KR100899313B1 - 내연 기관의 공연비 제어 장치 - Google Patents

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나오토 가토
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Abstract

흡입 공기량이 변화해도, 산소 스토리지 능력을 갖는 등의 배기 정화 촉매에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 일정하게 하는 공연비 제어 장치를 제공하는 것. 본 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 흡입 공기량 검출 수단과, 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성된 리니어 공연비 센서와, 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성된 O2 센서와, 흡입 공기량 검출 수단과 O2 센서의 출력 정보에 기초하여 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단과, 그 목표 공연비를 달성하도록 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖고, 목표 공연비 제어 수단은, 흡입 공기량이 변화해도, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.
내연 기관의 공연비 제어 장치

Description

내연 기관의 공연비 제어 장치{FUEL-AIR RATIO CONTROL UNIT IN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 배기 통로에 배기 정화 촉매를 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치에 있어서, 특히, 공연비 센서의 출력값을 이용하여 연료 공급량을 제어하고, 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 원하는 공연비로 제어하는 내연 기관의 공연비 제어 장치에 관한 것이다.
종래부터 자동차용 내연 기관에 있어서는, 배기 가스 정화 대책으로서, 불완전 연소 성분인 HC (탄화 수소) 및 CO (일산화 탄소) 의 산화와, 공기 중의 질소와 타다 남은 산소가 반응하여 생성되는 NOx (질소 산화물) 의 환원을 동시에 촉진하는 3 원 촉매가 이용되고 있다. 그러한 3 원 촉매에 의한 산화·환원 능력을 높이기 위해서는, 내연 기관의 연소 상태를 나타내는 공연비를 이론 공연비 근방으로 제어할 필요가 있다. 그 때문에, 내연 기관에 있어서의 연료 분사 제어에 있어서는, 배기 중의 잔류 산소 농도에 기초하여 배기 공연비가 이론 공연비보다 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서 (산소 농도 센서) 를 설치하고, 그 센서 출력에 기초하여 연료 공급량을 보정하는 공연비 피드백 제어가 실시되고 있다.
이러한 공연비 피드백 제어에서는, 산소 농도를 검출하는 O2 센서를 가능한 한 연소실에 가까운 지점으로서 3 원 촉매보다 상류측에 설치되어 있지만, 그 O2 센서의 출력 특성의 편차를 보상하기 위해서, 3 원 촉매보다 하류측에 제 2 O2 센서를 추가로 설치한 더블 O2 센서 시스템도 실현되어 있다. 즉, 3 원 촉매 하류측에서는, 배기 가스는 충분히 교반되어 있고, 그 산소 농도도 3 원 촉매의 작용에 의해 거의 평형 상태에 있음으로써, 하류측 O2 센서의 출력은 상류측 O2 센서의 출력보다 완만하게 변화하고, 혼합기 전체의 리치/린 경향을 나타낸다. 더블 O2 센서 시스템은, 촉매 상류측 O2 센서에 의한 메인 공연비 피드백 제어에 추가로, 촉매 하류측 O2 센서에 의한 서브 공연비 피드백 제어를 실시하는 것이며, 예를 들어, 메인 공연비 피드백 제어에 의한 관여하는 정수를, 하류측 O2 센서의 출력에 기초하여 수정함으로써, 상류측 O2 센서의 출력 특성의 편차를 흡수하여, 공연비 제어 정밀도의 향상을 도모하고 있다.
또, 최근에는, 산소 스토리지 능력을 갖는 3 원 촉매를 사용하여, 그 3 원 촉매가 항상 일정한 안정된 정화 성능을 발휘할 수 있도록, 그 3 원 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 제어하는 내연 기관도 개발되어 있다. 3 원 촉매의 산소 스토리지 능력은, 배기 공연비가 린 상태에 있는 경우에는 과잉분의 산소를 흡장하고, 배기 공연비가 리치 상태에 있는 경우에는 부족분의 산소를 방출함으로써, 배 기를 정화하는 것이지만, 이와 같은 능력은 유한한 것이다. 따라서, 산소 스토리지 능력을 효과적으로 이용하기 위해서는, 배기 공연비가 다음으로 리치 상태 또는 린 상태 중 어느 것으로 되어도 괜찮도록, 3 원 촉매 중에 저장되어 있는 산소량을 소정량, 예를 들어, 최대 산소 저장량의 반으로 유지하는 것이 중요하고, 이와 같이 유지되어 있으면, 항상 일정한 산소 흡장·방출 작용이 가능해져, 결과적으로 3 원 촉매에 의한 일정한 산화·환원 능력이 항상 얻어진다.
3 원 촉매의 정화 성능을 유지하기 위해 산소 저장량을 일정하게 제어하는 내연 기관에 있어서, 예를 들어, 3 원 촉매의 상류측과 하류측의 양쪽에 공연비 센서가 배치되고, 상류측에 공연비를 리니어하게 검출 가능한 리니어 공연비 센서가 배치되며, 하류측에 배기 공연비가 이론 공연비에 대하여 리치인지 린인지에 따라 상이한 출력 전압을 출력하는 O2 센서가 배치되는 공연비 제어 장치가 알려져 있다. 그 공연비 제어 장치에 있어서는, 3 원 촉매의 상류측에 배치된 리니어 공연비 센서에 있어서 3 원 촉매에 유입되는 배기 공연비를 검출하고, 3 원 촉매의 하류측에 배치된 O2 센서에 있어서 3 원 촉매 분위기의 공연비 상태를 검출하여, 3 원 촉매의 산소 흡장량을 일정하게 제어하기 위해, O2 센서의 검출 정보에 기초하여 3 원 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 제어되고, 3 원 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 그 목표 공연비로 제어하기 위해, 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어된다 (일본 공개특허공보 평11-82114호 명세서 참조).
발명의 개시
상기와 같이, 3 원 촉매의 산소 흡장량을 일정하게 제어하기 위해, O2 센서의 검출 정보에 기초하여 3 원 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 피드백 제어되고, 3 원 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 그 목표 공연비로 제어하기 위해, 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어되는 공연비 제어 장치에 있어서는, 가속 운전 상태 등의 흡입 공기량이 큰 상태 (이하, 고 Ga 상태라고도 한다) 에서는, 3 원 촉매의 산소 흡장량에 대한 큰 보정량이 걸리고, 3 원 촉매 분위기가, 3 원 촉매가 HC, CO 및 NOx 의 3 성분의 전부를 80％ 이상 제거하는 이론 공연비 근방의 공연비폭 (이하, 정화 윈도우라고 한다) 으로부터 크게 벗어나 버리기 쉽다는 과제가 있다.
3 원 촉매의 산소 흡장량을 일정하게 제어하기 위해, O2 센서의 검출 정보에 기초하여 3 원 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 피드백 제어되고, 3 원 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 그 목표 공연비로 제어하기 위해, 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어되는 공연비 제어 장치에 있어서는, 3 원 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 동일한 목표 공연비값으로 된 경우라도, 흡입 공기량이 상이하면, 3 원 촉매에 흡장 또는 방출되는 산소의 정도는 상이하다. 예를 들어, 3 원 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 이론 공연비보다 린측에 제어된 경우에 있어서는, 흡입 공기량이 클수록, 단위 시간당 3 원 촉매에 흡장되는 산소량은 커, 3 원 촉매를 저장하는 것이 가능한 산소량 즉 최대 산소 저장량에, 보다 빨리 도달해 버리게 된다. 따라서, 3 원 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 동일한 목표 공연비값으로 된 경우에 있어도, 흡입 공기량이 클수록, 3 원 촉매에 대한 단위시간당 산소 흡장량이 크고, 즉, 3 원 촉매의 산소 흡장량에 대한 큰 보정량이 가해져, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나 버리기 쉽다는 현상이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여, 흡입 공기량이 변화해도, 산소 스토리지 능력을 갖는 3 원 촉매 등의 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 할 수 있어, 그 배기 정화 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션의 향상을 도모하는 것이 가능한 공연비 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
청구항 1 의 발명에 의하면, 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매와, 상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단과, 상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 거의 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서와, 상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서와, 상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단과, 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서, 상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 1 의 발명에서는, 목표 공연비 제어 수단에 의해, 흡입 공기량이 변화해도, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록, 즉, 배기 정화 촉매에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 배기 정화 촉매로부터의 단위 시간당 산소 방출량을 일정하게 하도록, 목표 공연비를 피드백 제어함으로써, 예를 들어, 흡입 공기량이 큰 상태에 있어서도, 배기 정화 촉매 분위기가, 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
청구항 2 의 발명에 의하면, 상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고, 상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
청구항 3 의 발명에 의하면, 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매와, 상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단과, 상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 거의 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서와, 상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서와, 상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단과, 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서, 상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고, 상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 2 및 청구항 3의 발명에서는, 배기 정화 촉매에 유입되는 목표 공연비에 대한 피드백 제어가 PI 제어에 의해 이루어지고, 그 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 제 2 보정 계수가 곱해지며, 이로써, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어가 이루어진다.
청구항 4 의 발명에 의하면, 상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 PID 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고, 상기 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 미분 (D) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 상기 제 2 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 2 또는 청구항 3 에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 4 의 발명에서는, 배기 정화 촉매에 유입되는 목표 공연비에 대한 피드백 제어가 PI 제어에 추가로 D 제어가 이루어지는 PID 제어에 의해 이루어지고, 그 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 미분 (D) 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 제 2 보정 계수가 곱해지며, 이로써, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어가 이루어진다.
청구항 5 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 부하율을 검출하는 부하율 검출 수단을 갖고, 상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 제 2 보정 계수 대신에 상기 부하율이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 3 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 2 또는 청구항 3 에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 5 의 발명에서는, 내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 부하율을 검출하는 부하율 검출 수단을 갖고, 배기 정화 촉매에 유입되는 목표 공연비에 대한 피드백 제어가 PI 제어에 의해 이루어지고, 그 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 제 2 보정 계수 대신에 부하율이 클수록 크게 설정되는 제 ３ 의 보정 계수가 곱해지며, 이로써, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어가 이루어진다.
내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 부하율 (KL) 은, 내연 기관의 부하를 표시하는 하나의 파라미터이며, 예를 들어 다음의 식에 의해 정의된다.
KL (％) = Mcair / ((DSP/NCYL) × ρastd) × 100
여기서, Mcair 은 흡입기 밸브가 열리고 이어서 닫힌 경우에 각 기통의 통 내에 충전되어 있는 새 공기의 양인 통 내 충전 새 공기량 (g) 을, DSP 는 기관의 배기량 (리터) 을, NCYL 은 기통수를, ρastd 는 표준 상태 (1 기압, 25℃) 에 있어서의 공기 밀도 (약 1.2g/리터) 를 각각 나타내고 있다.
