KR100475939B1

KR100475939B1 - 촉매의 산소흡수량 연산방법, 산소흡수량 제어방법, 및 엔진의 배기정화장치

Info

Publication number: KR100475939B1
Application number: KR10-2001-7012584A
Authority: KR
Inventors: 나카무라다케시; 사토리츠오; 가키자키시게아키; 가쿠야마마사토모; 마츠노오사무
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2005-03-10
Also published as: KR20020002414A; EP1175554A1; JP3690347B2; JP2003521626A; CN1259501C; WO2001057369A2; DE60116631D1; WO2001057369A3; CN1457388A; EP1175554B1; DE60116631T2; US6499290B1

Abstract

컨트롤러(6)는 배기관(2)에 설치된 촉매(3)의 산소흡수량이 일정하게 유지되도록 엔진(1)의 공연비를 제어한다. 이 때, 컨트롤러(6)는 실제 산소흡수특성에 맞는 산소흡수량을 제1 양과 제2 양을 별개로 산소흡수량을 연산하거나 추정하며, 이 제1 양은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정된다. 컨트롤러(6)는 추정된 제1 양에 기초한 공연비를 제어한다.

Description

촉매의 산소흡수량 연산방법, 산소흡수량 제어방법, 및 엔진의 배기정화장치{A METHOD OF ESTIMATING AND CONTROLLING AN OXYGEN STORAGE AMOUNT OF A CATALYST, AND ENGINE EXHAUST PURIFICATION DEVICE}

본 발명은 촉매를 구비한 엔진의 배기정화장치에 관한 것이다.

1997년 일본 특개평 9-228873호에는 삼원촉매에 흡수되는 산소량(이하, "산소흡수량")을 엔진의 흡입공기량과 촉매로 유입하는 배기의 공연비에 기초로 추정 연산하며, 촉매의 산소흡수량이 일정하도록 엔진의 공연비 제어를 수행하는 기술이 개시되어 있다.

삼원촉매의 NOx(이산화질소), CO 및 HC(탄화수소) 전환효율을 최대로 유지하기 위해서는, 촉매 분위기를 이론공연비로 유지하여야 한다. 촉매의 산소흡수량을 일정하게 유지하면, 촉매로 유입하는 배기의 공연비가 일시적으로 희박하여도 배기 중의 산소가 촉매에 흡수되며, 역으로, 촉매로 유입하는 배기의 공연비가 일시적으로 풍부하여도 촉매에 흡수된 산소가 방출되기 때문에, 촉매분위기를 실질적으로 이론공연비로 유지할 수 있다.

이 제어를 실행하는 배기정화장치에 있어서, 촉매의 전환효율은 촉매의 산소흡수량에 의존한다. 따라서, 산소흡수량이 일정하도록 제어되고 촉매의 전환효율을 고수준으로 유지하도록 산소흡수량을 정확하게 연산하여야 한다.

도 1은 배기 공연비가 풍부함에서 희박함으로 변화할 때 촉매 전후의 배기 공연비의 측정 결과를 도시하는 파형도이다.

도 2는 본 발명의 실시예의 배기정화장치의 개략도이다.

도 3은 촉매의 산소방출특성을 도시하는 개략도이다.

도 4는 촉매의 산소흡수량을 연산하기 위한 루틴을 도시하는 순서도이다.

도 5는 촉매로 유입하는 배기의 산소 과부족량을 연산하기 위한 서브루틴을 도시하는 순서도이다.

도 6은 고속성분의 산소방출율을 연산하기 위한 서브루틴을 도시하는 순서도이다.

도 7은 산소흡수량의 고속성분을 연산하기 위한 서브루틴을 도시하는 순서도이다.

도 8은 산소흡수량의 저속성분을 연산하기 위한 서브루틴을 도시하는 순서도이다.

도 9는 리셋조건을 판정하기 위한 루틴을 도시하는 순서도이다.

도 10은 연산된 산소흡수량의 리셋을 실행하기 위한 루틴을 도시하는 순서도이다.

도 11은 산소흡수량에 기초한 목표 공연비를 연산하기 위한 루틴을 도시하는 순서도이다.

도 12는 산소흡수량이 일정 제어될 때 후방 산소센서 출력과 고속성분이 변하는 것을 도시하는 개략도이다.

도 13은 산소흡수량과, 이 산소흡수량에 기초한 연료보정제어의 연산에 의한 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 순서도이다.

도 14는 광역 공연비 센서와 과부족 산소농도의 출력의 관계를 도시하는 특성도이다.

도 15는 과부족 산소농도의 탐색표이다.

도 16은 계수(A2)의 셋팅을 설명하는 순서도이다.

도 17a는 촉매 전후 공연비의 편차를 도시하는 개략도이다.

도 17b 및 도 17c는 배기 공연비가 희박함에서 풍부함으로 변화할 때 산소흡수량을 도시하는 개략도이다.

산소흡수량을 일정하게 유지하며, 촉매의 전환효율을 고수준으로 유지하기 위해서 삼원 촉매를 구비한 엔진의 공연비를 제어하는 배기정화장치의 산소흡수량을 정확하게 연산하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 엔진의 배기관에 설치된 촉매와, 이 촉매로 유입하는 배기의 산소농도를 검출하는 프론트 센서와, 이 배기의 산소농도에 기초로, 급속한 산소흡수율을 갖는 고속성분과 이 고속성분의 흡수율 보다 느린 저속성분으로 나누어 촉매의 산소흡수량을 연산하고, 이 연산된 산소흡수량에 기초로 촉매의 산소흡수량이 소정량이 되도록 엔진의 공연비를 제어하는 마이크로프로세서를 구비하며, 산소 방출시, 고속성분에 대한 저속성분의 비가 소정치 보다 작은 경우 저속성분 보다 고속성분에서 우선하여 산소가 방출되는 촉매를 구비하는 엔진의 배기정화장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 변화되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 추정하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 흡수되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 추정하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 방출되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되는 산소흡수량을 추정하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 변화되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되고, 추정된 제1 양을 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 흡수되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되고, 추정된 제1 양을 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 방출되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되고, 추정된 제1 양을 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 제어하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 엔진의 배기관에 설치된 촉매와, 이 촉매로 유입하는 배기의 산소농도를 검출하는 프론트 센서와, 제1 비율로 변화되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 산소농도와 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되는 동시에, 이 추정된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 엔진의 배기정화장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 엔진의 배기관에 설치된 촉매와, 이 촉매로 유입하는 배기의 산소의 산소과농도를 검출하는 프론트 센서와, 제1 비율로 변화되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 산소의 과산소농도와 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되는 동시에, 이 추정된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 엔진의 배기정화장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 엔진의 배기관에 설치된 촉매와, 이 촉매로 유입하는 배기의 산소의 산소부족농도를 검출하는 프론트 센서와, 제1 비율로 변화되도록 추정하는 촉매에 흡수된 산소의 제1 양을 추정하고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 추정하며, 상기 제1 비율은 산소의 부족산소농도와 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 추정되는 동시에, 이 추정된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 엔진의 배기정화장치를 제공한다.

본 발명의 다른 특징과 장점 뿐만 아니라 상세한 설명은 도시된 첨부 도면과 함께 나머지의 명세서 부분에 개시되어 있다.

종래 기술에 의한 촉매의 산소흡수량을 정확하게 연산하는 것이 어렵다.

왜냐하면, 산소흡수량은 촉매의 귀금속에 의해 고속으로 산소를 흡수 및 방출하고, 촉매의 세륨산화물과 같은 산소흡수물질에 의해 저속으로 산소를 흡수 및 방출하는 두 개의 다른 특성에 실제로 의존하지만, 이들 두 개의 비율 기구를 고려하지 않고 종래 기술에서 산소흡수량이 하나의 파라미터에 의해 추정 및 연산되기 때문이다.

도 1은 촉매로 유입하는 배기의 공연비를 13 정도에서 16 정도로 변화할 때 촉매 전후의 배기 공연비를 측정한 결과를 도시한다.

A 구간에서는, 촉매의 산소를 신속하게 흡수하고, 촉매로 유입하는 배기의 공연비(F-A/F)가 희박하여도, 촉매로 유입하는 모든 산소가 흡수되기 때문에, 촉매 분위기(R-A/F)는 이론공연비이다.

후속 B 구간에서는, 촉매로 유입하는 모든 산소가 촉매에 흡수되지 않기 때문에, 촉매 분위기(R-A/F)는 희박하다. 그러나, 이 간격 B 에서도, 흡수 속도가 천천히 일어나지만 산소가 촉매에 흡수된다.

이를 더 설명하면, 이 방법에서 두 단계에서 흡수가 발생하는 이유는, 백금 또는 로듐과 같은 귀금속 뿐만 아니라, 촉매는 세륨산화물 또는 바륨 및 비금속과 같은 산소흡수물질을 포함하기 때문이다. 귀금속은 산소를 분자 상태로 흡수하는 반면, 세륨산화물 등과 같은 산소흡수물질은 화학 결합에 의해 산소를 화합물의 형태로 흡수한다. 즉, 귀금속과 산소흡수물질에 의해 산소가 흡수되는 방법의 차이에 의해 산소흡수비율의 차가 발생한다. 산소가 방출시, 역반응이 발생한다.

엄격히 말해, 전술한 바와 같이, 귀금속이 산소를 분자 상태로 흡수하는 반면, 세륨산화물 등과 같은 산소흡수물질은 산소를 화합물의 형태로 흡수하지만, 이후 설명에서, 흡수는 저장과 총괄적으로 언급한다.

