KR19990037048A - 산화질소 촉매를 지닌 엔진배출가스 제어시스템 - Google Patents

산화질소 촉매를 지닌 엔진배출가스 제어시스템 Download PDF

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시게노리 이소무라
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오카베 히로무
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Abstract

엔진배기 파이프(3)에 있어서, 린 공연비의 상태와 NOx을 흡장하고 공연비의 상태로 흡장된 NOx을 환원하는 NOx촉매(19)에 관한 것으로 CPU(31)는 린 혼합연소의 이론 공연비에 대해 린측에 대한 엔진(1)에 공급된 혼합의 공연비를 설정한다. CPU(31)는 엔진 작동 상태와 NOx촉매(19)의 NOx정화률에 따라 리치 혼합연소의 리치시간을 설정한다. 이 순간에 가장 짧은 리치시간이 NOx촉매(19)에 의한 바람직한 NOx정화률이 얻어지는 범위내에 설정된다. 3원 촉매(19a)는 NOx촉매(19)의 상류에 배열될 수 있다. 3원 촉매(19a)는 산소저장용량이 없는 백금과 같은 귀금속만을 담지한다.

Description

산화질소 촉매를 지닌 엔진배출가스 제어시스템
본 발명은 공연비 린 영역에서의 린 혼합연소를 행하게 하는 엔진배기가스 제어시스템에 관한 것이고, 린 혼합연소시에 발생된 배출가스중 산화질소(NOx)를 정화하기 위해 촉매를 흡장하고 환원시키는 엔진배출 제어시스템에 관한 것이다.
최근에 린 공연 혼합연소제어는 연비개선을 위해 이론 공연비에 의해 린측에서 연료를 연소하는데 이용된다. 내연기관으로부터 배출된 배기가스는 다량의 NOx을 포함하고 이 NOx을 정화하기 위한 NOx촉매가 요구된다. 예를 들면, 일본특허 제2600492호는 NOx흡수제는 배기가스의 공연비가 린상태에 있는 경우 NOx을 흡수하고 배기가스의 산소 농도가 환원하는 경우, 즉 공연비가 리치상태인 경우에는 흡수된 NOx을 방출하는 NOx흡수제(촉매를 흡장하고 환원하는 NOx)를 개시한다.
한편, NOx촉매에 의해 린 혼합연소시에 발생한 NOx을 흡수하는 시스템에서, NOx촉매는 NOx로 포화될 때, NOx정화능력이 제한에 도달한다. 결과적으로, NOx촉매의 정화능력을 회복시켜서 NOx의 배기를 억제하기 위해 리치 혼합연소를 일시적으로 수행해야 한다.
그러나, 린 혼합연소가 리치 혼합연소로 스위치할 때, NOx촉매부분의 혼합물의 공연비가 리치측의로 즉가적으로 절환하지 않는다. 따라서, 린상태로부터 리치상태로 이행하기 위한 배기통로의 배기가스 상태에 필요한 시간을 포함하는 시간동안 리치 혼합연소를 연속하기 위해 리치시간(리치 혼합연소 기간)을 길게 해야 한다. 이러한 경우에, 리치 혼합연소가 계속될 때, 과량으로 연료분사량이 증가하여 연비를 증가한다. 리치 혼합연소시에는 엔진발생 토오크가 린 혼합연소시에 보다 크다. 따라서, 리치시간이 길게 지속되면 엔진 크랭크축 회전의 변동이 크게 된다.
일본특허 제2586738호에서는 촉매가 배기관에 설치되어 있고(산화 촉매 또는 3원 촉매) NOx산화제가 NOx촉매의 상류측에 설치되어 있다. 상류측상의 촉매는 백금(Pt)-로듐(Rh)-팔라듐(Pd)-조촉매로서의 세륨(CeO2)을 담체(carrier)에 담지한다. 산소는 촉매에 보관되고, 이 보관된 산소는 배기가스의 (HC와 CO)와 같은 리치성분과 반응한다. 따라서, 리치성분의 필요한 량이 산화촉매의 하류에 설치된 NOx에 공급될 수 없다. 따라서, 린 공연비 혼합물이 연소하는 경우에 산소는 CeO2및 Pdo의 형태로 저장된다. 공연비가 리치로 되는 경우, Ce2O3및 PdO는 저장된 산소를 방출하기 위해 CeOS2및 Pd로 변경된다. 이 순간에, 방출된 산소는 산화 촉매의 하류측의 공연비가 리치측으로 변하지 않도록 배기 가스의 리치성분과 반응한다. 따라서, NOx 촉매에 대한 리치성분의 공급량이 환원하게 된다. NOx 촉매에서 흡장된 Nox의 환원는 불충분하게 된다.
본 발명의 목적은 Nox 촉매의 정화능력을 복원하기 위해 일반 린 혼합연소의 리치 혼합연소시간을 최적화하는 엔진배기가스 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명을 따른 엔진배기가스 제어시스템에서, 린 공연 혼합물이 내연기관에 공급되어 배기가스중의 N0x가 Nox촉매에 의해 흡장되어 Nox을 흡장하여 환원시킨다.
리치 공연혼합물은 엔진에만 일시적으로 공급되어 흡장된 NOx가 NOx촉매로부터 방출된다. 리치 혼합연소의 리치시간은 최소로 가변되게 제어된다. 이 리치시간은 엔진 작동상태와 Nox촉매의 NOx정화비에 따라 설정될 수 있다. 또한, 리치시간은 NOx촉매의 NOx정화상태에 따라 설정될 수 있다. 즉, 리치시간은 센서에 의해 검출된 정화상태가 리치상태의 제한을 표시할 때까지 소정의 간격마다 짧아진다. 또한 실제 리치시간이 추정될 수 있고, 린시간이 추정된 실제 리치시간을 기반으로 설정될 수 있다.
본 발명을 따른 엔진배기가스 제어시스템에서, 산화촉매가 NOx촉매의 상류에 설치된다. 이 산화촉매는 저장소에 산소를 저장할 수 없는 백금으로써의 귀금속만 저장할 수 있다. 또한, 산화촉매는 저장소에 높은 산소 저장능력을 지닌 조촉매를 저장하거나 소량의 조촉매만을 저장한다. 산화촉매는 산화 저장능력을 환원하기 위해 소량의 귀금속을 저장한다. Rh경우의 저장량이 0.2gram/liter 이하이면 바람직하지만 Rd인 경우에는 2.5gram/liter 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 장점을 수반한 도면을 참고로 하면서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예를 따른 엔진배기가스 제어시스템을 도시한 개략도.
