KR102599556B1 - 배기가스 성분을 위한 촉매 컨버터의 저장기의 충전 레벨을 조절하기 위한 방법 및 제어부 - Google Patents

배기가스 성분을 위한 촉매 컨버터의 저장기의 충전 레벨을 조절하기 위한 방법 및 제어부 Download PDF

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Abstract

내연기관(10)의 배기가스 내의 촉매 컨버터(26)의 배기가스 성분 저장기의 충전을 조절하기 위한 방법이 제안되고, 상기 방법에서 배기가스 성분 저장기의 실제-충전 레벨()은 제1 제어 시스템 모델(100)로 결정되고, 제1 조절 회로(22, 32, 128, 130, 132)를 위한 기본 람다 설정값은 제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에 의해 미리 정해진다. 상기 방법은, 제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에서 기본 람다 설정값에 대한 초기값이 제1 제어 시스템 모델(100)과 동일한 제2 제어 시스템 모델(100')에 의해 가상의 충전 레벨()로 환산되고, 가상의 충전 레벨()은 설정값생성기(118, 120)로부터 출력된 충전 레벨()에 대한 설정값과 비교되고, 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전값 사이의, 미리 정해진 크기보다 큰 차이를 나타내면, 기본 람다 설정값은 비교 결과에 따라서 반복적으로 변경되고, 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전 레벨() 사이의 차이를 나타내지 않으면, 기본 람다 설정값은 변경되지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

배기가스 성분을 위한 촉매 컨버터의 저장기의 충전 레벨을 조절하기 위한 방법 및 제어부{METHOD AND CONTROL DEVICE FOR REGULATING THE FILLING LEBEL OF A STORAGE OF A CATALYTIC CONVERTER FOR AN EXHAUST GAS KOMPONENT}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 내연기관의 배기가스 내의 촉매 컨버터의 배기가스 성분 저장기의 충전을 조절하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 장치 관점에서 독립 장치 청구항의 전제부에 따른 제어부에 관한 것이다.
DE 103 39 063 A1호에 각각 배기가스 성분으로서 산소에 대해 이러한 방법과 이러한 제어부가 공개되어 있다. 공개된 방법 및 제어부에서 배기가스 성분 저장기의 실제-충전 레벨은 제1 제어 시스템 모델로 결정되고, 촉매 컨버터의 상류 측에서 배기가스 유동 내로 돌출하며 배기가스 성분의 농도를 검출하는 제1 배기가스 프로브의 신호들이 상기 제어 시스템 모델에 제공되며, 제1 조절 회로를 위한 기본 람다 설정값은 제2 조절 회로에 의해 미리 정해진다.
또한, 이러한 방법과 이러한 제어부는 출원인의 DE 196 06 652 A1호에도 공개되어 있다.
가솔린 엔진에서 공기-연료 혼합물의 불완전 연소 시, 질소(N2), 이산화탄소(CO2) 및 물(H2O) 이외에 여러 연소 생성물이 배출되고, 그 중에서 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 질소 산화물(NOX)은 법적으로 제한된다. 자동차에 대한 현재의 배기가스 한계값들은 현재의 선행기술에 따르면 촉매에 의한 배기가스 후처리만으로 준수될 수 있다. 삼원 촉매 컨버터를 사용함으로써 상기 유해물질 성분들이 변환될 수 있다. 삼원 촉매 컨버터에서 HC, CO 및 NOX에 대한 동시에 높은 변환율은 화학양론적 작동점(람다 = 1) 주변의 좁은 람다 범위, 소위 변환 창에서만 달성된다.
변환 창 내에서 삼원 촉매 컨버터의 작동을 위해, 삼원 촉매 컨버터의 앞뒤에 배치된 람다 프로브들의 신호들에 기초한 람다 조절은 오늘날의 엔진 제어 시스템에서 통상적으로 사용된다. 내연기관의 연료/공기-비의 조성의 척도인 공기비 람다의 조절을 위해, 전방 배기가스 프로브가 배치된 삼원 촉매 컨버터 앞에서 배기가스의 산소 함량이 측정된다. 이러한 측정값에 따라, 조절부는 예비 제어 기능에 의해 기본값의 형태로 미리 정해진 연료량 또는 분사 펄스폭을 보정한다.
예비 제어와 관련해서, 분사될 연료량의 기본값들은 예를 들어 내연기관의 회전 속도 및 부하에 의존해서 미리 정해진다. 보다 정확한 조절을 위해, 추가로 삼원 촉매 컨버터의 하류 측의 배기가스의 산소 농도가 추가 배기가스 프로브에 의해 검출된다. 이러한 후방 배기가스 프로브의 신호는 가이드 조절을 위해 이용되고, 상기 가이드 조절은 삼원 촉매 컨버터 앞에서 전방 배기가스 프로브의 신호에 기반하는 람다 조절과 중첩된다. 삼원 촉매 컨버터 뒤에 배치된 배기가스 프로브로서 일반적으로 점프-람다 프로브가 사용되고, 상기 프로브는 람다 = 1일 때 매우 가파른 특성곡선을 가지며, 따라서 람다 = 1을 매우 정확하게 나타낼 수 있다(자동차 포켓북, 23판, 524 페이지).
일반적으로 람다 = 1과의 작은 편차만을 보정하고 비교적 저속 설계된 가이드 조절에 추가하여, 현재의 엔진 제어 시스템에는 일반적으로, 람다 = 1과의 큰 편차에 따라 람다-예비 제어의 형태로, 변환 창에 신속하게 다시 도달되는 것을 제공하는 기능이 있고, 이는 예를 들어 삼원 촉매 컨버터에 산소가 도입되는 오버런 셧다운(overrun shutdown) 단계 후에 중요하다. 이는 NOx 변환에 영향을 미친다.
