KR0172191B1

KR0172191B1 - 내연기관의 연소상태판정방법 및 내연기관의 연소상태제어방법 및 연소상태제어장치

Info

Publication number: KR0172191B1
Application number: KR1019950703504A
Authority: KR
Inventors: 카즈히데 토가이; 오사무 히라코; 쇼고 오오모리
Original assignee: 나까무라 유이찌; 미쯔비시지도오샤고오교오 가부시기가이샤
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR960701289A; US5687692A; DE4480111C2; WO1995017592A1; DE4480111T1

Abstract

자동차 등에 탑재되는 희박연소식 엔진의 연소제어장치에 관한 것으로서, 희박연소 운전시에, 연소변동의 확률·통계적성질을 고려해서 확실한 연소제어를 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고, 엔진(1)에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 변동검출수단(107)과, 변동치를 엔진(1)의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 정규화변동치검출수단(102)과, 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치를 구하는 연소악화판정치산출수단(104), 연소악화판정치를 참조하고 소정의 기준치와 비교하여 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록 엔진(1)의 연소변동조정요소(106)를 제어하는 연소상태 제어수단(105)을 구비하도록 구성한다.

Description

[발명의 명칭]

내연기관의 연소상태판정방법 및 내연기관의 연소상태제어방법 및 연소상태제어장치

[도면의 간단한 설명]

제1도~제15도는 본 발명의 제1실시예로서의 내연기관의 연소상태판정방법 및 내연기관의 연소상태제어방법 및 연소상태제어장치를 표시한 것으로서,

제1도는 그 제어블록도.

제2도는 그 연소상태제어장치를 가진 연소시스템의 전체구성도.

제3도는 그 연소상태제어장치를 가진 엔진시스템의 제어계를 표시한 하드블록도.

제4도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 순서도.

제5도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 순서도.

제6도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제7도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 보정특성맵.

제8도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 모식적 그래프.

제9도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 모식적 그래프.

제10도는 그 연소상태제어장치의 동작을 설명하기 위한 정규화특성맵.

제11도는 그 연소상태제어장치에 있어서의 회전변동검출부를 표시한 모식적사시도.

제12도~제15도는 모두 엔진의 연소변동특성을 설명하는 도면이다.

제16도~제21도는 본 발명의 제2실시예로서의 엔진의 연소상태제어장치를 표시한 것으로서,

제16도는 그 제어블록도,

제17도는 그 동작을 설명하기 위한 순서도.

제18도는 그 동작을 설명하기 위한 순서도.

제19도는 그 제어대상특성을 표시한 모식적 그래프,.

제20도는 그 제어대상특성을 표시한 모식적 그래프.

제21도는 본 장치에 있어서의 험로 및 연소악화판정을 위한 임계치의 대소관계를 설명하기 위한 도면이다.

제22도~제26도는 본 발명의 제3실시예로서의 내연기관의 연소제어방법 및 연소제어장치를 표시한 것으로서,

제22도 및 제23도는 본 방법을 실시하기 위한 장치의 제어블록도,

제24도~제26도는 모두 본 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

제27도는 그 리인번엔진에 있어서의 연소변동 특정한 그래프.

제28도는 엔진에 있어서의 인젝터유량의 특성불균일을 표시한 그래프.

제29도는 엔진에 있어서의 공연비와 연소변동, NOx량의 관계를 설명하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진(내연기관) 2 : 연소실

3 : 홉기통로 4 : 배기통로

7 : 에어클리너 8 : 스로틀밸브

9 : 인젝터 10 : 3원촉매

11A : 제1바이패스통로 11B : 제2바이패스통로

12 : STM밸브 13 : 퍼스트아이들에어밸브

14 : 에어바이패스밸브 15 : 연료압조절기

17 : 에어플로센서 18 : 홉기온센서

19 : 대기압센서 20 : 스로틀포지션센서

21 : 아이들스위치 22 : 리니어 O₂센서

23 : 수온센서 24, 220 : 크랭크각센서

25 : ECU 26 : CPU

28, 35 : 입력인터페이스 29 : 아날로그/디지틀변환기

30 : 차속센서 36 : ROM

37 : RAM 39 : 분사드라이버

40 : 점화드라이버 41 : 파워트랜지스터

42 : 점화코일 43 : 배전기

44 : ISC드라이버 45 : 바이패스에어용드라이버

46 : EGR드라이버 80 : EGR통로

81 : EGR밸브 83 : EGR밸브제어용전자밸브

101 : 변동검출수단 102 : 정규화변동치검출수단

104 : 연소악화판정치산출수단 105 : 연소상태제어수단

106 : 연소변동조정요소 107 : 각가속도 검출수단

108 : 평활화수단 110 : 임계치갱신수단

111 : 실화판정기준치 112 : 기준치설정수단

113 : 험로판정수단 114 : 희박화제어제한수단

115 : 험로판정임계치설정수단 116 : 파일럿통로

142 : 에어바이패스밸브제어용전자밸브

201 : 크랭크축 207 : 회전변동검출수단

208 : 희박연소한계운전수단 209 : 기통간공연비불균일검출수단

210 : 연료분사량변경수단 211 : 인젭터구동보정수단

221 : 회전부재 222 : 검출부

230 : 기통판별센서

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 소요의 운전조건하에서는 이론공연비보다도 희박쪽 공연비에서의 희박연소운전을 행하는 희박연소식 내연기관(엔진)에 사용하기에 적합한 내연기관의 연소상태판정방법 및 내연기관의 연소상태제어방법 및 연소상태제어장치에 관한 것이다.

[배경기술]

최근, 소요의 운전조건하에서는 이론공연비(스토이키오)보다도 희박쪽 공연비(리인)에서의 희박연소운전을 행하는 희박연소식내연기관(소위 리인번엔진)이 제공되고 있다.

일반적으로, 엔진에 공급되는 혼합기의 공연비를 리인화(희박화)해서, 희박연소시키면, 이 리인연소영역에서의 NOx 발생량은, 제29도에 표시한 바와 같이 상기한 리인화에 의해서 대폭으로 저하하는 것이 알려져있다. 따라서, NOx저감이라는 관점에서는, 설정공연비를 더욱 리인한계쪽으로해서 엔진을 운전하는 것이 효과적이다.

따라서, 이와 같은 리인번엔진에서는, 희박연소 운전(리인번 운전)시에는 NOx 배출량 저감을 위하여 공연비를 매우 크게(즉,혼합기가 매우 희박해지도록)설정하고 있고, 그 공연비의 값은, 혼합기가 안정된 연소를 행할 수 있는 한계(리인한계)근처에 설정되어 있다.

그리고, 이와 같은 리인번운전을 행함으로써, NOx 배출을 억제하고 연비를 대폭으로 향상시킬 수 있다.

그런데, 리인번운전을 행하기 위하여 제어장치에 의해 연소상태를 제어하는 것이 행해지고 있고, 이 제어에 있어서, 크랭크축의 각가속도로부터 엔진토크를 추정하는 것이 논문 등에서 발표되고 있다.

그러나, 이들의 추정은, 변화하는 순간치를 사용해서 순간마다 행하는 것이고, 엔진토크Pi의 확률·통계적성질을 고려하고, 소정의 기간마다 안정된 확실한 제어를 행하는 것은 고려되고 있지 않다.

또, 제27도에 표시한 바와 같이, 엔진에 있어서의 연소변동은, 각 기통간에서 불균일이 있고, 이 불균일은 인젝터나 흡기관형상, 밸브타이밍 등의 어긋남에 의한 공연비 불균일에 의해 발생한다.

이 때문에, 리인번운전에서는, 가장 연소변동이 큰 기통의 공연비에 대응하도록 연소상태를 제어하고 있다.

그러나, 이와 같은 수단에서는, 비교적으로 연소변동이 작은 기통에서는, 한계공연비에서의 운전을 행할 수 없다는 과제가 있다.

본 발명은, 이와 같은 과제에 비추어 창안된 것으로서, 리인번 운전시에, 연소변동의 확률·통계적성질을 고려하고, 확실한 연소제어, 특히 각 기통마다의 확실한 연소제어를 행할 수 있도록 한, 엔진의 연소상태판정방법 및 엔진의 연소상태제어방법 및 연소상태제어장치를 제공하는 것을 제1목적으로 한다.

그런데, 리인번제어에 있어서는, 연소변동의 크기에 의거한 제어를 행할 경우, 변동이 소정 이상으로 커지면, 연소상태가 악화하고 있다고 판단해서, 농후쪽으로 이행시키는 연료분사량 등의 제어가 행해진다.

이와 같은 제어수단으로서, 연소변동을 엔진의 회전변동으로부터 추정해서 행하는 경우, 험로 주행시에 있어서도 회전변동이 크게 발생하는 것이 생각되고, 이와 같은 경우에, 농후쪽으로 과잉의 보정제어가 행해질 가능성이 있다.

본 발명은, 이와 같은 과제에 비추어서 창안된 것으로서, 희박연소 운전시에, 연소변동의 확률·통계적성질을 고려하고, 확실한 연소제어를 행할 수 있도록 하는 동시에, 험로주행시에 있어서도 정확한 제어를 행할 수 있도록 한 엔진의 연소상태제어장치를 제공하는 것을 제2목적으로 한다.

한편, 희박연소운전을 행함으로써, NOx 배출을 억제하고 연비를 대폭으로 향상시킬 수 있으나, NOx 배출을 삭감하기 위해서는 3원촉매 등이 사용되고 있고, 촉매를 최대효율에서 사용하도록, 연료분사량을 제어하는 것이 행해진다.

이 연료분사량제어에 있어서는, 공연비센서(A/F센서)에 의해 연소가스의 조성을 검출하고, 연료분사량을 보정하는 방법이 사용되고 있다.

공연비센서는 일반적으로 배기관집합부에 배설되어 있고, 각 기통의 평균적인 공연비밖에 검출할 수 없기 때문에 연료분사량의 제어는 평균공연비에 의한 제어가 된다.

여기서, 다기통내연기관에 있어서의 인젝터유량의 특성은 제28도에 표시한 바와 같이 불균일을 가지고 있다. 즉, 제28도는 가로축에 연료분사펄스폭을 취하고, 세로축에 유량오차를 취하고, 임의로 추출한 인젝터의 분사특성, 특히 각 인젝터의 분사량을 비교해서 표시하고 있고, 제28도에 표시한 바와 같이 2∼3%의 오차가 존재하는 것을 알 수 있다.

이 분사특성의 오차는 인젝터밸브구동의 불균일에 더하여 밸브시트 근처의 형상오차에 의해서도 증폭되는 경향이 있다.

이에 더하여, 흡기관의 배치에 의한 기통간 흡기량의 불균일, 흡기밸브개폐타이밍의 불균일에 의한 뱅크간의 흡기량 불균일 등에 의해, 각 기통의 공연비는 이론공연비를 중심으로 해서, 어떤 폭내에 분포하고 있다(제27도 참조).

이 때문에, 전체기통에 걸쳐 촉매의 최대효율점에서 운전하는 것은, 종래의 제어수단에서는 곤란하다.

여기서, 각 기통마다 공연비피드백제어를 행하는 것이 생각되고, 이와 같은 제어수단으로서 채용의 가능성을 가진 것으로서, 예를들면 일본국 특개평 2-227534호 공보에 개시된 것과 같이, 각 기통마다의 회전변동을 사용해서 분사량을 제어하는 것이 생각된다.

그러나, 이와 같은 수단에서는, 스토이키오 운전시에 있어서 각 기통마다의 변동을 검출하는 것이 곤란하다.

즉, 스토이키오 운전시에 있어서 각 기통 상호의 변동을 검출하기 위해서는, 내연 기관을 매우 저회전의 아이들운전 등으로 할 필요가 있는 것으로서, 통상 운전시에 변동을 검출하는 것은 곤란하다.

본 발명은, 이와 같은 과제에 비추어서 창안된 것으로서, 희박연소 운전시에 있어서의 회전변동을 이용해서, 이론공연비에 의한 운전시에 있어서도 각 기통마다의 확실한 연소제어를 행할 수 있도록 한, 내연기관의 연소제어방법 및 연소제어장치를 제공하는 것을 제3목적으로 한다.

[발명의 개시]

이를 위해, 본 발명의 엔진의 연소상태판정방법은, 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 제1스텝과, 이 변동치를 상기 엔진의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 제2스텝과, 상기 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화상태를 판정하는 제3스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치가 검출되고, 이 변동치를 엔진의 운전상태에 따라서 정규화한 정규화변동치가 구해지고, 이 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화상태가 판정된다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태판정방법에 의하면, 엔진의 운전상태에 대응한 연소 상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 행할 수 있게 되는 이점이 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태판정방법은, 상기 소정의 임계치가 상기엔진의 운전상태에 대응해서 갱신되도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 소정의 임계치가 엔진의 운전상태에 대응해서 갱신된다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태판정방법에 의하면, 엔진의 운전상태에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 행할 수 있게 되는 이점이 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태판정방법은, 상기 연소악화상태의 판정을 상기 정규화변동치가 상기 소정의 임계치보다 하회하는 상태를 검출해서 행하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 연소악화상태의 판정이 정규화변동치가 소정의 임계치보다 하회하는 상태를 검출해서 행해진다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태판정방법에 의하면, 엔진의 운전상태에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 행할 수 있게되는 이점이 있다.

그리고, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태판정방법은, 제1스텝이, 회전축의 각가속도를 구하는 스텝과, 이 각가속도의 평활치를 구하는 스텝과, 상기 각가속도와 상기 평활치와의 차로부터 변동치를 구하는 스텝을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 회전축의 각가속도를 구하고, 각가속도의 평활치를 구하고, 상기 각가속도와 상기 평활치와의 차로부터 변동치를 구함으로써, 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치가 검출된다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태판정방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실하게 행할 수 있게 되는 이점이 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어방법은, 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 제1스텝과 , 이 변동치를 상기 엔진의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 제2스텝과, 상기 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치를 설정하는 제3스텝과, 상기 연소악화판정치를 소정의 기준치와 비교하고 이연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록 상기 엔진의 연소변동조정요소를 제어하는 제4스텝을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치가 검출되고, 변동치를 엔진의 운전상태에 따라서 정규화한 정규화변동치가 구해지고, 정규화변동치와 소정의 임계치와의 비교에 의해 연소악화판정치가 설정된다.

그리고, 연소악화판정치를 소정의 기준치와 비교하면 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록 엔진의 연소변동조정요소를 제어한다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실히 행할 수 있게되는 이점이 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어방법은, 상기 기준치로서 상한기준치와 하한기준치를 구비하는 동시에, 상기 제4스텝이 상기 연소악화판정치를 상기 상한기준치와 상기 하한기준치와의 사이에 들어가도록, 상기의 엔진의 연소변동조정요소를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해 기준치로서 상한 기준치와 하한기준치가 구비되고, 연소악화판정치를 상한기준치와 하한기준치와의 사이에 들어가도록, 상기의 엔진의 연소변동조정요소를 제어한다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고,희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실하게 행할 수 있게 되는 이점이 있다. 또, 연산오차 등에 의해 발생할 수 있는 리미트사이클을 확실히 회피할 수 있게 되는 이점도 있다.

그리고, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어방법은, 소정의 임계치가 상기 엔진의 운전상태에 대응해서 갱신되도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 이 경우도, 소정의 임계치가 엔진의 운전상태에 대응해서 갱신된다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실히 행할 수 있게 되는 이점이 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어방법은, 연소악화판정치를 상기 정규화변동치가 상기 소정의 임계치로부터 하회하는 연소의 약화량의 누적에 의해 구하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 연소악화판정치를 상기 정규화변동치가 상기 소정의 임계치로부터 하회하는 연소의 악화량의 누적에 의해 구해진다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실히 행할 수 있게 되는 동시에 연소악화상태를 양적으로 확실히 파악할 수 있게 되고, 또 확실한 연소상태제어를 행할 수 있게 되는 이점도 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어방법은, 연소악화판정치가 설정된 연소 횟수마다 갱신되도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 연소악화판정치가 설정된 연소 횟수마다 갱신된다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실히 행할 수 있게 되는 동시에, 연소악화상태를 양적으로 확실히 파악할 수 있게 되고, 또, 확실한 연소상태제어를 행할 수 있게 되는 이점도 있다.

그리고, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어방법은, 상기 기준치보다 연소악화쪽에 있어서 실화판정기준치가 설정되는 동시에, 상기 연소악화판정치가 상기 실화판정기준치를 연소악화쪽으로 넘는 것에 의거해서 실화를 판정하는 제5스텝을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 기준치보다 연소악화쪽에 있어서 실화판정기준치가 설정되고, 연소악화판정치가 실화판정기준치를 연소악화쪽으로 넘는 것에 의거해서 실화가 판정된다. 이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어방법에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실히 행할 수 있게 되는 동시에, 실화를 방지할 수 있게 되고, 또 확실한 연소상태제어를 행할 수 있게 되는 이점도 있다.

또, 청구의 범의 기재의 엔진의 연소상태제어장치는, 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 운전할 수 있는 엔진에 있어서 이 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 변동검출수단과, 이 변동검출수단에서 검출된 변동치를 상기 엔진의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 정규화변동치검출수단과, 상기 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치를 구하는 연소악화판정치산출수단과, 상기 연소악화판정치를 참조하고 소정의 기준치와 비교하고, 이 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록, 상기 엔진의 연소변동조정요소를 제어하는 연소상태제어수단을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 엔진을 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 운전하도록, 엔진에 구동되는 회전쪽의 각가속도의 변동치가 변동검출수단에 의해 검출되고, 변동치가 정규화변동치검출수단에 의해 엔진의 운전상태에 따라서 정규화되고 정규화변동치가 구해지고, 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치산출수단에 의해 연소악화판정치가 구해지고, 연소상태제어수단에 의해서 상기 연소악화판정치를 참조하고 소정의 기준치와 비교해서,이 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록, 상기 엔진의 연소변동조정요소가 제어된다.

