KR100236146B1

KR100236146B1 - 내연기관의 제어장치

Info

Publication number: KR100236146B1
Application number: KR1019970038350A
Authority: KR
Inventors: 히토시 가무라; 겐지로 하타야마; 아츠요시 고지마; 히로키 다무라
Original assignee: 나까무라 히로까즈; 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-12-15
Also published as: SE521581C2; KR19980018605A; US5894827A; DE19734227C2; JPH10110642A; JP3731025B2; DE19734227A1; SE9702887L; SE9702887D0

Abstract

통내 분사 엔진(1)의 회전 속도가 복귀 회전 속도보다 고회전 속도측에 설정된 공기량 증대 회전 속도까지 저하되었을 때에 공기량을 증대시키고, 그 후 통내분사 엔진(1)의 회전 속도가 복귀 회전 속도까지 저하되었을 때에는 연료 커트 모드로부터 연로의 공급을 재개하여, 회전 속도 저하를 확실하게 방지하여, 연료의 공급 재개시의 토크 다운 및 연비의 악화를 감소한다.

Description

내연기관의 제어장치

본 발명은 자동차 등에 탑재되는내연기관의 제어장치에 관한 것으로, 특히, 연료를 연소실내 직접 분사하는 통내 분사 내연기관에 있어서, 연료 커트 모드에서의 연로의 공급 재개시에 토크 다운의 감소를 모도한 것이다.

근년에, 연료 소비율을 향상시켜 연비향상을 도모하기 위해서, 공연비를 이론 공연비보다도 희박한 공연비, 즉, 린(lean) 공연비로서 운전 가능한 내연기관(엔진)이 개발되어 실용화되고 있다.

따라서, 린 공연비로서 운전가능한 엔진에서는 연소실이나 흡기포트의 형상, 연료 분사 방식을 연구하여 연소실내의 혼합기를 층상화하고, 이것에 의해 연료 농도가 높은 혼합기를 극력 점화 플러그 부근에 모이게 하여, 착화성을 향상시키도록 한다. 이와같이, 혼합기를 적절하게 층상화할 수 있으면, 점화 플러그 부근의 혼합기의 연료 농도만을 높게하고, 전체로서 공연비를 희박화하는, 즉, 린화하는 것이 가능하게 된다. 또한, 공연비를 넓은 범위에서 자유롭게 제어하는 것이 가능해 진다.

한편, 연료 소비율을 더욱 향상시키기 위해서 운전상태에 의해 차량의 감속상태가 검출된 경우, 엔진의 연소실로의 연료 공급을 정지하는 제어(연료 커트 모드)가 실시된다. 연료 커트 모드에서는 공기량이 많으면 충분한 감속감이 얻어지지 않기 때문에, 특히, 린 공연비로 엔진이 운전되어 린 공연비에 필요한 흡입 공기량으로 중량 보정되어 있는 경우에는 흡기량도 감소시키게 된다. 차량이 감속하여 엔진의 회전 속도가 소정 회전 속도까지 저하하면, 연료 공급을 재개하여 엔진의 아이들 회전 상태가 유지된다.

엔진의 연소실로의 연료 공급을 정지하는 연료 커트 모드에서는, 엔진의 회전 속도가 소정 회전 속도까지 저하하여 연료의 공급을 재개하는 경우에 혼합기의 연료 농도를 다소 높게 하여 토크 다운을 방지하고 있다. 그러나, 혼합기의 연료분사를 향하는 것으로서는 공연비가 지나치게 짙어지면 실화에 이를 가능성이 있기때문에, 혼합기의 연료 농도를 그다지 짙게 할 수 없다.

또한, 연료 공급 재개시에 공기량을 확보하기 위해서, 연료 커튼 모드중에 공기량의 감소를 억제하도록 하는 것도 고려된다. 그러나, 연료 코트 모드중에 공기량의 감소를 억제하면, 흡기 매니폴드내의 압력이 높아져 공기량이 많은 상태로되어 감속불량(공주감;空株感)이 발생한다.

그래서, 연료 커트 모드로부터의 복귀시의 연소 안전성을 향상하는 수단으로서는, 예를 들면 일본특허평4-325742호 공보에 기재된 바와 같은 것이 종래부터 알려져 있다. 상기 공보에 기재된 엔진으로서는 엔진회전수(N)가 소정 회전수(N1)이상에서, 또한 액셀 스위치가 온일 때 감속 상태라고 판정하여 연료 커트를 행한다. 연료 커트중에 엑셀 스위치가 온 상태에서 엑셀 스위치(N)가 소정 회전수(N1)보다 낮아졌을 때 스로틀 개방도(θ)를 소정량(C)만큼 크게 하여 서서히 스로틀 개방도(θ)를 연다. 그리고, 스로틀 개방도(θ)가 감속시의 제어를 위한 도표값(K)이상이 되었을 때 스로틀 개방도(θ)를 도표값(K)에 고정한 단계에서 연료 공급을 재개함으로써 실화를 방지하여 연소 안전성의 확보를 달성하여 상기한 바와 같이 연료 공급을 행하면, 실화를 방지하여 연소 안전성을 확보하는 것이 일단은 가능하다. 그러나, 이러한 제어를 행하였다면, 엔진 회전수(N)가 소정 회전수(N1) 이상인지 아닌지에 따라서, 단지 연료 커트 및 연료 공급 개시시의 스로틀 밸브의 개방개시 판정을 행하고, 연료 공급시의 엔진 회전수를 고려하지 않기 때문에, 엔진 회전수의 변화 정도가 다를 때에는 연료 커트 복귀시의 연료 공급이 행해지는 엔진회전수가 일정하지 않으며, 엔진 회전수의 변화정도가 큰 경우에서는 스로틀 개방도가(θ)가 도표값(K) 이상이 되어 소정의 공기량에 복귀하기까지 엔진 회전수(N)가매우 저하하고 있음에도 불구하고 연료 공급이 행해지지 않기 때문에 토크 다운이 발생하여 엔진이 실속될 우려가 있다. 또한, 이러한 부적절한 상황을 해소하기 위해서, 상기 연료 커트 판정을 위한 소정 회전수(N1)를 높게 설정하면, 엔진 회전수(N)의 변화 정도가 작은 경우에는 엔진 실속에 이르지 않고 아직 충분히 연료 커트가 가능함에도 불구하고 연료 공급을 개시하게 되어, 연비가 악화될 우려가 있다.

본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 연료 켜트 모드로부터의 연료의 공급재개시에 있어서의 토트 다운을 감소시키면서, 연비를 향상시킬 수 있는 내연기관의 제어장치를 재공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 특허청구범위 제 1 항의 발명의 내연기관의 제어장치는, 내연기관의 연소실에 연료를 공급하는 연료 분사장치와, 연료의 공급을 정지하는 연료 커트 모드 및 연료를 공급하는 통상연료 제어모드를 포함하며, 운전 상태에 근거하여 연료 커트 모드 또는 통상 연료 제어 모드의 어느 하나를 선택하는 모드 선택 수단과, 상기 모드 선택 수단에 의해 선택된 모드에 근거하여 상기 연료 분사장치를 제어하는 연료 제어 수단과, 상기 연소실내에 흡입되는 흡입 공기량을 보정하는 흡입공기량 보정 수단과, 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 모드로 복귀할 때의 연료의 공급 재개를 하는 제 1 회전 속도를 설정하는 복귀 회전 속도 설정 수단과, 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 보드로 복귀할 때의 연료의 공급 재개에 앞서 흡입 공기량의 증량 보정을 개시하는 제 2 회전 속도를 상기 제 1 회전 속도보다도 고회전 속도측에 설정하는 증량 개시 회전 속도 설정 수단과, 상기 내연기관의 엔진 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단을 구비하고, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 내연기관의 회전 속도가 상기 제 2 회전 속도까지 저하하였을 때 흡입 공기량을 증량 보정하는 동시에, 그리고, 상기 연료 제어 수단은 상기 내연기관의 회전 속도가 상기 제 1 회전 속도까지 저하하였을 때 연료의 공급을 재개하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 연료 커트 모드에서 연소실로의 연료의 공급을 정지하고 있을 때에,내연기관의 회전 속도가 제 2 소정 회전 속도까지 저하하였을 때는 흡입 공기량 보정 수단에 의해 공기량을 증대시키고, 그 후, 내연기관의 회전 속도가 제 1 소정회전속도까지 저하하였을 때는 제어수단에 의해 연료 커트 모드로부터 연료 복귀하여 연료의 공급을 재개시키도록 한다. 이것에 의해, 연료의 공급을 재개하는 연료 복귀시에는 공기량이 증대되어 있는 상태가 되며, 또한, 소정의 회전 속도로 연료의 공급이 재개되기 때문에, 연료 커트 모드로부터의 연료 복귀시의 회전 속도저하를 감소하면거 연비의 악화가 감소된다.