삼원 촉매 컨버터의 산소 저장 용량 때문에, 삼원 촉매 컨버터 이전에 농후 또는 희박 람다가 설정된 후에, 삼원 촉매 컨버터 후에 몇 초 동안 더 람다 = 1이 존재할 수 있다. 일시적으로 산소를 저장하는 삼원 촉매 컨버터의 이러한 특성은, 삼원 촉매 컨버터 이전에 람다 = 1과의 단기간의 편차를 보상하기 위해 이용된다. 삼원 촉매 컨버터 이전에 오랜 시간 동안 람다가 1이 아닌 경우, 람다 > 1 (산소 과잉)일 때 산소 충전 레벨이 산소 저장 용량을 초과하는 즉시 또는 람다 < 1일 때 삼원 촉매 컨버터에 산소가 더 이상 저장되지 않는 즉시, 삼원 촉매 컨버터 이후에도 동일한 람다가 설정된다.
이 시점에서 삼원 촉매 컨버터 이후의 점프-람다 프로브도 변환 창의 이탈을 나타낸다. 이러한 시점까지 삼원 촉매 컨버터 이후의 람다 프로브의 신호는 임박한 격변(breakthrough)을 나타내지 않고, 이 신호에 기반하는 가이드 조절은 따라서 종종 늦게 반응하여, 연료 계량이 격변 전에 적시에 반응하지 못한다. 결과적으로, 증가한 테일 파이프 방출이 발생한다. 따라서 현재의 조절 개념은, 삼원 촉매 컨버터 뒤의 점프-람다 프로브의 전압에 따라 변환 창의 이탈을 늦게서야 파악한다는 단점이 있다.
삼원 촉매 컨버터 뒤의 람다 프로브의 신호에 기반한 조절에 대한 대안은 삼원 촉매 컨버터의 평균 산소 충전 레벨의 제어이다. 상기 평균 충전 레벨은 측정 불가능하지만, 전술한 DE 103 39 063 A1호에 따라서 계산에 의해 모델링될 수 있다.
그러나 삼원 촉매 컨버터는 시간 가변적 제어 시스템 파라미터를 갖는 복잡한 비선형 제어 시스템이다. 또한 삼원 촉매 컨버터의 모델을 위한 측정된 또는 모델링된 입력 변수들은 일반적으로 불확실성을 갖는다. 따라서, 상이한 작동 상태(예를 들어, 상이한 엔진 작동점 또는 상이한 촉매 컨버터 노화 단계)에서 삼원 촉매 컨버터의 거동을 충분히 정확하게 나타낼 수 있는 보편적인 촉매 모델은 일반적으로 엔진 제어 시스템에서 이용 가능하지 않다.
이러한 선행 기술과 본 발명은 청구항 제1항 및 독립 장치 청구항의 특징부의 특징들에 의해 구별된다. 본 발명에서, 제2 조절 회로에서 기본 람다 설정값에 대한 초기값은 제1 제어 시스템 모델과 동일한 제2 제어 시스템 모델에 의해 가상의 충전 레벨로 환산된다. 가상의 충전 레벨은 설정값생성기로부터 출력된 충전 레벨에 대한 설정값과 비교된다. 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전 레벨 사이의, 미리 정해진 크기보다 큰 차이를 나타내면, 기본 람다 설정값은 비교 결과에 따라서 반복적으로 변경되고, 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전 레벨 사이의 차이를 나타내지 않으면, 기본 람다 설정값은 변경되지 않는다.
삼원 촉매 컨버터 앞에 배치된 배기가스 프로브의 신호에 기반하는 삼원 촉매 컨버터의 충전 레벨의 조절은, 촉매 컨버터 창의 임박한 이탈이 삼원 촉매 컨버터의 뒤에 배치된 배기가스 프로브의 신호에 기반하는 가이드 조절 시보다 조기에 파악될 수 있어서, 공기-연료 혼합물의 목표한 조기 보정에 의해 촉매 컨버터 창의 이탈이 저지될 수 있는 장점을 제공한다.
본 발명은 이와 관련해서, 변환 창의 이탈을 조기에 검출하여 저지하고 동시에 동적 교란에 대해 기존의 제어 개념보다 균형적인 예비 충전 레벨을 제공하는 촉매 컨버터 체적 내에 저장된 산소량의 개선된 조절을 가능하게 한다. 이로 인해 방출은 감소할 수 있다. 엄격한 법적 요구 사항이 삼원 촉매 컨버터의 더 적은 비용으로 충족될 수 있다.
바람직한 실시예는, 실제-충전 레벨과 미리 결정된 설정-충전 레벨 사이의 편차가 결정되고, 충전 레벨 조절에 의해 처리되어 람다-설정값-보정값이 형성되고, 기본 람다-설정값과 람다-설정값-보정값의 합계가 형성되고, 이러한 합계는 보정값의 형성에 이용되며, 상기 보정값에 의해 내연기관의 적어도 하나의 연소실에 대한 연료 계량이 영향을 받는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게, 배기가스 성분이 산소이고, 제1 조절 회로에서 람다-실제값으로서 제1 배기가스 프로브의 신호가 처리되는 람다-조절이 이루어지고, 제2 조절 회로에서 람다-설정값이 형성되고, 충전 레벨 조절 편차는 제1 촉매 컨버터 모델로 모델링된 충전 레벨과, 필터링된 충전 레벨 설정값의 편차로서 형성되고, 상기 충전 레벨 조절 편차는 충전 레벨-조절 알고리즘에 제공되고, 상기 알고리즘은 그로부터 람다-설정값-보정값을 형성하고, 상기 람다-설정값-보정값은 경우에 따라서 반복적으로 변경되는 기본-람다-설정값에 가산되고, 이렇게 계산된 합계는 람다-설정값을 형성한다.
바람직하게 또한, 제1 제어 시스템 모델은 촉매 컨버터 모델을 포함한다.
제어 시스템 모델이란 여기에서, 계산된 출력 변수들이 실재 대상의 출력 변수에 가능한 한 정확히 상응하도록, 제어 시스템 모델로 복제된 실재 대상에도 작용하는 입력 변수들을 출력 변수에 연결시키는 알고리즘이다. 고려되는 경우에서 실재 대상은 입력 변수와 출력 변수 사이의 전체 물리적 경로이다. 출력 람다 모델을 사용하면 후방 배기가스 프로브의 신호가 계산상으로 모델링된다.
또한, 제1 촉매 컨버터 모델은 입력 배출 모델, 충전 레벨 모델 및 방출 모델을 포함하는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 실시예는, 제1 촉매 컨버터 모델은 서브 모델들을 포함하고, 각각의 상기 서브 모델은 실재 삼원 촉매 컨버터의 부분 체적에 할당된다.
