KR970000448B1

KR970000448B1 - 불꽃점화 내연기관의 연소상태 판정방법 및 연소상태 제어장치

Info

Publication number: KR970000448B1
Application number: KR1019890014608A
Authority: KR
Inventors: 데쯔로 이시다; 요시아끼 단노; 가즈히데 도가이; 히로미쯔 안도; 다이스께 산바야시; 마사또 요시다; 가즈히로 시라이시; 도끼히로 쯔가모또; 쥰 다께무라; 에이이찌 고지나
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤; 나까무라 유이찌
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1997-01-11
Also published as: DE68918216T2; EP0365946B1; DE68918216D1; KR900006651A; EP0365946A1; US4976241A

Abstract

내용 없음.

Description

불꽃점화 내연기관의 연소상태 판정방법 및 연소상태 제어장치

제1도는 불꽃점화 내연기관에 있어서 크랭크각 위치와 열발생율의 관계를 나타내는 그래프.

제2도는 불꽃점화 내연기관의 연소판정 방법에 있어서 본 발명의 제1실시예의 블럭도.

제3도는 그것의 플로우챠트.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 있어서 크랭크각 위치와 열방생율의 관계를 나타내는 그래프.

제5도는 그것의 블럭도.

제6도는 본 발명의 제3실시예에 있어서 크랭크각 위치와 열발생율의 관계를 나타내는 그래프.

제7도는 그것의 블럭도.

제8도는 본 발명의 제4실시예에 있어서 크랭크각 위치와 열발생율의 관계를 나타내는 그래프.

제9도는 그것의 블럭도.

제10도는 본 발명의 제5실시예에 있어서 크랭크각 위치와 열발생율의 변화율의 관계를 타나내는 그래프.

제11도는 그것의 블럭도.

제12도는 실린더 내압의 2계 미분치를 얻기 위한 블럭도.

제13도는 그 연산순서를 나타내는 플로우챠트

제14도는 본 발명의 제6실시예에 있어서 크랭크각 위치와 열발생율 및 열발생율의 변화율의 관계를 나타내는 그래프.

제15도는 그것의 블럭도.

제16도는 본 발명방법을 불꽃점화 내연기관의 연소상태 제어장치에 응용한 한 실시예와 제어 개념도.

제17도 및 제18도는 본 발명에 의한 제7실시예의 블럭도.

제19도는 그것의 플로우챠트.

제20도는 본 발명에 의한 제8실시예의 블럭도.

제21도는 그것의 플로우챠트.

제22도는 본 발명에 의한 제9실시예의 블럭도.

제23도는 그것의 플로우챠트.

제24도는 불꽃점화 내연기관의 연소상태 제어장치에 있어서 본 발명의 제10실시예의 제어 개념도.

제25도는 그것의 블럭도.

제26도 및 제27도는 그것의 플로우챠트.

제28도는 본 발명에 의한 제11실시예의 블럭도.

제29도는 그것의 플로우챠트.

제30도는 본 발명에 의한 제12실시예의 블럭도.

제31도는 그것의 플로우챠트.

제32도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응기관의 연료상태 제어장치에 응요한 제13실시예의 블럭도.

제33도는 그것의 연소상태 판정수단의 블럭도.

제34도는 그것의 플로우챠트.

제35도 내지 제37도는 보통 가솔린 및 특제 가솔린에 있어서 크랭크각 위치와 열발생율과의 관계를 각각 나타내는 그래프.

제38도 제32도에 나타내는 제13실시예의 플로우챠트.

제39도는 본 발명에 의한 제14실시예의 블럭도.

제40도는 그것의 플로우챠트.

제41도는 본 발명에 의한 제15실시예의 블럭도.

제42도는 그것의 플로우챠트.

제43도는 본 발명에 의한 제16실시예의 블럭도.

제44도는 그것의 플로우챠트.

제45도는 본 발명에 의한 제17실시예의 블럭도.

제46도는 그것의 플로우챠트.

제47도는 본 발명에 의한 제18실시예의 블럭도.

제48도는 그것의 플로우챠트.

제49도 내지 제51도는 본 발명에 의한 제19실시예 내지 제21실시예 각각의 플로우챠트.

제52도는 본 발명에 의한 제22실시예의 블럭도.

제53도는 그것의 플로우챠트.

제54도는 본 발명에 의한 제23실시예의 플로우챠트.

제55도는 본 발명을 제16도의 것에 응용한 제24실시예의 플로우챠트.

제56도는 본 발명을 연료 옥탄가의 판정에 응용한 제25실시예의 개략 구성도.

제57도는 그것의 플로우챠트.

제58도 내지 제60도는 열발생율의 최대치의 50%로부터 10%에 이르는 시간을 연산했을 때의 40회 측정치를 작은 순으로 배열한 상태를 각각 나타내는 그래프.

제61도는 제56도에 나타내는 제25실시예에 있어서 비교판정 장치의 플로우챠트.

제62도는 본 발명에 의한 제26실시예의 블럭도.

제63도는 본 발명을 연소제어 맵의 작성에 응용한 제27실시예의 개략 구성도.

제64도는 그것의 플로우챠트.

제65도는 기관 회전수에 관한 데이타 맵.

제66도는 공연비에 관한 데이타 맵.

제67도는 제27실시예에 있어서 점화시기 맵.

제68도는 EGR율에 관한 데이타 맵.

제69도는 과급압에 한 데이타 맵.

제70도는 본 발명에 의한 제28실시예의 개략 구성도.

제71도는 그것의 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 크랭크각 검출수단 12 : 실린더 내압 검출수단

13 : 열발생율 14 : 강하시간 연산수단

15 : 판별수단 19 : 열발생율 변화율 연산수단

21 : 메모리

[발명의 분야]

본 발명은 불꽃점화 내연기관에 있어서 연소에 직접 관여하는 물리현상을 검출함으로써 신속하고 정확하게 그 연소상태의 양부를 판정할 수 있는 연소상태 판정방법과 신속하고 적절하게 불꽃점화 내연기관의 연소상태를 제어할 수 있는 연소상태 제어장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

불꽃점화 내연기관에 있어서 통상의 연소는, 점화 플러그로부터의 불꽃으로 혼합기의 일부가 착화되고, 그 화염이 혼합기내로 전파함으로서 진행하지만, 미연소 혼합기의 일부 또는 전부가 혼합물의 압축에 의한 온도 상승 때문에 화염이 전파되기 전에 자기착화하여 일시에 연소함으로써 노킹이 일어난다. 이 급격한 연소에 따른 연소실내의 압력급상승과 압력파의 전파에 의하여, 기관 각부의 기계적인 진동이나 점화 플러그, 피스톤등의 과열이 발생하기 때문에, 노킹은 불꽃점화 내연기관에 있어 가장 유해한 현상의 하나라고 할 수 있다.

그러나, 이 불꽃점화 내연기관(이하, 간단히 기관이라 약칭한다)이 최대 토크를 발생하는 점화시기는 주지된 바와 같이 노킹이 발생하는 조건의 근방에 있으므로, 기관에서 최대 토크를 발생하는 점화시기는 주지된 바와 같이 노킹이 발생하는 조건의 근방에 있으므로, 기관에서 최대 토크를 인출하고자 하면 할수록 노킹을 발생시키는 확률이 높아지는 경향을 가진다.

그래서 종래에는 기관 본체의 실린더 내압 센서나 가속도 센서를 부착하여 노킹의 발생에 따라 생기는 실린더 내압의 진동이나 기관 본체에 발생하는 가속도를 검출하고, 이것에 의하여 운전상태의 양부나 점화시기의 타당성 등을 판정하거나, 운전중의 점화시기에 대한 보정을 행하여 기관에서 최대 토크를 인출하면서 노킹의 발생을 억제하도록 하고 있다.

그런데, 노킹의 발생에 따라 생기는 실린더 내압의 진동이나 기관 본체에 발생하는 가속도를 실린더 내압 센서나 가속도 센서로써 검출하는 종래의 방법에서는, 실제로 기관이 노킹을 발생하지 않는 한 검출할 수 없으므로, 노킹 직전의 상태를 검출하여 노킹을 미연에 방지하거나 노킹에 대한 여유도를 판정하는 것이 근본적으로 불가능하였다. 또 상기 실린더 내압 센서가 기계적인 진동에 감응하여 오검출을 일으키기 쉽다는 등의 문제점도 있었다.

[발명의 목적]

본 발명은 불꽃점화 내연기관에 있어서 노킹 직전의 연소상태를 기주 진동(air columnar vibration)으로 바꾸는 작업이나 기계적 노이즈의 침입이 없는 상태에서 신속하고 정확하게 판정할 수 있는 연소상태 판정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 연소제어에 사용하는 점화시기 등의 맵(map) 작성이나 연료 옥탄가의 판정에도 응용할 수 있는 불꽃점화 내연기관의 연소상태 판정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편 본 발명은 불꽃점화 내연기관의 연소상태를 최적으로 제어하여 노킹의 발생을 미연에 방지할 수 있는 연소상태 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개요]

본 발명자들은 불꽃점화 내연기관에서 최대 토크를 인출하면서 확실하게 노킹을 방지할 수 있는 방법에 대하여 연구하고 여러가지 실험을 행한바, 노킹의 발생조건 근방에서 특이한 현상을 발견하였다. 즉, 노킹 발생조건 근방에서는 노킹이 발생하지 않음에도 불구하고 연소 속도가 빠르게 되며, 열발생율의 변화가 제1도중, 점선으로 나타내는 통상 연소의 경우보다도 일점쇄선으로 나타내는 노킹 발생조건 근방에서는 급격하게 되기 때문이다. 이 원인은 다음과 같이 생각할 수 있다.

우선, 통상 연소의 화학반응은 제1단계의 과산화물반응, 제2단계의 냉염반응(또는 포름 알데히드 반응), 제3단계의 열염반응의 각 단계를 거쳐 행하여진다. 이 단계중에서 폭발적 반응을 일으키는 것은 제3단계이고, 제1, 제2단계는 연료중의 탄화수소가 포름 알데히드나, OH, HO2등의 고 에너지의 유리기(free radicals)로 분해되는 예비 반응이다.

여기서 노킹 발생조건 근방에서는 자기착화(self-ignition)직전의 압력 및 온도로 되어 있는 연소실내의 미연소 영역에서 제1, 제2단계의 예비반응이 진행하고 있으며, 고 에너지의 유리기가 많고, 통상적인 경우보다도 화학적으로 활성화된 상태로 되어 있다고 생각된다. 이 때문에 거기에 화염이 도달하면, 예비반응에 필요한 지체가 없이 바로 제3단계의 열염반응이 일어나고, 화염속도, 나아가서는 열발생율이 높게 된다고 생각되기 때문이다.

여기서 G를 연소가스량, A를 임의 열당량, P를 연소실 내압, dV를 연소실 용적 변화량으로 하였을 때, 열발생량(dQ)은

dQ = G. du + A. P. dV (1)

로 된다. (1)식 중에서 du는 내부 에너지 증분이고, Cv를 정적비열, dT를 온도 변화량, R을 기체상수, k를 비열비로 하였을때,

(2)

이다.

(2)식 및 기체의 상태 방정식

P.V = G. R. T

를 (1)식에 대응하여

(3)

으로 된다.

(4)

로 된다.

여기서 압축 상사점(θ0°)으로부터 압축 상사점후 50°(θ50°)까지의 크랭크각 위상인 연소 행정에서는,

이기때문에, (4)식은

(5)

로 근사시킬 수 있다. 즉 열발생율은 연소실 내압의 1계 미분으로 근사시킬 수 있다고 판단된다.

본 발명은 이러한 지식에 기초하여 된 것이고, 본 발명에 의한 제1의 연소상태 판정방법은, 불꽃점화 내연기관의 연소실내의 연소에 따라 변화하는 연소물리량을 검출하는 제1스텝과, 이에 의하여 검출되는 연소물리량으로 부터 열발생율을 연산하는 제2스텝과, 상기 열발생율의 강하영역에 있어서의 변화 상황에 따라 연소상태의 양부를 판정하는 제3스텝을 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 제2의 연소상태 판정방법은, 불꽃점화 내연기관의 연소실내의 연소에 따라 변화하는 연소물리량을 검출하는 제1스텝과, 제1스텝에서의 검출결과에 의거하여 열발생율과 상관관계에 있는 상관물리량을 얻는 제2스텝과, 열발생율의 강하를 나타내는 상기 상관물리량의 상황에 따라 연소상태의 양부를 판정하는 제3스텝을 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

한편 본 발명에 의한 연소상태 제어장치는, 불꽃점화 내연기관의 연소실내의 연소에 따라 변화하는 연소물리량을 검출하는 연소물리량 검출수단과, 이 연소물리량으로부터 열발생율을 연산하는 연산수단과, 이 연산수단에서의 출력에 의거하여 작동하면서 상기 열발생율의 강하영역의 변화상황에 따라 상기 불꽃점화 내연기관의 연소 제어용 작동 파라미터를 설정하는 파라미터 설정수단과, 이 파라미터 설정수단에 의하여 설정된 연소제어용 작동 파라미터에 의거하여 상기 불꽃점화 내연기관의 연소상태를 조정하는 조정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 다른 연소상태 제어장치는, 불꽃점화 내연기관의 연소실내의 연소에 따라 변화하는 연소물리량을 검출하는 연소물리량 검출수단과, 이 연소물리량으로부터 열발생율과 상관관계에 있는 상관물리량을 연산하는 연산수단과, 이 연산수단으로부터의 출력에 의거하여 작동하면서 상기 열발생율의 강하를 나타내는 상관물리량의 상황에 따라 상기 불꽃점화 내연기관의 연소제어용 작동 파라미터를 설정하는 파라미터 설정수단과, 이 파라미터 설정수단에 의하여 설정된 연소제어용 작동 파라미터에 의거하여 상기 불꽃점화 내연기관의 연소상태를 조정하는 조정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 연소물리량으로서 열량은 원래부터 이 열량과 상관관계에 있는 실린더 내압 P나, 연료가 연소할 때의 화염을 분광할 수 있는 휘선 스펙트럼 등을 들 수 있다.

상술한 (5)식에서도 알 수 있듯이 열발생율 dQ/dθ을 엄밀하게 연산하지 않고, 이것과 비례 관계에 있는 실린더 내압 변화율 dP/dθ을 연산하고, 이 실린더 내압 변화율의 강하영역에 있어서 변화상황에 따라 연소상태의 양부를 판정하는 것도 가능하다.

그런데, 불꽃점화 내연기관에서 노킹등의 이상 연소가 발생하게 되면, 정상 연소시에 비하여 열발생율 dQ/dθ의 강하영역 쪽에 큰 변화를 볼 수 있다. 이것은 예를 들면, 노킹을 일으키기 쉬운 상태에서는 예비반응에 의하여 연소 후반의 열발생율 dQ/dθ 혹은 이것과 비례 관계에 있는 실린더 내압 변화율 dP/bθ의 강하영역의 상황을 강하시간이나 기울기량으로서 검출하여 판별하면 연소상태의 판정이 가능하게 된다.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

불꽃점화 내연기관(이하 간단히 기관이라 한다)의 크래크각(θ)과 열발생율(dQ/dθ)과의 관계를 나타낸 제1도에 도시한 바와같이, 점선으로 나타낸 노킹을 하지 않은 상태일 때에 있어서 열발생율에 비하여, 일점쇄선으로 나타낸 노킹을 하고 있지는 않지만 노킹 직전의 상태시, 또는 실선으로 나타낸 노킹을 하고 있는 상태일 때에 있어서 열발생율은 그 강하영역측에서 각각 크게 변화하고 있다.