또, 본 명세서에서 "배기 공연비가 풍부하다." 라 함은, 엔진이 이론공연비로 운전할 때 배기의 산소농도가 배기의 산소농도 보다 낮음을 의미하며, "배기 공연비가 희박하다." 라 함은, 엔진이 이론공연비로 운전할 때 배기의 산소농도가 배기의 산소농도 보다 높음을 의미한다. "배기 공연비가 이론적이다." 라 함은 엔진이 이론공연비로 운전할 때 배기의 산소농도와 배기의 산소농도가 동일함을 의미한다.

도 2를 참조하면, 엔진(1)의 흡기관(7)의 트로틀(8)의 하류에 연료 분사밸브(13)가 설치되어 있다. 연료분사밸브(13)는 연료를 흡기로 분사하여 컨트롤러(6)로부터의 분사 신호에 기초한 운전조건에 따른 소정의 공연비를 달성한다.

크랭크 각 센서(12)로부터의 회전수신호, 기류 미터(air flow meter, 9)로부터의 흡입공기량신호, 수온센서(10)로부터의 냉각수온신호 및 트로틀 개방 센서(14)로부터의 트로틀 개방 신호가 컨트롤러(6)에 입력된다. 이 컨트롤러(6)는 이들 신호에 기초로 운전상태를 판정하면서, 기본공연비가 얻어지는 연료분사량(Tp)을 판정하고, 이 연료분사량(Tp)에 각종 보정을 실행하여 연료분사량(Ti)을 연산하고, 이 연료분사량(Ti)을 분사신호로 전환함으로써 연료 분사를 실행한다.

촉매(3)가 배기관(2)에 설치되어 있다. 촉매 분위기가 이론공연비로 운전시 촉매(3)는 최대 전환효율로 배기 중의 NOx 의 환원과 HC 와 CO 의 산화를 실행한다. 이 때, 촉매(3)에는, 일시적인 배기 공연비의 요동에 의해 발생하는 산소의 과부족을 보정함으로써 촉매 분위기를 이론 공연비로 유지한다.

여기서, 촉매(3)의 산소흡수량은, 촉매의 귀금속(Pt, Rh, Pd)으로 흡수/방출되는 고속성분(양)(HO2)과, 촉매(3)의 산소흡수물질으로 흡수/방출되는 저속성분(양)(LO2)으로 분리될 수 있다. 저속성분(LO2)은 고속성분(HO2)에 비해 많은 양의 산소를 흡수 및 방출할 수 있지만, 그 흡수/방출비율은 고속성분(HO2)에 비해 느린 특성을 갖고 있다.

또, 이 고속성분(HO2)과 저속성분(LO2)은 다음과 같은 특성을 갖고 있다.

- 산소 흡수시에는, 고속성분(HO2)에 우선하여 산소가 흡수되고, 고속성분(HO2)이 최대 용량(H02MAX)에 도달하여 고속성분(HO2)으로 산소를 더 이상 흡수할 수 없는 상태가 되면 저속성분(L02)으로 산소가 흡수되기 시작한다.

- 산소 방출시에는, 고속성분(H02)에 대한 저속성분(LO2)의 비(LO2/HO2)가 소정치 미만의 경우, 즉 고속성분이 비교적 큰 경우에는 고속성분(HO2)에서 우선하여 산소가 방출되고, 고속성분(H02)에 대한 저속성분(LO2)의 비가 소정치 이상의 경우, 즉 고속성분(HO2)에 대한 저속성분(LO2)의 비가 변화하지 않도록 고속성분(HO2) 및 저속성분(LO2)의 양쪽에서 산소가 방출된다.

도 3은 촉매의 산소 흡수/방출 특성을 도시한다. 종축은 고속성분(HO2)(귀금속에 흡수된 산소량)을 도시하고 횡축은 저속성분(LO2)(산소흡수물질에 흡수된 산소량)을 도시한다.

정상 운전 조건 동안, 저속성분(LO2)은 거의 제로이고 고속성분(HO2)이 도 3에서 화살표(A₁)로 표시된 촉매로 유입하는 배기의 공연비에 따라 변화한다. 고속성분(HO2)은, 예컨대, 최대용량의 절반으로 제어된다.

그러나, 엔진 연료 차단이 실행될 때 또는 엔진이 예열 상태(고온 재시동)에서 재시동될 때, 고속성분(HO2)이 최대용량에 도달하고 도 3에서 화살표(A₂)로 도시한 바와 같이 산소가 저속성분(LO2)으로 흡수된다. 이 경우, 산소흡수량은 포인트(X₁)에서 포인트(X₂)로 변화한다.

산소가 포인트(X₂)에서 방출될 때, 고속성분(HO2)에서 산소가 우선적으로 방출된다. 고속성분(HO2)에 대한 저속성분(LO2)의 비가 도 3에서 포인트(X₃)의 소정치에 도달할 때, 고속성분(HO2)과 저속성분(LO2) 모두에서 산소가 방출되어 고속성분(HO2)에 대한 저속성분(LO2)의 비가 변화하지 않는다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이 직선(L)으로 이동하면서 산소가 방출된다. 여기서, 직선(L)에, 저속성분(LO2)에 대한 고속성분(HO2)의 일정 비가 5 에서 15 의 범위이지만, 바람직하게는 고속성분(1)에 대해 대략 10 이다.

도 2를 되돌아가면, 촉매(3)의 상류에 설치된 광역 프론트 A/F 센서(4)가 촉매(3)로 유입하는 배기의 공연비에 따라 전압을 출력한다. 촉매(3)의 하류에 설치된 후방 산소센서(5)는 촉매(3) 하류 배기 공연비가 시작치로서 이론공연비에 대해 풍부하거나 희박한지 여부를 검출한다. 즉, 여기서는 촉매(3)의 하류에 저렴한 산소센서를 설치하지만, 계속적으로 공연비를 검출할 수 있는 A/F 센서를 산소센서 대신에 설치하여도 좋다.

또, 엔진(1)에는 냉각수의 온도를 검출하는 냉각수온센서(10)가 장착되어 있고, 검출된 냉각수온은 엔진(1)의 운전상태를 판정하는데 이용되고, 촉매(3)의 촉매온도를 추정하는데 이용될 수 있다.

컨트롤러(6)는 RAM, ROM, I/O 인터페이스 등으로 구성된 마이크로프로세서이며, 기류미터(9), 프론트 A/F 센서(4) 및 냉각수온센서(10)의 출력에 기초해, 촉매(3)의 산소흡수량(고속성분(H02) 및 저속성분(LO2))을 연산한다.

컨트롤러(6)는, 연산한 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 소정량(예컨대, 고속성분의 최대용량(HO2MAX)의 절반) 보다도 클 때에는 엔진(1)의 공연비를 풍부하게 변속시켜 촉매(3)로 유입하는 배기의 공연비를 풍부하게 하여 고속성분(HO2)을 감소시킨다. 역으로, 고속성분(HO2)이 소정량 보다 작을 때, 컨트롤러(6)는 엔진(1)의 공연비를 희박하게 하여, 고속성분(HO2)을 증대시킨다.

게다가, 연산오차에 의해 연산되는 산소흡수량과 실제의 산소흡수량과의 사이에 차이가 발생하지만, 이 경우 컨트롤러(6)는 촉매(3) 하류의 배기 공연비에 기초해 소정의 타이밍으로 산소흡수량의 연산치의 리셋팅을 행하고, 실제의 산소흡수량과의 차이를 보정한다.

구체적으로는, 후방 산소센서(5)의 출력에 기초해 촉매(3) 하류 공연비가 희박하다고 판정한 경우에는, 적어도 고속성분(HO2)은 최대로 되어 있다고 판정하고, 이 경우 고속성분(HO2)을 최대 용량으로 리셋팅한다. 또, 후방 산소센서(5)에 의해 촉매(3)의 하류 공연비가 풍부하다고 판정한 경우에는, 고속성분(HO2) 뿐만 아니라 저속성분(LO2)에서 산소방출도 행해지기 되기 때문에, 저속성분(HO2) 및 고속성분(LO2)을 최소용량으로 리셋팅한다.

이하, 컨트롤러(6)가 행하는 제어에 관해서 상세히 설명한다.

여기서는 우선, 산소흡수량의 추정과 연산에 관해서 설명하고, 그 후에, 산소흡수량의 리셋팅, 산소흡수량에 기초한 엔진(1)의 공연비 제어에 관해서 설명한다.

도 4는 촉매(3)의 산소흡수량을 연산 및 추정하기 위한 메인 루틴의 내용을 도시하고, 컨트롤러(6)에서 소정 간격으로 실행된다.

이에 의하면, 우선, 스텝(S1)에서 엔진(1)의 각종 운전 파라미터로서, 대표적으로 냉각수온센서(10), 크랭크 각 센서(12), 기류미터(9)의 출력이 판독되어, 스텝(S2)에서 촉매(3)의 온도(TCAT)가 이에 기초로 추정된다. 그리고, 추정된 촉매온도(TCAT)와 촉매활성온도(TCATo), 예컨대 300℃를 비교하는 것에 의해 촉매(3)가 활성화되는지 여부가 판정된다(스텝 S3).

그 결과, 촉매활성온도(TCATo)에 도달하였다고 판정된 경우에는 촉매(3)의 산소흡수량의 연산을 행하는 스텝(S4) 이하로 진행한다. 촉매활성온도(TCATo)에 도달하지 않았다고 판정된 경우에는, 촉매(3)는 산소의 흡수/방출작용을 행하지 않고 처리를 종료한다.