또한, 촉매 컨버터 모듈은 출력 람다 모델을 포함하고, 상기 출력 람다 모델은, 제1 촉매 컨버터 모델에 의해 계산된 개별 배기가스 성분들의 농도가 신호로 변환되도록 설계되고, 상기 신호는 촉매 컨버터의 하류 측에 배치되어 배기가스에 노출되는 제2 배기가스 프로브의 신호와 비교 가능한 것이 바람직하다.
다른 바람직한 실시예는, 방출 모델로 계산된 신호가 상기 추가 배기가스 프로브에 의해 측정된 신호와 조정되는 것을 특징으로 한다.
이러한 조정은, 제어 시스템 모델에 입력되는 측정- 또는 모델 변수들의 부정확성을 보상하는 것을 가능하게 한다.
또한, 미리 결정된 설정값은 삼원 촉매 컨버터의 최대 산소 저장 용량의 10% 내지 50%, 특히 25% 내지 35%인 것이 바람직하다.
제어부의 실시예와 관련해서, 상기 제어부는 방법의 바람직한 실시예들 중 하나에 따른 방법의 시퀀스를 제어하도록 설계되는 것이 바람직하다.
다른 장점들은 상세한 설명 및 첨부된 도면에 제시된다.
전술한 그리고 이하에 설명될 특징들은 제시된 조합으로뿐만 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 조합으로 또는 단독으로도 사용될 수 있음이 파악되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 이하의 기재에서 보다 상세하게 설명된다. 이 경우, 다양한 도면에서 동일한 참조 번호는 동일하거나 적어도 기능적으로 유사한 요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술 분야로서 배기가스 시스템을 포함하는 내연기관을 도시한 도면;
도 2는 제어 시스템 모델의 기능 블록도를 도시한 도면;
도 3은 본 발명에 따르지 않는 방법과 제어부의 기능 블록도를 도시한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 방법과 제어부의 실시예의 기능 블록도를 도시한 도면; 및
도 5는 본 발명에 따른 방법의 실시예로서 흐름도를 도시한 도면.
본 발명은 이하에서 삼원 촉매 컨버터의 예 및 저장될 배기가스 성분으로서 산소에 대해 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 다른 촉매 컨버터 유형 및 질소 산화물 및 탄화수소와 같은 배기가스 성분에도 적절하게 전용될 수 있다. 이하에서, 간단함을 위해 삼원 촉매 컨버터를 갖는 배기가스 설비가 가정된다. 본 발명은 복수의 촉매 컨버터를 가진 배기가스 설비에도 적절하게 전용될 수 있다. 이하에서 설명되는 전방 및 후방 영역은 이러한 경우 복수의 촉매 컨버터에 걸쳐 연장되고 또는 상이한 촉매 컨버터 내에 놓일 수 있다.
도 1은 공기 공급 시스템(12), 배기가스 시스템(14) 및 제어부(16)를 가진 내연기관(10)을 상세히 도시한다. 공기 공급 시스템(12)에는 공기 유량계(18) 및 공기 유량계(18)의 하류에 배치된 스로틀 밸브 유닛(19)의 스로틀 밸브가 위치한다. 공기 공급 시스템(12)을 통해 내연기관(10) 내로 유동하는 공기는 내연기관(10)의 연소실(20)에서 직접 연소실(20) 내로 분사 밸브(22)에 의해 분사되는 연료와 혼합된다. 본 발명은 직접 분사식 내연기관에 재한되지 않으며, 흡기 매니폴드 분사 또는 가스로 작동되는 내연기관과 함께 사용될 수도 있다. 결과적인 연소실 충전물은, 예를 들어 점화 플러그와 같은 점화 장치(24)에 의해 점화 및 연소된다. 회전각 센서(25)는 내연기관(10)의 샤프트의 회전각을 검출하고, 이로 인해 제어부(16)가 샤프트의 소정의 각도 위치에서 점화를 트리거하게 한다. 연소로 인한 배기가스는 배기 시스템(14)을 통해 배출된다.
배기가스 시스템(14)은 촉매 컨버터(26)를 포함한다. 촉매 컨버터(26)는 예를 들어 삼원 촉매 컨버터이고, 상기 촉매 컨버터는 예를 들어, 공개된 바와 같이, 3개의 반응 경로로 3개의 배기가스 성분인 질소산화물, 탄화수소 및 일산화탄소를 변환하고 산소 저장 작용을 갖는다. 산소 저장 작용으로 인해 그리고 산소는 배기가스 성분이기 때문에, 촉매 컨버터는 배기가스 성분 저장기를 포함한다. 삼원 촉매 컨버터(26)는 도시된 예에서 제1 영역(26.1)과 제2 영역(26.2)을 갖는다. 2개의 영역은 배기가스(28)에 의해 관류된다. 제1 전방 영역(26.1)은 유동 방향으로 삼원 촉매 컨버터(26)의 전방 영역에 걸쳐 연장된다. 제2 후방 영역(26.2)은 제1 영역(26.1)의 하류 측에서 삼원 촉매 컨버터(26)의 후방 영역에 걸쳐 연장된다. 물론, 전방 영역(26.1)과 후방 영역(26.2) 앞에 및 2개의 영역들 사이에 추가 영역이 위치할 수 있고, 상기 추가 영역에 대해 경우에 따라서 마찬가지로 각각의 충전 레벨이 계산 모델로 모델링된다.
삼원 촉매 컨버터(26)의 상류 측에 배기가스(28)에 노출되는 전방 배기가스 프로브(32)가 삼원 촉매 컨버터(26)의 바로 앞에 배치된다. 삼원 촉매 컨버터(26)의 하류 측에 마찬가지로 배기가스(28)에 노출되는 후방 배기가스 프로브(34)가 삼원 촉매 컨버터(26)의 바로 뒤에 배치된다. 전방 배기가스 프로브(32)는 바람직하게 광대역 람다 프로브이고, 상기 람다 프로브는 넓은 공기비 범위에 걸쳐 공기비 λ의 측정을 가능하게 한다. 후방 배기가스 프로브(34)는 바람직하게 소위 점프-람다 프로브이고, 상기 람다 프로브에 의해 공기비 λ = 1이 특히 정확하게 측정될 수 있는데, 그 이유는 이러한 배기가스 프로브(34)의 신호는 거기에서 갑자기 변하기 때문이다(보쉬, 자동차 포켓북, 23판, 524페이지 참조).