도 2는 제1실시예의 연료분사 제어 루우틴을 도시한 흐름도.
도 3은 제1실시예에서 λTG설정 루우틴을 도시한 흐름도.
도 4는 제1실시예의 엔진속도와 흡입압력에 따라 리치시간을 설정하는데 이용되는 데이트 맵.
도 5는 리치시간과 NOx정화률간의 관계를 도시한 그래프.
도 6은 제1실시예에서 엔진속도와 흡입압력을 따라 린 목표 공연비를 설정하는 데 이용된 데이터 맵.
도 7은 제1실시예의 작동을 도시한 타이밍도.
도 8은 리치시간과 토오크 변동간의 관계를 도시한 그래프.
도 9는 본 발명의 제2실시예를 따른 엔진배기가스 제어시스템을 도시한 개략도.
도 10은 제2실시예에서의 리치시간 학습 루우틴을 도시한 흐름도.
도 11은 제2실시예의 작동을 도시한 타이밍도.
도 12는 제3실시예의 λTG설정 루우틴의 부분을 도시한 흐름도.
도 13은 제3실시예의 엔진 부하와 계수 α간의 관계를 도시한 그래프.
도 14는 제3실시예의 실제 리치시간과 계수α1간의 관계를 도시한 그래프.
도 15는 제3실시예의 작동을 도시한 타이밍도.
도 16은 본 발명의 제4실시예를 따른 엔진배기가스 제어시스템의 개략도.
도 17은 제4실시예에서의 하류측상의 공연비에 대한 3원 촉매의 상류측상의 공연비의 천이를 도시한 타이밍도.
도 18은 제4실시예에서의 영역에 대채 엔진백 바로 하측의 리치 공연비와 NOx촉매 바로 상류의 엔진배기를 도시한 그래프.
(제1실시예)
도 1을 참고하면 내연기관(1)은 4기통 사이클의 스파크 점화식이다. 흡기관(2)과 배기관(3)이 엔진(1)에 접속되어 있다. 흡기판(2)에는 액츄에이터 패달(4)과 연동하는 드로틀 밸브(5)가 설치되어 있다. 드로틀 밸브(5)의 개도(opening angle)는 드로틀 밸브 센서(6)에 의해 검출된다. 흡기압 센서(8)는 흡기관(2)의 서지 탱크(7)에 배설되어 있다.
피스톤(10)은 엔진(1)의 실리더 역할을 하는 실린더(9)에 배설되어 있고, 피스톤(10)은 연결 로드(11)를 개재하여 크랭크축(도시되지 않음)에 접속되어 있다. 실린더(9)와 실린더 헤드(12)에 의해 형성된 연소실(13)이 피스톤(10)위에 형성되어 있다. 연소실(13)은 흡기밸브(14)와 배기밸브(15)를 개재하여 흡기관(2)과 배기관(3)과 연통한다.
배기관(3)에는 배기가스의 산소농도(또는 비연소된 가스중의 일산화 탄소중의 농도)에 비례하게 광역에 선형 공연비 신호를 출력하기 위해 제한 전류식 공연비 센서에 의해 구성된 A/F센서(16)가 마련되어 있다. 배기관(3)의 A/F센서(16)의 하류에는 NOx촉매(19)는 NOx을 정화하는 기능을 지니고 있다. 이 NOx촉매(19)는 NOx식 흡장 및 환원식 촉매로 알려져 있는 데 이는 린 공연비 상태로 NOx을 흡장하고 CO 및 HC형태로 흡장된 NOx을 리치 공연비상태로 환원하고 방출한다.
엔진(1)의 흡기포트(17)에는 전자구동식의 인젝터(18)가 설치되어 있다. 연료(가솔린)가 연료탱크(도시되지 않음)로부터 인젝터(18)에 공급된다. 본 실시예에서, 흡기 메니포올드의 각각의 분지관용 인젝터(18)를 지닌 멀티 포인트 인젝션(MPI) 시스템이 구성되어 있다. 이 경우에, 흡기관의 상류로부터 공급된 신선한 공기와 인젝터(18)에 의해 분사된 연료가 흡기포트(17)에서 혼합된다. 이 혼합기체는 흡기밸브(14)의 개도작동으로 연소실(13)(실린더(9))로 흐른다.
실린더 헤드(12)에 배설된 점화 플러그(27)는 점화기(28)로부터 점화용 고전압에 의해 점화한다. 실린더의 점화 플러그(27)에 대한 점화용 고전압을 분배하는 디스트리뷰터(20)가 점화기(28)에 접속되어 있다. 디스트리뷰터(20)에서, 크랭크축의 회전상태에 따라 720°CA마다 펄스 신호를 발생하는 기준 위치센서(21)와 작은 크랭크각(예를 들어, 30°CA)마다 펄스신호를 발행하는 회전각 센서(22)가 배설되어 있다. 실린더(9)(워터잭트(water jacket))에서, 냉매의 온도를 감지하는 냉매 온도 센서(23)가 배설되어 있다.
ECU(30)는 공지된 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있고 CPU(31), ROM(32), RAM(33), 백업 RAM(34), A/D변환기(35), 입력/출력 인터패이스(I/O)(36) 등을 지니고 있다. 드로트 개도각 센서(6), 흡압센서(8), A/F센서(16) 및 수온센서(23)의 검출신호가 A/D변환기(35)에 공급된 A/D에 변환된다. 이후, 합성신호가 버스(37)를 개재하고 CPU(31)에 의해 패치된다. 이후, 위치센서(21)와 회전각 센서(22)의 펄스신호가 입력/출력 인터패이스(36)와 버스(37)를 개재하여 CPU(31)에 의해 패치된다.
CPU(31)는 드로트 개도각(TH), 흡기압(PM), 공연비(A/F), 냉각수온(Tw), 기준 크랭크 위치(G신호) 및 엔진속도(Ne)와 같은 엔진작동상태를 검출한다. CPU(31)는 엔진작동상태를 기반으로 하여 연료분사량과 점화시각의 제어신호를 산출하고 이 제어신호를 인젝터(18)와 점화기(28)에 출력한다.
ECU(30)는 배기가스를 제어하도록 여러 루우틴을 실행하도록 프로그램되어 있다.
연료분사 제어루우틴은 연로분사마다(실시예에서 180°마다) CPU(31)에 의해 실행된다.