적분 보정항은 배기 정화 촉매에 유입시키는 배기의 목표 공연비에 대한 실제의 배기 공연비 (실공연비) 의 차이를 보정하는 역할을 하는 것이며, 각 기통의 통 내에 충전되는 새 공기량은 흡입 공기량에 의존하여 변화하기 때문에, 흡입 공기량 에 따른 보정을 부여함으로써 목표 공연비에 대한 실공연비의 차이를 보정하는 목표 공연비의 피드백 제어를 가능하게 한다. 그러나, 각 기통의 통 내에 충전되는 새 공기량은 기관 회전수나 기통수 등에도 의존하여 변화하기 때문에, 보다 고정밀도인 목표 공연비의 피드백 제어를 가능하게 하도록, 각 기통의 통 내에 충전된 새 공기의 양을 검출하는 수단을 갖는 경우에는, 흡입 공기량에 따른 보정 대신에, 각 기통의 통 내에 충전된 새 공기의 양에 따른 보정이 적분 보정항에 부여되어도 된다.
청구항 5 의 발명에서는, 내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 부하율을 검출하는 부하율 검출 수단을 갖고, 상기와 같은 부하율을 파라미터로 하는 제 3 보정 계수를, 흡입 공기량을 파라미터로 하는 제 2 보정 계수 대신에 적분 보정항에 곱함으로써, 부하율에 따른, 즉 상기 통 내 충전 새 공기량에 따른 목표 공연비의 피드백 제어를 할 수 있고, 보다 고정밀도인 목표 공연비의 피드백 제어가 가능해진다.
청구항 6 의 발명에 의하면, 상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 PID 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고, 상기 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 미분 (D) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 제 2 보정 계수 대신에 상기 부하율이 클수록 크게 설정되는 소정의 상기 제 3 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 5 에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 6 의 발명에서는, 배기 정화 촉매에 유입되는 목표 공연비에 대한 피드백 제어가, PID 제어에 의해 이루어지고, 그 PID 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에는, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 보정항에는, 부하율이 클수록 크게 설정되는 제 ３ 보정 계수가 곱해지며, 이로써, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어가 이루어진다.
청구항 7 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량을 검출하는 산소 스토리지 능력 검출 수단을 추가로 갖고, 상기 비례 보정항에, 상기 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 4 보정 계수가 추가로 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
청구항 8 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량을 검출하는 산소 스토리지 능력 검출 수단을 갖고, 상기 비례 보정항 및 상기 미분 보정항에, 상기 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 4 보정 계수가 추가로 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 4 또는 청구항 6 에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 7 및 청구항 8 의 발명에서는, 목표 공연비 피드백 제어가 PI 제어에 의한 경우에는 비례 보정항에, 또 PID 제어에 의한 경우에는 비례 보정항 및 미분 보정항에, 추가로, 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량에 비례하여 설정되는 제 4 보정 계수가 곱해진다. 이로써, 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량에 따른 목표 공연비 피드백 제어가 가능해지고, 예를 들어, 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량이 작을수록, 배기 정화 촉매에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 작게 하도록 제어할 수 있어, 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량이 열화 또는 저하된 경우라도, 배기 정화 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수가 있어, 에미션의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
청구항 9 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 시동 후부터의 계속 시간을 검출하여, 상기 내연 기관이 시동 직후 상태인지 아닌지를 판정하는 시동 상태 판정 수단을 갖고, 상기 시동 상태 판정 수단은, 상기 내연 기관의 시동 후부터의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 시동 직후의 상태라고 판정하고, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
청구항 10 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태의 계속 시간, 및, 상기 내연 기관으로의 연료 공급의 컷이 중지되고 연료 공급이 복귀되고 나서의 계속 시간을 검출하여, 상기 내연 기관이 연료 공급 컷 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 F/C 상태 판정 수단을 갖고, 상기 F/C 상태 판정 수단은, 상기 내연 기관의 연료 공급 컷 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 상기 내연 기관의 연료 공급 컷 중지 후의 연료 공급의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 연료 공급 컷 상태에 있다고 판정하여, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
청구항 11 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 아이들 운전 상태의 계속 시간, 및, 상기 내연 기관의 아이들 운전 종료 후 통상 운전이 개시되고 나서의 계속 시간을 검출하고, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 아이들 운전 상태 판정 수단을 갖고, 상기 아이들 운전 상태 판정 수단에 의해, 상기 내연 기관의 아이들 운전 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 상기 내연 기관의 아이들 운전 종료 후의 통상 운전의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있다고 판정하여, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
내연 기관의 시동 직후, 긴 연료 공급 컷으로부터의 복귀 후, 또는 긴 아이들 운전 방치 후와 같은 상태는, 흡입 공기량이 작은 상태가 계속되는 상태이며, 배기 정화 촉매 온도가 저하되기 쉬운 상태이다. 배기 정화 촉매 온도가 저하되기 쉬운 환경 하에 있어서는 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량이 저하되는 것이 알려져 있다. 따라서, 이러한 상태에 있어서는, 배기 정화 촉매에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 작게 하도록 제어할 필요가 있다. 그러나, 내연 기관의 시동 직후, 긴 연료 공급 컷으로부터의 복귀 후, 또는 긴 아이들 운전 방치 후와 같은 상태는 흡입 공기량이 작은 상태이기도 하기 때문에, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수, 즉, 흡입 공기량이 작아질수록 크게 설정되는 제 1 보정 계수가 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 목표 공연비 피드백 제어가 실행된 경우, 배기 정화 촉매에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 크게 하도록 제어되어 버리기 때문에, 과도한 헌팅이 발생하여, 에미션이나 드라이버빌리티의 악화를 초래할 가능성이 있는 것을 생각할 수 있다. 그래서, 청구항 9, 청구 10 및 청구항 11 의 발명에서는, 내연 기관의 시동 직후, 긴 연료 공급 컷으로부터의 복귀 후, 또는 긴 아이들 운전 방치 후와 같은 흡입 공기량이 작은 상태가 계속되는 상태에 있어서는, 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에 대한, 흡입 공기량에 의존한 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지함으로써, 과도한 헌팅을 방지하여, 에미션이나 드라이버빌리티의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
청구항 12 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 기관 회전수 검출 수단을 갖고, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 적분 보정항의 산출 처리가, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우에는, 상기 적분 보정항에, 추가로, 상기 기관 회전수가 클수록 작게 설정되는 제 5 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 12 의 발명에서는, 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 적분 보정항의 보정량 산출 처리가 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우의 적분 보정항의 보정량 산출에 있어서의 기관 회전수의 영향을 고려하여, 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적분 보정량을 산출할 때에, 기관 회전수가 클수록 작게 설정되는 제 4 보정 계수가 파라미터로서 더해진다. 이로써, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어에 대한 기관 회전수의 영향을 억제하는 것이 가능해진다.
청구항 13 의 발명에 의하면, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 적분 보정항의 산출 처리를 소정 시간마다 동기하는 처리 루틴으로 실행하는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 13 의 발명에서는, 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 적분 보정량의 산출 처리를, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행하는 것이 아니라, 소정 시간마다 동기하는 처리 루틴으로 실행한다. 이로써, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어에 대한 기관 회전수의 영향을 억제하는 것이 가능해진다.
청구항 14 의 발명에 의하면, 상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태로부터의 복귀시에 신속하게 상기 배기 정화 촉매 분위기를 리치 공연비로 하는 리치 제어 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 리치 제어 상태 판정 수단을 갖고, 상기 리치 제어 상태 판정 수단에 의해, 상기 리치 제어 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 소정 기간 금지하는 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 기재된 내연 기관의 공연비 제어 장치가 제공된다.
즉, 청구항 14 의 발명에서는, 리치 제어 상태 판정 수단에 의해, 연료 공급 컷으로부터의 복귀시의 리치 제어 상태에 있다고 판정된 경우에는, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수의 곱셈 보정이 소정 기간 금지된다. 이로써, 배기 정화 촉매 분위기를 확실하게 리치 공연비로 할 수 있어, 연료 공급 컷에 의해 저하된 배기 정화 촉매의 정화 작용을 조기에 적정한 상태로 회복하는 것이 가능해진다.
각 청구항의 기재에 의하면, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량을 일정하게 제어하기 위해, 02 센서의 검출 정보에 기초하여 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비가 피드백 제어되고, 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 그 목표 공연비로 제어하기 위해, 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어되는 공연비 제어 장치에 있어서, 흡입 공기량이 변화해도, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 할 수 있어, 배기 정화 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션의 향상을 도모하는 것이 가능해지는 공통의 효과를 나타낸다.
이하, 첨부 도면과 본 발명의 바람직한 실시형태의 기재로부터, 본 발명을 더욱 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 1 은, 본 발명의 내연 기관의 공연비 제어 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 1 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 제어 루틴의 제 1 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다.
도 3 은, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 흡입 공기량에 의존하여 설정되고 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱하는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 산출하기 위한 제 1 맵의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 부하율에 의존하여 설정되고 적분 보정항에 곱하는 제 2 보정 계수 (Ksfb2) 를 산출하기 위한 제 2 맵의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 1 에 나타내는 내연 기관에서 실 행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 제어 루틴의 제 2 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다.
도 6 은, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 최대 산소 흡장량에 의존하여 설정되고 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 제 3 보정 계수 (촉매 열화 계수) 를 산출하기 위한 제 3 맵을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈을 금지하는 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 도 7 에 나타내어진 제어 루틴의 단계 301 에 있어서의 시동 후 시간 카운터 (Tast) 즉 내연 기관의 시동 후의 계속 시간을 카운터하는 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 도 7 에 나타내어진 제어 루틴의 단계 302 에 있어서의, F/C 상태 판정 수단 (14) 에 의한 Ga 보정 금지 플래그 (Xfclng) 의 ON/OFF 판정의 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 도 7 에 나타내어진 제어 루틴의 단계 303 에 있어서의, 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 에 의한 Ga 보정 금지 플래그 (Xidlng) 의 ON/OFF 판정의 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 11 은, 본 발명의 내연 기관의 공연비 제어 장치의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도이다.
도 12 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 11 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표량 공연비의 피드백 제어의 보정 량을 산출하는 제어 루틴의 제 ３ 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다.
도 13 은, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서, 기관 회전수에 의존하여 설정되고 적분 보정항에 곱해지는 제 4 보정 계수 (Ksfb4) 를 산출하기 위한 제 4 맵의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 14 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 11 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 제어 루틴의 제 4 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다.
