기 다기관 인젝터 (120) 의 DI 비 (r) 는 엔진의 온간 상태용 또는 냉간 상태용 맵으로 각각 정해진다. 맵은 엔진 (10) 의 온도변화에 따라 실린더내 인젝터 (110) 및 흡기 다기관 인젝터 (120) 의 다른 제어 영역를 나타내도록 형성되어 있다. 검출된 엔진 (10) 의 온도가 소정의 온도 한계값 이상이면, 도 5 에 나타난 온간 상태용 맵이 선택되고, 그렇지 않으면 도 6 에 나타난 냉간 상태용 맵이 선택된다. 실린더내 인젝터 (110) 및/또는 흡기 다기관 인젝터 (120) 는 선택된 맵에 따라 엔진 (10) 의 엔진속도 및 부하율에 기초해서 제어된다.
도 5 및 도 6 에 설정된 엔진 (10) 의 엔진속도 및 부하율은 지금부터 설명된다. 도 5 에서, NE (1) 가 2500 rpm 내지 2700 rpm 으로 설정되고, KL (1) 이 30 % 내지 50 % 로 설정되고, KL (2) 이 60 % 내지 90 % 로 설정된다. 도 6 에서, NE (3) 가 2900 rpm 내지 3100 rpm 으로 설정된다. 즉, NE (1) < NE (3). 도 5 의 NE (2) 뿐만 아니라 도 6 의 KL(3) 및 KL (4) 도 또한 적절하게 설정된다.
도 5 와 도 6 을 비교해 보면, 도 6 에 나타난 냉간 상태용 맵의 NE (3) 는 도 5 에 나타난 온간 상태용 맵의 NE (1) 보다 더 크다. 이는, 엔진 (10) 의 온도가 낮아지면, 흡기 다기관 인젝터 (120) 의 제어 영역이 더 높은 엔진 속도의 영역를 수용하도록 확장된다는 것을 나타낸다. 즉, 엔진 (10) 이 냉간인 경우에, 실린더내 인젝터 (110) 의 분사구에 축적물이 잘 쌓이지 않는다(비록 실린더내 인젝터 (110) 에서 연료가 분사가 되지 않는 경우에도). 따라서, 흡기 다기관 인젝터 (120) 를 사용해서 연료분사가 이루어지는 영역이 확장되고, 그로 인해 균 일성이 개선된다.
도 5 와 도 6 을 비교해 보면, 엔진 (10) 의 엔진속도가 NE (1) 이거나 온간 상태용 맵보다 높은 영역에서, 그리고 엔진속도가 NE (3) 거나 냉간 상태용 맵보다 높은 영역에서 "DI 비 (r) = 100 %" 이다. 부하율의 면에서, 부하율이 KL (2) 이거나 온간 상태용 맵보다 큰 영역에서, 그리고 부하율이 KL (4) 이거나 냉간 상태용 맵보다 큰 영역에서 "DI 비 (r) = 100 %". 이는 소정의 높은 엔진속도의 영역, 및 소정의 높은 엔진 부하의 영역에서 실린더내 인젝터 (110) 만이 사용되는 것을 의미한다. 즉, 고속 영역 또는 고부하 영역에서 연료분사가 실린더내 분사 (110) 에서만 이루어지는 경우에도, 엔진 (10) 의 엔진속도 및 부하가 높고 흡입 공기량이 충분해서 단지 실린더내 인젝터 (110) 만을 이용해서 균일한 공기-연료 혼합물을 얻는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 실린더내 인젝터 (110) 에서 분사된 연료는 기화 잠열(또는, 연소실에서의 흡열)을 포함하는 연소실 내에서 분무화 된다. 따라서, 공기-연료 혼합물의 온도가 압축 종결시에 감소하고, 그 결과 노킹방지 성능이 개선된다. 게다가, 연소실 내의 온도가 감소하기 때문에, 흡입 효율이 향상되고, 고출력을 기대할 수 있다.