도 2의 루우틴이 단계(101)에서 먼저 개시될 때, CPU(31)는 엔진작동상태를 나타내는 센서 검출 결과(엔진속도(Ne), 흡기압(PM), 냉각수온(Tw))를 판독한다. 단계(102)에서, CPU(31)는 ROM(32)에 예비적으로 기억된 기본 분사 맵을 이용함으로써 시간마다 엔진속도(Ne)와 흡기압(PM)을 따라 기본 분사량(TP)을 산출한다. CPU(31)는 단계(103)에서 공지된 공연비(F/B)상태가 만족되는지 여부를 식별한다. 공연비(F/B)상태는 냉각수온(Tw)이 소정의 온도와 같거나 높은 상태, 회전속도가 높지 않고 부하가 높지 않은 상태 및 A/F센서(16)가 작동상태인 상태 등을 포함한다.
단계(103)는 부정적으로 결정될 때(F/B상태가 만족스럽지 않을 때), CPU(31)는 스탭(104)에 진행하고 공연비 보정계수(FAF)를 "1.0"에 설정한다. FAF=1.0이라는 것은 공연비가 개방제어되었다는 것을 의미한다. 단계(103)가 긍정적으로 판별될 때(F/B상태가 만족스러우면), CPU(31)는 단계(200)에 전진하여 목표 공연비 λTG을 설정하는 과정이 후술될 도 3의 루우틴에 따라 수행된다.
이후에, 단계(105)에서 CPU(31)는 목표 공연비 λTG로부터 시간마다 실제 공연비 λ(센서 측정값)을 기반으로 공연비 보정계수(FAF)를 설정한다. 실시예에서 향상된 제어원리를 기반으로한 공연비(F/B)가 실행된다. A/F센서(16)의 검출결과는 F/B제어시에 목표공연비와 일치하게 하기 위해 공연비 보정계수(FAF)는 공지된 방식으로 다음 식(1, 2)을 이용하여 산출된다.
FAF = K1·λ + K2·FAF1 +
.... + Kn + 1·FAFn + ZI ... (1)
ZI = ZI1 + Ka·(λTG-λ) ... (2)
식(1, 2)에서, λ는 A/F센서(16)에 의한 제한 전류의 공연비 변환값이고, K1 ∼Kn+1은 정수를 나타내고 ZI는 적분항을 나타내고, Ka는 적분정수를 나타낸다. 첨자(1∼n+1)는 샘플링 개시로부터의 제어회수를 나타낸다.
단계(106)에서, FAF값을 설정한 후 CPU(31)는 다음 식(3)을 이용하여 기본분사량(Tp), 공연비 보정계수(FAF), 기타의 보정계수(FALL)(냉각 수온의 여러 보정 계수, 공기 상태 부하)로부터 최종 연료 분사량(TAU)을 산출한다.
TAU = Tp·FAF·FALL ...(3)
최종 분사량(TAU)을 산출한 후에 CPU(31)는 TAU값에 대응하는 제어신호를 인젝터(18)에 출력하고 즉시 루우틴을 종료한다.
단계(200)의 과정에 대응하는 λTG 설정 루우틴은 도 3에 도시되어 있다. 이 루우틴에서, 목표 공연비 λTG는 리치 혼합연소가 린 혼합연소를 실행하는 동안 일시적으로 수행되는 방식으로 적절히 설정된다. 즉, 실시예에서 린시간(LT)과 리치시간(RT)은 연료분사마다 카운트하는 기간 카운터(PC)의 값을 기반으로 소정의 시간비율로 되도록 설정되고 리치 혼합연소가 시간(LT, RT)에 따라서 교대로 실행된다.
도 3에서, CPU(31)는 시간이 "0"인지 여부를 단계(201)에서 그 시간에 결정한다. 단계(202)에서 PC=0단계(201)에서 YES이면, 린시간(TL)과 리치시간(TR)이 엔진속도(Ne)와 흡입압(PM)을 기반으로 설정된다. 단계(201)에서 "NO"인 경우(PC≠0인 경우), CPU(31)는 단계(202)의 처리를 스킵한다.
린시간(LT)과 리치시간(RT)은 린 공연비에서의 연료 분사 회수와 리치 공연비에서의 연료 분사 회수에 대응한다. 기본적으로는 엔진속도(Ne)가 높으면 또는 흡입압(PM)이 높으면, LT 및 RT는 큰 값으로 설정된다. 실시예에서, 리치시간(RT)은 도 4의 관계를 기반으로 맵 데이터를 검색함으로써 얻어진다. 도 4의 관계는 NOx 촉매(19)에 의한 바람직한 NOx정화률이 얻어지는 범위내에서 리치시간을 짧게 하도록 설정되어 있다.
리치시간을 지닌 NOx정화률의 특성은 도 5의 관계를 갖는다. 도 5에 따라서, NOx정화률의 특성은 엔진작동상태(엔진속도(Ne)와 흡입압(PM))에 따라 변한다. 일반적으로, Ne와 PM이 크면, NOx정화률의 특성이 더 도면에서 오른쪽으로 이동하게 된다. Ne와 PM이 작으면, NOx정화률의 특성이 도면의 왼쪽으로 이동하게 된다. 소정의 레벨(예를 들면, 도 5에서의 95% 이상)로 NOx정화률을 유지하는 동안 리치시간을 환원하기 위해, 최적 리치시간은 Ne와 PM의 상태에 따라 도 5의 A1, A2 및 A3로부터 얻어진다(여기서, A1＜A2＜A3).
한편, 린시간(LT)은 리치시간(RT)과 소정의 계수(α)로부터 다음과 같이 얻어진다.
LT = RT·α
계수(α)를 거의 100의 고정값에 설장하면 충분하다. 계수(α)는 엔진속도(Ne)와 흡입압(PM)과 같은 엔진 작동상태에 따라 가변하게 설정될 수 있다. 이후, CPU(31)는 단계(203)에서 주가 카운터(PC)을 "1"만큼 증가시킨다. CPU(31)는 PC값이 설정된 린시간(LT)에 대응하는 값에 도달하거나 단계(204)에서는 도달하지 않는다. PC＜LT이고 단계(204)가 부정이라고 판단되는 경우, CPU(31)는 단계(205)에 진행하고 목표공연비(λTG)를 시간마다 엔진속도(Ne)와 흡입압(PM)을 기반으로 린 제어값으로 설정한다. λTG값을 설정한 후, CPU(31)는 도 2의 원래의 루우틴에 복귀된다.
이 경우에, λTG는 도 6에 도시된 목표공연비 맵 데이터를 검색함으로써 얻어지고, 예를 들어, A/F=20-23에 대응하는 값이 λTG값으로 설정된다. 린 혼합물 연소 실시조건의 작동이 정상상태가 아닌 경우와 같이 만족되지 않으면, 단계(205)에 설정된 λTG가 이론 공연비 부근에 설정된다. 이러한 경우에, 단계(205)에 설정된 λTG값은 도 2의 단계(105)에서 FAF값의 산출을 위해서 이용되고 공연비는 FAF값에 의해 린측에 대해 제어된다.