따라서 이 열발생율의 최대치로부터 연소 완료까지의 열발생율이 변화하는 비율을 어떤 기준에 의하여 판별하면, 예를들면 노킹을 하고 있지 않는 노킹 직전의 상태인지 아닌지를 판별할 수 있고, 점화시기나 공연비(air/fuel ratio)설정, 과급압 등의 운전조건의 설정에 대한 타당성을 판정할 수 있다.

그래서 본 실시예에서는 열발생율(dQ/dθ)의 강하영역 즉, 열발생율의 최대치로부터 연소완료까지의 크랭크각도를 열발생율의 검출영역에 있어서 강하시간(│θ₁₀₀-θo│)으로서 검출하고, 이 검출치를 예를들면 미리 설정한 기준치(이것은 기관의 종류에 따라 다르다)와 비교함으로써 판정하도록 하였다.

즉 본 실시예는 제2도에 나타내는 장치 및 수단이나 제3도에 나타내는 플로우챠트에 따라 실시된다.

우선, 크랭크각 검출수단(11)에서 크랭크각(θ)이 검출되며, 실린더 내압 검출수단(12)에서 의하여 실린더 내압(P)이 검출된다.

다음에, 열발생율 연산수단(13)은 상술한 (4)식을 사용하여 열발생율(dQ/dθ)을 연산한다.

또한 열발생율(dQ/dθ)을 연산할 때에는 노킹등에 의한 고주파 진동성분을 필터로써 차단하는 것이 바람직하다. 즉, 지압선도에는 언제나 고주파의 진동 성분이 중첩되어 있으며, 이 진동성분의 차단함으로서, 열발생율의 변화상태가 제1도에 나타냈듯이 단순화되기 때문이다. 상기 필터로서는 온 보드(on-board)의 노킹 제어등에서 실시간 동작(real time operation)이 요구되는 경우에는 푸리에 급수형 필터가, 벤치테스트(bench test)의 측정기기 등으로 실시간 동작이 중요하지 않는 경우에는 직접 FET법을 사용한 필터나 또는 스플라인 함수법(spline function method)을 사용한 필터가 유효하다.

계속하여, 제2도 및 제3도에 나타났듯이 미리 검출된 열발생율(dQ/dθ)이 최대치를 나타내는 크랭크각(θ)과, 연소완료의 크랭크각(θ)에 의거하여, 강하시간 연산수단(14)에 의하여, 강하시간(│θ₁₀₀-θo│)을 연산한다.

또한 이때, 본 발명 방법이 벤치테스트의 측정기기등에서 실시되는 경우에는, 노킹에 의하여 발생하는 큰 피크는 차단하는 것이 바람직하다. 이것은 노킹 발생시의 열발생율을 변화상태로부터 단순히 피크를 채택하면, 노킹에 의한 피크가 최대치로 되는 것이 많고, 본 발명 방법에서 검출하고자 하는 최대치는 정상 연소시의 피크인 것에 기인한다.

상기 차단법으로서는 정상 연소시의 열발생율에 대한 파형 패턴을 기억하여 이것으로부터 크게 벗어나는 부분은 차단하는 패턴 매칭법이라던가, 노킹에 의한 피크는 정상 연소시에 발생하는 피크후에 발생하기 때문에, 연소의 1샘플중에 2개 발생하는 피크중, 나중에 발생하는 피크를 무시하는 방법이 유효하다. 단, 노킹에 의한 피크를 열발생율의 최대치로 오판정하여도 강하시간이나 기울기량 등으로써 판정한 결과는,노킹을 이으키기 쉬운 상환을 지시하므로, 특히 노킹에 의한 피크를 판별하지 않아도 좋다.

판별수단(15)은, 이렇게 하여 산출된 강하시간(│θ₁₀₀-θo│)을 예를들면 미리 설정된 기준치와 비교하여 이상연소인지 아닌지를 판별하고, 그 판별신호는,온 보드 노킹제어에 대한 경우에는 각종 연소 조정수단에, 벤치테스트의 측정기기에 대한 경우에는 표시수단이나 기록수단에 각각 출력된다.

예를들면 온 보드 노킹 제어의 경우, 산출된 강하시간(│θ₁₀₀-θo│)이 기준치보다 커서 노킹을 발생하는 가능성이 없는 상태일때는 서서히 연소제어용 작동 파라미터로서의 점화시기를 빨리하는 등으로 최대 토크를 인출하는 운전 제어가 계속된다.

반대로 강하시간(│θ₁₀₀-θo│)이 기준치보다 작아 노킹을 일으키고 있던가 또는 노킹을 일으키기 쉬웁 상태인 때에는 각종 연소 조정수단으로 노킹 회피신호가 보내어진다.

각종 연소 조정수단으로서, 전자 점화시기 제어장치를 사용하는 경우에는 상기 신호에 의하여 점화시기를 늦춤으로서, 노킹을 회피한다. 또한 기관에 대한 공연비를 크게하거나 EGR장치의 전자제어 EGR밸브를 이용하는 경우에는 평균 밸브열림시간(듀티비)을 증대시켜 EGR량을 증가시킨다. 과급기 부착기관에서 터빈 바이패스 통로개방용 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)를 사용한 경우에는, 이를 개방하여 과급암을 해제하거나 또는 압축비 가변수단을 구비한 기관에서는 압축비를 저하시키도록 하면 좋다.

또한, 산출된 강하시간(│θ₁₀₀-θo│)에 의거한 연소상태의 판정방법으로서는, 상술한 기준치와의 비교외에, 열발생율의 최대치에 대한 비율이나 연소상태가 안정된 열발생율의 상승역에서의 어느 크랭크각(θN1)으로부터 어느 크랭크각(θN₁)까지의 시간│θN₁－θN₂│에 대한 비율로써 판정하여도 좋다.

또한 열발생율의 최대치나 연소상태가 안정된 영역에서의 기준시간│θN₁－θN₁│은 복수 데이타를 처리하여 구한 평균치로 하여도 좋다. 그리고 상기 비율의 판정 레벨은 운전조건에 따라 변하는 도표(map)화된 값으로도 하여도 좋다.

본 발명의 제2실시예를 나타내는 제4도 및 제5도에 나타나듯이, 본 실시예는 열발생율의 최대치 직후와 연소 완료 직전의 비교적 열발생율의 변화가 적은 부분을 차단하고, 예를들면 열발생율의 최대치의 90%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₉₀)으로부터 최대치의 10%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₁₀)까지를 검출영역으로 설정하고, 그 강하시간(│θ₉₀-θ₁₀│)을 검출하여 측정 정밀도의 향상을 꾀한 예이다.

이것에 의하면 강하시간(│θ₉₀-θ₁₀│) 연산수단(16)에서, 열발생율의 최대치와 그때의 크랭크각(θ₁₀₀)을 검출하는 것에 덧붙여, 열발생율의 최대치의 90%의 열발생율 값과 10%의 열발생율 값을 산출함과 더불어 그때의 각 크랭크각θ₉₀,θ₁₀을 검출하여, 열발생율의 최대치를 나타내는 크랭크각(θ₁₀₀)이후의 상기 강하시간│θ₉₀-θ₁₀│을 연산한다. 그외의 구성 및 작용은 제1실시예를 나타낸다.

본 실시예는 제2실시예와 같은 관점에서, 열발생율의 강하측의 경향을 보다 현저하게 나타내기 위하여, 강하 영역 후반의 시간, 예를 들면 열발생율의 최대치의 50%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₅₀)으로부터 연소완료의 크랭크각(θ0)까지를 검출영역으로서 설정하고, 그 강하시간│θ₅₀-θ0│을 검출하도록 한 예이다.

이것에 의하면, 강하시간│θ₅₀-θ0│연산수단(17)에서, 열발생율의 최대치와 그때의 크랭크각(θ₁₀0)을 검출하는 것에 덧붙여, 열발생율의 최대치의 50%의 열발생율 값을 산출함과 동시에 그때의 크랭크각(θ₅₀)과 연소완료의 크랭크각(θ0)을 검출하고, 열발생율의 최대치를 나타내는 크랭크각(θ₁₀₀) 이후의 상기 │θ₅₀-θ0│을 연산한다. 그외의 구성 및 작용은 제1실시예와 같다.

본 발명의 제4실시예를 도시하는 제8도 및 제9도에 나타나듯이, 본 실시예는 제3실시예에 있어서 열발생율의 강하측의 경향을 현저하게 나타내기 위하여 연소완료 부근을 차단하고, 예를들면 열발생율의 최대치의 50%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ50)으로부터 열발생율의 최대치의 10%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₁₀)까지를 검출영역으로서 설정하고, 그 강하시간│θ₅₀-θ₁₀│을 검출하도록 한 예이다.

이것에 의하면 강하시간│θ₅₀-θ₁₀│연산수단(18)에서, 열발생율의 최대치와 그때의 크랭크각(θ₁₀₀)을 검출하는 것에 덧붙여, 열발생율의 최대치의 50%의 열발생율 값과 10%의 열발생율 값을 산출함과 동시에 그때 각 크랭크각(θ₅₀,θ₁₀)을 검출하고, 열발생율의 최대치를 나타내는 크랭크각(θ₁₀0) 이후의 상기 강하시간│θ₅₀-θ₁₀│을 연산한다. 그외의 구성 및 작용은 제1실시예와 마찬가지다.

또한 상기 각 실시예에서는 열발생율의 강하영역내에서 미리 설정된 열발생율의 제1값으로부터 이 제1값보다 작은 제2값으로의 이행에 요하는 시간에 따라 연소상태의 양부를 판정하도록 하였지만, 상술한 (5)식에서도 알 수 있듯이 열발생율과 비례 관계에 있는 실린더 내압 변화율을 연산하여, 이 실린더 내압 변화율의 강하영역 내에서 미리 설정된 실린더 내압 변화율의 제1값으로부터 제1값보다 작은 제2값으로의 이행에 요하는 시간에 따라 연소상태의 양부를 판정하여도 좋다.

이것에 의하면, 연산의 속도 상승등 제어의 간편화가 꾀하여지므로, 실시간 동작이 요구되는 온 보드의 노킹제어에는 적합하게 된다. 또 이제까지 시간을 │θa-θb│의 기간으로서 설명하여 왔지만, 미리 설정된 일정시간 예를들면 수 밀리초 등으로써 판정하여도 좋다. 어느 것의 경우도 판정치는 회전수등 조건마다 변하는 것이 바람직하다.

제10도 및 제11도는 본 발명의 제5실시예를 나타낸다.

본 실시예는 열발생율의 강하영역에 있어서 부(-)의 최대 기울기량을 열발생율의 변화율(d2Q/dθ2)에 의거하여 산출하고 이 검출치를 상술했듯이 미리 설정된 기준치와 비교하는 등으로써 판정하도록 한 예이다. 본 실시예에서는 상기 검출치의 판정을 열발생율 변화율의 정(+)의 최대치에 대한 비율로써도 행할 수 있다.

구체적으로 열발생율 변화율 연산수단(19)에서, 우선 열발생율의 변화율(d2Q/dθ2)을 실린더 내압의 2계 미분에서 근사적으로 구한다(제10도 참조).

즉 상술한 (4)식에서 열발생율의 변화율은 아래와 같이된다.

(6)

여기서 연소행정(상사점에서 상사점 후 50°)에서는 dV/dθdP/dθ이므로, 상기 식은 다음과 같이 근사시킬 수 있다.

(7)

결국 열발생율의 변화율 d²Q/dθ²은 실린더 내압 P의 2계 미분으로써 근사시킬 수 있다.

상기 실린더 내압 P의 2계 미분 dP²/dθ²을 구하는 장치 및 방법의 일예를 나타내는 제12도 및 제13도에 나타나듯이, 충분히 짧은 샘플링 주기를 사용하여 실린더 내압 검출수단(12)에 의해 i회째에 샘플링된 실린더 내압(Pi)을 검출함과 더불어 크랭크 각 검출수단(11)에 의하여 크랭크 각(θ)을 검출한다.

다음에 실린더 내압 변화율 연산수단(20)이 메모리(21)에서 i회째의 1회 이전 샘플링일때의 실린더 내압(Pi-1)을 판독하고, Pi-1와 i회째의 실린더 내압(Pi) 및 그 변화율(dPi/dθ)을 메모리(21)에 기억시킨다.

그후, 실린더 내압 2계 미분 연산수단(22)이 메모리(21)에서 1회 이전의 dPi/dθ를 판독하고, dPi-1/dθ i회째의 dPi/dθ의 양쪽으로부터 단위 각도당의 변화율을 연산하여 d²Pi/dθ²으로 한다. d²Pi/dθ²는 메모리(21)에 기억된다.

이렇게 구해진 실린더 내압의 2계 미분치에 의하여 열발생율의 변화율 dQ²/dθ²이 간단히 근사될 수 있지만, 상술한 (6)식에 의하여 엄밀하게 구하여질 수도 있다.

그리고 열발생율의 최대치와 그때의 크랭크각(θ₁₀₀)을 검출함과 동시에 연소완료의 크랭크각(θ0)을 검출한후, 열발생율의 강하영역내에서 열발생율 변화율의 최소치를 검출한다. 그외 구성 및 작용은 제1실시예와 같다.

또한 제5실시예에서 열발생율 변화율 연산수단(19)에는, 상술한 열발생율의 강하영역내의 열발생율 변화율만을 연산하면, 연산시간을 단축할 수 있어 적절하다. 이 경우 열발생율 변화율의 최소치를 검출영역에서 벗어나 있는 열발생율 변화율의 최대치와 비교할 수 없음은 말할 필요도 없다.

본 발명의 제6실시예를 나타내는 제14도 및 제15도에 도시한 바와같이, 본 실시예는 제5실시예에 있어서 변형예를 더욱 발전시킨 것이고, 열발생율 변화율의 검출영역을 열발생율의 강하영역의 후반에서 단축하여 연산 속도를 높게 한 예이다.

이것에 의하면 열발생율 변화율 연산수단(19)에서, 열발생율의 최대치와 그때의 크랭크각(θ₁₀₀)을 검출하는 것에 덧붙여, 열발생율의 최대치의 50%(또는 이 근방)의 열발생율 값을 산출함과 더불어, 열발생율의 최대치를 나타내는 크랭크각(θ₁₀0) 이후에 있어서 열발생율의 최대치의 50% 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₅₀)과 연소완료를 나타내는 크랭크각(θ0)을 검출한다. 그외 구성 및 작용은 제1실시예와 마찬가지다.

또한, 본 실시예에서도 제어 목적이나 열발생율 변화율 연산수단(19)의 능력에 따라 상술한 (6)식에 의하여 엄밀히 열발생율의 변화율(강하의 기울기량)을 구하여도 좋고, 상술한 (7)식에서 알 수 있듯이, 열발생율의 변화율을 실린더 내압의 2개 미분치(실린더 내압 변화율의 강하 기울기량)로써 치환하여도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

상술한 제1실시예로부터 제6실시예에 의한 연소판정 방법을 사용하고, 불꽃점화 내연기관의 연소 상태의 제어, 즉 노킹의 발생을 방지하면서 큰 토크를 기관으로부터 인출하도록 하는 제어도 가능하고, 이러한 불꽃점화 내연기관의 연소 상태 제어장치의 일예를 제16도에 나타낸다.