도 15 는, 흡입 공기량이 매우 작은 아이들 운전 상태가 될 때까지 연료 공급 컷이 계속되고나서 복귀되는 연료 공급 컷 자연 복귀시에 그 리치 제어를 실행할 때에, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈을 소정의 조건에 있어서 금지하는 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 16 은, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량에 의존하여 설정되고 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어가 실행될 때의 Ga 보정 금지 시간을 산출하기 위한 제 5 맵을 나타내는 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 내연 기관 본체
2 ; 배기관
3 : 3 원 촉매
4 : 리니어 공연비 센서
5 : O2 센서
6 : 흡기관
7 : 스로틀 밸브
8 : 에어 플로우 미터
9 : 목표 공연비 제어 수단
10 : 흡입 공기량 검출 수단
11 : 부하율 검출 수단
12 : 산소 스토리지 능력 검출 수단
13 : 시동 상태 판정 수단
14 : F/C (연료 컷) 상태 판정 수단
15 : 아이들 운전 상태 판정 수단
50 : 목표 공연비 제어 수단
51 : 기관 회전수 검출 수단
52 : 리치 제어 상태 판정 수단
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 내연 기관의 공연비 제어 장치의 일 실시형태에 대하여 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 내연 기관의 공연비 제어 장치의 일 실시형태를 나타내 는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 1 은 내연 기관 본체, 2 는 배기관, 3 은 3 원 촉매, 4 는 리니어 공연비 센서, 5 는 산소 센서 (이하, O2 센서라고 한다), 6 은 흡입 기관, 7 은 스로틀 밸브, 8 은 에어 플로우 미터, 9 는 목표 공연비 제어 수단, 10 은 흡입 공기량 검출 수단, 11 은 부하율 검출 수단, 12 는 산소 스토리지 능력 검출 수단, 13 은 시동 상태 판정 수단, 14 는 연료 컷 상태 판정 수단 (이하, F/C 상태 판정 수단이라고 한다), 및, 15 는 아이들 운전 상태 판정 수단, 16 은 연료 분사량 제어 수단을 각각 나타낸다.
내연 기관 본체 (1) 의 배기관 (2) 에는 3 원 촉매 (3) 가 배치되고, 그 상류측에는 상류측 공연비 센서로서 리니어 공연비 센서 (4) 가 배치되고, 또, 그 하류측에는 하류측 공연비 센서로서 O2 센서 (5) 가 각각 배치된다.
3 원 촉매 (3) 는, 촉매 분위기가 이론 공연비인 경우에 NOx, HC 및 C0 를 최대 효율로 정화하는 역할을 하는 것이다. 또, 3 원 촉매 (3) 는 산소 스토리지 능력을 촉진하는 조촉매로서 촉매 담체에 예를 들어 산화 세륨 등이 첨가되어 있고, 유입되는 배기의 공연비에 따라 산소를 흡장하거나, 방출하거나 하는 산소 스토리지 능력을 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 내연 기관 본체의 배기 통로에 배치되는 배기 정화 촉매를 3 원 촉매로 하였지만, 산소 스토리지 능력을 갖는 다른 배기 정화 촉매가 3 원 촉매 대신에 사용되어도 된다.
3 원 촉매 (3) 의 상류측에 배치된 리니어 공연비 센서 (4) 는, 배기의 공연비에 거의 비례하는 출력 특성을 갖는 센서이며, 3 원 촉매 (3) 의 하류측에 배치 된 O2 센서 (5) 는, 배기의 공연비가 이론 공연비에 대하여 리치측에 있는지, 또는, 린측에 있는지를 검출하는 특성을 갖는 센서이다.
내연 기관 본체 (1) 의 흡기관 (6) 에는, 스로틀 밸브 (7) 와, 그 스로틀 밸브 (7) 에 의해 조정된 흡입 공기량을 측정하는 에어 플로우 미터 (8) 가 배치되어 있다. 에어 플로우 미터 (8) 는 흡입 공기량을 직접 계측하는 역할을 하는 것으로서, 퍼텐셔미터 등을 내장하여 흡입 공기량에 비례한 아날로그 전압의 출력 신호를 발생하는 것이다.
흡입 공기량 검출 수단 (10) 은 내연 기관으로의 흡입 공기량을 검출하는 역할을 하는 것이며, 부하율 검출 수단 (11) 은 내연 기관의 부하율을 검출하는 역할을 하는 것이다. 구체적인 일 실시형태에 있어서는, 흡입 공기량 검출 수단 (10) 및 부하율 검출 수단 (11) 은, 에어 플로우 미터 (8) 를 구비하여 구성되고, 에어 플로우 미터 (8) 로부터의 출력 정보에 기초하여 흡입 공기량 및 부하율이 산출된다.
여기서 부하율 (KL) 이란, 내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 것이며, 기관 회전수를 고려한 내연 기관의 부하를 표시하는 하나의 파라미터이며, 예를 들어 다음의 식에 의해 정의된다.
KL (％) = Mcair / ((DSP/NCYL) × ρastd) × 100 … 식 1
식 1 중에서, Mcair 은 흡기 밸브가 열리고 이어서 닫힌 경우에 각 기통의 통 내에 충전되어 있는 새 공기의 양인 통 내 충전 새 공기량 (g) 을, DSP 는 기관 의 배기량 (리터) 을, NCYL 은 기통수를, ρastd 는 표준 상태 (1 기압, 25℃) 에 있어서의 공기 밀도 (약 1.2g/리터) 를 각각 나타내고 있다. 이러한 부하율을 사용하는 경우에는, 부하율 검출 수단 (11) 에는 기관 회전수를 검출하는 기관 회전수 검출 수단이 포함되어 구성되게 된다.
산소 스토리지 능력 검출 수단 (12) 은 3 원 촉매 (3) 가 흡장 가능한 최대 산소량 즉 최대 산소 흡장량을 검출하는 역할을 하는 것이다. 구체적인 일 실시형태에 있어서는, 산소 스토리지 능력 검출 수단 (12) 은 리니어 공연비 센서 (4), O2 센서 (5), 에어 플로우 미터 (8) 를 구비하여 구성된다. 이 경우, 리니어 공연비 센서 (4), O2 센서 (5) 및 에어 플로우 미터 (8) 의 검출 정보에 기초하여, 3 원 촉매 (3) 의 흡장 가능한 최대 산소량이 연산된다. 예를 들어, 3 원 촉매 상류의 배기 공연비로부터 환산하여, 배기 중의 산소의 과잉 또는 부족하는 비율인 산소 과잉율을 산출하고, 그 산소 과잉율과 그 때의 흡입 공기량으로부터 3 원 촉매 (3) 에 흡장되는 산소량 또는 방출되는 산소량을 알 수 있어, 이것을 적산함으로써 3 원 촉매 (3) 의 흡장 가능한 최대 산소량이 연산된다.
시동 상태 판정 수단 (13) 은 내연 기관이 시동 직후 상태인지 아닌지를 판정하는 역할을 하는 것이다. 구체적인 일 실시형태에 있어서는, 시동 상태 판정 수단 (13) 은 내연 기관의 시동 후의 계속 시간을 카운트하여, 내연 기관의 시동 후의 계속 시간이 소정 시간을 초과하고 있는지 아닌지를 판정하는 시동 상태 타이머 수단을 구비하여 구성된다. 시동 상태 판정 수단 (13) 에 의해, 내연 기관의 시동 후의 경과 시간이 소정 시간에 도달하지 않았다고 판정된 경우에는, 내연 기관은 시동 직후 상태에 있다고 판정된다.
F/C 상태 판정 수단 (14) 은 내연 기관이 장기간에 걸쳐 연료 공급 컷 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 역할을 하는 것이다. 구체적인 일 실시형태에 있어서는, F/C 상태 판정 수단 (14) 은 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태의 계속 시간, 및, 내연 기관으로의 연료 공급의 컷이 중지되고 연료 공급이 복귀되고 나서의 계속 시간을 검출하는 F/C 상태 타이머 수단을 구비하여 구성된다. F/C 상태 판정 수단 (14) 에 의해, 내연 기관의 연료 공급 컷 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 내연 기관의 연료 공급 컷 중지 후의 연료 공급의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에, 내연 기관이 장기간에 걸쳐 연료 공급 컷 상태에 있다고 판정된다.
아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 은 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 역할을 하는 것이다. 구체적인 일 실시형태에 있어서는, 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 은 내연 기관의 아이들 운전 상태의 계속 시간, 및, 내연 기관의 아이들 운전 종료 후 통상 운전이 개시되고 나서의 계속 시간을 검출하는 아이들 운전 상태 타이머 수단을 구비하여 구성된다. 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 에 의해, 내연 기관의 아이들 운전 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 내연 기관의 아이들 운전 종료 후의 통상 운전의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에, 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있다고 판정된다.
목표 공연비 제어 수단 (9) 은 3 원 촉매 (3) 의 산소 흡장량을 일정하게 유 지하는데 적당한, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 역할을 하는 것이다. 목표 공연비 제어 수단 (9) 은 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항, 적분 (I) 보정항 및 미분 (D) 보정항의 각각 피드백 보정량을 산출하는 PID 제어부를 구비하고, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비를 연산하는 목표 공연비 연산부를 구비하여 구성된다. 그 목표 공연비 연산부는 O2 센서 (5), 흡입 공기량 검출 수단 (10), 부하율 검출 수단 (11), 산소 스토리지 능력 검출 수단 (12), 시동 상태 판정 수단 (13), F/C 상태 판정 수단 (14) 및 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 의 각각의 각 검출 정보 또는 판정 정보를 도입하는 것이 가능하도록 구성된다.
또, 목표 공연비 연산부는 PID 제어를 실행함에 있어서, 흡입 공기량에 의존하여 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱하는 제 1 보정 계수를 산출하기 위한 제 1 맵과, 부하율에 의존하여 적분 보정항에 곱하는 제 2 보정 계수를 산출하기 위한 제 2 맵을 갖는다. 구체적으로는, 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱하는 제 1 보정 계수는 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되고, 적분 보정항에 곱해지는 제 2 보정 계수는 부하율에 비례하여 설정된다. 또, 목표 공연비 연산부는 또한, 3 원 촉매를 흡장하는 것이 가능한 산소 흡장량 즉 최대 산소 흡장량에 의존하여 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱하는 제 3 보정 계수를 산출하기 위한 제 3 맵을 가져도 된다. 이 경우, 비례 보정항 및 미분 보정항에는, 상기 흡입 공기량에 의존하여 산출되는 제 1 보정 계수에 추가로, 최대 산소 흡장량에 비례하여 설정되는 제 3 보정 계수를 곱하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 각 맵은 예를 들어 메모리 등에 기억되어 저장된다.
연료 분사량 제어 수단 (16) 은 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 공연비를, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의해 제어된 목표 공연비로 하기 위해, 리니어 공연비 센서 (4) 의 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 역할을 하는 것이며, 리니어 공연비 센서 (4) 의 출력 정보 및 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 제어된 목표 공연비 정보를 도입하는 것이 가능하도록 구성된다.
상기 서술한 각 구성 요소를 갖는 도 1 에 나타내는 실시형태의 내연 기관의 공연비 제어 장치의 작용 효과에 대하여 이하에 설명한다.
도 2 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 1 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 제어 루틴의 제 1 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다.