이와 같이 해서, 이 엔진의 연소상태제어장치에 의하면, 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 확실히 행할 수 있게 되는 이점이 있다.

또, 청구의 범위 기재의 엔진의 연소상태제어장치는, 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 운전할 수 있는 내연기관에 있어서, 상기 내연기관에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 변동검출수단과, 이 변동검출수단에서 검출된 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화하여 정규화변동치를 구하는 정규화변동치검출수단과, 상기 정규화변동치에 의거해서 공연비의 희박화제어를 행하는 연소상태제어수단과, 상기 정규화변동치와 소정의 험로판정임계치를 비교해서 험로주행을 판정하는 험로판정수단과, 상기 험로판정수단에서의 판정결과에 의거해서, 상기 연소상태제어수단에 있어서의 공연비희박화제어를 제한하는 희박화제어제한수단을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

이에 의해, 이 엔진의 연소상태제어장치에서는, 엔진을 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 운전하기 위하여, 엔진에 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치가 변동검출수단에 의해 검출되고, 변동치가 정규화변동치검출수단에 의해 엔진의 운전상태에 따라서 정규화되어 정규화변동치가 구해지고, 연소상태제어수단에 의해, 이 정규화변동치에 의거해서 공연비의 희박화제어가 행해진다. 그리고, 정규화변동치와 소정의 험로판정임계치를 비교해서 험로판정수단에 의해 험로주행이 판정되면, 연소상태제어수단에 있어서의 공연비희박화제어가 희박화제어제한수단에 의해 제한된다.

이와 같이 해서, 이 청구의 범위 기재의 발명의 엔진의 연소상태제어장치에 의하면, 다음과 같은 효과 내지 이점이 얻어진다.

(1-1) 엔진의 운전상태의 통계적특성에 대응한 연소상태의 제어를 행할 수 있게 되고, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 행할 수 있게 된다.

(1-2) 연소악화상태를 양적으로 확실히 파악할 수 있게 되고, 또 확실한 연소상태제어를 행할 수 있게 된다.

(1-3) 험로대책용으로 센서를 증설할 필요가 없고, 코스트를 상승시키지 않고, 험로에 의한 악영향을 방지한 희박운전이 가능하게 된다.

그리고, 청구의 범위 기재의 본 발명의 내연기관의 연소제어방법은, 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 다기통내연기관을 운전했을 때에 발생하는 회전변동을 기통마다 검출하고, 이 검출결과에 의거해서 이 내연기관을 희박연소한계근처에서 운전할 수 있는 것에 있어서, 희박연소운전시에 있어서 회전변동으로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여 연료분사량을 변경하는 제1스텝과, 이 연료분사량의 변경량으로부터 기통간 공연비의 불균일을 검출하는 제2스텝과, 이 검출결과에 의거해서 이론공연 비운전시의 인젝터구동시간을 보정하는 제3스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이에 의해, 본 발명의 내연기관의 연소제어방법에서는, 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 다기통내연기관을 운전했을 때에 발생하는 회전변동이 기통마다 검출되고, 이 검출결과에 의거해서 이 내연기관을 희박연소한계근처에서 운전되나, 이 내연기관의 희박연소운전시에 있어서 회전변동으로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여 연료분사량이 제1스텝에 있어서 변경되고, 이 변경량으로부터 기통간공연비의 불균일이 제2스텝에 있어서 검출된다. 그리고, 이 검출결과에 의거해서 이론공연비 운전시의 인젝터구동시간이 제3스텝에 있어서 보정된다.

이와 같이 해서, 청구의 범위 기재의 발명의 내연기관의 연소제어방법에 의하면, 다음과 같은 효과 내지 이점이 얻어진다.

(2-1) 인젝터유량 불균일이나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남 등에 의한 공연비의 불균일에 기인한 연소변동한계의 기통간 차를 확실하게 보정할 수 있게 되고, 각 기통의 각각을 전부 연소한계로 설정할 수 있게 된다.

(2-2) 인젝터유량 불균일이나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남 등에 의한 공연비의 불균일에 기인한 기통간 차를, 이론공연비운전에 있어서도 확실히 보정할 수 있게 되고, 각 기통의 각각을 전부 이상적인 상태에서 연소제어할 수 있게 된다.

(2-3) 3원촉매를, 최고의 효율에서 이용할 수 있게 되고, 배기가스 정화가 효율 좋게 행해진다.

(2-4) 상기 (2-1)~(2-3)항에 의해, NOx의 배출을 최소로 할 수 있게 된다.

(2-5) 각 기통마다의 회전변동의 검출, 공연비 불균일보정 및 제어를, 1개의 크랭크각센서에 의해서 행할 수 있게 되고, 저코스트에서 보다 확실한 희박연소제어 및 스토이키오운전을 행할 수 있게 된다.

또, 청구의 범위 기재의 본 발명의 내연기관의 연소제어장치는, 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 다기통내연기관을 운전했을 때에 발생하는 회전변동을 기통마다 검출하는 회전변동검출수단과, 이 회전변동검출수단의 검출결과에 의거해서 상기 내연기관을 희박연소한계근처에서 운전하는 희박연소한계운전수단을 구비하고, 이 희박연소한계운전수단에 의한 희박연소 운전시에 있어서 회전변동으로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여 연료분사량을 변경하는 연료분사량변경수단과, 이 연료분사량변경수단에 있어서의 변경량으로부터 기통간 공연비의 불균일을 검출하는 기통간공연비불균일검출수단과, 이 기통간공연비불균일검출수단에 의한 검출결과에 의거해서 이론공연비 운전시의 인젝터구동시간을 보정하는 인젝터구동보정수단이 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

이에 의해, 본 발명의 내연기관의 연소제어장치에서는, 이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 다기통내연기관을 운전했을 때에 발생하는 회전변동이 회전변동검출수단에 의해 기통마다 검출되고, 이 검출결과에 의거해서 내연기관이 희박연소한계 근처에서 희박연소한계운전수단에 의해 운전된다. 그리고, 희박연소한계운전수단에 의한 희박연소운전시에 있어서 회전변동으로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여 연료분사량변경수단에 의해 연료분사량을 변경되나, 이 연료분사량변경수단에 있어서의 변경량으로부터 기통간 공연비의 불균일이 기통간공연비불균일검출수단에 의해 검출되고, 이 검출결과에 의거해서 이론공연비 운전시의 인젝터구동시간이 인젝터구동보정수단에 의해 보정된다.

이와 같이 해서, 청구의 범위 기재의 발명의 내연기관의 연소제어장치에 의하면, 다음과 같은 효과 내지 이점이 얻어진다.

(3-1) 인젝터유량 불균일이나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남 등에 의한 공연비의 불균일에 기인한 연소변동한계의 기통간 차를 확실히 보정할 수 있게 되고, 각기통의 각각을 전부 연소한계로 설정할 수 있게 된다.

(3-2) 인젝터유량 불균일이나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남 등에 의한 공연비의 불균일에 기인한 기통간 차를, 이론공연비운전에 있어서도 확실히 보정할 수 있게되고, 각 기통의 각각을 전부 이상적인 상태에서 연소제어할 수 있게 된다.

(3-3) 3원촉매를 최고의 효율에서 이용할 수 있게 되고, 배기가스정화가 효율 좋게 행해진다.

(3-4) 상기 (3-1)~(3-3)항에 의해, NOx의 배출을 최소로 할 수 있게 된다.

(3-5) 각 기통마다의 회전변동의 검출, 공연비 불균일보정 및 제어를, 1개의 크랭크각센서에 의해서 행할 수 있게 되고, 저코스트에서 보다 확실한 희박연소제어 및 스토이키오운전을 행할 수 있게 된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

(a)제1실시예의 설명

그런데, 본 장치를 장비하는 자동차용 엔진은, 소요의 운전조건하에서는 이론공연비(스토이키오)보다도 희박쪽 공연비(리인)에서의 희박연소운전(리인번운전)을 행하는 리인번엔진으로서 구성되어 있으나, 이 엔진시스템은, 제2도에 표시한 바와 같이 된다. 즉, 이 제2도에 있어서, 엔진(내연기관)(1)은, 그 연소실(2)에 통하는 흡기통로(3) 및 배기통로(4)를 가지고 있고, 흡기통로(3)와 연소실(2)은 흡기밸브(5)에 의해서 연통제어되는 동시에, 배기통로(4)와 연소실(2)은 배기밸브(6)에 의해서 연통제어되도록 되어 있다.

또, 흡기통로(3)에는 그 상류쪽으로부터 차례로, 에어클리너(7), 스로틀밸브(8) 및 전자식 연료분사밸브(인젝터)(9)가 설치되어 있고, 배기통로(4)에는, 그 상류쪽으로부터 차례로, 3원촉매(10) 및 도시하지 않은 머플러(소음기)가 설치되어 있다. 또한, 인젝터(9)는 엔진(1)의 각 기통마다 설치되어 있다. 또, 흡기통로(3)에는 서지탱크(3a)가 설치되어 있다.

또, 3원촉매(10)는, 스토이키오운전상태에서 CO, HC, NOx를 정화하는 것으로서, 공지의 것이다.

또, 스로틀밸브(8)는, 와이어케이블을 개재해서 액셀페달(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 이 액셀페달의 답입량에 따라서 개방도를 조정되도록 되어 있다.

또, 흡기통로(3)에는, 스로틀밸브(8)를 바이패스하는 제1바이패스통로(11A)가 형성되고, 이 제1바이패스통로(11A)에는, ISC밸브로서 기능하는 스텝퍼모터밸브(이하, STM밸브라고함)(12)가 개장되어 있다. 또한, 이 제1바이패스통로(11A)에는, 엔진냉각수온에 따라서 개방도가 조정되는 왁스타입의 퍼스트아이들에어밸브(13)도 설치되어 있고, STM밸브(12)에 병설되어 있다.

여기서, STM밸브(12)는 제1바이패스통로(11A)중에 형성된 밸브시트부에 당접할 수 있는 밸브체(12a)와, 이 밸브체 위치를 조정하기 위한 스텝퍼모터(ISC용 작동기)(12b)와, 밸브체를 밸브시트부에 압압하는 방향(제1바이패스통로(11A)를 막는 방향)에 부세하는 스프링(12c)으로 구성되어 있다.

그리고, 스텝퍼모터(12b)에 의해 벨브시트부에 대한 벨브체(12a)의 위치의 단계적인 조정(스텝수에 의한 조정)을 행함으로써, 벨브시트부와 밸브체(12a)와의 개방도 즉 STM밸브(12)의 개방도가 조정되도록 되어 있다.

따라서, 이 STM밸브(12)의 개방도를 후술하는 콘트롤러로서의 전자제어유닛(ECU)(25)에 의해서 제어함으로써, 운전자에 의한 엑셀페달의 조작과는 관계없이, 제1바이패스통로(11A)를 통해서 흡기를 엔진(1)에 공급할 수 있고, 그 개방도를 바꿈으로써 스로틀바이패스흡기량을 조정할 수 있도록 되어 있다.

또한, ISC용 작동기로서는, 스텝퍼모터(12b) 대신에, DC모터를 사용해도 된다.

또, 흡기통로(3)에는 스로틀밸브(8)를 바이패스하는 제2바이패스통로(11B)가 형성되고, 이 제2바이패스통로(11B)에는, 에어바이패스밸브(14)가 개장되어 있다.

여기서, 이 에어바이패스밸브(14)는, 제2바이패스통로(11B)중에 형성된 밸브시트부에 당접할 수 있는 밸브체(14a)와, 벨브체 위치를 조정하기 위한 다이어프램식 작동기(14b)로 구성되어 있고, 다이어프램식작동기(14b)의 다이어프램실에는, 스로틀밸브 하류쪽의 흡기통로와 연통하는 파일럿통로(141)가 형성되어 있고, 이 파일럿통로(141)에, 에어바이패스밸브제어용 전자밸브(142)가 개장되어 있다.

따라서, 이 에어바이패스밸브제어용 전자밸브(142)의 개방도를 후술하는 ECU(25)에서 제어함으로써, 이 경우도, 운전자에 의한 엑셀페달의 조작과는 관계없이, 제2바이패스통로(11B)를 통해서 흡기를 엔진(1)에 공급할 수 있고, 그 개방도를 바꿈으로써 스로틀바이패스흡기량을 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 에어바이패스밸브제어용 전자밸브(142)는, 희박연소 운전시에는 개방상태로 되고, 그 이외에서 폐쇄상태로 되는 것이 기본동작이다.

또, 배기통로(4)와 흡기통로(3)와의 사이에는, 배기를 흡기계에 복귀시키는 배기재순환통로(EGR통로)(80)가 개장되어 있고, 이 EGR통로(80)에는, EGR밸브(81)가 개장되어 있다.

여기서, 이 EGR밸브(81)는, EGR통로(80)중에 형성된 밸브시트부에 당접할 수 있는 밸브체(81a)와, 이 밸브체 위치를 조정하기 위한 다이어프램식 작동기(81b)로 구성되어 있고, 다이어프램식 작동기(81b)의 다이어프램실에는, 스로틀밸브 하류쪽의 흡기통로와 연통하는 파일럿통로(82)가 형성되어 있고, 이 파일럿통로(82)에, EGR밸브제어용 전자밸브(85)가 개장되어 있다.

따라서, 이 EGR밸브제어용전자밸브(83)의 개방도를 후술하는 ECU(25)에서 제어함으로써, EGR통로(80)를 통해서, 배기를 흡기계에 복귀시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 제2도에 있어서, (15)는 연료압조절기이고, 이 연료압조절기(15)는, 흡기통로(3)중의 부압을 받아서 동작하고, 도시하지 않은 연료펌프로부터 연료탱크에 복귀되는 연료량을 조절함으로써 인젝터(9)로부터 분사되는 연료압을 조절하도록 되어 있다.

또, 이 엔진시스템을 제어하기 위하여, 여러 가지의 센서가 설치되어 있다. 먼저, 제2도에 표시한 바와 같이, 에어클리너(7)를 통과한 흡기가 흡기통로(3)내에 유입하는 부분에는, 흡입공기량을 카르만소용돌이 정보로부터 검출하는 에어플로센서(흡기량센서)(17)나 흡입공기습도 파라미터검출수단으로서 흡기온센서(18), 대기압센서(19)가 구비되어 있다.

이 흡기온센서(18)는, 엔진(1)의 흡입공기의 온도를 검출하는 것이다.

또, 흡기통로(3)에 있어서의 스로틀밸브(8)의 배설부분에는, 스로틀밸브(8)의 개방도를 검출하는 전위차계식 스로틀포지션센서(20) 외에, 아이들스위치(21)가 구비되어 있다.

또, 배기통로(4)쪽에는, 배기가스중의 산소농도(O₂농도)를 공연비희박쪽에 있어서 선형으로 검출하는 리니어산소농도센서(이하, 간단히 리니어O₂센서 라고함)(22)가 구비되는 이외에, 기타 센서로서, 엔진(1)용 냉각수의 온도를 검출하는 수온센서(23)나, 제3도에 표시한 크랭크각도를 검출하는 크랭크각센서(24)(이 크랭크각센서(24) 엔진회전수 Ne를 검출하는 회전수센서로서의 기능도 겸하고 있다)나 차속센서(30)등이 구비되어 있다.

그리고, 이들 센서나 스위치로부터의 검출신호는 제3도에 표시한 바와 같은 ECU(25)에 입력되도록 되어 있다.

여기서, 이 ECU(25)의 하드웨어구성은, 제3도에 표시한 바와 같이 되나, 이 ECU(25)는, 그 주요부로서 CPU(연산장치)(26)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있고, CPU(26)에는, 흡기온센서(18),대기압센서(19),스로틀포지션센서(20), 리니어O₂센서(22), 수온센서(23)등으로부터의 검출신호가, 입력인터페이스(28) 및 아날로그/디지틀변환기(29)를 개재해서 입력되도록 되어 있다.

또, CPU(26)에는 에어플로센서(17), 아이들스위치(21), 크랭크각센서(24),차속센서(30)등으로부터의 검출신호가, 입력인터페이스(35)를 개재해서 직접 입력되도록 되어 있다.

또, CPU(26)는, 버스라인을 개재해서, 프로그램데이터나 고정치데이터의 외에 각종 데이터를 기억하는 ROM(기억수단)(36)이나 갱신해서 순차 개서되는 RAM(37)과의 사이에서 데이터의 수수를 행하도록 되어있다.

또, CPU(26)에 의한 연산의 결과, ECU(25)로부터는, 엔진(1)의 운전상태를 제어하기 위한 신호, 예 들면, 연료분사제어신호, 점화시기제어신호, ISC제어신호, 바이패스에어제어신호, EGR제어신호 등의 각종 제어신호가 출력되도록 되어 있다.

여기서, 연료분사제어(공연비제어)신호는, CPU(26)로부터 분사드라이버(39)를 개제해서, 인젝터(9)를 구동시키기 위한 인젝터솔레노이드(9a)(정확하게는 인젝터솔레노이드(9a)용 트랜지스터)에 출력되도록 되어 있고, 점화시기제어신호는 CPU(26)로부터 점화드라이버(40)를 개재해서 파워트랜지스터(41)에 출력되고, 이 파워트랜지스터(41)로부터 점화코일(42)을 개재해고 배전기(43)에 의해 각 점화플러그(16)에 순차 불꽃을 발생시키도록 되어 있다.

또, ISC제어신호는 CPU(26)로부터 ISC드라이버(44)를 개재해서, 스텝퍼모터(12b)에 출력되고, 바이패스에어제어신호는 CPU(26)로부터 바이패스에어용 드라이버(45)를 개재해서, 에어바이패스밸브제어용 전자밸브(142)의 솔레노이드(142a)에 출력되도록 되어 있다.