또한, 상기 증량 개시 회전 속도 설정 수단은 상기 내연기관, 혹은 상기 내 연기관이 탑재된 차량의 감속 정도에 근거하여, 상기 제 2 회전 속도를 설정하는것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내연기관의 감속 정도가, 엔진 회전속도의 감속 변화율이고, 상기 증량 개시 회전 속도 설정 수단은 상기 감속 변화율이 커짐에 따라서 상기 제 2 회전 속도를 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 흡입 공기량의 증량시기가 빨라지며, 급감속시에 있어서의 연료 커트 모드로부터의 연료의 공급 재개시의 회전 속도 저하가 방지된다.

또한 상기 증량 개시 회전 속도 설정 수단은 상기 감속 변화율이 미리 정해진 소정 변화율 이상일 때, 상기 제 2 회전 속도를 상기 감속 변화율의 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 복귀 회전 속도 설정 수단은 상기 감속 변화율이 미리 정해진 상기 소정 변화율 이상일 때, 상기 제 1 회전 속도를 상기 감속 변화율의 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복귀 회전 속도 설정 수단은 상기 제 1 회전 속도를 상기 감속변화율이 크게 된에 따라서 고회전 속도측에 설정하는 동시에, 상기 제 1 회전 속도의 증가 비율을 상기 제 2 회전 속도의 증가 비율보다도 낮게 되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내연기관의 감속 정도가 엔진 회전속도의 감속 변화율이며, 상기 증량 개시 회전 속도의 설정 수단은 상기 감속 변화율의 크기에 따라서 미리 설정된 상기 제 2 회전 속도의 값을 기억하는 제 1 연산맵을 포함하며, 그리고 상기 제 1 연산맵으로부터 상기 감속 변화율에 대응하는 제 2 회전 속도를 구하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복귀 회전 속도 설정 수단은 상기 감속 변화율의 크기에 따라서 미리 설정되 상기 제 1 회전 속도의 값을 기억하는 제 2 연산맵을 포함하며, 그리고 상기 제 2 연산맵으로부터 상기 감속 변화율에 대응하는 제1 회전 속도를 구하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량은 상기 차량의 전후 방향 가속도를 검출하는 가속도 검출수단을 구비하며, 상기 차량의 감속 정도가, 상기 가속도 검출 수단에 의해 검출된 차량의 감소하여 속도이며, 상기 증량 개시 회전 속도 설정 수단은 상기 감속도가 커짐에 따라서 상기 제 2 회전 속도를 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증량 개시 회전 속도 설정 수단은 상기 감속도가 미리 정해진 소정 감속도 이상일 때, 상기 제 2 회전 속도를 상기 전후 방향 가속도의 감속도의 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복귀 회전 속도 설정 수단은 상기 내연기관, 혹은 상기 내연기관이 탑재된 차량의 감속 정도에 근거하여, 상기 제 1 회전 속도를 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복귀 회전 속도 설정 수단은 상기 감속 정도가 크게 됨에 따라서 상기 제 1 회전 속도를 고회전 속도측에 설정하는 것을 특딩으로 한다.

또한, 상기 통상 연료 제어 모드가 적어도 목표 공연비가 거의 이론 공연비가 되도록 설정되는 제 1 공연비 모드, 및 목표 공연비가 상기 제 1 공연비 모드보다도 희박측의 공연비가 되도록 설정되는 제 2 공연비 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기모드 선택 수단은 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어모드로 복귀할 때, 상기 흡입 공기량 보정 수단에 의해 흡입 공기량이 증량 보정되었을 때, 상기 흡입 공기량 보정 수단에 의해 흡입 공기량이 증량 보정되었을때에는 상기 제 2 공연비 모드를 선택하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모드 선택 구단은 상기 흡입 공기량 보전수단에 의한 흡입 공기량의증량 보정이 완료하고 있지 않을 때에는 상기 제 2 공연비 모드의 목표 공연비를 미리 설정된 공연비보다도 이론 공년비측에 보정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입 공기량 보덩 수단은 상기 제 2 공연비 모드가 선택되었을때 흡입 공기량의 증량 보정을 행하는 동시에, 흡입 공기량의 증량 보정의 실행중에 상기 제 2 공연비 모드로부터 상기 연료 커트 모드로 전환되었을 때 흡입 공기량의 보정량을 감소하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내연 기관, 혹은 상기 내연 기관이 탑재된 차량의 감속정도가 클 때, 상기 제 2 공연비 모드의 목표 공연비를 밀 솔정된 공연비보다도 이론 공연비측에 보정하는 것을 특지으로 한다.

따라서, 감속 정도가 튼 경우에는 제 2 회전속도가 고회전 속도측에 보정되어 공기량의 증대시기가 빨라지며, 급감속시에 있어서의 연료 커트 모드로부터의 연료의공급 재개시의 회전 속도 저하가 방지된다.

또한, 상기 연료 분사 장치가 연소실내에 연료를 직접 공급하는 연료 분사 밸브를 가지며, 상기 통상 연료 제어 모드는 목표 공연비가 상기 제 2 공연비, 모드보다도 희박측의 공연비가 되도록 설정되고, 또한 주로 압축행정으로 연료를 분사하는 압축행정 분사 모드를 포함하며, 상기 모드 선택 수단이, 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 모드로 복귀할 때에, 상기 압축 행정 분사 모드를 선택하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 연료 커트 모드로부터의 연료 복귀시에 응답성이라든지 연소가 양호한 압축 행정 분사 모드가 선택되는 것에 의해, 연료 커트 모드로부터의 연료 복귀시의 회전 속도의 저조를 방지할 수 있는 동시에, 복귀 회전 속도인 제 1 소정 회전속도를 보다 저회전 속도측에 설정할 수 있으며, 연료 커트 모드의 실시회전 속도 범위를 보다 확대하는 것이 가능하게 됨에 의하여 연비를 향상할 수 있다.

또한, 상기 내연기관이 상기 내연기관에 연통하는 흡기 통로에 설치되고, 또한 액셀 페달의 조작량에 대응하여 개폐되는 스로틀 밸브를 구비하며, 상기 흡입 공기량 보정 수단이, 상기 스로틀 밸브의 상류측 및 하류측의 상기 흡입통로를 연결하고, 또한 상기 흡입통로와 동등의 통로 단면을 가지는 에어바이패스 통로와, 상기 에어바이패스 통로의 통로 단면적을 제어하는 에어바이패스 밸브를 포함하며, 그리고, 상기 모드 선택 수단에 의해, 상기 제 2 공연비 모드, 혹은 상기 압축행정분사모드가 선택되었을 때 운전 상태에 따라서 흡입 공기량을 증량 보정해야 할 상기 에어파이패스 밸브를 제어하는 동시에, 상기 연료 커트 모드가 선택되었을 때 흡입 공기량의 보정량을 감소해야할 상기 에어파이패스밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내연기관이 상기 내연기관에 연통하는 흡기 통로에 설치되고, 또한 적어도 액셀 페달의 조작 상황에 근거하여 설정되는 목표 스로틀 밸브 개도가 되도록 개폐 제어되는 전동식 스로틀 밸브를 구비하며, 상기 흡입 공기량 보정 수단이, 상기 압축 목표 스로틀 밸브 개도보다도 큰 개도에 설정하여 흡입 공기량을 증량하도록 구성되고, 그리고, 상기 모드 선택 수단에 의해, 상기 제 2 공연비 모드, 혹은 상기 압축 행정분사 모드가 선택되었을 때, 운전 상태에 따라서 흡입 공기량을 증량 보정해야할 상기 전동식 스로틀 밸브를 제어하는 동시에, 상기 연료 커트 모드가 선택되었을때 흡입 공기량의 보정량을 감소해야할 상기 전동식 스로틀 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내연기관, 혹은 상기 내연기관이 탑재된 차량의 감속 정도가 클때, 상기 압축 행정 분사 모드의 목표 공연비를 미리 설정된 공연비보다도 상기 제 2 공연비 보드의 목표공연비측에 보정하는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 일실시형태예에 따른 공기량 제어장치를 구비한 다기통형 통내 분사 내연기관의 개략 구성도.

