KR20100099280A - 내연 기관의 연료 컷 오프 상태의 전이 단계를 제어하는 장치 - Google Patents

Abstract

연료 컷 허가 조건이 만족되는 경우, 점화 시기 지연 한계에 의해 제공된 가드가 해제된다. 결과적인 상태에서, 점화 시기를 지연시켜 내연 기관의 출력 토크를 감소시킨다. 내연 기관의 출력 토크가 미리 결정한 최소 토크까지 감소한 후, 연료 공급을 정지된다. 반면, 연료 컷으로부터의 복귀가 달성되는 경우, 연료 컷으로부터의 복귀를 위한 완료 조건이 만족될 때까지 점화 시기 지연 한계에 의해 제공된 가드를 해제한다. 결과적인 상태에서, 점화 시기를 지연시켜 내연 기관의 출력 토크를 감소시킨다.

Description

내연 기관의 연료 컷 오프 상태의 전이 단계를 제어하는 장치{APPARATUS TO CONTROL THE TRANSITION PHASE OF A FUEL CUT OFF STATE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연 기관의 제어 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 연료 컷트 전 그리고 연료 컷 상태로부터 복귀가 달성되는 경우, 점화 시기 지연 제어를 실시하여 내연 기관의 출력 토크를 감소시키는 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 차량의 타력 주행시에는, 내연 기관에 대한 연료의 공급을 정지하는 연료 컷이 실시되었다. 연료 컷의 실시는 쓸데없는 연료 소비를 감소시킬 수 있다. 그러나, 연료 컷을 실시하는 경우, 내연 기관이 출력하는 토크 (도시 토크) 는 단계적으로 제로가 된다. 이러한 단계적 토크 변화는 컷 직전에 생성된 출력 토크의 크기에 의존하여 쇼크를 발생시킨다.

일본 공개특허공보 제 1996-246938 호에는, 연료 컷에 의해 발생된 쇼크를 경감하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 먼저, 연료의 공급을 정지시키기 전에 점화 시기를 지연시킴으로써 출력 토크를 감소시킨 후, 연료의 공급을 정지시킨다. 또한, 이 방법은, 결과적으로 지연시킨 량이 임계 지연량에 이를 때까지 점화 시기를 지연시킨다.

상기 언급된 임계 지연량이란 내연 기관의 연소가 유지되는 지연량 범위의 한계이다. 실화를 무시한다면, 점화 시기를 이러한 한계를 초과하여 지연시킬 수 있다. 실화를 무시한 채로 점화 시기를 지연시키는 경우, 내연 기관이 출력할 수 있는 최소의 토크까지 토크가 감소될 수 있다. 그러나, 상술된 종래 기술은 점화 시기의 지연량에 대한 가드 기능을 수행하기 때문에, 임계 지연량을 초과하여 점화 시기를 지연시킬 수 없다. 다른 말로, 연료 컷 직전에 얻어진 출력 토크가 임계 지연량으로 제공되는 토크와 동일하다.

임계 지연량으로 제공되는 토크는 실화를 무시한 내연 기관의 최소 토크보다 더 높다. 따라서, 연료 컷 시에 생기는 토크 단차는 임계 지연량에 의해 제공된 토크의 이용 동안 수행된다. 이러한 토크 단차의 감소에 의한 쇼크의 추가적인 억제를 위해서, 임계 지연량을 초과하는 점화 시기의 지연을 허용하고, 연료 컷 직전에 지배적인 출력 토크를 내연 기관의 최소 토크까지 감소시킬 것이 필요하다. 그러나, 점화 시기를 단순히 가드를 제외한 상태로 둔다면, 통상 동작 동안 적절한 연소를 담보할 수 없다. 이것은 실화에 의한 토크 쇼크의 발생과 같은 다른 문제를 발생시킬 것이다.

또, 연료 컷에 의해 초래된 갑작스런 토크 단차에 관한 상기 문제는 연료 컷으로부터의 복귀시에도 적용된다. 연료 컷으로부터의 복귀가 달성되는 경우, 내연 기관은 출력 토크를 단계적으로 발생시킨다. 토크 단차를 감소시킴으로써 쇼크를 억제하기 위해서는, 복귀시 발생된 출력 토크는 최소가 되는 것이 바람직하다. 그러나, 점화 시기의 지연량에 가드된다면, 임계 지연량에 의해 제공된 토크가 복귀시에 발생된 출력 토크와 동일하게 된다. 이것은, 임계 지연량에 의해 제공된 것보다 낮은 토크가 발생될 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것이다. 연료 컷이 실시된 경우 또는 연료 컷으로부터의 복귀가 달성되는 경우, 갑작스런 토크 단차로 인한 쇼크의 발생을 억제할 수 있는 내연 기관의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양태에 따라서, 내연 제어 장치는 가드 수단, 판정 수단, 해제 수단, 토크 제어 수단 및 연료 공급 정지 수단을 포함한다. 가드 수단은 내연 기관의 연소가 유지될 수 있는 점화 시기 범위의 지연 한계에 의해 점화 시기를 가드한다. 판정 수단은 연료 컷 허가 조건이 만족되는지 여부를 판정한다. 해제 수단은 연료 컷 허가 조건이 만족되는 경우 가드 수단에 의해 제공된 점화 시기 가드를 해제한다. 토크 제어 수단은 연료 컷 허가 조건이 만족된 후, 점화 시기를 지연시킴으로써 내연 기관의 출력 토크를 감소시킨다. 연료 공급 정지 수단은 내연 기관의 출력 토크가 미리결정된 최소 토크까지 감소된 후, 연료의 공급을 정지시킨다.

본 발명의 제 1 양태는 연료 컷 허가 조건이 만족되는 경우 점화 시기 가드를 해제한다. 따라서, 점화 시기는, 내연 기관의 출력 토크를 연소 한계보다 더 낮게 하기 위해서 지연 한계를 초과하여 지연될 수 있다. 또한, 내연 기관의 출력 토크를 최소 토크까지 감소시킨 후 연료의 공급을 정지시킴으로써 토크 단차에 의해 유발된 쇼크의 발생을 억제할 수 있다.

점화 시기 가드가 해제된 후, 점화 시기가 지연 한계를 초과하여 지연될 수 있기 때문에 실화가 발생할 수도 있다. 그러나, 실화 시기에 출력 토크가 충분히 억제된다. 따라서, 실화가 발생하더라도, 결과적으로 발생한 토크 단차는 중대한 쇼크를 유발하지 않는다. 또한, 점화 시기 가드는 연료 컷 허가 조건이 만족된 후 해제된다. 정상 동작 동안, 따라서, 내연 기관의 연소가 적절하게 유지되는 것을 보장하기 위해서 점화 시기 가드가 지연 한계에 의해 제공된다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 바람직한 토크 제어 수단은 목표 토크 설정 수단, 흡입 공기량 제어 수단, 추정 토크 계산 수단, 토크 효율 계산 수단, 점화 지연량 설정 수단, 및 점화 시기 제어 수단을 포함한다. 목표 토크 설정 수단은 내연 기관을 위한 목표 토크를 설정하는 수단으로서 역할을 하고, 연료 컷 허가 조건이 만족된 후, 목표 토크를 최소 토크까지 감소시킨다. 흡입 공기량 제어 수단은 내연 기관의 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 동작량을 목표 토크에 따라서 제어한다. 추정 토크 계산 수단은 흡기 액츄에이터의 현재 동작량을 변경하지 않고 점화 시기를 MBT에 대해 조정한 경우 얻어지는 추정 토크를 계산한다. 토크 효율 계산 수단은 목표 토크와 추정 토크 간의 비로부터 토크 효율을 계산한다. 점화 지연량 설정 수단은 점화 시기에 대한 지연량을 토크 효율에 따라서 설정한다. 점화 시기 제어 수단은 지연량에 따라서 점화 시기를 제어한다.

바람직한 토크 제어 수단에 따르면, 연료 컷 허가 조건이 만족된 후 목표 토크가 최소 토크까지 감소되는 경우, 목표 토크를 제공하기 위해 흡기 액츄에이터의 동작량을 조정하여 흡입 공기량에 의해 제공된 토크와 목표 토크 간의 차를 보상하기 위해 점화 시기를 지연시킨다. 이것은, 흡입 공기량을 자동으로 감소시키고 점화 시기를 자동으로 지연시켜, 내연 기관이 토크를 발생시킬 수 있는 한계까지 출력 토크를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 바람직한 목표 토크 설정 수단은 요구 출력 토크 획득 수단, 연료 컷 전 토크 요구 수단, 및 조정 수단을 포함한다. 요구 출력 토크 획득 수단은 내연 기관의 토크를 소비하는 소비 엘리먼트가 내연 기관으로 하여금 발생시키도록 요구하는 출력 토크를 획득한다. 연료 컷 전 토크 요구 수단은 연료 컷 전의 동작 상태에 관한 요구를 토크 값으로 표현하기 위한 요구 수단으로서 역할을 하고, 연료 컷 허가 조건이 만족되지 않는 경우 성취가능한 토크 범위를 초과한 값을 연료 컷 전 토크로서 요구하고, 연료 컷 허가 조건이 만족된 경우 연료 컷 전 토크를 요구된 출력 토크로부터 연료 컷 허가 조건이 만족된 후 최소 토크까지 서서히 감소시킨다. 조정 수단은 요구 출력 토크와 연료 컷 전 토크를 비교하고 2개의 토크들 중 더 낮은 토크를 목표 토크로서 선택한다.