또, EGR제어신호는, CPU(26)로부터 EGR드라이버(46)를 개재해서, ERG밸브제어용 전자밸브(83)의 솔레노이드(83a)에 출력되도록 되어 있다.

그런데, 이제, 연료분사제어(공연비제어)에 착목하면, 이 연료분사제어(인젝터구동시간제어)를 위하여, ECU(25)는 제1도에 표시한 바와 같이, 변동검출수단(101), 정규화변동치검출수단(102), 연소악화판정치산출수단(104), 연소상태제어수단(105), 연소변동조정요소(106), 각가속도검출수단(107), 평활화수단(108), 임계치갱신수단(110) 및 실화판정기준치(111)의 기능을 구비하고 있다.

여기서, 연소변동조정요소(106)는, 연소상태제어수단(105)으로부터의 제어신호에 의해 연료분사펄스폭Tinj를 소망의 상태로 조정해서, 실현해야 할 공연비의 희박연소운전을 행하는 것으로서, 인젝터(9)가 연소변동조정요서(106)로서 기능한다.

또한, 연료분사펄스폭Tinj 는 다음 식으로 표현된다.

Tinj(j)=TB ·KAC(j)· K· KAF+Td ......(1-1)

이 식에 있어서의 TB는, 인젝터(9)의 기본구동시간이고, 에어플로센서(17)로부터의 흡입공기량A정보와 크랭크각센서(엔진회전수센서)(24)로부터의 엔진회전수N정보로부터 엔진 1회전당 흡입공기량A/N정보를 구하고, 이 정보에 의거해서 기본구동시간TB를 결정하도록 되어 있다.

또, KAFL은 희박화보정계수이고, 맵에 기억된 특성으로부터 엔진의 운전상태에 대응해서 결정되고, 운전상태에 따라서 공연비를 희박 또는 스토이키오로 할 수 있도록 되어 있다.

그리고, KAC(j)는 후술하는 바와 같이, 연소변동에 대응한 연소상태제어를 행하기 위한 보정계수이다.

또, 엔진냉각수온, 흡기온, 대기압 등에 따른 보정계수 K가 설정되고, 데드타임(무효시간)Td에 의해, 배터리전압에 따라서 구동시간이 보정되도록 구성되어 있다.

또, 희박연소운전은, 소정의 조건이 성립하면, 희박운전조건판정수단에 있어서 판정된 경우에 행해지도록 구성되어 있다.

이에 의해, 이 ECU(25)는 소요의 운전조건하에서는 이론공연비보다도 희박쪽공연비가 되도록 공연비를 제어하는 공연비제어수단의 기능을 가지고 있게 된다.

그런데, 본 실시예의 연소상태제어장치는, 엔진에 구동되는 회전축(크랭크축)의 각가속도를 검출하는 각가속도검출수단(107)을 구비하고 있고, 각가속도검출수단(107)은 다음과 같이 구성되어 있다.

즉, 제11도에 표시한 바와 같이, 각가속도검출수단(107)은 크랭크각센서(24),기통판별센서(230) 및 콘트롤러로서의 ECU(25)를 주요요소로서 구비되어 있고, 크랭크각센서(24)는, 엔진의 크랭크축(201)과 일체로 회전하는 회전부재(221)를 구비하고 있다.

회전부재(221)의 둘레 가장자리에는, 반경방향으로 돌출하는 제1, 제2 및 제3베인(221A)(221B)(221C)이 형성되어 있고, 이 베인(221A)(221B)(221C)에 대하여 양면으로부터 대향하도록 장비된 검출부(222)가, 회전부재(221)의 회전에 따른 베인(221A)(221B)(221C)의 통과를, 광학적으로 혹은 전자기적으로 검출하고, 대응하는 펄스출력을 행하도록 구성되어 있다.

그리고, 베인(221A)(221B)(221C)은, 각각이 일정각도의 크랭크축회전각도에 대응하는 둘레방향 길이를 구비하고 있고, 소정각도 간격마다 둘레방향으로 격리해서 배설되어 있다.

즉, 인접하는 베인의 대향가장자리는 상호로 120°의 각도간격을 가지고 배설되어 있다.

그런데, 기통판별센서(230)는 도시하지 않은 캠축에 고착되어 있고, 크랭크축(201)이 2회전해서 캠축이 1회전하는 동안에, 캠축이 1개의 기통에 대응하는 특정한 회전위치를 취할 때마다, 펄스출력을 발생하도록 되어 있다.

그리고, 점화동작이 기통번호순으로 행해지는 6기통에 탑재되는 본 실시예의 장치는, 예를들면, 제3베인(221C)의 끝가장자리(전단부(221C') 또는 후단부)가 검출부(222)를 통과했을 때에, 제1기통그룹을 이루는 제1기통 및 제4기통의 어느한쪽(바람직하게는, 당해 한쪽의 기통에서의 주로 팽창행정)에 대응하는 제1크랭크축회전각도영역에 크랭크축이 돌입하는 동시에, 제1베인(221A)의 끝가장자리가 검출부(222)를 통과했을때에, 크랭크축이 제1회전각도영역으로부터 이탈하도록 되어 있다.

마찬가지로, 제1베인(221A)의 끝가장자리의 통과시에, 제2기통그룹을 구성하는 제1 및 제5기통의 어느 한쪽에 대응하는 제2크랭크축회전각도영역에 돌입하고, 이어서, 제2베인(221B)의 끝가장자리의 통과시에 동영역으로부터의 이탈이 행해지도록 되어 있다.

또, 제2베인(221B)의 끝가장자리의 통과시에, 제3기통그룹을 구성하는 제3 및 제6기통의 어느 한쪽에 대응하는 제3크랭크축회전각도영역에 돌입하고, 이어서 제3베인(221C)의 끝가장자리의 통과시에 동영역으로부터의 이탈이 행해지도록 되어 있다.

그리고, 제1기통과 제4기통의 식별, 제2기통과 제5기통의 식별 및 제3기통과 제6기통의 식별은, 기통판별센서(230)의 출력에 의거해서 행해지도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 각가속도의 검출은 다음과 같이 행해진다.

즉, 엔진운전중, ECU(25)는 크랭크각센서(24)로부터의 펄스출력과 기통판별센서(230)의 검출신호를 차례로 입력되고, 연산을 주기적으로 반복실행한다.

또, ECU(25)는 크랭크각센서(24)로부터의 펄스출력이,기통판별센서(230)로부터의 펄스출력의 입력시점이후에 순차입력한 것중의 몇번째의 것인지를 판별한다.

이에 의해 입력된 크랭크각센서(24)로부터의 펄스출력이, 몇번째의 기통에 대응하는 것인지를 식별되고, 바람직하게는, 주로 팽창행정(출력행정:BTDC75°)을 현시점에서 실행중의 기통이 식별기통으로서 식별된다.

그리고, ECU(25)는 크랭크각센서(24)로부터의 펄스입력에 따라서, 식별기통그룹m(m은1,2 또는 3)에 대응하는 크랭크축회전각도영역으로의 돌입을 판별하면, 주기계측용 타이머(도시생략)를 개시시킨다.

이어서, 크랭크각센서(220)로부터 다음의 펄스출력을 입력하면, ECU(25)는 식별기통그룹m에 대응하는 크랭크축회전각도영역으로부터의 이탈을 판별하고, 주기계측용 타이머의 계시동작을 정지시켜 계시결과를 판독한다.

이 결과는, 식별기통그룹m에 대응하는 크랭크축회전각도영역으로의 돌입시점으로부터 당해영역으로부터의 이탈시점까지의 시간간격TN(n), 즉, 식별기통그룹에 대응하는 2개의 소정 크랭크각에 따라서 정해지는 주기TN(n)을 표시하고 있다.

여기서, 주기TN(n)에 있어서의 첨자n은, 당해 주기가 식별기통에 있어서의 n회째(금회)의 점화동작에 대응하는 것을 표시한다.

또, 주기TN(n)은 6기통엔진에서는 식별기통그룹의 120°크랭크각간 주기(인접하는 기통에 있어서의 운전상태BTDC75°상호의 시간간격)가 되고, 보다 일반적으로는, N기통엔진에서의 (720/N)°크랭크각간 주기가 된다.

또한, 금회의 식별기통에 대응하는 크랭크축회전각도영역으로부터의 이탈을 표시하는 상기 펄스출력은, 다음의 식별기통에 대응하는 크랭크축회전각도영역으로의 돌입도 표시한다.

따라서, 이 펄스출력에 따라서, 다음의 식별기통에 대해서 기통식별스텝이 실행되는 동시에, 당해 다음의 식별기통에 관한 주 기계측을 개시하기 위하여, 주기계측용 타이머가 재개시된다.

이와 같은 동작에 의해, ECU(25)는 120°크랭크간주기TN(n)을 검출하나, #1기통으로부터 #6기통에 이르는 일련의 상태를 도시하면, 제6도에 표시한 바와 같이 되고, 120°크랭크간주기는 TN(n-5)로부터 TN(n)으로 표시된다. 이들 검출치를 사용해서 당해 주기에 있어서의 크랭크축의 각가속도ACC(n)를 다음 식에 의해 산출한다.

ACC(n)=1/TN(n)·{ KL(m)/TN(n)-KL(m-1)/TN(n-1)} .........(1-2)

여기서, KL(m)은 세그먼트보정치이고, 금회의 식별기통에 관련해서, 베인제상 및 장착상의 베인각도간격의 불균일에 의한 주기측정오차를 제거하기 위한 보정을 행하기 위하여, ECU(25)에 의해 다음 식으로 세그먼트보정치KL(m)가 산출된다.

KL(m)={KL(m-3)*(1-XMFDKFG)+KR(n)*(XMFDKFD)}.......... (1-3)

단, XMFDKFG는 세그먼트보정치게인을 표시하고 있다.

또, KL(m)에 있어서의 m은 대응하는 기통그룹마다 설정되는 것으로서, 기통그룹#1, #4에 대하여 m=1,기통그룹#2, #5에 대하여 m=2, 기통그룹#3, #6에 대하여 m=3이 각각 대응하고, 제6도에 표시한 바와 같이 KL(1)~KL(3)이 반복된다.

그리고, KL(m-1)에 있어서의 m-1은, 대응하는 m의 직전의 것을 의미하고 있기 때문에, KL(m)=KL(1)일 때 KL(m-1)=KL(3),VKL(m)=KL(2)일 때 KL(m-1)=KL(1),KL(m)=KL(3)일 때 KL(m-1)=KL(2)를 표시하고 있다.

또, 상기 식에 있어서의 KL(m-3)은 동일 기통그룹에 있어서의 앞의 회KL(m)을 표시하고 있고, #4기통의 연산시에 있어서의 KL(m-3)은 앞의 #1기통에 있어서의 KL(1)이 사용되고, #1기통의 연산시에 있어서의 KL(m-3)은 앞의 #4기통에 있어서의 KL(1)이 사용된다. #5기통의 연산시에 있어서의 KL(m-3)은 앞의 #2기통에 있어서의 KL(2)이 사용되고, #2기통의 연산시에 있어서의 KL(m-3)은 앞의 #5기통에 있어서의 KL(2)가 사용된다. #6기통의 연산시에 있어서의 KL(m-3)은 앞의 #3기통에 있어서의 KL(3)이 사용되고, #3기통의 연산시에 있어서의 KL(m-3)은 앞의 #6기통에 있어서의 KL(3) 이 사용된다.

한편, 상기 식에 있어서의 KR(n)은 다음 식으로 구해진다.

KR(n)=3 ·TN(n)/{TN(n)+TN(n-1)+TN(n-2)} .........(1-4)

이것은, 2회전의 계측시간TN(n-2)로부터 금회의 계측시간 TN(n)까지의 평균계측시간에 대응한 계측치이고, 세그먼트보정치KL(m)의 산출시에, KR(n)에 대해서, 세그먼트보정치게인 XMFDKFG에 의한 1차 필터처리가 상기한 식을 사용해서 행해진다.

그런데, 본 실시예의 엔진의 연소상태제어장치는, 각가속도검출수단(107)의 검출신호를 사용해서 각 가속도의 변동치를 검출하는 변동검출수단(101)을 구비하고 있다.

그리고, 변동검출수단(101)의 연산은, 검출된 각속도를 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치와, 각가속도검출수단(107)으로부터 출력된 각가속도와의 차를 구함으로써 행해지도록 구성되어 있다.

즉, 변동검출수단(101)에 있어서는, 가속도변동치 △ACC(n)이 다음 식에 의해 산출된다.

△ACC(n)=ACC(n)-ACCAN(n) ................. (1-5)

여기서, ACCAV(n)은 검출된 각속도를 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치이고, 다음 식에 의한 1차 필터처리를 행함으로써 산출된다.

ACCAV(n)=a· ACCAV(n-1)+(1-a)· ACC(n) ...............(1-6)

여기서, a는 1차 필터처리에 있어서의 갱신게인이고, 0.95정도의 값이 취해진다.

또, 변동검출수단(101)으로부터 출력되는 변동치 △ACC(n)을 엔진의 운전상태에 따라서 정규화하고, 정규화변동치IAC(n)을 구하는 정규화변동치검출수단(102)이 설치되어 있다.

즉, 정규화변동치검출수단(102)에 있어서의 정규화변동치IAC(n)의 산출은 다음 식에 의해 행해진다.

IAC(n)=△ACC(n)· Kte(Ev,Ne) .................. (1-7)

여기서, Kte(Ev,Ne)는 출력보정계수이고, 제10도에 표시한 특성에 의해 설정되도록 되어 있다.

제10도의 특성은, 가로축에 체적효율Ev를 취하고, 이 체적효율Ev에 대한 출력보정계수Kte(Ev,Ne)를 세로축에 취해서 표시되어 있고, 엔진회전수Ne가 커질수록 오른쪽위의 선의 특성을 채용하도록 구성되어 있다.

따라서, 제10도의 특성이 맵으로서 기억되어 있고, 크랭크각센서(24)등의 검출신호로부터 산출되는 엔진회전수Ne와 체적효율Ev로부터, 출력보정계수Kte(Ev, Ne)가 ECU(25)에 있어서 설정되고, 엔진출력에 대응한 보정에 의한 정규화가 행해지도록 구성되어 있다.

그리고, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH를 비교해서 연소악화판정치VAC(j)를 구하는 연소악화판정치산출수단(104)이 설치되어 있고, 연소악화판정치VAC(j)는 정규화변동치IAC(n)이 임계치IACTH를 하회하는 악화량을 누적해서 구하도록 구성되어 있다.

즉, 연소악화판정치VAC(j)는 다음 식에 의해 산출된다.

VAC(j)={IAC(J)IACTH*IACTH-IAC(J)} ............ (1-8)

여기서, 상기 식의 {IAC(J)IACTH}는IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때 「1」을 취하고, 성립하고 있지 않을 때 「0」을 취하는 함수이고, 정규화변동치IAC(n)가 소정의 임계치IACTH를 하회하고 있을 때, 이 하회한 양을 악화량으로서 누적하도록 구성되어 있다.

따라서, 연소악화판정치VAC(j)는 임계치IACTH와 정규화변동치IAC(j)와의 차를 웨이트로 한 악화량을 누적해서 구해지고, 임계치 부근의 수치의 영향을 작게해서, 악화의 상태를 정확히 반영할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 연소악화판정치산출수단(104)에 있어서의 소정의 임계치IACTH는, 임계치갱신수단(110)에 의해 엔진의 운전상태에 대응해서 갱신되도록 구성되어 있다.

또한, 상기한 첨자 j는 기통번호를 표시하고 있다.

또, 연소악화판정치VAC(j)로서는 보다 간단한 프로그램을 사용해서 정규화변동치IAC(n)가 임계치IACTH를 하회하는 횟수를 누적해서 구해도 된다(즉 VAC(j)={IAC(j)IACTH}).

상기한 바와 같은 연소악화판정치산출수단(104)으로부터의 연산결과는, 연소상태제어수단(105)에서 사용되도록 구성되어 있다.

즉, 연소상태제어수단(105)은, 연소악화판정치산출수단(104)에 의해 산출된 연소악화판정치VAC(j)를 참조하고, 기준치설정수단(112)으로부터의 소정의 기준치에 대해서 엔진의 연소변동조정요소(106)를 제어하도록 구성되어 있다.

연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정요소(106)의 제어에 대해서의 기준치로서, 상한기준치설정수단(112U)에서 설정되는 상한기준치(VACTH1)와 하한기준치설정수단(112L)에서 설정되는 하한기준치(VACTH2)가 설정되어 있다.

그리고, 연소변동조정요소(106)에 의한 제어는, 연소악화판정치VAC(j)를 상한기준치(VACTH1)와 하한기준치(VACTH2)와의 사이에 들어가도록 행해지도록 구성되어 있다.

즉, 연소변동조정요소(106)에 의한 제어는, 상기한 바와 같이, 연료분사시에서의 기본분사펄스폭의 보정에 의해 행해지도록 구성되어 있고, 분사펄스폭Tinj(j)는 다음 식으로 산출되도록 구성되어 있다.

Tinj(j)=TB×KAC(j)×KxKAFL +Td ............(1-9)

그리고, 상기 식에 있어서의 보정계수KAC(j)가 다음과 같이 조정되도록 되어 있다.

먼저, 연소악화판정치VAC(j)가 상한기준치VACTH1을 넘고 있는 경우에는, 소정이상으로 연소변동치가 악화하고 있는 경우라고 해서, 연료분사량을 증가시키는 농후화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다

KAC(j)=KAC(j)+KAR ·{VAC(j)-VACTH1} .............. (1-10)

이것은, 제7도에 표시한 보정특성중 농후쪽 오른쪽위 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, KAR은 특성의 기울기를 표시한 계수이다. 그리고, 우변의 KAC(j)는, 번호j기통에 대해서, 앞의 연산사이클(n-1)에 있어서 산출된 보정계수를 표시하고 있고, 상기 식에 의해 갱신이 행해진다.