스텝(S4)에는, 산소과부족량(O2IN)을 연산하기 위한 서브루틴(도 5)이 실행되어, 촉매(3)에 유입하는 배기 중의 산소과부족량이 연산되고, 스텝(S5)에는, 산소흡수량의 고속성분의 산소방출율(A)을 연산하기 위한 서브루틴(도 6)이 실행되어, 고속성분의 산소방출율(A)이 연산된다.

또한, 스텝(S6)에는 산소흡수량의 고속성분(H02)을 연산하기 위한 서브루틴(도 7)이 실행되어, 이 스텝에서 산소과부족량(O2IN)과 고속성분의 산소방출율(A)에 기초한 고속성분(HO2) 및 고속성분(HO2)에서 흡수되지 않고 저속성분(LO2)으로 넘치는 오버플로워 산소량(OVERFLOW)이 연산된다.

스텝(S7)에는, 스텝(S6)에서 연산된 오버플로워 산소량(OVERFLOW)에 기초해 촉매(3)로 유입하는 배기중의 산소과부족량(O2IN)이 전부 고속성분(HO2)에서 흡수되는지 여부를 판단한다. 그리고, 산소과부족량(O2IN)이 고속성분에서 완전히 흡수된 경우(즉, OVERFLOW=0)에는 처리를 종료하지만, 그렇지 않은 경우에는 스텝(S8)으로 진행해 저속성분(L02)을 연산하기 위한 서브루틴(도 8)이 실행되어, 고속성분(HO2)에서 넘친 오버플로워 산소량(OVERFLOW)에 기초한 저속성분(LO2)이 연산된다.

또, 여기서는 촉매온도(TCAT)를 엔진(1)의 냉각수온, 엔진부하, 엔진회전수에서 추정하도록 하고 있지만, 선택적으로 도 2에 도시한 바와 같이 촉매(3)에 온도센서(11)를 부착하고, 촉매(3)의 온도를 직접 측정하여도 좋다.

또, 스텝(S3)에서 촉매온도(TCAT)가 활성온도(TCATo) 보다도 낮을 때, 도 4에서 산소흡수량을 연산하지 않도록 하고 있지만, 선택적으로 스텝(S3)을 없애고, 촉매온도(TCAT)의 영향을 고속성분의 산소방출율(A) 또는 저속성분의 산소흡수방출율(B)에 이후에 기술하는 바와 같이 반영하여도 좋다.

다음에, 스텝(S4) 내지 스텝(S6) 및 스텝(S8)에서 실행되는 서브루틴을 설명한다.

도 5는, 촉매(3)에 유입하는 배기의 산소과부족량(O2IN)을 연산하기 위한 서브루틴의 내용을 도시한다. 이 서브루틴에는 촉매(3) 상류의 공연비와 엔진(1)의 흡입공기량에 기초한 촉매(3)에 유입하는 배기의 산소과부족량(O2IN)이 연산된다.

먼저, 스텝(S11)에서, 프론트 A/F 센서(4) 출력과 기류미터(9)의 출력이 판독된다.

다음에, 스텝(S12)에서, 프론트 A/F 센서(4) 출력을 소정의 전환 테이블을 이용하여 공연비로 전환하고, 촉매(3)로 유입하는 배기의 과부족 산소농도(FO2)를 연산한다. 여기서 과부족 산소농도(FO2)는 이론공연비시의 산소농도를 기준한 상대적인 농도로, 배기공연비가 이론공연비에서 제로, 이론공연비 보다 풍부하면 음(negative), 이론공연비 보다 희박하면 양(positive)이 된다.

스텝(S13)에서, 기류미터(9) 출력을 소정의 전환 테이블을 이용하여 흡입공기량(Q x t)으로 전환하고, 단 Q=흡기율로 나타내는 배기유속, t=경과시간이다. 스텝(S14)에서는 스텝(S13)에서 연산한 흡입공기량(Q x t)으로 스텝(S12)에서 연산한 과부족 산소농도(FO2)를 곱해 촉매(3)로 유입하는 배기의 과부족 산소량(O2IN)을 연산한다.

과부족산소농도(FO2)가 상기 특성을 갖기 때문에, 과부족 산소량(O2IN)은, 촉매(3)로 유입하는 배기가 이론공연비일 때 제로, 풍부할 때 음이고, 희박할 때 양이다.

도 6은, 산소흡수량의 고속성분의 산소방출율(A)을 연산하기 위한 서브루틴의 내용을 도시한다. 이 서브루틴에는 고속성분(H02)의 산소방출율(A)이 저속성분(L02)의 영향을 받기 때문에, 저속성분(L02)에 맞게 고속성분의 산소방출율(A)이 연산된다.

먼저, 스텝(S21)에서 고속성분에 대한 저속성분의 비(L02/H02)가 소정의 시작치(AR), 예컨대 AR=10 보다 큰지 여부가 판정된다. 판정 결과, 비(L02/H02)가 소정의 시작치(AR) 보다 작다고 판정된 경우, 즉, 고속성분(H02)이 저속성분(L02)에 비해 비교적 큰 경우에는 스텝(S22)으로 진행하고, 고속성분(H02)에서 산소가 우선하여 방출되어 고속성분의 산소방출율(A)이 1.0 으로 셋팅된다.

이에 대해, 비(L02/H02)가 소정의 시작치(AR) 보다 크다고 판정된 경우에는, 고속성분(H02)에 대한 저속성분(L02)의 비가 변화하지 않도록 고속성분(H02) 및 저속성분(L02)에서 산소가 방출되기 때문에, 스텝(S23)으로 진행해 고속성분의 산소방출율(A)로 비(L02/H02)가 변화하지 않는 값으로 연산된다.

또, 도 7은 산소흡수량의 고속성분(HO2)를 연산하기 위한 서브루틴을 도시한다. 이 서브루틴에서, 촉매(3)로 유입하는 배기의 산소과부족량(O2IN)과 고속성분의 산소방출율(A)에 기초한 고속성분(HO2)의 연산이 행해진다.

먼저, 스텝(S31)에는 산소과부족량(O2IN)의 값을 기초로 고속성분(HO2)이 산소를 흡수하거나, 또는 산소를 방출하는지 여부를 판정한다.

그 결과, 촉매(3)로 유입하는 배기의 공연비가 희박하고 산소 과부족량(O2IN)이 제로 보다 큰 경우, 고속성분(HO2)이 산소를 흡수한다고 판정하여 스텝(S32)으로 진행하며, 다음 식(1)으로부터 고속성분(HO2)이 연산 및 추정된다.

HO2 = HO2z + O2IN (1)

여기서, O2IN = FO2 x Q x t, HO2z = 바로 이전의 고속성분(HO2)의 값이다. 이 경우, 고속성분(HO2)은 산소과부족량(O2IN)에 의해 증가한다.

한편, 산소과부족량(O2IN)이 제로 이하일 때, 고속성분이 방출되고, 루틴은 스텝(S33)으로 진행하며, 고속성분(HO2)이 다음 식(2)으로 연산된다.

HO2 = HO2z + O2IN x A (2)

A = 고속성분(HO2)의 산소방출율이다.

스텝(S34), 스텝(S35)에서, 고속성분의 최대용량(HO2MAX)이 연산된 고속성분(HO2)을 초과하는지 여부를 판정하거나, 또는 최소용량(HO2MIN)이 0 이하 인지 여부를 판정한다.

고속성분(HO2)이 최대용량(HO2MAX) 보다 큰 경우, 루틴은 스텝(S36)으로 진행하며, 고속성분(HO2)에 흡수되지 않고 촉매로 유입하는 오버플로워 산소량(초과량)(OVERFLOW)이 다음 식(3)으로 연산된다.

OVERFLOW = HO2 - HO2MAX (3)

이 경우 고속성분(HO2)이 최대용량(HO2MAX)으로 제한된다.

고속성분(HO2)이 최소용량(HO2MIN) 보다 작은 경우, 루틴은 스텝(S37)으로 진행하고, 고속성분(H02)에 흡수되지 않고 넘치는 오버플로워 산소량(부족량) (OVERFLOW)이 다음 식(4)으로 연산된다.

OVERFLOW = HO2 - HO2MIN (4)

이 경우 고속성분(HO2)이 최소용량(HO2MIN)으로 제한된다. 또, 여기서 최소용량(HO2MIN)으로 제로가 주어지므로, 고속성분(HO2)을 전부 방출한 상태에서 부족한 산소량이 음(-)의 오버플로워 산소량으로 연산된다.

또, 고속성분(HO2)이 최대용량(HO2MAX)과 최소용량(HO2MIN) 사이에 있을 때에는, 촉매(3)로 유입하는 배기의 산소과부족량(O2IN)은 전부 고속성분(H02)에 흡수되기 때문에, 오버플로워 산소량(OVERFLOW)이 제로로 설정된다.

여기서, 고속성분(HO2)이 최대용량(HO2MAX) 이상 혹은 최소용량(HO2MIN) 이하로 되어 고속성분(H02)에서 넘친 오버플로워 산소량(OVERFLOW)이 저속성분(LO2)으로 흡수된다.

도 8은 산소흡수량의 저속성분(LO2)을 연산하기 위한 서브루틴을 도시한다. 이 서브루틴에서, 고속성분(HO2)에서 넘친 오버플로워 산소량(OVERFLOW)에 기초한 저속성분(LO2)이 연산된다.