PC≥LT이고 단계(204)가 긍정적으로 결정되는 경우, CPU(31)는 단계(206)에 진행하고 목표 공연비(λTG)가 리치 제어값으로 설정된다. 이러한 경우에 λTG값이 리치영역에서 고정된 값에 설정될 수 있고, 엔진속도(Ne)와 흡입압(PM)을 기반으로 맵 데이터를 검색하여 가변되게 설정될 수 있다. 맵 데이터 검색을 수행하는 경우에, λTG값은 엔진속도(Ne)가 높고 흡입압(PM)이 노퍼리치니스의 크기가 높게 되도록 설정된다.
이후에, CPU(31)는 PC값이 단계(207)에서 설정된 린시간(LT)과 리치시간(RT)의 합 "LT+RT"에 대응하는 값에 도달하는지 여부를 결정한다. PC＜LT+RT이고 단계(207)가 부정적으로 결정되는 경우에, CPU(31)는 도 2의 원래의 루우틴에 복귀한다. 이러한 경우에는, 단계(206)에서 설정된 λTG값이 도 2의 단계(105)의 FAF값의 산출을 위해서 이용되고 공연비가 FAF값에 의해 리치측상에 있도록 제어된다.
한편, PC≥LT+RT이고 단계(207)가 긍정적으로 판별되는 경우에는 CPU(31)는 주기 카운터를 "0"으로 단계(208)에서 클리어되고, 도 2의 원래의 루우틴으로 복귀한다. 기간 카운터의 클리어링 작동에 따라, 단계(201)는 다음 처리에서 YES로 판별되고 린시간(LT)과 리치시간(RT)이 새롭게 설정된다. 공연비의 린제어와 리치제어는 린시간(LT)과 리치시간(RT)을 기반으로 다시 수행된다.
도 7에 도시되어 있듯이, PC=0∼LT인 기간 동안, 공연비는 한측에 있도록 제어된다. 이때, 배기가스중의 NOx는 NOx촉매(19)에 의해 흡장된다. PC=LT에서 LT+RT인 기간동안 공연비는 리치측에 대하여 제어된다. 이순간에, 촉매(19)에 의해 흡장되는 NOx는 환원되고, 배기가스중의 비연소 가스성분(HC, CO)이 방출된다. 이러한 방식에서, 공연비의 린제어와 리치제어는 린시간(LT)과 리치시간(RT)에 따라서 되풀이해서 실행된다.
위에서 상세히 설명했듯이, 실시예에 따라 아래에 설명된 효과가 얻어진다.
(a) 리치 혼합연소에 대한 리치시간은 Nox촉매(19)에 의해 엔진작동상태와 NOx정화률에 따라 설정된다. 간단히, 리치시간은 종래의 장치에서 마진을 포함함으로써 리치시간이 더 길게 설정되기 때문에, 연비와 토오크 변동의 열화가 야기될 수 있다. 실시예에서, 그러나 리치시간을 짧게 하기 위해 도 4 및 도 5의 관계에 따라 리치시간을 설정함으로써, 종래의 장치의 불편함이 해소될 수 있다. 엔진작동상태가 변할지라고 적절한 리치 혼합연소가 항상 수행될 수 있다. 결과적으로 리치 혼합연소를 최적 시간동안 실행되고 연비와 토오크 변동의 억제의 향상이 실현될 수 있다.
도 8은 시간마다 리치시간과 토오크의 변동간의 관계를 도시한 실험 데이터를 도시한다. 도면으로부터, 리치시간이 짧고 토오크 변동이 크게 억압된다는 것을 알수 있다.
(b) 짧은 리치시간이 NOx촉매(19)에 의한 바람직한 NOx정화률이 얻어지는 범위내에서 설정된다. 이 경우에, 최적 리치시간이 설정되고 NOx촉매(19)에 의한 NOx정화 수행이 유지될 수 있다.
(제2실시예)
본 실시예는 리치시간을 최적으로 짧게 하기 위해 NOx촉매(19)에 의해 NOx정화상태를 감지하면서 차례로 린되는 것을 특징으로 한다. 도 9에 도시되어 있듯이, 촉매상태 검출기로서 역할을 하는 NOx센서(14)는 NOx촉매(19)의 하류측에 마련되어 있고 센서(41)의 출력은 ECU(30)에 의해 패치된다. ECU(30)는 NOx센서의 출력을 감지하는 동안 리치시간을 점차 단축하도록 학습하자. NOx센서(NOx농도)의 출력이 리치시간을 단축하는 과정동안 소정의 시간이상으로 되는 경우, 이 시간에서의 리치시간은 최소로 간주되고 ECU(30)의 백업 RAM(34)에 기억된다.
센서(41)는 안정화한 지르콘니아로된 산소이온 전도고체 전해질 기판을 이용함으로써 NOx농도에 대응하는 전류신호를 발생시킨다.
도 10의 루우틴이 개시되는 경우, 먼저 단계(301)에서, CPU(31)는 엔진작동 상태가 "(i)존(여기서 I=1, 2, 3,,...n)"인 경우, 학습완료 프래그(Fi)가 "0"인지 여부를 결정한다. 1로부터 n까지의 엔진작동 영역은 엔진속도(Ne)와 흡기압(PM)에 따라 설정되고, 이 학습완료 프래그(Fi)는 작동영역마다에 제공되어 있다. Fi=0은 (i) 존 에서의 리치시간의 학습이 완료되지 않았다는 것을 나타내고 Fi=1은 (i) 존에서의 리치시간의 학습이 완료되었다는 것을 나타낸다. 프래그(Fi)는 루우틴의 작동의 초기에 "0"에 초기화 된다.
단계(302)에서, CPU(31)는 10초이상 지속되는지 여부를 결정한다. 다음 단계(303)에서, 즉 엔진(1)의 저온 개시와 고부하 작동의 경우에는 린/리치 스위칭이 실행되었는지를 결정한다.
단계(301∼303)중 어느 하나가 NO인 경우에는 CPU(31)는 단계(304)에 진행한다. 단계(301∼303)의 모두에서 YES인 경우에는 CPU(31)는 단계(305)에 진행하자. 단계(304)에서, CPU(31)는 "0"으로 리치시간 학습시간의 시간간격을 측정하는 리치시간 학습 카운터(RTLC)를 클리어한다.