제16도중, 23은 자동차용의 4기통 4사이를 불꽃점화 내연기관(이하, 간단히 기관이라 약칭한다)이고, 각 기통의 연소실(24)에는 점화 플러그(25)외에 연소물리량 검출수단이 실린더 내압 센서(26)가 장치되어 있다. 이 실린더 내압 센서(26)는 압전소자를 갖춘 것으로서, 실린더 내압을 전기적으로 변환하여 출력한다. 한편 플라이휘일(27)에는 크랭크각 센서(28)가 인접하여 설치되어 있으며, 기관(23)의 크랭크축이 단위각도(예를들면 1°) 회전할때마다 신호가 출력된다.

점화 플러그(25)는 점화코일(29), 파워 트랜지스터(30)를 거쳐 전자식 제어 유니트(이하, ECU라 약칭한다) (31)에 접속하고 있으며, 이 ECU(31)에 의하여 구동제어 된다. 실린더 내압 센서(26)는 챠지앰프(32), 멀티플렉서(MPX)(33), 로우패스필터(LPF)(34)를 매개로 ECU(31)에 접속되고, 크랭크각 센서(28)는 직접 ECU(31)에 접속되어, 각각 ECU(31)에 실린더 내압과 크랭크각의 신호를 출력한다. ECU(31)에는 이외에 홉기계통이나 배기정화 장치등에 관련하는 다수의 기기가 접속되어, 기관(23)의 집중제어를 행하지만, 그 설명이 번잡하게 되므로, 이들 기기에 관한 기재는 생략한다.

기관(23)의 연소 상태의 양부를 판정할 때, 연소실(24) 근방의 진동 가속도를 검출하는 가속도 센서(이하, G센서라 칭한다)를 설치하고, 상술한 연소 상태의 판정 방법에 의하여 얻게되는 기관(23)의 연소 상태 정보와, G 센서에 의하여 얻게되는 노킹 정보에 의거하여 기관(23)의 연소 상태의 양부 판정을 행하도록 하여도 좋다. 이 양부 판정에 의거한 기관(23)의 제어에 관하여는 후술한다.

연소물리량으로서 실린더 내압을 검출하는 경우에는 상술한 예감형(forecasting type)의 판정법에 덧붙여 실린더 내압의 고주파 진동 성분으로서이 노킹 정보를 얻을 수 있으므로, 이들을 함께 이용하여 연소 상태의 판정 및 제어를 행하는 것도 가능하다.

이러한 본 발명에 의한 제7실시예를 도시한 제17도 내지 제19도에 나타나듯이, 실린더 내압 검출수단(12)에 의하여 검출된 실린더 내압 검출 신호는, 로우 패스필터(34)를 거쳐 예감형 연소 판정 수단(35)으로 출력됨과 동시에 밴드패스(하이패스) 필터(36)를 거쳐 백업 연소 판정 수단(37)으로 각각 공급된다.

폭발 행정에 있어서 크랭크각(θ)의 변화에 따라 검출되는 각 기통의 실린더 내압(P)은, 제17도중(a)의 그래프에 나타나듯이 고주파 성분이 중첩되어 있는바, 이것을 로우 패스필터(34)를 통과시킴으로써, 제17도중(b)의 그래프에 나타나듯이 고주파 성분이 배제된 신호로 된다.

한편 밴드패스 필터(36)는 실린더내의 이상 연소 고유의 주파수만을 통과시키는 필터이다. 즉 노킹에 의하여 발생하는 진동은 연소실내의 기주진동(air columnar vibrations)이고, 기관마다 그 고유의 주파수를 가진다. 그래서, 밴드패스 필터(36)가 통과시키는 고주파 대역은 기관의 종류 및 검출하고자 하는 연소현상에 따른 적절한 값(예를들면 6KHz)으로 설정된다. 이 밴드패스 필터(36)를 통과한 실린더 내압 신호는 제17도중(c)의 그래프에 나타나듯이 고주파 성분만을 가지고 있다.

백업 연소 판정 수단(37)에 의한 노킹등의 이상 연소는 종래 공지의 방법에 의하여 실행되는 바, 예를들면 고주파 샘플링 신호의 발생마다 실린더 내압 신호의 전압 레벨을 판독하고, 이 전압 레벨이 기준치를 초과한 회수를 카운트하며, 카운트 값에 의하여 노킹의 강도가 검출된다. 그리고 이 노킹의 강도가 소정 판정치를 초과했을 때, 노킹이 발생하고 있다고 판정하는 것이다.

또한 예감형 연소 판정 수단(35)의 연소 상태 판정 방법에 대하여는 제1도 내지 제15도를 사용하며 이미 설명한 대로이다. 상술한 로우 패스필터(34) 및 밴드패스 필터(36)는 주파수 분석에 의하여 저주파 성분 및 고주파 성분을 각각 분리하도록 하여도 좋고, 이 경우의 주파수 분석 장치로서는 전술했듯이 온 보드의 노킹 제어등에서 실시간 동작이 요구되는 경우는 푸리에급수형 필터가, 또한 벤치 테스트의 판정 기기등에서 실시간 동작이 중요하지 않는 경우는 직접 FFT법을 사용한 필터나 스플라인 함수법을 사용한 필터가 유효하다.

크랭크 각도 검출수단에 의하여 검출된 크랭크각(θ)의 위치와, 상술한 바와 같이하여 검출된 실린더 내압(P)에 의하여, 노킹을 제어하는 연소 제어용 작동 파라미터, 예를들면 점화시기가 아래와 같이 제어된다.

먼저, 백업 연소 판정 수단(37)으로부터 상술한 고주파 성분(하이패스성분) 신호로부터 노킹 발생이 판별되었을때, 백업 연소 판정 수단(37)으로부터 절환 수단(38)으로 절환 신호가 공급되고, 이 절환 수단(38)은 각도 지연신호(이하 지각신호라 함) 발생수단(39)측으로 절환된다. 그리고, 이 신호 발생수단(39)이 발생하는 지각신호(△θ_RDI)가 절환 수단(38)을 거쳐 도시하지 않는 점화시기 제어장치에 공급된다.

이 경우의 지각 신호(△θ_RDI)는 점화시기를 일정값 만큼 각도를 지연시키는 것이어도 좋고, 노킹의 강도에 따른 값으로 설정하여도 좋다.

백업 연소 판정 수단(37)에 의하여 노킹이 발생하지 않는다고 판정되면, 절환 수단(38)에는 상술한 절환 신호가 공급되지 않고, 이 절환 수단(38)은 후술의 절환 수단(40)측으로 절환된다. 이러한 경우, 예감형 연소 판정 수단(35)이 검출하는 노크 여유도에 따라 각도진행신호(이하 진각신호라 함) 내지는 지각 신호가 절환 수단(40),(38)을 거쳐 출력된다.

즉 예감형 연소 판정 수단(35)은 후술하듯이 노크 여유도를 연산하여, 이것을 기준치(목표노크 여유도)와 비교하고, 현재의 점화시기가 목표 노크 여유도에 대하여 진행하고 있는지 아닌지를 판별한다. 그리고 진행하고 있는 경우에는 지각 신호를, 늦춰지고 있는 경우에는 진각 신호를 각각 절환 수단(40)에 공급한다.

절환 수단(40)에는 진각신호(△θ_RD2) 발생수단(41) 및 지각신호(△θ_RD3) 발생수단(42)이 접속되어 있으며, 이 절환 수단(40)에 의하여 어느 것인가가 절환되어 선택된다. 즉 예감형 연소 판정 수단(35)로부터 진각 신호가 출력되면 절환 수단(40)이 진각신호(△θ_RD2) 발생수단(41)측으로 절환되며, 그 절환 수단(40) 및 절환 수단(38)을 거쳐 진각신호(△θRD2)가 출력된다.

한편, 예감형 연소 판정 수단(35)에서 상술의 지각 신호가 출력되면, 절환 수단(40)은 지각신호(△θ_RD3) 발생수단(42)측으로 절환되며, 그 절환 수단(40) 및 절환 수단(38)을 거쳐 지각신호(△θ_RD3)가 출력된다.

도시하지 않은 점화시기 제어장치는 절환 수단(38)에서 출력되는 지각신호 내지 진각신호에 의하여 점화시기를 전자적으로 진각 또는 지각시키는 것이고, 실제로 노킹이 발생하지 않는 경우에서도 예감형 연소 판정 수단(35)이 판정하는 노크 여유도에 따라 점화시기가 진각 내지는 지각되며, 미연에 노킹을 방지함과 동시에 점화시기를 최고 출력을 얻는 것이 가능한 최적치로 제어할 수 있다.

상술의 예감형 판정 수단(35)에 의한 연소 상태의 검출을 기관의 전운전 영역에서 실시간으로 행하는 데는 대용량의 처리능력을 가지는 콤퓨터가 필요하다. 경제적 관점에서 소용량의 콤퓨터를 사용하는 경우, 콤퓨터의 연산능력면에서 기관의 고속 운전시에 있어서는 검출 능력에 한계가 있으며, 이러한 경우에 백업 연소 판정 수단(37)에 의하여, 노킹의 제어가 가능하다.

기관의 운전 상태에 따라서는 예감형 연소 판정 수단(35)에 의한 연소 상태의 검출 감도가 불량 또는 불능하게 되는 경우가 있으며, 이러한 감도불량 내지 불능으로 되는 영역이 발생한 경우에는 이 영역내에서 백업 연소 판정 수단(37)으로 절환하고, 이 백업 연소 판정 수단(37)만으로 연소 상태를 검출하도록 하여도 좋다.

이러한 본 발명의 제8실시예를 나타내는 제20도 및 제21도에 나타나듯이, 예감형 연소 판정 수단(35)에 의하여 연소 상태의 양부를 판정하고, 예감형 연소 판정 수단(35)에 의한 연소 상태의 판정이 불가능했을 때, 이 불능상태를 기관의 운전상태, 예를들면 기관 회전수에 의하여 검출하여 백업 연소 판정 수단(37)으로 절환하고, 그 백업 연소 판정 수단(37)에 의하여 연소 상태의 양부를 판정한다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 크랭크각 검출수단(11)이 기관 회전수(Ne)를 검출하고 검출한 엔진 회전수(Ne)가 소정 판별치(Nr)(예를들면 400rpm)보다 낮을 때, 크랭크각 검출수단(11)에서 절환 수단(43)으로 공급된 절환 신호에 의하여 절환 수단(43)이 예감형 연소 판정 수단(35)측으로 절환된다. 엔진 회전수(Ne)가 소정 판별치(Nr)보다 낮은 영역에서는 자기착화 등의 이상 연소를 예측 또는 검지하는 예감형 연소 판정 수단(35)의 감도가 양호한 영역이며, 이때, 예감형 연소 판정 수단(35)에 의하여 판정된 연소 판정 신호가 절환 수단(43)을 거쳐 기록 제어수단(44)에 공급되어 기록 내지는 노킹 제어등이 실행된다.

한편, 크랭크각 검출수단(11)에 의하여 검출한 엔진 회전수(Ne)가 미리 설정된 판별치(Nr)보다 높을 때, 예감형 연소 판정 수단(35)의 감도 불량 내지는 판정 불능으로 판정하고, 크랭크각 검출수단(11)에서 절환 수단(43)으로 공급된 절환 신호에 의하여 절환 수단(43)은 백업 연소 판정 수단(37)으로 절환된다. 이때, 백업 연소 판정 수단(37)에 의하여 판정된 연소 판정 신호가 절환 수단(43)을 거쳐 기록 제어수단(44)에 공급된다.

다음에, 본 발명의 제9실시예에서는 예감형 연소 판정 수단(35)에 의한 연소 상태의 판정이 불능한지 아닌지를 아래와 같이 하여 구하여진다. 즉 제22도 및 제23도에 나타나듯이 예감형 연소 판정 수단(35)에 의한 이상 연소 발생율(a)과, 백업 연소 판정 수단(37)에 의한 이상 연소 발생율(b)을 각각 연산하여 두고, 이들 비율(b/a)이 미리 설정된 판별치(X)를 초과했을 때, 백업 연소 판정 수단(37)으로 절환되며, 이 백업 연소 판정 수단(37)에 의하여 연소 상태의 양부를 판정하는 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 절환 수단(43)으로는 예감형 연소 판정 수단(35) 및 백업 연소 판정 수단(37)의 양쪽으로부터 항시 연소 판정 신호가 출력된다. 한편 예감형 연소 판정 수단(35)의 연소 판정 신호는 제1이상 연소 발생율 연산 수단(45)에도 공급되어 있으며, 이 연산수단(45)은 일정 시간내 또는 기관이 일정 회수로 회전하는 기간내에, 예감형 연소 판정 수단(35)에 의하여 이상 연소를 몇회 검출했는지를 카운트하여 이상 연소 발생율(a)을 연산하는 것이다. 그리고, 연산 결과의 이상 연소 발생율(a)은 비교 수단(46)에 공급된다.

또 백업 연소 판정 수단(37)의 연소 판정 신호도 제2 이상 연소 발생율 연산 수단(47)에 공급되어 있으며, 이 연산 수단(47)에도 일정시간내 또는 기관이 일정 회수로 회전하는 기간내에, 백업 연소 판정 수단(37)에 의하여 이상 연소를 몇회 검출했는지를 카운트하여 이상 연소 발생율(b)을 연산하고 있다. 그리고 연산 결과의 이상 연소 발생율(b)은 비교 수단(46)에 공급된다.

비교 수단(46)은 2개의 연산 수단(45), (47)에서 공급되는 2개의 이상 연소 발생율(a), (b)로부터 이들의 비율 b/a과 판별치(X)를 비교하고, 비율 b/a과 판별치(X)보다 작을 때, 예감형 연소 판정 수단(35)에 의한 연소 상태의 판정 감도가 양호하다고 판정하여 절환 수단(43)으로 절환 신호를 공급하고, 절환 수단(43)을 예감형 연소 판정 수단(35)측으로 절환한다. 이때 예감형 연소 판정 수단(35)에 의하여 판정된 연소 판정 신호가 절환 수단(43)을 거쳐 기록 제어수단(44)에 공급된다.

한편, 비율 b/a과 판별치(X) 보다 클때, 예감형 연소 판정 수단(35)의 감도 불량 내지는 판정 불능으로 판정하고, 비교 수단(46)에서 절환 수단(43)에 공급된 절환 신호에 의하여 절환 수단(43)은 백업 연소 판정 수단(37)측으로 절환하여, 백업 연소 판정 수단(37)에 의하여 판정된 연소 판정 신호가 절환 수단(43)을 거쳐, 기록 제어수단(44)으로 출력된다.

연소 판정 신호는 예를들면 기관의 노크 제어 시스템이나 최적 운전 파라미터 설정 장치등에 의한 노킹 등의 제어나, 또는 이상 연소 측정등의 기록 수단에 사용되며, 이들 장치는 연소 판정 신호의 공급에 의하여 이것을 기록 내지는 노킹 제어등을 실행한다. 상기 노크 제어 시스템으로서는 앞서 서술했듯이, 점화시기를 제어하는 점화시기 제어장치라던가 기관에 공급하는 연료분사량을 제어하는 공연비 제어장치나, 과급기를 갖춘 기관에서는 웨이스트 게이트 밸브의 개폐를 제어하는 과급압 제어장치, 혹은 배기환류 장치를 갖춘 기관에서는 EGR밸브의 개폐를 제어하는 배기환류량(EGR량) 제어장치나 기관의 압축비를 제어하는 압축비 제어장치 등이어도 좋다.