이 서브루틴에 의하면, 스텝(S41)에서는 저속성분(L02)이 다음 식(5)으로 연산된다.

LO2 = LO2z + OVERFLOW x B (5)

단, LO2z = 저속성분(LO2)의 바로 이전치, B = 저속성분의 산소 흡수/방출율이다.

여기서, 저속성분의 산소흡수/방출율(B)은 1 이하의 양의 값으로 설정되어 있지만, 실제로는 흡수와 방출이 다른 특성을 갖는다. 또, 실제의 흡수/방출율은 촉매온도(TCAT), 저속성분(LO2) 등의 영향을 받기 때문에, 흡수율과 방출율을 각각 분리하여 가변되게 설정하여도 좋다. 이 경우, 오버플로워 산소량(OVERFLOW)이 양일 때, 산소가 과도하고, 이 때의 산소흡수율은, 예컨대 촉매온도(TCAT)가 높은 만큼, 또 저속성분(LO2)이 작은 만큼 큰 값으로 설정된다. 또, 오버플로워 산소량(OVERFLOW)이 음일 때, 산소가 부족하고, 이때의 산소방출율은, 예컨대 촉매온도(TCAT)가 높은 만큼, 또 저속성분(LO2)이 큰 만큼 큰 값으로 설정된다.

스텝(S42)(S43)에서, 고속성분(HO2)의 연산시와 동일하게, 연산된 저속성분(LO2)이 그 최대용량(LO2MAX)을 초과하지 않거나, 또는 최소용량(LO02MIN)이, 예컨대 제로 이하가 되는지 여부를 판정한다.

그 결과, 최대용량(LO2MAX)을 초과한 경우에는 스텝(S44)으로 진행하고, 저속성분(LO2)에서 넘친 산소과부족량(O2OUT)이 다음 식(6)으로 연산된다.

LO2OUT = LO2 - LO2MAX (6)

저속용량(LO2)이 최대용량(LO2MAX)으로 제한된다. 산소과부족량(O2OUT)은 그대로 촉매(3)의 하류로 유출한다.

한편, 저속용량(LO2)이 최소용량(LO2MIN) 이하로 된 경우에는 스텝(S45)으로 진행하고, 저속성분(L02)이 최소용량(LO2MIN)으로 제한된다.

다음에, 컨트롤러(6)가 행하는 산소흡수량의 연산치의 리셋팅에 관해서 설명한다. 소정의 조건하에서 산소흡수량의 연산치 또는 추정치를 리셋팅하는 것에 의해, 여기까지 축적된 연산 오차가 해소되어, 산소흡수량의 연산 정밀도가 개선될 수 있다.

도 9는 리셋팅 조건을 판정하기 위한 루틴을 상세히 도시한다. 이 루틴은, 촉매(3) 하류에 판정된 배기 공연비에서 산소흡수량(고속성분(H02) 및 저속성분(LO2))의 리셋팅 조건이 성립하는지 여부를 판정하고, 플래그(Frich) 및 플래그(Flean)의 세트를 행하는 것이다.

먼저, 스텝(S51)에서, 촉매(3) 하류의 배기 공연비를 검출하는 후방 산소센서(5)의 출력이 판독된다. 그리고, 스텝(S52)에서, 후방 산소센서 출력(RO2)이 희박한 판정 시작치(LDT)와 비교되고, 스텝(S53)에서, 후방 산소센서 출력(RO2)이 풍부한 판정 시작치(RDT)와 비교된다.

이들 비교 결과, 후방 산소센서 출력(RO2)이 희박한 판정 시작치(LDT) 보다 작은 경우에는 스텝(S54)으로 진행해 플래그(Flean)에 산소흡수량의 희박 리셋팅 조건이 성립한 것을 지시한 "1" 이 셋팅된다. 한편, 후방 산소센서 출력(RO2)이 풍부한 판정 시작치를 상회한 경우에는 스텝(S55)으로 진행해 플래그(Frich)에 산소흡수량의 리셋팅 조건이 성립한 것을 지시한 "1" 이 셋팅된다.

후방 산소센서 출력(RO2)이 희박한 판정 시작치(LDT)와 풍부한 판정 시작치(RDT)의 사이에 있을 때에는 스텝(S56)으로 진행해, 플래그(Flean) 및 플래그(Frich)에 희박 리셋팅 조건, 풍부한리셋팅 조건이 불성립한 것을 지시한 "0" 이 셋팅된다.

도 10은 산소흡수량의 리셋팅를 행하기 위한 루틴을 도시한다.

도 10에 따르면, 스텝(S61)(S62)에서, 플래그(Flean) 및 플래그(Frich)의 값의 변화에 기초해 희박 리셋팅 조건 혹은 풍부한리셋팅 조건이 성립하는지 여부를 판단한다.

그리고, 플래그(Flean)가 "0" 에서 "1" 으로 변화해, 희박 리셋팅 조건이 성립하였다고 판정된 경우에는 스텝(S63)으로 진행해, 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 최대용량(H02MAX)으로 리셋팅된다. 이 때, 저속성분(LO2)의 리셋팅는 실행되지 않는다. 한편, 플래그(Frich)가 "0" 에서 "1" 로 변화해, 풍부한 리셋팅 조건이 성립하였다고 판정된 경우에는 스텝(S64)로 진행해, 산소흡수량의 고속성분(HO2) 및 저속성분(LO2)이 각각 최소용량(HO2MIN)(LO2MIN)으로 리셋팅된다.

이와 같은 조건에서 리셋팅를 실행하는 이유는, 저속성분(LO2)의 산소흡수속도가 느리기 때문에, 고속성분(HO2)이 최대용량에 도달하면 저속성분(LO2)이 최대용량에 도달하지 않아도 산소가 촉매 하류에 넘치기 때문에, 촉매 하류 배기 공연비가 희박하게 된 시점에는 적어도 고속성분(HO2)은 최대용량에 도달한다고 가정한다.

또, 촉매 하류 배기 공연비가 풍부하게 된 시점에는, 저속성분(LO2)에서도 산소가 방출되지 않는다. 따라서, 이 경우 고속성분(HO2)과 저속성분(LO2) 모두 산소를 거의 방출하지 않고 최소용량으로 된다고 가정한다.

다음에, 컨트롤러(6)에 의해 실행된 공연비 제어(산소흡수량 일정 제어)에 관해서 설명한다.

도 11은 추정 또는 연산된 산소흡수량에 기초한 목표 공연비를 연산하는 루틴의 내용을 도시한다.

이에 의하면, 스텝(S71)에서, 현재 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 판독된다. 스텝(S72)에서, 현재의 고속성분(HO2)과 이 고속성분의 목표치(TGH02)의 편차(DH02(=촉매(3)가 필요한 산소과부족량)가 연산된다. 고속성분의 목표치(TGH02)는, 예컨대 고속성분의 최대용량(HO2MAX)의 절반으로 셋팅된다.

스텝(S73)에서, 연산된 편차(DH02)가 공연비 등가치로 전환되며, 엔진(1)의 목표 공연비(T-A/F)가 셋팅된다.

따라서, 이 루틴에 따르면, 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 목표량 이하일 때, 엔진(1)의 목표 공연비가 희박하게 설정되며, 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 증가된다. 한편, 고속성분(HO2)이 목표량을 초과할 때, 엔진(1)의 목표 공연비가 풍부하게 셋팅되며, 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 감소된다. 이와 같이 고속성분은 목표 공연비를 제어함으로써 제어된다.

다음에, 상기 제어에 의해 실행된 전체 작용에 관해서 설명한다.

본 발명에 따른 배기정화장치에 있어서, 엔진(1)이 시동될 때 촉매(3)의 산소흡수량의 연산을 시작한다. 촉매의 최대 전환 효율을 유지하기 위해서 촉매(3)의 산소흡수량이 일정하도록 엔진(1)의 공연비 제어가 행해진다.

촉매(3)의 산소흡수량은 촉매(3)로 유입하는 배기의 측정된 공연비와 흡입공기량을 기초로 추정되지만, 산소흡수량의 연산은 이들 성분의 실제의 특성에 맞게 고속성분(HO2)과 저속성분(LO2)으로 분할 연산된다.

고속성분과 저속성분의 특성의 특정 모델에 따라 연산이 실행된다. 구체적으로, 산소 흡수시, 고속성분(HO2)이 우선적으로 흡수되고, 산소가 고속성분(HO2)으로 더 이상 흡수되지 않을 때에만 저속성분(LO2)이 흡수되기 시작한다는 가정하에서 연산이 실행된다. 또한, 산소 방출시, 저속성분(LO2)과 고속성분(HO2)의 비(LO2/HO2)가 소정의 시작치(AR) 보다 작은 경우 고속성분(HO2)에서 산소가 우선적으로 방출된다는 가정하에서 연산이 실행된다. 비(LO2/HO2)가 사전 설정치(AR)에 도달할 때, 이 비(LO2/HO2)가 일정하게 유지하도록 저속성분(LO2)과 고속성분(HO2) 모두에서 산소가 방출된다고 가정한다.

연산된 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 목표치 보다 클 때에는, 컨트롤러(6)는 엔진(1)의 공연비를 풍부하도록 제어함으로써 고속성분을 감소시키고, 목표치 보다 작을 때에는 공연비를 희박하도록 제어함으로써 고속성분(HO2)을 증대시킨다.