또한, 제7도는 가로축에 연소악화판정치VAC를 취하고, 세로축에 보정계수 KAC를 취해서 보정특성을 표시하고 있다.

한편, 연소악화판정치VAC(j)가 하한기준치VACTH2를 하회하고 있을 경우에는, 더욱 희박화를 행할수 있는 여유를 갖춘 경우라고 해서, 연료분사량을 감소시키는 희박화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

KAC(j)=KAD(j)-KAL·{VAC(j)-VACTH2} ..............(1-11)

이것은 제7도에 표시한 희박쪽 왼쪽아래 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, KAL은 특성의 기울기를 표시하는 계수이다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가, 하한기준치VACTH2 이상이고 상한기준치 VACTH1 이하일경우에는, 적정한 운전상태라고 해서 연료분사량을 전의 상태로 유지하기 위하여 보정계수KAC(j)의 변경을 행하지 않도록 되어 있다.

이것은, 제7도에 표시한 희박쪽 왼쪽아래 특성과 농후쪽 오른쪽위 특성과의 사이의 평탄한 특성에 대응하는 것으로서, 보정에 관한 불감대를 구성하고 있다.

여기서, 하한기준치VACTH2와 상한기준치VACTH1은, 연소변동목표치VAC0를 중심으로 하고, 하한기준치VACTH2를 (VAC0-△VAC)의 값으로, 상한기준치VACTH1을 (VAC0+△VAC)의 값으로 설정되어 있다.

연소변동목표치VAC0는 COV(Coefficient of variance)의 목표치(10%정도)에 대응한 값이고 연소변동목표치VAC0의 양쪽에 있어서의 △VAC의 범위에 있어서의 연료보정을 하지 않도록 하므로써, 회전변동을 유한기간(128사이클)에서 평가하거나,임계치 이하의 것으로 연산하고 있는 것에 기인한 오차에 의한 리미트사이클을 방지하도록 되어 있다.

그리고, 상기한 보정계수KAC(j)는 상하한치로 클립되도록 구성되어 있고, 예를 들면, 0.9KAC(j)1.1의 범위내에 들어가도록 설정되고, 급속한 보정을 행하지 않고, 서서히 보정을 행함으로써, 쇼크 등의 발생을 방지하고, 안정된 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

또, 연소악화판정치VAC(j)는, 설정된 연소 횟수, 예를들면 128(혹은 256)사이클마다 갱신되도록 되어있고, 비교적 오랜 기간을 대상으로 한 연소상태의 파악에 의한 제어를 행함으로써, 통계적인 특성을 반영하는 안정된 확실한 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

그리고 실화판정기준치가 기준치설정수단(112)에서 설정된 기준치보다 연소악화쪽에 있어서 설정되어 있고 정규화변동치IAC(n)가 실화판정기준치를 연소악화쪽으로 넘는 것에 의거해서 실화가 판정되고, 현기통의 실화정보어드레스(j)에 실화정보가 격납되고, 실화에 대한 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

본 발명의 제1실시예로서의 엔진의 연소상태판정방법 및 연소상태제어장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 희박연소 운전시에 있어서, 제4도, 제5도의 순서도에 표시한 작동이 순차 행해진다.

먼저, 스텝AS1에 있어서, 각가속도검출수단(107)에 의해 각가속도 ACC(n)이 검출된다.

여기서, 검출에 사용되는 연산은 다음 식에 의한다.

ACC(n)=1/TN(n) ·{KL(m)/TN(n)-KL(m-1)/TN(n-1)}.......... (1-12)

또한, KL(m)은 세그먼트보정치이고, 금회의 식별기통에 관련해서, 베인제조상 및 장착상의 베인각도간격의 불균일에 의한 주기측정오차를 제거하기 위한 보정을 행하기 위하여, 다음 식으로 세그먼트보정치KL(m)이 산출된다.

KL(m)={KL(m-3)*(1-XMFDKFG)+KR(n)*(XMFDKFD)} ....... (1-13)

단, XMFKDFG는 세그먼트보정치게인을 표시하고 있다.

한편, 상기 식에 있어서의 KR(n)은 다음 식으로 구해진다.

KR(n)=3·TN(n)/{TN(n)+TN(n-1)+TN(n-2)} ...................... (1-14)

이것은, 2회전의 계측시간TN(n-2)로부터 금회의 계측시간TN(n)까지의 평균계측시간에 대응한 계측치이고, 세그먼트보정치KL(m)의 산출시에, 세그먼트보정치게인 XMFKDFG에 의한 1차 필터처리가 상기한 식을 사용해서 행해진다.

그리고, 스텝AS2에 있어서 평균가속도ACCAV(n)이 산출된다.

여기서, ACCAV(n)은 검출된 각속도ACC(n)를 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치이고, 다음 식에 의한 1차 필터처리를 행함으로써 산출된다.

ACCAV(n)=a ·ACCAV(n-1)+(1-a)· ACC(n) .................. (1-15)

이어서, 스텝AS3에 있어서, 변동검출수단(101)에 의해, 가속도변동치 △ACC(n)이 검출된다.

즉, 각가속도검출수단(107)에 의해 검출된 각속도ACC(n)와, 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치로서의 평균가속도ACCAV(n)과의 차를 구하므로써, 가속도변동치 △ACC(n)이 다음 식으로 산출된다.

△ACC(n)=ACC(n)-ACCAV(n) .................. (1-16)

또, 스텝AS4에 있어서, 정규화변동치검출수단(102)에 의해, 변동검출수단(101)으로부터 출력되는 변동치 △ACC(n)을 엔진의 운전상태에 따라서 정규화한 정규화변동치IAC(n)이 다음 식에 의해 산출된다.

IAC(n)= △ACC(n)· Kte(Ev,Ne) ..................... (1-17)

여기서, Kte(Ev, Ne)는 출력보정계수이고, 제10도에 표시한 특성에 의해 설정된다.

제10도의 특성은, 가로축에 체적효율Ev를 취하고, 이 체적효율Ev에 대한 출력보정계수Kte(Ev,Ne)를 세로축에 취해서 표시되어 있고, 엔진회전수Ne가 커질수록 오른쪽위의 선의 특성이 채용된다.

즉, 맵으로서 기억된 제10도의 특성에 있어서, 크랭크각센서(220) 등의 검출신호로부터 산출되는 엔진회전수Ne와 체적효율Ev로부터, 출력보정계수Kte(Ev,Ne)가 ECU(25)에 있어서 설정되고, 엔진출력에 대응한 보정에 의한 정규화가 행해진다.

여기서, 상기한 바와 같은, 엔진출력에 대응하는 정규화를 한 경우에 있어서의 제어특성에 대해서 설명한다.

즉, 각가속도'는 다음 식과 같이 표시된다.

'=1/Ie (Te-T1) .............. (1-18)

여기서, Te는 엔진토크, T1은 부하토크, Ie는 관성모먼트이다.

한편,

'=o'+ ' .............(1-19)

여기서,o'는 평균각가속도이다.

(1-18), (1-19)식으로부터

o'+ '=1/Ie (Te-T1)

=1/Ie (Te₀-T1)+ △Te/Ie .............. (1-20)

따라서, '= △Te/Ie ............. (1-21)

그런데, 상기한 스텝AS1에 있어서의 각가속도ACC(n)의 검출수법에서는, 엔진토크정보가, 부하외란이 없는 경우에 비교적 잘 보존된다. 그리고, (1-21)식에 표시한 바와 같이, 평균각가속도o'로 부터의 변동 △'[가속도변동치 △ACC(n)]를 사용하는 동시에, 관성모먼트 Ie를 고려한 정규화출력[정규화변동치IAC(n)]으로서 제어를 행함으로써, 연소변동의 통계적 성질을 고려하고, 연소변동을 확실히 반영시킨 제어가 행해진다.

스텝AS4의 동작이 행해지면, 이어서 스텝AS5에 있어서, 실화의 판정이 행해진다.

즉, 실화판정기준치설정수단(111)에서 설정된 실화판정기준치가, 연속악화판정치산출수단(104)에 사용되는 기준치설정수단(112)에서 설정된 기준치보다 연소악화쪽에 있어서 설정되어 있고, 정규화변동치IAC(n)이 실화판정기준치를 연속악화쪽으로 넘고 있는지 아닌지를 판단하고, 넘고 있을 경우에는, 실화가 발생했다고 판정된다.

그리고, 이 판정이 행해진 경우에는, 스텝AS6이 실행되고, 현기통의 실화정보어드레스(j)에 실화정보가 격납되고, 실화에 대한 제어가 행해진다.

한편, 실화의 판정이 행해지지 않은 경우, 혹은 실화의 판정이 행해지고 스텝AS6이 실행된 후에는, 스텝AS7~스텝AS10에 있어서의 연소악화판정치산출수단(104)의 동작이 실행되고, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH를비교해서 다음 식에 의해 연소악화판정치VAC(j)가 산출된다.

VAC(j)= ∑{IAC(J)IACTH}*{IACTH-IAC(J)} ..... (1-22)

먼저, 스텝AS7에 있어서, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH와의 차 △IAC(n)이 산출되고, 이어서, 스텝AS8에 있어서, 차 △IAC(n)이 부인지 아닌지가 판단된다.

이 판단은, 상기 식에 있어서의 함수{IAC(J)IACTH)}에 대응하는 것으로서, IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때「1」을 취하고, 성립하고 있지 않을 때「0」을 취하는 동작을 행한다.

즉, IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때IAC(n)이 정이기 때문에 「NO」루트를 통해서, 스텝 AS10에 있어서의 연소악화판정치VAC(j)의 누적이 행해지고, 상기한 함수가「1」을 취한 상태가 된다.

한편, IAC(J)IACTH가 성립하고 있지 않을 때 △IAC(n)이 부이기 때문에, 「YES」루트를 통해서 스텝AS9에 의해 △IAC(n)=0이 실행된다. 이에 의해, 스텝AS10에서는, 연소악화판정치VAC(j)의 누적은 행해지지 않는 상태가 되고, 상기한 함수가「0」을 취한 상태가 된다.

이에 의해, 제8도에서 점 A∼D에 표시한 바와 같은, 정규화변동치IAC(n)이 소정의 임계치IACTH를 하회하고 있을 때, 이 하회한 양을 악화량으로서 누적되게 된다.

따라서, 연소악화판정치VAC(j)는, 임계치IACTH와 정규화변동치IAC(j)와의 차를 웨이트로 한 악화량을 누적해서 구해지고, 임계치 부근의 수치의 영향을 작게 해서, 악화의 상태가 연소악화판정치VAC(j)에 정확히 반영된다.

그리고, 연소악화판정치산출수단(104)에 있어서의 소정의 임계치IACTH는, 임계치갱신수단(110)에 의해, 엔진의 운전상태에 대응해서 갱신되도록 구성되어 있고, 보다 희박한계에 가까운 운전상태를 실현할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기한 첨자j는 기통번호를 표시하고 있고, 기통j마다 연소악화판정치VAC(j)가 누적된다.

이어서, 스텝AS11이 실행되고, 샘플링의 횟수를 표시하는 n이 128을 넘었는지 아닌지가 판단된다.

즉, 제7도에 표시한 적산구간을 경과했는지 아닌지가 판단되고, 경과하고 있지 않은 경우에는「NO」루트를 취해서, 스텝AS13을 실행하고, 횟수n을 「1」증가시켜서 연료보정을 행하지 않은 그대로 스텝AS20이 실행된다. 이에 의해,128사이클의 적산구간내에 대해서, 분사펄스폭Tinj에 있어서의 보정계수KAC(j)에 관한 보정은 행해지지 않고, 오로지 연소악화판정치VAC(j)의 누적이 행해진다.

따라서, 악화판정치VAC(j)는, 설정된 연소 횟수, 예를들면 128사이클마다 갱신되도록 되어있고, 비교적 오랜 기간을 대상으로 한 연소상태의 파악에 의한 제어를 행함으로써, 통계적인 특성을 반영하는 안정된 확실한 제어가 행해진다.

그런데, 상기한 연소악화판정치VAC(j)는, 연소의 변동이 확률적인 것이라는 관점에서, 다음과 같은 의의에 의해 설정되어 있다.

즉, 연소변동은 실험결과로부터 제12도에 표시한 바와 같은 변동특성을 가지고 있는 것을 가정할 수 있고, 다음 식(1-23), (1-24)에 의해 지수분포에 따른 확률에서 발생하는 난수를 기준으로 변동의 상황을 기술할 수 있다.

여기서, 제12도 중의 가로축은 엔진의 평균유효압avPi에 대한 통내압Pi의 비율Kpt(비율x)를 취하고, 이에 대한 연소변동의 확률밀도Prb를 취하고, 연소변동의 가능성을 나타내고 있다.

Prb(x)=λ· exp(-λ· x) ...... (1-23)

Kpt=(1-x ·Kprb)/{1-1/(λ· Kprb)} ............ (1-24)

이 연소변동특성은, 모수 λ=5의 지수분포에서 근사할 수 있고, 이 근사특성은, 제13도에 표시한 것이 된다.

P(x)=λ· exp(-λ· x) ........ (1-25)

한편, 가로축의 Pi/avPi는 확률적인 변동의 크기를 나타내는 계수ε를 사용해서,통내압을 정규화한 것에 상당하고 있고, 다음 식(1-26)으로 표시된다.

Pi/avPi=(1-ε· x)/(1-ε /x) ....... (1-26)

여기서, a=λ /(λ-ε), b=λ·ε/(λ-ε)라고 하면,

Pi/avPi=a-b ·x ........... (1-27)

라고 표시할 수 있다.

또한, avPi는 Pi의 평균치를 표시하고 있다.

제13도에 있어서의 특성으로 표시된 바와 같이, 오른쪽에 위치하는 특성일수록 출현하는 확률이 낮고, 연소상태가 악화하는 상황에 있다.

여기서, 제13도의 경계A보다 오른쪽에 이른 경우를, 연소가 악화하는 경우라고 판단하는 것으로서, 연소악화판정용 임계치Pi/avPi=0.9라고 한다.

한편, 연소변동COV를 확률을 사용해서 표현하면, 다음과 같이 표시된다.

먼저, Pi/avPi의 분산V(Pi/avPi)는

V(Pi/avPi)=b²/λ ²...........(1-28)

Pi/avPi의 표준편차 σ(Pi/avPi)는

σ(Pi/avPi)={V(Pi/avPi)}^½

=b/λ ....... (1-29)

따라서

COV =σ(Pi/avPi)=b/λ

=ε/(λ-ε) ........... (1-30)

그리고, 통내압과 연소지표와의 사이에는 좋은 상관이 있는 것을 알 수 있으므로, Pi/avPi를, 연소지표를 정규화한 것에 상당하는 Ci/avCi로 치환해서 생각한다. 연소악화지표Vc를 확률을 사용해서 표현하면, 연소지표Ci가 연소악화판정용 임계치Cth로부터 연소악화쪽으로 넘는 도수로 구성되는 제어데이터①의 연소악화지표Vc는 Ci/avCi ≤Cth/avCi가 성립하는 확률이다.

여기서, Cth/avCi는 연소지표의 임계치이고, 0.9의 값이 취해진다.

또, X의 임계치를 Xo라고 하면, 연소악화지표Vc는 연소변동의 확률밀도P(x)를 임계치Xo로부터 1/ε 까지 적분한 것이 된다.

여기서, 1/ε는 Ci/avCi=a-b·x=0일 때의 X의 값이고, 앞에 정의한 a=λ/(λ-ε), b=λ·ε/(λ-ε)를 대입해서 구해진다.

따라서, 제어데이터①에 대해서는

여기서,

을 대입하면, Vc는 다음과 같이 된다.

이 연소악화지표Vc를 연소변동COV에 대하여, ε를 변화시킬으로써 플롯하면, 제14도에 표시한 바와 같이 된다.

즉, 제14도는, 가로축에 연소변동COV를 취하고, 연소악화지표Vc를 세로축에 취하고, 상호관계를 표시한 것으로서, 동도면에 표시된 바와 같이, 양호한 선형관계를 가지고 있다고 할 수 있다.

따라서, 연소악화지표Vc와 연소변동COV와의 사이에는, 양호한 상관관계가 있고, 연소악화지표Vc를 연소변동에 대한 제어요소로 채용하고, 피드백제어를 행함으로써, 확률적으로 안정된 적확한 제어가 행해진다.

한편, 연소지표Ci가 평균연소지표Cav로부터 연소악화쪽으로 넘는 초과량(Cav-Ck)으로 구성되는 제어데이터②에 대해서 연소악화지표Vc는 CiCth가 되는 확률에 Cav-Ci를 곱한 것이고, 이것을 고려해서 산출하면 다음과 같이 된다.

평균연소지표를 정규화한 것을 Cav/avCi라고 하면,

여기서, Cav/avCi=1, Ci/avCi=a-b ·x 이므로, Vc는 다음과 같이 된다.

이 연소악화지표Vc에 대해서도 연소변동COV에 대하여, ε를 변화시킴으로써 플롯하면, 제15도에 표시한 바와 같이 된다.

즉, 제15도는, 가로축에 연소변동COV를 취하고, 연소악화지표Vc를 세로축에 취하고, 상호관계를 표시한 것으로서, 동도면에 표시된 바와 같이, 양호한 선형관계를 가지고 있다고 할 수 있다.

그리고, 측정이 곤란한 통내압Pi에 대신해서, 내연기관의 출력상태를 표시하는 파라미터로서, 내연기관의 연소에 의해 구동되는 회전축의 회전변동IAC(j)를 사용하고, 연소악화지표Vc로서 연소악화판정치VAC(j)를 채용한 본 실시예에서는 연소악화판정치VAC(j)와 연소변동COV와의 사이에 양호한 상관관계가 있고, 연소악화판정치VAC(j)를 연소변동에 대한 제어요소로서 채용한 제어를 행함으로써, 확률적으로 안정된 적확한 제어가 행해진다.