도 5 의 온간 상태용 맵에서, 부하율이 KL (1) 이하일 때, 연료분사는 또한 실린더내 인젝터 (110) 만의 사용으로 이루어진다. 이는, 엔진 (10) 의 온도가 높을 때, 실린더내 인젝터 (110) 만이 소정의 낮은 부하 영역에서 사용되는 것을 나타낸다. 엔진 (10) 이 온간 상태일 때, 축적물이 실린더내 인젝터 (110) 의 분사구에 축적물이 쌓이기 쉽다. 하지만, 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 를 이용해서 이루어질 때, 분사구의 온도가 낮아질 수 있고, 축적물의 축적이 방지된다. 게다가, 인젝터의 최소 연료 분사량을 보장하면서 실린더내 인젝터 (110) 에서 막힘이 방지될 수 있다. 따라서, 실린더내 인젝터 (110) 는 단지 관련 영역에만 사용된다.
도 5 와 도 6 을 비교해 보면, "DI 비 (r) = 0 %" 의 영역은 단지 도 6 의 냉간 상태용 맵에서만 나타난다. 이는, 엔진 (10) 의 온도가 낮을 때, 소정의 저부하 영역(KL (3) 이하) 에서, 연료분사가 흡기 다기관 인젝터 (120) 에서만 이루어지는 것을 나타낸다. 엔진 (10) 이 저온이고 저부하 및 흡입 공기량이 적으면, 연료의 분무화가 저하된다. 그러한 영역에서, 실린더내 인젝터 (110) 에서의 연료분사로 양호한 연소를 보장하기 어렵다. 게다가, 특히 저부하 및 저속 영역에서, 실린더내 인젝터 (110) 를 이용한 고출력은 불필요하다. 따라서, 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 를 사용하지 않고 흡기 다기관 인젝터 (120) 에 의해서만 연료분사가 관련 영역에서 이루어진다.
게다가, 정상작동과 다른 작동에서, 또는, 엔진 (10) 의 아이들링(이상 작동상태) 중 촉매 가온시, 실린더내 인젝터 (110) 는 성층(stratified charge) 연소가 영향을 받도록 제어된다. 촉매 가온 작동 중 성층 연소를 유발함으로써, 촉매의 가온이 촉진되어서 배기가 개선된다.
<본 제어장치가 알맞게 적용된 엔진 (2)>
본 실시형태의 제어장치가 알맞게 적용된 엔진 (2) 이 이하에서 설명된다. 엔진 (2) 의 이하 설명에서, 엔진 (1) 과 유사한 구성은 반복하지 않는다.
도 7 및 도 8 을 참조하여, 엔진 (10) 의 작동상태와 관련된 정보로 취급되는 흡기 다기관 인젝터 (120) 와 실린더내 인젝터 (110) 의 연료 분사비를 나타내는 맵이 설명된다. 맵은 엔진 ECU (300) 의 ROM (320) 에 저장된다. 도 7 은 엔진 (10) 의 온간 상태용 맵이고, 도 8 은 엔진 (10) 의 냉간 상태용 맵이다.