도2은 연료 분사의 제어맵.

도3은 내지 3d는 연료 커트 모드에 있어서의 연료의 공급 재개시의 공기량 제어의 타이밍차트.

도4a는 연료 커트 모드 제어 개시 판정의 플로우 차트.

도4b는 본 발명의 일실시형태예에 따른 연료 커트 모드에 있어서의 연료의 공급정지 및 공급 재개시의 공기량제어의 플로우 차트.

도4c는 본 발명의 다른 실시 형태예에 따른 연료 커트 모드에 있어서의 연료의 공급정지 및 공급 재개시의 공기량 제어 플로우 차트.

* 도면의주요부분에대한부호의설명

1 : 통내 분사 엔진 2 : 실린더 헤드

3 : 점화 플러그 4 : 연료 분사 밸브

5 : 연소실 7 : 피스톤

9 : 흡기 포트 10 : 배기 포트

11 : 흡기 밸브 12 : 배기 밸브

13, 14 : 캠 샤프트 16 : 수은 센서

18 : 식별 센서 22 : 서지 탱크

23 : 에어 클리너 24 : 스로틀 바디

27 : 공기 바이패스 파이프 28 : 제 2 공기 바이패스 밸브

30 : 스로틀 위치센서 31 : 아이들 스위치

32 : 배기 매니폴드 33 : 배기관

48 : 딜리버리 파이프

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 에 근거하여 다기통형 통내 분사 내연기관의 구성을 설명한다. 다기통형 통내 분사 내연기관으로서는 예를 들면, 연료를 직접 연소실에 분사하는 통내 분사형 직렬 4기통 가솔린(통내 분사 엔진, 1)이 적용된다. 통내 분사 전용으로 설계되어 있다.

통내 분사 엔진(1)의 실린더 헤드(2)에는 각 기통마다 점화플러그(3)가 설치됨과 동시에, 각 기통마다의 연료 공급 수단으로서의 전자식 연료 분사밸브(4)가 설치되어 있다. 연소실(5)내에는 연료 분사밸브(4)의 분사구가 개구되며, 이송기(20)를 통해 연료 분사밸브(4)로부터 분사되는 연료가 연소실(5)내에 직접 분사되도록 되어 있다. 통내 분사 엔진의 실린더(6)에는 피스톤(7)이 상하방향으로 활주가능하게 지지되며, 피스톤(7)의 정상면에는 반구상으로 우묵하게 들어간 캐버티(8)가 형성되어 있다. 캐버티(8)에 의해 후술하는 흡기포트로부터 유입하는 흡입공기에 의한 종선회류의 생성을 조장하고 있다.

실린더 헤드(2)에는 연소실(5)과 연통되는 흡기 포트(9) 및 배기 포트(10)가형성되며, 흡기 포트(9)는 흡기 밸브(11)의 구동에 의해서 개폐되며, 배기 포트(10)는 배기밸브(12)의 구동에 의해서 개폐된다. 실린더 헤드(2)의 상부에는 흡기측의 캠샤프트(13) 및 배기측의 캠 샤프트(14)가 회전 가능하게 지지되며, 흡기측의 캠 샤프트(13)의 회전에 의해 흡기 밸브(11)가 구동되며, 배기측의 캠 샤프트(14)의 회전에 의해 배기밸브(12)가 구동된다. 배기포트(10)에는 큰 직경의 배기가스 재순환 포트(EGR 포트,15)가 경사하방을 향하여 분기하고 있다.

통내 분사 엔진(1)의 실린더(6) 부근에는 냉각수온도를 검출하는 수온센서(16)가 설치되어 있다. 또한, 각 기통의 소정의 크랭크위치(예를 들면 75도 BTDC 및 5도 BTDC)에서 크랭크각신호(SCT)를 출력하는 베인(vane)형의 크랭크 각센서(17)가 설치되고, 크랭크 각센서(17)는 엔진 회전 속도를 검출 가능하게 한다. 또한, 크랭크 샤프트 회전수의 반으로 회전하는 캠 샤프트(13,14)에는 기통 식별신호(SGC)를 출력하는 식별센서(18)가 설치되고, 기통 식별신호(SGC)에 의해 크랭크 각 신호(SCT)가 어떤 기통의 것인지 식별 가능하게 된다, 또한, 도면중의 부호에서 19는 점화플러그(3)에 고전압을 인가하는 점화코일이다.

흡기 포트(9)에는 흡기매니폴드(21)를 통해 흡입기관(40)이 접속되고, 흡기매니폴드(21)에는 서지탱크(22)가 구비되어 있다. 또한, 흡입기관(40)에는 에어클리너(23), 스로틀 바디(24), 스텝 모터식의 제 1 공기 바이패스 밸브(25) 및 에어플로센서(26)가 구비되어 있다. 에어프로센서(26)는 흡입 공기량을 검출하는 것으로써, 예를 들면 카르만 맴돌이열(Karman's vortex street)식 플로센서가 이용된다. 또한, 서지탱크(22)에 부스트(boost)압 샌서를 설치하여, 부스트압 센서에서 검출되는 흡기관 압력으로부터 흡입 공기량을 구하는 것도 가능하다.

흡기관(40)에는 스로틀 바디(24)을 우회하여 흡기매니폴드(21)에 흡기를 행하는 큰 직경의 공기 파이패스 파이프(27)가 설치되고, 공기 파이패스 파이프(27)에는 리니어 솔레노이드식의 제 2 공기 바이패스밸브(28)가 설치되어 있다. 공기파이패스 파이프(27)는 흡기관(40)에 준하는 유로 면적을 가지며, 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 전폐시에는 통내 분사 엔진(1)의 저중속 영역에서 요구되는 양의 흡기가 가능하게 된다.

스로틀 바디(24)에는 유로를 개폐하는 버터플라이식의 스로틀 밸브(29)가 설치되는 동시에, 스로틀 밸브(29)의 개도를 검출하는 스로틀 위치센서(30)가 구비되어 있다. 스로틀 밸브(29)의 개도를 검출하는 스로틀 위치센서(30)로부터는 스로틀 밸브(29)의 개도에 따른 스로틀 전압이 출력되고, 스로틀 전압에 근거하여 스로틀 밸브(29)의 개도가 인식된다. 또한, 스로틀 바디(24)에는 스로틀 밸브(29)가 전부 닫힌 상태를 검출하여 통내 분사 엔진(1)의 아이들링 상태를 인삭하는 아이들 스위치(31)가 구비되어 있다.

한편, 배기 포트(10)에는 배기매니폴드(32)를 통해 배기관(33)이 접속되고, 배기매니폴드(32)에는 02센서(34)가 설치되었다. 또한, 배기관(33)에는 삼원촉매(35) 및 도시하지 않은 머플러가 구비되어 있다. 또한, EGR 포트(15)는 큰 직경의 EGR 파이프(36)를 사이에 두고 흡기매니폴드(21)의 상류측에 접속되며, EGR 파이프(36)에는 스텝 모터식의 EGR 밸브(37)가 설치되어 있다.