도 2 에 나타내는 제어 루틴에서는, 먼저, O2 센서 (5) 의 출력 정보에 기초하여 목표 공연비 연산부에서, O2 센서 출력 편차, 그 출력 편차를 적산함으로써 산출되는 적분값 및 O2 센서 출력 변화량이 산출된다. 다음으로, 흡입 공기량이 변화해도, 3 원 촉매 (3) 의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는, 즉, 단위 시간당 3 원 촉매 (3) 에 흡장되는 또는 3 원 촉매 (3) 로부터 방출되는 산소량을 일정하게 최적 제어로 하도록, 내연 기관의 흡입 공기량 및 부하율에 기초하여, PID 제어에 있어서의 비례 보정항, 미분 보정항 및 적분 보정항에 곱하는 각 보정 계수를, 목표 공연비 연산부에 저장된 각각의 보정 계수를 산출하기 위한 맵에 의해 산출한다. 그리고, 이상의 각 산출값, 및, PID 제어에 있어서 미리 맵 등에 의해 설정되는 소정의 비례 게인 (이하, P 게인이라고 한다), 적분 게인 (이하, I 게인이라고 한다) 및 미분 게인 (이하, D 게인이라고 한다) 에 기초하여, 비례 (P) 보정량, 적분 (I) 보정량 및 미분 (D) 보정량이 산출되고, 이들 각 보정량에 기초하여, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어가 이루어진다.
이하에 각 단계의 상세한 것에 대하여 설명한다.
먼저, 단계 101 내지 단계 103 에 있어서, O2 센서 출력 편차, 그 출력 편차의 적분값 및 O2 센서 출력 변화량이 산출된다. 단계 101 에 있어서, 목표 공연비 제어 수단 (9) 의 목표 공연비 연산부에서 O2 센서 (5) 의 출력값에 기초하여, O2 센서 출력의 편차가 산출된다. 구체적으로는, 3 원 촉매 분위기가 원하는 공연비 상태, 예를 들어 이론 공연비 상태인 것을 나타내는 O2 센서 (5) 에 대하여 미리 설정된 목표 전압으로부터 실제의 O2 센서 출력값을 감산함으로써 산출된다. 단계 102 에 있어서는, 목표 공연비 제어 수단 (9) 의 목표 공연비 연산부에서, 단계 101 에서 산출된 O2 센서 출력의 편차의 적산값 즉 적분값이 산출된다. 구체적으로는, 단계 101 에서 산출된 O2 센서 출력의 편차를 적산함으로써 산출된다. 단계 103 에 있어서는, 목표 공연비 제어 수단 (9) 의 목표 공연비 연산부에서, O2 센서 (5) 의 출력값에 기초하여, O2 센서 출력의 변화량이 산출된다. 구체적으로는, O2 센서 (5) 의 출력값으로부터 전회의 O2 센서 (5) 의 출력값을 감산함으로써 산출된다.
다음으로, 단계 104 내지 단계 105 에서, 내연 기관의 흡입 공기량 및 부하율에 기초하여, PID 제어에 있어서의 비례 보정항, 미분 보정항 및 적분 보정항에 곱하는 보정 계수가, 목표 공연비 연산부에 저장된 각각의 보정 계수를 산출하기 위한 맵에 의해 산출된다. 도 3 은, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 흡입 공기량에 의존하여 설정되고 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 산출하기 위한 제 1 맵의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 4 는, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 부하율에 의존하여 설정되고 적분 보정항에 곱해지는 제 2 보정 계수 (Ksfb2) 를 산출하기 위한 제 2 맵의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
단계 104 에 있어서는, 흡입 공기량 검출 수단 (10) 의 검출 정보에 기초하여, 목표 공연비 연산부에 저장된 제 1 맵 (도 3) 으로부터, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱하는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 산출한다. 도 3 에 나타내어져 있는 바와 같이, 그 PID 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 제 1 보정 계수는, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정된다.
3 원 촉매 (3) 의 산소 흡장량을 일정하게 제어하기 위해, O2 센서 (5) 의 검출 정보에 기초하여 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비가 피드백 제어되고, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 공연비를 그 목표 공연비로 제어하기 위해, 리니어 공연비 센서 (4) 의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어되는 공연비 제어 장치에 있어서는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비가 동일한 목표 공연비값으로 된 경우라도, 흡입 공기량이 상이하면, 3 원 촉매 (3) 에 흡장 또는 방출되는 O2 의 정도는 상이하다. 예를 들어, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비가 이론 공연비보다 린측에 제어된 경우에 있어서는, 흡입 공기량이 클수록, 단위 시간당 3 원 촉매 (3) 에 흡장되는 산소량은 커, 3 원 촉매 (3) 를 저장하는 것이 가능한 산소량 즉 최대 산소 저장량에, 보다 빨리 도달하게 된다. 따라서, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비가 동일한 목표 공연비값으로 된 경우라도, 흡입 공기량이 클수록, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소 흡장량이 크고, 즉, 3 원 촉매 (3) 의 산소, 흡장량에 대한 큰 보정량이 가해져, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나 버리기 쉽다는 현상이 발생할 수 있다.
본 공연비 제어 장치에 있어서는, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수를, PID 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱함으로써, 흡입 공기량이 변화해도, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소의 흡장량 또는 방출량을 일정하게 할 수 있고, 즉, 3 원 촉매 (3) 의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량이 일정할 수 있어, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션을 향상시키는 것이 가능해진다.
단계 105 에 있어서는, 부하율 검출 수단 (11) 의 검출 정보에 기초하여, 목표 공연비 연산부에 저장된 제 2 맵 (도 4) 으로부터, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서 적분 보정항에 곱하는 제 2 보정 계수 (Ksfb2) 를 산출한다. 도 4 에 나타내어져 있는 바와 같이, 그 PID 제어에 있어서의 적분 보정항에 곱해지는 제 2 보정 계수는, 부하율이 클수록 커지도록, 부하율에 비례하여 설정된다. 그 PID 제어에 있어서의 적분 보정항은 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의해 산출된 목표 공연비에 대한, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 공연비의 차이를 보정하는 역할을 하는 것이기 때문에, 내연 기관의 부하율에 비례하여 보정을 부여함으로써, 그 목표 공연비를 고정밀도로 일정하게 유지하는 것을 가능하게 한다.
단계 106 내지 단계 108 에 있어서는, 단계 101 내지 단계 105 에서 산출된 각 산출값, 및, PID 제어에 있어서의 소정의 P 게인, I 게인 및 D 게인에 기초하여, 비례 (P) 보정량, 적분 (I) 보정량 및 미분 (D) 보정량이 산출된다.
단계 106 에 있어서는, 단계 101 에서 산출된 O2 센서 출력 편차와 단계 104 에서 산출된 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 와 P 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정량이 산출된다. 단계 107 에 있어서는, 단계 102 에서 산출된 O2 센서 출력 편차의 적분값과 단계 105 에서 산출된 제 2 보정 계수 (Ksfb2) 와 I 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 적분 보정량이 산출된다. 단계 108 에 있어서는, 단계 103 에서 산출된 O2 센서 출력 변화량과 단계 104 에서 산출된 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 와 D 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 미분 보정량이 산출된다.
계속되는 단계 109 에 있어서는, 단계 106 내지 단계 108 에서 산출된, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정량, 적분 보정량 및 미분 보정량의 각각을 가산함으로써 피드백 보정량이 산출되고, 일련의 제어 루틴을 종료한다.
그리고, 도 2 에 나타낸 일련의 제어 루틴이 종료된 후, 연료 분사량 제어 수단 (16) 에 의해, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 공연비를, 단계 109 에서 산출된 피드백 보정량에 기초하여 피드백 제어된 목표 공연비로 하기 위해, 리니어 공연비 센서 (4) 로부터 검출된 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기 현상의 공연비정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어된다.
도 5 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 1 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 제어 루틴의 제 2 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다.
3 원 촉매 (3) 가 산소를 흡장하는 것이 가능한 최대량 즉 최대 산소 흡장량 은, 3 원 촉매 (3) 의 열열화 등에 기인하여 열화될 가능성이 있는 것이 알려져 있다. 따라서, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비가 동일한 목표 공연비값으로 되고 또한 흡입 공기량이 동일하여도, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량의 열화가 클수록, 3 원 촉매 (3) 로의 산소 흡장에 대한 허용 범위에, 보다 빨리 도달해 버리게 되어, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나 버릴 가능성이 크다.
이 점에 기초하여, 도 5 에 나타내어지는 제 2 실시형태의 제어 루틴에 있어서는, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 열화 또는 저하되는 사용 환경에 고빈도로 3 원 촉매 (3) 가 노출되는 경우를 고려하여, 도 2 에 나타내어진 제어 루틴에 대하여, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정량 및 미분 보정량을 산출할 때에, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량에 비례하여 산출되는 제 3 보정 계수가 파라미터로서 더해진다. 이로써, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 작을수록, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 작게 하도록 제어할 수 있어, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 열화 또는 저하된 경우라도, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션을 향상시키는 것이 가능해진다.
이하에 각 단계의 상세한 것에 대하여 설명한다.
도 5 에 나타내는 제 2 실시형태의 제어 루틴에 있어서, 단계 201 내지 단계 205 에 있어서는, O2 센서 출력 편차, O2 센서 출력 편차를 적산함으로써 산출되는 적분값, O2 센서 출력의 변화량, 흡입 공기량에 의존한 제 1 보정 계수 (Ksfb1), 및, 부하율에 의존한 제 2 보정 계수 (Ksfb2) 가 산출되지만, 이들 각 단계의 내용은, 도 2 에 나타내어진 제 1 실시형태의 제어 루틴의 단계 101 내지 단계 105 와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
단계 206 에 있어서는, 산소 스토리지 능력 검출 수단 (12) 에 의해 검출된 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 목표 공연비 제어 수단 (9) 의 목표 공연비 연산부에 도입되고, 계속되는 단계 207 에 있어서는, 단계 206 에 검출된 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량의 검출 정보에 기초하여, 목표 공연비 연산부에 저장된 제 3 맵 (도 6) 으로부터, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱하는 제 3 보정 계수 (촉매 열화 계수) 를 산출한다. 도 6 은, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서, 최대 산소 흡장량에 의존하여 설정되고 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 제 3 보정 계수 (촉매 열화 계수) 를 산출하기 위한 제 3 맵을 나타내는 도면이다. 도 6 에 나타내어져 있는 바와 같이, 그 PID 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 제 3 보정 계수는, 최대 산소 흡장량이 클수록 커지도록 최대 산소 흡장량에 비례하여 설정된다. 이로써, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 작을수록, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 작게 하도록 제어할 수 있어, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 열화 또는 저하된 경우라도, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션을 향상시키는 것이 가능해진다.
단계 208 내지 단계 210 에 있어서는, 단계 201 내지 단계 207 에서 산출된 각 산출값, 및, PID 제어에 있어서의 소정의 P 게인, I 게인 및 D 게인에 기초하여, 비례 보정량, 적분 보정량 및 미분 보정량이 산출된다.