도 7 및 도 8 은 이하의 점에서 도 5 및 6 과 다르다. 온간 상태용 맵에서 엔진 (10) 의 속도가 NE (1) 이상의 영역에서, 및 냉간 상태용 맵에서 엔진 (10) 의 속도가 NE (3) 이상의 영역에서 "DI 비 (r) = 100 %"가 유지된다. 게다가, 온간 상태용 맵에서 저속 영역을 제외하고 부하율이 KL (2) 이상인 영역에서, 및 냉간 상태용 맵에서 저속 영역을 제외하고 부하율이 KL (4) 이상인 영역에서 "DI 비 (r) = 100 %"가 유지된다. 이는, 엔진속도가 소정의 높은 레벨인 영역에서는 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 에 의해서만 이루어지고, 엔진 부하가 소정의 높은 레벨인 영역에서는 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 에 의해서만 이루어진다는 것을 뜻한다. 하지만, 저속 및 고부하 영역에서, 실린더내 인젝터 (110) 에서 분사된 연료에 의해서 생성된 공기-연료 혼합물의 혼합이 불량하고, 연소실 내의 그런 불균일한 공기-연료 혼합물은 불완전 연소를 일으킬 수 있다. 따라서, 엔진속도의 증가에 따라 실린더내 인젝터 (110) 의 연료 분사비가 증가하여 상기 문제가 잘 발생하지 않는 반면, 엔진부하의 증가에 따라 실린더내 인젝터 (110) 의 연료 분사비는 감소하여 상기 문제가 잘 발생하게 된다. 이러한 DI 비 (r) 의 변화가 도 7 및 도 8 에서 십자의 화살표로 나타나 있다. 이러한 방식으로, 불완전 연소를 일으키는 엔진의 출력 토크의 변동이 억제될 수 있다. 이러한 척도는 소정의 저속 영역으로 가동하는 엔진상태와 관련된 실린더내 인젝터 (110) 의 연료 분사비를 감소시키는 척도와 실질적으로 대응되거나, 소정의 저부하 영역으로 가동하는 엔진상태와 관련된 실린더내 인젝터 (110) 의 연료 분사비를 증가시키는 척도와 실질적으로 대응된다. 게다가, 상기에서 기재된 영역(도 7 및 도 8 에서 십자가 화살표로 표시) 이외의 영역 및 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 만을 이용하여 이루어지는 영역(고속 측 및 저부하 측)에서, 연료분사가 실린더내 인젝터 (110) 만을 이용하여 이루어지는 경우에도 공기-연료 혼합물이 균일하게 설정되는 것이 쉽다. 이 경우에, 실린더내 인젝터 (110) 에서 분사된 연료는 연소실 내에서 기화 잠열(연소실에서 열을 흡수함으로써)을 수반하는 연소실 내에서 분무화된다. 따라서, 공기-연료 혼합물의 온도가 압축 종결시에 감소하고, 그로 인해서 노킹방지 성능이 개선된다. 게다가, 연소실 내의 온도가 감소하기 때문에, 흡입 효율이 향상되고, 고출력을 기대할 수 있다.
도 5 ~ 도 8 과 관련하여 설명된 엔진에서, 실린더내 인젝터 (110) 의 연료분사 시기는 이하에서 설명될 압축행정에서 이루어지는 것이 바람직하다. 실린더내 인젝터 (110) 의 연료분사 시기가 압축행정에서 설정되면, 실린더내의 온도가 상대적으로 높은 반면 공기-연료 혼합물은 연료분사에 의해서 냉각된다. 따라서, 냉각효과는 노킹방지 성능을 개선 시킨다. 게다가, 실린더내 인젝터 (110) 의 연료분사 시기가 압축행정에서 설정되면, 연료분사에서 점화를 시작하는데 필요한 시간이 짧아서 분사된 연료의 강한 침투가 가능하게 된다. 따라서, 연소율이 증가한다. 노킹방지 성능의 개선 및 연소비 증가는 연소의 변동을 방지할 수 있고, 따라서 연소 안정성이 개선된다.
<본 실시형태의 변형 형태>
본 발명의 변형 형태에 따른 제어장치가 설명된다. 본 변형 형태의 제어장치인 ECU (300) 의 제어 하에 있는 엔진 시스템의 구성은 도 1 에 나타난 것과 유사하다. 따라서, 그것에 관한 상세한 설명은 반복되지 않는다. 본 변형형태는 엔진 (10) 의 작동 영역이 실린더내 인젝터 (110) 의 온도에 기초해서 제한되는 것을 특징으로 한다.
본 변형 형태의 제어장치로 쓰이는 엔진 ECU (300) 에 의해 실행되는 프로그램의 제어 구성은 도 9 를 참조하여 설명된다. 이 순서도의 프로그램은 소정의 시간 간격, 또는 엔진 (10) 의 소정의 크랭크 각에서 두고 실행된다.