단계(305)에서, CPU(31)는 "1"만큼 RTLC을 증가시킨다. 다음 단계(306)에서, CPU(31)는 그 시간에서 RTCL의 값이 소정의 시간(실시예에서는 60초)에 대응하는 값에 도달하는지 여부를 결정한다. RTCL＜60초이면, CPU(31)는 있는 대로 루우틴을 종료한다. RTCL≥60초이면, CPU(31)는 다음 단계(307)에 진행한다. "60초"의 시간은 리치시간 학습(학습기간)에 필요한 시간에 해당한다.
CPU(31)는 NOx센서(41)의 출력값이 바람직하게 NOx정화률(실시예에서 Nox농도=20ppm에 대응하는 값)을 보장하기 위한 소정의 결정값과 같거나 작다. 이 경우에, 하나의 학습기간에 NOx센서출력을 평균하고 산출된 평균값을 소정의 판별값(20ppm)과 비교하는 것이 바람직하다.
NOx≤20ppm인 경우, CPU(31)는 리치시간이 더 단축될 수 있고 단계(308)에서 일분사에 의해서만 리치시간(리치분사회수)을 단축하는 것을 한다. 예를 들어, 리치시간의 초기값이 약 10분사로 설정된다. CPU(31)는 다음 단계(309)에서 RTLC을 "0"에 클리어하고, 이 루우틴을 종료한다. 이 방식에서, 단계(307)의 판단결과가 YES인 상태에서 리치시간이 점차 단축된다.
한편, NOx＞20ppm인 경우, CPU(31)는 바람직한 NOx정화률이 현재 리치시간으로는 보장될 수 없고 단계(310) 하나의 분사에 의해서만 리치시간(리치분사의 시간)을 증대한다. CPU(31)는 다음 단계(311)에서 그 시간에 리치시간을 백업 RAM(34)에 기억한다. 이 경우에, 학습된 리치시간은 시간마다 엔진작동상태마다(1로부터 n으로의 죤마다)기억된다. 백업 RAM(34)에 기억된 리치시간의 학습된 값이 기억되고 전력원이 분리되더라도 유지된다.
이후, CPU(31)는 단계(312)에서 그 시간에 작동죤i(=1부터 n)에 대응하는 학습완료 프래그(Fi)에 "1"을 설정하고 리치시간 학습 카운터를 다음 단계(313)에서 "0"에 설장하고 루우틴을 종료한다.
리치시간이 학습되고 그 값이 위에서 처럼 갱신되는 경우에, 시간마다 작동 죤 i(=1부터 n)를 따른 리치시간이 백업 RAM(34)으로부터 판독된다. 이경우에는 린시간이 다음과 같이 산출된다.
린시간 =α·RT
여기서, 계수 α는 약 "100"의 고정값으로 설정될 수 있고 엔진속도(Ne)와 흡입압(PM)과 같은 엔진 작동상태에 따라 가변적으로 설정된다.
도 10에 따는 작동을 도 11의 타이밍도를 사용하여 상세히 설명한다.
도 11에서, 시간(t1∼t4)에 의해 규정된 각 기간은 리치시간 학습기간(실시예에서 60초)을 도시한다. 시간(t1, t2, t3)에서, NOx센서출력(학습기간에서의 평균값)은 소정의 값(20ppm) 이하이다. 결과적으로 리치시간은 하나의 분사에 의해서만 단축된다(도 10의 단계(308)).
이와는 달리, 시간(t4)에서, NOx센서의 출력(시간(t3∼t4) R까지의 항의 평균값)은 소정의 값(20ppm)을 초과한다. 일분사의 리치시간이 가산되고 이 리치시간이 린값으로 메모리에 기억된다(도 10에서의 단계(310) 및 단계(311)). 시간(t4)에서, "1"이 학습후 완료 프래그(Fi)에 설정된다(도 10의 단계(312)).
위에서 자세히 설명한 제2실시예에 따라 다음 효과가 얻어진다.
(a') 리치시간이 NOx촉매(19)에 의해 NOx정화상태를 감지하는 동안 단축되도록 점차 갱신되고 이 시간에 리치시간이 촉매(19)에 의해 NOx정화상태로부터 제한값으로 판정되면, 리치시간을 단축하기 위한 리치시간의 갱신이 취소된다. 작동에 의해, 리치시간은 NOx촉매(19)의 NOx정화수행을 보장하는 동안 단축될 수 있다. 이러한 경우는 물론, 리치혼합연소가 최적 시간동안 수행되고 연비와 토오크의 변동의 개량이 실현될 수 있다.
(b') NOx센서(41)가 NOx촉매(19)의 상류측에 설치되고 NOx촉매(19)에 의한 NOx정화의 정도가 센서의 출력을 기반으로 판정된다. 따라서, 리치시간의 단축이 NOx센서의 출력(NOx농도)을 기반으로 허여되거나 금지되고 리치시간이 적절히 린될 수 있다.
(c') 리치시간의 학습된 값은 엔진(1)의 작동죤마다 기억된다. 따라서, 엔진작동상태에 따른 리치시간이 작동상태의 변경이 적절히 처리될 수 있도록 시간마다 설정될 수 있다.
(d') 리치시간이 NOx센서의 출력을 기반으로 단축의 제한값에 도달하는 경우, 리치시간은 반대측에 대해 갱신된다(일분사에 해당하는 시간이 가산된다). 이 경우에, 리치시간이 과도하게 단축되는 경우, 리치시간이 보정될 수 있다. 최적 리치시간이 NOx촉매(19)의 저화와 같은 시간에 따른 변경으로 인해 리치시간이 지연될지라도 항상 설정된다.
(제3실시예)
제3실시예는 린/리치 제어의 경우에, 실제 리치시간이 리치혼합연소의 리치시간 제어 지령값과 그 시간마다의 엔진 운전상태로부터 추정되고 린시간은 실제 리치시간을 기반으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 제1실시예에서의 λTG설정 루우틴의 부분을 도 12에 도시된 것처럼 개량되었다. 흐름도는 도 3의 흐름도의 부분(단계(201) 및 (202))과 대체되어 실행된다.
도 12의 루우틴에서, 이 시간에서의 기간 카운터(PC)가 "0"으로 설정되면(단계(401)에서 YES), CPU(31)는 단계(402)에서의 시간마다의 엔진속도(Ne)와 흡입압(PM)을 기반으로 하여 리치시간(제어 지령값)을 설정한다. 엔진속도(Ne)가 높고 흡입압(PM)이 높을 수록 리치시간(제어 지령값)이 큰 값에 설정된다(도 4). 그러나, 이러한 경우에는 NOx촉매(19)가 리치측으로 확실히 스위치하도록 리치시간은 시간마다 엔진운전상태에 따라 최저 제한값에 의해 안내된다. 이는 리치시간이 과도하게 단축되는 경우에 공연비가 린에서 리치로 스위치할지라도 촉매의 출입시에 배기가스의 공연비가 리치로 되지 않고 NOx가 실질적으로 환원할 수 없기 때문이다.