단계 208 에 있어서는, 단계 201 에서 산출된 O2 센서 출력 편차와 단계 204 에서 산출된 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 와 단계 207 에서 산출된 제 3 보정 계수 (촉매 열화 계수) 와 P 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정량이 산출된다. 단계 209 에 있어서는, 단계 202 에서 산출된 O2 센서 출력 편차의 적분값과 단계 205 에서 산출된 제 2 보정 계수 (Ksfb2) 와 I 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 적분 보정량이 산출된다. 단계 210 에 있어서는, 단계 203 에서 산출된 O2 센서 출력 변화량과 단계 204 에서 산출된 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 와 단계 207 에서 산출된 제 3 보정 계수 (촉매 열화 계수) 와 D 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 미분, 보정량이 산출된다.
계속되는 단계 211 에 있어서는, 단계 208 내지 단계 210 에서 산출된, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정량, 적분 보정량 및 미분 보정량의 각각을 가산함으로써 피드백 보정량이 산출되고, 일련의 제어 루틴을 종료한다.
그리고, 도 5 에 나타낸 일련의 제어 루틴이 종료된 후, 연료 분사량 제어 수단 (16) 에 의해, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 공연비를, 단계 211 에서 산출된 피드백 보정량에 기초하여 피드백 제어된 목표 공연비로 하기 위해, 리니어 공연비 센서 (4) 에 의해 검출된 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기 현상의 공연비정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어된다.
이상, 도 2 내지 도 6 을 참조하여, 본 공연비 제어 장치가 적용된 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 제 1 실시형태의 제어 루틴 및 제 2 실시형태의 제어 루틴에 의하면, 흡입 공기량이 변화해도, 3 원 촉매 (3) 의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 할 수 있고, 즉, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소의 흡장량 또는 방출량을 일정하게 할 수 있고, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션의 향상을 도모하는 것을 가능하게 한다.
그런데, 흡입 공기량이 변화해도 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소의 흡장량 또는 방출량을 일정하게 하도록 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 곱하여 피드백 보정량을 산출하는 피드백 제어가, 내연 기관의 시동 직후나 장기간에 걸친 연료 컷으로부터의 복귀 후, 또는 장기간에 걸친 아이들 운전 상태에 있어서 적용된 경우, 과도한 헌팅이 발생하여, 에미션이나 드라이버빌리티의 악화를 초래할 가능성이 있다고 생각된다.
내연 기관의 시동 직후, 긴 연료 공급 컷으로부터의 복귀 후, 또는 긴 아이 들 운전 방치 후와 같은 상태는, 흡입 공기량이 작은 상태가 계속되는 상태이며, 3 원 촉매 온도가 저하되기 쉬운 상태이다. 3 원 촉매 온도가 저하되기 쉬운 환경하에 있어서는 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 저하되는 것이 알려져 있다. 따라서, 이러한 상태에 있어서는, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 작게 하도록 제어할 필요가 있다. 그러나, 내연 기관의 시동 직후, 긴 연료 공급 컷으로부터의 복귀 후, 또는 긴 아이들 운전 방치 후와 같은 상태는 흡입 공기량이 작은 상태이기도 하기 때문에, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수, 즉, 흡입 공기량이 작아질수록 크게 설정되는 제 1 보정 계수가 비례 보정항 및 미분 보정항에 곱해지는 PID 제어가 실행된 경우, 3 원 촉매 (3) 에 대한 단위 시간당 산소 흡장량 또는 산소 방출량을 크게 하도록 제어되어 버리기 때문에, 과도한 헌팅이 발생하여, 에미션이나 드라이버빌리티의 악화를 초래할 가능성이 있다고 생각된다.
이 점에 기초하여, 내연 기관의 시동 직후나 장기간에 걸친 연료 컷으로부터의 복귀 후, 또는 장기간에 걸친 아이들 운전 상태에 있어서, 목표 공연비 제어 수단 (9) 에 의한 PID 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에 대한 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈을 금지하는 제어 루틴이, 도 2 및 도 5 에 나타내어진 제어 루틴에 추가되어도 된다.
도 7 은, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈을 소정의 조건에 있어서 금지하는 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 7 에 나타내는 제어 루틴에 있어서, 시동 상태 판정 수단 (13), F/C 상태 판정 수단 (14) 및 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 에 의해, 내연 기관의 시동 직후나 장기간에 걸친 연료 컷으로부터의 복귀 후, 또는 장기간에 걸친 아이들 운전 상태에 있는지 아닌지가 판정되고, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 곱하는 보정 (이하, Ga 보정이라고 한다) 을 허가할지 금지할지가 판정된다.
이하에, 각 단계의 상세한 것에 대하여 설명한다.
단계 301 에 있어서, 시동 상태 판정 수단 (13) 의 시동 상태 타이머 수단에 의한 시동 후 시간 카운터 (Tast) 의 산출 즉 내연 기관의 시동 후의 계속 시간이 카운트되어, 내연 기관의 시동 후의 계속 시간이 시동 후의 Ga 보정을 허가하는 판정값 (α) 을 초과하고 있는지 아닌지가 판정된다. 내연 기관의 시동 후의 계속 시간이 시동 후의 Ga 보정을 허가하는 판정값 (α) 을 초과하였다고 판정된 경우에는, 단계 305 로 진행되고, Ga 보정이 금지된다. 내연 기관의 시동 후의 계속 시간이 시동 후의 Ga 보정을 허가하는 판정값 (α) 을 초과하였고 판정된 경우에는, 계속해서 단계 302 로 진행된다.
단계 302 에 있어서는, F/C 상태 판정 수단 (14) 에 의한 Ga 보정 금지 플래그 (Xfclng) 의 ON/OFF 가 판정된다. Ga 보정 금지 플래그가 ON 되어 있다고 판정된 경우에는, 단계 305 로 진행되고, Ga 보정이 금지된다. Ga 보정 금지 플래그가 OFF 되어 있다고 판정된 경우에는, 단계 303 으로 진행된다.
단계 303 에 있어서는, 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 에 의한 Ga 보정 금지 플래그 (Xidlng) 의 ON/OFF 가 판정된다. Ga 보정 금지 플래그가 ON 되어 있다고 판정된 경우에는, 단계 305 로 진행되고, Ga 보정이 금지된다. Ga 보정 금지 플래그가 OFF 되고 있다고 판정된 경우에는, 단계 304 로 진행되고, Ga 보정이 허가되어, 일련의 제어 루틴이 종료된다. 또한, 도 7 에 나타내어진 본 실시형태에 있어서는, 내연 기관의 시동 직후 상태, 장기간에 걸친 연료 컷으로부터의 복귀 후 상태, 및 장기간에 걸친 아이들 운전 상태의 모든 조건이 Ga 보정의 허가 조건을 만족한 경우에 Ga 보정이 허가되지만, 이들 세 개의 상태 내의 임의의 하나 또는 임의의 두 개의 상태 조건이 Ga 보정의 허가 조건을 만족한 경우에 Ga 보정이 허가되도록 제어 루틴이 구성되어도 된다.
도 8 은, 도 7 에 나타내어진 제어 루틴의 단계 301 에 있어서의 시동 후 시간 카운터 (Tast) 즉 내연 기관의 시동 후의 계속 시간을 카운트하는 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 8 에 나타내는 루틴에 있어서는, 시동 상태 판정 수단 (13) 에 의해, 단계 401 에서 내연 기관이 시동 후에 있는지 아닌지가 판정되고, 시동 후에 있다고 판정되면, 단계 402 로 진행되고, 시동 후의 계속 시간이 카운트되어, 시동 후에 없다고 판정되면, 단계 403 으로 진행되고, 카운트된 계속 시간이 클리어된다.
도 9 는, 도 7 에 나타내어진 제어 루틴의 단계 302 에 있어서는, F/C 상태 판정 수단 (14) 에 의한 Ga 보정 금지 플래그 (Xfclng) 의 ON/OFF 판정의 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 9 에 나타내는 제어 루틴에 있어서는, 단계 501 에서 내연 기관이 연료 공급 컷 (F/C) 중인지 아닌지가 판정된다. 단계 501 에 있어서, 연료 공급 컷 중이라고 판정되면, 단계 502 및 단계 503 으 로 진행되고, 연료 공급 컷 계속 시간 카운터 (Tfc) 의 인크리먼트 즉 연료 공급 컷 계속 시간의 카운트가 이루어지며, 또, 연료 공급 컷 복귀 후의 시간 카운터 (Tafc) 가 클리어되며, 계속해서 단계 504 로 진행된다. 단계 504 에 있어서는, 연료 공급 컷 계속 시간이, Ga 보정을 금지하는 금지 판정값 (β) 을 초과하고 있는지 아닌지가 판정된다. 연료 공급 컷 계속 시간이, Ga 보정을 금지하는 금지 판정값 (β) 을 초과하고 있다고 판정되면, 단계 505 로 진행되고, Ga 보정 금지 플래그가 ON 되어 Ga 보정이 금지된다. 단계 501 에 있어서, 연료 공급 컷 중이 아니라고 판정되면, 단계 506 및 단계 507 로 진행되고, 연료 공급 컷 계속 시간 카운터 (Tfc) 가 클리어되고, 또, 연료 공급 컷 복귀 후의 시간 카운터 (Tafc) 의 인크리먼트 연료 공급 컷 복귀 후의 시간의 카운트가 이루어지며, 계속해서 단계 508 로 진행된다. 단계 508 에 있어서는, 연료 공급 컷 복귀 후의 시간 카운터가, Ga 보정을 허가하는 허가 판정값 (γ) 을 초과하고 있는지 아닌지가 판정된다. 연료 공급 컷 복귀 후의 시간 카운터가, Ga 보정을 허가하는 허가 판정값 (γ) 을 초과하고 있다고 판정되면, 단계 509 로 진행되고, Ga 보정 금지 플래그가 OFF 되어 Ga 보정이 허가된다.