S300 에서, 엔진 ECU (300) 는 고압 연료 시스템의 이상이 감지되는지 아닌지를 판단한다. 고압 연료 시스템의 이상이 감지되면(S300 에서 예), 제어는 S340 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S300 에서 아니오), 제어는 S310 으로 넘어간다.
S310 에서, 엔진 ECU (300) 는 실린더내 인젝터 (110) 의 이상이 감지되는지 아닌지를 판단한다. 실린더내 인젝터 (110) 의 이상이 감지되면(S310 에서 예), 제어는 S340 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S310 에서 아니오), S320 으로 넘어간다.
S320 에서, 엔진 ECU (300) 는 연료압력의 이상이 감지되는지 아닌지를 판단한다. 예를 들면, 실린더내 인젝터 (110) 가 연료를 공급압력으로 조차도 분사 할 수 없을 경우에 연료압력의 이상이 감지된다. 연료압력의 이상이 감지되면(S320 에서 예), 제어는 S340 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S320 에서 아니오), 제어는 S330 으로 넘어간다.
S330 에서, 엔진 ECU (300) 는 고압 시스템의 배선이 단락(예를 들어, 인젝터 (110) 로 제어신호를 전송하는 하니스 등의 단락) 되었는지를 판단한다. 고압 시스템의 배선이 단락 되었다고 판단되면(S330 에서 예), 제어는 S340 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S330 에서 아니오), 제어는 S500 으로 넘어간다.
S340 에서, 엔진 ECU (300) 는 실린더내 인젝터 (110) 의 연료분사를 정지한다.
S350 에서, 엔진 ECU (300) 는 엔진속도 (NE) 및 스로틀 밸브 (70) 의 개도에 기초해서 실린더내 인젝터 (110) 의 기준온도 T(0) 를 계산한다. 이 기준온도 T(0) 는 이후에 설명될 보정이 고려되지 않았을 때 실린더내 인젝터 (110) 의 추정 온도이다.
S360 에서, 엔진 ECU (300) 는 점화 지연량 및 VVT 오버랩에 기초해서 온도 보정값 T(1) 을 계산한다. VVT에 의해 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩이 커지면, 내부 EGR 은 증가하고, 연소온도가 감소한다. 점화시기가 지연되면, 연소온도는 감소한다. 따라서, VVT의 오버랩 또는 점화시기가 연소온도가 감소하는 쪽으로 보정(지연)되면, T(1) 은 음수가 된다.
S370 에서, 엔진 ECU (300) 는 기준온도 T(0) 에 온도 보정값 T(1) 을 더한 값이 한계값 이상인지를 판단한다. 그 값이 한계값 이상이면(S370 에서 예), 제어는 S400 으로 넘어가고, 그렇지 않으면(S370 에서 아니오), 제어는 S500 으로 넘어간다. 그 값(기준 온도 T(0) + 온도 보정값 T(1))은 결국 실린더내 인젝터 (110) 의 추정 온도이다. 이 추정 온도가 정상적인 실린더내 인젝터 (110) 가 정지되었을 때, 열적 요인(thermal factor) 에 의해 발생하는 고장을 피하기 위한 허용가능한 온도에 대응하는 한계값 이상이면, 엔진 (10) 의 출력이 제한되고 다른 온도 증가를 피하게 된다. 이 과정에서의 고장은, 실린더내 인젝터 (110) 에서의 연료분사가 정지되기 때문에, 통상적으로 연료분사에 의해 영향받는 실린더내 인젝터 (110) 의 냉각을 방해하게 된다. 그런 고장은 분사구의 근처에서 축적물의 축적으로 인한 분사구의 막힘, 실린더내 인젝터 (110) 자체의 내열 온도의 초과 등을 포함한다. 실린더내 인젝터 (110) 의 실측 온도(선단에서의 온도)가 실린더내 인젝터 (110) 의 추정 온도 대신에 쓰인다.