또한 예감형 연소 판정 수단(35)의 연소 상태 판정 불능 영역의 검출에는 상술한 기관 회전수나 이상 연소 발생율(a), (b)외에도 여러가지 파라미터가 고려되며, 예를들면 기관 회전수와 흡기부압에 의하여 기관이 어느 운전 영역에서 운전되고 있는지를 검출하고, 이 기관이 소정의 운전 영역에 돌입했을 때, 백업 연소 판정 수단(37)으로 절환하도록 하여도 좋다.

또한 기관의 운전중에 과도적으로 급격한 노킹을 발생하는 것이 특히 문제로 되 는 경우나, 어느 특정한 운전 상태등의 경우에서, 예감형 연소 판정 수단(35)에 의한 연소 상태의 검출 불양 혹은 검출 불능이 발생했을 때의 대책으로서는, 실린더 내압의 고주파 성분의 검출을 행하는 대신에 앞서 서술했듯이 연소실 근방의 진동 가속도를 검출하고, 이 검출 결과를 이용하여 연소 상태의 판정을 행하도록 하여도 좋다.

이러한 본 발명의 제10실시예를 나타내는 제24도 내지 제27도에 나타나듯이, 기관(23)의 각 기통의 연소실(24)에는 점화 플러그(25)외에 실린더 내압 검출 수단으로서의 실린더 내압 센서(26)가 설치되며, 실린더 블럭(48)에는 진동 가속도 검출 수단으로서의 G센서(49)가 설치되어 있다. 실린더 내압 센서(26) 및 G 센서(49)는 함께 압전 소자를 갖춘 것이며, 각각 기통내의 압력 및 실린더 블럭(48)의 진동 가속도를 전기적으로 변환하여 출력한다. 한편 플라이 휘일(27)에는 크랭크각 센서(28)가 접속하여 설치되어, 기관(23)의 크랭크축이 단위 각도(예를들면 1°) 회전할 때마다 신호가 출력된다.

점화 플러그(25)는 점화코일(29), 파워 트랜지스터(30)를 거쳐 ECU(31)에 접속하고 있어, 이 ECU(31)에 의하여 구동 제어된다. 실린더 내압 센서(26)는 챠지앰프(32), 멀티플렉서(33), 로우 패스필터(34)를 거쳐 ECU(31)에 접속하고 있어, G 센서(49)는 앰프(50)를 거쳐 ECU(31)에 접속하고, 크랭크각 센서(28)는 직접 ECU(31)에 접속하고 있어, ECU(31)에 실린더 내압과 진동 가속도와 크랭크각의 신호를 각각 출력한다. ECU(31)에는 이외에 흡기계통이나 배기 정화 장치등에 관련하는 다수의 기기가 접속되어 기판(23)의 집중 제어를 행하지만, 그 설명이 복잡하게 됨으로 이들의 기기에 관한 기재는 생략한다.

제10실시예의 블럭도를 나타내는 제25도에서, 선택 수단(51)에는 운전 상태 검출 수단(52)으로부터 기관 회전수 등의 운전 상태 정보가 입력된다. 그리고 선택 수단(51)은 상기 운전 상태 정보에 의하여, 제1연소 상태 판정 수단(53) 또는 제2연소 상태 판정수단(54)을 선택한다. 그리고, 연소 상태 판정 수단(53), (54)중의 선택된 쪽의 출력 신호는 연소 제어 수단(55)에 입력되어, 기관(23)의 연소가 제어된다.

또한 제1연소 상태 판정 수단(53)으로서는 예를들면 상술한 제2도에 나타내는 것을 들 수 있다.

한편, 제2연소 상태 판정 수단(54)에는 G 센서(49)에 의하여, 노킹 상태의 감시가 행하여진다. 크랭크각 센서(28)는 실린더 내압 변화율 연산 수단(20)에 의한 실린더 내압 변화율의 연산과는 별개로, 운전 상태 검출 수단(52)으로서 기관 회전수(Ne)를 검출하고, 그 신호를 선택 수단(51)으로 보낸다.

선택 수단(51)은 제26도의 플로우챠트에 나타나듯이, S1에서 검출된 기관 회전수(Ne)와 미리 설정된 판별치(Nr)(예컨대 4000rpm)를 S2에서 비교하고, NeNr의 경우에는 S4에서 제2연소 상태 판정 수단(54), 즉 G 센서(49)를 사용한 노킹 검출 장치를 선택하도록 구성되어 있다.

상술한 선택 수단(51)에서, 제1연소 상태 판정 수단(53)이 선택된 경우의 연소 제어는 예를 들면 제3도의 플로우챠트에 따라 행하여진다.

그리고 이상 연소 또는 그것에 가깝다고 판정되는 노킹 직전의 상태에 있는 경우에는, 연소 제어 수단(55)이 여분으로 진각하고 있는 정도 α를 산출하고, 점화시기를 α°만큼 지각시킨다. 또 노킹에 대하여 여유가 있는 정상연소로 판정된 경우에는, 최적 점화시기에 대한 지각의 정도 β를 산출하고, 점화시기를 β°만큼 진각시킨다.

여기서, 상기 α, β를 충분히 작은 일정치로서 연소의 1사이클마다 서서히 지각 또는 진각시켜가는 방법을 채용하여도 좋다.

제27도는 상술한 선택 수단(51)에서 제2연소 상태 판정 수단(54)이 선택된 경우의 연소 제어에 대한 플로우차트이다. 즉, S₅에서 G 센서(49)는 실린더 블럭(48)의 진동 가속도를 전기적으로 변환하여 ECU(31)로 보낸다. 그리고, ECU(31)내에서는 상기 진동 가속도 신호의 강도에 따라 노킹 상태인지 아닌지의 판정을 S6에서 행하고, 노킹으로 판정된 경우는 S₇에서 연소 제어 수단(55)이 점화시기를 무조건으로 γ°만큼 지각시키며, 노킹이 아니라고 판정된 경우는 S₈에서 현재 점화시기가 미리 설정된 최대 진각치인지 아닌지의 판정을 행한다. 그래서 현재 점화시기가 최대 진각치이면 그대로 리턴으로 진행하고, 최대 진각치보다 직각쪽이면 S₉에서 점화시기를 δ°진각시키게 된다.

또한 본 실시예의 연소 제어 수단(55)은 점화시기를 지각 혹은 진각시킴으로써 연소 제어를 행하지만, 앞서 서술한 그외의 연소 제어 수단을 구동하도록 하여도 좋다.

다음에, 본 발명의 제11실시예는 제10실시예어서 제1연소 상태 판정 수단(53)에서 실린더 내압 변화율 강하의 변화 상황에 따른 연소 상태 판정, 즉 예감형의 연소 상태 판정만을 행하고 있던 것에 대하여, 예감형과 진동 가속도 검출형의 양쪽을 사용하여 연소 상태를 판정하도록 한 것이다.

따라서 기관 회전수에 의하징 않고 최적의 연소 상태를 실현하는데 덧붙여, 운전 상황이 급변하고, 돌발적인 노킹이 발생한 경우에도 신속하게 대응하는 것이 가능하게 된다.

제28도는 제11실시예에 대한 블럭도이다. 본 실시예에서 제1연소 상태 판정 수단(53)에는 실린더 내압 변화율 연산 수단(20)에서의 신호와, G 센서(49)에서의 신호가 입력된다. 그외의 구성은 제25도에 나타낸 제10실시예의 것과 동일하다.

제29도는 제11실시예에 있어서 제1연소 판정 수단(53)의 플로우챠트이며, S₁₀에서 G 센서(49)는 실린더 블럭(48)의 진동 가속도를 전기적으로 변환하여 ECU(31)로 보낸다. 그리고 S₁₁에서 ECU(31)내에서는 상기 진동 가속도 신호의 강도에 따라 노킹 상태인지 아닌지의 판정을 행하고, 노킹이라고 판정된 경우는 S₁₂에서 연소 제어 수단(55)이 점화시기를 무조건으로 γ°만큼 지각시킨다. 노킹이 아니라고 판정된 경우는 S₁₃내지 S₁₈의 실린더 내압 변화율의 강하 시간에 의거한 연소 상태의 판정이 행하여지며, 판정 결과에 따라 S₁₉및 S₂₀혹은 S₂₁및 S₂₂의 연소 제어가 행하여진다. 또한 그외의 구성은 제10실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

제30도는 제12실시예에 대한 블럭도이고, 제1연소 상태 판정 수단(53) 및 제2연소 상태 판정 수단(54)은 각각 제10실시예의 것과 동일하므로 여기에서는 설명을 생략한다.

제1연소 상태 판정 수단(53)에서의 연소 상태 판정 신호는 제1이상연소 발생율 연산 수단(45)에 입력되어, 제1이상 연소 발생율(a)이 연산된다. 또 제2연소 상태 판정 수단(54)에서의 연소 상태 판정 신호는 제2이상연소발생 연산 수단(47)에 입력되어, 제2이상 연소 발생율(b)이 연산된다.

상기 제1 및 제2이상 연소 발생율(a), (b)은 비교 수단(46)에서 비교되며, 그 비교 결과는 선택 수단(51)에 입력된다. 다음에, 이 선택 수단(51)은 상기 비교 결과에 의거하여 제1연소 상태 판정 수단(53) 혹은 제2연소 상태 판정 수단(54)을 선택한다. 그리고, 이들 연소 상태 판정 수단(53), (54)내의 선택된 쪽의 출력 신호는 연소 제어 수단(55)에 입력되어, 기관(23)의 연소 제어가 행하여진다.

제31도는 2개의 연소 상태 판정 수단(53), (54)의 선택을 행하는 플로우챠트이며, 우선 S₂₃에서 제1이상 연소 발생율 연산 수단(45)으로 실린더 내압 변화율 연산 수단(20)의 출력 신호가 입력된다. 그리고, S₂₄에서, 제2이상연소 발생율 연산 수단(47)으로 G 센서(49)의 출력 신호가 입력된다.

계속하여 S₂₅에서, 제1이상연소 발생율 연산 수단(45)에서 소정 샘플링 회수마다 제1이상연소 발생율(a)이 연산된다. 구체적으로는 엔진의 1회전마다(연소 완료마다)에 실린더 내압 변화율의 강하 시간, 예를들면 │θ₁₀₀-θ0│과 미리 설정한 기준치가 비교되며, 그 시점에서의 과거 20회의 연소에서 강하시간이 상기 기준치 보다 작게되는 비율이 연산된다.

다음에 제2이상연소 발생율 연산 수단(47)에서, S₂₆에 나타나듯이 소정 샘플링 회수에 있어서 제2이상 연소 발생율(b)이 연산된다. 구체적으로는 그 시점에서의 과거 20회의 연소에서, G센서(49)의 출력 신호가 소정치 이상으로 되는 비율, 즉 노킹의 발생율이 연산된다.

비교 수단(46)은 상기 연산된 제1이상 연소 발생율(a)과 제2이상 연소 발생율(b)의 비(b/a)를 연산함과 동시에, S₂₇에서 이것을 미리 설정된 판별치(X)와 비교하고,비교 결과를 선택 수단(51)에 출력한다. 그리고 선택 수단(51)은 b/a≤X의 경우에는 S₂₈에서 제1연소 상태 판정 수단(53)을 선택하고 b/ax의 경우에는 S₂₉에서 제2연소 상태 판정 수단(54)을 선택한다.

제1연소 판정 수단(53)이 선택된 겅우의 연소 제어에 대한 플로우챠트 및 제2연소 제어 판정 수단(54)이 선택된 경우의 플로우챠트는, 예를들면 제3도나, 제27도에 나타나듯이 각각 제10실시예와 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.

상기 제12실시예에서는 예감형 및 진동 가속도 검출형의 연소 상태 판정 수단이 검출하는 실제의 이상 연소에 대한 발생율에 의거하여, 어느쪽의 연소 상태 판정 수단을 선택하는 가를 판단하고 있으므로, 기관(23)의 회전수가 고회전이어도 예감형의 연소 상태 판정 장치가 노킹 직전의 상태를 검출하는 것이 가능한 경우에는 진동 가속도 검출형의 연소 상태 판정 수단으로 절환함이 없이, 보다 최적의 연소 제어가 가능하게 된다.

다음에, 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응형 기관의 연소 제어에 응용한 제13실시예에 대하여 설명한다.

제13실시예에서 나타내는 `멀티옥탄가 연료 대응형 기관의 제어 방법은 제32도에 나타나듯이 운전 조건 설정 수단(56)과, 연료 상태 판정 수단(57)과, 옥탄가 판정 수단(58)과, 점화시기 맵 선택 수단(59) 및 기관의 운전 조정 수단(60)을 갖추고 있다.

운전 조건 설정 수단(56)은 기관의 시동후에 아이들링상태에 있어서 점화시기나 공연비 등을 연료의 옥탄가를 판정하는데 최적인 것으로 미리 설정하여 두기 위한 것이고, 본 실시예에서는 배기량 2000cc의 기관에서 기관 회전수를 1200rpm까지 상승시켜 전부하 상당의 점화진각 예를들면 25°를 부여한다. 따라서 이 운전 조건에 의거하여 아래에 기술하는 판정을 행한다. 이 경우, 기관 회전수를 상승시키기 위하여는 도시하지 않는 아이들 콘트롤 밸브를 개방하여 흡기량을 증대시키면 좋다.

이미, 제1도를 사용하여 설명했듯이 충분히 노킹하고 있지 않은 상태일 때의 열발생율에 비하여, 노킹하고 있지 않지만 노킹 직전의 상태시 또는 노킹하고 있는 상태일 때의 열발생율은 그 강하쪽에서 각각 크게 변화하고 있다. 따라서 이 열 발생율의 최대치에서 연소 완료가지의 열발생율의 강하 영역에서 열발생율이 변화하는 비율을 소정 기준에 의하여 판별하면, 예를들면 노킹하고 있지 않는 노킹 직전 상태의 시점인지 아닌지를 판별하는 것이 가능하고, 점화시기나 공연비 설정, 과급압 등의 운전 조건 세팅의 타당성을 판정할 수 있다.

그래서 본 실시예는 연소 상태 판정 수단(57)에서 열발생율의 강하 영역중, 예를들면 제1실시예와 마찬가지로 열발생율의 최대치에서 연소 완료까지의 크랭크 각도를, 검출 영역에 있어서 강하시간│θ₁₀₀-θ0│으로서 검출하여, 이 검출치를 후술하는 미리 설정된 기준치와 비교함으로써 판정하도록 하였다.

즉, 본 실시예는 제33도에 나타내는 수단에 의하여 제34도에 나타내는 플로우챠트에 따라 실시된다.

우선 크랭크각 검출 수단(11)에 의하여 크랭크 각(θ)이 검출되며, 실린더 내압 검출 수단(12)에 의하여 연소물리양으로서 실린더 내압(P)이 검출된다. 다음에 제1실시예와 마찬가지로 하여 열발생율 연산 수단(13)에 의해 열발생율이 연산된다.