도 10 은, 도 7 에 나타내어진 제어 루틴의 단계 303 에 있어서의, 아이들 운전 상태 판정 수단 (15) 에 의한 Ga 보정 금지 플래그 (Xidlng) 의 ON/OFF 판정의 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 10 에 나타내는 제어 루틴에 있어서는, 단계 601 에서 내연 기관이 아이들 운전중인지 아닌지가 판정된다. 단계 601 에 있어서, 아이들 운전중이라고 판정되면, 단계 602 및 단계 603 으 로 진행되고, 아이들 운전 계속 카운터 (Tidle) 의 인크리먼트 즉 아이들 운전 계속 시간의 카운트가 이루어지고, 또 아이들 운전 종료 후의 시간 카운터 (Taidle) 가 클리어되어, 계속해서 단계 604 로 진행된다. 단계 604 에 있어서는, 아이들 운전 계속 카운터가, Ga 보정을 금지하는 금지 판정값 (τ) 을 초과하고 있는지 아닌지가 판정된다. 아이들 운전 계속 카운터가, Ga 보정을 금지하는 금지 판정값 (τ) 을 초과하고 있다고 판정되면, 단계 605 로 진행되고, Ga 보정 금지 플래그가 ON 되어 Ga 보정이 금지된다. 단계 601 에 있어서, 아이들 운전중이 아니라고 판정되면, 단계 606 및 단계 607 로 진행되고, 아이들 운전 계속 카운터 (Tidle) 가 클리어되고, 또, 아이들 운전 종료 후의 시간 카운터 (Taidle) 의 인크리먼트 즉 아이들 운전 종료 후의 시간의 카운트가 이루어지고, 계속해서 단계 608 로 진행된다. 단계 608 에 있어서는, 아이들 운전 종료후의 통상 운전 상태의 계속 시간이, Ga 보정을 허가하는 허가 판정값 (υ) 을 초과하고 있는지 아닌지가 판정된다. 아이들 운전 종료 후의 통상 운전 상태의 계속 시간이, Ga 보정을 허가하는 허가 판정값 (υ) 을 초과하고 있다고 판정되면, 단계 609 로 진행되고, Ga 보정 금지 플래그가 OFF 되어 Ga 보정이 허가된다.
또한, 도 2 및 도 5 를 참조하여, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 1 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 두 개의 제어 루틴의 실시형태를 나타냈지만, 흡입 공기량이 변화해도 산소 스토리지 능력을 갖는 3 원 촉매와 같은 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 한다는 본 발 명의 목적은, D 제어가 없는 PI 제어에 있어서도 달성하는 것이 가능하고, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량은, PI 제어에 의해 산출된 보정량이 적용되어도 된다. 그 경우에는, 도 2 및 도 5 에 참조된 제어 루틴에서 미분 (D) 보정항에 관한 단계가 불필요해진다.
또, 도 2 및 도 5 에 나타내어진, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PID 제어의 두 개의 제어 루틴의 실시형태에 있어서는, 흡기 밸브가 열리고 이어서 닫힌 경우에 각 기통의 통 내에 충전되어 있는 새 공기의 양은 흡입 공기량과 함께 기관 회전수나 기통수 단계에도 의존하여 변화하는 것을 고려하여, 보다 고정밀도로 목표 공연비의 피드백 제어를 가능하게 하도록, 적분 보정항에, 흡기 밸브가 열리고 이어서 닫힌 경우에 각 기통의 통 내에 충전되어 있는 새 공기의 양을 표시하는 부하율이 클수록 크게 설정되는 보정 계수가 곱해진다. 그러나, 흡입 공기량이 변화해도 산소 스토리지 능력을 갖는 3 원 촉매와 같은 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 한다는 본 발명의 목적은, 적분 보정항에, 부하율에 의존하는 보정 계수를 곱하는 대신에, 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 보정 계수를 곱함으로써도 달성할 수 있고, 적분 보정항에 대한 보정 계수로서, 흡입 공기량에 의존하는 보정 계수가 적용되어도 된다. 그 경우에는, 도 2 및 도 5 에 참조된 제어 루틴에 있어서, 부하율이 클수록 크게 설정되는 보정 계수 대신에, 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 보정 계수가 적분 (I) 보정항에 곱해짐으로써, 부하율 검출 수단 (11) 이 불필요해진다.
도 11 은, 본 발명의 내연 기관의 공연비 제어 장치의 또 하나의 실시형태에 나타내는 개략도이다. 도 11 에 나타내어진 각 구성 요소는, 도 1 에 나타내어진 공연비 제어 장치와 거의 동일하며, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호가 붙여져 있다. 도 1 에 나타내어진 공연비 제어 장치와 상이한 구성 요소에 대하여 이하에 설명한다.
도 11 에 나타내어진 목표 공연비 제어 수단 (50) 의 목표 공연비 연산부는, D 제어부를 갖지 않는 PI 제어부에서 구성되고, 또, 기관 회전수에 의존하여 적분 보정항에 곱하는 제 4 보정 계수 (ksfb4) 를 산출하는 제 4 맵 (도 13) 과, 도 1의 실시형태와 동일한 흡입 공기량에 의존하여 비례 보정항에 곱하는 제 1 보정 계수를 산출하는 제 1 맵 (도 3) 을 갖는다. 적분 보정항에 곱하는 제 4 보정 계수는, 구체적으로는 기관 회전수가 클수록 작게 설정된다. 또, 목표 공연비 제어 수단 (50) 은, O2 센서 출력의 편차를 적산함으로써 산출되는 적분값을 학습 제어하는 적분값 학습 수단을 갖는다. 또한, 도 11 에 나타내어진 공연비 제어 장치는, 기관 회전수를 검출하는 기관 회전수 검출 수단 (51) 과, 리치 제어 상태 판정 수단 (52) 을 갖는다. 그 리치 제어 상태 판정 수단 (52) 은 연료 분사 상태, 기관 회전수, 배기 정화 촉매의 산소 흡장량의 변화 등에 기초하여, 연료 공급 컷에 의해 저하된 배기 정화 촉매의 정화 작용을 조기에 적정한 상태로 회복하기 위해서 연료 공급 컷 복귀시에 배기 정화 촉매 분위기의 공연비를 리치 공연비로 하는 리치 제어 상태인지 아닌지, 및, 그 리치 제어 상태가, 흡입 공기량이 매우 작 은 아이들 운전 상태 (아이들링 상태) 가 될 때까지 연료 공급 컷이 계속되고나서 복귀된 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어 상태인지 아닌지를 판정하는 역할을 하는 것이다. 또한, 목표 공연비 제어 수단 (50) 의 목표 공연비 연산부는 상기 연료 공급 컷 자연 복귀시의 상기 리치 제어가 실행될 때의, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수를 비례 보정항에 곱하는 보정을 금지하는 소정 시간을, 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량에 기초하여 산출하는 제 5 맵 (도 16) 을 갖는다.
도 12 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 11 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 제어 루틴의 제 3 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다. 또한, 도 12 에 나타내는 제 3 실시형태의 제어 루틴에 있어서는, D 제어가 없는 PI 제어에 의해, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량이 산출된다.
목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 보정량의 산출 처리 타이밍 설정에는 각종의 설정 방법이 생각되지만, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 보정량의 산출 처리가 실행되는 것이 하나의 방법으로서 생각된다. 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적분 보정항의 보정량 산출에 있어서는, 처리 루틴마다 O2 센서 출력 편차를 적산하여 적산값 즉 적분값을 산출하는 적분 처리가 실행되게 되지만, 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적 분 보정항의 보정량 산출 처리가 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우, O2 센서 출력 편차가 연료 분사마다 적산되게 되고, 이것은, 기관 회전수에 의존하여 단위 시간당 O2 센서 출력 편차를 적산함으로써 산출되는 적분값에 상이를 초래하여, 단위시간당 적분 보정항의 보정량에 상이를 초래하게 된다. 예를 들어, 기관 회전수가 높아질수록 단위 시간당 연료 분사 횟수가 많아지고, 단위 시간당 적산 처리 횟수가 많아져, 단위 시간당 적분 보정항의 보정량은 커진다. 이러한 기관 회전수의 변동에 의해 초래되는 적분 보정항의 보정량의 변동은, 내연 기관의 운전 상태에 따라서는, O2 센서 출력 편차의 과잉의 적산을 초래하고, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어에 큰 영향을 초래하여, 배기 에미션의 악화를 초래할 가능성이 있다.
이 점에 기초하여, 도 12 에 나타내어지는 제 3 실시형태의 제어 루틴에 있어서는, 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적분 보정항의 보정량 산출 처리가 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우의 적분 보정항의 보정량 산출에 있어서의 기관 회전수의 영향을 고려하여, 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적분 보정량을 산출할 때에, 기관 회전수가 클수록 작게 설정되는 제 4 보정 계수가 파라미터로서 더해진다. 이로써, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어에 대한 기관 회전수의 영향을 억제할 수 있어, 배기 에미션의 악화를 방지하는 것이 가능해진 다.
이하에 각 단계의 상세한 것에 대하여 설명한다.
먼저, 단계 701 에 있어서, 목표 공연비 제어 수단 (50) 의 목표 공연비 연산부에서 O2 센서 (5) 의 출력값에 기초하여, O2 센서 출력의 편차가 산출된다. 구체적으로는, 3 원 촉매 분위기가 원하는 공연비 상태, 예를 들어 이론 공연비 상태인 것을 나타내는 O2 센서 (5) 에 대하여 미리 설정된 목표 전압으로부터 실제의 O2 센서 출력값을 감산함으로써 산출된다.
계속되는 단계 702 및 단계 703 에 있어서, 내연 기관의 흡입 공기량 및, 기관 회전수에 기초하여, PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 적분 (I) 보정항에 곱하는 보정 계수가, 목표 공연비 연산부에 저장된 각각의 보정 계수를 산출하기 위한 맵에 의해 산출된다. 도 13 은, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서, 기관 회전수에 의존하여 설정되고 적분 보정항에 곱해지는 제 4 보정 계수 (Ksfb4) 를 산출하기 위한 제 4 맵의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 흡입 공기량에 의존하여 설정되고 비례 보정항에 곱해지는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 산출에는, 도 1 에 나타낸 실시형태와 마찬가지로, 도 3 에 나타내는 제 1 맵이 사용된다.
단계 702 에 있어서는, 흡입 공기량 검출 수단 (10) 의 검출 정보에 기초하여, 목표 공연비 연산부에 저장된 제 1 맵 (도 3) 으로부터, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서 비례 보정항에 곱하는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 산출한다. 도 3 에 나타내어져 있는 바와 같이, 그 PI 제어에 있어서의 비례 보정항에 곱해지는 제 1 보정 계수는, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정된다. 이로써, 도 2 에 나타내어지는 제어 루틴에 있어서의 작용 효과와 마찬가지로, 흡입 공기량이 변화해도, 3 원 촉매 (3) 의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 할 수 있어, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 에미션을 향상시키는 것이 가능해진다.
단계 703 에 있어서는, 기관 회전수검출 수단 (51) 의 검출 정보에 기초하여, 목표 공연비 연산부에 저장된 제 4 맵 (도 13) 으로부터, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서 적분 보정항에 곱하는 제 4 보정 계수 (Ksfb4) 를 산출한다. 도 13 에 나타내어져 있는 바와 같이, 적분 보정항에 곱해지는 제 4 보정 계수는 기관 회전수가 클수록 작게 설정된다.