도시된 실시예에서 배기가스(28)에 노출되는 온도 센서(36)는 배기가스(28)와 직접 접촉하도록 삼원 촉매 컨버터(26)에 배치되고, 상기 온도 센서는 삼원 촉매 컨버터(26)의 온도를 검출한다.
제어부(16)는 공기 유량계(18), 회전각 센서(25), 전방 배기가스 프로브(32), 후방 배기가스 프로브(34) 및 온도 센서(36)의 신호들을 처리하고, 그것으로 스로틀 밸브의 각도 위치를 조정하기 위한, 점화 장치(24)에 의한 점화를 트리거하기 위한 그리고 분사 밸브들(22)에 의해 연료를 분사하기 위한 활성화 신호를 형성한다. 대안으로서 또는 보완적으로 제어부(16)는 도시된 조종 부재 또는 다른 또는 추가 조종 부재들의 활성화를 위한 다른 또는 추가 센서들의 신호, 예를 들어 액셀러레이터 페달 위치를 검출하는 운전자 요구 검출기(40)의 신호도 처리한다. 연료 공급의 차단이 이루어지는 오버런 작동은, 예를 들어 액셀러레이터 페달을 놓음으로써 트리거된다. 이러한 및 이하에서 더 설명되는 기능은 내연기관(10)의 작동 시 제어부(16)에서 실행되는 엔진 제어 프로그램(16.1)에 의해 수행된다.
본 출원에서, 제어 시스템 모델(100), 촉매 컨버터 모델(102), 역전된 촉매 컨버터 모델(104)(도 3 참조) 및 출력 람다 모델(106)이 참조된다. 모델들은 제어부(16)에서 실행되거나 계산되고, 계산 모델로 복제된 실재 대상에도 작용하는 입력 변수를 알고리즘으로 계산된 출력 변수들이 실재 대상의 출력 변수에 가능한 한 정확하게 상응하도록 출력 변수에 연결시키는 각각의 알고리즘, 특히 연립 방정식이다.
도 2는 제어 시스템 모델(100)의 기능 블록도를 도시한다. 제어 시스템 모델(100)은 촉매 컨버터 모델(102)과 출력 람다 모델(106)로 이루어진다. 촉매 컨버터 모델(102)은 입력 배출 모델(108)과 충전 레벨- 및 출력 배출 모델(110)을 포함한다. 또한, 촉매 컨버터 모델(102)은 촉매 컨버터(26)의 평균 충전 레벨()의 계산을 위한 알고리즘(112)을 포함한다.
입력 배출 모델(108)은, 삼원 촉매 컨버터(26) 앞에 배치된 배기가스 프로브(32)의 신호(λin,meas)를 후속하는 충전 레벨- 및 출력 배출 모델(110)에 필요한 입력 변수(win,mod)로 변환하도록 설계된다. 예를 들어 입력 배출 모델(108)을 이용한 삼원 촉매 컨버터(26) 이전의 O2, CO, H2 및 HC의 농도로의 람다의 환산이 바람직하다.
입력 배출 모델(108)에 의해 계산된 변수(win,mod) 및 경우에 따라서 추가의 입력 변수들(예를 들어 배기가스- 또는 촉매 컨버터 온도, 배기가스 유량 및 삼원 촉매 컨버터(26)의 현재 최대 산소 저장 용량)에 의해 충전 레벨- 및 출력 배출 모델(110)에서 삼원 촉매 컨버터(26)의 충전 레벨(θmod) 및 삼원 촉매 컨버터(26)의 출력부에서의 개별 배기가스 성분의 농도(wout,mod)가 모델링된다.
충전- 및 배출 과정들을 보다 사실적으로 맵핑할 수 있도록 하기 위해, 삼원 촉매 컨버터(26)는 바람직하게는 알고리즘에 의해 관념적으로 배기가스(28)의 유동 방향으로 연달아 배치된 다수의 영역 또는 부분 체적들(26.1, 26.2)로 세분되며, 이러한 각각의 영역(26.1, 26.2)에 대한 반응 동역학에 의해 개별 배기가스 성분들의 농도가 결정된다. 이러한 농도는 또한 각각 개별 영역들(26.1, 26.2)의 충전 레벨로, 바람직하게는 현재 최대 산소 저장 용량으로 정규화된 산소-충전 레벨로 환산된다.
하나의 또는 모든 영역(26.1, 26.2)의 충전 레벨은 적절한 가중에 의해 삼원 촉매 컨버터(26)의 상태를 반영하는 전체 충전 레벨로 통합될 수 있다. 예를 들어 모든 영역(26.1, 26.2)의 충전 레벨은 가장 간단한 경우에 모두 동일하게 가중되고, 따라서 평균 충전 레벨이 결정될 수 있다. 적절한 가중에 의해, 삼원 촉매 컨버터(26) 이후에 현재의 배기가스 조성에 대해 삼원 촉매 컨버터(26)의 출력부에서 비교적 작은 영역(26.2)의 충전 레벨이 결정적인 한편, 삼원 촉매 컨버터(26)의 출력부에서 이러한 작은 영역(26.2)의 충전 레벨의 전개에 대해 그 앞에 있는 영역(26.1)의 충전 레벨과 그것의 전개가 결정적인 것이 고려될 수 있다. 편의상 하기에는 평균 산소 충전 레벨이 취해진다.
출력 람다 모델(106)의 알고리즘은 촉매 컨버터 모델(102)로 계산된 촉매 컨버터(26)의 출력부에서의 개별 배기가스 성분의 농도(wout,mod)를 제어 시스템 모델(100)의 적응을 위해, 촉매 컨버터(26) 뒤에 배치된 배기가스 프로브(34)의 신호(λout,meas)와 비교될 수 있는 신호(λout,mod)로 변환한다. 바람직하게는 삼원 촉매 컨버터(26) 이후의 람다가 모델링된다. 출력 람다 모델(106)은 설정-산소 충전 레벨에 기반하는 예비 제어를 위해 반드시 필요한 것은 아니다.