계속하여 제33도에 나타나듯이 강하 시간 연산 수단(14)에 의하여 미리 검출된 열발생율이 최대치를 나타내는 크랭크각(θ₁₀₀)과 연소 완료의 크랭크각(θo)에 의거하여 강하시간│θ₁₀₀-θo│을 연산한다. 이렇게 하여 제1실시예와 마찬가지로 강하시간│θ₁₀₀-θo│이 산출되며 이것과 미리 설정한 기준치를 비교함으로써 연소 상태가 판정된다.

옥탄가 파정 수단(58)은 상술한 연소 상태 판정 수단(57)에 의하여 산출된 강하시간│θ₁₀₀-θo│에 의거하여 옥탄가를 판정한다. 옥탄가가 다른 프레미엄 가솔린과 보통 가솔린에서는 크랭크각에 대한 열발생율이 다르다.

배기량 2000cc의 기관을 2000rpm으로 전부하 상태로서 운전했을 때의 상태를 나타내는 제35도 내지 제37도에 나타나듯이, 점화시기가 느린 제35도의 경우에서는 그다지 현저하게 나타나 있지 않지만, 점화시기가 빠른 제37도에 나타내는 점화시기 25°BTCD의 것은 노킹이 발생하는 조건에서는 옥탄가가 높은 프레미엄 가솔린에 비하여 옥탄가가 낮은 보통 가솔린을 사용한 쪽이 강하의 기울기가 크게되어 있다. 그리고 보통 가솔린 쪽이, 연소 시간이 짧게되어 있음을 알 수 있다.

이것에 의거하여 미리 옥탄가가 다른 복수 종류의 연료를 상기와 동일한 운전 조건으로 연소시켜, 연소 상태 판정 수단(57)에 의한 40회 정도의 열발생율 강하시간│θ₁₀₀-θo│의 시험 데이타를 구하고, 이들의 경과에서 강하 시간에 대한 복수 종료의 옥탄가의 상황을 나타내는 복수의 기준치를 설정하여, 도시하지 않은 전자 제어 유니트에 기억하여 둔다. 그리고 상기 판정된 강하시간│θ_100-θo│과 미리 설정된 옥탄가와 대응하는 기준치를 비교하여 사용된 연료의 옥탄가 판정을 행하는 것이다.

또한 산출된 강하시간│θ_100-θo│에 의거한 옥탄가의 판정 방법으로서는, 이러한 기준치와의 비교외에, 열발생율의 최대치에 대한 비율이나 연소 상태가 안정된 열발생율의 상승 영역에 있는 크랭크각(θi)으로부터 어느 크랭크각(θj)까지의 시간 │θi-θj│에 대한 비율로써 판정하여도 좋다. 또 열발생율의 최대치나 연소 상태가 안정된 영역에서의 기준 시간│θi-θj│은 복수의 데이타를 처리하여 구한 평균치로 하여도 좋다.

점화시기맵 선택 수단(59)은 옥탄가 판정 수단(58)의 판정 결과에 의거하여 사용된 연료에 최적의 운전 파라미터를 가지는 점화시기맵을 선택하는 것이다. 이 경우, 예를들면, 기관의 회전수와 부하(흡기압력등)에 대한 점화시기의 3차원 맵이 각 옥탄가에 대응하여 설정되어 있으며, 각각 전자 제어 유니트에 기억되어 있다. 그리고, 점화시기맵 선택 수단(59)은 이들중에서 판정된 옥탄가와 동등한 또는 이것에 가까운 점화시기 맵을 선택하는 것이다.

이때, 2장의 맵으로부터 보간하는 방법으로서 선택하여도 좋다. 또한 점화시기 맵의 선택을 행하는 것에 부가하던가, 혹은 그 대신에 연료의 옥탄가에 대응한 공연비 맵의 선택이나 과급압이나 압축비 등의 맵의 선택을 행하도록 하여도 좋다.

운전 조정 수단(60)은 선택된 점화시기 맵에 따라 기관을 작동시키는 것이다.

이상 설명한 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에 대하여, 제38도에 나타내는 플로우챠트에 의거하여 설명한다.

먼저, 도시하지 않은 점화 키흘 돌려 기관을 작동시킨다. 이때 기관의 아이들링 운전이 확인되며 이 아이들링 운전시에 운전 조건 설정 수단(56)에 의하여 옥탄가 판정을 위한 운전 조건이 설명되며, 소정 기간동안 기관이 이 운전 조건으로 운전된다. 그렇게 되지 않으면 운전조건은 설정되지 않으며, 전회에 판정한 옥탄가에 의한 점화시기 맵을 선택한다.

운전 조건이 설정되어 기관이 이 설정치대로 작동하고 있는 상태에서, 실린더 내압이 변화로부터 열발생율의 변화상황을 연산하여 연소 상태 판정 수단(57)에 의하여 강하 시간이 판정된다. 이 판정 결과에 따라 옥탄가(59)은 미리 전자 제어 유니트에 기억된 복수의 점화시기 맵중에서 적정한 맵을 선택한다. 그리고 선택된 점화시기 맵의 운전 파라미터에 의거하여 운전 조정 수단(60)에 의하여 기관의 운전이 행하여진다. 그후 옥탄가 체크 트리거의 입력 신호가 수동 스위치의 조작에 의하여 입력되지 않으면 금회 선택한 점화시기 맵을 사용하여 운전을 속행하지만, 입력되면 기관의 아이들링 상태 확인 전의 단계로 복귀하고, 상술한 작동을 재차 반복하게 된다.

또한 상술한 바와같이 기관의 시동 혹은 옥탄가 검출용 스위치 조작을 검출하는 대신에, 연료 보급의 유무를 검출하는 스위치를 필라넥이나 필라캡이 설치하고, 이 스위치에서의 출력 신호에서 상술한 제38도의 플로우챠트 작동을 개시시키도록 하여도 좋다. 기관의 아이들 운전이 검출되기까지의 사이는 저옥탄가 연료용 점화시기 맵이나 중옥탄가 연료용 점화시기 맵이 선택되도록 하여도 좋다.

본 발명에 의한 제14실시예의 멀티옥탄가 연료 대응기관의 제어 방법은 제39도에 나타나듯이 연소 상태 판정 수단(57)과 연전 파라미터 설정 수단(61)과 운전 조정 수단(60)을 갖추고 있다.

연소 상태 판정 수단(57)에 대하여는 이미 반복하여 설명했듯이, 충분히 노킹하지 않는 상태일 때에 있어서의 열 발생율에 비하여 노킹하지 않는 노킹 직전의 상태일 때, 또는 노킹하고 있는 상태일 때에 있어서의 열발생율이, 그 강하쪽에서 각각 크게 변화하고 있기 때문에 이 열발생율의 최대치로부터 연소 완료까지의 열발생율의 강하 영역에서의 열 발생율이 변화하는 비율을 소정 기준에 의하여 판별하는 바, 예를들면 노킹하고 있지 않은 노킹 직전의 상태인지 아닌지를 판별한다. 이것에 의하여 점화시기나 공연비 설정, 과급압등의 운전 파라미터의 세팅의 타당성을 판정할 수 있다.

그래서 본 실시예에서도 제13실시예와 마찬가지로 열 발생율의 강하 영역 즉, 열 발생율의 최대치로부터 연소 완료까지의 크랭크 각도를, 검출 영역에 있어서의 강하 시간, 예를 들면 │θ_100-θo│으로서 검출하여 그 검출치를 미리 설정한 기준치와 비교함으로써 판정하도록 하였다.

계속하여 제39도에 나타나듯이 노크 여유도 판정 수단(62)에 의하여, 미리 검출된 열 발생율이 최대치를 나타내는 크랭크각(θ₁₀₀)과 연소 완료의 크랭크각(θo)에 기초하여, 노크 여유도(K)로서의 강하 시간│θ₁₀₀-θo│을 연산한다.

다음에 운전 파라미터 설정 수단(61)에 대하여 설명한다. 이 운전 파라미터 설정 수단(61)은, 제39도에 나타나듯이 지연량 연산 수단(63)과 보간 계수 결정 수단(64)과, 점화시기 연산 수단(63)과 제1 및 제2점화시기 기억부(66), (67)를 가지고 있다.

지연량 연산 수단(63)은 상술한 노크 여유도 판정 수단(62)에 의하여 연산된 노크 여유도(K)(강하 시간 예를 들면 │θ₁₀₀-θo│에 대응하다)와, 미리 설정된 제1 및 제2 노크 여유도 기준치(Kr₁), (Kr₂)를 비교하고, 운전 파라미터의 하나로서 기관의 점화시기를 지연시키는 지연량(R)을 연산하는 것이다.

보간 계수 결정 수단(64)은 산출된 지연량(R)에 따라 제1 및 제2점화시기 기억부(66), (67)에 기억된 각 점화 시기 맵을 보간하는 보간 계수(L)를 결정하는 것이다.

점화시기 연산 수단(65)은 산출된 지연량(R) 및 보간 계수(L)에 의하여 제1 및 제2점화시기 기억부(66), (67)로부터 출력된 각 점화시기 맵의 점화시기 데이타(θ_A), (θ_B)를 보간하고, 사용된 연료에 최적의 점화시기 데이타(θout)를 연산하는 것이다. 제1 및 제2점화시기 기억부(66), (67)는 각각 보통 가솔린용의 점화시기 맵 및 프레미엄 가솔린용의 점화시기 맵을 기억하는 기억부이다.

이상과 같이 운전 파라미터 설정 수단(61)은, 사용된 연료에 최적의 점화시기 데이타(θout)를 운전 파라미터로 설정하는 것이다. 운전 조정 수단(60)에 의하여 설정된 운전 파라미터에 다라 기관을 작동시키는 것이다.

이상 설명한 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에 대하여 제40도에 나타내는 플로우챠트에 의거하여 설명한다.

우선, 크랭크각 검출 수단(11)에 의하여 크랭크각(θ)을 검출함과 동시에 실린더 내압 검출 수단(12)에 의하여 실린더 내압(P)을 검출한다. 그리고 이 검출 결과에 의하여 상술한 열발생율 연산 수단(13)에 의하여 열발생율이 연산되고, 노크 여유도 연산 수단(62)에 의하여 노크 여유도(K)가 산출된다.

다음에 지연량 연산 수단(63)은 우선 산출된 노크 여유도(K)와 제1노크 여유도 기준치(Kr1)를 비교한다. 그리고 KKr₁이면 전회 설정된 지연량(R)에 지각 보정치(△R1)을 가산하여 R+△R₁을 금회의 지연량으로 한다. K≥Kr₁의 경우는 노크 여유도(K)와 제2노크 여유도 기준치(Kr₂)를 비교한다. 그리고 KKr₂이면 전회의 지연량(R)에서 진각 보정치(△R₂)를 감산하여, R-△R₂를 금회의 지연량으로 한다. Kr₁≤K≤Kr₂이면 금회의 지연량은 전회의 지연량(R)으로 그대로 유지된다.

그리고 보간 계수 결정 수단(64)은 상술과 같이 설정된 금회의 지연량(R)과 제2지연량 기준치(Rr₂)를 비교한다. 그리고 RRr₂이면, 전회 설정된 보간 계수(L)에 가산치(△L₂)를 가한하여 L+△L₂를 금회의 보간 계수로 한다. 다음에 R≤R₂의 경우는 금회의 지연량(R)과 제1지연량 기준치(Rr1)를 비교한다. 그리고 RR₁이면, 전회의 보간 계수(L)에서 감산치(△L₁)를 감산하여 L-△L₁을 금회의 보간 계수로 한다. Rr1≤R≤Rr₂이면 금회의 보간 계수는 전회의 보간 계수(L)로 그대로 유지된다.

또한 보간 계수(L)의 값은 0≤L≤1에 한정된다.

이렇게하여 보간 계수(L)가 설정되면 점화시기 연산수단(65)은, 제1 및 제2점화시기 기억부(66), (67)에 기억된 프레미엄 가솔린용 및 보통 가솔린용 점화시기 데이타(θ_A), (θ_B)를 보간 계수(L)로써 보간하여 기본 점화시기 데이타(θr)를 구한다. 그리고 이것에 기관의 운전 상태에 따른 점화시기 보정량(θ')및 지연량(R)을 가산하여 운전 파라미터로서의 점화시기 데이타(θout)를 설정한다.

그리고, 운전 조정 수단(60)은 설정된 점화시기 데이타(θout)에 따라 기관을 작동시킨다.

이렇게 본 실시예의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어장치에 의하면, 사용 연료의 옥탄가에 최적의 운전 파라미터를 자동적으로 설정하여 기관을 운전하는 것이 가능하므로 기관 출력이나 주행성의 향상을 꾀하면서 연료비의 절약을 꾀할 수 있다.

본 발명에 의한 제15실시의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법을 나타내는 제41도에 나타나듯이 연소 상태 판정 수단(57)과 운전 파라미터 설정 수단(61)과 운전 조정 수단(60)을 갖추고 있으며, 이 운전 파라미터 설정 수단(61)은 설정 영역 판별 수단(68)을 가지고 있다.

상술의 제14실시예에서는 기관이 노킹을 발생하기 어려운 아이들링 상태등의 경부하 운전 상태나 과도한 노킹이 발생하기 쉬운 급가속시등의 고부하 운전 상태에서는, 기관의 연소 상태가 변화하기 때문에 사용 연료가 변하지 않음에도 불구하고 이미 설정된 보간 계수(L)가 변화하여 버리는 경우가 있다. 이것을 막기 위하여 설정 영역 판별 수단(68)은 경부하시나 급가속시등을 제외하고 정상 운전 상태가 소정시간 경화했는지 어떤지를 판정하는 것이다.

즉 제42도의 플로우챠트에 나타나듯이 지연량 연소 수단(63)에 의하여 지연량(R)이 산출되면, 설정 영역 판별 수단(68)에 이때의 기관 회전수 및 부하가 입력된다. 그리고, 입력된 기관 회전수 및 부하가 기관의 정상 운전의 설정 영역 내인지 아닌지를 판정하고, 영역외이면 지금까지의 보간 계수(L)에 의거하여 운전을 속행한다. 한편 영역내이면 그 운전 상태가 소정시간 계속했는지 어떤지를 판정하고, 계속하고 있지 않으면 지금까지의 보간 계수(L)에 의거하여 운전을 속행하지만, 소정시간 계속하고 있으면 상술의 제14실시예와 마찬가지로 지연량(R)에 따라 금회의 보간 계수(L)를 결정하고, 이것에 의거하여 기관을 운전한다.

또한 본 실시예에서 상술한 설정 영역 판별 수단(68)이외는 상술의 제14실시예와 마찬가지이므로, 그 구성 및 작용의 설명은 생략한다.

제43도는 본 발명에 의한 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에 대한 제16실시예를 나타내는 블럭도, 제44도는 그 플로우챠트이다. 본 실시예의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에서는 연소 상태 판정 수단(57)과, 운전 파라미터 설정 수단(61)과, 운전 조정 수단(60)을 갖추고 있으며, 이 운전 파라미터 설정 수단(61)은 운전 파라미터로서 점화시기 외에 공연비를 산출하는 공연비 연산 수단(69)을 가지고 있다.

이 공연비 연산 수단(69)은 산출된 지연량(R) 및 보간 계수(L)에 의하여 제1 및 제2공연비 기억부(70), (71)에서 출력된 각 공연비 맵의 공연비 데이타(A/F)A 및 (A/F)B를 보간하고 사용된 연료에 최적의 공연비 데이타(A/F)out를 연산하는 것이다.