그 결과, 산소흡수량의 고속성분(HO2)은 목표치로 유지되도록 제어된다. 이처럼, 촉매(3)로 유입하는 배기의 공연비가 이론공연비에서 벗어나도, 응답성이 높은 고속성분(HO2)에서 바로 산소가 흡수 혹은 방출되어 진다. 이와 같이, 촉매 분위기가 이론공연비로 보정되어, 촉매(3)의 전환 효율이 최대로 유지된다.

게다가, 연산오차가 누적되면 연산된 산소흡수량이 실제의 산소흡수량과 벗어나지만, 촉매(3) 하류 배기가 풍부한 혹은 희박하게 된 타이밍에서 산소흡수량(고속성분(HO2) 및 저속성분(LO2))의 리셋팅이 실행되어, 연산치 또는 추정치와 실제의 산소흡수량과의 차이가 보정된다.

도 12는 상기 산소흡수량 일정 제어를 실행할 때의 고속성분(HO2)의 변화 상태를 도시한 것이다.

이 경우, 시각(t₁)에서, 후방 산소센서(5)의 출력이 희박한 판정 시작치 보다 작게 되어 희박한 리셋팅 조건이 성립하기 때문에, 고속성분(HO2)이 최대용량(HO2MAX)으로 리셋팅된다. 단, 이 때 저속성분(LO2)은 최대로 되어 있을 필요가 없기 때문에 저속성분(LO2)의 리셋팅는 실행되지 않는다. 저속성분(LO2)은 도 12에 도시하지 않는다.

시각(t₂, t₃)에서, 후방 산소센서(5)의 출력이 풍부한 판정 시작치 보다 크게 되어 풍부한 리셋팅 조건이 성립하기 때문에, 산소흡수량의 고속성분(HO2)이 최소용량(즉, =0)으로 리셋팅된다. 이 때 또한 저속성분(LO2)도 최소용량으로 리셋팅된다.

이와 같이, 촉매(3) 하류의 배기 공연비가 풍부한 혹은 희박하게 된 타이밍에서 산소흡수량의 연산치 또는 추정치의 리셋팅이 실행된다. 실제 산소흡수량과 차이가 보정되기 때문에, 촉매의 산소흡수량의 연산 정확도가 추가로 개선되고, 산소흡수량을 유지하기 위한 공연비 제어의 정확도가 증대되며, 촉매의 전환 효율이 고수준으로 유지된다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 엔진의 배기정화장치의 구조는 도 2에 도시한 구조와 동일하지만, 컨트롤러(6)에 의해 실행된 처리 방법이 상이하다. 구체적으로는, 산소흡수량의 연산 또는 추정에 관한 차이가 있다. 본 제2 실시예에 있어서 촉매(3)에서의 산소흡수율은 산소흡수량의 저속성분에 대한 고속성분의 비에 따라 결정된다. 구체적으로는, 이전 실시예에서, 고속성분의 흡수율은 고정치이지만, 제2 실시예에서, 고속성분의 흡수율은 저속성분에 대한 고속성분의 비에 따라 판정된다.

컨트롤러(6)에 의해 실행된 제어를 도 13의 순서도를 참조로 설명한다.

또, 촉매(3)의 상류 프론트 A/F 센서(4)로부터의 신호에 기초한 람다제어조건(소정의 공연비 제어조건)을 유지할 때 컨트롤러(6)는, 람다(lambda) 제어를 실행한다. 여기서, 람다 제어라 함은, 촉매(3) 상류의 배기 공연비의 평균치가 이론공연비로 되도록, 공연비 피드백 보정계수(α)를 연산하고, 이 보정계수(α)로 기본분사량(Tp)을 보정하는 제어를 의미한다.

단, 촉매(3)의 상류 센서(4)는 A/F 센서이므로, 비례분과 정수분이 다음 식으로 계산될 수 있다.

비례분 = 비례 게인 x Δ(A/F), 및

적분분 = 적분 게인 x ΣΔ(A/F),

단, Δ(A/F) = 공연비 편차(= 실제배기공연비 - 이론공연비) 및 이들 합을 α(= 비례분 + 적분분) 로 하는 일반 비례 적분 제어를 실행한다.

람다 제어에 관계 없이 일정 간격(예컨대, 10 ms)으로 도 13에 도시한 처리가 실행된다.

우선, 스텝(S101)에서, 냉각수온과 같은 조건에 의해 촉매(3)가 활성화되는지 여부를 판정한다. 촉매(3)가 활성화되지 않으면, 촉매(3)의 산소흡수능력이 효과가 없기 때문에, 그대로 처리를 종료한다.

촉매(3)가 활성화 되면, 루틴은 스텝(S102)으로 진행하며, 배기의 과부족산소농도(FO2)가 프론트 A/F 센서(4)의 출력에 기초로, 도 15에 도시한 순람표에서 검색하여 이를 판독한다.

여기서, 배기의 과부족 산소농도(FO2)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 공연비가 이론적일 때 산소농도에 대한 상대 산소농도이다. 이처럼 공연비가 이론적일 때 과부족산소농도(FO2)는 제로이다. 배기 공연비가 희박할 때, 산소농도가 이론 공연비에서 산소농도 보다 높으므로, FO2 는 양이다. 역으로, 배기 공연비가 풍부할 때, 산소농도는 이론공연비에서 산소농도보다 낮으므로, FO2는 음이다.

그런데, 프론트 A/F 센서가 측정할 수 있는 범위가 도 14에 도시한 바와 같이 제한되어 있다. 따라서, 연료 차단 동안, 연료비가 희박하므로 측정범위 외부에 놓인다. 이처럼, 연료 차단 동안 공연비, 즉 연료 차단 동안 과부족산소농도가 프론트 A/F 센서 출력에 기초로 연산될 수 없다.

그러나, 기체 연료 혼합물이 연소될 때 필요한 공연비가 소정 범위에 놓이고, 필요한 공연비 범위에 놓이는 A/F 센서가 사용되면, 측정 범위 외부에 희박한 공연비가 연료 차단 동안 발생한다. 따라서, 필요한 공연비를 포함하도록 A/F 센서를 구비하면, 공연비가 희박하므로 측정 범위 외부에 놓이고, 분위기(=20.9%)에 대응하는 값이 도 14에 도시한 바와 같이 과부족 산소농도(FO2)로 사용된다. 이와 같이 연료 차단 동안 과부족 산소농도가 연산될 수 있다.

도 13으로 되돌아가면, 스텝(S103)에서, 촉매 하류 후방 산소센서(5)의 출력(RO2)이 풍부한 판정 시작치(RDT)와 비교된다. 후방 산소센서 출력(RO2)이 풍부한 판정 시작치(RDT) 보다 크다고 판정된 경우, 다시 말해, 배기 공연비가 풍부할 때, 촉매(3)의 산소흡수량이 제로라고 가정한다. 이 경우에서 촉매(3)가 이론공연비에서 촉매 하류 공연비를 더 이상 유지하지 않으므로, 루틴은 스텝(S104)으로 진행한다. 스텝(S104)에서, 고속성분(HO2) 및 저속성분(LO2) 모두 제로로 리셋팅된다.

한편, 후방 산소센서 출력(RO2)이 풍부한 판정 시작치(RDT) 보다 크지 않은 경우, 루틴은 스텝(S105)으로 진행하며, 후방 산소센서 출력(RO2)이 희박한 판정 시작치(LDT) 보다 작은지 여부를 판정한다. 즉, 배기 공연비가 희박한지 여부를 판정한다. 희박하지 않으면, 즉 촉매(3)의 하류 배기 공연비가 이론 공연비와 동일한 경우, 촉매(3)의 상류 배기 공연비의 파동에 의한 산소가 촉매(3)에 의해 흡수된다고 가정하고, 루틴은 스텝(S106, S107)으로 진행한다.

여기서, 람다 제어를 실행하는지 여부에 관계없이 루틴은 스텝(S106, S107)으로 진행하지만, 두 경우에서, 촉매(3) 하류의 배기 공연비는 이론공연비이다.

스텝(S106)에서, 고속성분(HO2)은 다음 식(7)으로 연산된다.

HO2 = HO2z + A2 x FO2 x Q x t (7)

여기서, HO2z = 바로 이전의 고속성분의 연산치,

A2 = 고속성분의 산소흡수율 또는 방출율을 지시하는 계수,

FO2 = 과부족 산소농도

Q = 배기 가스 유속(흡기 유속으로 나타냄), 및

t = 주기 시간(10 ms).

식 (7)의 우변 제2항에서 FO2 x Q x t 는 단위 주기 시간에서 과부족 산소량이다(즉, O2IN). 단위 주기 시간에서 고속성분으로 흡수 또는 방출된 산소량은 산소흡수율 또는 방출율을 지시하는 계수(A2)를 곱해 연산된다. 산소흡수량의 고속성분은 이를 고속성분의 바로 이전 값(HO2z)에 더함으로써 연산된다.

식 (7)의 우변 제2항은, 단위 주기 시간에서 과부족 산소량(FO2 x Q x t)을 포함한다. 산소의 과부족량은 이론공연비로 산소량에 집중된다. 즉, 산소가 과도할 때, 식 (7)의 우변 제2항은 고속성분으로 단위 시간 주기에 흡수된 산소량을 의미하며, 산소가 부족할 때, 식 (7)의 우변 제2항은 고속성분으로 단위 시간 주기에 방출된 산소량을 의미한다. 이 두 번째 항에서 계수(A2)는 산소가 과도할 때 산소 흡수비를 결정하고, 또는 산소가 부족할 때 산소 방출비를 결정한다.

