KR20080098655A

KR20080098655A - 내연 기관의 제어 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20080098655A
Application number: KR1020087021873A
Authority: KR
Inventors: 다께시 아시자와; 오사무 도미노
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-11-11
Also published as: US20090000595A1; EP1994271A2; CN101400881A; JP2007239686A; WO2007105080A2; WO2007105080A3

Abstract

적어도 실린더 내로 직접 연료를 분사하는 실린더내 연료 분사 밸브가 제공된 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관의 제어 장치는 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 검출된 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위(T1 이상 T2 이하) 내에 있을 때(단계 102) 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근처의 온도 상승을 촉진하는 온도 상승 촉진 제어를 실행한다(단계 108).

실린더내 연료 분사 밸브, 포트 연료 분사 밸브, 퇴적물 생성 온도 범위, 노즐 구멍, 온도 상승 촉진 제어

Description

내연 기관의 제어 장치 및 제어 방법 {CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연 기관의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

노즐 구멍 근방의 온도가 퇴적물이 생성되는 범위(즉, 퇴적물 생성 온도 범위) 내에 있으면 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관의 실린더 내에 위치된 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 종종 퇴적된다. 이런 식으로 노즐 구멍 주위에 퇴적물이 퇴적되면, 연료 분사량 및 연료 분사 방향 등에 악영향을 미친다.

따라서, 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 퇴적되는 것을 억제할 필요가 있다. 예를 들어, 일본특허공개공보 제2002-364409호에는 실린더내 연료 분사 밸브에 더하여 다른 연료 분사 밸브가 제공되고, 다른 연료 분사 밸브는 흡기 포트 내로 연료를 분사하는 포트 연료 분사 밸브인 실린더내 분사형 스파크 점화식 내연 기관에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술은 연료가 포트 연료 분사 밸브로부터 분사되면 엔진이 더욱 효과적으로 작동하는 경우에도 실린더내 연료 분사 밸브로부터 요구되는 연료량의 일부를 분사하여 노즐 구멍 근방의 영역을 냉각함으로써 노즐 구멍 근방의 온도를 퇴적물 생성 온도 범위 아래로 낮추는 것을 목적으로 한다.

엔진의 시동 시에, 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도는 퇴적물 생성 온도 범위 아래이고 엔진이 워밍업됨에 따라 퇴적물 생성 온도 범위 내로 상승한다. 그러나, 실린더내 연료 분사 밸브가 점화 플러그 근방에 배치되면 노즐 구멍 근방의 영역은 쉽게 가열된다. 그 결과, 일단 엔진이 워밍업되면, 노즐 구멍 근방의 영역이 실린더내 연료 분사 밸브로부터 분사되는 최대량의 연료에 의해 냉각되는 경우에도, 노즐 구멍 근방의 온도는 퇴적물 생성 온도 범위를 여전히 초과하게 되어 노즐 구멍 근방에 새로운 퇴적물이 생성되지 않는다.

따라서, 전술된 배경기술에서는, 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 내로 들어가는 것을 지연하는 것은 가능할 지라도, 노즐 구멍 근방의 온도가 그 범위 내로 결국 들어가게 된다. 그 후, 노즐 구멍 근방의 온도는 분사된 연료에 의해서 냉각되는 그 영역 때문에 퇴적물 생성 온도 범위 위로 상승하는 것이 어려울 것이다. 그 결과, 대량의 퇴적물이 노즐 구멍 근방에 퇴적될 수도 있다.

따라서 본 발명은 실린더 내에 직접 연료를 분사하는 실린더내 연료 분사 밸브가 제공된 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관에서 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방에서 퇴적물의 퇴적을 억제할 수 있는 내연 기관의 제어 장치 및 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 제1 태양은 적어도 실린더 내로 직접 연료를 분사하는 실린더내 연료 분사 밸브가 제공되고, 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 검출된 온도(이는 측정 또는 추정되어 검출됨)가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있을 때 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도 상승을 촉진하는 온도 상승 촉진 제어를 실행하는 내연 기관의 제어 장치에 관한 것이다.

제1 태양에 따르면, 노즐 구멍 근방의 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 위로 신속하게 상승하여 노즐 구멍 근방의 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간이 단축되고, 이는 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 퇴적되는 기간이 단축되는 것을 의미한다. 그 결과, 퇴적물의 퇴적이 억제될 수 있다.