S400 에서, 엔진 ECU (300) 가 스로틀 밸브 (70) 의 개도를 제한한다. 이는 엔진 (10) 의 출력이 제한되는 것을 뜻한다. 따라서, 흡입 공기량이 감소 되고, 엔진 (10) 의 출력이 제한된다. 이는 연소 온도의 과도한 증가를 방지한다. 따라서, 실린더내 인젝터 (110) 의 선단에서 온도의 증가가 억제될 수 있고, 실린더내 인젝터 (110) 의 분사구에서 축적물의 축적으로 인한 2 차 고장의 유발이 방지될 수 있다.
S500 에서, 엔진 ECU (300) 는 스로틀 밸브 (70) 를 정상 방법으로 제어한다.
상기 설명한 구성과 순서도에 기초한 본 변형 형태에 따른 내연기관용 제어 장치로 쓰이는 엔진 ECU (300) 의 제어하에 있는 엔진 (10) 의 작동이 설명된다.
고압연료 시스템이 고장이면(S300 에서 예), 실린더내 인젝터 (110) 중 하나 이상이 고장이면(S310 에서 예), 연료압력의 이상이 감지되면(S320 에서 예), 또는 고압 시스템의 배선이 단락되면(S330 에서 예), 실린더내 인젝터 (110) 에서 연료분사가 정지된다(S340).
실린더내 인젝터 (110) 의 기준 온도 T(0) 는 엔진속도 (NE) 및 스로틀 개도를 기초해서 계산된다. 온도 보정값 T(1) 은 기준 온도 T(0) 에 대해서 온도의 증가 또는 감소의 인자를 고려해서 계산된다(S360). 온도 보정값 T(1) 은 실린더내 인젝터 (110) 의 추정 온도를 계산하기 위해서 기준 온도 T(0) 를 더한다. 추정 온도가 한계값보다 높으면 열적 요인에 의한 실린더내 인젝터 (110) 의 2차 고장이 유발되기 때문에, 스로틀 밸브 (70) 의 개도가 제한되어서 엔진 (10) 의 출력이 제한된다. 따라서, 실린더내 인젝터 (110) 의 2차 고장을 억제하기 위해서 실린더내 인젝터 (110) 의 온도의 과도한 증가가 방지된다.
본 변형 형태에서 실린더내 인젝터 (110) 가 정지되면, 스로틀 밸브 (70) 의 개도를 제외한 이하의 설명에 의해서 2차 고장이 사전에 방지될 수 있다.
도 10 에 나타난 바와 같이, 실린더내 인젝터 (110) 를 위한 온도 허용 영역이 미리 엔진속도 (NE) 및 부하율에 기초해서 결정된다. 엔진속도 등은 엔진 (10) 이 이 영역 내에서 작동되도록 제어된다.
본 변형 형태에서 실린더내 인젝터 (110) 가 정지되는 것이 설명되었더라도, 도 2 에 나타난 바와 같이 본 변형 형태의 제어장치는 실린더내 인젝터 (110) 가 공급압력으로 연료를 분사하는 경우에도 적용될 수 있다.
도 5 ~ 도 8 를 참조하여 설명된 엔진은 본 변형 형태의 제어장치를 적용하는데 적합하다.