제어 시스템 모델(100)은 한편으로는 촉매 컨버터 창 내에 촉매 컨버터(26)가 확실하게 위치하는 설정-충전 레벨로 조절되는 촉매 컨버터(26)의 적어도 하나의 평균 충전 레벨()을 모델링하는데 이용된다. 다른 한편으로 제어 시스템 모델(100)은 촉매 컨버터(26) 뒤에 배치된 배기가스 프로브(34)의 모델링된 신호(λout,mod)를 제공한다. 이하에서, 후방 배기가스 프로브(34)의 이러한 모델링된 신호(λout,mod)가 바람직하게 제어 시스템 모델(100)의 적응에 어떻게 이용되는지 상세히 설명된다. 적응은 제어 시스템 모델의 입력 변수들, 특히 촉매 컨버터 앞의 람다 프로브 신호가 가진 불확실성의 보상을 위해 이루어진다. 마찬가지로 예비 제어 및 경우에 따라서 조절 파라미터가 적응된다.
본 발명의 바탕으로서 도 3은 기능 블록들에 작용하거나 기능 블록들에 의해 영향을 받는 장치 부재들과 함께 본 발명에 따르지 않는 방법의 기능 블록도를 도시한다.
도 3은 출력 람다 모델(106)에 의해 모델링된 후방 배기가스 프로브(34)의 신호(λout,mod)가 후방 배기가스 프로브(34)의 실제 출력 신호(λout,meas)와 어떻게 조정되는지 상세히 도시한다. 이를 위해 2개의 신호들(λout,mod 및 λout,meas)이 적응 블록(114)에 제공된다. 적응 블록(114)은 2개의 신호들(λout,mod 및 λout,meas)을 서로 비교한다. 예를 들어 삼원 촉매 컨버터(26) 뒤에 배치된 점프-람다 프로브는 배기가스 프로브(34)로서, 언제 삼원 촉매 컨버터(26)가 산소로 완전히 충전되는지 또는 산소가 완전히 비워지는지 명확하게 나타낸다. 이는, 농후- 또는 희박 단계 후에 모델링된 산소-충전 레벨을 실제 산소-충전 레벨과 일치시키는데 또는 모델링된 출력 람다(λout,mod)를 삼원 촉매 컨버터(26) 이후에 측정된 람다(λout,meas)와 일치시키는데 이용될 수 있고, 편차가 있는 경우 제어 시스템 모델(100)을 적응하는데 이용될 수 있다. 적응은 예를 들어, 적응 블록(114)이 파선으로 도시된 적응 경로(116)에 의해, 삼원 촉매 컨버터(26) 밖으로 유동하는 배기가스에 대한 모델링된 람다값(λout,mod)이 거기에서 측정된 람다값(λout,meas)에 상응할 때까지, 제어 시스템 모델(100)의 알고리즘의 파라미터를 연속해서 변경함으로써 이루어진다.
이로 인해 제어 시스템 모델(100)에 입력되는 측정- 또는 모델 변수들의 부정확성이 보상된다. 모델링된 값(λout, mod)이 측정된 람다 값(λout, meas)에 상응한다는 사실로부터, 제어 시스템 모델(100) 또는 제1 촉매 컨버터 모델(102)로 모델링된 충전 레벨()도 온 보드 수단으로는 측정 불가능한 삼원 촉매 컨버터(26)의 충전 레벨에 상응한다는 것이 추론될 수 있다. 그리고 나서 제1 촉매 컨버터 모델(102)의 알고리즘으로부터 수학적 변환에 기인하는, 제1 촉매 컨버터 모델(102)에 대해 역전된 제2 촉매 컨버터 모델(104)도, 모델링된 경로의 거동을 정확하게 나타내는 것이 추론될 수 있다.
이는, 역전된 제2 촉매 컨버터 모델(104)로 기본-람다-설정값을 계산하기 위해 이용될 수 있다. 이를 위해 선택적인 필터링(120)에 의해 필터링된 충전 레벨 설정값()이 역전된 제2 촉매 컨버터 모델(104)에 입력 변수로서 제공된다. 필터링(120)은, 조절 경로가 전체적으로 따라갈 수 있는 역전된 제2 촉매 컨버터 모델(104)의 입력 변수들의 이와 같은 변동만을 허용하기 위해 이루어진다. 아직 필터링되지 않은 설정값()은 제어부(16)의 메모리(118)로부터 판독된다. 이를 위해 메모리(118)는 내연기관(10)의 현재 작동 특성값으로 어드레스 되는 것이 바람직하다. 작동 특성값은 예를 들어, 필수적인 것은 아니지만, 회전 속도 센서(25)에 의해 검출된 회전 속도 및 공기 유량계(18)에 의해 검출된 내연기관(10)의 부하이다.
필터링된 충전 레벨 설정값()은 역전된 제2 촉매 컨버터 모델(104)에 의해 처리되어 기본-람다 설정값(BLSW)을 형성한다. 이러한 처리에 병행하여 논리 연산(122)에서 충전 레벨 조절 편차(FSRA)가 제어 시스템 모델(100)로 또는 제1 촉매 컨버터 모델(102)로 모델링된 충전 레벨()과, 필터링된 충전 레벨 설정값() 사이의 편차로서 형성된다. 이러한 충전 레벨 조절 편차(FSRA)는 충전 레벨-조절 알고리즘(124)에 제공되고, 상기 알고리즘은 그로부터 람다-설정값-보정값(LSKW)을 형성한다. 이러한 람다-설정값-보정값(LSKW)은 논리 연산(126)에서, 역전된 제어 시스템 모델(104)에 의해 계산된 기본-람다-설정값(BLSW)에 가산된다.