스텝(S107)에서, 산소흡수량의 저속성분(LO2)은 산소 흡수의 반응비율에 기초로 연산된다.

여기서, 산소흡수물질의 산소흡수반응이 R + O₂ -> RO₂이다.

여기서, R = 화학결합에 의해 산소를 흡수하는 물질(예컨대, 세륨산화물), 반응비율(ｋ)은 ｋ=[R] x [O₂ ]/[RO₂]

여기서, [R] = 물질 R 의 양

[O₂ ] = 과도 산소농도, 및

[RO₂] = 산소흡수량의 저속성분.

산소흡수반응비율은 과도 산소농도([O₂ ])에 비례한다. 비율은 또한 산소를 흡수하는 물질의 양([R]), 즉 저속성분의 최대용량(LO2MAX)과, 산소흡수량의 저속성분(LO2z) 사이의 차에 비례한다. 현재의 산소흡수량의 저속성분([RO₂])에 반비례한다. 따라서, 반응비율(ｋ)은 다음 식(8)으로 나타낼 수 있다.

ｋ = ｄｘ FO2 ｘ (LO2MAX - LO2z)/LO2z (8)

단, ｄ = 반응비율계수이다.

이 반응비율(ｋ)(ｋ≤1)를 이용하여, 산소흡수량의 저속성분(LO2)은 다음 식 (9)로 연산된다.

LO2 = LO2z + ｃ x ｋｘ (FO2 ｘ Q ｘ t - A2 ｘ FO2 ｘ Q ｘ t) (9)

여기서, LO2z = 바로 이전에 연산된 저속성분의 값, ｃ = 상수, Q = 배기유속(흡기유속으로 표시됨), t = 주기 시간(10 ms).

상기 식에서 반응계수(k)는 간단히 상수치가 될 수 있다.

여기서, 식(9)의 우측 두 번째항의 FO2 ｘ Q ｘ t - A2 ｘ FO2 ｘ Q ｘ t 는, 저속성분으로 넘치는 단위 주기 시간에서의 과부족 산소량이다. 이처럼, 식 (9)에서 FO2 ｘ Q ｘ t - A2 ｘ FO2 ｘ Q ｘ t 항은 식 (7)의 우측 두 번째항의 FO2 ｘ Q ｘ t 와 유사하다. 이에 산소흡수 또는 산소방출의 비를 판정하는 상수(c x k)를 곱함으로써, 단위 주기 시간에서 산소흡수물질에 의해 흡수되거나 산소흡수물질에서 방출된 산소량이 연산된다. 두 번째 항에 바로 이전 값(LO2z)을 더함으로써, 산소흡수량의 저속성분이 얻어진다.

A2 ｘ FO2 ｘ Q ｘ t 는 단위 주기 시간에서 고속성분에서 방출된 산소량이다. FO2 ｘ Q ｘ t 는 단위 주기 시간에서 과부족 산소량이다. 식 (9)에서 A2ｘFO2ｘQｘt 와 FO2ｘQｘt 사이의 차를 기초로 단위 주기 시간에서 저속성분으로 산소량이 흡수/방출이 연산되는 이유는, 귀금속과 산소흡수물질에 의해 산소 흡수가 독립적으로 발생하지만, 귀금속에 의한 산소흡수가 산소흡수물질에 의한 산소 흡수에 비해 선행하여 발생하기 때문이다.

스텝(S105)에서 촉매의 배기 하류가 희박할 경우, 스텝(S106)(S107)을 건너 뛰고, 루틴은 스텝(S108)으로 진행한다.

스텝(S108)에서, 람다 제어가 실행되는지 여부를 판정한다. 알려진 바와 같이, 촉매 상류의 프론트 A/F 센서(4)가 활성화될 때 람다 제어를 시작한다. 또, 연료 차단 동안 또는 엔진이 고부하일 때 람다 제어가 정지된다.

람다 제어가 실행되면, 루틴은 스텝(S109)과 후속 스텝의 PID 제어로 진행하며, 람다 제어가 실행되지 않을 때, 스텝(S109)과 후속 스텝은 실행되지 않는다. 일단 촉매가 활성화되면 고속성분(HO2)의 연산은 항상 실행된다. 그러나, 목표치와 일치하기 위해 고속성분(HO2)을 제어하는 피드백 제어, 즉 고속성분이 소정의 목표치와 일치하여, 람다 제어가 실행될 경우 제한하는 공연비 제어를 실행할 수 있다.

스텝(S109)에서는, 산소흡수량의 고속성분(HO2)과 그 목표치, 예컨대, 식 (10)으로부터 고속성분의 최대용량(HO2MAX)의 1/2 사이의 차(편차(DHO2))를 연산한다.

DHO2 = HO2 - HO2MAX/2 (10)

스텝(S110)(S111)(S112)에서, 피드백 양(H)의 비례분(Hp), 적분분(Hi) 및 미분분(Hd) 각각이 다음 식으로 연산된다.

Hp = 비례 게인 x DHO2,

Hi = 적분 게인 x ∑DHO2,

Hd = 미분 게인 x (DHO2-DHO2z)/t,

단, t = 주기 시간(10 ms).

Hp, Hi 및 Hd 를 더함으로써 얻어진 값은 스텝(S113)에서 연료보정량(H)(피드백 양)으로 설정되며, 도 13의 처리를 종료한다.

전술한 고속성분의 최대용량(HO2MAX)은 실험에 의해 판정될 수 있는 고정치이다.

이처럼 얻어진 연료보정량(H)을 이용하여, 순차적인 분사 동안 연료 분사 펄스 폭(Ti)은, 예컨대, 식(11)으로 연산된다.

Ti = Tp x TYFBYA x αx H x 2 + Ts (11)

여기서, Tp = 기본 분사 펄스 폭

TYFBYA = 목표등가비

α= 공연비 피드백 보정계수, 및

Ts = 분사 펄스 폭 보정.

도 2의 연료 분사 밸브(13)는 실린더 당 2회 엔진회전에 대한 소정의 분사 시간으로 시간(Ti) 동안에 개방되며, 연료가 흡기관(7) 내로 분사 공급된다.

여기서, 식 (11)의 우변의 Tp, TFBYA, α, 및 Ts 는 종래 기술과 동일하다. 예컨대, 연료 차단시 α 는 1.0 이고 람다 제어시 TFBYA 는 1.0 이다. Ts 는 배터리 전압에 따른 분사 펄스 폭 보정분이다.

다음에, 전술의 정수(A2)의 설정은 도 16의 순서도를 참조로 설명한다. 이 순서도는 예컨대, 10 ms의 소정 간격으로 실행된다.

도 16에서, 스텝(S121)에서, 촉매(3) 상류의 과부족 산소농도(FO2), 고속성분의 바로 이전치(HO2z)와 저속성분의 바로 이전치(LO2z)가 판독된다. 도 13의 처리가 처음으로 실행된 후, HO2, LO2 의 값은 각각 제2 처리 단계에 대한 준비로서 HO2z, LO2z 로 셋팅된다. 따라서, 도 16의 스텝(S123)(S124)은 도 13의 처리를 처음으로 실행하기 이전에 실행할 수 없다. 도 13의 처리가 처음으로 실행될 때, 소정의 초기치가 HO2z 와 LO2z 로 대체된다.

스텝(S122)에서, 과부족 산소농도(FO2)가 제로와 비교된다. FO2가 제로보다 크면, 산소가 방출되고 루틴은 스텝(S123)으로 진행하는 것을 판정한다. 스텝(S123)에서, 산소흡수량의 고속성분에 대한 저속성분의 비(LO2z/HO2z)가 소정치(시작치)(AR)와 비교된다. 비(LO2z/HO2z)가 소정치(AR)를 초과할 때, 루틴은 스텝(S124)으로 진행하며, 비(HO2z/LO2z)가 고속성분에서 산소방출의 비로 상수(A2)로 대체된다.

여기서, 비(HO2z/LO2z)를 촉매 금속에 의한 고속성분의 산소방출비로 사용하는 이유는 다음과 같다.

귀금속 또는 산소흡수물질만이 사용될 경우, 산소방출비는 과부족 산소농도(FO2)와 귀금속 또는 산소흡수물질의 흡수된 산소의 부분압에 의존한다. 귀금속과 산소흡수물질 모두가 존재할 때 각 성분(귀금속 및 산소흡수물질)의 산소흡수량, 및 최종산소방출율은 두 성분의 비로서 판정된다. 즉, 고속성분에서의 산소방출비가 비(HO2z/LO2z)에 비례한다.

저속성분의 최대용량은 고속성분의 최대용량 보다 대략 10배 크므로, 스텝(S124)에서 비(HO2z/LO2z)가 대략 1/10(값<1.0)과 등가의 수이다.

비(LO2z/HO2z)가 비(HO2z/LO2z) 대신에 스텝(S123)에서 소정치와 비교되는 이유는, 이 값이 크고 비교하기 쉽기 때문이다. 물론, 비(HO2z/LO2z)가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

비(LO2z/HO2z)가 소정치(AR) 보다 작을 때, 루틴은 스텝(S123)에서 스텝(S125)으로 진행하며, 계수(A2)는 1.0 으로 설정된다. 여기서, 비(LO2z/HO2z)가가 소정치(AR) 보다 작으면, 귀금속과 산소흡수물질(연산치)에서 단위 시간에서의 산소방출량의 합은 촉매에서 실제로 방출된 산소량 보다 크며, 실제 상태를 나타내지 않는다. 이 경우에 있어서, 비(HO2z/LO2z)가 고속성분에서 방출된 산소의 비가 더 이상 사용되지 않는다. 대신, 산소가 고속성분으로만 방출되며, 이 시간(즉, 1.0)에서 고속성분에 대한 산소방출율은 계수(A2)로 대체된다. 이 시간에서 고속성분에 대한 산소방출율은 최대이다.