바람직한 목표 토크 설정 수단에 따르면, 연료 컷 전 동작 상태에 관한 요구를 토크 값으로 표현하고 요구 출력 토크와 조정한다. 그런다음, 조정에 의해 결정된 토크를 목표 토크로서 설정한다. 이것은, 연료 컷 전과 후에 연속적인 토크 제어를 제공할 수 있게 한다. 또한, 연료 컷 허가 조건이 만족된 후, 연료 컷 전 토크는, 연료 컷 허가 조건이 만족되는 경우 요구된 출력 토크로부터 최소 토크까지 서서히 감소된다. 이것은, 연료 컷 허가 조건의 만족에 의해 발생될 수도 있는 갑작스런 토크 단차를 방지할 수 있게 한다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 바람직한 요구 출력 토크 획득 수단은 운전자에 의해 요구된 축 토크와 보조 구동을 위해서 필요한 보조 부하 토크의 합을 요구 출력 토크로서 획득한다.

바람직한 요구 출력 토크 획득 수단에 따르면, 보조 구동을 위해 필요한 보조 부하 토크는, 토크가 연료 컷 전 보조 구동을 위해 소비되는 경우 갑작스런 토크 단차를 방지하기 위해서 요구 출력 토크에 포함될 수 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 바람직한 판정 수단은, 운전자에 의해 요구된 축 토크의 값이 제로인 경우 연료 컷 허가 조건이 만족되는지를 판정한다.

바람직한 판정 수단에 따르면, 운전자에 의해 요구된 축 토크가 제로인 경우 연료 컷 허가 조건이 만족되는 한, 운전 용이도 (drivability) 에 영향을 주지 않고 가능한 한 빨리 연료 컷을 위한 토크 감소가 개시될 수 있다. 이것은, 연료 컷을 조속하게 실시하고 따라서 과잉 연료 소모를 감소시킬 수 있게 한다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 바람직한 연료 공급 정지 수단은 연료 컷 허가 조건이 만족되는 시점으로부터의 경과 시간을 측정하고, 경과 시간이 미리결정된 시간 한계에 이르는 경우, 내연 기관의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하지 않더라도 연료의 공급을 정지시킨다.

바람직한 연료 공급 정지 수단에 따르면, 연료 컷 허가 조건이 만족되는 시점으로부터의 경과 시간이 미리결정된 시간 한계에 도달하는 경우, 연료의 공급이 강제적으로 정지된다. 따라서, 토크 제어 변화 때문에 내연 기관의 출력 토크가 최소 토크까지 감소되지 않더라도 연료 컷이 적절하게 수행될 수 있다.

대안으로, 본 발명의 제 2 양태에 따라서, 내연 제어 장치는 가드 수단, 토크 제어 수단, 판정 수단 및 해제 수단을 포함한다. 가드 수단은 내연 기관의 연소가 유지될 수 있는 점화 시기 범위의 지연 한계에 의해 점화 시기를 가드한다. 토크 제어 수단은 연료 컷 상태로부터의 복귀가 성취되는 경우, 점화 시기를 지연시켜 내연 기관의 출력 토크를 감소시킨다. 판정 수단은 연료 컷 상태로부터의 복귀를 위한 완료 조건이 만족되는지 여부를 판정한다. 해제 수단은 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족될 때까지 가드 수단에 의해 제공된 점화 시기 가드를 해제한다.

연료 컷으로부터의 복귀가 성취되는 경우, 본 발명의 제 2 양태는 점화 시기 가드를 해제한다. 따라서, 점화 시기가 지연 한계를 초과하여 지연될 수 있어, 내연 기관의 출력 토크를 연소 한계보다 더 낮게 할 수도 있다. 이것은, 연료 컷으로부터의 복귀시 토크가 생성되는 경우 발생하는 갑작스러운 토크 단차를 감소시키고, 토크 단차로 인한 쇼크의 발생을 억제할 수 있게 한다.

지연 한계를 초과하여 점화 시기가 지연되는 경우, 연소 유지의 실패로 인해 실화가 발생할 수도 있다. 그러나, 연료 컷으로부터의 복귀가 성취되는 한편 출력 토크가 충분히 감소된다. 따라서, 실화가 발생했더라도 갑작스런 토크 단차에 의해 발생된 쇼크는 사소하다. 또한, 점화 시기 가드는 연료 컷으로부터의 복귀시 활성된다. 그 결과, 연료 컷으로부터의 복귀 후 정상 동작이 실시되는 경우, 내연 기관의 연소는 지연 한계에 의해 제공된 가드로 인해 적절하게 유지될 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따른 바람직한 토크 제어 수단은 목표 토크 설정 수단, 흡입 공기량 제어 수단, 추정 토크 계산 수단, 토크 효율 계산 수단, 점화 지연량 설정 수단, 및 점화 시기 제어 수단을 포함한다. 목표 토크 설정 수단은 내연 기관을 위한 목표 토크를 설정하는 수단으로서 역할을 하고, 연료 컷 상태로부터의 복귀가 성취되는 경우, 목표 토크를 연소 한계 미만의 값으로부터 서서히 증가시킨다. 흡입 공기량 제어 수단은 내연 기관의 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 동작량을 목표 토크에 따라서 제어한다. 추정 토크 계산 수단은 흡기 액츄에이터의 현재 동작량을 변경하지 않고 점화 시기를 MBT에 대해 조정한 경우 얻어지는 추정 토크를 계산한다. 토크 효율 계산 수단은 목표 토크와 추정 토크 간의 비로부터 토크 효율을 계산한다. 점화 지연량 설정 수단은 점화 시기에 대한 지연량을 토크 효율에 따라서 설정한다. 점화 시기 제어 수단은 수단 지연량에 따라서 점화 시기를 제어한다.

바람직한 토크 제어 수단에 따르면, 연료 컷으로부터의 복귀시 목표 토크가 연소 한계보다 더 낮게 설정되는 경우, 흡입 액츄에이터의 동작량이 목표 토크를 성취하기 위해서 조정되고, 흡입 공기량에 의해 제공된 토크와 목표 토크 간의 차를 보상하기 위해 점화 시기가 지연된다. 이것은 흡입 공기량을 자동으로 감소시키고 점화 시기를 자동으로 지연시킴으로써, 내연 기관이 토크를 발생시킬 수 있는 한계까지 출력 토크를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따른 바람직한 목표 토크 설정 수단은 요구 출력 토크 획득 수단, 연료 컷 복귀 토크 요구 수단, 및 조정 수단을 포함한다. 요구 출력 토크 획득 수단은 내연 기관의 토크를 소비하는 소비 엘리먼트가 내연 기관으로 하여금 발생시키도록 요구하는 출력 토크를 획득한다. 연료 컷 복귀 토크 요구 수단은 연료 컷 상태로부터의 복귀시 지배적인 운전 상태에 관한 요구를 토크의 값으로 표현하기 위한 요구 수단으로서 역할을 하고, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족되는 경우, 성취가능한 토크 범위를 초과한 값을 연료 컷 복귀 토크로서 요구하고, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족될 때까지, 연료 컷 복귀 토크를 연소 한계 미만의 값으로부터 요구 출력 토크에 가깝게 서서히 가져간다. 조정 수단은 요구 출력 토크와 연료 컷 복귀 토크를 비교하고 2개의 토크들 중 더 낮은 토크를 목표 토크로서 선택한다.

바람직한 목표 토크 설정 수단에 따르면, 연료 컷 상태로부터의 복귀시 지배적인 동작 상태에 관한 요구를 토크 값으로 표현하고, 요구 출력 토크와 조정한다. 이후, 조정에 의해 결정된 토크를 목표 토크로서 설정한다. 이것은, 연료 컷 전후 연속적인 토크 제어를 제공할 수 있게 한다. 또한, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족될 때까지, 연료 컷 복귀 토크를 연소 한계 미만의 값으로부터 요구 출력 토크에 서서히 가깝게 가져갈 수 있다. 이것은, 연료 컷 복귀 완료 조건의 만족에 의해 발생될 수도 있는 갑작스러운 토크 단차를 억제할 수 있게 한다.

본 발명의 제 2 양태에 따른 바람직한 요구 출력 토크 획득 수단은 운전자에 의해 요구된 축 토크와 보조 구동을 위해서 필요한 보조 부하 토크의 합을 요구 출력 토크로서 획득한다.

바람직한 요구 출력 토크 획득 수단에 따르면, 예를 들어, 운전자로부터의 축 토크 요구에 따라서 연료 컷으로부터의 복귀가 성취되는 경우, 출력 토크가 증가하는 동안 갑작스런 토크 단차를 일으키지 않고, 운전자에 의해 요구된 축 토크 및 보조 부하 토크를 제공하기 위해 필요로 되는 만큼, 내연 기관의 출력 토크를 매끄럽게 증가시킬 수 있다. 또한, 연료 컷으로부터의 복귀가 달성된 경우, 보조 구동을 위한 토크 소비에 의해 발생될 수도 있는 갑작스런 토크 단차를 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 2 양태에 따른 다른 바람직한 요구 출력 토크 획득 수단은 내연 기관의 아이들링 (idling) 을 위해 필요한 토크를 요구 출력 토크로서 획득한다.

다른 바람직한 출력 토크 획득 수단에 따르면, 예를 들어, 연료 컷으로부터의 복귀를 달성하기 위해 락 업 특성이 정지되는 경우, 출력 토크의 증가 동안 갑작스런 토크 단차를 일으키지 않고 내열 기관을 아이들링하는데 필요한 토크를 제공하기 위해 필요로 되는 만큼 내연 기관의 출력 토크를 매끄럽게 증가시킬 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따른 바람직한 판정 수단은, 요구 출력 토크와 연료 컷 복귀 토크 간의 차가 미리결정된 값 이하까지 감소되는 경우, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족되었다고 판정한다.