그런데, 연소악화판정치VAC(j)를 일정기간(128) 계속 취함으로써 통계적인 데이터가 얻어지나, 이와 같은 통계적인 제어데이터를 얻기 위한 소요의 적산구간이 경과하면, 스텝AS11의 「YES」루트를 통해서, 스텝AS12∼스텝AS18이 실행된다.

먼저, 스텝AS12에 있어서, 횟수n이 「1」로 리세트되고, 이어서 스텝AS14와 스텝AS16에 있어서, 연소악화판정치VAC(j)를 참조해서, 기준치설정수단(112)에서 설정된 소정의 기준치와의 비교가 행해진다.

먼저, 연소악화판정치VAC(j)와 상한기준치(VACTH1)와의 비교가 행해지고, 연소악화판정치VAC(j)가 상한기준치VACTH1을 넘고 있을 경우, 즉, 제9도에 표시한 바와 같이, 연소변동의 악화량이 한계인 상한기준치VACTH1을 넘고 있을 경우에는, 스텝AS15에 있어서, 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출이 행해진다.

KAC(j)=KAC(j)+KAR·{VAC(j)-VACTH1} .....(1-36)

이것은, 제7도에 표시한 농후쪽 오른쪽위 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, 소정이상으로 연소변동치가 악화하고 있는 경우라고 해서, 연료분사량을 증가시키는 농후화의 보정이 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

여기서, KAR은 특성의 기울기를 표시한 계수이고, 우변의KAC(j)는, 번호j기통에 대해서, 앞의 연산사이클(n-1)에 있어서 산출된 보정계수를 표시하고 있고, 상기식에 의해 갱신이 행해진다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가 하한기준치VACTH2를 하회하고 있을 경우에는, 스텝AS16에 있어서「YES」루트를 취하고, 더욱 희박화를 행할 수 있는 여유를 갖춘 경우라고해서, 연료분사량을 감소시키는 희박화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

KAC(j)=KAC(j)-KAL·{VAC(j)-VACTH2} ....... (1-37)

또, 연소악화판정치VAC(j)가, 하한기준치VACH2 이상이고 상한기준치VACTH1 이하일 경우에는, 스텝AS14 및 스텝AS16에 있어서 모두 「NO」루트를 취하고, 적정한 운전상태라고 해서 연료분사량을 전의 상태로 유지하기 위하여 보정계수KAC(j)의 변경을 행하지 않도록 되어 있다.

여기서, 하한기준치VACTH2와 상한기준치VACTH1은, 연소변동목표치VAC0를 중심으로 하고, 하한기준치VACTH2를 (VAC0-△VAC)의 값으로, 상한기준치VATH1을(VAC0+△VAC)의 값으로 설정되어 있다.

연소변동목표치VAC0는 COV(Coefficient of variance)의 목표치(10%정도)에 대응한 값이고, 연소변동목표치VAC0의 양쪽에 있어서의 △VAC의 범위에 있어서의 연료보정을 하지 않도록 하므로써, 회전변동을 유한기간(128사이클)에서 평가하거나, 임계치 이하의 것으로 연산하고 있는 것에 기인한 오차에 의한 리세트사이클이 방지된다.

그리고, 스텝AS18이 실행되고, 연소악화판정치VAC(j)가 「0」으로 리세트된다.

또, 스텝AS19에 있어서, 보정계수KAC(j)가 상하한치를 넘은 경우에는, 넘은쪽의 한계치로 클립된다. 예를 들면 0.9KAC(j)1.1의 범위내에 들어가도록 설정된 경우, 스텝AS15에 있어서의 산출치가 1.1을 넘으면, 1.1로 설정되고, 스텝AS16에 있어서의 산출치가 0.9를 하회하면 0.9로 설정된다.

이에 의해, 급속한 보정을 행하지 않고, 서서히 보정을 행함으로써, 쇼크 등의 발생을 방지하고, 안정된 제어가 행해진다.

그리고, 스텝AS20에 있어서, 상기한 바와 같이 해서 결정된 보정계수KAC(j)에 의한 연료 분사시의 기본분사펄스폭의 보정이 행해진다.

즉, 분사펄프폭Tinj(j)는 다음 식으로 산출된다.

Tinj(j)=TB× KAC(j)×K×KAFL+Td …… (1-38)

이 기본분사펄스폭의 보정에 의해, 연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정연소(106)의 제어가 행해지고, 엔진은, 소망의 희박한계운전상태를 유지된다. 또한, 연소조정요소로서는 EGR량의 제어도 생각된다.

이와 같이 동작이 행해지나, 이 제1실시예에 의하면, 다음과 같은 효과 내지 이점이 있다.

(1) 엔진토크의 확률적특성을 고려한, 연소변동의 추정 및 이 추정을 이용한 공연비제어를 행할 수 있게 된다.

(2) 연소변동의 통계적성질을 고려한 엔진의 연소상태제어를, 실시간으로, 또 차량탑재컴퓨터로 행할 수 있게 된다.

(3) 인젝터나 흡기관형상, 밸브 타이밍의 어긋남에 의한 공연비의 불균일에 기인한 연소변동한계의 기통간 차를 확실히 보정할 수 있게 되고, 각 기통의 각각을 전부연소한계로 설정할 수 있게 된다.

(4) 앞 항에 의해, NOx의 배출을 최소로 할 수 있게 된다.

(5) 각 기통마다의 회전변동의 검출 및 제어를, 1개의 크랭크각센서로 행할 수 있게 되고, 저코스트로 보다 확실한 희박연소제어를 행할 수 있게 된다.

(b) 제2실시예의 설명

다음에 본 발명의 제2실시예로서의 연소상태제어장치에 대해서 설명한다.

그런데, 본 실시예에 관한 장치를 정비하는 자동차용 엔진도, 상기한 제1실시예와 마찬가지로, 소요의 운전조건하에서는 이론공연비(스토이키오)보다도 희박쪽 공연비(리인)에서의 희박연소운전(리인번운전)을 행하는 리인번엔진으로서 구성되어 있고, 이 엔진시스템의 전체구성도 및 그 제어계를 표시한 하드블록도에 대해서도, 각각 상기한 제1실시예와 마찬가지로, 제2도, 제3도와 같이 되므로, 그 설명은 생략한다.

지금 본 실시예에 있어서도 연료분사제어(공연비제어)에 착목하면, 이 연료분사제어(인젝터구동시간제어)를 위하여, ECU(25)는 제16도에 표시한 바와 같이, 변동검출수단(101), 정규화변동치검출수단(102), 연소악화판정치산출수단(104), 연소상태제어수단(105), 연소변동조정요소(106), 각가속도검출수단(107), 평활화수단(108), 임계치갱신수단(110) 및 실화판정기준치(111), 험로판정수단(113) 및 희박화제어제한수단(114)의 기능을 구비하고 있다.

여기서, 연소변동조정요소는(106)는, 연소상태제어수단(105)으로부터의 제어신호에 의해 연료분사펄스폭 Tinj를 소망의 상태로 조정해서, 실현해야 할 공연비의 희박연소운전을 행하는 것으로서, 인젝터(9)가 이 연소변동조정요소(106)로서 기능한다.

또한, 연료분사펄프폭Tinj는 다음 식으로 표현된다.

Tinj(j)=TB·KAC(j)·K·KAFL+Td …… (2-1)

또는

Tinj(j)=TB·KAC(j)·K+Td …… (2-2)

또, 엔진냉각수온, 흡기온, 대기압 등에 따른 보정계수 K가 설정되고, 데드타임(무효시간)Td가 배터리전압에 따라서 구동시간이 보정되도록 구성되어 있다.

또, 희박연소운전은, 소정의 조건이 성립한 것으로, 희박운전조건판정수단에 있어서 판정된 경우에 행해지도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시예의 연소상태제어장치도, 엔진에 구동되는 회전축(크랭크축)의 각가속도를 검출하는 각가속도검출수단(107)을 구비하고 있으나, 이 각가속도검출수단(107)은 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성인 것이므로 그 설명은 생략한다.

또, 본 실시예의 엔진의 연소상태제어장치는, 각가속도검출수단(107)의 검출신호를 사용해서 각가속도의 변동치를 검출하는 변동검출수단(101)도 구비하고 있으나, 이 변동검출수단(101)의 연산도, 상기한 제1실시예의 것과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

또, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH 를 비교해서 연소악화판정치 VAC(j)를 구하는 연소악화판정치산출수단(104)이 설치되어 있고, 연소악화판정치VAC(j)는 정규화변동치IAC(n)이 임계치IACTH를 하회하는 악화량을 누적해서 구하도록 되어 있으나, 이 연소악화판정치VAC(j)의 구하는 방식도 상기한 제1실시예와 동일하다.

즉,

여기서, 상기 식의 {IAC(J)IACTH}는 IAC(J)IATCH가 성립하고 있을 때「1」을 취하고, 성립하고 있지 않을 때「0」을 취하는 함수이고, 정규화변동치IAC(n)가 소정의 임계치IACTH를 하회하고 있을 때, 이 하회한 양을 악화량으로서 누적하도록 구성되어 있다.

따라서, 연소악화판정치VAC(j)는 임계치IACTH와 정규화변동치IAC(J)와의 차를 웨이트로 한 악화량을 누적해서 구해지고, 임계치 부근의 수치의 영향을 작게 해서, 악화의 상태를 정확히 반영할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기한 첨자 j는 기통번호를 표시하고 있다.

또, 연소악화판정치AVC(j)로서는 보다 간단한 프로그램을 사용해서 정규화변동치가IAC(n)가 임계치IACTH를 하회하는 횟수를 누적해서 구해도 된다(즉 VAC(j)=∑{IAC(j)IACTH}).

즉, 연소상태제어수단(105)은, 정규화변동치에 의거해서 공연비의 희박화제어를 행하도록 구성되어 있다.

연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정요소(106)의 제어에 대해서의 기준치로서, 상한기준치설정수단(112U)으로부터의 상한기준치(VACTH1)(112U)와 하한기준치설정수단(112L)으로부터의 하한기준치(VACTH2)가 설정되어 있다.

즉, 연소변동조정요소(106)에 의한 제어는, 상기한 바와 같이, 연료 분사시에서의 기본분사펄스폭의 보정에 의해 행해지도록 구성되어 있고, 분사펄스폭Tinj(j)는 다음 식으로 산출되도록 구성되어 있다.

또는,

먼저, 연소악화판정치VAC(j)가 상한기준치VACTH1을 넘고 있는 경우에는, 소정 이상으로 연소변동치가 악화하고 있는 경우라고 해서, 연료분사량을 증가시키는 농후화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

이것은, 제7도에 표시한 보정특성중 농후쪽 오른쪽위 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, KAR은 특성의 기울기를 표시한 계수이다. 그리고, 우변의KAC(j)는, 번호j기통에 대해서, 앞의 연산사이클에(n-1)에 있어서 산출된 보정계수를 표시하고 있고, 상기 식에 의해 갱신이 행해진다.

또한, 제7도는 가로축에 연소악화판정치VAC를 취하고, 세로축에 보정계수KAC를 취해서 보정특성을 표시하고 있다.

한편, 연소악화판정치VAC(j)가 하한기준치VACTH2를 하회하고 있을 경우에는, 더욱 희박화를 행할 수 있는 여유를 갖춘 경우라고 해서, 연료분사량을 감소시키는 희박화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어있다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가, 하한기준치VACTH2 이상이고 상한기준치VACTH1 이하일 경우에는, 적정한 운전상태라고 해서 연료분사량을 전의 상태로 유지하기 위하여 보정계수KAC(j)의 변경을 행하지 않도록 되어 있다.

여기서, 하한기준치VACTH2와 상한기준치VACTH1은, 연소변동목표치VAC0를 중심으로 하고, 하한기준치VACTH2를 (VAC0-VAC)의 값으로, 상한기준치VACTH1을 (VAC0+VAC)의 값으로 설정되어 있다.

연소변동목표치VAC0는 COV(Coeffcient of variance)의 목표치(10%정도)에 대응한 값이고, 연소변동목표치VAC0의 양쪽에 있어서의VAC의 범위에 있어서의 연료보정을 하지 않도록 하므로써, 회전변동을 유한기간(128사이클)에서 평가하거나, 임계치 이하의 것으로 연산하고 있는 것에 기인한 오차에 의한 리미트사이클을 방지하도록 되어 있다.

그리고, 상기한 보정계수KAC(j)는 상하한치로 클립되도록 구성되어 있고, 예를들면, 0.9KAC(j)1.1의 범위내에 들어가도록 설정되고, 급속한 보정을 행하지 않고, 서서히 보정을 행함으로써, 쇼크 등의 발생을 방지하고, 안정된 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

또, 연소악화판정치VAC(j)는, 설정된 연소 횟수, 예를들면 128사이클마다 갱신되도록 되어있고, 비교적 오랜 기간을 대상으로 한 연소상태의 파악에 의한 제어를 행함으로써, 통계적인 특성을 반영하는 안정된 확실한 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성 및 동작은 상기한 제1실시예와 동일하다.

그리고, 정규화변동치IAC(n)이 험로판정임계치설정수단(115)으로부터의 소정의 험로판정상한임계치(험로판정임계치)IACTHU로부터 가속쪽으로 넘는 것에 의거해서 험로주행을 판정하는 험로판정수단(113)이 설치되는 동시에, 험로판정수단(113)의 판정결과에 의해서 연소상태제어수단(105)에 있어서의 리인제어(공연비희박화제어)를 제한하는 리인제어제한수단(희박화제어제한수단)(114)이 설치되어 있다.

또, 험로판정수단(113)은, 정규화변동치IAC(n)이 소정의 험로판정하한임계치(험로판정임계치)IACTHL을 감속쪽으로 하회하는 양도 누적해서, 험로판정을 보다 정확히 행할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 험로판정상한임계치IACTHU, 험로판정하한임계치IACTHL, 연소판정임계치IACTH의 대소관계는 제21도와 같이 IACTHUIACTHIACTHL가 되고 있다.

그리고, 험로판정수단(113)은 다음과 같은 각 임계치 및 각 기준치를 비교대상으로 하는 소정의 연산을 행하고, 소요의 판정을 행하도록 구성되어 있다.

먼저, 정규화변동치IAC(n)이 험로판정상한임계치IACTHU를 가속쪽으로 넘을 때마다 넘은 양을 누적하고, 누적결과로서의 험로판정상방치VACU(j)를 산출하도록 구성되어 있다.

또, 정규화변동치IAC(n)이 험로판정하한임계치IACTHL을 감속쪽으로 넘을 때마다, 넘은 양을 누적하고, 누적결과로서의 험로판정하방치VACL(j)를 산출하도록 구성되어 있다.

그리고, 험로판정상방치VACU(j)가 상방험로기준치VACUL을 넘는 동시에, 험로판정하방치VACL(j)가 하방험로기준치VACLL을 넘는다는 조건을 만족한 횟수를 카운트해서 구해지는 험로판정지수MM이 설정되어 있고, 험로판정지수MM이 험로지수판정치m2를 넘은 경우에 험로주행시라고 판정하도록 구성되어 있다.

험로주행시라고 판정된 경우에는, 연료분사제어Tinj(j)에 있어서의 분사펄스폭의 산출시에, 희박화제어제한수단(114)에 있어서, 희박화보정계수KAFL에 의한 보정을 행하지 않는 값이 산출되고, 희박제어가 제한되도록 구성되어 있다.

즉, 희박화제어수단(114)이 작동하지 않는 경우에는, 다음 식에 의해 분사펄스폭Tinj(j)가 산출되도록 구성되어 있다.

이에 대하여, 험로주행을 판정된 희박화제어제한수단(114)의 작동시에는, 다음 식에 의해 분사펄스폭Tinj(j)가 산출되도록 구성되어 있다.

따라서, 희박화보정계수 KAFL에 의한 보정분에 대해서, 희박제어가 제한되도록 되어 있다.

본 발명의 제2실시예로서의 엔진의 연소상태제어장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 희박연소 운전시에 있어서, 제17도, 제18도의 순서도에 표시한 작동이 순차 행해진다.

먼저, 스텝BS1에 있어서, 각가속도검출수단(107)에 의해 각가속도ACC(n)이 검출된다.

여기서, 검출에 사용되는 연산은 다음 식에 의한다.

단, XMFDKFG는 세그먼트보정치게인을 표시하고 있다.

한편, 상기 식에 있어서의 KR(n)은 다음 식으로 구해진다.

이것은, 2회전의 계측시간TN(n-2)로부터 금회의 계측시간TN(n)까지의 평균계측시간에 대응한 계측치이고, 세그먼트보정치KL(m)의 산출시에, 세그먼트보정치게인 XMFDKFG에 의한 1차 필터처리가 상기한 식을 사용해서 행해진다.

그리고, 스텝BS2에 있어서 평균가속도ACCAV(n)이 산출된다.

여기서, ACCAV(n)은 검출된 각속도ACC(n)를 평활화수단(108)에 의해 평활화 한 평활치이고, 다음 식에 의한 1차 필터처리를 행함으로써 산출된다.

이어서, 스텝BS3에 있어서, 변동검출수단(101)에 의해, 가속도변동치ACC(n)이 검출된다.

즉, 각가속도검출수단(107)에 의해 검출된 각속도ACC(n)와, 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치로서의 평균가속도ACCAV(n)과의 차를 구함으로써, 가속도변동치ACC(n)이 다음 식으로 산출된다.

또, 스텝BS4에 있어서, 정규화변동치검출수단(102)에 의해, 변동검출수단(101)으로부터 출력되는 변동치ACC(n)을 엔진의 운전상태에 따라서 정규화한 정규화변동치IAC(n)이 다음 식에 의해 산출된다.

여기서, Kte(Ev,Ne)는 출력보정계수이고, 제10도에 표시한 특성에 의해 설정된다.