계속되는 단계 704 에 있어서는, 기관 회전수를 고려한 O2 센스 출력 편차를 적산하여 적분값을 산출하는 적분 처리가 실행된다. 구체적으로는, 단계 701 에서 산출된 O2 센서 출력 편차에, 단계 703 에서 산출된 제 4 보정 계수가 곱해진 값을 적산하여 적분값을 산출하는 적분 처리가 실행된다. 이로써, 예를 들어, 기관 회전수가 높은 경우에 있어서의 O2 센서 출력 편차의 과잉인 적산을 방지하여, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어에 대한 기관 회전수의 영향을 억제할 수 있어, 배기 에미션의 악화를 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 적분값의 산출에 있어서는, 단계 703 에서 산출된 제 4 보정 계수를 O2 센서 출력 편차에 곱한 값을 적산하여 적분값을 산출하는 대신에, O2 센서 출력 편차를 기관 회전수로 제산한 값을 적산하여 적분값을 산출해도 된다.
계속되는 단계 705 에 있어서는, 적분값 학습 수단에 의해 적분값에 대한 학습값의 갱신이 실시된다. 구체적으로는, 금회의 단계 704 에서 산출된 적분값에 학습 갱신 비율 (1/n) 이 곱해진 값이, 전회의 본 단계 705 에서 산출된 학습값에 가산됨으로써 이루어진다. 여기서, 학습 갱신 비율 (1/n) 이란, 학습 속도를 조정하는 파라미터가 되는 것이며, 설계 사양에 따라 적절하게 결정되는 것이다.
계속되는 단계 706 에 있어서는, 단계 705 에 있어서의 적분값에 대한 학습값의 갱신에 수반하여, 적분값의 수정이 실시된다. 구체적으로는, 전회의 본 단계 706 에 있어서 수정된 적분값으로부터, 금번 단계 704 에서 산출된 적분값에 학습 갱신 비율이 곱해진 값이 감산됨으로써 이루어진다.
계속되는 단계 707 및 단계 708 에 있어서는, 단계 701 내지 단계 706 에서 산출된 각 산출식, 및, PI 제어에 있어서의 소정의 P 게인 및 I 게인에 기초하여, 비례 (P) 보정량 및 적분 (I) 보정량이 산출된다.
단계 707 에 있어서는, 단계 701 에서 산출된 O2 센서 출력 편차와 단계 702 에서 산출된 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 와 P 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서의 비례 보정량이 산출된다. 단계 708 에 있어서는, 단계 706 에서 산출된 수정된 O2 센서 출력 편차의 적분값과 I 게인을 곱함으로써, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서의 적분 보정량이 산출된다.
계속되는 단계 709 에 있어서는, 단계 705, 단계 707 및 단계 708 에서 산출된, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서의 학습값, 비례 보정량 및 적분 보정량의 각각을 가산함으로써 피드백 보정량이 산출되고, 일련의 제어 루틴을 종료한다.
그리고, 도 12 에 나타낸 일련의 제어 루틴이 종료된 후, 연료 분사량 제어 수단 (16) 에 의해, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 공연비를, 단계 709 에서 산출된 피드백 보정량에 기초하여 피드백 제어된 목표 공연비로 하기 위해, 리니어 공연비 센서 (4) 에 의해 검출된 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기 현상의 공연비 정보에 기초하여 연료 분사량이 피드백 제어된다.
또한, 도 12 에 나타낸 제어 루틴에 있어서는, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 PI 제어에 있어서의 적분 보정항에 대하여 학습 제어를 실시함으로써, 피드백 제어의 연산 부하를 저감하여, 제어 정밀도의 향상을 도모하고 있다. 그러나, 흡입 공기량이 변화해도 산소 스토리지 능력을 갖는 3 원 촉매와 같은 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 한다는 본 발명의 목적은, 그 학습 제어가 실시되지 않아도 달성하는 것이 가능하고, 그 학습 제어의 적용이 삭제되어도 된다. 그 경우에는, 도 12 에 나타내는 제어 루틴에 있어서 의 단계 705 및 단계 706 이 불필요해진다.
도 14 는, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 11 에 나타내는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 제어 루틴의 제 4 실시형태를 나타내는 플로우차트도이다. 또한, 도 14 에 나타내는 제 4 실시형태의 제어 루틴에 있어서는, 도 12 에 나타내어진 제 3 실시형태와 마찬가지로, D 제어가 없는 PI 제어에 의해, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량이 산출된다.
상기 서술한 바와 같이, 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적분 보정항의 보정량 산출 처리가 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우에 있어서는, O2 센서 출력 편차가 연료 분사마다 적산되게 되고, 이것은, 기관 회전수에 의존하여 단위 시간당 O2 센서 출력 편차의 적분값에 상이를 초래하여, 단위 시간당 적분 보정항의 보정량에 상위를 초래하게 된다. 그러나, 목표 공연비의 피드백 제어에 있어서의 적분 보정항의 보정량 산출 처리를 소정 시간마다 동기하는 처리 루틴으로 실행시킴으로써, 기관 회전수에 영향받지 않고, 단위 시간당 적산 처리 횟수를 일정하게 할 수 있어, 적분 보정량의 산출에 있어서의 기관 회전수의 영향을 억제하는 것이 가능해진다.
이 점에 기초하여, 도 14 에 나타내어지는 제 4 실시형태의 제어 루틴에 있어서는, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 피드백 제어에 있어서의 적분 보정량의 산출 처리를, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행하는 것이 아니라, 소 정 시간마다 동기하는 처리 루틴으로 실행한다. 이로써, 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하는 제어에 대한 기관 회전수의 영향을 억제할 수 있어, 배기 에미션의 악화를 방지하는 것이 가능해진다.
도 14 에 나타내어지는 제어 루틴에 있어서, 단계 801 및 단계 802 와, 단계 804 내지 단계 808 은 각각, 도 12 에 나타내어진 제어 루틴에 있어서의 단계 701 및 단계 702 와, 단계 705 내지 단계 709 와 동일하며, 설명은 생략한다.
이하에 단계 803 에 대해서만 설명한다.
도 14 에 나타내어지는 제 4 실시형태의 제어 루틴에 있어서는, 목표 공연비 제어 수단 (50) 에 의한 피드백 제어에 있어서의 적분 보정량의 산출 처리를, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행하는 것이 아니라, 소정 시간마다 동기하는 처리 루틴으로 실행하고 있기 때문에, 적분 보정항의 보정량 산출에 있어서의 기관 회전수의 영향은 적다. 그 때문에, 단계 803 에 있어서는, O2 센서 출력 편차를 적산하여 적분값을 산출하는 적분 처리가 이루어질 때, 도 12 에 나타내어진 제어 루틴에 있어서의 단계 704 와 같이 O2 센서 출력 편차에 제 4 보정 계수가 곱해진 값을 적산하는 적분 처리가 실행되지 않고, 단계 801 에서 산출된 O2 출력 센서 출력 편차를 직접적으로 적산하는 적분 처리가 실행된다.
또한, 도 12 및 도 14 를 참조하여, 본 공연비 제어 장치가 적용된 도 11 에 나타내어지는 내연 기관에서 실행되는, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공 연비의 피드백 제어 보정량을 산출하는 PI 제어의 두 개의 제어 루틴의 실시형태를 나타내어 왔지만, 3 원 촉매 (3) 에 유입되는 배기의 목표 공연비의 피드백 제어 보정량은, 도 2 및 도 5 에 나타내어진 PID 제어에 의해 산출된 보정량이 적용되어도 된다. 그 경우에는, 도 2 및 도 5 에 나타내어진 제어 루틴의 미분 (D) 보정항에 관한 단계가 도 12 및 도 14 에 나타내어진 제어 루틴에 추가되게 된다. 또, 도 2 및 도 5 에 나타내어진 제어 루틴에 있어서와 같은, 부하율 또는 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 보정 계수가 적분 보정량의 산출에 적용되어도 된다. 추가로, 도 5 에 나타내어진 제어 루틴에 있어서와 같은, 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정되는 보정 계수가 비례 보정량 또는 미분 보정량의 산출에 적용되어도 된다.
그런데, 내연 기관에 있어서, 연료 공급 컷이 실행되면, 내연 기관 내에 흡입된 공기가 그대로 배기 정화 촉매에 흘러들기 때문에, 배기 정화 촉매에 산소 과다 상태가 발생한다. 이 상태에서는, 배기 정화 촉매의 정화 작용이 저하되어 버리기 때문에, 조기에 적정한 상태로 회복하기 위해서, 연료 공급 컷 복귀시에 배기 정화 촉매 분위기의 공연비를 리치 공연비로 하는 이른바 리치 제어를 실시하는 기술이 있다. 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에, 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 를 곱하여 피드백 보정량을 산출하는 피드백 제어가 적용된 상태에서 상기 리치 제어가 실행된 경우, 연료 공급 컷 복귀시의 흡입 공기량이 작은 것에 기인하여 배기 에미션의 악화를 초래할 가능성이 있다. 특히, 그 목표 공연비 피드백 제어가 적용되어 있 는 상태에서, 흡입 공기량이 매우 작은 아이들 운전 상태가 될 때까지 연료 공급 컷이 계속되고나서 복귀되는 연료 공급 컷 자연 복귀시에 상기 리치 제어가 실행된 경우에는, 흡입 공기량이 매우 작기 때문에, 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 보정량은 커지도록 제어되어 버리고, 일단, 리치 공연비로 된 정화 촉매 분위기가, 바로 린 공연비 분위기로 되돌려져 버려, 저하된 배기 정화 작용을 충분히 회복시키지 못하고, 배기 에미션의 악화를 초래할 가능성이 크다.
이 점에 기초하여, 상기와 같은 리치 제어시에 있어서, 목표 공연비 제어 수단에 의한 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 비례 보정항 및 미분 보정항에 대한, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈을 소정의 조건에 있어서 금지하는 제어가, 목표 공연비 피드백 제어의 제어 루틴에 추가되어도 된다.
도 15 는, 흡입 공기량이 매우 작은 아이들 운전 상태가 될 때까지 연료 공급 컷이 계속되고나서 복귀되는 연료 공급 컷 자연 복귀시에 상기 리치 제어를 실행할 때에, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈을 소정의 조건에 있어서 금지하는 제어 루틴의 일 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 15 에 나타내는 제어 루틴에 있어서, 리치 제어 상태 판정 수단 (52) 에 의해, 연료 공급 컷으로부터의 복귀시의 리치 제어 상태에 있는지 아닌지, 및, 그 리치 제어 상태가 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어인지 아닌지가 판정되고, 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어라고 판정된 경우에는, 흡입 공기량에 의존하여 설정되는 제 1 보정 계수 (Ksfb1) 의 곱셈 보정 (이하, Ga 보정이라고 한다) 이 소 정 기간 금지된다. 이로써, 배기 정화 촉매 분위기를 확실하게 리치 공연비로 할 수 있어, 연료 공급 컷에 의해 저하된 배기 정화 촉매의 정화 작용을 조기에 적정한 상태로 회복하는 것이 가능해진다.
이하에, 각 단계의 상세한 것에 대하여 설명한다.