연료탱크(41)에 저장된 연료는 전동식 저압 연료 펌프(42)로 빨아 올려지고, 저압 공급 파이프(43)를 통해 통내 분사 엔진(1)측에 공급된다. 저압 공급 파이프(43)내의 연료압력은 리턴 파이프(44)에 설치된 제 1 연료압력 레귤레이터(45)에 의해 비교적 저압 (저연료압력)으로 조절된다. 통내 분사 엔진(1)측에 송급된 연료는 고압 연료 펌프(46)에 의해 고압 공급 파이프(47) 및 딜리버리 파이프(48)를 통해 각 연료 분사밸브 (4)에 공급된다.

고압 연료 펌프(46)는, 예를 들면 경사판 축피스톤 펌프이며, 배기측의 캠샤프트(14) 또는 흡기측의 캠 샤프트(13)에 의해 구동되며, 통내 분사 엔진(1)의 아이들링 운전시에 있어서도 소정 압력 이상으로 토출압을 발생 가능하게 한다. 그리고, 딜리버리 파이프(48)내의 연료 압력은 리턴 파이프(49)에 설치된 제 2 연료압력 레귤레이터(50)에 의해 비교적 고압(고연료압력)으로 조절된다.

제 2 연료압력 레귤레이터(50)에는 전자식 연압 전환 밸브 (51)이 설치되고, 연료압력 전환밸브(51)는 온상태에서 연료를 릴리스하여 딜리버리 파이프(48)내의 연료 압력을 저압으로 저하시키는 것이 가능하다. 또한, 도면중의 부호에서 52는 고압 연료 펌프(46)의 윤활이라든지 냉각 등에 이용된 일부의 연료를 연료탱크(41)에 환류시키는 리턴파이프이다.

차량에는 제어장치로서의 전자 제어 유닛(ECU, 61)이 설치되고, 이 ECU(61)에는 입출력장치, 제어프로그램이라든지 제어맵 등의 기억을 행하는 기억장치, 중앙처리장치 및 타이머라든지 카운터류가 구비되어 있다. ECU(61)에 의해서 통내분사 엔진(1)의 종합적인 제어가 실시된다. 상술한 각종 센서류의 검출정보는 ECU(61)에 입력되고, ECU(61)는 각종 센서류의 검출정보에 근거하여, 연료 분사 모드라든지 연료 분사량을 비롯하여 점화시기라든지 EGR 가스의 도입량 등을 결정하여, 연료 분사밸브(4)의 이송기(20)라든지 점화코일(19), EGR 밸브(37) 등을 구동 제어한다.

또한, ECU(61)의 입력측에는 상술한 각종 센서류 외에, 도시하지 않는 다수의 스위치류 등이 접속되며, 또한, 출력측에도 도시하지 않는 각종 경고 수단이라든지 기기류가 접속되어 있다.

상술한 통내 분사 엔진(1)에서는 통내 분사 엔진(1)이 냉기상태에 있을 때에 운전자가 시동키를 온 조작하면, 저압 연료 펌프(42)와 연료압력 전환 밸브(51)가 온되어 연료 분사 밸브(4)에 저압의 연료가 공급된다. 다음에, 운전자가 시동키를 스타트 조작하면, 도시하지 않은 셀모터에 의해 통내 분사 엔진(1)이 크랭킹되고, 동시에 ECU(61)에 의한 연료 분사 제어가 개시된다.

이 시점에서 ECU(61)는 상기 분사 모드 (즉, 흡기행정으로 연료가 분사되는 모드)를 선택하고, 비교적 농후한 공연비가 되도록 연료가 분사된다.

이러한 시동시에 있어서 제 2 공기 바이패스 밸브(28)는 거의 완전폐쇄 부근 까지 폐쇄되어 있다. 따라서, 연소실(5)로의 흡기는 스로틀 밸브(29)의 틈이라든지 제 1 공기 바이패스 밸브(25)를 통해 행해진다. 또한, 제 1 공기 바이패스 밸브(25)와 제 2 공기 바이패스 밸브(28)는 ECU(61)에 의해 일원 관리되며, 스로틀밸브(29)를 우회하는 흡입 공기의 필요량에 따라서 각각의 개방 밸브량이 결정된다.

이렇게 하여 통내 분사 엔진(1)의 시동이 완료하고, 통내 분사 엔진(1)이 아이들 운전을 개시하면, 고압 연료 펌프(46)는 정격의 토출 작동이 개시되고, ECU(61)에 의하여 연료압력 전환 밸브(51)가 오프되어 연료 분사 밸브(4)에 고압의 연료가 공급된다. 이 때의 요구연료 분사량은, 예를 들면 제 2 연료압력 레귤레이터(50)의 설정연료압력, 또는 도시하지않은 연료압력센서에 의해 검출되는 딜리버리 파이프(48)내의 연료압력과 연료 분사 밸브(4)의 개변시간으로써 얻어진다.

수온센서(16)에서 검출되어 냉각수온이 소정치에 상승할 때까지는, 시도시와 마찬가지로 상기 분사 모드가 선택되어 연료가 분사된다. 에어 콘디셔너 등의 보기류의 증감에 따른 아이들 회전 속도의 제어는 제 1 공기 바이패스 밸브(25)에 의해서 행해진다. 소정 서아클이 경과하여 O 센서(34)가 활성화되면, O 센서(34)의 출력전압에 따라서 공연비 피드백 제어가 개시된다. 이것에 의해, 유해 배기 가스 성분이 삼원촉매(35)에 의해서 양호하게 정화된다.

통내 분사 엔진(1)의 난기가 완료되면, ECU(61)는 스로틀 밸브(29)의 개도에 따른 스로틀 전압으로부터 얻은 목표 출력상관값, 예를 들면, 목표 평균 유효압(Pet)과 엔진 회전 속도에 근거하여, 도 2의 연료 분사맵으로부터 현재의 연료 분사 영역을 검색하여 연료 분사 모드를 결정한다. 이것에 의해, 각 연료 분사 모드에서의 목표 공연비에 따른 연료 분사량이 결정되며, 이 연료 분사량에 따라서 연료 분사 밸브(4)가 구동 제어되는 동시에, 점화코일(19)이 구동제어된다. 또한, 동시에 제 1공기바이패스 밸브(25)와 제 2 공기 바이패스 밸브(28) 및 EGR 밸브(37)의 개폐제어도 실시된다.

아이들 운전시라든지 저속 주행시 등의 저부하 영역에서, 연료 분사 영역은 도 2중의 후기분사 희박모드가 선택된다. 이 경우 , 제 1 공기 바이패스 밸브(25)와 제 2 바이패스 밸브(28)가 제어되며, 희박한 공연비가 되도록 목표 평균유효압(Pet)에 따른 목표 공연비가 스로틀 전압과 엔진 회전 속도에 근거하여 설정된다. 그리고, 목표 공연비에 따른 연료 분사량이 설정되어, 이 연료 분사량에 따른 연료 분사를 행하도록 연료 분사 밸브(4)가 구동 제어된다.

또한, 정속 주행시 등의 중부하 영역에서는 부하 상태라든지 엔진 회전 속도에 따라서 도 2중의 상기 분사 희박모드, 혹은 이론적 피브백 모드가 된다. 상기 분사 희박모드에서는 제 1 공기 바이패스 밸브(25)르르 통상의 아이들 속도 컨트롤밸브와 같이 제어하여, 에어프로센서(26)로부터의 흡입 공기량 신호와 엔진 회전속도에 따라서 목표 공연비를 산출하고, 비교적 희박한 공연비가 되도록 연료 분사량을 제어한다.

이론적 피브백 모드에서는, 상기 분사 희박모드와 같이, 제 1 공기 바이패스밸브(25)를 통상의 아이들 속도 컨트롤 밸브와 같이 제어하는 동시에, 제 2 공기바이패스 밸브(28)를 와전폐쇄로서 출력의 지나친 상승을 방지하고, 또한, EGR 밸브(37)를 제어하는 동시에, 목표 공연비가 이론 공연비가 되도록 O₂센서(34)의 출력전압에 따라서 공연비 피드백 제어를 행하여, 연료 분사량이 제어된다.

또한, 급가속시라든지 고속 주행시 등의 고부하 영역에서는 고 2중의 개루프모드가 된다. 이 경우, 제 2 공기 바이패스 밸브(28)를 폐쇄하는 동시에, 비교적 농후한 공연비가 되도록 맵으로부터 목표 공연비를 설정하여, 이목표 공연비에 따라서 연료 분사량이 제어된다.