제10도의 특성은, 가로축에 체적효율Ev를 취하고, 이 체적효율Ev에 대한 출력보정계수Kte(Ev,Ne)를 세로축에 취해서 표시되어 있고, 엔진회전수Ne가 커질수록 오른쪽 위의 선의 특성이 채용된다.

즉, 맵으로서 기억된 제10도의 특성에 있어서, 크랭크각센서(220)등의 검출신호로부터 산출되는 엔진회전수Ne와 체적효율Ev로부터, 출력보정계수Kte(Ev,Ne)가 ECU(25)에 있어서 설정되고, 엔진출력에 대응한 보정에 의한 정규화가 행해진다.

즉, 각가속도ω'는 다음 식과 같이 표시된다.

여기서, Te는 엔진토크, T1은 부하토크, Ie는 관성모먼트이다.

한편,

여기서, ωo'는 평균각가속도이다.

(2-16), (2-17)식으로부터

따라서,

그런데, 상기한 스텝BS1에 있어서의 각가속도ACC(n)의 검출수법에서는, 엔진토크정보가, 부하외란이 없는 경우에 비교적 잘 보존된다. 그리고, (2-19)식에 표시한 바와 같이, 평균각가속도ωo´로부터의 변동ω´[가속도변동치ACC(n)]를 사용하는 동시에, 관성모먼트Ie를 고려한 정규화출력[정규화변동치IAC(n)]으로서 제어를 행함으로써, 연소변동의 통계적성질을 고려하고, 연소변동을 확실히 반영시킨 제어가 행해진다.

스텝BS4의 동작이 행해지면, 이어서 스텝BS41~BS44에 있어서의 험로판정치VACU, VACL의 산출이 행해진다.

즉, 스텝BS41에 있어서, 정규화변동치IAC(n)이 험로판정상한임계치IACTHU를 넘고 있는지 아닌지가 판정되고, 넘고 있는 경우에는「YES」루트를 취하고, 다음 식에 의해 험로판정상방치VACU(j)가 산출된다.(스텝BS42 참조).

또, 스텝BS43에 있어서, 정규화변동치IA(n)이, 험로판정하한임계치IACTHL을 하회하고 있는지 아닌지를 판정되고, 하회하고 있을 경우에는,「YES」루트를 취하고, 다음 식에 의해 험로판정하방치VACL(j)가 산출된다(스텝BS44 참조).

즉, 정규화변동치IAC(n)의 험로판정상한임계치IACTHU를 넘는 양을 누적한 험로판정상방치 VACU(j)와, 정규화변동치IAC(n)의 험로판정하방치VACL(j)를 하회하는 양을 누적한 험로판정하방치VACL(j)가 산출된다.

그리고, 이들 연산이 행해진 경우에는, 연소상태의 악화에 의해 정규화변동치IAC(n)이 변화한 것이 아니고, 차륜의 슬립등에 의해 발생하는 회전변동이기 때문에, 연소악화판정치산출수단(104)에 의한 스텝BS7∼스텝BS10의 연소악화판정치VAC(j)의 산출동작을 행하지 않고, 스텝BS11에 이른다.

한편, 정규화변동치IAC(n)이 험로판정상한임계치IACTHU와 험로판정하한임계치IACTHL과의 사이의 값일 경우에는 , 스텝BS41 및 스텝BS43에 있어서 「NO」루트를 취하고, 스텝BS7∼스텝BS10의 동작이 행해진다.

즉, 정규화변동치IAC(n)의 변화가 험로에 의한 슬립 등에 기인해서 발생한 것이 아니라, 연소상태의 변화에 의해 발생한 것이기 때문에 연소악화판정치산출수단(104)의 동작이 실행되고, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH를 비교해서 다음 식에 의해 연소악화판정치VAC(j)가 산출된다.

먼저, 스텝BS7에 있어서, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH와의 차△IAC(n)이 산출되고, 이어서, 스텝BS8에 있어서, 차△IAC(n)이 부인지 아닌지가 판단된다.

이 판단은, 상기 식에 있어서의 함수{IAC(J)IACTH}에 대응하는 것으로서, IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때「1」을 취하고, 성립하고 있지 않을 때「0」을 취하는 동작을 행한다.

즉, IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때 △IAC(n)이 정이기 때문에 「NO」루트를 통해서, 스텝BS10에 있어서의 연소악화판정치VAC(j)의 누적이 행해지고, 상기한 함수가「1」을 취한 상태가 된다.

한편, IAC(J)IACTH가 성립하고 있지 않을 때 △IAC(n)이 부이기 때문에, 「YES」루트를 통해서 스텝BS9에 의해 △IAC(n)=0이 실행된다. 이에 의해, 스텝BS10에서는, 연소악화판정치VAC(j)의 누적은 행해지지 않는 상태가 되고, 상기한 함수가 「0」을 취한 상태가 된다.

이어서, 스텝BS11이 실행되고, 샘플링의 횟수를 표시하는 N이 128을 넘었는지 아닌지가 판단된다.

즉, 제8도에 표시한 적산구간을 경과했는지 아닌지가 판단되고, 경과하고 있지 않은 경우에는「NO」루트를 취해서, 스텝BS13을 실행하고, 횟수N을 「1」증가시켜서 또 험로플래그가 세트되어 있지 않고, 다른 희박화조건이 성립하고 있을 경우(스텝BS133-2, BS134-2 참조)는, 연료보정을 행하지 않은 그대로 스텝BS20이 실행된다. 이에 의해, 128사이클의 적산구간내에 대해서, 분사펄스폭Tinj에 있어서의 보정계수KAC(j)에 관한 보정은 행해지지 않고, 오로지 연소악화판정치VAC(j)의 누적이 행해진다.

따라서, 악화판정치VAC(j)는, 설정된 연소 횟수, 예를 들면 128사이클마다 갱신되도록 되어 있고, 비교적 오랜기간을 대상으로 한 연소상태의 파악에 의한 제어를 행함으로써 통계적인 특성을 안정하는 안정된 확실한 제어가 행해진다.

그리고, 적산구간이 경과하면, 스텝BS11의 「YES」루트를 통해서, 스텝BS12이하의 동작이 실행된다.

먼저, 스텝BS12에 있어서, 회전N이「1」로 리세트되고, 이어서, 스텝BS121 에서, 험로판정상방치VACU(j)가, 미리 설정된 상방험로기준치VACUL을 상회하고 있는지 아닌지가 판정된다. 상회하고 있을 경우에는,「YES」루트를 통하여, 스텝124에 의해 비험로판정지수M을「0」으로 리세트한다.

한편, 험로판정상방치VACU(j)가, 상방험로기준치VACUL을 상회하고 있지 않은 경우에는「NO」루트를 통해서, 또 스텝BS122에 있어서의 판단이 행해진다.

스텝BS122에서는, 험로판정하방치VACL(j)가 미리 설정된 하방험로기준치VACLL을 상회하고 있는지 아닌지가 판정된다. 상회하고 있는 경우에는,「YES」루트를 통하여, 스텝BS124에 의해 비험로판정지수M이「0」으로 리세트된다.

그리고, 스텝BS124의 후에는, 모두 험로주행상태라고 해서, 스텝BS125에서 험로판정지수MM을 증가시킨다.

또, 험로판정하방치VACL(j)가 하방험로기준치VACLL을 상회하고 있지 않은 경우는, 스텝BS122에서,「NO」루트를 통하여, 스텝BS123이 실행되고, 비험로판정지수M에 「1」이 가산되어, 비험로판정지수M이 증가한다.

즉, 가속쪽에 있어서 험로판정상방치VACU(j)가 상방험로기준치VACUL을 상회하고 있는 경우에는, 제19도에 점 K에 표시한 상태이고, 감속쪽에 있어서 험로판정하방치 VACL(j)가 하방험로기준치VACLL을 상회하고 있는 경우에는, 제19도에 점 G에서 표시한 상태이기 때문에, 엔진의 회전변동이 가속쪽과 감속쪽의 양방향에서 출현하고 있다.

이에 대하여, 제20도에 있어서의 점 AK의 각가속도변동은 감속쪽에만 출현하고 있다.

이 현상을 비교해석하면, 제20도에 있어서의 상태는 연소악화에 의한 감속쪽으로의 변동이고, 제20도에 있어서의 상태는, 연소악화에 의해서는 발생하지 않고, 험로에 있어서의 차륜의 슬립 등에 기인한 각가속도 변동인 것이 고찰된다.

따라서, 제19도에 표시한 상태에 대응하는 스텝BS125에 이르는 상황은 험로의 주행시라고 해석되고, 험로판정지수MM의 가산이 행해진다.

그리고, 험로판정지수MM은, 스텝BS130에 있어서, 소정의 험로지수판정치m2와 비교되고, 험로지수판정치m2를 험로판정지수MM이 넘고 있는 경우에는, 가산된 험로판정지수MM이 험로 주행시라고 판정해야할 상태인 것을 표시하고 있기 때문에, 스텝 BS131이 실행되고, 험로플래그가 세트된다. 그 후, 험로판정지수MM은「0」으로 리세트된다(스텝BS132).

한편, 비험로지수판정치m1을 비험로판정지수M이 넘은 경우에는, 스텝BS126에서 YES루트를 취하고, 스텝BS127이 실행되고, 험로플래그가 리세트된다. 그 후, 험로판정지수MM, 비험로판정지수M은 각각「0」으로 리세트된다(스텝BS128,BS129).

즉, 128회의 샘플링에 의해 산출되는 험로판정상방치VACU(j)가 상방험로기준치VACUL을 상회하거나, 험로판정하방치VACL(j)가 하방험로기준치VACLL을 상회하거나 하면, 험로주행상태라고 판정되고, 험로판정지수MM이 세트되고, 험로플래그가 세트된다. 한편, 그 이외의 경우는, 험로주행상태가 아니라고 판정되고, 험로플래그가 리세트된다.

상기와 같이해서 세트 또는 리세트된 험로플래그는, 스텝BS133 또는 BS133-2 에 있어서 참조되고, 세트되고 있을 경우에는,「YES」루트를 통하여 스텝BS135가 실행된다.

스텝135에서는, 희박화제어제한 수단(114)의 동작이 행해지나, 이 동작은, 연료분사펄스의 폭인Tinj(j)를 다음 식으로 산출하고, 이 산출치에 의한 연료분사제어를 ECU(25)를 통해서 행함으로써 행해진다.

Tin(j)=TB×KAC(j)×K+Td(2-23)

여기서, 상기 식은 후술하는 스텝BS20에 있어서의 연료분사펄스폭Tinj(j)에 비교해서, 희박화계수KAFL이 생략되고 있다. 따라서, 상기 식에 의함으로써, 연료분사제어에 있어서의 희박화계수KAFL을 사용한 희박화보정을 행하지 않고, 희박제어가 제한된다.

그런데, 험로플래그가 세트되고 있지 않은 경우에는, 스텝BS133 또는 BS133-2 로부터「NO」루트를 취하고, 스텝134 또는 BS134-2의 동작이 행해진다.

즉, 스텝BS134 또는 BS134-2에 있어서는, 다른 희박화조건이 성립하고 있는지를 각종센서의 검출신호에 의거해서 판단되고, 성립하고 있지 않은 경우에는, 상기한 스텝BS135에 있어서의 희박제어의 제한이 행해진다.

그리고, 스텝BS134에 있어서 희박화조건이 성립하고 있다고 판단된 경우에는, 험로주행시가 아니고, 희박제어를 행해야 할 상태이기 때문에, 스텝BS14이하의 실행에 의해, 연소악화를 방지하면서, 희박제어에 의한 운전이 행해진다. 또한 스텝BS134-2 에 있어서, YES일 경우는 스텝BS20의 처리가 실행된다.

즉, 스텝BS134의 YES루트를 취하면, 스텝BS14와 스텝BS15에 있어서, 연소악화판정치VAC(j)를 참조해서, 소정의 기준치와의 비교가 행해진다.

즉, 연소악화판정치VAC(j)와 상한기준치(VACTH1)(112U)와의 비교가 행해지고, 제9도에 있어서의 연소악화판정치VAC(j)가 상한기준치VACTH1을 넘고 있을 경우, 바꿔말하자면, 연소변동의 악화량이 한계인 상한기준치VACTH1을 넘고 있을 경우에는, 스텝BS15 에 있어서, 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출이 행해진다.

이것은 제7도에 표시한 농후쪽 오른쪽위 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, 소정 이상으로 연소변동치가 악화하고 있는 경우라고해서, 연료분사량을 증가시키는 농후화의 보정이 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

여기서, KAR은 특성의 기울기를 표시한 계수이고, 우변의 KAC(j)는, 번호j기통에 대해서, 앞의 연산사이클(n-1)에 있어서 산출된 보정계수를 표시하고 있고, 상기 식에 의해 갱신이 행해진다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가 하한기준치VACTH2를 하회하고 있을 경우에는, 스텝BS16에 있어서「YES」루트를 취하고, 더욱 희박화를 행할 수 있는 여유를 갖춘 경우라고 해서, 연료분사량을 감소시키는 희박화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해진다(스텝BS17 참조).

이것은 제7도에 표시한 희박쪽 왼쪽아래 특성의, 보정치를 산출하는 것으로서, KAL은 특성의 기울기를 표시하는 계수이다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가, 하한기준치VACTH2 이상이고 상한기준치 VATH1 이하일 경우에는, 스텝BS14 및 스텝BS16에 있어서 모두「NO」 루트를 취하고, 적정한 운전상태라고 해서 연료분사량을 전의 상태로 유지하기 위하여 보정계수KAC(j)의 변경을 행하지 않는다.

여기서, 하한기준치VACTH2와 상한기준치VACTH1은, 연소변동목표치VAC0를 중심으로 하고, 하한기준치VACTH2를 (VAC0-△VAC )의 값으로, 상한기준치VACTH1을 (VAC0+△VAC)의 값으로 설정되어 있다.

연소변동목표치VAC0는 COV(Coefficient of variance)의 목표치(10%정도)에 대응한 값이고, 연소변동목표치VAC0의 양쪽에 있어서의 △VAC의 범위에 있어서의 연료보정을 하지 않도록 하므로써, 회전변동을 유한기간(128사이클)에서 평가하거나, 임계치 이하의 것으로 연산하고 있는 것에 기인한 오차에 의한 리미트사이클을 방지한다.

그리고, 스텝BS18이 실행되고, 연소악화판정치VAC(J)가「0」으로 리세트된다.

이어서, 스텝BS20에 있어서, 상기한 바와 같이 해서 결정된 보정계수KAC(j)에 의한 연료 분사시의 기본분사펄스폭의 보정이 행해진다.

즉, 분사펄스폭Tinj(j)는 다음 식으로 산출된다.

이 기본분사펄스폭의 보정에 의해, 연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정요소(106)의 제어가 행해지고, 엔진은, 소망의 희박한계운전상태로 유지된다.

그런데, 상기한 스텝BS12∼스텝BS18의 동작은, 128사이클의 초회인 N=1일 때에 행해지나, 스텝BS20의 동작 및 스텝BS135의 동작은, N=1 이외일 때에도 행해진다.

즉, 스텝BS20은, 스텝BS133-2 에서 험로플래그가 세트되어 있지 않다고 판단되고, 스텝BS134-2에서, 다른 희박조건이 성립하고 있다고 판단되면 실행되고, 희박제어에 의한 운전이 행해진다.

한편, 스텝BS133-2에서 험로플래그가 세트되고 있다고 판단된 경우, 혹은 스텝BS134-2에서 다른 희박화조건이 성립하고 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝BS135가 실행되고, 희박화제어제한수단(114)에 의해 희박화계수KAL 에 의한 보정을 행하지 않도록 제한된 연료분사제어가 행해진다.

이와 같이 제동작이 행해지나, 이 제1실시예에 의하면, 다음과 같은 효과 내지 이점이 있다.

(3) 인젝터나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남에 의한 공연비의 불균일에 기인한 연소변동한계의 기통간 차를 확실히 보정할 수 있게 되고, 각 기통의 각각을 전부 연소한계로 설정할 수 있게 된다.

(4) 앞항에 의해, NOx의 배출을 최소로 할 수 있게 된다.

(6) 험로대책용으로 센서를 증설할 필요가 없고, 코스트를 상승시키지 않고, 험로에 의한 악영향을 방지한 희박운전이 가능하게 된다.

(7) 검출이 어려운 험로에서는 스토이키오 모드이고, 배기가스 악화나 구동력의 악화를 회피할 수 있다.

(c) 제3실시예의 설명

다음에 본 발명의 제3실시예로서의 연소상태제어장치에 대해서 설명한다.

그런데, 본 실시예에 관한 장치를 장비하는 자동차용 엔진도, 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로, 소요의 운전조건하에서는 이론공연비(스토이키오)보다도 희박쪽 공연비(리인)에서의 희박연소운전(리인번운전)을 행하는 리인번엔진으로서 구성되어 있고, 이 엔진시스템의 전체구성도 및 그 제어계를 표시한 하드블록도에 의해서도, 각각 상기한 제1실시에와 마찬가지로, 제2도, 제3도와 같이 되므로, 그 설명은 생략한다.

지금 본 실시예에 있어서도 연료분사제어(공연비제어)에 착목하면, 이 연료분사제어(인젝터구동시간제어)를 위하여, ECU(25)는 제22도에 표시한 바와 같이, 회전변동검출수단(207) , 희박연소한계운전수단(208), 기통간공연비불균일검출수단(209), 연료분사량변경수단(210) 및 인젝터구동보정수단(211)의 기능을 구비하고 있다.

여기서, 연료분사량변경수단(210)은, 회전변동검출수단(207)에 의해 검출된 회전변동에 대응해서 희박연소한계운전수단(208)으로부터 출력되는 제어신호에 의해 연료분사펄스폭Tinj를 소망의 상태로 조정해서, 실현해야 할 공연비의 희박연소운전을 행하는 것으로서, 인젝터(9)가 연료분사량변경수단(210)으로서 기능한다.