판정 수단에 따르면, 요구 출력 토크와 연료 컷 복귀 토크 간의 차가 미리결정된 값 이하로 감소되는 경우, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족되었음을 판정한다. 이것은, 연료 컷 복귀 완료 조건의 만족에 의해 발생될 수도 있는 갑작스러운 토크 단차를 방지할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 내연 기관의 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 토크 조정부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 전 (pre-FC) 제어 동안 연소 한계 가드의 해제/설정 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 전 제어 동안 목표 토크의 설정 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 전 제어 동안 연료 정지의 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 전 제어의 일반적인 결과를 도시한 타이밍 도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 복귀 제어 동안 FC 복귀 판정의 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 복귀 제어 동안 연소 한계 가드의 해제/설정의 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 복귀 제어 동안 목표 토크의 설정 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 복귀 제어의 중지 판정의 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 FC 복귀 제어의 일반적인 결과를 도시한 타이밍 도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 FC 전 제어 동안 연료 정지의 순서를 도시한 플로우 차트이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 FC 전 제어의 일반적인 결과를 도시하는 타이밍 도이다.

제 1 실시형태

이제, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 내연 기관의 제어장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 본 실시형태의 제어장치는, 불꽃 점화식의 내연 기관에 적용되고 불꽃 점화 내연 기관을 위한 액츄에이터로 역할을 하는 스로틀, 점화 장치, 및 연료 공급 장치의 동작을 제어하는 제어 장치로서 구성된다. 이하, 도 1을 참조하여 본 실시 형태에 따른 제어 장치의 구성을 설명할 것이다. 또, 이하에서는, 내연 기관을 단순히 엔진으로 지칭할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 제어 장치는 정보 공급부 (2), 요구 조정부 (4), 제어량 계산부 (6) 및 액츄에이터 제어부 (8) 를 포함한다. 이들 부분 2, 4, 6, 8 간의 신호의 흐름은 기본적으로는 일방향이다. 보다 상게하게는, 정보 공급부 (2) 로부터 액츄에이터 제어부 (8) 를 향하여 신호가 전달된다. 엔진을 위한 액츄에이터로서 역할을 하는 스로틀, 점화 장치, 및 연료 공급 장치는 최하위 단의 액츄에이터 제어부 (8) 에 접속된다.

최상위 단의 정보 공급부 (2) 는, 엔진의 운전 상태에 관한 정보와 엔진에 대한 여러 가지 요구를 하위에 위치한 요구 조정부 (4) 및 제어량 계산부 (6) 에 공급한다. 먼저, 엔진의 동작 상태에 관한 정보는, 예를 들어, 엔진 회전 속도, 에어 플로우 미터의 출력 값, 스로틀 개도 센서의 출력 값, 점화 시기의 설정치, 공기-연료 비의 설정치, 밸브 타이밍을 포함한다. 이러한 정보는 엔진에 장착된 다양한 센서로부터 유도된다. 도 1은, 상술된 정보의 아이템들 중 하나이고 본 발명과 특히 관련이 있는 스로틀 개도만을 도시한다.

또한, 정보 공급부 (2) 는, 엔진의 동작 상태를 추정할 수 있다. 정보 공급부 (2) 의 기능들 중 하나는 엔진의 토크를 추정하기 위해 계산하는 추정 토크 계산부 (14) 에 의해 실시된다. 추정 토크 계산부 (14) 는, 현재의 스로틀 개도로부터 예상 공기량을 계산하기 위해 흡기계의 에어 모델을 이용한다. 에어 모델에 있어서, 에어 플로우 미터의 출력 값, 밸브 타이밍, 흡입 공기 온도, 및 다른 공기량 조건을 고려할 수 있다. 다음으로, 에어 모델을 이용하여 계산된 예상 공기량을 토크 맵에 들여보낸다. 토크 맵은 예상 공기량을 토크로 변환시키는데 사용된다. 토크 맵은 예상 공기량과 같은 복수의 파라미터에 기초하는 다차원 맵이다. 점화 시기, 엔진 회전 속도, 공기-연료 비, 밸브 타이밍, 및 토크에 영향을 주는 각종 다른 동작 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 현재 동작 상태 정보로부터 얻어지는 값 (현재 값) 이 파라미터로서 입력된다. 그러나, 점화 시기는 MBT에 대하여 조정되는 것으로 가정한다. 추정 토크 계산부 (14) 는 점화 시기가 MBT에 대해 조정되는 경우 지배적인 토크를 계산하고, 계산된 토크를 엔진의 추정 토크로서 후술하는 토크 효율 계산부 (36) 에 출력한다.

더욱이, 정보 공급부 (2) 는, 엔진의 동작 상태에 대한 정보를 전송할 수 있다. 전송된 정보는 연료 컷 실행의 여부, 연료 컷 전 제어 실행의 여부, 연료 컷 상태로부터의 복귀시 제어 실행의 여부를 나타낸다. 연료 컷 전 제어 (이하, FC 전 제어) 는 연료 컷에 의해 발생된 토크 단차를 최소로 억제하기 위한 엔진의 제어이다. 연료 컷으로부터의 복귀시 실시되는 제어 (이하, FC 복귀 제어로 지칭함) 는, 연료 컷으로부터 복귀함으로써 발생된 토크 단차를 최소로 억제하기 위한 엔진 제어이다. 플래그 세트부 (16) 는 연료 컷 실행 여부의 판정뿐만 아니라, 상기 제어 기능의 수행 여부를 판정한다. 플래그 세트부 (16) 는, 상기 판정의 결과를 전송하기 위해 플래그를 턴 온 또는 턴 오프한다. FC 전 제어의 실행 여부는 FC 전 제어 실행 플래그의 턴 온 또는 턴 오프로 나타내어진다. FC 복귀 제어 실행 여부는 FC 복귀 제어 실행 플래그의 턴 온 또는 턴 오프로 나타내어진다. 연료 컷 실행 여부는 FC 실행 플래그의 턴 온 또는 턴 오프로 나타내어진다.

이제, 정보 공급부 (2) 로부터 발생되는 엔진에 대한 요구를 설명할 것이다. 이들 요구는 엔진 토크 또는 엔진 효율과 관련되며 수치로 출력된다. 토크 요구는, 운전자로부터의 요구를 포함하는 축 토크 요구, 보조 구동을 위해 필요한 토크에 대한 요구 (이하, 보조 부하 손실 보상 요구로 지칭한다), 및 아이들링을 위해 필요한 토크에 대한 요구 (이하, ISC 토크 요구로 지칭한다) 를 포함한다. 또한, VSC (Vehicle Stability Control) 및 TRC (Traction Control) 과 같은 차량 제어에 필요한 토크에 대한 요구를 포함한다. 효율 요구는, 토크로 변환 가능한 열 에너지가 토크로 변환되는 요구 효율을 나타내는 값이고, MBT 점화 시기를 기준으로 설정되는 무차원 파라미터이다. 예를 들어, 촉매 예열 (catalyst warm-up) 을 위해서 배기 가스 온도를 올리는데 열 에너지를 이용하는 경우, 1의 기준값 보다 작은 값이 요구 효율치로 사용된다. 또한, 토크 증가를 위해 점화 시기가 빨라지는 경우, 미리 리저브 토크를 확보해 두기 위해서 1의 기준치보다 작은 값이 또한 효율 요구치로 사용된다.

또한, 정보 공급부 (2) 는 FC 전 토크 요구부 (10) 를 포함한다. FC 전 토크 요구부 (10) 는 토크 요구들 중 하나인 FC 전 토크 요구를 출력한다. FC 전 토크 요구는, 연료 컷 전에 지배적인 동작 상태에 관한 요구를 표현하기 위해서 토크 값을 이용한다. FC 전 토크 요구부 (10) 는, 플래그 세트부 (16) 로부터 전송되는 FC 전 제어 실행 플래그의 온/오프 상태에 따라, 출력하는 FC 전 토크 요구에 대한 설정을 변경한다. FC 전 토크 요구에 대한 설정은, FC 전 제어가 이후 설명되는 경우 상세하게 설명할 것이다.

또한, 정보 공급부 (2) 는 FC 복귀 토크 요구부 (12) 를 포함한다. FC 복귀 토크 요구부 (12) 는 토크 요구들 중 하나인 FC 복귀 토크 요구를 출력한다. FC 복귀 토크 요구는 연료 컷으로부터의 복귀시 지배적인 동작 상태에 대한 요구를 표현하기 위해서 토크 값을 이용한다. FC 복귀 토크 요구부 (12) 는, 플래그 세트부 (16) 로부터 전송되는 FC 복귀 제어 실행 플래그의 온/오프 상태에 따라, 출력하는 FC 복귀 토크 요구에 대한 설정을 변경한다. FC 복귀 토크 요구에 대한 설정은 FC 복귀 제어가 이후 설명되는 경우 상세하게 설명할 것이다.

요구 조정부 (4) 를 설명할 것이다. 상기 서술한 바와 같이, 정보 공급부 (2) 는 토크 또는 효율의 관점에서 표현된 복수의 요구를 출력한다. 그러나, 모든 이러한 요구는 동시에 실현될 수 없다. 복수의 토크 요구가 존재하더라도, 한번에 하나의 토크 요구만이 실현될 수 있다. 따라서, 복수의 요구들 간에 조정하는 프로세스를 실시할 필요가 있다. 효율에 관해서도 마찬가지이다. 요구 조정부 (4) 는, 복수의 토크 요구들 간을 조정하여 하나의 토크 값을 획득하는 토크 조정부 (20) 와, 복수의 효율 요구들 간을 조정하여 하나의 효율 값을 획득하는 효율 조정부 (22) 를 포함한다. 토크 조정부 (20) 는, 조정에 의해 결정된 토크 값을 엔진의 목표 토크로서, 하위의 제어 변수 계산부 (6) 에 출력한다. 효율 조정부 (22) 는, 조정에 의해 결정된 효율치를 엔진의 목표 효율로서, 하위의 제어 변수 계산부 (6) 에 출력한다. 여기서 조정은, 미리 정해진 계산 규칙에 따라 복수의 값들 중 하나를 획득하기 위해 실시된다. 계산 규칙은, 예를 들어 최대치 선택, 최소치 선택, 평균, 및 합산에 대한 규칙들을 포함한다. 이러한 계산 규칙의 임의의 적절한 조합이 대안적으로 사용될 수도 있다.