타성주행이라든지 정지로 이행되는 주행에서 스로틀 밸브(29)가 거의 아이들상태가 되어 아이들 스위치(31)가 온이 된 운전시에는 도 2 중의 연료 커트 모드가 된다. 이 경우, 연소실(5)내로의 연료의 공급이 정지된다. 연료 커트 모드에서는 엔진 회전 속도가 복귀 회전 속도(제 1 회전 속도)보다 저하한 경우는 후기 분사 희박모드(희박측 공연비 모드)에 의해서 연소실(5)내에의 연료의 공급이 재개된다.

또한, 운전자가 액셀 페달을 밟은 경우에 있어서도 연료 커트 모드가 즉석으로 중지 되며, 그 때의 운전 상태에 따른 소정의 모드에 의해서 연소실(5)내로의 연료의 공급이 재개된다.

그런데. 정지로 이행되는 주행에서, 엔지 회전 속도가 복귀 회전 속도보다 저하한 경우는 연소실(5)내에의 연료의 공급이 재개된지만, 연료 커트 모드로서는 흡기량이 감소된 상태로 되어 있기 때문에 연료의 공급 재개시에 공기량이 부족하여 토크 다운이 발생할 우려가 있다. 이 때문에, 연료 커트 모드로부터의 연료 공급 재개전에 공기량을 증대시켜서 토크 다운을 미연에 방지하도록 공기량 제어가 실시된다.

도 3a-3b, 도 4a 및 b에 근거하여 연료 복귀시에 있어서의 공기량 제어를 설명한다. 도 3a-3b에는 연료 커트 모드에 있어서의 연료 복귀시의 공기량 제어의 타이밍차트를 도시하고, 도 3a는 스로틀 밸브(29)의 개폐 상황, 도 3b는 엔진 회전속도의 상황, 도 3c은 연료의 공급 상황, 도 3d는 공기량의 상황이다. 또한, 도4a에 연료 커트 모드 제어 개시 판정의 흐름도를 나타내고, 도4b에 연료 커트 모드에 있어서의 연료 복귀시의 공기량 제어의 흐름도를 나타내고 있다.

도 3a-3d에 근거하여 연료 커트 모드에 있어서의 각 상황에 대하여 설명한다. 차량이 감속 상태, 예를 들면, 정지하려고 감속 주행의 운전이 되면, 도면중(d)에 나타낸 바와 같이 공기량이 감소하고, 그것에 따른 엔진 회전속도(Ne)도 감속한다. 그리고, 도면중의 A 점에서도 도 3a에 나타낸 바와 같이, 스로틀 밸브(29)가 아이들 상태가 되어 아이들 스위치(31)가 온이 되며, 또한 엔진 회전속도가 연료 커트를 허용할 수 있는 하한 회전수 이상일 때, 즉 연료 커트 모드의 조건이 성립하면, 처음에 제 1 공기 바이패스 밸브(25) 및 제 2 공기 바이패스 밸브(28)가 폐쇄 방향으로 회전되고(도 3중 A점), 또한 도 3c에 도시하는 바와 같이 B점에서 연료의 공급이 정지된다. 이 감속주행의 운전 상태로 되고나서 연료의 공급이 정지될 때까지의 도 3중 A침전에서 B지점에 이르는 사이에서 도 3d에 도시하는 바와 같이 스로틀밸브가 폐쇄 방향으로 구동하여 아이들 상태가 되고 제 1 공기 바이패스 밸브(25)와 제 2 공기 바이패스 밸브(28)가 폐쇄 방향으로 밸브를 폐쇄하도록 제어됨에 따라 공기량이 서서히 감소한다. 이 상태에서, A침전에서 D 점에 있어서도 3b에 나타낸 바와 같이, 엔진 회전 속도(Ne)가 서서히 저하해 간다. 엔진 회전속도(Ne)사 연료의 공급을 재개하기 위한 회전 속도인 복귀회전속도(복귀Ne)까지 저하되면, D 점에서 도3c에 나타낸 바와 같이, 연료의 공급이 재개되고, 엔진 회전 속도(Ne)가 소정의 회전 속도(예를 들면 아이들 회전 상태)로 유지된다. 또한, 연료의 공급을 재개하는 복귀 회전 속도(Ne)는 엔진 운전 상태라든지 에어 컨디셔너 등의 보기류의 부하 증감에 따라서 설정 또는 변경하게 된다. 힌편, 엔진회전 속도(Ne)의 감속정도, 즉, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 연산되며, 감속 변화율(dNe/dt)에 근거하여 제 1 회전 속도인 복귀회전 속도(복귀Ne)및 제 2 회전 속도인 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 설정된다. 즉, 감속 변화율 (dNe/dt)이 클수록 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(복귀Ne)보다도 고회전 속도측에 설정되고, 엔진 회전 속도(Ne)가 공가량 증대 회전 속도(Nea)에 도달하면 (C점), 도 3d에 나타낸 바아 같이, 연료의 공급 재개에 앞서 공기량이 많아지다 (공기량을 증대시키는 기능). 공기량의 증가는 흡입 공기량 보정수단으로서의 제 1 공기 바이패스 밸브(25)와 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 개변제어에 의해서 실시된다. 여기에서 제 1 공기 바이패스 밸브(25)와 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 목표 개도로서는 압축 행정 분사 모드에 있어서의 아이들시의 공기량을 거의 얻어지는 개도로 설정된다. 따라서, 연료의 공급이 재개되기 전에 공기량이 많아 지도록 되어 있기 때문에, 연료의 공급재개시에 공기량이 부족하여 토크 다운이 발생하는 일이 없다, 또한, 엔진 운전상태에 따른 알맞은 복귀 회전속도(복귀Ne)로 연료의 공급이 재개되므로, 복귀회전 속도(복귀Ne)가 엔진 운전 상태에 대하여 지나치게 낮거나, 지나치게 높기도 함에 의해 생기는 토크 다운이라든지 연료 커트 모드의 실시 회전 속도 범위를 확대하는 것이 가능하게 되어 연비를 향상할 수 있다,

또한, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)의 설정을 엔진 회전 속도(Ne)의 갑속 변화율(dNe/dt)에 근거하여 향하고 있기 때문에, 연료의 공급 재개까지의 예상되는 시간에 따라서 공기량을 증가할 수 있고, 급감속시라도 연료의 공급 재개시에 확실하게 공기량을 증가시킬 수 있는 동시에, 연료의 공급 재개를 엔지 회전 속도가 저하하여 엔진 스톨에 빠지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 완감소시에는 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 급감속시보다도 저 회전 속도측에 설정할 수 있기 때문에, 연료 커트 모드의 실시 회전 속도 범위를 확대하는 것이 가능하게 되어 연비를 향상할 수 있다. 또, 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 설정하는 경우, 복귀 회전 속도 (복귀Ne)에 대하여 일정한값(α)을 첨가한 값(복귀Ne+α)으로서도 좋다. 이 경우, 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 감속 정도에 따라서 설정하는 맵이 불필요하게 되어, 간단한 제어에 의해 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 설정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 복귀 회전 속도 (복귀(Ne)를 설정 하는 맵이 불필요하게 되어, 간단한 제어에 의해 복귀 회전 속도(복귀Ne)를 설정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 설정하는 경우, 운전상태에 따른 공정값으로서도 좋다. 이 경우, 산출을 위한 놀리으 간소화가 가능하다.

도 4a, b에 근거하여 연료 커트 모드의 제어 방법을 설명한다.