또한, 제1 태양에서, 온도 상승 촉진 제어는 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 검출된(즉, 측정 또는 추측된) 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간이 설정 기간에 도달한 후에 실행될 수도 있다.

따라서, 엔진의 운전 상태에 따라, 노즐 구멍 근방의 온도는 설정 기간 내에 퇴적물 생성 온도 범위를 초과할 수도 있다. 노즐 구멍 근방의 온도가 이 방식으로 퇴적물 생성 온도 범위를 신속하게 초과하면, 퇴적물의 퇴적이 억제되어 온도 상승 촉진 제어가 불필요하게 실행되지 않는다.

또한, 제1 태양에서, 내연 기관은 흡기 포트 내로 연료를 분사하는 포트 연료 분사 밸브를 더 포함하고 실린더내 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 정지하고 포트 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 수행함으로써 온도 상승 촉진 제어를 실행할 수 있다.

따라서, 실린더내 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 정지시키고 포트 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 수행함으로써 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 영역이 실린더내 연료 분사 밸브에 의해 분사되는 연료에 의해 냉각되는 것을 방지한다. 따라서 온도 상승 촉진 제어는 노즐 구멍 근방의 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 위로 신속하게 상승되게 한다.

또한, 제1 태양에서, 온도 상승 촉진 제어는 점화 시기를 진각시켜 연소 온도를 상승시킴으로써 실행될 수도 있다.

따라서, 점화 시기를 진각시킴으로써 달성되는 연소 온도 상승에 의해서 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도는 상승될 수 있다. 이러한 온도 상승 촉진 제어는 노즐 구멍 근방의 온도가 신속하게 퇴적물 생성 온도 범위를 초과하게 한다.

또한, 제1 태양에서, 실린더내 연료 분사 밸브는 저분사율 및 고분사율의 적어도 2레벨 사이에서 분사율을 선택적으로 변화할 수도 있다. 온도 상승 촉진 제어에 따라 연소 온도를 상승시킬 때 실린더내 연료 분사 밸브의 분사율이 고분사율로 설정된 상태에서 연료가 분사된다.

따라서, 실린더내 연료 분사 밸브의 분사율이 고분사율로 설정된 상태에서 연료가 분사될 수 있다. 그 결과, 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도는 높은 연소 온도에 의해 상승하고 따라서 신속하게 퇴적물 생성 온도 범위를 초과한다. 또한, 노즐 구멍 근방의 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 동안 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 퇴적된 경우에도, 실린더내 연료 분사 밸브로부터 분사되는 고분사율의 연료 스프레이에 의해서 이들 퇴적물을 용이하게 날려버릴 수 있다.

본 발명의 전술한 또는 추가의 목적, 특징 및 이점이 동일 참조부호가 동일 요소를 표시하기 위하여 사용된 첨부 도면을 참조하는 바람직한 실시예의 후속 설명으로부터 명백해질 것이다.

도1은 본 발명에 따른 제어 장치가 제공된 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관의 실린더 헤드를 개략적으로 도시하는 저면도이다.

도2는 도1의 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관을 개략적으로 도시하는 종방향 단면도이다.

도3은 본 발명에 따른 제어 장치에 의해서 실행되는 퇴적물의 퇴적을 억제하기 위한 제어의 플로차트이다.

도1은 본 발명에 따른 제어 장치가 제공된 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관의 실린더 헤드를 개략적으로 도시하는 저면도이고, 도2는 도1의 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관을 개략적으로 도시하는 종방향 단면도이다. 이들 도면에 도시된 것과 같이, 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관(이하, 간단히 "내연 기관"이라 함)은 한 쌍의 흡기 밸브(1), 흡기 밸브(1)를 거쳐서 실린더 내로 개방되는 흡기 포트(2), 한 쌍의 배기 밸브(3), 배기 밸브(3)를 거쳐서 실린더 내로 개방되는 배기 포트(4), 실린더의 상부에서 실질적으로 중앙에 배치된 실린더내 연료 분사 밸브(5), 실린더내 연료 분사 밸브(5) 근방에 배치된 스파크 플러그(6), 흡기 포트(2)에 배치된 포트 연료 분사 밸브(7) 및 피스톤(8)을 포함한다.