도 2는 토크 조정부 (20) 의 구성을 도시하는 블록도이다. 토크 조정부 (20) 는 합산 엘리먼트 (202) 및 최소치 선택 엘리먼트 (204) 를 포함한다. 본 실시형태에서, 토크 조정부 (20) 에 의해 수집되는 토크 요구는, 운전자로부터의 요구를 포함하는 축 토크 요구, 보조 부하 손실 보상 요구, ISC 토크 요구, FC 전 토크 요구 및 FC 복귀 토크 요구이다. 토크 조정부 (20) 에 의해 수집된 요구치로서 카운팅되는, 축 토크 요구, 보조 부하 손실 보상 요구, 및 ISC 토크 요구는 합산 엘리먼트 (202) 에 의해 서로 중첩된다. 합산 엘리먼트 (202) 로부터 발생된 출력 값은, 엔진의 토크를 소비하는 소비 엘리먼트가 엔진으로 하여금 발생시키도록 요구하는 출력 토크의 합계치에 상당한다. 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값은, FC 전 토크 요구 및 FC 복귀 토크와 함께 최소치 선택 엘리먼트 (204) 에 입력된다. 최소치 선택 엘리먼트 (204) 는 입력된 값들 중 최소치를 선택한다. 이후, 선택된 값은 최종 토크 요구치, 즉, 엔진의 목표 토크로서 토크 조정부 (20) 로부터 출력된다. 본원에서 상세하게 설명하지 않지만, 효율 조정부 (22) 에서도 상술된 것과 동일한 처리가 실시된다.

이제, 제어 변수 계산부 (6) 를 설명할 것이다. 제어 변수 계산부 (6) 에는, 요구 조정부 (4) 로부터 목표 토크와 목표 효율이 공급된다. 또한, 정보 공급부 (2) 는 제어 변수 계산부 (6) 에 다양한 정보를 공급한다. 정보 공급부 (2) 로부터 제어 변수 계산부 (6) 로 공급되는 정보는 주로, MBT에서의 추정 토크, FC 전 제어 실행 플래그, FC 복귀 제어 실행 플래그, 및 FC 실행 플래그를 포함한다. 제어 변수 계산부 (6) 는, 공급된 정보에 따라서, 액츄에이터에 대해 제어된 변수인 목표 스로틀 개도 및 목표 점화 시기를 계산한다.

목표 스로틀 개도를 결정하기 위해서, 제어 변수 계산부 (6) 는, 목표 토크 보정부 (30), 목표 공기량 계산부 (32), 및 스로틀 개도 계산부 (34) 를 포함한다. 먼저, 목표 토크 보정부 (30) 에는 목표 토크와 목표 효율이 입력된다. 목표 토크 보정부 (30) 는 목표 토크를 목표 효율로 제산함으로써 보정하고, 보정된 목표 토크를 목표 공기량 계산부 (32) 에 출력한다. 목표 효율이 정상 값인 1인 경우, 토크 조정부 (20) 로부터 출력된 목표 토크가 그대로 목표 공기량 계산부 (32) 에 출력된다. 그러나, 목표 효율이 1보다 작다면, 목표 효율을 이용한 제산에 의해 목표 토크가 증가되고, 증가된 목표 토크는 목표 공기량 계산부 (32) 에 출력된다.

목표 공기량 계산부 (32) 는, 공기량 맵을 이용함으로써 보정된 목표 토크를 공기량으로 변환한다. 공기량 맵은, 보정된 목표 토크와 같은 복수의 파라미터에 기초한 다차원 맵이다. 점화 시기, 엔진 회전 속도, 공기-연료 비, 밸브 타이밍, 및 토크에 영향을 주는 각종 다른 동작 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 현재 동작 상태로부터 얻어지는 값 (현재 값) 이 파라미터로서 입력된다. 그러나, 점화 시기는 MBT 또는 기준 점화 시기에 대해 조정되는 것으로 가정된다. 목표 공기량 계산부 (32) 는 보정 목표 토크로부터 변환을 통해 획득되는 공기량을 엔진에 대한 목표 공기량으로 간주하고 그것을 스로틀 개도 계산부 (34) 에 출력한다.

스로틀 개도 계산부 (34) 는, 흡기계 에어 모델로부터 얻어진 인버스 모델을 이용함으로써 목표 공기량을 스로틀 개도로 변환한다. 다른 말로, 스로틀 개도 계산부 (34) 는 목표 공기량을 달성할 수 있는 스로틀 개도를 계산한다. 인버스 모델에 있어서, 에어 플로우 미터 출력 값, 밸브 타이밍, 흡입 공기 온도, 및 스로틀 개도에 영향을 주는 다른 동작 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 현재 동작 상태 정보로부터 얻어지는 값 (현재 값) 이 파라미터로서 입력된다. 스로틀 개도 계산부 (34) 는 목표 공기량으로부터 변환을 통해 획득되는 계산된 스로틀 개도를 목표 스로틀 개도로서 출력한다.

또한, 제어 변수 계산부 (6) 는, 목표 점화 시기를 결정하기 위해서 토크 효율 계산부 (36), 상하한 가드부 (38), 지연량 계산부 (40), MBT 계산부 (42) 및 점화 시기 계산부 (44) 를 포함한다. 토크 효율 계산부 (36) 에는 목표 토크와 추정 토크가 입력된다. 토크 효율 계산부 (36) 는 목표 토크와 추정 토크 간의 비를 토크 효율로서 계산한다. 공기량이 변하는 과도 상태에서, 공기량에 따라 추정 토크가 변한다; 따라서, 토크 효율이 그에 따라 변한다. 토크 효율 계산부 (36) 는 계산된 토크 효율을 상하한 가드부 (38) 에 출력한다.

상하한 가드부 (38) 는, 토크 효율 계산부 (36) 에 의해 계산된 토크 효율에 대한 가드 처리를 실시하기 위해 상한 토크 효율 및 하한 토크 효율을 이용한다. 상한 토크 효율은 노킹 (knocking) 의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 임계 토크 효율이다. 하한 토크 효율은 엔진에서의 연소가 확실하게 유지될 수 있는, 즉, 실화를 확실하게 방지할 수 있는 임계 토크 효율이다. 하한 토크 효율에 의해 제공된 가드를 연소 한계 가드로 지칭한다. 임계 토크 효율들 둘 모두는 공기-연료 비, 엔진 회전 속도, 및 밸브 타이밍과 같은 엔진의 동작 상태에 대한 정보에 따라서 설정된다.

그러나, 하한 토크 효율에 의해 제공된 연소 한계 가드는 미리결정된 조건이 만족되는 경우에는 해제된다. 보다 상세하게, 하한 토크 효율에 기초한 연소 한계 가드는 FC 전 제어 실행 플래그가 온이 되거나, FC 복귀 제어 실행 플래그가 온이 되는 경우에는 해제된다. 즉, 후술하는 FC 전 제어 또는 FC 복귀 제어가 실행되는 동안, 하한 토크 효율 미만으로 토크 효율이 감소할 수 있다. 토크 효율이 하한 토크 효율보다 낮은 경우, 실화의 가능성은 증가하더라도 토크가 연소 한계 미만으로 감소할 수 있다.

상하한 가드부 (38) 에서 가드 처리된 토크 효율은 지연량 계산부 (40) 에 입력된다. 지연량 계산부 (40) 는 토크 효율에 따른 MBT로부터의 지연량을 계산한다. 지연량의 계산에는 점화 시기 맵이 사용된다. 점화 시기 맵은 토크 효율과 같은 복수의 파라미터에 기초한 다차원 맵이다. 엔진 회전 속도 및 점화 시기의 결정에 영향을 주는 각종 다른 동작 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 현재 동작 상태 정보로부터 얻어지는 값 (현재 값) 이 파라미터로서 입력된다. 점화 시기 맵은, 토크 효율이 감소함에 따라 지연량이 증가하는 설정으로 준비된다.

지연량 계산부 (40) 에서의 계산과 병행하여, MBT 계산부 (42) 는 현재 스로틀 개도에 의해 제공된 예상 공기량에 따라 MBT를 계산한다. 점화 시기 계산부 (44) 는 지연량 계산부 (40) 에 의해 계산된 지연량을 MBT 계산부 (42) 에 의해 계산된 MBT에 가산하고, 그 계산 결과를 목표 점화 시기로서 출력한다. 전술한 하한 토크 효율에 의해 토크 효율이 가드되는 경우, 목표 점화 시기는 연소가 유지될 수 있는 점화 시기 범위의 지연 한계에 의해 가드된다. 그러나, 하한 토크 효율에 기초한 연소 한계 가드가 해제되는 경우, 지연 한계를 초과하여 지연될 수도 있다.

액츄에이터 제어부 (8) 는, 스로틀 드라이버 (50), 점화 장치 드라이버 (52) 및 연료 공급 장치 드라이버 (54) 를 포함한다. 스로틀 드라이버 (50) 은, 스로틀 개도 계산부 (34) 에 의해 계산된 목표 스로틀 개도를 달성하도록 스로틀을 제어한다. 점화 장치 드라이버 (52) 는, 점화 시기 계산부 (44) 에 의해 계산된 목표 점화 시기를 달성하도록 점화 장치를 제어한다. 연료 공급 장치 드라이버 (54) 에는, 목표 연료 공급량 (미도시) 과 FC 실행 플래그가 공급된다. 연료 공급 장치 드라이버 (54) 는, FC 실행 플래그가 오프인 경우 목표 연료 공급량을 달성하도록 연료 공급 장치를 제어하고, FC 실행 플래그가 온인 경우 연료 공급을 정지하도록 연료 공급 장치를 제어한다. 연료 공급량의 제어는 본 실시형태의 필수부를 구성하지 않기 때문에 상세하게 설명하지 않을 것이다.