처음에, 도 4a는 연료 커트 모드 제어 개시 판정의 흐름도이고, 스텝(SO1)에서 아이들 스위치(31)의 온/오프상태, 및 엔진 회전 속도(Ne)를 판독한다. 그리고 스텝(SO2)에서, 아이들 스위치(31)가 온이고 EH한 엔진 회전 속도(Ne)가 연료커트를 허용할 수 있는 하한 회전수 이상인지 아닌지, 즉 연료 커트 모드를 개시할수 있는지 없는지가 판단된다. 연료 커트 모드 조건이 성립한다고 판단된 경우에는 도 4b의 흐름도에 근거하여, 연료 커트 모드의 제어가 실행된다(스텝 SO3). 그러나, 아이들 스위치(31)가 오프이거나, 혹은 엔진 회전 속도(Ne)가 연료 커트를 허용할 수 있는 하한 회전수보다도 낮아서 연료 커트 모드 조건이 성립하지 않는다고 판단된 경우에는 그 때의 운전 상태에 따른 소정의모드에 의해서 도시하지 않는 제어흐름도에 근거하여 통상의 연료 분사 제어가 실행된다(스텝 SO4).

다음에, 도 4b에 근거하여 연료 커트 모드에 있어서의 연료의 공급 정지 및 공급 재개시의 공기량 제어를 구체적으로 설명한다.

연료 커트 모드의 조건이 성립하면, 스텝(SO)에서 제 1 공기 바이패스 밸브 (25) 및 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 개도가 폐쇄 방향(예를 들면, 거의 완전폐쇄)으로 제어된다 (도 3중 A점). 또한 스텝(S1)에 있어서, 연료의 공급이 정지된다(도 3중 B점). 스텝(S2)에서 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 소정치(β) 이상인지 아닌지, 즉 엔진 회전 속도(Ne)의 감속정도가 큰지 아닌지가 판단된다.

감속 변화율(dNe/dt)이 소정치(β)에 만족되지 않다고 판단된 경우, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 정도가 작아 급감속 상태가 아니기 때문에, 스텝(S3)에서 복귀회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 설정된다. 스텝(S2)에서 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 소정치(β) 이상이라고 판단된 경우, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 정도가 커서 급감속상태로 되기 때문에, 스텝(S4)에서 감속 변화율(dNe/dt)에 근거하여 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 설정된다. 예를 들면, 감속 변화율(dNe/dt)의 크기에 비례하여 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 고회전 속도측에 설정된다. 또, 스텝(S2)에서 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 소정치(β) 이상인지 아닌지를 판정하지 않고 감속 변화율(dNe/dt)에 근거하여 설정된 맵 등에 의해서 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 설정해도 된다.

스텝(S3) 또는 스텝(S4)에서 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전속도(Nea)가 설정되면, 스텝(S5)에서 엔진 회전 속도(Ne)가 공기량 증대 회전 속도(Nea) 이하인지 아닌지(도 3중 C점에 도달하였는지 아닌지)가 판단된다. 스텝(S5)에서 엔진 회전 속도(Ne)가 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 넘고 있다고 판단된 경우 스텝(S2)의 처리를 이행하여, 재차 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대회전 속도(Nea)가 설정된다. 스텝(S5)에서 엔진 회전 속도(Ne)가 공기량 증대 회전속도(Nea)에 도달하였다고 판단된 경우, 스텝(S6)에서 제 1 공기바이패스 밸브(25)와 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 개도가 소정량 증가되어 연료의 공급 재개에 앞서 공기량이 많아진다.

스텝(S6)에서 공기량이 많아진 후, 스텝(S7)에서 엔진 회전 속도(Ne)와 복귀회전 속도(복귀Ne)가 비교된다(도 3중 D점에 도달하였는지 아닌지). 스텝(S7)에서 엔진 회전 속도(Ne)가 복귀 회전 속도(복귀Ne)에 도달하지 않았다고 판단된 경우, 스텝(S2)의 처리를 이행하여 재차 복귀회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 설정된다. 여기에서는 공기량 증대 회전 속도(Nea)도 새롭게 설정되기 때문에, 예를 들면 공기량을 증량한 후에 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 작게 된 경우에, 재차 스텝(S5)의 판정이 "아니고"가 될 가능성의 있지만, 스텝(S5)의 판정이 최초에 "예"가 되었을 때에 플래그(flag)를 세우는 등의 처리를 행함으로써 그와 같은 문제는 방지할 수 있게 된다. 스텝(S7)에서 엔진 회전속도(Ne)가 복귀 회전 속도(복귀Ne) 이하가 되었다고 판단된 경우, 즉 엔진 회전 속도(Ne)가 복귀 회전 속도(복귀Ne)에 도달하였다고 판단되 경우, 스텝(S8)에서 연료 복귀시의 제어가 실시되어 연료의 공급이 재개된다. 이 때, 상술한 감속 변화율(dNe/dt)이 큰 경우에는 목표 공연비를 압축 행정 분사 모드의 통상의 목표 공연비보다도 농후측에 보정해도 된다.

연료 공급 재개시에는 압축행정으로 연료 분사를 행하는 후기분사 희박모드, 즉 응답성이라든지 연소가 좋은 압축 행정 모드(희박측 공연비 모드)에 의해서 연소실(5)내로의 연료의 공급이 재개되도록 되어 있다. 이 때, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 큰 경우, 후기분사 희박모드에서의 목표 공연비가 농후측, 즉 리치측(이론 공연비에 대해서는 린인 상태)에 보정함으로써 연료 복귀시의 출력을 증대시켜도 된다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태예의 공기량 제어에서는 연료 커트 모드에서의 운전시에, 엔진 회전 속도(Ne)가 복귀 회전 속도(복귀Ne)보다도 고회전 속도측의 공기량 증대 회전 속도(Nea)까지 적하하였을 때에 공기량을 증대시키고, 공기량이 증대되어 있는 상태에서 엔진 회전 속도(Ne)가 복귀 회전 속도(복귀Ne)까지 저하하였을 때에 연료의 공급을 재개하도록 하고 있다. 이 때문에, 연료의 공급이 재개되기 전에 공기량이 많아지며, 연료의 공급 재개시에 공기량이 부족하지 않아 운전 상태에 따른 알맞은 복귀 회전 속도(복귀Ne)로 연료의 공급이 재개되기 때문에, 흡입 공기량 부족에 따른 연료 분사량 부족에 의한 토크 다운을 회피하면서 연비를 향상할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태예에서는 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 클수록 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 고회전 속도측에 보정되도록 되어 있으므로, 급감속 상태의 연료의 공급 재개시라도 공기량이 충분히 확보되어 엔진 회전속도(Ne)의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/dt)이 큰 경우, 목표 공연비가 농후측에 보정되도록 되어 있으므로, 급감속시에 있어서의 연료 복귀시라도 엔진 회전 속도(Ne)의 저조를 방지할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태예는 압축행정에서 연료 분사를 행하는 후기분사 희박모드를 선텍 가능한 통내 분사 엔진에 적용하여, 연료의 공급 재개시에는 응답성이라든지 연소가 좋은 후기분사 희박모드를 선택하도록 하였으므로, 연료의 공급 재개시의 엔진 회전 속도(Ne)의 저하를 방지하는 동시에, 복귀 회전 속도(복귀Ne)를 통상의 흡기 분사식의 엔진과 비료하여 저회전측으로 설정하는 것이가능하게 되며, 연료 커트 모드를 확대하여 연비를 보다 한층더 향상할 수 있다. 또한, 공연비가 과도하게 농후하지 않기 때문에, 점화 플러그 주변이 과도하게 리치화되는 일이 없어 실화르 방지하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시형태예에서는 스로틀 밸브를 바이패스하는 공기 바이패스 밸브의 개도를 제어함으로써 공기량 제어를 생하고 있지만, 액셀 페달과 연결되지않는 모터 구동식의 전자제어 스로를 밸브, 소위 드라이브 바이 와이어(Drive by wire, 이하, DBW라고 한다)에 있어서도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 예를 들면 액셀 페달에 액셀 패달 위치센서(이하, ATS라고 한다)를 설치하고, ATS로부터의 액셀 페달 밟음량(θAC)에 따른 액셀 페달 전압(VAC), 및 그 변화에 근거하여, 스로틀 바디에 설치된 상기 전자제어 스로틀 밸브의 개도를 제어한다. 이러한, DBW 방식의 엔진에 있어서, 희박 공연비에 필요한 흡입 공기량을 증량 보정하는 경우에는 스로틀 밸브 개도를 액셀 페달의 밟음량에 대응하는 목표 스로틀 밸브 개도에 대하여, 운전 상태에 따라서 목표 스로틀 밸브 개도를 큰 개도가 되도록 보정하여 흡기량을 증량할 수 있다. 그리고, 이 경우에는 엔진의 아이들 운전상태에 있어서도 아이들 운전에 필요한 흡입 공기량을 확보하기 위해서 스로틀 밸브가 소정 개도로 유지되어 완전폐쇄가 되지 않기 때문에, 아이들 스위치(31) 대신에, 상기 ATS의 신호를 연료 커트 모드의 개시 조건으로 하고, 연료 커트 모드 제어시에 있어서의 흡입 공기량의 감소 제어시에, 스로틀 밸브 개도가 전폐가 되도록모터로 제어함으로써 상술한 실시형태예와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 내연기관으로서 연소실(5)내에 연료를 직접 분사하는 통내 분사 엔진(1)에 본 발명을 적용하여 설명하였지만, 흡기관에 연료를 분사하는 내연기관에 본 발명을 적용하는 것도 가능하고, 또한, 4기통의 통내 분사 엔진(1)에 한정되지 않고, 단기통 엔진이라든지 V형 6기통엔긴에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.