즉 제44도의 플로우챠트에 나타나듯이 보간 계수(L)를 결정하고, 공연비 연산 수단(69)은 제1 및 제2공연비 기억부(70), (71)에서 출력된 프레미엄 가솔린용 및 보통 가솔린용 공연비 데이타(A/F)A 및 (A/F)B를 보간 계수(L)로서 기본 공연비 데이타 A/F를 구한다. 그리고 이것에 기관의 운전 상태에 따른 점화시기 보정량(A/F)' 및 지연량(R)에 보정 계수(m)를 곱한 것을 가산하여, 운전 파라미터로서의 공연비 데이터(A/F)out를 설정한다.

따라서 본 실시예에서는 점화시기 연산 수단(65)에 의하여 산출된 점화시기 데이타(θout)와 공연비 연산 수단(69)에 의하여 사눌된 공연비 데이타(A/F)out를 사용하여 기관의 운전을 제어한다.

또한 본 실시예에서 상술한 공연비 연산 수단(69)이외는 상술의 제14실시예와 같으므로 그 구성 및 작용의 설명은 생략한다.

제16실시예에서는 점화시기와 공연비의 2개의 운전 파라미터를 사용하여 기관의 운전을 제어했지만, 이 운전 파라미터로서는 이외에 과급압이나 압축비등이 있으며 이들을 사용하여 제어하여도 좋은 것이다.

제45도는 본 발명에 의한 멀티옥탄가 연료 대응기관의 제어 방법에 대한 제17실시예를 나타내는 블럭도, 제46도는 그 플로우챠트이다. 제17실시예의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에서는 운전 파라미터 설정 수단(61)이 지연량 연산 수단(63)과, 설정 영역 판별 수단(68)과, 점화시기 맵 선택 수단(59) 및, 점화시기 연산 수단(65)을 갖추고 있다.

제46도의 플로우챠트 나타나듯이, 우선 전회 점화키 오프(OFF)후에 연료캡을 열었는지 어떤지가, 즉 연료가 새롭게 주입되었는지 아닌지를 판정한다. 그리고 연료 캡이 열려있지 않으면 연료 프래그는 그대로이고, 열려있으면 보통 연료 프래그가 리셋트된다. 그리고, 기관의 운전 상태가 검출되고, 연소 상태 판정 수단(57)에 의하여 기관의 연소 상태가 판정되어 노크 여유도(K)가 산출된다. 그후 지연량 연산 수단(63)에 의하여 노크 여유도(K)와 제1 및 제2노크 여유도 기준치(Kr1), (Kr2)를 비교하여 지연량(R)이 산출되다.

여기서, 보통 연료 프래그의 셋트를 확인하는바, 셋트되어 있으면 보통 연료용 점화시기 맵에서 점화시기 데이타(θA)를 입력하여 최적인 점화시기 데이타(θout)가 산출되다. 보통 연료 프래그가 셋트되어 있지 않으면 설정 영역 판별 수단(68)에 의하여 기관의 회전수나 부하가 정상 운전 상태인 설정 영역내이고, 소정 시간 경과하고 있는지 어떤지가 판별되며, 어느것인가 한쪽에서도 조건을 만족하지 않으면 특제 연료용 점화시기 맵으로부터 특제 점화시기 데이타(θB)를 입력하여 최적의 점화시기 데이타(θout)가 산출된다.

한편 기관의 회전수나 부하가 상기 설정 영역내이고, 소정시간 경과한 경우는 지연량(R)과 기준 기연량(Rr3)이 비교된다. 그리고 RRr₃이면 지연량(R)은 보통 및 특제 연료용 점화시기 맵으로부터 각각 입력되는 각 점화시기 데이타 θ_A, θ_B의 차(θ_A-θ_B)만큼 이동된 후, 보통 연료용 점화시기 맵에서 보통용 점화시기 데이타(θA)가 입력되고, 이동된 지연량(R)과 기관의 운전 상태에 따른 점화 시기 보정량(θ)'이 가산되어 점화시기 데이타(θout)가 산출된다.

또한, RRr₃의 경우는 특제용 점화시기 맵으로부터 특제용 점화시기 데이타(θ_B)를 입력하여 최적의 점화시기 데이타(θout)가 산출된다. 그리고 운전 조정 수단(60)은 설정된 운전 파라미터로서의 점화시기 데이타(θout)에 따라 기관을 작동시킨다.

제47도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응기관의 제어 방법에 응용한 제18실시예를 나타내는 블럭도, 제48도는 그 플로우챠트이다. 본 실시예의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에서는, 운전 조정 설정 수단(56)과, 운전 파리미터 설정 수단(61)으로서 부하 검출 수단(72), 설정 영역 판별 수단(68), 연료 판별 수단(73), 운전 파라미터 절환 수단(74), 노크 여유도 반영 수단(75)이 갖춰져 있다.

운전 조건 설정 수단(56)은 보통 또는 특제 연료에 적합한 점화시기 데이타(θ_A), (θ_B)를 맵등으로부터 연산하여 각 연료에서의 적당한 운전 조건을 설정하는 것이고, 부하 검출 수단(72)은 기관의 부하 상태를 검출하는 것이다.

설정 영역 판별 수단(68)은 앞선 실시예와 마찬가지로, 기관을 특제 연료로써 작동하는 경우에 노크 여유도(K)가 제1노크 여유도 기준치(Kr₁) 보다 작게되는 설정 영역으로서의 기관 부하 영역, 예를들면 고부하 영역인 지 어떤지를 판별하는 것이다.

연료 판별 수단(73)은 설정 영역 판별 수단(68)에 의거하여, 특제 연료의 점화시기 데이타(θ_B)에서의 운전하에서 상기 설정 영역외인 경우에는 보통 연료라고 판별하는 것이다.

운전 파라미터 절환 수단(74)은 연료 판별 수단(73)에 의거하여 운전 파라미터로서의 점화시기 맵의 절환을 행하는 것이다. 노크 여유도 반영 수단(75)은 노크 여유도(K)에 따라 점화시기를 진각 또는 지각시키는 것이다.

다음에 본 제18실시예의 제어 방법에 대하여 설명한다. 우선 급유 판정을 행하고 급유가 없으면 보통 연료 프래그를 확인하여 보통 연료용 점화시기 맵의 점화시기 데이타(θ_A)를 입력한다. 보통 연료 프래그가 셋트되어 있지 않은 경우 및 급유되어 있는 경우는 보통 연료 프래그를 리셋트하고 특제 연료용 점화시기 맵의 점화시기 데이타(θ_B)를 입력한다. 이와같이 하여 운전 조건 설정 수단(56)에 의하여 운전 조건이 설정된다.

그리고 특제 연료용 점화시기 맵이 설정된 경우는 연소 상태 판정 수단(57)에 의하여 노크 여유도(K)가 산출되며, 제1 및 제2노크 여유도 기준치 Kr₁, Kr₂와의 비교를 행한다. KKr₂이면 노킹에 대한 여유가 충분하게 크므로, 점화시기 맵은 변하지 않고 점화시기 데이타를 재입력한다. Kr₁KKr₂이면 양호한 연소 상태에 있다고 생각되므로 점화시기의 변경은 행하지 않는다. KKr₁로된 경우는 노킹의 발생 혹은 발생하기 직전으로 생각되므로 부하 검출 수단(72)에 의하여 기관 회전수 및 부하를 검출하여 입력하고, 설정 영역 판별 수단(68)에 의하여 특제 연료로써 운전하여 노크 여유도(K)가 KKr1로 되는 설정 영역내인지 어떤지를 판별한다.

그리고, 영역외이면 사용된 연료가 보통 연료라고 판단되기 때문에 보통 연료 프래그를 셋트하고, 운전 파라미터 절환 수단(74)에 의하여 보통 연료용 점화시기 맵으로 절환하여 그 점화시기 데이타(θ_A)를 입력한다. 그리고 연소 상태를 판정하여 노크 여유도(K)를 산출하고, 노크 여유도 반영 수단(75)에 의하여 점화시기의 지각(R=R+△R1) 또는 진각(R=R-△R₂)의 제어를 행한다.

또, 상술한 설정 영역 판별 수단(68)에 의하여 영역 내라고 판별되면, 사용된 연료는 특제 연료이므로 점화시기 맵은 그대로하고, 노크 여유도 반영 수단(75)에 의하여 점화시기의 지각 또는 진각을 행한다.

한편, 상술한 운전 조건 설정 수단(56)에서, 보통 연료용 점화시기 맵이 설정된 경우는 노크 여유도(K)를 산출한 후, 노크 여유도 반영 수단(38)에 의하여 점화시기의 지각(R=R+△R₁) 또는 진각(R=R-△R₂)의 제어를 행한다. 그리고, 점화시기가 설정된 후는 재차 연소 상태를 판정하고, 상술한 처리가 반복된다.

제49도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응기관의 제어 방법에 응용한 제19실시예를 나타내는 플로우챠트이다. 본 실시예의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법은 상술한 제18실시예에서의 운전 파라미터로 점화시기 맵을 제어했지만, 그 외에 과급압 맵을 제어하면서 기관의 운전을 행하는 것이다. 즉 급유판정 후에 특제 연료용의 과급압으로 설정함과 더불어 특제 연료용 점화시기 맵의 점화시기 데이타(θ_B)를 입력하여 연소 상태를 판정하고, 사용 연료에 최적인 점화 시기 및 과급압을 설정하는 것이다.

또한 그 외의 구성 및 작용은 상술한 제18실시예와 같으므로 설명은 생략한다.

제50도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에 응용한 제20실시예에서 특제 연료용 점화시기 맵에 의거하여 연소 상태의 판정을 행한 것에 대하여, 미리 시험용의 점화시기 맵을 작성하고, 이것에 의거하여 판정을 행하는 것이다.

즉 급유 판정후 특제 연료 프래그를 리셋트하고, 시험 점화시기 맵으로부터 점화시기 데이타(θ_C)를 입력한다. 이 시험 점화시기 맵이란 특제 연료와 보통 연료의 중간 옥탄가를 가지는 시험 옥탄가 연료에 적합한 점화시기 데이타를 가지는 것이다.

그리고, 이 시험 점화시기 데이타(θ_C)에 의거하여 연소 상태를 판정하여 노크 여유도(K)를 산출하고, 설정 영역내에서 KKr₂이면 특제 연료라고 판별하는 한편, KKr1이면 보통 연료로 판별하고, 점화시기 맵을 절환한다.

또, 상술한 설정 영역이란, 점화시기를 시험 데이타로 설정했을 때에 기관을 보통 연료로써 운전하면 노킹이 발생하기 쉬우나 특제 연료로써 운전하면 노킹이 발생하기 어려운, 예를들면 중간부하영역을 말한다.

이후의 처리에 대하여는 상술한 제18실시예와 같으므로 설명을 생략하지만, 시험 점화시기 데이타(θ_C)가 주어져 있는 상태에 기관을 상기 설정 영역외에서 운전하고 있는 경우에는 사용 연료가 판별된 후와 마찬가지로 노크 여유도(K)에 의한 노크 제어가 행하여진다.

제51도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응형의 기관에 대한 제어 방법을 응용한 제21실시예를 나타내는 플로우챠트이다. 본 실시예에 의한 제어 방법은 상술의 제20실시예에 있어서 시험용 점화시기 맵에 의거하여 사용 연료의 판정을 행할 때에 다른 제어, 예를 들면 과급압 제어를 부가한 것이다.

즉 제51도의 플로우챠트에 나타나듯이 운전 파라미터로서 점화 시기와 과급압을 제어하여 기관을 운전하고 있다. 또 운전 파라미터로서는 이외에 공연비나 압축비를 제어하여도 좋다. 또한 본 실시예의 다른 구성 및 작용은 상술의 제20실시예와 거의 같으므로 설명은 생략한다.

제52도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에 응용한 제22실시예를 나타내는 블럭도, 제53도는 그 플로우챠트이다. 본 실시예의 멀티옥탄가 연료 대응기관의 제어 방법은 제52도에 나타나듯이 설정 영역내에서 점화 시기를 진각시킨 후의 점화 시기 데이타(θ_T)와 절환 기준 점화 시기 데이타(θ_r)를 비교하여 사용된 연료를 판별하도록 한 것이다.

즉, 제53도의 플로우챠트에 나타나듯이 우선, 급유 판정후에 특제 연료 프래그를 리셋트하여 보통 연료 점화시기 맵의 점화 시기 데이타(θ_A)를 입력한다. 그리고 기관 회전수 및 부하를 검출하고, 정상 운전 상태인 설정 영역내이면 운전 조건 변경 수단(76)에 의하여 점화 시기 데이타에서 진각 보정치를 감소시켜 준다. 그후 연소 상태를 판정하고, 노크 여유도(K)가 기준치(Kr₁) 보다 작게 되었을 때에 연료 판별 수단(73)에 의하여 이 점화시기 데이타(θT)와 비교한다.

여기서 절환 기준 점화 시기 데이타(θ_Y)란 기관을 보통 연료로써 작동하는 경우에 KKr₁으로 되는 점화 시기보다도 큰 값이다. 따라서 연료 판별 수단(73)은 θ_Tθ_Y이면 사용된 연료는 보통 연료이고, θ_Tθ_Y이면 특제 연료라고 판단한다.

그리고 그후, 전술의 실시예와 마찬가지로 운전 파라미터 절환 수단(74) 및 노크 여유도 반영 수단(75)에 의하여 설정된 운전 파라미터에 따라 기관을 작동시킨다.

제54도는 본 발명을 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법에 응용한 제23실시예를 나타내는 플로우챠트이다. 본 실시예의 멀티옥탄가 연료 대응 기관의 제어 방법은, 상술의 제22실시예에서 진각후의 점화 시기 데이타와 절환 기준 점화시기를 비교하여 사용 연료를 판별하는 것에 대하여, 진각후의 출력 토크와 절환 기준 토크를 비교하여 판별하는 것이다.

즉, 점화 시기를 진각시킴과 더불어 연소 상태를 판정하여 KKr₁으로 되면, 그때의 출력 토크(T_T)를 검출하여 입력하고, 그 출력 토크(T_T)와 절환 기준 토크(T_Y)를 비교한다. 절환 기준 토크(T_Y)란 엔진을 보통 연료로써 작동하여 KKr₁으로 되었을 때에 발생하는 토크보다도 크고 고옥탄가 연료로써 작동하여 KKr₁으로 되었을 때에 발생하는 토크보다도 작은 값이다. 따라서 사용 연료 판별 수단(73)은 T_TT_Y이면 사용된 연료는 보통 연료이고, T_TT_Y이면 특제 연료하고 판별한다.

또한, 그 외의 구성 및 작용은 상술의 제22실시예와 같으므로 설명을 생략한다.

본 실시예에서는 출력 토크에 의하여 연료의 판별을 행하였지만, 과급압, 공연비, 압축비 등으로 판별하여도 좋다.

상술한 실시예 모두에서, 지연량, 보간 계수 및 노크 여유도의 비교시에 불감대를 설정했지만, 간략화를 위하여 이를 설정하지 않아도 좋다.

그런데 상술한 각 실시예와 같이 본 발명에 의한 연소 상태 판정 방법을 사용하여 연소 상태 제어 장치를 구성하는 경우, 열 발생율의 강하 상황에 따라 점화시기를 전진시킬 때에는 이 점화시기가 최대 토크를 발생하는 점화 시기(MBT:Minimum spark advance for Best Torque)를 초과하여 더욱 진각하여 버리는 것을 방지하는 논리를 고려하는 것도 유효하다.