또한, 연료분사펄스폭Tinj는 다음 식으로 표시된다.

또, KAFL은 희박화보정계수(공기과잉률)이고, 맵에 기억된 특성으로부터 엔진의 운전상태에 대응해서 결정되고, 운전상태에 따라서 공연비를 희박 또는 스토이키오로 할 수 있도록 되어있다.

또, KC는 후술하는 바와 같이, 연소변동에 대응한 회전변동에 대해 연소상태제어를 행하기 위한 보정계수이다.

그리고, KAC(j)는 후술하는 바와 같이, 인젝터구동보정수단(211)에 있어서, 기통간의 공연비 불균일에 대응한 인젝터구동보정을 행하기 위한 보정계수이다.

또, 엔진냉각수온, 흡기온, 대기압 등에 따른 보정계수 KAP, KAT, KWUP, KAS, KFI가설정되고, 데드타임(무효시간)Td에 의해, 배터리전압에 따라서 구동시간이 보정되도록 구성되어 있다.

이에 의해, 이 ECU(25)는 소요의 운전조건하에서는 이론공연비보다도 희박쪽 공연비가 되도록 공연비를 제어하는 공연비제어수단의 기능을 가진 동시에, 이론공연비 운전시에는 기통간의 공연비 불균일에 대응한 인젝터구동보정을 행하는 기능을 가지고 있게 된다.

또, 회전변동검출수단(207)은, 엔진에 구동되는 회전축(크랭크축)의 각가속도를 검출하는 각가속도검출수단(107)을 구비하고 있으나, 이 각가속도검출수단(107)도 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성인 것이므로 그 설명은 생략한다.

또, 본 실시예의 내연기관의 연소제어장치는, 상기한 바와 같이, 다기통내연기관의 이론공연비보다 희박쪽의 공연비로 운전했을 때에 발생하는 회전변동VAC를 기통(j)마다 검출하는 회전변동검출수단(207)과, 회전변동검출수단(207)의 검출결과 VAC(j)에 의거해서 내연기관을 희박연소한계 근처에서 운전하는 희박연소한계운전수단(208)을 구비하고 있으나, 이에 더하여, 다음과 같은 각 수단을 구비하고 있다.

즉, 희박연소한계운전수단(208)에 의한 희박연소 운전시에 있어서 회전변동VAC(j)로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여, 연료분사량Tinj를 변경하는 연료분사량변경수단(210)이 설치되어 있다.

또, 연료분사량변경수단(210)에 있어서의 변경량으로부터 기통간 공연비의 불균일을 검출하는 기통간공연비불균일검출수단(209)이 설치되어 있다.

또, 기통간공연비불균일검출수단(209)에 의한 검출결과KAC(j)에 의거해서 이론공연비 운전시의 인젝터구동시간Tinj를 보정KCL(j)하는 인젝터구동수단(211)이 설치되어 있다.

여기서,

KST는 희박공연비와 스토이키오공연비와의 사이의 게인보정계수이고, KACAV는 기통간공연비불균일검출수단(209)에 의한 검출결과KAC(j)의 평균치이고, 평균으로부터의 편차에 의해 보정이 행해지도록 구성된다.

여기서, ∑KAC(j)는 j=1∼n의 총합을 의미한다.

그런데, 회전변동검출수단(207)은, 제11도의 하드구성을 구비하고, 제6도에 표시한 동작에 의해 검출되는 각가속도검출수단(107)(제23도참조)의 검출신호를 사용하여 상기한 바와 같이 해서 각 가속도의 변동치를 검출함으로써, 회전변동을 검출하도록 구성되어 있다.

이에 더하여, 회전변동검출수단(207)은, 제23도에 표시한 바와 같이, 평활화수단(108), 변동검출수단(101), 정규화변동치검출수단(102), 연소악화판정치산출수단(104) 및 임계치갱신수단(110)을 구비하고 있고, 이와 같은 각 수단의 기능을 실현해야할 연산수단이 ECU(25)에 장비되어 있다.

즉, 변동검출수단(101)의 연산도, 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로 해서 검출된 각속도를 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치와, 각가속도검출수단(107)으로부터 출력된 각가속도와의 차를 구함으로써 행해지도록 구성되어 있다.

이, 변동검출수단(101)에 있어서도, 가속도변동치△ACC(n)이 다음 식에 의해 산출된다.

여기서, ACCV(n)은 검출된 각속도를 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치이고, 다음 식에 의한 1차 필터처리를 행함으로써 산출된다.

여기서, α는 1차 필터처리에 있어서의 갱신게인이고, 0.85정도의 값이 취해진다.

또, 변동검출수단(101)으로부터 출력되는 변동치△ACC(n)을 엔진의 운전상태에 따라서 정규화하고, 정규화변동치IAC(n)을 구하는 정규화변동치검출수단(102)이 설치되어 있으나, 이 정규화변동치검출수단(102)에 있어서의 정규화변동치IAC(n)의 산출도 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로 해서, 다음 식에 의해 행해진다.

또한, 제10도의 특성은 맵으로서 기억되어 있고, 크랭크각센서(24) 등의 검출신호로부터 산출되는 엔진회전수Ne와 체적효율Ev로부터, 출력보정계수Kte(Ev,Ne)가 ECU(25)에 있어서 설정되고, 엔진출력에 대응한 보정에 의한 정규화가 행해지도록 구성되어 있다.

그리고, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH를 비교해서 연소악화판정치VAC(j)를 구하는 연소악화판정치산출수단(104)이 설치되어 있고, 연소악화판정치VAC(j)도, 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로 해서 정규화변동치IAC(n)이 임계치 ITACH를 하회하는 악화량을 누적해서 구하도록 구성되어 있다. 즉, 연소악화판정치VAC(j)는 다음 식에 의해 산출된다.

따라서, 연소악화판장치VAC(j)는 임계치IACTH와 정규화변동치IAC(j)와의 차를 웨이트로 한 악화량을 누적해서 구해지고, 임계치 부근의 수치의 영향을 작게해서, 악화의 상태를 정확히 반영할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기한 첨자 j는 기통번호를 표시하고 있다.

또, 연소악화판장치VAC(j)로서는 보다 간단한 프로그램을 사용해서 정규화변동치IAC(n)가 임계치IACTH를 하회하는 횟수를 누적해서 구해도 된다(즉 VAC(j) =∑{(IAC(j)IACTH}).

상기한 바와 같은 연소악화판정치산출수단(104)으로부터의 연산결과는, 연소상태제어수단(105)에서 사용되도록 구성되어 있다. 즉, 연소상태제어수단(105)은, 연소악화판정치산출수단(104)에 의해 산출된 연소악화판정치 VAC(j)를참조하고, 기준치설정수단(112)으로부터의 소정의 기준치에 대해서 엔진의 연소변동조정요소(106)를 제어하도록 구성되어 있다.

또, 연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정요소(106)의 제어에 대해서의 기준치로서, 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로 해서, 상한기준치설정수단(112U)에서 설정되는 상한 기준치(VACTH1)와 하한기준치설정수단(112L)에서 설정되는 하한기준치(VACTH2)가 설정되어 있다.

그리고, 연소변동조정요소(106)에 의한 제어는, 희박연소한계운전수단(208)에 있어서, 연소악화판정치VAC(j)를 상한기준치(VACTH1)와 하한기준치(VACTH2)와의 사이에 들어가도록 행해지도록 구성되어 있다.

또한, 연소변동조정요소(106)는, 내연기관의 이론공연비 운전시에는, 기통간공연비불균일검출수단(209)으로부터의 검출신호에 의거한 연료분사량변경수단(210)으로서 동작하도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 식에 있어서의 보정계수KAC(j)는 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로 해서 다음과 같이 조정되도록 되어 있다.

즉, 연소악화판정치VAC(j)가 상한기준치VACTH1을 넘고 있는 경우에는, 소정 이상으로 연소변동치가 악화하고 있는 경우라고 해서, 연료분사량을 증가시키는 농후화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

이것은, 제7도에 표시한 보정특성중 농후쪽 오른쪽위 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, KAR은 특성의 기울기를 표시한 계수이다. 그리고, 우변의KAC(j)는, 번호j기통에 대해서, 앞의 연산사이클(n-1)에 있어서 산출된 보정계수를 표시하고 있고, 상기 식에 의해 갱신이 행해진다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가, 하한기준치VACTH2 이상이고 상한기준치VACTH1 이하일 경우에는, 적정한 운전상태라고 해서 연료분사량을 전의 상태로 유지하기 위하여 보정계수KAC(j)의 변경을 행하지 않도록 되어 있다. 이것은, 제7도에 표시한 희박쪽 왼쪽아래 특성과 농후쪽 오른쪽위 특성과의 사이의 평탄한 특성에 대응하는 것으로서, 보정에 관한 불감대를 구성하고 있다.

여기서, 하한기준치VACTH2와 상한기준치VACTH1은, 연소변동목표치VAC0를 중심으로 하고, 하한기준치VACTH2를(VAC0-△VAC)의 값으로, 상한기준치VACTH1을 (VAC0+△VAC)의 값으로 설정되어 있다.

또, 연소변동목표치VAC0는 상기한 제1, 제2실시예와 마찬가지로, COV(Coefficient of variace)의 목표치(10%정도)에 대응한 값이고, 연소변동목표치VAC0의 양쪽에 있어서의 △VAC의 범위에 있어서의 연료보정을 하지 않도록 하므로써, 회전변동을 유한기간(128사이클)에서 평가하거나, 임계치 이하의 것으로 연산하고 있는 것에 기인한 오차에 의한 리미트사이클을 방지하도록 되어 있다.

그리고, 상기한 보정계수KAC(j)는 상하한치로 클립되도록 구성되어 있고, 예를 들면, 0.85KAC(j)1.1의 범위내에 들어가도록 설정되고, 급속한 보정을 행하지 않고, 서서히 보정을 행함으로써, 쇼크 등의 발생을 방지하고, 안정된 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

또, 연소악화판정치VAC(j)는, 설정된 연소횟수, 예를 들면 128(혹은256)사이클마다 갱신되도록 되어있는, 비교적 오랜 기간을 대상으로 한 연소상태의 파악에 의한 제어를 행함으로써, 통계적인 특성을 반영하는 안정된 확실한 제어가 행해지도록 구성되어 있다.

이와 같이 희박연소한계운전수단(208)이 구성되고, 소요상태에서 희박연소한계운전이 행해지도록 구성되어 있으나, 이 희박연소한계운전에 의해 검출된 보정계수KAC(j)가 참조되고, 기통간공연비불균일검출수단(209)에 있어서의 기통간공연비불균일의 검출이 상기한 바와 같이 행해지도록 구성되어 있다.

그리고, 이 불균일에 대응해서, 상기한 바와 같이 보정계수KCL(j)가 산출되도록 구성되어 있고, 이 보정계수KCL(j)가 다음 식에 채용되고,

이 인젝터구동펄스폭Tinj(j)에서의 연료분사에 의해 이론 공연비의 운전에 대해서 인젝터구동보정수단(211)에 있어서의 보정이 행해지도록 구성되어 있다.

즉, 기통마다의 공연비 불균일을 고려한 스토이키오 운전시의 연료분사가 행해지도록 구성되어 있다.

본 발명의 제3실시예로서의 내연기관의 연소제어방법 및 연소제어장치는 상기한 바와 같이 구성되어 있으므로, 제22도, 제23도에 표시한 각 수단에 의한 작동이, 제24도~제26도의 순서도에 따라서 순차 행해진다.

즉, 제24도, 제25도에 표시한 순서도의 동작이 내연기관의 행정에 동기해서 실행되고 있고, 먼저, 제24도의 스텝CSI에 있어서, 제22도의 회전변동수단(207)을 구성하는 제23도의 각가속도검출수단(107)에 의해 각가속도ACC(n)이 검출된다.

여기서, 검출에 사용되는 연산은 다음 식에 의한다.

단, XMFDKFG는 세그먼트보정치게인을 표시하고있다.

한편, 상기 식에 있어서의 KR(n)은 다음 식으로 구해진다.

이것은, 2회전의 계측시간TN(n-2)로부터 금회의 계측시간 TN(n)까지의 평균계측시간에 대응한 계측치이고, 세그먼트보정치KL(m)의 산출시에, 세그먼트보정치게인 XMFDKFG에 의한 1차 필터처리가 상기한 식을 사용해서 행해진다.

그리고, 스텝CS2에 있어서 평균가속도ACCAV(n)이 산출된다.

이어서, 스텝CS3에 있어서, 변동검출수단(101)에 의해, 가속도변동치△ACC(n) 이 검출된다.

즉, 각가속도검출수단(107)에 의해 검출된 각속도ACC(n)와, 평활화수단(108)에 의해 평활화한 평활치로서의 평균가속도ACCAV(n)과의 차를 구함으로써, 가속도변동치△ACC(n)이 다음 식으로 산출된다.

또, 스텝CS4에 있어서, 정규화변동치검출수단(102)에 의해, 변동검출수단(101)으로부터 출력되는 변동치△ACC(n)을 엔진의 운전상태에 따라서 정규화한 정규화변동치IAC(n)이 다음 식에 의해 산출된다.

그리고, 맵으로서 기억된 제10도의 특성에 있어서, 크랭크각센서(220)등의 검출신호로부터 산출되는 엔진회전수Ne와 체적효율Ev로부터, 출력보정계수Kte(Ev, Ne)가 ECU(25)에 있어서 설정되고, 엔진출력에 대응한 보정에 의한 정규화가 행해진다.

즉, 각가속도 ω′는 다음 식과 같이 표시된다.

여기서,Te는 엔진토크, T1은 부하토크, Ie는 관성모먼트이다.

한편,

여기서, ωO′는 평균각가속도이다.

(3-18), (3-19)식으로부터

그런데, 상기한 스텝CS1에 있어서의 각가속도ACC(n)의 검출수법에서는, 엔진토크정보가, 부하외란이 없는 경우에 비교적 잘 보존된다. 그리고, (3-20)식에 표시한 바와 같이, 평균각가속도ωo′로부터의 변동△ω′[가속도변동치△ACC(n)]를 사용하는 동시에, 평균출력 Te₀, 관성모먼트Ie를 고려한 정규화출력[정규화변동치IAC(n)]으로서 제어를 행함으로써, 연소변동의 통계적성질을 고려하고, 연소변동을 확실히 반영시킨 제어가 행해진다.

스텝CS4의 동작이 행해지면, 이어서 스텝CS5에 있어서, 실화의 판정이 행해진다.

즉, 실화판정기준치설정수단(111)에서 설정된 실화판정기준치가, 연소악화판정치산출수단(104)에 사용되는 기준치설정수단(112)에서 설정된 기준치보다 연소악화쪽에 있어서 설정되어 있고, 정규화변동치IAC(n)이 실화판정기준치를 연소악화쪽으로 넘고 있는지 아닌지를 판단하고, 넘고 있을 경우에는, 실화가 발생했다고 판정된다.

그리고, 이 판정이 행해진 경우에는, 스텝CS6이 실행되고, 현기통의 실화정보어드레스(j)에 실화정보가 격납되고, 실화에 대한 제어가 행해진다.

한편, 실화의 판정이 행해지지 않은 경우, 혹은 실화의 판정이 행해지고 스텝CS6이 실행된 후에는, 스텝CS7∼스텝CS10에 있어서의 연소악화판정치산출수단(104)의 동작이 실행되고, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH를 비교해서 다음 식에 의해 연소악화판정치VAC(j)가 산출된다.

먼저, 스텝CS7에 있어서, 정규화변동치IAC(n)과 소정의 임계치IACTH와의 차△IAC(n)이 산출되고, 이어서, 스텝CS8에 있어서, 차△IAC(n)이 부인지 아닌지가 판단된다.

이 판단은, 상기 식에 있어서의 함수{IAC(J)IACTH}에 대응하는 것으로, IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때 「1」을 취하고, 성립하고 있지 않을 때 「0」을 취하는 동작을 행한다.

즉, IAC(J)IACTH가 성립하고 있을 때 △IAC(n)이 정이기 때문에 「NO」루트를 통해서, 스텝CS10에 있어서의 연소악화판정치VAC(j)의 누적이 행해지고, 상기한 함수가 「1」을 취한 상태가 된다.

한편, IAC(J)IACTH가 성립하고 있지 않을 때 △IAC(n)이 부이기 때문에, 「YES」루트를 통해서 스텝CS9에 의해 △IAC(n)=0이 실행된다. 이에 의해, 스텝CS10에서는, 연소악화판정치 VAC(j)의 누적은 행해지지 않는 상태가 되고, 상기한 함수가 「0」을 취한 상태가 된다.

이에 의해, 제 8도에서 점 A∼D에 표시한 바와 같은 정규화변동치IAC(n)이 소정의 임계치 IACTH를 하회하고 있을 때, 이 하회한 양을 악화량으로서 누적되게 된다.

따라서, 연소악화판정치VAC(j)는, 임계치IACTH의 정규화변동치IAC(j)와의 차를 웨이트로 한 악화량을 누적해서 구해지고, 임계치 부근의 수치의 영향을 작게 해서, 악화의 상태가 연소악화판정치VAC(j)에 정확히 반영된다.

이어서, 스텝CS11이 실행되고, 샘플링의 횟수를 표시하는 n이 128을 넘었는지 아닌지가 판단된다.

즉, 제8도에 표시한 적산구간을 경과했는지 아닌지가 판단되고, 경과하고 있지 않은 경우에는 「NO」루트를 취해서, 스텝CS13을 실행하고, 횟수n을 「1」 증가시켜서 연료보정을 행하지 않은 그대로 스텝CS20이 실행된다. 이에 의해, 128사이클의 적산구간내에 대해서, 분사펄스폭Tinj에 있어서의 보정계수KAC(j)에 관한 보정은 행해지지 않고, 오로지 연소악화판정치VAC(j)의 누적이 행해진다.