엔진 부하가 설정 부하보다 작으면, 내연 기관의 실린더내 연료 분사 밸브(5)는 도2에 도시된 것과 같이 압축 행정의 후반부 동안 스파크 플러그(6)의 스파크 갭을 통과하도록 연료를 분사한다. 실린더내 연료 분사 밸브(5)는 바람직하게는 중공 또는 중실 원추 형상 또는 비교적 얇고 편평한 일반적인 부채 형상으로 퍼져나가는 스프레이(spray)로 연료를 분사한다. 그 결과, 연료 스프레이는 실린더 내부 주위로 비상하면서 흡입 공기와의 마찰에 의해서 쉽게 무화되어 기화되어, 점화 시기에 실린더의 부분에서 연소가능한 공기 연료 혼합물의 구름을 형성한다. 이런 방식으로 형성된 연소가능한 공기 연료 혼합물은 스파크 플러그(6)의 스파크 갭과 접촉하여 신뢰성있게 점화되어 양호한 성층 연소가 달성될 수 있다. 성층 연소 시에는, 실린더 내의 전체적인 공연비는 이론 공연비보다 희박하여 더 적은 연료가 소비된다.

또한, 엔진 부하가 설정 부하와 같거나 더 큰 경우, 내연 기관의 포트 연료 분사 밸브(7)는 흡기 행정과 동기식으로 또는 흡기 행정과 비동기식으로 연료를 분사하여 흡기 행정 동안 흡입 공기와 함께 연료가 실린더 내로 공급한다. 그 결과, 점화까지의 시간이 충분히 길어져서 분사된 연료가 실린더 전체에 걸쳐서 확산되어 점화 시기에 실린더 내부에 균질한 공기 연료 혼합기가 형성된다. 이 방식으로 형성되는 균질한 공기 연료 혼합기는 신뢰성 있게 점화되어 양호한 균질 연소가 달성될 수 있다. 공연비가 이론적 공연비이거나 이론적 공연비보다 농후할 때 더 큰 엔진 출력을 얻을 수 있지만, 균질한 연소 동안 실린더 내의 전체 공연비는 이론적 공연비보다 희박할 수도 있다.

포트 연료 분사 밸브(7)가 제공되지 않을 때, 연료는 균질 연소를 위하여 흡기 행정의 끝에서 실린더내 연료 분사 밸브(5)에 의해서 분사된다. 이 경우, 흡기 행정 동안 실린더 내부에는 텀블 유동 또는 스월 유동이 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 텀블 유동 또는 스월 유동은 실린더 전체에 걸쳐서 분사된 연료를 분산시켜서 점화 시기에 균질한 공기 연료 혼합기가 형성된다.

또한, 포트 연료 분사 밸브(7)에 의해서 분사되어 흡입 공기와 함께 실린더 내로 공급되는 연료는 균질한 연소 시에 실린더 내의 균질화 때문에 유리하다. 한편, 연료의 기화 잠열에 의해서 실린더 내부 온도를 낮추기 위하여 흡기 행정 동안 실린더내 연료 분사 밸브(5)에 의해서 분사되는 연료는 흡입 공기 충전 효율을 증가시키는 데에 유리하다. 따라서, 균질 연소 시에, 연료는 포트 연료 분사 밸브(7) 및 실린더내 연료 분사 밸브(5) 둘다로부터 분사될 수도 있다. 이 경우, 분사될 요구 연료량은 실린더내 연료 분사 밸브(5) 및 포트 연료 분사 밸브(7)의 분사 비율로 분사된다. 요구 엔진 출력이 클수록 흡입 공기 충전 효율을 증가시키기 위하여 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 분사 비율은 바람직하게는 더욱 크게 설정된다.

또한, 연료가 실린더내 연료 분사 밸브(5) 및 포트 연료 분사 밸브(7) 둘다를 이용하여 이 방식으로 분사되는 균질 분사는 또한 엔진의 모든 운전 상태에서 수행될 수도 있고 성층 연소는 전혀 수행되지 않을 수 있다.