상술된 본 실시형태에 다른 제어 장치의 구성은, 연료 컷 전에 지배적인 토크 상태가, FC 전 제어 실행 플래그가 턴 온되는 시기, FC 전 토크 요구 값에 대한 설정, 및 FC 실행 플래그가 턴 온되는 시기에 의해 결정되는 구성이다. 또, 연료 컷으로부터의 복귀시 지배적인 토크 상태는 FC 복귀 제어 실행 플래그 상태가 변하는 시기와 FC 복귀 토크 요구값에 대한 설정에 의해 결정된다. 본 실시형태에 따른 제어장치에 의해 실행되는 FC 전 제어와 FC 복귀 제어를 아래에 순차적으로 설명할 것이다.

이제, 본 실시형태에 따른 제어장치에 의해 실행되는 FC 전 제어를 상세하게 설명할 것이다. FC 전 제어는, 다음 조건 둘 모두가 성립했을 때 연료 컷의 허가 조건이 만족한 것으로 가정한다. 연료 컷의 허가 조건이 만족한 경우, FC 전 제어 실행 플래그의 상태가 오프로부터 온으로 변경된다.

조건 1： 운전자로부터의 요구를 포함하는 축 토크 요구에 의해 표시된 토크가 제로이다.

조건 2： 현재 엔진 회전 속도가 미리결정된 회전 속도보다 더 높다.

조건 1이 성립하는 경우, 운전용이도에 영향을 주지 않고 가능한 한 일찍 연료 컷에 대한 토크 다운을 개시할 수 있다. 이것은, 연료 컷의 조속한 실시를 가능하게 하고, 과잉의 연료 소비를 감소시킬 수 있다. 반면에, 조건 2는 연료 컷으로 인한 엔진 스톨 (stalling) 을 방지하기 위한 조건을 나타낸다. 따라서, 상기 언급된 미리결정된 회전 속도는 자동 변속기가 락 업인지 여부에 의존하여 변한다.

FC 전 제어 실행 플래그의 온/오프 상태는 상하한 가드부 (38) 의 동작에 반영된다. 도 3은, FC 전 제어 동안 연소 한계 가드를 해제/설정하는 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 먼저, 단계 S102 는 FC 전 제어 실행 플래그가 온 또는 오프되는지 여부를 판정하기 위해 실시된다. FC 전 제어 실행 플래그가 온인 경우, 연소 한계 가드를 해제하기 위해 단계 S104가 수행된다. 반면에, FC 전 제어 실행 플래그가 오프인 경우, 연소 한계 가드를 설정하기 위해 단계 S106이 수행된다.

FC 전 제어 실행 플래그의 온/오프는, FC 전 토크 요구부 (10) 의 동작에도 반영된다. FC 전 제어 실행 플래그가 오프되는 경우, FC 전 토크 요구는 FC 전 토크 요구부 (10) 로부터 출력될 수 있는 최대치에서 고정된다. 이 최대치는 엔진에 의해 제공될 수 있는 토크 범위 밖에 있는 값이다. 이러한 값이 요구치로서 출력되는 경우, 토크 조정부 (20) 의 최소치 선택 엘리먼트 (204) 는 항상 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값을 선택한다.

반면, FC 전 제어 실행 플래그가 온인 경우, FC 전 토크 요구부 (10) 는 아래의 식 1에 따라서 FC 전 토크 요구치를 계산한다. 식 1에 나타낸 최소 토크는 엔진으로부터 출력될 수 있는 최소 토크이고, 엔진 회전수의 함수로 표현된다. 또, 식 1에 나타낸 최종 토크 요구치는 최종 조정에 의해 결정된 토크 요구치, 즉, 최종 목표 토크이다. 엔진을 위한 제어 장치는 일정한 간격으로 계산 프로세스를 반복적으로 수행하고 동일한 일정한 간격으로 목표 토크를 계산한다. 식 1 중 "en" 은 상수로서, 적합함에 기초하여 결정된다.

[수학식 1]

FC 전 토크 요구치 = (최소 토크 - 최종 토크 요구치)/en + 최종 토크 요구치

FC 전 제어 실행 플래그의 온/오프 상태에 따라 FC 전 토크 요구에 대한 설정이 변경되는 경우, 토크 조정부 (20) 로부터 출력되는 목표 토크에 FC 전 제어 실행 플래그의 온/오프 상태가 반영된다. 도 4는, FC 전 제어 동안 목표 토크의 설정을 위한 절차를 나타내는 플로우 차트이다. 먼저, 단계 S202에서, FC 전 제어 실행 플래그의 온 또는 오프 여부를 판정한다. FC 전 제어 실행 플래그가 오프인 경우, FC 전 토크 요구치는 최대치에 고정된다 (단계 S206). 따라서, 다음 단계 S208에서, 토크 조정에 의해, 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값이 목표 토크로서 출력된다. 반면, FC 전 제어 실행 플래그가 온인 경우, 상기 식 1에 따라 FC 전 토크 요구치를 계산한다 (단계 S204). 식 1로부터 계산된 FC 전 토크 요구치는, 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값, 즉, 축 토크 요구치, 보조 부하 손실 보상 요구치, 및 ISC 토크 요구치의 합산보다 작다. 다음 단계 S208에서, 토크 조정에 의해 FC 전 토크 요구치가 목표 토크로서 출력된다.

도 6은, FC 전 제어의 일반적인 결과를 나타내는 타이밍 도이다. 상단의 차트는, FC 전 토크 요구치의 시간 변화 (도면 안의 파선), 도시된 토크 요구치의 시간 변화 (도면 안의 2점 쇄선), 및 상기 2개의 값들 간의 조정에 의해 결정된 목표 토크의 시간 변화 (도면 안의 실선) 를 나타낸다. 상기 언급된 도시된 토크 요구치란, 축 토크 요구치, 보조 부하 손실 보상 요구치, 및 ISC 토크 요구치의 합산이다. 중간의 차트는, 현재의 스로틀 개도 및 점화 시기부터 계산될 수 있는 실제 토크 값의 시간 변화를 도시한다. 하단의 차트는, FC 전 제어 실행 플래그 및 FC 실행 플래그의 온/오프 상태의 시간 변화를 나타낸다. 상기 차트는 동일한 시간축 상에 그려진다.

도 6의 타이밍 도는, 운전자에 의해 가속 페달이 서서히 해제되는 동안 실행되는 FC 전 제어의 결과를 도시한다. 이 경우, 가속 페달이 서서히 해제되는 동안 엔진에 대한 축 토크의 요구치도 서서히 감소한다. 이윽고, 도시된 축 토크 요구치에 포함되는 축 토크 요구치는 제로로 감소한다. 축 토크 요구치가 제로로 감소되기 전에, FC 전 제어 실행 플래그는 오프이다. 따라서, FC 전 제어 실행 플래그가 오프인 동안 FC 전 토크 요구치는 최대에 있게 된다. 이후, 조정의 결과, 도시된 토크 요구치가 목표 토크로서 출력된다.

축 토크 요구치가 시각 t1에서 제로로 감소되는 경우, FC 전 제어 실행 플래그는 즉시 온이 된다. FC 전 제어 실행 플래그가 턴 온되는 경우, FC 전 토크 요구치는 상기의 식 1로부터 계산된다. 가속 페달이 완전하게 해제된 후, 엔진에 대한 축 토크 요구치는 제로에 고정된다. 식 1로부터 계산된 FC 전 토크 요구치는, 축 토크 요구치가 제로인 경우 지배적인 도시된 토크 요구치보다 작다. 따라서, 조정 결과, FC 전 토크 요구치가 목표 토크로서 출력된다.

식 1에 따라서, FC 전 토크 요구치는, 시각 t1에서 지배적인 도시된 토크 요구치 (즉, 축 토크 요구치가 제로임) 로부터 최소 토크까지 서서히 감소한다. 이것은, 목표 토크도 최소 토크까지 감소하게 한다. 이후, 감소된 목표 토크를 달성하기 위해 스로틀 개도가 조정된다. 그러나, 흡입 공기량에 따라 토크가 조정되는 경우, 응답 지연으로 조정이 이루어진다. 이외에도, 흡입 공기량으로 실현될 수 있는 토크에는 하한이 있다. 따라서, 목표 토크가 감소하는 경우, 단순히 스로틀 개도를 조정함으로써 목표 토크가 쉽게 달성될 수 없다.

본 실시형태의 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 구성되기 때문에, 흡입 공기량에 의해 성취 가능한 토크와 목표 토크 간의 차이를 보상하기 위해 자동으로 점화 시기를 지연시킨다. 정상 상태에서, 점화 시기는 지연 한계에 의해 가드된다. 그러나, FC 전 제어 실행 플래그가 온인 경우 상한/하한 가드부 (38) 에 의해 제공된 연소 한계 가드가 해제된다. 필요하다면, 지연 한계를 초과하여 점화 시기를 지연시킬 수도 있다. 지연 한계를 넘어 점화 시기가 지연되는 경우, 엔진의 출력 토크가 점화 한계 미만으로 감소될 수 있다. 이것은, 엔진으로부터 이용가능한 최소 토크가 달성되는 때까지 출력 토크를 목표 토크에 추종시키는 것을 보장한다.

연소 한계 가드가 해제된 후, 점화 시기가 지연 한계를 초과하여 지연되기 때문에 실화가 발생할 수도 있다. 그러나, 출력 토크는 실화 시기에 충분히 억제되고 있다. 따라서, 만일 실화가 발생하더라도, 발생된 토크 단차는 중요한 쇼크를 발생시키지 않는다. 또, FC 전 제어 실행 플래그가 턴 온된 후 연소 한계 가드가 해제된다. 정상 동작 동안에는, 따라서, 연소 한계에 의해 제공된 가드는, 엔진의 연소가 적절하게 유지되는 것을 보장한다.