다음 단계(403)에서, CPU(31)는 실제 리치시간을 산출한다. 이 실제 리치시간은 리치가 되도록 실질적으로 촉매의 출입시에 배기가스의 공연비에 요구되는 시간이다. 예를 들어, 실제 리치시간은 다음과 같이 산출된다.
실제 RT=β·RT(제어 지령값)
계수 β는 도 13에 도시되어 있듯이 흡입압(PM)과 트로틀 개도와 같은 엔진 부하에 따라서 설정된다. 즉, 엔진부하가 작으면 배기가스의 혼합이 지연되기 때문에 작은 값이 계수 β에 대해 설정된다.
이후, CPU(31)는 단계(404)에서 산출된 실질 리치시간(RT)을 기반으로 린시간(LT)을 설정한다. 린시간은 다음과 같이 산출된다.
LT=α1·실제 RT
계수 α1은 예를 들어 도 14에 도시된 관계를 기반으로 얻어진다. 실제 리치시간이 길면 큰 값이 계수 α1으로 설정된다.
이후, CPU(31)는 도 3의 단계(203∼208)에 따라 위의 린제어와 리치제어를 교대로 실행한다.
도 15에 도시되어 있듯이, 목표 공연비 λTG가 소정의 리치시간에서 린으로부터 리치로 스위치하는 경우에(제어 지령값), 엔진연소실에 흐르는 혼합물의 공연비(연소 A/F)의 변화가 연료웨트의 영향에 의해 지연된다. 또한, 배기가스가 NOx촉매(19)에 도달하는 경우 배기가스(배기가스 A/F)의 공연비가 나머니 실린더의 배기가스와의 혼합과 배기파이프의 이송시의 지연으로 인해 더 지연된다. 따라서, 실질적으로 리치(실질 리치시간)로 되기 위해 촉매의 유입시의 배기가스의 공연비에 필요한 시간이 제어 지령값보다 약간 단축된다. 이러한 경우에, 공연비의 리치제어는 소정의 리치시간(제어 지령값)을 기반으로 실행되고 공연비의 린제어는 실제 리치시간을 기반으로 수행된다.
위에서 상세히 설명한 제3실시예에 따라 다음과 같은 효과가 얻어질 수 있다.
(a") 리치시간(제어 지령값)과 비교한 실제 리치시간은 엔진운전상태를 기반으로 추정되고 린시간은 추정된 실제 리치시간으로부터 설정된다. 이 경우에, 린시간은 적절히 설정될 수 있다. 실제 리치시간이 더 단축될지라도, NOx가 린 혼합연소의 부족으로 인해 부주위로 배기되지 않는다. 결과적으로, 리치 혼합연소는 최적시간에 수행될 수 있고 연비와 토오크 변동의 억제의 향상이 실현될 수 있다.
(b") 엔진(1)사이의 부하가 적으면 리치시간 지령값과 비교해서 실제 리치시간이 단축된다고 추정하였다. 이 경우에, 배기가스 공연비의 린/리치 절환이 지연되는 저부하의 상태에서라도, 리치시간과 린시간이 적절히 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예는 다음 방식으로 또한 실현될 수 있다.
예를 들어, 드로틀 개도와 액츄에이터 개도 등은 엔진운전상태를 검출하기 위한 파라미터로 이용될 수 있다.
또다른 공연비 센서는 NOx촉매(19) 하류에 배치될 수 있다. 촉매상태는 린시간에서의 촉매⇔이 리치시간의 학습과 공연비의 리치절환가 판정결과를 기반으로 허여되거나 금지되기 전후에 응답(응답속도)으로부터 판정될 수 있다. 이 경우에 이용되는 공연비 센서로서, 산소의 농도에 따라 선형전류신호를 출력하는 공지된 A/F센서(제한 전류식 공연비 센서), 광범위하게 이론비에 대한 린과 리치측에 따라 상이한 전압신호를 출력하는 공지된 O2센서 등이 적용될 수 있다.
2이상의 분사시간에 해당하는 리치시간이 시간당 갱신될 수 있다. 이 경우에, NOx센서의 출력을 기반으로 마진을 고려하여 갱신폭을 제한값에 가변할 수 있게 설정하는 것이 매우 바람직하다.
전력원이 턴온될 때 마다 리치시간이 초기값(10분사시간에 해당하는 시간)으로부터 학습될 수 있다.
리치시간(제어 지령값)은 제2실시예에서 설명된 리치시간 학습값을 이용함으로써 동일시간의 제어 지령값을 설정하도록 변경될 수 있다.
전문의 실시예에서 린과 리치제어값에 의해 목표 공연비 λ을 절환함으로써 린혼합연소와 리치 혼합연소가 수행될지라도 이는 또한 변경될 수 있다. 예를 들어, 공연비 교정 계수(FAF)는 린보정측과 리치보정측에서 절환되어 혼합연소와 리치혼합연소를 수행한다.
각각의 실시예에서의 공연비 제어시스템에서, 향상된 제어 원리를 이용함으로써 목표 공연비와 실질적으로 검출된 공연비(실제 공연비)간의 편차에 따라 공연비가 피드백 제어된다. 공연비는 비례정수(P∼I)제어에 의해 제어되는 피드백제어일 수 있거나 개방루우프 제어될 수 있다.
(제4실시예)
본 실시예에서, 도 16에 도시되어 있듯이, 배기가스에 함유된 HC, CO 및 NOx의 3개의 성분을 정화하기 위한 3원 촉매(19a)가 NOx흡장 환원작용을 하는 NOx촉매(19)의 상류에 마련된다. 3원 촉매(19a)의 용량은 Nox의 용량보다 적다. 3원 촉매(19a)는 엔진(1)의 저온개시후 곧 활성화되는 개시촉매로 작용하는 유해한 가스를 정화한다.
ECU(30)는 제1∼제3실시예를 참고로 설명된 여러 제어 루우틴을 실행하기 위해 프로그램될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서 린 공연비 죤에서의 린 혼합연소가 정상적으로 수행되고 리치혼합 연수가 린연소중 일시적으로 수행된다.
본 실시예를 따른 3방 촉매(19a)에서, 산소를 저장할 수 없는 귀금속만이 담체에 촉매재로 담지된다. 특히, 코디어라이트와 같은 스테인레스 스틸 또는 새라믹으로된 담체가 촉매층과 반응한다. 이 촉매층은 다공의 알루미나(Al2O3)의 표면에 백금(Pt)만을 담지함으로써 구성된다.