특히, 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관에서 실린더내 연료 분사 밸 브(5) 및 스파크 플러그(6) 둘다는 실린더의 상부에 배치되고 실린더내 연료 분사 밸브(5)는 종종 성층 연소 또는 균질 연소가 수행되지 지에 관계없이 실린더 내의 임의의 부분의 최고 온도에 도달하는 스파크 플러그(6) 근방에 위치설정된다. 따라서, 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 영역은 충분하게 가열되어 엔진이 워밍업된 후 노즐 구멍 근방의 온도는 성층 연소 및 균질 연소 동안 연료 분사에 의해서 냉각되는 경우에도 대략 200℃를 초과할 것이다. 따라서, 액체 상태의 연료가 노즐 구멍 근방에 부착하더라도, 그 연료는 비등하여 비드(bead)를 형성하고, 따라서 끓는 연료(simmering fuel)의 퇴적물이 되지 않을 것이다.

그러나, 엔진의 시동 시에 노즐 구멍 근방의 온도는 낮고, 즉 대기 온도에 가깝다. 따라서, 엔진이 워밍업되면서 노즐 구멍 근방의 온도가 점진적으로 상승함에 따라, 결국 대략 150℃와 대략 180℃ 사이(경계 포함)에 있는 퇴적물 생성 온도 범위로 들어갈 것이다. 이 때 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 생성되는 경향이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제어 장치는 도3의 플로차트에 도시된 제어에 따라 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 퇴적되는 것을 억제한다. 우선 단계 101에서, 엔진의 온도를 나타내는 냉각수 온도(THW)가 설정 냉각수 온도(THW1)이상인지가 판단된다. 판단이 예이면, 엔진은 워밍업을 끝마쳤고 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)는 대략 200℃를 초과하고, 즉 퇴적물 생성 온도 범위보다 높고, 따라서 새로운 퇴적물이 노즐 구멍 근방에 퇴적되지 않을 것이다. 따라서, 루틴의 이 사이클은 종료된다.

한편, 단계 101에서 판단이 아니오일 때, 엔진은 아직 워밍업이 끝나지 않았고 따라서 단계 102에서 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위(즉, T1과 T2 사이, 경계 포함)에 있는 지가 판단된다. 노즐 구멍 근방의 온도(T)는 노즐 구멍 근방에 배치된 온도 센서에 의해서 측정되거나 실린더 내부에 배치된 온도 센서에 의해서 측정된 실린더 내부 온도에 기초하여 추정될 수도 있다. 또한, 연소 온도는 연료 분사량에 기초하여 추정될 수 있고 이 추정된 연소 온도로부터 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 추정될 수 있다.

단계 102에서 판단이 아니오일 때, 즉 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 T1보다 낮거나 T2보다 높다고 판단된 때, 퇴적물이 용이하게 생성되지 않을 것이고, 따라서 단계 103에서 계수(C)가 설정 값(C1) 이상인 지가 판단된다. 단계 103에서 판단이 예일 때는, 이후에 상세하게 설명될 온도 상승 촉진 제어가 실행되고 있기 때문에 단계 104에서 이 제어가 중지된다. 또한 단계 103에서 판단이 아니오일 때는, 처리는 단계 105로 직접 진행하여 계수(C)가 영(zero)으로 리셋되고, 그런 후 루틴의 이 사이클이 종료된다.

한편, 단계 102에서 판단이 예일 때, 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)는 엔진이 워밍업됨에 따라 퇴적물 생성 온도 범위 내로 상승했다. 이 때, 단계 106에서, 단계 105에서 영으로 리셋되었던 계수(C)가 1만큼 증가된다. 다음으로, 단계 107에서 계수(C)가 설정값(C1)에 도달하였는 지가 판단된다. 이 판단이 아니오일 때, 루틴의 이 사이클이 종료된다.

단계 106에서 계수(C)의 증가가 반복되면, 단계 107의 판단은 결국 예일 것 이고, 이 때 단계 108에서 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)의 상승을 촉진하는 온도 상승 촉진 제어가 실행된다. 즉, 노즐 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간이 0인 초기 계수값(C)이 설정값(C1)까지 증가하는 데 걸리는 설정 기간에 도달하면 온도 상승 촉진 제어가 실행된다.

다시 말해, 엔진이 워밍업되는 동안 엔진의 운전 상태에 따라, 노즐 구멍 근방의 영역은 충분히 워밍업되어 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간이 설정 기간에 도달하기 전에 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 위로 상승할 수 있다. 이 경우, 온도 상승 촉진 제어는 실행되지 않는다.