따라서, 악화판정치VAC(j)는, 설정된 연소횟수, 예를들면 128사이클마다 갱신되도록 되어 있고, 비교적 오랜 기간을 대상으로 한 연소상태의 파악에 의한 제어를 행함으로써, 통계적인 특성을 반영하는 안정된 확실한 제어가 행해진다.

그리고, 적산구간이 경과하면, 스텝CS11의 「YES」루트를 통해서, 스텝CS12∼스텝CS18이 실행된다.

먼저, 스텝CS12에 있어서, 횟수n이 「1」로 리세트되고, 이어서 스텝CS14와 스텝CS16에 있어서, 연소악화판정치VAC(j)를 참조해서, 기준치설정수단(112)에서 설정된 소정의 기준치와의 비교가 행해진다. 최초에, 연소악화판정치VAC(j)와 상한기준치(VACTH1)와의 비교가 행해지고, 연소악화판정치VAC(j)가 상한기준치VACTH1을 넘고 있을 경우, 즉, 제9도에 표시한 바와 같이, 연소변동의 악화량이 한계인 상한기준치VACTH1을 넘고 있을 경우에는, 스텝CS15에 있어서, 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출이 행해진다.

이것은, 제7도에 표시한 농후쪽 오른쪽위 특성의 보정치를 산출하는 것으로서, 소정 이상으로 연소변동치가 악화하고 있는 경우라고 해서, 연료분사량을 증가시키는 농후화의 보정이 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어 있다.

또, 연소악화판정치VAC(j)가 하한기준치VACTH2를 하회하고 있을 경우에는, 스텝CS16에 있어서 「YES」루트를 취하고, 더욱 희박화를 행할 수 있는 여유를 갖춘 경우라고 해서, 연료분사량을 감소시키는 희박화의 보정이 다음 식에 의한 보정계수KAC(j)의 산출에 의해 행해지도록 되어있다(스텝CS17참조).

또, 연소악화판정치VAC(j)가, 하한기준치VACTH2 이상이고 상한기준치 VACTH1 이하일경우에는, 스텝CS14 및 스텝CS16에 있어서 모두 「NO」루트를 취하고, 적정한 운전상태라고 해서 연료분사량을 전의 상태로 유지하기 위하여 보정계수KAC(j)의 변경을 행하지 않도록 되어 있다.

이 경우도, 연소변동목표치VAC0는 COV(Coefficient of variance)의 목표치(10%정도)에 대응한 값이고, 연소변동목표치VAC0의 양쪽에 있어서의 △VAC의 범위에 있어서의 연료보정을 하지 않도록 하므로써, 회전변동을 유한기간(128사이클)에서 평가하거나, 임계치 이하의 것으로 연산하고 있는 것에 기인한 오차에 의한 리미트사이클이 방지된다.

그리고, 스텝CS18이 실행되고, 연소악화판정치VAC(j)가 「0」으로 리세트된다.

또, 스텝CS19에 있어서, 보정계수 KAC(j)가 상하한치를 넘은 경우에는, 넘은쪽의 한계치로 클립된다. 예를들면 0.85KAC(j)1.1의 범위내에 들어가도록 설정된 경우, 스텝CS15에 있어서의 산출치가 1.1을 넘으면, 1.1로 설정되고, 스텝CS16에 있어서의 산출치가 0.85를 하회하면 0.85로 설정된다.

이와 같이 해서 보정계수KAC(j)가 산출되고, 희박연소한계운전수단(208)에 의한 연료분사량변경수단(210)으로서의 연소변동조정요소(106)의 동작에 의해, 연료분사량이 회전변동에 대응한 보정이 행해진다.

그런데, 연료분사량변경수단(210)에 의한 희박운전 및 스토이키오운전의 연소제어가, 제26도의 순서도에 따라서 행해진다.

먼저, 차량주행상태 및 내연기관의 연소상태가 리인피드백제어를 행해야할 상태라고 해서, ECU(25)에 있어서의 설정을 리인피드백모드로 설정되어 있는지 아닌지의 판단이, 스텝CSS1에 있어서 행해진다.

설정이 리인피드백모드일 경우에는, 스텝CSS1에 있어서 「YES」루트를 통하여 스텝CSS3이 실행된다.

스텝CSS3에 있어서는, 연소한계변동제어에 대응한 보정계수KAC(j)가 산출되고, 이어서, 스텝CSS4에 있어서 연료분사펄스폭Tinj가 다음 식에 의해 산출된다.

이에 의해 보정계수KAC(j)에 의한 연료분사시의 기본분사펄스폭의 보정이 행해진다.

여기서, 리인피드백모드에 있어서는, 희박화보정계수KAFL이 희박운전시에 대응한 값으로 설정되고, 엔진의 운전상태에 대응한 희박운전이 행해지나, 이 희박화보정계수KAFL은 전체기통에 대하여 일률적으로 설정되는 것이고, 일률적인 희박연소에 의한 운전이 행해진다.

그리고, 보정계수KAC(j)에 의한 연료분사펄스폭Tinj의 보정은, 각 기통j마다 다른 값으로 행해지고, 기통마다의 개성에 대응한 연료분사제어가 행해지게 된다.

또, 이와 같은 제어상황에 있어서의 보정계수KAC(j)를 이용해서 후술하는 바와 같이 산출되는 보정계수KCL(j)에 의해, 연료분사펄스폭Tinj가 공연비 불균일에 대응한 기통마다의 보정을 스토이키오 운전시에 행해지고, 흡기관형상이나 인젝터의 장착각도 등에 의한 공연비의 불균일을 보정되는 상태에서, 스토이키오 운전이 행해진다.

또한, 상기한 바와 같이 보정된 연료분사펄스폭Tinj에서의 운전에 의해, 연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정요소(106)의 제어가 행해지고, 엔진은, 소망의 희박한계운전상태로 유지된다. 또한, 연소조정요소로서는 EGR량의 제어도 생각된다.

한편, 스텝CSS1에 있어서 리인피드백모드가 아니라고 판단된 경우에는, 「NO」루트를 통해서 스텝CSS2가 실행된다.

그리고, 스텝CSS2에 있어서 리인모드라고 판단되면, 스텝CSS4에 의해 상기한 바와 같은 연료분사량의 산출 및 보정이 행해지고, 소망의 희박운전이 행해진다.

또, 스텝CSS2에 있어서 리인모드가 아니라고 판단되면, 스텝CSS5 및 스텝CSS6이 실행된다.

즉, 이 경우는, 희박운전이 아니라 이론공연비에 의한 스토이키오운전을 행하는 경우이고, 이 경우에 있어서, 연료분사펄스폭Tinj의 보정계수KC(j)에 의한 보정이 행해진다.

먼저, 스텝CSS5에 있어서는, 보정계수KAC(j)의 평균치KACAV가 다음 식에 의해 산출된다.

여기서, ∑KAC(j)는 j=1∼n의 총합을 의미한다.

그리고, 보정계수 KAC(j)의 평균치KACAV에 대한 편차가 다음 식에 의해 산출된다.

이 편차KCL(j)가 기통간 공연비 불균일검출수단(209)에 있어서의 기통간공연비불균일로서 채용되고, 이 편차KCL(j)를 「0」으로 향해 수속시키기 위하여 인젝터구동보정수단(211)에 의한 보정이 행해진다.

즉, 스텝CSS6에 있어서 다음 식에 의해 연료분사펄스폭 Tinj의 산출이 행해진다.

이에 의해, 공연비 불균일이 큰 기통에 대해서는, 편차분의 연료분사펄스폭Tinj의 증가가 행해진다.

한편, 공연비 불균일이 작은 기통에 대해서는, 편차분의 연료분사펄스폭 Tinj의 감소가 행해진다.

또, 평균적인 기통에 대해서는, 연료분사펄스폭Tinj의 변동은 행해지지 않고, 종래대로의 연료분사펄스폭Tinj가 설정된다.

또한, 본 모드에 있어서는, 희박화 보정계수KAFL은「1」로 설정되고, 연료분사펄스폭Tinj의 희박화보정계수KAFL에 의한 변경은 행해지지 않고, 이론공연비에 대응해서 설정된 기본연료분사펄스폭TB를 기본으로 하는 스토이키오운전이, 엔진의 운전상태에 대응해서 행해진다.

여기서, 이 기본연료분사펄스폭TB는, 전체기통에 대하여 일률적으로 설정되는 것이고, 일률적인 이론공연비에 의한 운전이 행해진다.

그리고, 보정계수KCL(j)에 의한 연료분사펄스폭Tinj의 보정은, 각 기통j마다 다른 값으로 행해지고, 기통마다의 개성에 대응한 연료분사제어가 행해지게 된다.

즉, 상기 식의 보정계수 KCL(j)에 의해, 연료분사펄스폭Tinj가 공연비 불균일에 대응한 기통마다의 보정의 행해지고, 흡기관형상이나 인젝터의 장착강도등에 의한 공연비의 불균일을 보정되는 상태에서, 운전이 행해진다.

그리고, 상기한 바와 같이 보정된 연료분사펄스폭Tinj에서의 운전에 의해, 연소상태제어수단(105)에 의한 연소변동조정요소(106)의 제어가 행해지고, 엔진은, 각 기통모두 소망의 이론공연비운전상태로 유지된다.

이와 같이 동작이 행해지나, 본 실시예에 의하며, 다음과 같은 효과 내지 이점이 있다.

(1) 확률적특성을 고려한, 연소변동의 추정 및 이 추정을 이용한 공연비제어를 행할 수 있게 된다.

(3) 인젝터유량 불균일이나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남에 의한 공연비의 불균일에 기인한 연소변동한계의 기통간차 를 확실히 보정할 수 있게 되고, 각 기통의 각각을 전부 연소한계로 설정할 수 있게 된다.

(4) 인젝터유량 불균일이나 흡기관형상, 밸브타이밍의 어긋남 등에 의한 공연비의 불균일에 기인한 기통간차 를, 이론공연비운전에 있어서 확실히 보정할 수 있게 되고, 각 기통의 각각을 전부 이상적인 상태에서 연소제어할 수 있게 된다.

(5) 3원촉매를 최고의 효율로 이용할 수 있게 되고, 배기가스정화가 효율좋게 행해진다.

(6) 앞의 2항에 의해, NOx의 배출을 최소로 할 수 있게 된다.

(7) 각 기통마다의 회전변동의 검출, 공연비 불균일보정 및 제어를, 1개의 크랭크각센서로 행할 수 있게 되고, 저코스트로 보다 확실한 희박연소제어 및 스이키오운전을 행할 수 있게된다.

[산업상의 이용가능성]

이상과 같이, 본 발명은, 엔진의 운전상태에 대응한 연소상태의 제어를 행하고, 희박연소 운전시에 연소변동의 확률·통계적성질을 고려한, 확실한 연소제어, 특히 각 기통마다의 확실한 연소제어를 행함으로써, 희박한계운전을 보다 넓은 운전영역에 있어서 행할 수 있게 되므로, 자동차 등에 탑재되고 연비를 삭감하면서 NOx배출을 억제한 운전을 행할 수 있는 엔진의 제어장치에 사용하는데 적합하다.

Claims

내연기관에 의해 구성되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 스텝과; 상기 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 제1임계치를 비교해서 연소악화상태를 검출하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 제2임계치를 비교해서 실화를 검출하는 스텝을 포함하고, 상기 제2임계치는 상기 제1임계치보다 연소악화쪽에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태판정방법.
제1항에 있어서, 상기 소정의 임계치가 상기 내연기관(1)의 운전상태에 대응해서 갱신되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태판정방법.
제1항에 있어서, 상기 연소악화상태의 판정을 상기 정규화변동치가 상기 소정의 임계치보다 하회하는 상태를 검출해서 행하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태판정방법.
제1항에 있어서, 상기 회전축에 각가속도의 변동치를 검출하는 스텝이, 회전축의 각가속도를 구하는 스텝과, 이 각가속도의 평활치를 구하는 스텝과, 상기 각가속도와 상기 평활치와의 차로부터 변동치를 구하는 스텝을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태판정방법.
내연기관에 의해 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 스텝과; 상기 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 제1임계치를 비교해서 연소악화판정치를 설정하는 스텝과; 상기 연소악화판정치를 소정의 기준치와 비교하고 상기 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록 상기 내연기관의 연소변동조정요소를 제어하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 제2임계치를 비교해서 실화를 검출하는 스텝을 포함하고, 상기 제2임계치는 상기 제1임계치보다 연소악화쪽에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
제5항에 있어서, 상기 기준치(112)로서 상한기준치(112U)와 하한기준치(112L)를 구비하는 동시에, 상기 연소악화판정치를 상기 소정의 기준치와 비교하는 스텝이 상기 연소악화판정치를 상기 상한기준치(112U)와 상기 하한기준치(112L)와의 사이에 들어가도록, 상기의 내연기관의 연소변동조정요소(106)를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
제5항에 있어서, 상기 소정의 임계치가 상기 내연기관(1)의 운전상태에 대응해서 갱신되도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
제5항에 있어서, 상기 연소악화판정치를 상기 정규화변동치가 상기 소정의 임계치로부터 하회하는 연소의 악화량의 누적에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
제8항에 있어서, 상기 연소악화판정치가 설정된 연소횟수마다 갱신되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 운전할 수 있는 내연기관의 연소상태제어장치에 있어서, 내연기관에 의해 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 변동검출수단과; 상기 변동검출수단에 의해서 검출된 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 정규화변동치검출수단과; 상기 정규화변동치와 제1임계치를 비교해서 연소악화판정치를 구하는 연소악화판정치산출수단과; 상기 연소악화판정치를 참조하고 소정의 기준치와 비교하고 상기 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록 상기 내연기관의 연소변동조정요소를 제어하는 연소상태제어수단과; 상기 정규화변동치와 제2임계치를 비교해서 실화를 검출하는 실화판정수단을 구비하고, 상기 제2임계치는 상기 제1임계치보다 연소악화쪽에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연소상태제어장치.
이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 운전할 수 있는 내연기관(1)의 연소상태제어장치에 있어서, 상기 내연기관(1)에 의해 구동되는 회전축의 각가속도(107)의 변동치를 검출하는 변동검출수단(101)과, 이 변동검출수단(101)에 의해서 검출된 변동치를 상기 내연기관(1)의 운전상태에 따라서 정규화하여 정규화변동치를 구하는 정규화변동치검출수단(102)과, 상기 정규화변동치에 의거해서 공연비의 희박제어를 행하는 연소상태제어수단(105)과, 상기 정규화변동치와 소정의 험로판정임계치(115)를 비교해서 험로주행을 판정하는 험로판정수단(113)과, 상기 험로판정수단(13)에서의 판정결과에 의거해서, 상기 연소상태제어수단(113)에 있어서의 공연비희박화제어를 제한하는 희박화제어제한수단(114)을 구비해서 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어장치.
이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 다기통내연기관(1)을 운전했을 때에 발생하는 회전변동을 기통마다 검출하고, 이 검출결과에 의거해서, 이 내연기관(1)을 희박연소한계 근처에서 운전할 수 있는 것에 있어서 희박연소 운전시에 있어서 회전변동으로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여 연료분사량을 변경하는 제1스텝과, 이 연료분사량의 변경량으로부터 기통간 공연비의 불균일을 검출하는 제2스텝과, 이 검출결과에 의거해서 이론공연비 운전시의 인젝터구동시간을 보정하는 제3스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소제어방법.
이론공연비보다 희박쪽의 공연비에서 다기통내연기관(1)을 운전했을 때에 발생하는 회전변동을 기통마다 검출하는 회전변동검출수단(207)과, 이 회전변동검출수단(207)의 검출결과에 의거해서 상기 내연기관(1)을 희박연소한계 근처에서 운전하는 희박연소한계운전수단(208)을 구비하고, 이 희박연소한계운전수단(208)에 의한 희박연소 운전시에 있어서 회전변동으로부터 구해지는 연소변동을 허용범위내에 유지하기 위하여 연료분사량을 변경하는 연료분사량변경수단(210)과, 이 연료분사량변경수단(210)에 있어서의 변경량으로부터 기통간 공연비의 불균일을 검출하는 기통간공연비불균일검출수단(209)과, 이 기통간공연비불균일검출수단(209)에 의한 검출결과에 의거해서 이론공연비 운전시의 인젝터구동시간을 보정하는 인젝터구동보정수단(211)이 설치된 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소제어장치.
내연기관에 의해서 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 스텝과; 상기 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치를 설정하는 스텝과; 상기 연소악화판정치를 소정의 상한기준치와 하한기준치와의 사이에서 얻기위해 상기 내연기관의 연소변동조정요소를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
내연기관에 의해서 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 스텝과; 상기 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치를 설정하는 스텝과; 상기 연소악화판정치는 상기 정규화판정치가 상기 소정의 임계치를 하회하는 연소의 악화량의 누적에 의해 구하게 되고; 상기 연소악화판정치를 소정의 기준치와 비교하고 상기 연소악화판정치가 상기 기준치에 근접하도록 상기 내연기관의 연소변동조정요소를 제어하는 스텝을, 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.
내연기관에 의해서 구동되는 회전축의 각가속도의 변동치를 검출하는 스텝과; 상기 변동치를 상기 내연기관의 운전상태에 따라서 정규화해서 정규화변동치를 구하는 스텝과; 상기 정규화변동치와 소정의 임계치를 비교해서 연소악화판정치를 설정하는 스텝과, 상기 연소악화판정치는 설정된 연소 횟수마다 갱신되고; 상기 연소악화판정치를 소정의 기준치와 비교해서 상기 연소악화판정치가 상기 회전치에 근접하도록 상기 내연기관의 연소변동조정요소를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소상태제어방법.