위의 구조의 3원 촉매(19a)는 촉매(19a)에 저장된 산소가 배기가스중의 리치성분(HC, CO)과 반응하고 이 리치성분이 하류측에 공급될 수 없도록 불편함을 제거한다. 즉, 3원 촉매(19a)에 의한 산소의 저장이 극력 억제되기 때문에, 흡장된 NOx을 환원하여 방출하는데 충분한 리치성분이 NOx촉매(19)에 공급되고 배기가스중의 리치성분이 이 흡장된 NOx을 환원하여 방출하기 위해 충분히 이용된다.
도 17에서, 린혼합연소가 리치혼합연소로 일시적으로 절환되는 경우, 3원 촉매(19a)의 상류에서의 공연비(A/F)가 (a)에 의해 도시되어 있듯이 변화하고 3원 촉매(19a)의 하류에서의 공연비(A/F)가 (b)에 도시된 것처럼 변화하고 NOx촉매(19)에서 흡장된 NOx의 량이 (c)에 의해 도시된 것처럼 변한다.
공연비가 시간(t1)에서 린값으로부터 리치값으로 절환되는 경우에 3원 촉매(19a)의 상류측상의 공연비가 리치측으로부터 변화가 시작한다. 촉매(19a)의 상류측과 하류측상의 공연비가 이론공연비(λ=1)에 대해 리치로 되는 경우, NOx촉매(19)에 의해 흡장된 NOx가 환원되고 방출되고, NOx흡장량이 환원되기 시작한다. 실질적으로 촉매(19a)의 하류측상의 공연비가 배기가스의 이송의 지연으로 인해 촉매(19a)의 상류측상의 공연비뒤에 약간 변할지라도, 이들은 편이상 도 17에 동시에 도시되어 있다. 이후에 공연비가 리치값으로부터 린값으로 복귀하는 경우에, 시간(t3)에서 개시의 공연비가 린측으로 변하고 린영역으로 복귀한다. t2∼t3로부터의 기간동안 (b)에 의해 도시된 3원 촉매(19a)의 하류에서의 공연비는 리치 죤에 들어가게 되어 NOx촉매(19)에 의해 흡장된 대부분 모든 NOx가 환원되어 방출된다. 이 경우에, 3원 촉매(19a)의 산소저장량은 위에서 언급한 것처럼 최소로 되도록 조절되기 때문에, 3원 촉매(19a) 하류의 공연비의 리치니스(richness)의 량이 환원되고 실질적인 리치기간이 단축되지 않는다. 이러한 작동은 3원 촉매(19a)가 NOx촉매(19)의 상류에 마련되지 않은 경우와 동일하다.
도 17의 이점쇄선에 의해 도시된 공연비의 천이는 높은 산소 저장능력을 지닌 3원 촉매(또는 산화 촉매)가 NOx촉매의 상류측에 마련된 경우를 비교적으로 도시한다. 이러한 경우에, 3원 촉매에 저장된 산소는 배기가스중의 리치성분과 반응한다. 공연비는 시간(t2)후 바로 이론 공연비로 즉시 유지되고 리치측으로 이동한다. 다음에, 3원 촉매(19a)의 하류측에서의 공연비의 리치니스의 정도가 증가하고 리치기간이 단축된다.
즉, 본 실시예의 장치에서, 리치성분은 도 17의 밑금친 영역에 해당하는 량만큼 증가되고 이 증가된 리치성분은 NOx촉매(19)에 공급된다. NOx촉매(19)에서흡장된NOx가 효과적으로 환원되어 증가한 리치성분 만큼 방출된다.
도 18은 리치가스가 공급되는 경우(예를 들어, 도 17에서 시간(t2∼t3) NOx촉매 바로 하류의 배기가스(도 16에서의 점(B)의 배기가스)의 리치 공연비의 영역과 함께, 엔진으로부터 배기된 하류측 바로 아래의 배기가스(도 16에서의 점(A)에서의 배기가스)의 리치 공연비의 영역을 도시한다. 공연비의 영역은 λ=1로부터 리치측으로의 편차값의 적분값에 대응한다. 도 17의 실선은 제4실시예의 특성을 도시하고, 이점쇄선은 선행기술의 자치의 특성을 도시하고, 점선은 3원 촉매(19a)가 NOx촉매의 상류에 마련되지 않은 경우의 특성을 도시한다. 3원 촉매(19a)가 마련되지 않는 경우, 엔진배기 바로 하류의 배기가스의 성분과 NOx촉매 바로 하류의 배기가스의 성분이 동일하기 때문에, 이들의 리치부분의 영역이 서로 일치하게 된다(가로축의 값과 세로축의 값의 비는 1:1).
예를 들면, 엔진배기 바로 하류의 리치 공연비의 영역이 "P"인 경우에:
본 실시예의 경우에, NOx촉매 바로 상류의 리치 공연비의 영역이 "Q1"이다;
·선행기술의 장치의 경우에, NOx촉매 바로 상류의 리치 공연비의 영역이 "Q2"이고;
·3원 촉매(19a)가 마련되는 경우에, NOx촉매 바로 상류의 리치 공연비의 영역이 "Q3"이다(여기서, P=Q3, Q3〉Q1》Q3).
도 18로부터, 실시예의 경우에 NOx촉매 바로 상류의 리치 공연비의 영역이 3원소 촉매(19a)가 마련되지 않는 경우에, 비교해서 약간 환원하는 경우에, 영역이 선행기술의 장치에 비교하여 대폭적으로 증가한다. 선행기술의 특성에 대해, 가로축의 "L"의 범위에서, 엔진배기의 바로 하류의 리치 공연비가 증가할지라도, NOx촉매 바로 상류의 리치 공연비가 NOx촉매의 상류측상의 3원 촉매(19a)에 의해 흡장된 산소에 의해 증가되지 않고 "0"으로 유지된다. 즉, 범위(L)는 NOx촉매(19)의 상류측상이 3원 촉매(19a)의 산소 저장량에 해당하고 NOx정화률의 열화를 야기한다.
제4실시예에 따라, 산소를 강하게 할 수 없는 백금(Pt)만이 담체에 담지되는 구조를 한 촉매재가 NOx촉매의 상류측에 배치된 3원 촉매(19a)로 이용된다. 따라서, 필요 이상의 리치시간을 지연하지 않고 흡장된 NOx을 환원하여 방출하는데 충분한 리치 성분을 NOx촉매(19)에 공급할 수 있다. 따라서, NOx촉매의 NOx정화률은 3원 촉매(19a)와 NOx촉매(19)를 지닌 배기시스템에서 향상될 수 있다.