온도 상승 촉진 제어는 실린더내 연료 분사 밸브(5)로부터의 연료의 분사를 정지시켜 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 영역이 분사된 연료에 의해서 냉각되지 않는다. 이 경우, 엔진은 포트 연료 분사 밸브(7)로부터 분사되는 연료로 운전되어야만 한다. 온도 상승 촉진 제어는 노즐 구멍 근방의 온도(T)를 퇴적물 생성 온도 범위 위로 신속하게 상승시켜서, 퇴적물 생성 온도 범위에서 노즐 구멍 근방에 퇴적되는 퇴적물의 양을 감소시킨다.

예를 들어, 온도 상승 촉진 제어가 실행될 때 연료가 실린더내 연료 분사 밸브(5)로부터 분사되는 상태에서 성층 연소가 수행되고 있다면, 온도 상승 촉진 제어의 실행은 성층 연소를 중지시키고 대신에 연료가 포트 연료 분사 밸브(7)로부터 분사되는 상태에서 균질 연소가 수행된다. 또한, 온도 상승 촉진 제어가 실행될 때 연료가 실린더내 연료 분사 밸브(5) 및 포트 연료 분사 밸브(7)로부터 분사되는 상태에서 균질 연소가 수행되고 있다면, 포트 연료 분사 밸브(7)의 분사율이 100%인 상태에서 균질 연소는 계속해서 수행된다.

또한, 온도 상승 촉진 제어는 대신에 점화 시기를 진각시킴으로써 연소 온도를 상승시킬 수도 있다. 온도 상승 촉진 제어는 또한 노즐 구멍 근방의 온도(T)를 퇴적물 생성 온도 범위 위로 신속하게 상승시킴으로써, 퇴적물 생성 온도 범위 내에서 노즐 구멍 근방에 퇴적되는 퇴적물의 양을 감소시킨다.

온도 상승 촉진 제어가 실행될 때 성층 연소가 수행되고 있다면, 균질 연료로 절환하는 것이 바람직하다. 점화 시기를 진각시키는 균질 연소 동안, 오직 실린더내 연료 분사 밸브(5)를 사용하여 연료가 분사될 수도 있다. 따라서, 온도 상승 촉진 제어는 또한 포트 연료 분사 밸브(7)를 갖지 않는 실린더내 분사형 스파크 점화 내연 기관에도 적용될 수 있다.

더욱이, 점화 시기를 진각시킴으로써 연소 온도를 상승시키는 온도 상승 촉진 제어를 이용하고 연료가 포트 연료 분사 밸브(7)를 사용하여 분사되면, 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 영역은 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 분사율을 0으로 또는 적게 함으로써 실린더내 연료 분사 밸브(5)로부터 분사되는 연료에 의해서 덜 냉각되어, 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 위로 신속하게 상승할 것이다.

또한, 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 분사율이 예를 들어 밸브 본체의 리프트량을 변경함으로써 적어도 저분사율과 고분사율 사이에서 절환하면, 온도 상승 촉진 제어가 점화 시기를 앞당김으로써 연소 온도를 상승시킬 때 실린더내 연료 분사 밸브(5)로부터의 연료 분사는 바람직하게는 고분사율로 설정된다. 따라서, 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 때에도, 노즐 구멍 근방에 퇴적되는 퇴적물은 실린더내 연료 분사 밸브(5)로부터 고분사율로 분사되는 연료 스프레이에 의해서 날려버릴 수 있다.

상술한 것과 같이, 온도 상승 촉진 제어는 성층 연소로부터 균질 연소로 연소를 절환하거나 점화 시기를 진각시키고, 이들 둘 다는 연비에 악영향을 미친다. 따라서, 도3의 플로차트에 도시된 것과 같이, 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간이 설정 기간에 도달하기 전에 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위를 초과하면, 즉 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 위로 신속하게 상승할 때, 연비에 악영향을 미치는 온도 상승 촉진 제어는 수행되지 않는다. 그러나, 온도 상승 촉진 제어는 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위에 들어가자 마자 즉시 실행될 수 있어 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 더욱 신속하게 퇴적물 생성 온도 범위 위로 상승한다.