또한, 도 4c에 근거하여 본 발명의 다른 실시형태와 관계되는 연료 커트 모드의 제어방법을 설명한다.

도 4a의 연료 커트 모드제어 개시 판정의 플로우 차트에 의해, 연료 커트 모드조건이 성립하였다고 판단된 경우에는 연료 커트 모드의 제어가 실행된다.

이하에, 본 발명의 다른 실시형태와 관계되는 연료 커트 모드에 있어서의 연료의 공급 정지 및 공급 재개시의 공기량 제어를 도 4c의 플로우 차트를 이용하여 구체적으로 설명한다.

연료 커트 모드의 조건이 성립하면, 스텝(S11)에서 제 1공기바이패스밸브(25) 및 제 2 공기 비이패스 밸브(28)의 개도가 폐쇄 방향(예를 들면, 거의 전폐가 될 때까지 소정량씩 서서히 구동)으로 제어된다 (도 3중 A점). 또한 스텝(S12)에서, 연료의 공급이 정지된다 (도 3중 B점).

스텝(S13)에서 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 변화율(dNe/ dt)이 소정치(β) 이상인지 아닌지, 즉 엔진 회전 속도(Ne)의 감속정도가 큰지 아닌지가 판단된다. 감속 변화율(dNe/dt)이 소정치(β)에 만족하지 않는다고 판단된 경우, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 정도가 작고 급감속 상태가 아니므로, 스텝(S14)에서 후술하는 판정에 이용되는 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 각각 미리 정해진 제 1 회전 속도, 및 제 1 회전 속도보다도 고회전 속도측의 제 2 회전 속도로 설정된다. 한편, 스텝(S13)에서 감속 변화율(dNe/dt)이 소정치(β) 이상이라고 판단된 경우, 엔진 회전 속도(Ne)의 감속 정도가 크고 급감속상태로 되어 있으므로, 스텝(S15)에서 감속 변화율(dNe/dt)에 근거하여, 후술하는 판정에 이용되는 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 설정된다. 예를 들면, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 감속 변화율(dNe/dt)의 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것도 가능하다.

그리고, 스텝(S14) 또는 스텝(S15)에서 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)가 설정되면, 스텝(S16)에서 혐시점의 엔진 회전 속도(Ne)가 재차 판독된다. 스텝(S17)에서 현재의 엔진 회전 속도(Ne)가 공기량 증대 회전 속도(Nea) 이하인지 아니니지 (도 3중 C점에 도달하였는지 아닌지)가 판단된다. 현재의 엔진 호전속도(Ne)가 아직 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 초과하고 있다고 판단된 경우, 재차 스텝(Ne)가 아직 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 초과하고 있다고 판단된 경우, 재차 스텝(S16) 및 스텝 (S17)이 반복된다. 스텝(S17)에서 현재의 엔진 회전속도(Ne)가 공기량 증대 회전 속도(Nea) 이하라고 판단된 경우(도 3중 c 점), 스텝(S18)에서 제 1공기 바이패스 밸브(25) 및 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 개도가 소정 비율로 증가되어 연료의 공급재개에 앞서 공기량이 많아지도록 제어된다. 스텝(S18)에서의 제 1 공기 바이패스 밸브(25) 및 제 2 공기 바이패스 밸브(28)의 개도의 제어가완료하면, 스텝(도19)에서, 현시점의 엔진 회전 속도(Ne)가 재차 판독된다.

스텝(S20)에서 현재의 엔진 회전 속도(Ne)가 복귀 회전 속도(복귀Ne) 이하인지 아닌지(도 3중 C점에 도달하였는지 아닌지)가 판단된다. 현재의 엔진회전속도(Ne)가 아직 복귀 회전 속도(복귀Ne)를 초과하고 있다고 판단된 경우, 재차 스텝(S19) 및 스텝(S20)이 반복된다. 스텝(S20)에서 현재의 엔진 회전 속도 (Ne)가 복귀 회전 속도 (복귀Ne) 이하라고 판정된 경우(도 3중D점), 스텝(S21)연료의 공급재개의 제어가 실시된다.

이상 실시형태에서는 운전 상태에 따라서 적절한 공기량 증대 회전속도(Nea) 및 복귀 회전 속도(복귀Ne)가 설정되기 때문에, 엔진 회전 속도가 공기량 증대 회전 속도(Nea)에서 흡입 공기량이 증량 보정되고, 또한 흡입 공기량의 증량 보정이 완료한 후에 엔지 회전 속도가 복귀 회전 속도로 되었을 때 연료의 공급을 개시할 수 있기 때문에. 연료 커트 모드로부터의 복귀시에 엔진 회전수의 과도한 저하를 방지하는 동시에 흡입 공기량 부족에 따르는 연료 분사량 부족에 의한 토크다운을 피하면서 연비를 향상할 수 있는 효과에 덧붙여, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량증대회전속도(복귀Nea)를 감속 변화율(dNe/dt)에 따라서 일단 설정한 후에는 이들 회전 속도(Nea)를 재설정하는 일이 없으므로, 흡입량 제어 및 연료의 공급 재개시의 제어가 간략화된다.

또한, 본 발명의 실시형태에서는 감속정도로서 엔진 회전 속도의 감속 변화율을 이용하여, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 설정하였지만 이것에 한정되지 않고, 내연기관이 탑재된 차량의 전후 방향 가속도(α=dv/dt)를 검출하는 가속도 검출 수단을 설치하고, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 차량의 감속도(α)에 근거하여 설정해도 된다. 또한 그때, 차량의감속도(α)가 미리 정해진 소정 가속도(α0)이상일 때, 복귀 회전속도(복귀Ne) 및 공가량 증대 회전 속도(Nea)를 차량 감속도(α)의 크기에 비례하여 각각 고회전 속도측에 설정해도 된다.

또한, 복귀 회전 속도(복귀Ne) 및 공기량 증대 회전 속도(Nea)를 엔진 회전속도의 감속 변화율이라든지 차량의 감속도(α)의 크기에 비례하여 설정할 때, 공 기량 증대 회전 속도(Nea)의 증가 비율이, 복귀 회전 속도(복귀Ne)의 증가 비율 보다도 크게 하는 것이 바람직하다.