먼저, 단계 901 및 단계 902 에 있어서, 리치 제어 상태 판정 수단 (52) 에 의해, 내연 기관의 운전 상태가, 연료 공급 컷으로부터의 복귀시의 리치 제어 실행중인지 아닌지, 및, 그 리치 제어 상태가 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어인지 아닌지의 판정이 이루어진다. 내연 기관의 운전 상태가, 연료 공급 컷 복귀시의 리치 제어 상태이고, 또한, 그 리치 제어 상태가 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어라고 판정되면 계속해서 단계 903 으로 진행된다.
단계 903 에 있어서는, Ga 보정이 금지되고, 계속되는 단계 904 에 있어서는, 연료 공급 컷 자연 복귀시로부터의 리치 제어의 계속 시간을 카운트하기 위한 시간 카운터가 클리어된다. 계속해서, 단계 905 에 있어서는, Ga 보정이 금지중인지 아닌지가 판정되고, Ga 보정이 금지중이라고 판정되면, 계속해서 단계 906 으로 진행된다.
단계 906 에 있어서는, O2 센서 (5) 로부터의 검출 상태에 기초하여, 3 원 촉매 분위기가 리치 공연비 상태에 있는지 아닌지의 판정이 이루어진다. 3 원 촉매 분위기가 리치 공연비 상태에 있다고 판정되면, 계속해서 단계 907 및 단계 908 로 진행된다.
단계 907 및 단계 908 에 있어서는, 산소 스토리지 능력 검출 수단 (12) 에 의해 검출된 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 목표 공연비 제어 수단 (50) 의 목표 공연비 연산부에 판독되고, 검출된 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량의 검출 정보에 기초하여, 목표 공연비 연산부에 저장된 제 5 맵 (도 16) 으로부터, Ga 보정을 금지하는 소정 시간을 산출한다. 도 16 은, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량에 의존하여 설정되고 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어가 실행될 때의 Ga 보정 금지 시간 (σ) 을 산출하기 위한 제 5 맵을 나타내는 도면이다. 도 16 에 나타내어져 있는 바와 같이, 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어가 실행될 때의 Ga 보정 금지 시간은, 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정된다. 이로써, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 작을수록, 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어가 실행될 때의 Ga 보정 금지 시간을 짧게 하도록 제어할 수 있어, 3 원 촉매 (3) 의 최대 산소 흡장량이 열화 또는 저하된 경우라도, 3 원 촉매 분위기가 정화 윈도우로부터 크게 벗어나는 것을 방지할 수 있어, 배기 에미션을 향상시키는 것이 가능해진다.
계속되는 단계 909 에 있어서는, 단계 904 에 있어서 클리어된 시간 카운터가, 단계 908 에 있어서는 산출된 Ga 보정 금지 시간에 도달되어 있는지 아닌지가 판정된다. 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어가 실행되고 나서의 경과 시간이 Ga 보정 금지 시간에 도달하지 않은 경우에는, 단계 910 으로 진행되고, 또한 리치 제어가 계속되어, 시간 카운터의 인크리먼트 즉 리치 제어 계속 시간의 카운트가 이루어진다. 연료 공급 컷 자연 복귀시의 리치 제어가 실행되고 나서의 시간이 Ga 보정 금지 시간에 도달되어 있는 경우에는 단계 911 로 진행되고, Ga 보정이 허가된다.
이상, 도 15 에 나타내어진 Ga 보정을 소정 조건에 있어서 금지하는 제어 루틴에 의하면, 연료 공급 컷 복귀시의 리치 제어시, 특히, 연료 공급 컷 자연 복귀시에 있어서의 리치 제어시에 있어서, Ga 보정에 의해, 일단, 리치로 한 3 원 촉매 분위기가 바로 린 분위기로 되돌려져 버리는 것을 방지할 수 있어, 연료 공급 컷에 의해 저하된 배기 정화 촉매의 정화 작용을 조기에 적정한 상태로 회복하는 것이 가능해져, 배기 에미션의 악화를 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 대하여 특정의 실시형태에 기초하여 상술하고 있지만, 당업자이면, 본 발명의 청구의 범위 및 사상으로부터 일탈하지 않고, 여러가지 변경, 수정 등이 가능하다.

Claims (18)

  1. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 PID 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 미분 (D) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 상기 제 2 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  2. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 PID 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 미분 (D) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 상기 제 2 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  3. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 부하율을 검출하는 부하율 검출 수단을 갖고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 제 2 보정 계수 대신에 상기 부하율이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 3 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  4. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 각 기통 내에 충전된 새 공기의 양을 표시하는 부하율을 검출하는 부하율 검출 수단을 갖고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 제 2 보정 계수 대신에 상기 부하율이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 3 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 PID 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PID 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항 및 미분 (D) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 상기 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 제 2 보정 계수 대신에 상기 부하율이 클수록 크게 설정되는 소정의 상기 제 3 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  6. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량을 검출하는 산소 스토리지 능력 검출 수단을 추가로 갖고,
    상기 비례 보정항에, 상기 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 4 보정 계수가 추가로 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  7. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량을 검출하는 산소 스토리지 능력 검출 수단을 추가로 갖고,
    상기 비례 보정항에, 상기 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 4 보정 계수가 추가로 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 배기 정화 촉매의 최대 산소 흡장량을 검출하는 산소 스토리지 능력 검출 수단을 갖고,
    상기 비례 보정항 및 상기 미분 보정항에, 상기 최대 산소 흡장량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 4 보정 계수가 추가로 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  9. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 시동 후부터의 계속 시간을 검출하여, 상기 내연 기관이 시동 직후의 상태인지 아닌지를 판정하는 시동 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 시동 상태 판정 수단은, 상기 내연 기관의 시동 후부터의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 시동 직후의 상태라고 판정하고, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  10. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 시동 후부터의 계속 시간을 검출하여, 상기 내연 기관이 시동 직후의 상태인지 아닌지를 판정하는 시동 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 시동 상태 판정 수단은, 상기 내연 기관의 시동 후부터의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 시동 직후의 상태라고 판정하고, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  11. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태의 계속 시간, 및 상기 내연 기관으로의 연료 공급의 컷이 중지되고 연료 공급이 복귀되고 나서의 계속 시간을 검출하여, 상기 내연 기관이 연료 공급 컷 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 F/C 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 F/C 상태 판정 수단은, 상기 내연 기관의 연료 공급 컷 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 상기 내연 기관의 연료 공급 컷 중지 후의 연료 공급의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 연료 공급 컷 상태에 있다고 판정하여, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  12. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태의 계속 시간, 및 상기 내연 기관으로의 연료 공급의 컷이 중지되고 연료 공급이 복귀되고 나서의 계속 시간을 검출하여, 상기 내연 기관이 연료 공급 컷 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 F/C 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 F/C 상태 판정 수단은, 상기 내연 기관의 연료 공급 컷 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 상기 내연 기관의 연료 공급 컷 중지 후의 연료 공급의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 연료 공급 컷 상태에 있다고 판정하여, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  13. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 아이들 운전 상태의 계속 시간, 및, 상기 내연 기관의 아이들 운전 종료 후 통상 운전이 개시되고 나서의 계속 시간을 검출하고, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 아이들 운전 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 아이들 운전 상태 판정 수단에 의해, 상기 내연 기관의 아이들 운전 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 상기 내연 기관의 아이들 운전 종료 후의 통상 운전의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있다고 판정하여, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  14. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관의 아이들 운전 상태의 계속 시간, 및, 상기 내연 기관의 아이들 운전 종료 후 통상 운전이 개시되고 나서의 계속 시간을 검출하고, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 아이들 운전 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 아이들 운전 상태 판정 수단에 의해, 상기 내연 기관의 아이들 운전 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우, 또는, 상기 내연 기관의 아이들 운전 종료 후의 통상 운전의 계속 시간이 소정 시간에 도달하지 않은 경우에는, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태에 있다고 판정하여, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  15. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 기관 회전수 검출 수단을 갖고,
    상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 적분 보정항의 산출 처리가, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우에는, 상기 적분 보정항에, 추가로, 상기 기관 회전수가 클수록 작게 설정되는 제 5 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  16. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 기관 회전수 검출 수단을 갖고,
    상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 적분 보정항의 산출 처리가, 연료 분사마다 동기하는 처리 루틴으로 실행되는 경우에는, 상기 적분 보정항에, 추가로, 상기 기관 회전수가 클수록 작게 설정되는 제 5 보정 계수가 곱해지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  17. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 흡입 공기량이 변화해도, 상기 배기 정화 촉매의 산소 흡장량에 대한 단위 시간당 보정량을 일정하게 하도록 상기 목표 공연비를 피드백 제어하고,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태로부터의 복귀시에 신속하게 상기 배기 정화 촉매 분위기를 리치 공연비로 하는 리치 제어 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 리치 제어 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 리치 제어 상태 판정 수단에 의해, 상기 리치 제어 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 소정 기간 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
  18. 내연 기관의 배기 통로에 배치 형성되고, 유입되는 배기 중의 산소 농도가 과잉인 경우에는 배기 중의 산소를 흡장하고 또한 배기 중의 산소 농도가 부족한 경우에는 흡장되어 있는 산소를 방출하는 산소 스토리지 능력을 갖는 배기 정화 촉매,
    상기 내연 기관의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출 수단,
    상기 배기 정화 촉매의 상류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비에 비례하는 출력 특성을 갖는 리니어 공연비 센서,
    상기 배기 정화 촉매의 하류측에 배치 형성되고, 배기의 공연비가 리치인지 린인지를 감지하는 O2 센서,
    상기 흡입 공기량 검출 수단과 상기 O2 센서로부터의 검출 정보에 기초하여 상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 목표 공연비를 피드백 제어하는 목표 공연비 제어 수단, 및
    상기 배기 정화 촉매에 유입되는 배기의 공연비를 상기 목표 공연비로 제어하기 위해, 상기 리니어 공연비 센서의 출력 정보에 기초하여 연료 분사량을 피드백 제어하는 연료 분사량 제어 수단을 갖는 내연 기관의 공연비 제어 장치로서,
    상기 목표 공연비 제어 수단은, 상기 목표 공연비를 적어도 PI 제어하는 목표 공연비 피드백 제어를 실행하고,
    상기 PI 제어에 있어서의 비례 (P) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 작게 설정되는 소정의 제 1 보정 계수가 곱해지고, 적분 (I) 보정항에는, 상기 흡입 공기량이 클수록 크게 설정되는 소정의 제 2 보정 계수가 곱해지고,
    상기 내연 기관의 공연비 제어 장치는, 또한, 상기 내연 기관으로의 연료 공급이 컷된 상태로부터의 복귀시에 신속하게 상기 배기 정화 촉매 분위기를 리치 공연비로 하는 리치 제어 상태에 있는지 아닌지를 판정하는 리치 제어 상태 판정 수단을 갖고,
    상기 리치 제어 상태 판정 수단에 의해, 상기 리치 제어 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 목표 공연비 피드백 제어에 있어서의 상기 제 1 보정 계수를 곱하는 보정을 소정 기간 금지하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 제어 장치.
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