도 17a 는 촉매(3)로 유입하는 배기의 공연비가 희박함에서 풍부함으로 변화할 때 촉매(3) 전후에 변화하는 배기 공연비를 도시한다. 도 17a 및 도 17c 는 촉매(3)로 유입하는 배기의 공연비가 희박함에서 풍부함으로 변화할 때 산소흡수량이 변화하는 것을 도시한다.

이 경우에 있어서, 컨트롤러(6)는, 산소의 양(A2 x FO2 x Q x t)이 도 17b에 도시한 바와 같이 고속성분에서 단위 시간에 방출되며, 산소의 양(c x k x (FO2 x Q x t - A2 x FO2 x Q x t))이 도 17c에 도시한 바와 같이 저속성분에서 단위 시간에 방출된다는 가정하에서 연산이 실행된다. 연료 차단의 환원시와 같이, 도 17a에 도시한 공연비 차(C)로부터 연산된 촉매에서 실제로 방출된 산소량보다 두 개의 연산치가 크다고 할 수 있다. 이 경우에, 고속성분의 산소방출율은 저속산소에서 방출된 산소의 양을 무시하도록 셋팅된다.

도 16으로 되돌아가면, FO2가 제로 보다 작은 경우, 산소를 흡수하도록 루틴 스텝(S126)으로 진행한다. 스텝(S126)에서, 스텝(S124)과 동일하게, 비(HO2z/LO2z)를 고속성분에 대한 산소흡수의 비로 계수(A2)에 대체된다.

이와 같은 제1 실시예에서, 흡수 동안, 고속성분이 최대용량에 도달할 때까지 모든 산소가 고속성분으로 흡수된다고 가정한다. 그러나, 실제로, 고속성분이 최대용량에 도달하지 않아도 촉매로 유입하는 모든 산소가 고속성분으로 흡수되는 것은 아니다.

이처럼, 산소가 방출될 때 뿐만 아니라 본 실시예와 같이 흡수될 때 고속성분의 비에 기초로 산소방출율을 연산하면, 고속성분은 고정밀도로 연산될 수 있다. 고속성분으로 흡수되지 않는 산소의 부분은 저속성분으로 흡수되며, 나머지는 촉매 하류의 에 방출된다.

이처럼, 본 실시예에 있어서, 천천히 흡수/방출되는 촉매의 산소흡수량의 고속성분(HO2)과, 촉매의 산소흡수량의 저속성분(LO2)을 별개로 연산을 실행함으로써, 고속성분에 대한 산소방출율은 저속성분에 대한 고속성분의 비(HO2z/LO2z)에 기초로 정확하게 연산될 수 있다. 따라서, 산소흡수량의 고속성분을 연산하는 정밀도가 개선될 수 있다.

산소가 촉매에서 방출될 때, 산소흡수량의 고속성분에 대한 저속성분의 비(LO2z/HO2z)는, 소정치(시작치) 보다 작고, 연산에 의해 계산된 두 성분에 대한 산소방출량의 합은 촉매에서 실제로 방출된 산소량 보다 크다. 이 경우, 실제 상태가 나타나지 않는다. 이 경우, 고속성분에 대한 산소방출의 비율은 저속성분을 무시하도록 설정하며, 실제 상태는 더 개선될 수 있다.

산소가 흡수될 때, 산소가 귀금속과 산소흡수물질에 별개로 흡수되지만, 귀금속에 의해 배기로부터 먼저 산소가 제거되고 나머지 산소는 산소흡수물질에 의해 제거된다는 연산이 실제 상황과 부합한다고 믿어진다. 이는 산소의 방출에도 동일하다. 따라서, 본 실시예에 따라, 소정 시간(t)에서 산소흡수량 또는 산소방출량(A2 x FO2 x Q x t)은 소정 시간(t)에서 과부족 산소량(FO2 x Q x t)에 기초로 귀금속에 대해 추정된다. 소정 시간의 산소흡수량 또는 산소방출량은 나머지 값(FO2 x Q x t - A2 x FO2 x Q x t)을 기초로 산소흡수물질에 대해 연산되거나 추정된다. 나머지 값은 고속성분의 소정 시간에 대한 이 연산된 산소흡수/방출량을 소정 시간에 대한 과부족 산소량을 차감함으로써 얻어진다. 이와 같이, 각 성분에 대한 정확한 예측을 실행할 수 있다.

고속성분(HO2)이 연산되고 이 고속성분(HO2)은 소정 목표치, 예컨대 HO2MAX 의 1/2 이 되도록 공연비가 제어된다. 이와 같이 목표치가 신속하게 수렴하며, 단시간에 배기 성능에 기여하지 않는 저속성분의 효과가 무시될 수 있다.

소정 시간당 산소흡수량 또는 산소방출량은 고속성분의 소정 시간에 대한 산소흡수량/방출량을 소정 시간에 대한 과부족산소량을 차감함으로써 얻어진 (FO2 x Q x t - A2 x FO2 x Q x t)에 대해 연산되거나 추정된다. 그러나, 소정 시간에 대한 산소흡수량 또는 산소방출량은 소정 시간에 대한 과부족 산소량(FO2 x Q x t)에 기초한 저속성분에 대해 선택적으로 연산될 수 있다.

본 출원의 우선권인 일본 특허 출원 P2000-34046(2000년 2월 10일) 및 일본 특허 출원 P2000-26284(2000년 2월 3일)의 전체 내용은 본원에 참고로 인용된다.

본 발명은 본 발명의 특정 실시예를 참조로 상술하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 당분야 당업자라면 상기 개시의 견지에서 전술한 실시예의 변형 및 변화가 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 배기정화장치는 배기관에 산소를 흡수하는 촉매를 구비하는 엔진의 배기정화장치에 사용가능하다. 촉매의 산소흡수량이 정확하게 연산될 수 있으므로, 산소흡수량을 일정하게 유지하는 제어 정확도가 개선될 수 있으며, 배기 촉매의 정화 성능을 높은 수준으로 유지할 수 있다.

Claims

엔진에 연결된 촉매 컨버터 내에서 촉매의 산소흡수량 연산 방법으로서,

산소흡수량의 일부를 나타내는 동시에, 제1 비율(ratio)로 변하도록 연산되고 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

산소흡수량의 다른 일부를 나타내는 동시에, 촉매에 흡수된 제2 산소량을 연산하며,

상기 제1 비율은 상기 제1 산소량과 상기 제2 산소량과의 사이의 관계에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 촉매의 산소흡수량 연산방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 양은 제2 비율로 변화하도록 연산되고, 상기 제1 비율은 상기 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 비율은 촉매로 유입하는 산소의 산소농도에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 제1 산소량을 제1 최대산소량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서, 산소의 제2 양이 제2 양 최대용량 보다 크다고 연산될 때 산소의 제2 양을 제2 양 최대용량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제4항에 있어서, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 제2 양으로 유입하는 오버플로워 산소량을 연산하며,

상기 제2 양은 오버플로워 산소량에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서,

촉매 하류의 배기 공연비를 판정하며,

판정된 공연비가 풍부한 판정 시작치 보다 클 때 상기 제1 양과 제2 양을 각각의 최소용량으로 리셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제7항에 있어서,

상기 각각의 최소용량은 제로인 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서,

촉매 하류의 배기의 공연비를 판정하며,

판정된 공연비가 희박한 판정 시작치 보다 작을 때 상기 제1 양을 제1 최대산소량으로 리셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 양은 귀금속에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 양은 산소흡수물질에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 흡수되도록 연산되는 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량 연산 방법으로서,

상기 제1 비율은 상기 제1 양과 상기 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량 연산 방법.
제12항에 있어서,

상기 제2 양은 제2 비율로 흡수되도록 연산하고, 상기 제1 비율은 상기 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제13항에 있어서,

상기 제2 비율은 상기 제2 양 최대용량 및 상기 제2 양의 이전 연산치와, 상기 제2 양의 이전 연산치 사이의 차의 비(ratio)에 비례하는 것을 특징으로 산소흡수량 연산 방법.
제12항에 있어서,

상기 제1 비율은 촉매로 유입하는 산소의 산소과농도에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제12항에 있어서,

상기 제1 비율은 제2 양에 대한 제1 양의 비에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제16항에 있어서,

상기 제1 비율은 상기 비에 비례하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제12항에 있어서,

제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 제1 산소량을 제1 최대산소량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제12항에 있어서, 제2 비율로 흡수되도록 산소의 제2 양을 연산하고, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 작다고 연산될 때 상기 제2 비율이 제로로 연산되며 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 상기 제2 비율이 제로가 아닌 것으로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 방출되도록 연산되는 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 연산하는 방법으로서,