이와 같이 형성된 합계는 종래 방식의 람다 조절의 설정값(λin,set)으로서 이용될 수 있다. 이러한 람다-설정값(λin,set)으로부터 제1 배기가스 프로브(32)에 의해 제공된 람다-실제값(λin,meas)이 논리 연산(128)에서 감산된다. 이와 같이 형성된 조절 편차(RA)는 일반적인 조절 알고리즘(130)에 의해 조절 변수(SG)로 변환되고, 상기 조절 변수는 논리 연산(132)에서 예를 들어 내연기관(10)의 작동 파라미터에 의존해서 미리 결정된, 분사 펄스폭(tinj)의 기본값(BW)과 곱셈 연산된다. 기본값들(BW)은 제어부(16)의 메모리(134)에 저장된다. 작동 파라미터는 이 경우에도 바람직하게, 내연기관(10)의 부하 및 회전 속도이고, 그러나 이것은 필수적인 것은 아니다. 곱으로부터 얻어지는 분사 펄스폭(tinj)으로 연료가 분사 밸브(22)에 의해 내연기관(10)의 연소실(20) 내로 분사된다.
제1 조절 회로에서 이루어지는 종래 방식의 람다 조절은 이러한 방식으로, 제2 조절 회로에서 이루어지는 촉매 컨버터(26)의 산소-충전 레벨의 조절과 중첩된다. 이 경우 제어 시스템 모델(100)에 의해, 또는 제1 촉매 컨버터 모델(102)에 의해 모델링된 평균 산소-충전 레벨()에 의해, 예를 들어, 희박 및 농후로의 격변의 확률을 최소화하여 최소 방출을 야기하는 설정값()으로 조절된다. 기본-람다-설정값(BLSW)이, 역전된 제2 제어 시스템 모델(104)에 의해 형성되기 때문에, 모델링된 평균 충전 레벨()이 예비 필터링된 설정-충전 레벨()과 동일하면, 충전 레벨 조절의 조절 편차는 0이 된다. 그렇지 않은 경우에만, 충전 레벨 제어 알고리즘(124)이 개입한다. 충전 레벨 조절의, 말하자면 예비 제어로서 작용하는 기본-람다 설정값의 형성은 제1 촉매 컨버터 모델(102)의 역전된 제2 촉매 컨버터 모델(104)로서 실현되기 때문에, 이러한 예비 제어는 제1 촉매 컨버터 모델(102)의 적응과 유사하게 삼원 촉매 컨버터(26) 뒤에 배치된 제2 배기가스 프로브(34)의 신호(λin,meas)에 기초해서 적응될 수 있다. 이는 도 3에서 역전된 제어 시스템 모델(104)에 이르는 적응 경로(116)의 분기에 의해 도시된다.
제어 시스템 모델의 역전으로서 예비 제어의 이러한 실현은, 제어 시스템 모델을 이용해서 모델링된 촉매 컨버터의 실제-충전 레벨이, 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 설정값()과 편차를 갖는 경우에만, 충전 레벨-조절 알고리즘(124)이 개입하면 되는 장점을 갖는다. 제어 시스템 모델(100)은 촉매 컨버터 이전의 입력 람다를 촉매 컨버터의 평균 산소-충전 레벨로 환산하는 한편, 역전된 제어 시스템 모델(104)로서 실현된 예비 제어는 평균 설정-산소-충전 레벨을 촉매 컨버터 이전의 상응하는 설정-람다로 환산한다.
도 3의 대상에서, 역전된 제어 시스템 모델(104)은 분석적으로 존재하는 요소, 즉 연립 방정식의 형태로 존재하며 제어 시스템 모델(100)에 대해 역전된 요소이다. 촉매 컨버터는, 일반적으로 비선형 미분 연립 방정식으로만 표현될 수 있는 시간 가변적 제어 시스템 매개 변수를 갖는 복잡한 비선형 제어 시스템이다. 이것은 전형적으로, 역전된 제어 시스템 모델(104)을 위해 분석적으로 해결될 수 없는 연립 방정식을 유도한다.
도 4는 기능 블록도의 형태로 본 발명의 실시예를 도시한다. 이 실시예에서 도 3의 대상의 해결할 문제들은 방지된다. 예비 제어(136)가, 역전된 분석적 제어 시스템 모델(104)로 대체되는 것이 아니라, 공개된 것으로 전제되는 촉매 컨버터(26)를 위한 제1 제어 시스템 모델(100)에 기초하는 수치 역전된 계산 모델로 대체되는 점에서, 도 4의 대상은 도 3의 대상과 다르다. 예비 제어(136)는 제2 제어 시스템 모델(100')을 포함하고, 상기 제어 시스템 모델의 연립 방정식은 제1 제어 시스템 모델(100)의 연립 방정식과 동일하지만, 다른 입력 변수들이 공급된다. 또한, 도 4의 나머지 블록들의 배치와 기능들은 도 3의 동일하게 넘버링된 블록들의 배치와 기능들과 일치한다. 이러한 블록들 및 블록들의 배치의 설명을 위해 도 3의 설명이 명시적으로 참조된다.
본 발명은 다음의 고려 사항에 기초한다. 람다 기본값 생성기 블록(32')으로 가상의 값()이 예비 제어(136)의 제2 제어 시스템 모델(100')을 위한 입력 변수로서 사전 설정된다. 제2 제어 시스템 모델(100')로 상기 입력 변수로부터 촉매 컨버터(26)의 평균 산소-충전 레벨에 대한 가상의 값()이 얻어진다. 논리 연산(138)에서 가상의 평균 충전 레벨()과 선택적인 필터링(120)에 의해 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값()의 차이가 계산된다. 2개의 값들(, )(또는 )이 동일하면, 차이는 0이다. 즉, 미리 정해진 가상의 람다-값()은 즉, 설정-산소-충전 레벨을 달성하기 위해 예비 제어해야 하는 람다 설정값(BLSW)에 상응한다. 임계값 블록(140)에서 가상의 평균 충전 레벨()과, 선택적인 필터링(120)에 의해 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값()의 차이는 미리 정해진 임계값과 비교된다. 임계값의 크기의 선택에 의해 조절 가능한, 차이의 크기가 충분히 작으면, 임계값 블록(140)은 이러한 사실을 재현하는 신호를 람다 실제값생성기 블록(32')에 전달한다. 이러한 신호에 대한 응답으로서, 람다 실제값생성기 블록(32')은 매칭되는 것으로 파악된 출력 신호()를 보유하고, 이 신호를 기본 람다 설정값(BLSW)으로서 논리 연산(126)에 전달한다.