이러한 본 발명에 의한 제24실시예에 대하여 제43도에 나타내는 장치를 갖춘 것을 예로서 제55도에 의거하여 설명한다.

제55도에서, 기관의 시동 직후에 전자 제어 유니트의 RAM어드레스(θm)값을 0으로 한 후, 크래크각 검출 수단(11)에 의하여 크랭크각(θ)을 검출함과 동시에 실린더 내압 검출 수단(12)에 의하여, 실린더 내압(P)을 검출한다. 그리고, 이들의 검출 결과에 의거하여, 상술한 열 발생율 연산 수단(13)에 의하여 열발생율이 연산되며, 또 노크 여유도 판정 수단(62)에 의하여 노크 여유도(K)(제1실시예에서 나타낸 방법을 사용한 경우에는 강하시간│θ₁₀₀-θ0│이 노크 여유도(K)에 대응한다)가 산출된다.

다음, 노크 여유도(K)와 기준으로 되는 노크 여유도의 차에 의거하여 점화 시기 보정량(θ)'을 산출하고, 기관에 대한 부하와 기관 회전수로써 미리 설정된 기본 점화 시기 맵에서, 현재의 기관에 대한 부하와 기관 회전수에 대응한 기본 점화 시기 데이타(θr)를 판독하고, 이들 점화 시기 보정량(θ') 및 기본 점화 시기(θr)와, RAM의 어드레스(θm)에 입력되어 있던 값에 의거하여 다음 회의 점화를 위한 점화 시기 데이타(θn)를 산출한다.

그래서 어드레스(θm)에 입력되어 있던 값에 이번 회에 구한 점화 시기 보정량(θ')을 더하고, 그 가산 결과를 어드레스(θm)에 입력한다. 이것에 의하여 어드레스(θm)에는 점화 시기 보정량(θ')의 누적 결과가 보관되게 된다.

이러한 후 미리 기관에 대한 부하와 기관 회전수로서 설정된 MBT 맵에서 MBT 데이타(θk)를 판독하고, 먼저 산출한 다음 회의 점화 시기 데이타(θn)와 이 MBT 데이타(θk)를 비교하고, 다음 회의 점화 시기 데이타(θn)가 MBT 데이타(θk)와 같던가 또는 지각측으로 되어 있는 경우에는 다음 회의 점화 시기로서 다음 회의 점화 시기 데이타(θn)를 그대로 채용한다. 반대로, 다음 회의 점화 시기 데이타(θn)가 MBT 데이타(θk) 보다 진각측으로 되어 있는 경우에는 다음 회의 점화 시기로서 MBT 데이타(θk)로 치환한다.

이상의 플로우 실행은 타이머 신호나 크랭크 각 센서에서의 펄스 신호의 인터럽션에 의하여 반복되며, 예를 들면 각 점화마다 혹은 소정 시간마다 다음 회의 점화 시기 데이타(θn)가 구하여진다.

상술한 각종의 불꽃 점화 내연기관의 연소 상태 제어 장치에서 열발생율의 변화 상태인 실린더 내압 변화율의 상황에 의거하여 연소 상태의 판정(노크 여유도의 판정)을 행할 때에는, 상술의 제1실시예 뿐만 아니라 제2실시예 내지 제6실시예에서 나타낸 판정 방법을 채용할 수 있는 것은 당연하다.

다음에 본 발명에 의한 불꽃 점화 내연기관의 연소 상태 판정 방법의 응용예로서, 상술한 연소 상태 제어 장치 이외의 것에 대하여 설명한다.

제56도 내지 제62도에 나타낸 제25실시예는 제13실시예에서도 서술한 연료의 옥탄가 판정에 관한 것이다.

제56도에 나타나듯이 기관(23)의 실린더 헤드(77)에는 이 실린더 헤드(77)와, 실린더 블럭(48)과, 이 실린더 블럭(48)내를 미끄럼운동하는 피스톤(78)에 의하여 둘러싸인 연소실(24)에 각각 선단이 노출된 점화 플러그(25) 및, 실린더 내압 센서(26)가 설치되어 있다. 실린더 헤드(77)를 미끄럼 자재하게 관통하는 밸브로드(79)의 위쪽에는 흡기 밸브(80)를 매개로 흡기 통로(81)를 개폐하기 위한 캡(82)을 일체로 형성한 흡기 캡축(83)이 배치되어 있다.

또한 도시하지 않은 배기 통로나 배개 밸브도 상기 실린더 헤드(77)에 설치되며, 이들의 위쪽에 배기 밸브를 구동하기 위한 배기 캠축 등이 배치되어 있는 것은 물론이다. 본 실시예에서는 흡기 캠축(83)측에 크랭크각 센서(28)를 설치하고 있지만 배기 캠축측에 설치하거나 또는 점화 플러그(25)에 접속하는 도시하지 않는 배전기 등에 장치하는 것도 가능하다.

이 크랭크각 센서(28) 및 상기 실린더 내압 센서(26)에는 누적 연산 수단(84)이 접속하고, 누적 연산 수단(84)은 이들 실린더 내압 센서(26)로부터의 연소실(24)내의 압력 신호 및 크랭크각 위상 신호를 받으며, 열발생율의 변화 상황을 이 누적 연산 수단(84)의 능력에 따라 실시간으로 연산하도록 되어 있다. 이경우 실린더 내압 센서(26)에서의 출력 신호에 포함되는 노킹 등에 의한 고주파 진동 성분을 필터로써 차단하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시예와 같이 실시간성이 중요하지 않은 경우에는 직접 FFT법을 사용한 필터나 프플라인 함수법을 사용한 필터가 유효하다.

본 실시예에서는 열발생율의 변화 상황으로서, 연료의 옥탄가의 차이가 가장 현저하게 나타나는 열발생율의 최초 피크값을 나타내는 크랭크각(θ₁₀₀)의 50%의 값을 나타내는 크랭크각(θ₅₀)으로부터 10%의 값을 나타내는 크랭크각(θ₁₀)에 이르는 시간을 구하였다. 즉 누적 연산 수단(84)의 플로우챠트를 나타내는 제57도에 나타나듯이, 그 50%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₅₀)으로부터 10%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₁₀)에 이르는 강하 시간을 연산한다.

또한 이 경우에는 노킹에 의하여 발생하는 큰 피크를 차단하는 것이 필요하게 된다. 이것은 노킹 발생시의 열발생율 변화 상태로부터 단순히 피크를 채택하면, 노킹에 의한 피크가 최대치로 되는 것이 많고, 본 발명에서 검출하려는 최대치는 정상 연소시의 피크인 것에 의한다.

상기 치단법으로서는 정상 연소시의 열발생율의 파형 패턴을 기억하고, 이것에서 크게 벗어나게 되는 부분은 차단하는 패턴 매칭법이나, 노킹에 의한 피크는 정상 연소시에 발생하는 피크후에 반드시 발생하기 때문에, 1회의 연소 공정중에 2개 발생하는 피크중, 나중에 발생하는 피크를 무시하는 방법이 유효하다.

이렇게 하여 본 실시예에서는 40회의 연소 행정을 샘플링하고, 각각 구하여진 강하시간│θ₅₀-θ₁₀│을 가산하여 이것을 열 발생율의 변화 상황을 수치화한 것으로 설정한다. 이 열발생율의 변화 상황으로서는 40회의 각 강하시간│θ₅₀-θ₁₀│의 값을 작은 순서로 배열하여 제58도 내지 제60도에 나타내듯이 그래프화하거나, 평균 치로하는 것도 당연히 가능하고 θ₁₀₀에서 θo에 이르는 강하 시간으로 연산하여도 좋다. 또 기관의 운전 조건으로서는 보통 가솔린과 특제 가솔린에서 차이가 나기 쉬운 조건, 예를들면 점화 시기의 진각을 25°BTDC로 하는 등의 운전 조건을 설정하는 것이 바람직하다.

즉 제58도 내지 제60도는 제13실시예에 나타낸 운전 상태에서의 열발생율의 각각 최초의 피크 50%에서 10%에 이르는 시간 간격을 기관의 크랭크 각도로 치환하여 구하고, 40회 계측했을 때의 데이타를 값이 작은 순서로 배열하여 도식화한 결과를 나타낸다.

도면중 점화 시기를 25°BTDC로 했을 때에 나타나는 ● 표는 노킹이 발생한 경우를 나타내고 있으며, 이로부터 명확하듯이 보통 가솔린은 노킹 발생 조건 혹은 그 근방에서 연소 행정의 최종 영역 기간이 통상 연소의 경우보다도 큰 폭으로 단축되는데 대하여 특제 가솔린의 경우에는 이것이 거의 변화하지 않는 것이다. 이상으로 부터 옥탄가를 판정하기 위하여는 점화 시기를 예를들면 25°BTDC로 설정하는 것이 좋다.

한편, 본 누적 연산 수단(84)과, 함께 옥탄가 판정 수단(58)에 접속하는 기억수단(85)에는, 미리 옥탄가가 여러종류의 표준 연료를 시료로 하여 동일조건으로 연소시켜, 제57도에 나타낸 순서에 따라 각각 40회의 강하시간의 연산 결과를 가산하고, 이들 각 표준 연료의 가산 결과가 기억되어 있다.

그리고 옥탄가 판정 수단(58)은 제61도 플로우챠트에 나타나듯이 옥탄가를 측정할 시료의 가산 결과와, 기억수단(85)에 기억된 표준 연료를 비교하여 시료의 옥탄가를 결정한다. 그렇게 때문에 기억 수단(85)에 기억된 표준 연료를 종류가 많을 수록 측정 결과의 신뢰성이 높게 되는 것은 물론이다. 또한 시료의 가산 결과에 대하여 동일한 가산 결과의 표준 연료를 찾아내지 않도록 하는 경우에는 보간법 등에 의하여 시료의 옥탄가를 판정한다.

또한, 제25실시예에서는 점화 시기의 진각을 일정하게 유지했지만, 본 발명의 제26실시예의 플로우챠트를 나타내는 제62도에 나타나듯이 옥탄가가 상이한 여러종류의 표준연료를 사용하여 각각 점화시기를 각각 기억하여 두는 한편, 시료를 사용하여 점화 시기를 전지시키면서 운전하고, 40회의 강하 시간에 대한 평균치가 상술한 기준치 이하로 될때의 점화 시기를 구하며, 이것과 먼저의 표준 시료 점화 시기를 비교하여 시료의 옥탄가를 판정하는 것도 가능하다.

이경우 점화시기의 초기치는 시료와 표준 연로로써 강하 시간에 차가 발생하지 않도록 점화 시기를 설정하는 것이 바람직하다. 앞에서도 서술했듯이 열발생율과 실린더 내압은 비례 관계에 있으므로 실린더 내압 혹은 그 변화율의 변화 상황으로부터 직접 시료와 표준 연료의 옥탄가를 비교하는 것도 가능하다.

다음에 상술한 불꽃 점화 내연기관의 연소 상태 제어 장치에 관한 상술한 복수의 실시예중에서 점화 시기 맵 등의 연소 제어 맵의 작성에 관한 제27실시예에 대하여 설명한다.

제63도에 나타나듯이, 본 실시예의 점화 시기 맵 작성 장치는 시험용의 기관(23)과, 이 기관(23)이 운전 상태를 제어하는 운전 조정 수단(60) 및, 운전에 의하여 얻어진 데이타를 연산 처리하여 맵을 작성하는 맵 작성 연산 수단(86)으로 주요부가 구성되어 있다.

기관(23)의 각 기통의 연소실(24)에는 점화 플러그(25)외에 실린더 내압 검출 수단의 실린더 내압 센서(26)가 설치되어 있다. 실린더 내압 센서(28)가 인접하여 설치되며, 흡기 통로(81) 및 배기 통로(87)에는 각각 흡기압을 검출하기 위한 흡기압 센서(88)와 배기중의 산소 농도를 검출하기 위한 O2센서(89)가 설치되어 있다. 그리고 크랭크 샤프트(90)에는 기관(23)에 부하를 부여하거나 출력이나 축 토크 등을 계측하기 위한 다이나모메터(91)가 접속하고 있다.

운전 조정 수단(60)은 점화 드라이버(92) 등을 매개로 점화 플러그(25)를 구동하는 외에, 도시하지 않은 연료 분사 밸브나 도로틀 밸브 등을 구동하여 분사량이나 흡기량 등의 제어를 행한다.

이상의 각 센서(26,28,88,29)나 다이나모메터(91)에 의하여 계측된 측정치와 운전 조정 수단(60)의 제어 수치는 모드 맵 작성 연산수단(86)에 입력된다. 맵작성 연산수단(86)에서는 실린더 내압 센서(26)로부터의 신호가 크랭크각 센서(28)로부터의 신호와 함께 열발생율 연산수단(13)에 입력되고, 처리가 행하여진 후, 메모리(21)에 입력된다. 크랭크각 센서(28)로부터의 신호는 기관 회전수 연산 수단(93)을 거쳐 메모리(21)에 입력되고, O2센서(89) 또는 도시하지 않은 배기 분석계 등에서의 신호는 앰프(AMP)(50)에 의하여 증폭되어 메모리(21)에 입력 된다.

그리고 그외의 센서나 기기겡서의 신호는 그대로 메모리(21)에 입력된다. 맵 작성 연산수단(86)에는 상술의 각 센서나 기기외에 대기압이나 대기온도등의 대기 조건을 검출하는 도시하지 않은 검출 수단이 접속되고, 그 검출 수단에서의 신호도 메모리(21)에 입력 된다.

맵작성 연산수단(86)내에는 데이타 뱅크(94)와 점화시기 연산수단(65) 및 맵 작성수단(95)이 설치되어 있다. 열발생율 연산 수단(13)으로부터 메모리(21)에 입력된 데이타는 점화시기 연산수단(65)을 경유하여 데이타백(94)에 입력된다. 메모리(21) 내의 다른 각종 신호(데이타)도 정리되어 뱅크(94)에 입력된다. 맵 작성 수단(95)에서는 데이타 뱅크(94)내의 각 데이터를 사용하여 점화시기 맵이 작성된다.

이하 제64도의 플로우챠트에 의거하여 제27실시예의 작용을 서술한다.

M30-M31에서, 운전 조정 수단(60)에 기동되어, 기관(23)이 회전을 시작하면 맵 작성 연산수단(86)에서는 시험에 앞서서, 시험 개시시의 기관 회전수(NE)를 최저 회전수(아이들링 회전수)로 설정하는 한편, 부하(L)를 무부하로 설정하고, 공연비(A/F)를 최고범위로 설정하며, 점화시기(S)를 최대지연 값으로 각각 설정하여 운전 조정 수단(60)에 입력한다.

다음에 M34, M35에서, 크랭크각 센서(28)에 의하여 실제의 기관 회전수(Ne)가 도시하지 않은 드로틀 위치 센서나 흡기압 센서(88)등의 출력에 의하여 실제부하(L)가 O2센서(89) 또는 도시하지 않은 배기분석 계산에 의하여 실제 공연비(A/F)가 각각 계측되며, 맵 작성 연산수단(86)내에서 상기 설정치와 비교된다. 그리고, M36에서 계측치와 설정치 사이에 차이가 있는 경우에는 그 차이가 없게 되도록 설정치에 대한 보정량을 산출하여 운전 조정 수단(60)에 입력한다.