이 예시 실시예의 제어 장치에 따르면, 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)는 퇴적물 생성 온도 범위를 신속하게 초과하도록 상승된다. 그렇더라도, 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있을 때 약간의 퇴적물이 노즐 구멍 근방에 여전히 퇴적될 수도 있다. 따라서, 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위를 초과하면, 바람직하게는 점화 시기를 진 각시킴으로써 이론 공연비보다 연소 공연비를 희박하게 하는 균질 연소가 수행된다. 이 때의 연료 분사는 실린더내 연료 분사 밸브(5) 및 포트 연료 분사 밸브(7) 중 하나 또는 둘다에 의해 수행될 수 있다. 특히, 실린더내 연료 분사 밸브(5)에 의해서 전체 요구 연료량을 고분사율로 분사함으로써 노즐 구멍 근방에 퇴적된 퇴적물을 날려버릴 것이다. 또한, 점화 시기를 앞당김으로써 연소 온도를 상승시켜 희박한 공연비를 갖는 균질 연소가 수행될 때, 충분한 양의 산소가 실린더 내에 남아 있고 실린더 내의 온도가 상승하여 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방에 퇴적되는 약간의 퇴적물은 노즐 구멍의 근방으로부터 용이하게 태워지거나 벗겨질 수 있을 것이다.

점화 시기를 진각시키는 희박한 공연비를 갖는 균질 연소는 엔진이 시동될 때마다 실린더내 연료 분사 밸브(5)의 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 퇴적물 생성 온도 범위를 초과하면 수행될 필요가 없다. 다르게는, 노즐 구멍 근방의 온도(T)가 엔진이 시동되는 n번째마다 퇴적물 생성 온도 범위를 초과할 때 수행될 수도 있다.

Claims

내연 기관의 제어 장치이며,

실린더 내로 직접 연료를 분사하는 실린더내 연료 분사 밸브와,

실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도를 검출하는 온도 검출기와,

온도 검출기에 의해서 검출된 온도가 퇴적물이 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방에 생성되기 쉬운 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있을 때 노즐 구멍 근방의 온도 상승을 촉진하는 온도 상승 촉진 제어를 실행하는 제어기를 포함하는 내연 기관의 제어 장치.
제1항에 있어서, 제어기는 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 검출된 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간이 설정 기간에 도달한 후에 온도 상승 촉진 제어를 실행하는 내연 기관의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 내연 기관은 흡기 포트 내로 연료를 분사하는 포트 연료 분사 밸브를 더 포함하고, 제어기는 포트 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사량에 대한 실린더내 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사량의 비율을 감소시킴으로써 온도 상승 촉진 제어를 실행하는 내연 기관의 제어 장치.
제3항에 있어서, 제어기는 실린더내 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 정지시키고 포트 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 수행함으로써 온도 상승 촉진 제어를 실행하는 내연 기관의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제어기는 점화 시기를 진각시킴으로써 온도 상승 촉진 제어를 실행하는 내연 기관의 제어 장치.
제5항에 있어서, 실린더내 연료 분사 밸브는 저분사율 및 고분사율의 적어도 2 레벨 사이에서 분사율을 선택적으로 변화시키고, 제어기는 온도 상승 촉진 제어에 의해서 연소 온도를 상승할 때 실린더내 연료 분사 밸브의 분사비를 고분사율로 선택하는 내연 기관의 제어 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 퇴적물 생성 온도 범위는 대략 150℃ 내지 180℃ 사이의 범위인 내연 기관의 제어 장치.
실린더 내로 직접 연료를 분사하는 실린더내 연료 분사 밸브를 갖는 내연 기관의 제어 방법이며,

실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방의 온도를 검출하는 단계와,

검출된 온도가 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 근방에 퇴적물이 생성되기 쉬운 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있을 때 노즐 구멍 근방의 온도 상승을 촉 진하는 단계를 포함하는 내연 기관의 제어 방법.
제8항에 있어서, 실린더내 연료 분사 밸브의 노즐 구멍 부근의 검출된 온도가 퇴적물 생성 온도 범위 내에 있는 기간을 측정하는 단계와,

측정된 기간이 설정 기간에 도달한 후에 노즐 구멍 근방의 온도 상승을 촉진하는 단계를 더 포함하는 내연 기관의 제어 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 온도 상승을 촉진하는 단계는 실린더내 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 정지하고 포트 연료 분사 밸브로부터의 연료 분사를 수행하는 단계를 포함하는 내연 기관의 제어 방법.