상기 제1 비율은 상기 제1 양과 상기 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제20항에 있어서, 상기 제2 양은 제2 비율로 방출되도록 연산되고, 상기 제1 비율은 상기 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제20항에 있어서, 상기 제1 비율은 촉매로 유입하는 산소의 부족산소농도에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제20항에 있어서, 상기 제1 비율은 제1 양에 대한 제2 양의 비가 시작치 이상일 때 일정하게 유지되는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제23항에 있어서, 상기 비는 5 내지 15의 범위인 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제24항에 있어서, 상기 비는 대략 10인 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제23항에 있어서,

상기 제1 비율은 상기 비가 시작치 이하일 때 촉매로 유입하는 부족산소농도에 비례하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제20항에 있어서,

상기 제1 비는 제2 양에 대한 제1 양의 비에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제27항에 있어서,

상기 제1 비율은 상기 비에 의해 나누어지는 것이 시작치 이상일 때 상기 비에 비례하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
제28항에 있어서,

상기 제1 비율은 상기 비에 의해 나누어지는 것이 시작치 이하일 때 촉매로 유입하는 부족산소농도에 비례하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 연산 방법.
산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 변화하도록 연산되는 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 산소흡수량을 제어하는 방법으로서,

상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되며,

상기 연산된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 상기 공연비는 제1 양이 목표 제1 양으로 제어되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제31항에 있어서, 상기 목표 제1 양은 제1 최대산소량의 약 절반에 대응하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 상기 제2 양은 제2 비율로 변화하도록 연산되고, 상기 제1 비율은 상기 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 상기 제1 비율은 촉매로 유입하는 산소의 산소농도에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 제1 산소량을 제1 최대산소량으로 세팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 산소의 제2 양이 제2 양 최대용량 보다 크다고 연산될 때 산소의 제2 양을 제2 양 최대용량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제35항에 있어서, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 제2 양으로 유입하는 오버플로워 산소량을 연산하며,

상기 제2 양은 오버플로워 산소량에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 촉매 하류의 배기의 공연비를 판정하며,

판정된 공연비가 풍부한 판정 시작치를 초과할 때 상기 제1 양과 제2 양을 각각의 최소용량으로 리셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제38항에 있어서,

상기 각각의 최소용량은 제로인 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 촉매 하류의 배기의 공연비를 판정하며,

판정된 공연비가 희박한 판정 시작치 보다 작을 때 상기 제1 양을 제1 최대산소량으로 리셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서,

상기 제1 양은 귀금속에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제30항에 있어서, 상기 제2 양은 산소흡수물질에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 흡수되도록 연산되는, 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 제어하는 방법으로서,

상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되며,

상기 연산된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량 제어 방법.
제43항에 있어서,

상기 공연비는 제1 양이 목표 제1 양으로 제어되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제44항에 있어서,

상기 목표 제1 양은 제1 최대산소량의 약 절반에 대응하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제43항에 있어서,

상기 제2 양은 제2 비율로 흡수되도록 연산되고, 제1 비율은 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제46항에 있어서,

상기 제2 비율은 제2 양 최대용량 및 제2 양의 이전 연산치와, 제2 양의 이전 연산치 사이의 차의 비에 비례하는 것을 특징으로 산소흡수량 제어 방법.
제43항에 있어서,

상기 제1 비율은 촉매로 유입하는 산소의 산소과농도에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제43항에 있어서, 상기 제1 비율은 제2 양에 대한 제1 양의 비에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제49항에 있어서,

상기 제1 비율은 상기 비에 비례하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제43항에 있어서, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 제1 산소량을 제1 최대산소량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제43항에 있어서, 제2 비율로 흡수되는 산소의 제2 양을 연산하고, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 작다고 연산될 때 상기 제2 양이 제로로 연산되며 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 상기 제2 양이 제로가 아닌 것으로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
산소흡수량의 일부를 나타내고, 제1 비율로 방출되도록 연산하는 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

산소흡수량의 다른 부분을 나타내고, 촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량을 제어하는 방법으로서,

상기 제1 비율은 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되며,

상기 연산된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진에 연결된 촉매 컨버터 내의 촉매의 산소흡수량 제어 방법.
제53항에 있어서, 상기 공연비는 제1 양이 목표 제1 양으로 제어되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제54항에 있어서, 상기 목표 제1 양은 제1 최대산소량의 약 절반에 대응하는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제53항에 있어서, 상기 제2 양은 제2 비율로 방출되도록 연산되고, 제1 비율은 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제53항에 있어서, 상기 제1 비율은 촉매로 유입하는 산소의 부족산소농도에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제53항에 있어서, 상기 제1 비율은 제2 양에 대한 제1 양의 비가 시작치 이상일 때 일정하게 유지되는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제58항에 있어서, 상기 비는 5 내지 15의 범위인 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제59항에 있어서, 상기 비는 대략 10인 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제58항에 있어서, 상기 제1 비율은 상기 비가 시작치 이하일 때 촉매로 유입하는 부족산소농도에 비례하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제53항에 있어서, 상기 제1 비는 제2 양에 대한 제1 양의 비에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제62항에 있어서, 상기 제1 비율은 비에 의해 나누어지는 것이 시작치 이상일 때 비에 비례하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
제63항에 있어서, 상기 제1 비율은 비에 의해 나누어지는 것이 시작치 이하일 때 촉매로 유입하는 부족산소농도에에 비례하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 산소흡수량 제어 방법.
엔진의 배기관에 설치된 촉매와,

상기 촉매로 유입하는 산소의 산소농도를 검출하는 프론트 센서와,

제1 비율로 변화하도록 연산되고, 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하고,

상기 제1 비율은 산소농도와, 상기 제1 양과 상기 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되며,

상기 연산된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하도록 프로그램된 마이크로프로세서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 제2 비율로 변화하기 위해 상기 제2 양을 연산하고, 상기 제1 비율은 상기 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 상기 마이크로프로세서는 산소의 상기 제1 양을 제1 최대산소량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서, 산소의 제2 양이 제2 양 최대용량 보다 크다고 연산될 때 상기 마이크로프로세서는 산소의 상기 제2 양을 제2 양 최대용량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제67항에 있어서,

제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 상기 마이크로프로세서는 제2 양으로 유입하는 오버플로워 산소량을 연산하며,

상기 제2 양은 오버플로워 산소량에 기초로 연산되는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서,

촉매로부터 유출하는 배기의 산소농도를 검출하는 후방 센서를 구비하며,

촉매 하류의 배기의 공연비가 풍부한 판정 시작치를 초과할 때 상기 마이크로프로세서는 제1 양과 제2 양을 각각의 최소용량으로 리셋팅하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제70항에 있어서,

상기 각각의 최소용량은 제로인 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서,

촉매로부터 유출하는 배기의 산소농도를 검출하는 후방 센서를 구비하며,

촉매 하류의 배기의 공연비가 희박한 판정 시작치 보다 낮을 때 상기 마이크로프로세서는 제1 양을 제1양 최대용량으로 리셋팅하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서,

상기 제1 양은 귀금속에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제65항에 있어서,

상기 제2 양은 산소흡수물질에 의해 흡수되는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
엔진의 배기관에 설치된 촉매와,

상기 촉매로 유입하는 산소의 과산소농도를 검출하는 프론트 센서와, 그리고

제1 비율로 흡수되도록 연산되고, 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하는 엔진의 배기정화장치로서,

상기 제1 비율은 과산소농도와, 상기 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되며,

상기 연산된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하도록 프로그램된 마이크로프로세서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제75항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 제2 비율로 흡수되도록 상기 제2 양을 연산하고, 상기 제1 비율이 상기 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제76항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 제2 양 최대용량 및 제2 양의 이전 연산치와, 제2 양의 이전 연산치 사이의 차의 비에 비례하도록 제2 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제75항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 제2 양에 대한 제1 양의 비에 기초로 제1 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제78항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 상기 비에 비례하도록 상기 제1 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제76항에 있어서,

제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 상기 마이크로프로세서는 제1 산소량을 제1 최대산소량으로 셋팅하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제76항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 제2 비율로 흡수되도록 산소의 제2 양을 연산하며, 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 작다고 연산될 때 상기 제2 비율은 제로로 연산되고 제1 산소량이 제1 최대산소량 보다 크다고 연산될 때 상기 제2 비율은 제로로 연산되지 않는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
엔진의 배기관에 설치된 촉매와,

상기 촉매로 유입하는 부족산소농도를 검출하는 프론트 센서와, 그리고

제1 비율로 방출되도록 연산되고, 촉매에 흡수된 제1 산소량을 연산하고,

촉매에 흡수된 산소의 제2 양을 연산하고,

상기 제1 양은 부족산소농도와, 상기 제1 양과 제2 양 사이의 관계를 기초로 연산되며,

상기 연산된 제1 양에 기초로 엔진의 공연비를 제어하도록 프로그램된 마이크로프로세서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제82항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 제2 비율로 방출되도록 제2 양을 연산하며, 상기 제1 비율이 제2 비율 보다 큰 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제82항에 있어서,

상기 제1 비율은 제1 양에 대한 제2 양의 비가 시작치 위에 있을 때 일정하게 유지되는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제84항에 있어서,

상기 비는 5 내지 15 의 범위인 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제85항에 있어서,

상기 비는 대략 10인 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제84항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는, 비가 시작치 이하일 때 부족산소농도에 비례하도록 제1 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제82항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 제2 양에 대한 제1 양의 비에 기초로 제1 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제88항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 비에 의해 나누어지는 것이 시작치 이상일 때 상기 비에 비례하도록 제1 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.
제89항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 비에 의해 나누어지는 것이 시작치 이하일 때 부족산소농도에 비례하도록 제1 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기정화장치.