엔진의 출력 토크가 목표 토크를 추종하고 최소 토크까지 감소 (시점 t2) 하는 경우, 연료 컷이 실행된다. 도 5는, FC 전 제어 동안 연료의 공급을 정지하는 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 먼저, 단계 S302가 엔진으로부터 현재 출력되는 토크를 계산하기 위해 실시된다. 엔진으로부터 실제 출력되는 토크는, 예를 들어 엔진 회전 속도, 흡입 공기량, 스로틀 개도, 공기-연료 비, 밸브 타이밍, 및 점화 시기에 대한 정보를 이용함으로써 정확하게 계산될 수 있다. 다음으로, 단계 S304는 현재의 출력 토크가 FC 판정치보다 작은지 여부를 판정하기 위해 수행된다. FC 판정치는 엔진의 최소 토크를 나타낸다. 엔진의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하는 시점 t2의 경우, FC 실행 플래그가 즉시 턴 온된다. FC 실행 플래그가 턴 온되는 경우, 단계 S306은 연료의 공급을 정지시킨다.

상술된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 제어 장치는, 연료 컷 전에 엔진의 출력 토크를 최소 토크까지 감소시키도록 FC 전 제어를 실시한다. 엔진의 출력 토크를 최소 토크까지 감소시킨 후 연료의 공급이 정지되는 경우, 토크 단차에 의한 쇼크의 발생을 억제할 수 있다. 또, FC 전 제어 실행 플래그가 턴 온되는 경우 지배적인 도시된 토크 요구치 (즉, 축 토크 요구치가 제로임) 로부터 최소 토크까지, 엔진의 출력 토크를 서서히 감소시킴으로써, FC 전 제어에 의해 발생될 수도 있는 갑작스러운 토크 단차를 방지할 수 있다.

이제, 본 실시형태에 따른 제어 장치에 의해 제공된 FC 복귀 제어를 상세하게 설명할 것이다. 도 7은, FC 복귀 제어 동안 연료 컷으로부터의 복귀가 달성되는지 여부를 판정하는 순서를 도시한 플로우 차트이다. 처음에, 단계 S402는, 연료 컷으로부터의 복귀를 위한 조건이 만족되는지 여부를 판정한다. 전술한 FC 실행 플래그의 상태가 온으로부터 오프로 변경되었을 경우, 연료 컷으로부터의 복귀 조건이 만족되었다고 판정한다. 연료 컷으로부터의 복귀 조건이 만족되는 경우, 연료 컷이 중지되고 엔진 동작이 재개된다 (단계 S404).

FC 복귀 제어는, 연료 컷 동안 다음 2개의 조건 중 어느 하나가 성립했을 때, FC 실행 플래그의 상태가 온으로부터 오프로 변경되도록 실시된다. 또한, 상술된 바와 같이 FC 실행 플래그가 턴 오프되는 경우, FC 복귀 제어 실행 플래그의 상태가 오프로부터 온으로 변경된다.

조건 1：운전자로부터의 요구를 포함하는 축 토크 요구가 발생됨.

조건 2：락 업 특징이 정지된 것.

상기 조건 1의 성립 여부는, 축 토크 요구치가 0 보다 더 큰지 여부를 판정함으로써 결정된다. 조건 1이 성립되는 경우, 연료 컷을 중지해 엔진에 토크를 출력시켜, 운전자의 요구에 따라서 엔진의 출력 토크를 증가시킨다. 조건 2의 성립 여부는, 자동 변속기로부터의 락 업 신호가 온인지 또는 오프인지 여부를 판정함으로써 결정된다. 락 업 특성이 정지되는 경우, 엔진에 작용하는 운전 시스템의 관성력이 감소하여, 엔진 회전 속도가 급격하게 감소한다. 따라서, 조건 2가 성립하는 경우, 연료 컷을 중지하여 엔진을 아이들시킨다.

FC 복귀 제어 실행 플래그의 온/오프 상태는, 상한/하한 가드부 (38) 의 동작에 반영된다. 도 8은, FC 복귀 제어 동안 연소 한계 가드를 해제/설정하는 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 먼저, 단계 S502에서 FC 복귀 제어 실행 플래그가 온인지 또는 오프인지 여부를 판정한다. FC 복귀 제어 실행 플래그가 온인 경우, 연소 한계 가드가 해제된다 (단계 S504). 반면, FC 복귀 제어 실행 플래그가 오프인 경우, 연소 한계 가드가 설정된다 (단계 S506).

또한, FC 복귀 제어 실행 플래그의 온/오프 상태는, FC 복귀 토크 요구부 (12) 의 동작에 반영된다. FC 복귀 제어 실행 플래그가 오프인 때, FC 복귀 토크 요구치는 FC 복귀 토크 요구부 (12) 로부터 출력될 수 있는 최대치에 고정된다. 이 최대치는 엔진에 의해 제공될 수 있는 토크 범위를 초과한 값이다. 이와 같은 값을 요구치로서 출력한 경우, 토크 조정부 (20) 의 최소치 선택 엘리먼트 (204) 는 반드시 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값을 선택한다.

반면, FC 복귀 제어 실행 플래그가 온인 경우, FC 복귀 토크 요구부 (12) 는 아래의 식 2 또는 식 3으로부터 FC 복귀 토크 요구의 값을 계산한다. 식 2는 최초로 설정되는, 즉, FC 복귀 제어 실행 플래그가 온이 된 직후 설정되는 FC 복귀 토크 요구치를 계산하는데 사용된다. 식 2에 나타낸 미리결정된 토크는, 운전자의 요구를 포함하는 축 토크 요구치에 보조 부하 손실 보상 요구치 및 ISC 토크 요구치를 가산함으로써 얻어진 토크이다. 다른 말로, 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값과 같다. β는 계수이다. 미리결정된 토크에 β를 승산함으로써 얻어진 값이 엔진의 최소 토크와 가깝도록 (구체적으로, 0에 가까운 값, 또는 예를 들어 0.1) 이 계수를 설정한다.

[수학식 2]

FC 복귀 토크 요구치 = 미리결정된 토크 × β

FC 복귀시 토크 요구부 (12) 는 제 2 또는 후속하는 FC 복귀 토크 요구치를 계산하기 위해 식 3을 이용한다. 식 3의 최종 토크 요구치란, 최종 조정에 의해 결정된 토크 요구치, 즉, 최종 목표 토크이다. 식 3의 값 "en"은 상수이고, 그 값은 적합함에 기초하여 결정된다. 식 3에 나타낸 미리결정된 토크는, 식 2의 경우와 같이 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값이며, 매회 갱신된다.

[수학식 3]

FC 복귀 토크 요구치 = (미리결정된 토크 - 최종 토크 요구치)/en + 최종 토크 요구치

FC 복귀 제어 실행 플래그의 온/오프 상태에 따라 FC 복귀 토크 요구에 대한 설정이 변경되기 때문에, 토크 조정부 (20) 로부터 출력된 목표 토크에 FC 복귀 제어 실행 플래그의 온/오프 상태가 반영된다. 도 9는, FC 복귀 제어 동안, 목표 토크의 설정을 위한 순서를 나타낸 플로우 차트이다. 먼저, 단계 S602는 FC 복귀 제어 실행 플래그가 온인지 또는 오프인지 여부를 판정한다. FC 복귀 제어 실행 플래그가 온인 경우에는, 상기의 식 2 또는 식 3으로부터 FC 복귀 토크 요구치를 계산한다 (단계 S604). 식 2 및 식 3으로부터 계산된 FC 복귀 토크 요구치는 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값보다 작다. 따라서, 다음 단계 (S608) 에서, 토크 조정의 결과로서 FC 전 토크 요구치가 목표 토크로서 출력된다. 반면에, FC 복귀 제어 실행 플래그가 오프인 경우, FC 복귀 토크 요구치는 최대치에 고정된다 (단계 S606). 따라서, 다음 단계 (S608) 에서, 토크 조정의 결과로서 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 의 출력 값, 즉, 축 토크 요구치, 보조 부하 손실 보상 요구치, 및 ISC 토크 요구치의 합산이 목표 토크로서 출력된다.

도 11은, FC 복귀 제어의 일반적인 결과를 도시하는 타이밍 도이다. 상단의 차트는, FC 전 토크 요구치의 시간 변화 (도면 안의 파선), 도시된 토크 요구치의 시간 변화 (도면 안의 2점 쇄선), 및 상기 2개 값들 간의 조정에 의해 결정된 목표 토크의 시간 변화 (도면 안의 실선) 를 도시한다. 도면에 도시된 토크 요구치란, 축 토크 요구치, 보조 부하 손실 보상 요구치, 및 ISC 토크 요구치의 합산이다. 중간 차트는, 현재의 스로틀 개도 및 점화 시기로부터 계산될 수 있는 실제 토크 값의 시간 변화를 도시한다. 하단의 차트는, FC 복귀 제어 실행 플래그 및 FC 실행 플래그의 온/오프 상태의 시간 변화를 나타낸다. 상기 차트는 동일한 시간축 상에 그려진다.

도 11의 타이밍 도는 운전자가 가속 페달을 밟은 경우 실행되는 FC 복귀 제어의 결과를 도시한다. 가속 페달이 밟혀져 시각 t1에서 축 토크 요구치가 제로로부터 증가되는 경우, FC 실행 플래그가 즉시 턴 오프된다. FC 실행 플래그가 턴 오프되는 경우, 연료 컷이 중지된다. FC 실행 플래그가 턴 오프되는 것과 동시에 FC 복귀 제어 실행 플래그는 턴 온된다. FC 복귀 제어 실행 플래그가 온된 후, FC 복귀 토크 요구치의 최초의 계산을 위해 상기 식 2가 사용된다. 그러나, FC 복귀 토크 요구치의 다음 계산을 위해 식 3이 사용된다. 식 2 또는 식 3으로부터 계산된 FC 복귀 토크 요구치가 도시된 토크 요구치보다 작기 때문에, 조정의 결과, FC 복귀 토크 요구치가 목표 토크로서 출력된다.