그와 달리 가상의 평균 충전 레벨()과, 선택적인 필터링(120)에 의해 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값()에 의해 계산된 값의 차이가 임계값보다 크면, 이는 미리 정해진 가상의 람다-값()이 설정-산소-충전 레벨에 도달하기 위해, 예비 제어해야 하는 이상적인 람다 설정값(BLSW)에 아직 상응하지 않는 것을 의미한다. 임계값 블록(140)에서 가상의 평균 충전 레벨()과, 선택적인 필터링(120)에 의해 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값()의 차이는 미리 정해진 임계값을 초과할 것이다. 이러한 경우에 임계값 블록(140)은 람다 실제값생성기 블록(32')에 이러한 사실을 재현하는 신호를 전달한다. 이러한 신호에 응답으로서 람다 실제값생성기 블록(32')은 이것과 비 매칭으로 파악된 출력 신호()를 반복적으로 변경하기 시작하고, 반복적으로 변하는 출력 신호()를 특히 제어 시스템 모델(100')에 전송한다. 제1 제어 시스템 모델(100)과 관련한 이러한 제2 제어 시스템 모델(100')은, 제2 제어 시스템 모델(100')에 의해 계산된 충전 레벨()과, 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값() 사이의 차이가 크기에 있어서, 예비 제어의 요구되는 정확도를 달성하기에 충분히 작을 때까지, 가변 입력 람다()로 반복되는 한, 제1 제어 시스템 모델(100)과 동일한 파라미터 및 처음에는 동일한 상태 변수로 반복된다. 요구되는 정확도는 블록(140)에서 임계값의 선택에 의해 조절될 수 있다. 이와 같이 발견된 입력 람다()의 값은 기본 람다 설정값(BLSW)으로서 제1 조절 회로를 위해 사용된다. 차 형성은 선택적인 필터링(120)에 의해 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값()과, 가상의 평균 충전 레벨()의 비교의 하나의 실시예일 뿐이다. 비교는 예를 들어 지수 형성에 기반해서 이루어질 수 있다.
이러한 접근법의 장점은 순방향 제어 시스템 모델(100 또는 100')에 대한 연립 방정식만을 다시 한 번 풀면 되고, 높은 계산 복잡성만으로 풀 수 있는 또는 풀 수 없는 도 3의 역방향 제어 시스템 모델(104)을 위한 연립 방정식은 풀지 않아도 되는 것이다.
제어부(16)에서의 계산 복잡성을 최소화하기 위해, 반복이 수행되는 범위를 결정하는 입력-람다()에 대한 반복 한계를 설정하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 이러한 반복 한계는 현재의 작동 조건에 따라 결정된다. 예를 들어, 예상되는 설정-람다(BLSW) 주위의 가능한 한 작은 간격으로만 반복을 실행하는 것이 바람직하다. 또한, 반복 한계의 결정 시 설정-람다(BLSW)에 충전 레벨 제어(124)의 개입 및 다른 기능의 개입을 고려하는 것이 바람직하다.
풀어야 할 연립 방정식은 이분법 또는 Regula Falsi와 같은 포괄 방법에 의해 이러한 간격 내에서 반복적으로 풀린다. Regula Falsi와 같은 포괄 방법은 일반적으로 알려져 있다. 상기 방법은 반복적인 근사값을 제공할 뿐만 아니라 양측으로부터 상기 값들을 제한하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 적절한 기본 람다 설정값(BLSW)을 결정하기 위한 계산 복잡성은 상당히 제한된다.
도 4의 특수한 예비 제어(136)는 도 3의 역전된 제어 시스템 모델(104)을 대체한다. 도 3의 역전된 제어 시스템 모델(104)의 적응을 위한 기술적인 효과의 관점에서 예비 제어의 동등한 적응은 도 4의 대상에서 블록(114)으로부터 제2 제어 시스템 모델(100')에 이르는 경로(116)에 의해 이루어진다.
배기가스 시스템(26), 배기가스 프로브(32, 34), 공기 유량계(18), 회전각 센서(25) 및 분사 밸브(22)를 제외하고 도 4에 도시된 모든 요소들은 본 발명에 따른 제어부(16)의 구성부들이다. 메모리(118, 134)를 제외하고 도 4의 나머지 모든 요소들은 제어부(16)에 저장되어 거기에서 실행되는 엔진 제어 프로그램(16.1)의 일부이다.
요소들(22, 32, 128, 130, 132)은 제1 조절 회로를 형성하고, 상기 조절 회로에서 람다-실제값으로서 제1 배기가스 프로브(32)의 신호()가 처리되는 람다 조절이 이루어진다. 제1 조절 회로의 람다-설정값()은 요소들(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132)을 포함하는 제2 조절 회로에서 형성된다.
도 5는 도 4와 관련해서 설명된 예비 제어를 실시하기 위한 방법의 실시예로서 흐름도를 도시한다. 흐름도는 바람직하게 도 1의 엔진 제어 프로그램(16.1)의 서브 프로그램으로서 수행된다.
단계(142)에서 엔진 제어 프로그램(16.1)의 상위 레벨 부분으로부터 서브 프로그램의 호출이 이루어진다. 단계(144)에서, 가상의 람다값()의 초기값이 미리 정해진다. 단계(146)에서 상기 초기값으로부터 [제어 시스템 모델(100)의 방정식과 일치하는] 제어 시스템 모델(100')의 방정식으로 촉매 컨버터의 평균 산소-충전 레벨에 대한 가상의 값()이 계산된다. 단계(148)에서 가상의 평균 충전 레벨()과, 필터링된 충전 레벨 설정값() 또는 필터링되지 않은 충전 레벨 설정값()의 차이가 계산되고, 미리 정해진 임계값과 비교된다. 차이가 임계값보다 크면, 단계(150)에서 가상 람다값()의 반복적인 변경과 단계(146) 전에 분기가 이루어진다. 필요하다면, 단계(146, 148 및 150)의 루프들이 반복해서 진행되고, 이 경우 각각의 진행 중에 단계(150)에서 가상의 람다값()의 변동이 이루어진다. 단계(150)에서, 가상의 평균 충전 레벨()과, 필터링된 충전 레벨 설정값()의 차이가 임계값보다 작은 결과가 얻어지면, 서브 프로그램의 이러한 처리 시 가상의 람다값()의 추가 변경은 이루어지지 않고, 서브 프로그램은 단계(152)로 분기하고, 상기 단계에서 그동안 결정된 가상 람다값()이 기본 람다 설정값(BLSW)으로서 사용된다.