본 발명이 상세하게 설명되고 도시되었더라도, 본 발명은 설명과 실시예의 방법으로만 설명되었지만 그에 한정되지 않고 본 발명의 사상과 영역은 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims (32)

  1. 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구,
    흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구,
    상기 제 1 연료분사 기구로 연료를 공급하는 제 1 연료공급 기구, 및
    상기 제 1 연료분사 기구 및 상기 제 2 연료분사 기구로 연료를 공급하는 제 2 연료공급 기구를 포함하는 내연기관용 제어장치에 있어서,
    정지될 상기 제 1 및 2 연료분사 기구 중 하나에서 분사상태를 포함하고, 상기 제 1 및 2 연료분사 기구가 연료분사를 하도록 상기 제 1 및 2 연료분사 기구를 제어하는 제어유닛,
    상기 제 1 연료공급 기구의 이상의 존재를 판단하는 제 1 의 이상 판단유닛, 및
    상기 제 1 연료분사 기구의 이상의 존재를 판단하는 제 2 의 이상 판단유닛을 포함하고,
    상기 제어 기구는, 상기 제 1 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료공급 기구의 이상으로 판단하고, 상기 제 2 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료분사 기구의 이상이 없다고 판단한 경우에, 적어도 상기 제 2 연료공급 기구를 이용하는 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료가 분사되도록 제어에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 제 1 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단하고, 상기 제 2 이상 판단유닛이 제 1 연료분사 기구의 이상을 판단하는 경우에, 상기 제 1 연료분사 기구에서의 연료공급이 정지되도록 제어에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이상 판단유닛이 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단한 경우에, 상기 제 1 연료공급 기구의 이상이 없다고 판단한 경우와 비교해서 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩이 증가 되도록, 내연기관에서 제공된 가변 밸브 타이밍 기구를 조절하기 위한 조절 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료공급 기구의 이상의 존재를 판단하는 경우에, 상기 제 1 연료공급 기구의 이상이 없다고 판단된 경우와 비교해서 점화시기가 지연 되도록, 점화시기를 조절하기 위한 조절 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 분사구에 축적물이 쌓이지 않도록, 상기 내연기관의 출력을 제한하기 위한 제한유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제한 기구는, 상기 내연기관의 출력을 제한하기 위해서 상기 제 2 연료공급 기구를 사용하는 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 실행되는 경우와 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 정지되는 경우 사이에서 상기 내연기관의 출력의 제한을 수정하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제한 기구는, 상기 내연기관의 출력을 제한하기 위해서 상기 제 2 연료공급 기구를 이용하는 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 실행되는 경우보다 상기 제 1 연료분사 기구가 정지되는 경우에, 상기 내연기관의 출력의 제한이 더 제한되도록 수정을 하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  8. 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구 및 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구를 포함하는 내연기관용 제어장치에 있어서,
    정지될 상기 제 1 및 2 연료분사 기구 중 하나에서의 분사상태를 포함하고, 상기 제 1 및 2 연료분사 기구가 연료분사를 하도록 상기 제 1 및 2 연료분사 기구를 제어하는 분사 제어기구,
    상기 제 1 연료분사 기구가 적절하게 작동할 수 없는지를 감지하기 위한 감지유닛, 및
    상기 제 1 연료분사 기구가 적절하게 작동할 수 없는 경우에, 상기 내연기관 의 실린더내 온도가 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 제어기구를 포함하는 내연기관용 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 내연기관의 실린더내 온도가 상기 제 1 연료분사 기구의 온도에 기초해서 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 온도는 상기 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 기초해서 계산되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 온도는, 상기 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 기초해서 계산된 온도, 및 온도변화 인자에 의해서 계산되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 온도변화 인자는, 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩하는 양 및 점화시기의 지연된 양 중의 하나 이상에 기초해서 계산된 보정 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 내연기관으로의 흡입 공기의 양을 제한함으로써 상기 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 내연기관의 엔진속도를 제한함으로써 상기 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  15. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 온도가 소정의 온도 이상인 경우에, 상기 내연기관의 온도가 상기 제어기구에 의해서 감소 되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  16. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구는 실린더내 인젝터이고, 제 2 연료분사 기구는 흡기 다기관 인젝터인 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  17. 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구,
    흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구,
    상기 제 1 연료분사 기구로 연료를 공급하는 제 1 연료공급 기구, 및
    상기 제 1 연료분사 기구 및 상기 제 2 연료분사 기구로 연료를 공급하는 제 2 연료공급 기구를 포함하는 내연기관용 제어장치에 있어서,
    정지될 상기 제 1 및 2 연료분사 기구 중 하나에서 분사상태를 포함하고, 상기 제 1 및 2 연료분사 기구가 연료분사를 하도록 상기 제 1 및 2 연료분사 기구를 제어하는 제어기구,
    상기 제 1 연료공급 기구의 이상의 존재를 판단하는 제 1 의 이상 판단유닛, 및
    상기 제 1 연료분사 기구의 이상의 존재를 판단하는 제 2 의 이상 판단유닛을 포함하고,
    상기 제어기구는, 상기 제 1 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단하고, 상기 제 2 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료분사 기구의 이상이 없다고 판단한 경우에, 적어도 상기 제 2 연료공급 기구를 이용하는 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료가 분사되도록 제어에 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 제 1 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료공급 기구의 이상을 판단하고, 상기 제 2 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료분사 기구의 이상을 판단한 경우에, 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료공급이 정지 되도록 제어에 영향을 미치는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 이상 판단유닛이 제 1 연료공급 기구의 이상 으로 판단한 경우에, 상기 제 1 연료공급 기구의 이상이 없다고 판단한 경우와 비교해서 흡기밸브와 배기밸브의 오버랩이 증가 되도록, 내연기관에서 제공된 가변 밸브 타이밍 기구를 조절하는 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 이상 판단유닛이 상기 제 1 연료공급 기구의 이상으로 판단한 경우에, 상기 제 1 연료공급 기구의 이상이 없다고 판단한 경우와 비교해서 점화시기가 지연 되도록, 점화시기를 조절하는 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 분사구에 축적물이 쌓이지 않도록, 상기 내연기관의 출력을 제한하는 제한 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제한 기구는, 상기 내연기관의 출력을 제한하기 위해서 상기 제 2 연료공급 기구를 이용하는 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 실행되는 경우와 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 정지되는 경우 사이에서 상기 내연기관의 출력의 제한을 수정하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 제한 기구는, 상기 내연기관의 출력을 제한하기 위해서 상기 제 2 연료공급 기구를 이용하는 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료분사가 실행되는 경우보다 상기 제 1 연료분사 기구에서 연료공급이 정지되는 경우에, 상기 내연기관의 출력의 제한이 더 되도록 수정하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  24. 실린더로 연료를 분사하는 제 1 연료분사 기구 및 흡기 다기관으로 연료를 분사하는 제 2 연료분사 기구를 포함하는 내연기관용 제어장치에 있어서,
    정지될 상기 제 1 및 2 연료분사 기구 중 하나에서 분사상태를 포함하고, 상기 제 1 및 2 연료분사 기구가 연료분사를 하도록 상기 제 1 및 2 연료분사 기구를 제어하는 제어기구,
    상기 제 1 연료분사 기구가 적절하게 작동할 수 없는지를 감지하기 위한 감지 기구, 및
    상기 제 1 연료분사 기구가 적절하게 작동할 수 없는 경우에, 상기 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 제어기구를 포함하는 내연기관용 제어장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제어기구는 내연기관의 실린더내 온도가 상기 제 1 연료분사 기구에 기초해서 감소 되도록 제어하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 온도는 상기 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 기초해서 계산되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 온도는, 상기 내연기관의 엔진속도 및 흡입 공기량에 기초해서 계산된 온도, 및 온도변화 인자에 의해서 계산되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 온도변화 인자는, 흡기밸브의 오버랩하는 양 및 점화시기의 지연된 양 중의 하나 이상에 기초해서 계산된 보정 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  29. 제 24 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 내연기관으로의 흡입 공기의 양을 제한함으로써 상기 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  30. 제 24 항에 있어서, 상기 제어기구는, 상기 내연기관의 엔진속도를 제한함으로써 상기 내연기관의 실린더내 온도가 감소 되도록 상기 내연기관을 제어하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  31. 제 17 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구의 온도가 소정의 온도 이상인 경우에, 상기 내연기관의 온도가 상기 제어기구에 의해서 감소 되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
  32. 제 17 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 제 1 연료분사 기구는 실린더내 인젝터이고, 제 2 연료분사 기구는 흡기 다기관 인젝터인 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어장치.
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