식 2 및 식 3에 따르면, 연료 컷으로부터의 복귀 직후 지배적인 FC 복귀 토크 요구치는, 엔진으로부터 이용가능한 최소 토크에 가깝게 설정된다. 따라서, 목표 토크도 엔진의 최소 토크에 가깝게 설정되어 그 목표 토크를 달성하도록 스로틀 개도가 조정된다. 그러나, 흡입 공기량으로 달성될 수 있는 토크에는 하한이 부과된다. 따라서, 목표 토크가 일정한 값으로 상승하기 전에 단순히 스로틀 개도를 조정함으로써 쉽게 목표 토크를 성취할 수 없다.

본 실시의 형태의 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 구성되기 때문에, 흡입 공기량에 의해 실현될 수 있는 토크와 목표 토크 사이의 차이를 보상하도록 자동적으로 점화 시기를 지연시킨다. 이러한 상황에서, FC 복귀 제어 실행 플래그의 온이기 때문에 상한/하한 가드부 (38) 에 의해 제공된 연소 한계 가드가 해제된다. 따라서, 필요하다면, 지연 한계를 초과하여 점화 시기를 지연시킬 수 있다. 지연 한계를 초과하여 점화 시기가 지연되는 경우, 엔진의 출력 토크를 연소 한계보다 낮게 감소시킬 수 있다. 목표 토크에 따라서 엔진으로부터 이용가능한 최소 토크에 가까운 레벨로부터 엔진의 출력 토크를 증가시키는 것을 가능하게 한다.

지연 한계를 초과하여 점화 시기를 지연시키는 경우 점화가 유지되지 않고 실화가 발생할 수도 있다. 그러나, 연료 컷으로부터의 복귀는 출력 토크가 충분히 억제되는 동안 달성된다. 따라서, 실화가 발생하더라도, 결과적으로 발생한 토크 단차는 중대한 쇼크를 유발하지 않는다. 또한, 연료 컷으로부터의 복귀가 완료된 때 상한/하한 가드부 (38) 에 의해 제공된 연소 한계 가드가 유효하게 된다. 따라서, 연료 컷으로부터의 복귀시 통상적인 운전이 실시되는 경우, 연소 한계에 의해 제공된 가드로 인해 엔진의 연소가 적절하게 유지된다.

엔진의 출력 토크가 목표 토크를 추종하고 도시된 토크 요구치에 접근하는 시점 (시각 t2) 에서, FC 복귀 제어는 즉시 중지된다. 도 10은, FC 복귀 제어 동안 수행되는, FC 복귀 제어의 중지 여부를 판정하는 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 먼저, S702는, 엔진이 현재 출력하고 있는 토크가 계산된다. 다음, 단계 S704에서, 연료 컷으로부터의 복귀를 위해 완료 조건이 만족되는지 여부를 판정한다. 현재의 출력 토크가 완료 판정치보다 더 큰 경우, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족되었다고 판정한다. 완료 판정치는 도시된 토크 요구치보다 약간 작은 값, 즉, 도시된 토크 요구치에 0.95의 계수를 승산함으로써 얻어진 값이다. 엔진의 출력 토크가 시각 t2에서 완료 판정치를 초과하는 경우, FC 복귀 제어 실행 플래그가 즉시 턴 오프된다 (단계 S706). FC 복귀 제어 실행 플래그가 오프되는 경우, FC 복귀 토크 요구치는 최대치에 고정된다. 따라서, 시각 t2 이후, 조정의 결과에 따라 도시된 토크 요구치가 목표 토크로서 출력된다.

상술된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 FC 복귀 제어는 엔진의 출력 토크를 연소 한계보다 더 낮추는 방식으로 연료 컷으로부터의 복귀를 달성하도록 실시된다. 이것은, 연료 컷으로부터의 복귀시 토크가 발생했을 때 갑작스런 토크 단차를 감소시킬 수 있고, 토크 단차에 의해 초래된 쇼크의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족될 때까지 엔진의 출력 토크를 연소 한계 미만의 값으로부터, 도시된 토크 요구치에 가깝게 서서히 가져감으로써, FC 복귀 제어의 중지로 인해 발생할 수도 있는 갑작스런 토크 단차를 방지할 수 있다.

또한, 도 11의 타이밍 도에 나타내는 바와 같이, 운전자의 축 토크 요구에 따라서 연료 컷으로부터의 복귀가 달성되는 경우, 출력 토크가 증가하는 동안 갑작스런 토크 단차를 일으키지 않고, 운전자에 의해 요구된 축 토크를 제공하기 위해 필요로 되는 만큼, 엔진의 출력 토크를 매끄럽게 증가시킬 수 있다. 설명을 위해 연관된 타이밍 도를 준비하지 않았지만, 동일하게, 락 업 특성을 정지시킴으로써 연료 컷으로부터의 복귀가 달성되는 경우라도, 출력 토크 증가 동안 갑작스런 토크 단차를 발생시키지 않고, 엔진을 아이들링하기 위해 필요한 토크를 제공하기 위해 필요로 되는 만큼, 엔진의 출력 토크를 매끄럽게 증가시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 엔진 제어 장치를 설명했다. 제 1 실시형태와 본 발명의 제 1 양태 사이의 대응관계는 아래와 같이 기재된다.

토크 조정부 (20) 및 FC 전 토크 요구부 (10) 는 "목표 토크 설정 수단"을 구성한다. 보다 상세하게, 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 는 "요구된 출력 토크 획득 수단"에 대응하고; FC 전 토크 요구부 (10) 는 "연료 컷 전 토크 요구 수단"에 대응하고; 그리고, 토크 조정부 (20) 의 최소치 선택 엘리먼트 (204) 는 "조정 수단"에 대응한다. 목표 공기량 계산부 (32) 및 스로틀 개도 계산부 (34) 는 "흡입 공기량 제어 수단"에 대응한다. 추정된 토크 계산부 (14) 는 "추정된 토크 계산 수단"에 대응하고; 그리고, 토크 효율 계산부 (36) 는 "토크 효율 계산 수단"에 대응한다. 지연량 계산부 (40) 는 "점화 지연량 설정 수단"에 대응하고; 그리고, 점화 시기 계산부 (44) 는 "점화 시기 제어 수단"에 대응한다. 상기 엘리먼트들 모두는 "토크 제어 수단"을 구성한다.

상한/하한 가드부 (38) 는 "가드 수단"에 대응한다. 플래그 세트부 (16) 는 "판정 수단"에 대응한다. 플래그 세트부 (16) 로부터 공급되는 FC 전 제어 실행 플래그에 따라서 상한/하한 가드부 (38) 에 의해 제공된 연소 한계 가드가 해제/설정되는 경우, "해제 수단"이 구현된다. 플래그 세트부 (16) 로부터 공급된 FC 실행 플래그에 따라서 연료 공급 장치 드라이버 (54) 가 연료의 공급을 정지하는 경우 "연료 공급 정지 수단"이 구현된다.

제 1 실시형태와 본 발명의 제 2 양태 사이의 대응관계는 아래와 같이 기재된다.

토크 조정부 (20) 및 FC 전 토크 요구부 (10) 는 "목표 토크 설정 수단"을 구성한다. 보다 상세하게, 토크 조정부 (20) 의 합산 엘리먼트 (202) 가 "요구 출력 토크 획득 수단"에 대응하고; FC 복귀 토크 요구부 (12) 는 "연료 컷 복귀 토크 요구 수단"에 대응하고; 그리고, 토크 조정부 (20) 의 최소치 선택 엘리먼트 (204) 는 "조정 수단"에 대응한다. 목표 공기량 계산부 (32) 및 스로틀 개도 계산부 (34) 는 "흡입 공기량 제어 수단"에 대응한다. 추정 토크 계산부 (14) 는 "추정 토크 계산 수단"에 대응하고; 그리고, 토크 효율 계산부 (36) 는 "토크 효율 계산 수단"에 대응한다. 지연량 계산부 (40) 는 "점화 지연량 설정 수단" 대응하고; 그리고, 점화 시기 계산부 (44) 는 "점화 시기 제어 수단"에 대응한다. 상기 엘리먼트들 모두는 "토크 제어 수단"을 구성한다.

상한/하한 가드부 (38) 는 "가드 수단"에 대응한다. 플래그 세트부 (16) 는 "판정 수단"에 대응한다. 플래그 세트부 (16) 로부터 공급된 FC 복귀 제어 실행 플래그에 따라서 상한/하한 가드부 (38) 에 의해 제공된 연소 한계 가드가 해제/설정되는 경우 "해제 수단"이 구현된다.

제 2 실시형태

이제, 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태를 설명할 것이다. 본 실시의 형태의 제어장치는, 제 1 실시형태의 대응부분과 동일한 구성을 갖는 제어 회로를 포함한다. 따라서, 제 2 실시형태의 다음 설명은, 제 1 실시형태의 경우와 같이 도 1 및 도 2에 도시한 구성에 기초한다.

본 실시 형태에 따른 제어 장치는 제 1 실시 형태에 다른 제어 장치와 FC 전 제어 동안 연료의 공급을 정지하는 순서에서 차이가 있다. 제 1 실시 형태는 엔진의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하는 경우 연료의 공급을 정지한다. 그러나, 제어 회로 및 액츄에이터는 개체 차이가 있기 때문에, 토크 제어의 결과도 어느 정도 변한다. 토크 제어의 변화가 FC 전 제어 동안 출력 토크에 영향을 준다면, 점화 시기의 지연에 관계없이 엔진의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하지 않는다. 이것은 연료 컷이 개시되는 것을 방지한다.

본 실시 형태에 따른 FC 전 제어 동안, 도 10에 도시된 순서 대신 도 12에 도시된 순서에서 연료 공급의 정지를 실시한다. 도 12의 플로우 차트에서, 도 10의 플로우 차트에 나타낸 처리와 동일한 처리 단계에는 그 대응부분으로서 동일한 단계 번호가 할당된다. 도 13은 FC 전 제어의 실행 결과를 나타내는 타이밍 도이다.