Claims (12)

  1. 내연기관(10)의 배기가스 내의 촉매 컨버터(26)의 배기가스 성분 저장기의 충전을 조절하기 위한 방법으로서, 배기가스 성분 저장기의 실제-충전 레벨()은 제1 제어 시스템 모델(100)로 결정되고, 촉매 컨버터(26)의 상류 측에서 배기가스 유동 내로 돌출하며 배기가스 성분의 농도를 검출하는 제1 배기가스 프로브(32)의 신호들()이 상기 제1 제어 시스템 모델에 제공되고, 제1 조절 회로(22, 32, 128, 130, 132)를 위한 기본 람다 설정값은 제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에 의해 미리 정해지는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법에 있어서,
    제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에서 기본 람다 설정값에 대한 초기값이 제1 제어 시스템 모델(100)과 동일한 제2 제어 시스템 모델(100')에 의해 가상의 충전 레벨()로 환산되고, 상기 가상의 충전 레벨()은 설정값생성기(118, 120)로부터 출력된 충전 레벨()에 대한 설정값과 비교되고, 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전값 사이의, 미리 정해진 크기보다 큰 차이를 나타내면, 기본 람다 설정값은 비교 결과에 따라서 반복적으로 변경되고, 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전 레벨() 사이의 차이를 나타내지 않으면, 기본 람다 설정값은 변경되지 않는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  2. 제1항에 있어서, 실제-충전 레벨()과 미리 결정된 설정-충전 레벨() 사이의 편차가 결정되고, 충전 레벨 조절(124)에 의해 처리되어 람다-설정값-보정값이 형성되고, 기본-람다 설정값과 람다-설정값-보정값의 합계가 형성되고, 상기 합계는 보정값의 형성에 이용되며, 상기 보정값에 의해 내연기관(10)의 적어도 하나의 연소실(20)에 대한 연료 계량이 영향을 받는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배기가스 성분은 산소이고, 제1 조절 회로(22, 32, 128, 130, 132)에서 람다 실제값으로서 제1 배기가스 프로브(32)의 신호()가 처리되는 람다 조절이 이루어지고, 제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에서 람다 설정값()이 형성되며, 충전 레벨 조절 편차는 제1 촉매 컨버터 모델(100)로 모델링된 충전 레벨()과, 필터링된 충전 레벨 설정값()의 편차로서 형성되고, 상기 충전 레벨 조절 편차는 충전 레벨-조절 알고리즘(124)에 제공되고, 상기 알고리즘은 그로부터 람다-설정값-보정값을 형성하고, 상기 람다-설정값-보정값은 경우에 따라서 반복적으로 변경되는 기본-람다-설정값에 가산되고, 이렇게 계산된 합계는 람다-설정값()을 형성하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 제어 시스템 모델(100)은 촉매 컨버터 모델(102)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  5. 제4항에 있어서, 촉매 컨버터 모델(102)은 입력 배출 모델(108)과 충전 레벨- 및 방출 모델(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  6. 제5항에 있어서, 촉매 컨버터 모델(102)은 서브 모델들을 포함하고, 각각의 상기 서브 모델은 실재 촉매 컨버터(26)의 부분 체적에 할당되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  7. 제5항에 있어서, 촉매 컨버터 모델(102)은 출력 람다 모델(106)을 포함하고, 상기 출력 람다 모델은, 제1 촉매 컨버터 모델(102)에 의해 계산된 개별 배기가스 성분들의 농도를 신호로 변환하도록 설계되고, 상기 신호는 촉매 컨버터(26)의 하류 측에 배치되어 배기가스에 노출되는 제2 배기가스 프로브(34)의 신호와 비교 가능한 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  8. 제7항에 있어서, 출력 람다 모델(106)로 계산된 신호는 제2 배기가스 프로브(34)에 의해 측정된 신호와 조정되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  9. 제7항에 있어서, 제어 시스템 모델(100)의 파라미터는, 삼원 촉매 컨버터(26) 밖으로 유동하는 배기가스에 대한 모델링된 람다값()이 거기에서 측정된 람다값()에 상응할 때까지 연속해서 변경되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 미리 결정된 설정값은 촉매 컨버터(26)의 최대 산소 저장 용량의 10% 내지 50%인 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절 방법.
  11. 내연기관(10)의 배기가스 내의 촉매 컨버터(26)의 배기가스 성분 저장기의 충전을 조절하도록 설계된 제어부(16)이며, 상기 제어부는, 배기가스 성분 저장기의 실제-충전 레벨()을 제1 제어 시스템 모델(100)로 결정하도록, 촉매 컨버터(26)의 상류 측에서 배기가스 유동 내로 돌출하고 배기가스 성분의 농도를 검출하는 제1 배기가스 프로브(32)의 신호()를 처리하도록, 그리고 제1 조절 회로(22, 32, 128, 130, 132)를 위한 기본 람다 설정값을 제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에 의해 미리 정하도록 설계되는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절을 위해 설계된 제어부에 있어서,
    제어부는, 제2 조절 회로(22, 32, 100, 122, 124, 126, 128, 132, 22)에서 기본 람다 설정값에 대한 초기값을 제1 제어 시스템 모델(100)과 동일한 제2 제어 시스템 모델(100')에 의해 가상의 충전 레벨()로 환산하도록, 상기 가상의 충전 레벨()을 설정값생성기(118, 120)로부터 출력된 충전 레벨()에 대한 설정값과 비교하도록, 그리고 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전 레벨 사이의, 미리 정해진 크기보다 큰 차이를 나타내면, 비교 결과에 따라서 기본 람다 설정값을 반복적으로 변경하도록 그리고 비교 결과가 충전 레벨에 대한 설정값과 가상의 충전 레벨() 사이의 차이를 나타내지 않으면, 기본 람다 설정값을 변경하지 않도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절용 제어부(16).
  12. 제11항에 있어서, 제어부(16)는, 제2항에 따른 방법의 시퀀스를 제어하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 배기가스 성분 저장기의 충전 조절용 제어부(16).
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