설정치와 계측치가 같게되면 M37에서 i=1로 하고, M38에서 크랭크각 센서(28)에 의하여 크랭크각(θ)을 검출함과 동시에, 실린더 내압 센서(26)에 의하여 각 기통의 실린더 내압(P)을 검출한다. 그리고 M39에서 열발생율 연산수단(13)에 의하여, 크랭크각(θ)과 실린더 내압(P)을 사용하여 열발생율 dQ/dθ를 연산한다.

다음에, 열발생율 연산수단(13)에서는 얻어진 열발생율 dQ/dθ로부터 열발생율 dQ/dθ 의 강하에 필요한 시간, 즉 그 최대치에서 연소 완료로의 이행시간을 연산 한다. 이 이행 시간으로서는 실시간이 아니고, 최대치에 있어서 크랭크각(θ100)과 연소 완료시에 있어서의 크랭크각(θo)의 차│θ₁₀₀-θ0│을 사용하지만, 그 순서는 제 실시예에서 나타낸 대로이다.

이어서, M40에 기관(23)의 출력토크(T)를 검출한다.

그리고, M41에서 그때의 기관 회전수(NE), 부하(L), 공연비(A/F), 점화시기(S), 강하시간│θ₁₀₀-θ0│, 토크(T)를 메모리(21)에 기억하고, M42에서 i=100인지 아닌지를 판정한다.

i가 100 미만인 경우, M43에서 i=i+1로서 재차 기관 회전수(NE), 부하(L), 공연비(A/F), 점화시기(S), 강하시간│θ₁₀0-θ0│, 토크(T)를 산출 혹은 검출하고, 메모리(21)에 기억한다.

그리고, M44에서 i=100으로 되면 메모리(21)에 기억된 100회의 데이타중 허용 변동 범위외의 것을 삭제한다.

구체적으로는 100회의 데이타중, 회전수(NE), 부하(L), 공연비(A/F), 점화시기(S)의 어는 것인가의 값이 설정치와 극단적으로 차이가 있는 데이타를 삭제 하도록 한다.

다음에 상술의 강하 시간│θ₁₀₀-θ0│과 후술하는 미리 설정된 기준치를 비교하고, 아래에 나타내는 방법으로 노킹 상태인지 아닌지의 판정을 행한다.

즉 노킹 직전의 상태에서의 열발생율은 상술과 같이 그 이전의 상태에 비하여 강하쪽이 크게 변화하고, 강하시간│θ₁₀₀-θO│이 기준치 보다도 작게 되는 확율(A1)을 산출하고, 이것을 허용치(A0)와 비교한다. 여기서 A0은 노크 여유도의 판정 기준치이고, A1A0이면 충분히 노크하지 않는 상태로 판정하고, A1A0의 경우는 노크에 대한 여유가 없다고 판정하는 것이다. A1A0의 경우는 M46에서 MBT의 판정을 행한다.

즉 전회의 데이타 판독시의 토크(T)의 평균치(T_n-1)와, 금회의 데이타 판독시의 토크(T)의 평균치(TN)를 비교하고, 비교 결과가 T_nT_n-1에서 T_nT_n-1로 변화했을 때 전회의 점화시기를 MBT로 한다. T_nT_n-1로된 경우는 금회의 강하시간│θ₁₀₀-θO│의 평균치(B1)와 기준치(B0)의 편차를 구한다. 여기서 기준치는 전화시기(S)를 진각가능한지 아닌지를 판정하는 것이며, 상술의 M45에 있어서의 강하시간│θ₁₀₀-θO│이 기준치보다도 작게되는 확율(A1)에 의한 노크 여유도의 판정에 비하여, 보다 정밀도가 높은 진각한계를 판정하는 것이다. 그리고, M47에서 강하 시간의 평균치와 기준치의 편차(b1)가 허용치(b0)이상이면, M48에서 점화시기(S)를 △R진각하고, 재차 상술의 100회의 데이타 판독을 행한다.

한편, 강하시간의 평균치와 기준치의 편차가 허용치 이하이면, M50에서 그때의 운전파라미터가 최적치라고 판단하고, 각각의 값을 맵 데이타로서 메모리(21)에 기억한다. 즉 MBT보다도 먼저 진각한계가 온 경우는 그 시점에서 진각을 중단한다.

상술한 최대 토크의 판정으로서 T_nT_n-1된 경우는 MBT를 지나 더 진각한 것으로 판단하고, M49에서 점화시기(S)를 △R지각시켜, 각 운전 파라미터를 맵 데이타로하여 메모리(21)에 기억한다.

이상과 같이하여 기관 회전수(Ne)가 최저 회전수, 부하가 무부하, 공연비가 최고범위 일때의 최적 점화시간이 구하여지면, 이어서 M51, M52에서 기관 회전수를 최저 회전수로, 부하를 무부하로 각각 고정한채, 공연비를 최고범위보다 Q씩 린화하여, 각각 A/F값에 있어서 최적점화시기(S)를 구한다.

그리고, 최고범위로부터 린한계치(lean limit value)까지의 각각의 A/F값에 대한 최적 점화시기가 구하여지면, 다음에 부하의 값을 변경하여 데이타의 판독을 행한다. 즉, M53, M54에서 기관 회전수를 최저 회전수로, 부하를 무부하에서 △L만큼 증대시킨 값으로 각각 고정하고, 모든 A/F값에 대한 최적 점화시기를 구한다.

그후 부하를 최대 부하까지 △L씩 증대 하여가고, 각각의 부하치에 대하여 A/F값을 최고범위로부터 린한계치까지 변화시켜, 최적 점화시기를 구하여 간다. 그리고, 기관 회전수의 최저 회전수에 대하여 부하의 A/F값의 모든 조합에 대한 최적 점화시기가 얻어지면, 이번에는 기관 회전수를 변경하여 데이타의 판독을 행한다. 즉 M55, M56에서 기관 회전수를 최저 회전수에서 최대 회전수까지 △Ne씩 증대시켜가고, 각각의 회전수에 대하여 부하와 A/F값을 변화시켜 모든 설정치에 대한 최적 점화시기를 구한다.

이상과 같이하여 기관 회전수, 부하, 공연비(A/F)에 대하여 각가 초기치에서 한계치까지 모든 조합에 대한 최적 점화시기를 구하고, 얻어진 데이타는 메모리(21)로부터 데이타 뱅크(94)로 입력된다.

다음에 데이타 뱅크(94)내의 데이타는 제65도 및 제66도에 나타내는 측정 데이타군에 편집된다. 그리고 최후에 맵작성 수단(95)에 의하여 기관(23)을 탑재하는 차량의 종류(연비중시인가 출력중시인가등)에 따라 최적 점화시기 및 공연비의 조합이 추출 정리되며, 이들의 최적 점화시기 데이타에서 제67도에 나타나듯이 점화시기맵이 작성된다.

이상으로 제27실시예의 설명을 종료하지만, 예를들면, 노킹 발생 조건 근방에 있는 지 아닌지의 판정에서, 열발생율의 최대치에 대하여 50%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₅₀)으로부터 10%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₁₀)까지의 범위 등 다른 영역을 사용하여도 좋고, 연소물리량으로서 실린더 내압에 대신하여 상술한 연소광의 분광에 의한 휘선 스펙트럼 강도등을 사용하도록 하여도 좋다.

또한 점화시기나 공연비 맵의 작성만으로 한정되는 것이 아니고, 제68도, 제69도에 각각 나타나는 EGR율, 과급압등의 측정 데이타군으로부터, 각각의 맵을 작성하는 연소제어 맵 작성 장치에 적용하는 것도 가능하다.

상술한 각 실시예에서, 열발생율의 강하 상태를 나타내는 데이타인 예를들면 시간과 비교되는 적절한 노크 여유도를 가지는 기준치가, 연소실 근방의 진동 가속도를 검출하는 G센서의 출력에 의거하여 수정되도록 하여도 좋다. 이것을 맵작성 장치에 사용한 제28실시예가 제69도 및 제70도에 도시되어 있다.

제69도에 나타내는 제26실시예의 하드웨어는 기관(23)의 실린더 블럭(48)에 G센서를 설치하고, 이 G센서(49)의 출력이 맵 작성 연산수단(86)에 입력되도록 되어 있으며, 이것 이외는 제27실시예의 하드웨어와 같다. 그리고 본 실시예에 있어서의 맵의 작성과정도 제70도에 나타나듯이 M57∼M69의 스텝을 제외하고 M30∼M56의 스텝은 제27실시예의 것과 같다.

즉 스텝(M35)에서 설정치와 계측치가 같게 되면, M57에서 실린더 내압(P)을 사용한 연소 판정과 G센서에서의 출력에 의한 연소 판정의 양쪽을 행하는 영역인지 판정한다. 그 판단 기준은 기관(23)에 따라 다르므로, 본 플로우챠트에 의한 프로그램을 실행하기 전에 이미 데이타문장으로서 입력항 두는 등의 방버으로 설정하여 두고, 상기 양쪽 방향의 판정을 행하는 영역이면 M58에서 i=1로하고, 크랭크각 센서(28)에 의하여 크랭크각(θ)을, 실린더 내압 센서(26)에 의하여 각 기통의 실린더 내압(P)을 확인하기 위하여 그때의 실회전수(NE), 실부하(L), 실공연비 A/F를 각각 M59에서 검출한다. 이에 부가하여 M60에서 G센서에서의 출력을 검출한다. 그리고 열발생율 연산 수단에 의하여 크랭크각(θ)과 실린더 내압을 사용하여 열발생율 dQ/Dθ을 연산한다.

다음에 열발생율 연산수단(13)에서는 얻어진 열발생율 dQ/dθ에서 열발생율 dQ/dθ의 강하에 요하는 시간, 즉 M61에서 그 최대치에서 연소 완료로의 이행 시간을 연산한다. 이 이행 시간으로서는 실시간이 아니고, 최대치에 있어서의 크랭크각(θ100)과 연소 완료시에 있어서의 크랭크각(θO)의 차│θ₁₀₀-θO│을 사용하였지만 이것은 제1실시예에서 나타낸 대로이다.

다음에 M62에서 검출한 G센서에서의 출력에 의하여 노킹의 유무를 판정한다. 판정 방법으로서는 종래부터 공지의 G센서 출력에 의한 노킹 판정 방법이 사용된다. 이어 M63에서 기관의 출력 토크(T)를 검출하고 다음에 상술의 엔진 회전수, 부하, 공연비, 점화시기, 강하시간, G센서 출력에 의한 노킹 유무, 토크를 M64에서 메모리(21)에 기억함과 동시에 M65에서 i=100인지 아닌지 판정한다.

i가 100에 이르지 않는 경우는 M66에서 i=i+1로 하여, 다시 기관 회전수, 부하, 공연비, 점화시기, 강하시간, G센서 출력에 의한 노킹 유무, 토크를 산출 혹은 검출하고, 메모리(21)에 기억한다.

그리고 M67에서 i=100으로 되면, 메모리에 기억된 100회의 데이타중 허용 변동 범위외의 것을 삭제한다. 구체적으로는 100회의 데이타에 있어서, 기관 회전수, 부하, 공연비의 어느 것인가의 값이 기준치와 극단적으로 차이가 있는 어느 데이타나, 실린더 내압의 값이 이상하게 낮아 실화(mis-fire)한 것으로 추정되는 연소 사이클의 데이타등을 삭제하도록 한다.

나머지의 유효 데이타로된 연소 사이클의 G센서에 의한 노킹 유무 판정결과를 사용하여 노킹 검출 확률(C1)을 연산하고, M68에서 미리 설정하여 있던 허용 확률치(C0)와 비교한다. G센서에 의한 노킹 검출 확률이 허용확률치 이상이면, 상기 유효 데이타로된 연소 사이클의 강하시간의 데이타 대한 통계적인 처리값을 가지고, M69에서 후술의 강하시간의 판정용 기준치를 보정한다.

구체적으로 상기 유호 데이타와 후술하는 강하시간의 기준치를 비교한 경우, 강하시간이 기준치보다도 작게 되는 확율이 후술하는 허용치(A0)로 되도록 기준치를 보정한다. 이 경우, 금회의 설정 점화시기는 최적 점화시기보다 앞서 진행하여 버렸으므로, M49에서 △R지각시켜 각 운전 파라미터를 맵 데이타로하여 M50에서 메모리에 기억한다. 다음에 G센서에 의한 노킹 검출 확율이 허용 확률치 C이하이면, 상술의 강하 시간과, 후술의 기준치를 비교하고, M45에서 노킹 상태인지 아닌지의 판정을 행한다.

M45이후의 처리는 제27실시예와 같다.

그리고, 이 스텝 M16 또는 스텝 M21 이후의 처리는 제27실시예의 경우와 동일하다. 스텝 M57에서의 판정 결과에 의거하여, G센서에서의 출력에 의한 연소 판정을 행하지 않는 영역에서는, 제27실시예와 모두 같은 처리가 행하여진다.

본 실시예는 제27실시예와 같이 노킹 발샐 조건 근방에 있는지 아닌지의 판정에서, 열발생율의 최대치에 대하여 50%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₅₀)으로부터 10%의 열발생율을 나타내는 크랭크각(θ₁₀)까지의 범위 등 다른 영역을 사용하여도 좋다. 실시예는 점화시기나 공연비 맵의 작성만에 사용되는 것은 아니고, EGR율, 과급압등의 측정 데이타군에서, 각각의 맵을 작성하는 연소 제어 맵 작성 장치에 적용하여도 좋다. 또 이것을 동력시험 장치등에 적용하는 것도 가능하다.

Claims

불꽃점화 내연기관의 연소실내의 연소에 따라 변화하는 연소 물리량을 검출하는 제1스텝과, 상기 제1스텝의 검출 결과에 의거하여 열발생율을 연산하는 제2스텝과, 상기 제2스텝의 검출 결과에 의거하여 상기 열발생율의 변화에 따라 연소 상태의 양부를 판정하는 제3스텝을 갖춘 불꽃점화 내연기관의 연소상태 판정방법에 있어서, 상기 제3스텝이 연소 기간 후기의 강하영역에 일어나는 열발생율의 감소측 변화에 따라 연소상태의 양부를 판단하는 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관의 연소상태 판정방법.
제1항에 있어서, 상기 제3스텝은 기준으로 되는 열발생율의 변화상태와 제2스텝에서 연산된 열발생율의 변화상태를 비교하는 스텝과, 이 비교 결과에 의거하여 노킹 발생에 대한 여유도를 연소상태의 양부로서 판정하는 스텝을 갖춘 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관의 연소상태 판정방법.
불꽃점화 내연기관(23)의 연소실(24)내의 연소에 따라 변화하는 연소 물리량을 검출하는 연소 물리량 검출수단(12)과, 이 연소 물리량으로붙 열발생율 또는 이와 상관관계에 있는 상관 물리량을 연산하는 연산수단(13)과, 이 연산수단(13)의 출력에 의거하여 연소기간 후기의 강하영역에서 일어나는 열발생율의 감소측 변화에 따라 상기 불꽃점화 내연기관의 연소 제어용 작동 파라미터를 설정하는 파라미터 설정수단(61)과, 이 파라미터 설정수단에 의하여 설정된 상기 연소제어용 작동 파라미터에 의거하여 상기 불꽃점화 내연기관의 연소상태를 조정하는 조정수단(60)을 갖춘 것을 특징으로 하는 불꽃점화 내연기관(23)의 연소상태 제어장치.