도 12의 플로우 차트를 참조하면, 처음 단계 S302에서, 엔진으로부터 현재 출력되는 토크가 계산된다. 다음 단계 S304에서, 현재 출력 토크가 FC 판정치, 즉, 엔진의 최소 토크보다 낮은지 여부가 판정된다. 엔진의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하지 않은 경우, 본 실시 형태는, 연료 컷 허가 조건이 만족되어 FC 전 제어 실행 플래그가 턴 온되는 시점 (시각 t1) 으로부터 경과된 시각을 측정한다. 이후, 경과 시간이 미리결정된 시간 한계

에 도달했는지 여부를 판정한다 (단계 S308).

상기 시간 한계

는, 엔진의 출력 토크를 최소 토크까지 감소시키는데 필요한 이론적 시간에 약간의 여유 시간을 부가함으로써 미리결정된다. 도 13의 타이밍 도에 의해 나타내는 바와 같이, 목표 토크가 최소 토크까지 감소한 후에도 엔진의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하지 않는다면, 이윽고 경과 시간이 시간 한계

에 이른다. 경과 시간이 시간 한계

에 이르는 경우, 본 실시의 형태는 FC 실행 플래그를 즉시 턴 온한다. 그리고, FC 실행 플래그가 턴 온되는 경우, 연료의 공급이 정지된다 (단계 S306).

상술된 바와 같이, 연료 컷 허가 조건이 만족되는 시점 (시각 t1) 으로부터 경과된 시간에 의해 시간 한계

에 이르는 경우, 본 실시 형태에 따른 FC 전 제어는 강제적으로 연료의 공급을 정지시킨다. 따라서, 토크 제어 변화 때문에 엔진의 출력 토크가 최소 토크까지 감소하지 않는 경우에도, 적절하게 연료 컷을 실행할 수 있다. 이것은, 연비의 향상 및 배기 성능의 개선과 같은 연료 컷의 이점을 향수할 수 있게 한다.

기타

본 발명을 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 서술한 실시형태로 한정되지 않고, 본 발명의 범위 및 정신을 일탈하지 않는 범위에서 변형을 실시할 수 있다는 것을 이해한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 제어장치는 상술한 실시 형태에 따른 제어 회로와는 상이한 구성의 제어 회로를 이용함으로써 구현될 수 있다. 목표 토크가 주어지는 경우, 상술한 실시형태에 따른 제어 회로는 목표 토크를 달성하기 위한 방식으로, 스로틀 개도 및 점화 시기를 자동으로 조정한다. 그러나, 본 발명은 또한, 액츄에이터에 개별적으로 목표치 (목표 스로틀 개도 및 목표 점화 시기) 를 대안적인 구성을 이용함으로써 구현될 수 있다.

Claims (12)

1. 내연 기관의 연소가 유지될 수 있는 점화 시기 범위의 지연 한계에 의해 점화 시기를 가드하는 가드 수단;
   연료 컷 허가 조건이 만족되는지 여부를 판정하는 판정 수단;
   상기 연료 컷 허가 조건이 만족되는 경우 상기 가드 수단에 의해 제공된 점화 시기 가드를 해제하는 해제 수단;
   상기 연료 컷 허가 조건이 만족된 후, 상기 점화 시기를 지연시킴으로써 상기 내연 기관의 출력 토크를 감소시키는 토크 제어 수단; 및
   상기 내연 기관의 출력 토크가 미리결정된 최소 토크까지 감소된 후, 연료의 공급을 정지하는 연료 공급 정지 수단을 포함하는, 내연 기관 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 토크 제어 수단은,
   상기 내연 기관을 위한 목표 토크를 설정하는 수단으로서 역할을 하고, 상기 연료 컷 허가 조건이 만족된 후, 상기 목표 토크를 상기 최소 토크까지 감소시키는목표 토크 설정 수단;
   상기 내연 기관의 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 동작량을 상기 목표 토크에 따라서 제어하는 흡입 공기량 제어 수단;
   상기 흡기 액츄에이터의 현재 동작량을 변경하지 않고 상기 점화 시기를 MBT에 대해 조정한 경우 얻어지는 추정 토크를 계산하는 추정 토크 계산 수단;
   상기 목표 토크와 상기 추정 토크 간의 비로부터 토크 효율을 계산하는 토크 효율 계산 수단;
   상기 점화 시기에 대한 지연량을 상기 토크 효율에 따라서 설정하는 점화 지연량 설정 수단; 및
   상기 지연량에 따라서 상기 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 수단을 포함하는, 내연 기관 제어 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 목표 토크 설정 수단은,
   상기 내연 기관의 토크를 소비하는 소비 엘리먼트가 상기 내연 기관으로 하여금 발생시키도록 요구하는 출력 토크를 획득하는 요구 출력 토크 획득 수단;
   연료 컷 전 (pre-fuel-cut) 의 동작 상태에 관한 요구를 토크 값으로 표현하기 위한 요구 수단으로서 역할을 하고, 상기 연료 컷 허가 조건이 만족되지 않는 경우 성취가능한 토크 범위를 초과한 값을 연료 컷 전 토크로서 요구하고, 상기 연료 컷 허가 조건이 만족된 경우 요구된 출력 토크로부터 상기 연료 컷 허가 조건이 만족된 후 상기 최소 토크까지 상기 연료 컷 전 토크를 서서히 감소시키는 연료 컷 전 토크 요구 수단; 및
   상기 요구 출력 토크와 상기 연료 컷 전 토크를 비교하고 2개의 토크들 중 더 낮은 토크를 목표 토크로서 선택하는 조정 수단을 포함하는, 내연 기관 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 요구 출력 토크 획득 수단은 운전자에 의해 요구된 축 토크와 보조 구동을 위해서 필요한 보조 부하 토크의 합을 상기 요구 출력 토크로서 획득하는, 내연 기관 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 운전자에 의해 요구된 상기 축 토크의 값이 제로인 경우, 상기 판정 수단은 상기 연료 컷 허가 조건이 만족되었다고 판정하는, 내연 기관 제어 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연료 공급 정지 수단은, 상기 연료 컷 허가 조건이 만족되는 시점으로부터의 경과 시간을 측정하고, 상기 경과 시간이 미리결정된 시간 한계에 도달한 경우, 상기 내연 기관의 출력 토크가 상기 최소 토크까지 감소하지 않더라도 연료의 공급을 정지하는, 내연 기관 제어 장치.
7. 내연 기관의 연소가 유지될 수 있는 점화 시기 범위의 지연 한계에 의해 점화 시기를 가드하는 가드 수단;
   연료 컷 상태로부터의 복귀가 성취되는 경우, 상기 점화 시기를 지연시켜 상기 내연 기관의 출력 토크를 감소시키는 토크 제어 수단;
   상기 연료 컷 상태로부터의 복귀를 위한 완료 조건이 만족되는지 여부를 판정하는 판정 수단; 및
   상기 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족될 때까지 상기 가드 수단에 의해 제공된 점화 시기 가드를 해제하는 해제 수단을 포함하는, 내연 기관 제어 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 토크 제어 수단은,
   상기 내연 기관을 위한 목표 토크를 설정하는 수단으로서 역할을 하고, 연료 컷 상태로부터의 복귀가 성취되는 경우, 상기 목표 토크를 연소 한계 미만의 값으로부터 서서히 증가시키는 목표 토크 설정 수단;
   상기 내연 기관의 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 동작량을 상기 목표 토크에 따라서 제어하는 흡입 공기량 제어 수단;
   상기 흡기 액츄에이터의 현재 동작량을 변경하지 않고 상기 점화 시기를 MBT에 대해 조정한 경우 얻어지는 추정 토크를 계산하는 추정 토크 계산 수단;
   상기 목표 토크와 상기 추정 토크 간의 비로부터 토크 효율을 계산하는 토크 효율 계산 수단;
   상기 점화 시기에 대한 지연량을 상기 토크 효율에 따라서 설정하는 점화 지연량 설정 수단; 및
   상기 지연량에 따라서 상기 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어 수단을 포함하는, 내연 기관 제어 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 목표 토크 설정 수단은,
   상기 내연 기관의 토크를 소비하는 소비 엘리먼트가 상기 내연 기관으로 하여금 발생시키도록 요구하는 출력 토크를 획득하는 요구 출력 토크 획득 수단;
   연료 컷 상태로부터의 복귀시 지배적인 운전 상태에 관한 요구를 토크 값으로 표현하기 위한 요구 수단으로서 역할을 하고, 상기 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족되는 경우, 성취가능한 토크 범위를 초과한 값을 연료 컷 복귀 토크로서 요구하고, 상기 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족될 때까지, 상기 연료 컷 복귀 토크를 연소 한계 미만의 값으로부터 상기 요구 출력 토크에 가깝게 서서히 가져가는 연료 컷 복귀 토크 요구 수단; 및
   상기 요구 출력 토크와 상기 연료 컷 복귀 토크를 비교하고 2개의 토크들 중 더 낮은 토크를 목표 토크로서 선택하는 조정 수단을 포함하는, 내연 기관 제어 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 요구 출력 토크 획득 수단은 운전자에 의해 요구된 축 토크와 보조 구동을 위해서 필요한 보조 부하 토크의 합을 상기 요구 출력 토크로서 획득하는, 내연 기관 제어 장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 요구 출력 토크 획득 수단은 상기 내연 기관을 아이들링 (idling) 하는데 필요한 토크를 상기 요구 출력 토크로서 획득하는, 내연 기관 제어 장치.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요구 출력 토크와 상기 연료 컷 복귀 토크 간의 차가 미리결정된 값 이하까지 감소되는 경우, 상기 판정 수단은 상기 연료 컷 복귀 완료 조건이 만족되었다고 판정하는, 내연 기관 제어 장치.

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