3원 촉매(19a)는 개시촉매로 이용되기 때문에 방출이 촉매의 신속한 활성의 요청을 만족하면서 환원될 수 있다.
본 발명의 실시예는 다음과 같이 개량될 수 있다.
3원 촉매(19a)는 높은 산소저장능력을 지닌 조촉매가 담체에 담지되지 않거나 조촉매의 소량만이 담체에 담지되는 방식으로 구성된다. 이 경우에, 고 산소흡장 능력을 지닌 조촉매에서, 새리카(CeO2), 바륨(B), 라탄(La)이 이용될 수 있다. 이 경우에는 물론, NOx촉매(19)의 NOx정화률이 향상될 수 있다.
3원 촉매(19a)는 촉매에 담지된 신호를 강하게 할 수 있는 귀금속(Rh, Pd)의 량이 환원되는 방식으로 또한 구성되어 있다. 특히, Rd인 경우 담지량은 0.2gram/liter 이하이고 Rd의 경우 담지량은 2.5gram/liter가 바람직하다.
3원 촉매(19a)가 실시예에서 NOx촉매(19)의 상류측에 마련될지라도, 3원 촉매(19a)는 산화 촉매로 변할 수 있다. 즉, 산화반응을 하는 촉매가 NOx촉매의 상류에 마련되는 한 어느 구성도 이용될 수 있다.
주지해야 할 것은 본 발명이 개재된 실시예와 변경에 제한되지 않지만 본 발명의 정신에서 벗어나지 않으면 기타 방식으로 수행될 수 있다는 것이다.

Claims (14)

  1. 린 혼합연소의 이론비에 대해 린측에 내연기관에 공급된 공연혼합의 공연비를 제어하고 이 이론공연비에 대해 공연비를 일시적으로 제어하는 공연비 제어수단과;
    린 혼합연소시에 배기된 배기가스중의 NOx을 흡장하고 리치혼합연소의 리치측에 대한 공연비를 일시적으로 제어함으로써 NOx촉매로부터흡장된NOx을 방출하는 NOx 촉매수단과;
    NOx촉매에 의한 엔진운전상태와 NOx정화률에 따라 리치 혼합연소의 리치시간을 설정하는 리치시간 설정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 리치시간 설정수단은 NOx촉매에 의한 바람직한 NOx정화률이 얻어질 수 있는 범위내에 가장 짧은 리치시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  3. 린 혼합연소의 이론비에 대해 린측에 내연기관에 공급된 공연 혼합의 공연비를 제어하고, 이 이론 공연비에 대해 리치측에 대한 공연비를 일시적으로 제어하는 공연비 제어수단과;
    린 혼합연소시에 배기된 배기가스중의 NOx을 흡장하고, 리치 혼합연소의 리치측에 대한 공연비를 일시적으로 제어함으로써 NOx촉매로부터 흡장된 NOx을 방출하는 NOx촉매수단과;
    NOx촉매의 NOx정화상태를 검출하는 촉매상태 검출수단과;
    소정의 시간간격으로 단축되도록 리치혼합연소의 리치시간을 갱신하는 리치시간 갱신수단과;
    이 시간에 리치시간이 촉매의 검출된 NOx정화상태로부터 제한된 값으로 결정될 때 단축되도록 리치시간의 갱신을 취소하는 갱신 취소수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서, 촉매상태 검출수단은 NOx촉매의 하류측에 마련된 가스농도 센스와 센서의 출력값을 기반으로 NOx촉매의 NOx정화률을 판정하는 판정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 내연기관의 모든 작동 죤에 대해 갱신된 리치시간을 저장하는 저장수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  6. 린혼합연소의 이론비에 관해 린측에 대한 내연기관에 공급된 공연혼합의 공연비를 제어하고 이 이론 공연비에 대해 리치측의 공연비를 일시적으로 제어하는 공연비 제어수단과;
    린 혼합연소시에 배기된 배기가스중의 NOx을 흡장하고 리치 혼합연소의 리치측에 대한 공연비를 일시적으로 제어함으로써 NOx촉매로부터 흡장된 NOx을 방출하는 NOx촉매수단과;
    리치 혼합연소의 리치시간의 제어 지령값을 설정하는 제어 지령값 설정수단과; 리치 연소시의 배기가스가 설정된 리치시간 지령값에 의해 리치로 되고 엔진 운전상태를 기반으로 하여 NOx촉매에 공급된 실제시간을 제거하는 실제 리치시간 제거수단과;
    추정된 실제 리치시간을 기반으로 린 혼합연소의 린시간을 설정하는 린시간설정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  7. 제6항에 있어서, 제어지령값 설정수단은 엔진운전상태에 따라서 최저 제한 값까지 리치시간 제어 지령값을 보호하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 실제 리치시간 추정수단은 내연기관의 부하가 낮아짐에 따라 리치시간 지령값과 비교해서 실제 리치시간이 단축되게 추정하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  9. 엔진배기 시스템에 배설되어 NOx을 흡장하여 환원하는 제1촉매수단과;
    이 제1촉매수단의 상류에 배설되어 산화작용을 하는 제2촉매수단과;
    린 혼합연소의 이론비에 관해 린측에 대한 내연기관에 공급된 공연비 혼합의 공연비를 제어하고 이론 공연비에 대해 리치측의 공연비를 일시적으로 제어하는 공연비 제어수단과;
    리치 혼합연소의 리치시간을 변경하는 리치시간 변경수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  10. 제9항에 있어서, 리치시간 변경수단은 제1촉매수단의 흡장 NOx의 용량에 따라 리치시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  11. 엔진배기 시스템에 배설되어 NOx을 흡장하고 환원하는 제1촉매수단과;
    제1촉매수단의 상류에 배설되어 산화작용을 하고 산화를 강하게 할 수 없는 귀금속만을 담지하는 제2촉매수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  12. 제11항에 있어서, 제2촉매수단은 귀금속으로만 백금을 담지하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  13. 엔진배기 시스템에 배설되어 NOx을 흡장하고 환원하는 제1촉매수단과;
    제1촉매수단의 상류에 배설되어 산화작용을 하고 높은 산화저장능력을 지닌 조촉매의 소량 또는 없는 제2촉매수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
  14. 엔진배기 시스템에 배설되어 NOx을 흡장하여 환원하는 제1촉매수단과;
    제1촉매수단의 상류에 배설되어 산화작용을 하고 산소저장능력을 환원하기 위해 소량의 귀금속을 담지하는 제2촉매수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 제어시스템.
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