Claims

내연기관의 연소실에 연료를 공급하는 연료 분사 장치와, 연료의 공급을 정지하는 연료 커트 모드 및 연료를 공급하는 통상 연료 제어모드를 포함하며, 운전상태에 따라 연료 커트 모드 또는 통상 연료 제어 모드중 어느 하나를 선택하는 모드 선택수단과, 상기 모드 선택 수단에 의해 선택된 모드에 따라 상기 연료 분사 장치를 제어하는 연료 제어 수단과, 상기 연소실내에 흡입하는 흡입 공기량을 보정하는 흡입 공기량 보정수단과, 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 모드로 복귀할 때의 연료의 공급 재개를 행하는 제 1 회전 속도를 설정하는 복귀 회전 속도 설정수단과, 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 모드로 복귀할 때의 연료의 공급 재개를 행하는 제 1 회전 속도를 설정하는 복귀 회전 속도 설정수단과, 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 모드로 복귀할 Ei의 연료의 공급 재개에 앞서 흡입 공기량의 증량 보정을 개시하는 제 2 회전 속도를 상기 제 1 회전 속도보다도 고회전 속도측에 설정하는 증량 개시 회전속도 설정수단과, 상기 내연기관의 엔진 회전 속도를 검츨하는 회전 속도 검츨수단을 구비하고, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 내연기관의 회전 속도가 상기 제 2 회전속도까지 저하되었을 때 흡입 공기량을 증량 보정함과 동시에, 상기 연료 제어 수단은 상기 내연기관의 회전속도가 상기 제 1 회전 속도까지 저하되었을 때 연료의 공급을 재개하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 1 항에 있어, 상기 증량 개시 회전 속도 설정수단은 상기 내연기관, 혹은 상기 내연기관이 탑재된 차량의 감속 정도에 따라 상기 제 2 회전 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 2 항에 있어서, 상기 내연기관의 감속 정도가 엔진 회전 속도의 감속 변화율이며, 상기 증량 개시 회전 속도 설정 수단은 상기 감속 변화율이 커짐에 따라서 상기 제 2 회전 속도를 고회전 속도축에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 3 항에 있어서, 상기 중량 개시 회전 속도 설정수단은 상기 감속 변화율이 미리 정해진 소정 변화율 이상일 때, 상기 제 2 회전 속도를 상기 감속 변화율의 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 4 항에 있어서, 상기 복귀 회전 속 설정수단은 상기 감속 변화율이 미리 정해진 상기 소정 변화율 이상일 때, 상기 제 1 회전 속도를 상기 감속 변화율이 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 3 항에 있어서, 상기 복귀 회전 속도 설정 수단은 상기 제 1 회전 속도를 상기 감속 변화율이 켜짐에 따라서 고회전 속도측에 설정하는 동시에, 상기 제 1 회전 속도의 증가 비율을 상기 제 2 회전 속도의 증가 비율보다도 낮게 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 2 항에 있어서, 상기 내연기관의 감속 정도가 엔진 회전 속도의 감속 변화율이며, 상기 증량 개시 회전 속도 설정수단은 상기 감속 변화율의 크기에 따라서 미리 설정된 상기 제 2 회전 속도의 값을 기억하는 제 1 연산맵을 포함하며, 그리고 상기 제 1 연산맵으로부터 상기 감속 변화율에 대응하는 제 2 회전 속도를 구하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 7 항에 있어서, 상기 복귀 회전 속도 설정수단은 상기 감속 변화율의 크기에 따라 미리 설정된 상기 제 1 회전 속도의 값을 기억하는 제 2 연산맵을 포함하며, 그리고 상기 제2 연산맵으로부터 상기 감속 변화율에 대응하는 제 1 회전속도를 구하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 2 항에 있어서, 상기 차량은 상기차량의 전후 방향 가속도를 검출하는 가속도 검출수단을 구비하여, 상기 차량의 감속 정도가 상기 가속도 검출수단에 의해 검출된 차량의 감속도가 되고, 상기 증량 개시 회전 속도 설정수단은 상기 감속도가 커짐에 따라서 상기 제 2 회전 속도를 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 9 항에 있어서, 상기 증량 개시 회전 속도 설정수단은 상기 감속도가 미리 정해진 소정 감속도 이상일 때, 상기 제 2 회전 속도를 상기 전후 방향 가속도의 감속도 크기에 비례하여 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 복귀 회전 속도 설정수단은 상기 내연기관, 혹은 상기 내연기관이 탑재된 차량의 감속 정도에 따라 상기 제 1 회전 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 11 항에 있어서, 상기 복귀 회전 속도 설정수단은 상기 감속 전도가 커짐에 따라서 상기 제 1 회전 속도를 고회전 속도측에 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 통상 연료 제어 모드는 목표 공연비가 이론 공연비가 되도록 설정되는 제 1 공연비 모드 및 목표 공연비 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 13 항에 있어서, 상기 모드 선택 수단은 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 보드로 복귀할 때 상기 흡입 공기량 보정 수단에 의해 흡입 공기량이 증량 보정되었을 때에는 상기 제 2 공연비 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 14 항에 있어서, 상기 모드 선택 수단은 상기 흡입 공기량 보정 수단에 의한 흡입 공기량의 증량 보정이 완료되어 있지 않을 때에는 상기 제 2 공연비 모드의 목표 공연비를 미리 설정된 공연비보다도 이론 공연비측에 보정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 15 항에 있어서, 상기 흡입 공기량 보정 수단은 상기 제 2 공연비 모드가 선택되었을 때 흡입 공기량의 증량 보정을 행하는 동시에, 흡입 공기량의 증량 보정의 실향중에 상기 제 2 공연비 모드로부터 상기 연료 커트 모드로 전환될 때 흡입 공기량의 보정량을 감소하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 14 항에 있어서, 상기 내연기관, 혹은 상기 내연기관이 탑재된 차량의 감속 정도가 클 때, 상기 제 2 공연비 모드의 목표 공연비를 미리 설정된 공연비보다도 이론 공연비측에 보정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 13 항에 있어서, 상기 연료 분사장치가 연소실내에 연료를 직접 공급하는 연료 분사 밸브를 구비하며, 상기 통상 연료 제어 보드는 목표 공연비 모드보다도 희박측의 공연비가 되도록 설정되고, 또한 주로 압축행정에서 연료를 분사하는 압축행정 분사 모드를 포함하며, 상기모드 선택 수단은 상기 연료 커트 모드로부터 상기 통상 연료 제어 모드로 복귀할 때에, 상기 압축 행정 분사 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 18 항에 있어서, 상기 내연기관이 상기 내연기관에 연걸하는 흡기통로에 설치되고, 또한 액셀 페달의 조작량에 대응하여 개폐되는 스로틀 밸브를 구비하며, 상기 흡입 공기량 보정 수단이 상기 스로틀 밸브의 상류측 및 하류측의 상기 흡기통로를 연결하고, 또한 상기 흡기통로와 동등한 통로 단면을 가지는 공기바이패스 통로와, 상기 공기 바이패스 통로의 통로 단면적을 제어하는 공기 바이패스밸브를 포함하며, 그리고, 상기 모드 선택 수단에 의해, 상기 제 2 공연비 모드, 혹은 상기 압축 행정분사 모드가 선택되었을 때 운전 상태에 따라서 흡입 공기량을 증량 보정해야할 상기 공기 파이패스 밸브를 제어하는 동시에, 상기 연료 커트 모드가 선택되었을 때 흡입 공기량의 보정량을 감소해야할 공기 바이패스 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 18 항에 있어서, 상기 내연기관이 상기 내연기관에 연결하는 흡기통로에 설치되고, 또한 액셀 페달의 조작상황에 따라 설정되는 목표 스로틀 밸브개도가 되도록 개폐제어되는 전동식 스로틀 밸브를 구비하며, 상기 흡입 공기량 보정 수단이 상기 압축 행정 분사 모드에 필요한 흡입 공기량을 도입 가능하게 하도록 상기 목표 스로틀 밸브 개도보다도 큰 개도로 설정하여 흡입 공기량을 증량하도록 구성되고, 그리고, 상기 모드 선택 수단에 의해, 상기 제 2 공연비 모드, 혹은 상기 압축 행정분사 모드가 선택되었을 때 운전 상태에 따라서 흡입 공기량을 증량 보정해야할 상기 전동식 스로틀 밸브를 제어하는 동시에, 상기 연료 커트 모드가 선택되었을 때 흡입 공기량의 보정량을 감소해야할 상기 전동식 스로틀 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.
제 18 항에 있어서, 상기 내연기관, 혹은 상기 내연기관이 탑재된 차량의 감속 정도가 클 때, 상기 압축 행정 분사 모드의 목표 공연비를 미리 설정된 공연비보다도 상기 제 2 공연비 모드의 목표 공연비측에 보정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 제어장치.