KR20020015659A - 엔진의 배기 가스 정화 시스템 - Google Patents

엔진의 배기 가스 정화 시스템 Download PDF

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KR1020010050449A
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니시무라히로후미
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제임스 이. 미러
마츠다 가부시키가이샤
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Abstract

직접 분사식 엔진(1)의 배기 통로(28)에 그 상류측으로부터 차례로 삼원 촉매(32)와 린 NOx 촉매(33)를 배치하고, 저회전 및 저부하측의 성층 연소 영역(Ⅰ)에서는 성층 연소 상태로, 또는 고회전 또는 고부하측으로 인접하는 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에서는 대략 이론 공연비의 균일 연소 상태로 전환하도록 하는 경우에, 삼원 촉매(32)의 상류측으로 제 1 산소 농도 센서(30)를 배치하고, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때, 상기 센서(30)의 출력 신호를 기초로 하여 공연비의 피드백 제어를 개시하는 동시에, 그 때의 목표 공연비(A/F)를 이론 공연비 보다도 약간 리치하게 되도록, 14.0≤A/F<14.7의 범위로 설정하고, 일시적인 배기 가스 상태의 악화를 방지한다. 촉매(32, 33) 사이에 제 2 산소 농도 센서(34)를 배치하고, 이 센서(34)의 출력 신호가 리치 측으로 반전할 때에 공연비의 보정 제어를 종료한다.

Description

엔진의 배기 가스 정화 시스템{EXHAUST GAS PURIFYING SYSTEM FOR ENGINE}
본 발명은 적어도 배기가 거의 이론 공연비(air/fuel rate)에 대응하는 상태일 때 삼원 정화 기능(three-way purification function)을 발휘하는 촉매를 구비함과 동시에, 엔진을 보통시에는 연소실의 린(lean) 공연비 운전 상태와 거의 이론 공연비 내지 그것보다도 리치(rich) 운전 상태로 전환하도록 한, 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 관한 것이다.
종래부터, 이 종류의 엔진의 배기 가스 정화 시스템으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 제 1999-200853 호 공보에 개시된 바와 같이 엔진의 배기 통로에 소위 삼원 촉매를 배치함과 동시에, 그 하류측에 인접하도록, NOx 흡수재를 가지는 NOx 흡수 환원형의 촉매를 배치한 것이 알려져 있다. 이 NOx 흡수재로서는 예를 들면 바륨 등의 알칼리 토류 금속이 이용되고, 배기 가스의 공연비 상태가 소정의 린 상태, 즉 배기 가스내의 산소 농도가 예를 들면 4% 이상의 산소 풍부 분위기에 있어서 배기 가스내의 NOx를 산화하고, 질산염으로서 흡수하는 한편, 산소 농도가 저하하면, 흡수한 질산염을 배기 가스내의 CO와 치환 반응시켜, 이 CO를 탄산염으로서 흡수하면서, NOx를 방출하는 것이다.
그리고, 배기 가스의 공연비 상태가 상기 린 상태의 때에는, 배기 가스내의 NOx가 상기 NOx 흡수재에 흡수되어, 배기 가스가 정화된다. 또한, 엔진이 대략 이론 공연비로 운전되어, 배기 가스의 공연비가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태,즉 산소 농도가 대략 0.5 내지 1% 이하의 상태로 되면, 촉매의 삼원 정화 기능에 의해, 배기 가스내의 HC, CO 및 NOx의 대부분이 정화됨과 동시에, 상기 NOx 흡수재로부터 방출된 NOx도 HC나 CO와 반응하여 환원 정화된다.
또한, 상기 NOx 흡수재에는, 흡수한 NOx량이 증가할 수록, NOx의 흡수 능력이 저하한다는 성질이 있기 때문에, 상기 종래예의 것으로서는, 엔진이 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비의 운전 상태로 이행했을 때에, 공연비를 단시간, 또한 대폭적으로 즉 스파이크적으로 리치화시켜, NOx의 방출을 촉진하도록 되어 있다.
그런데, 소위 삼원 촉매는 물론 상기 NOx 흡수 환원형 촉매와 같이, 배기 가스의 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태일 때에 삼원 정화 기능을 발휘하는 촉매에는, 일반적으로 산화세륨(CeO2) 등의 산소 흡수재가 포함되어 있다. 이 산소 흡수재는 산소 농도가 어느 정도(예를 들면 0.5%) 이상일 때에 배기 가스내의 산소를 흡수하는 한편, 그것보다도 산소 농도가 저하하면, 산소를 방출한다고 하는 성질을 갖고, 배기 가스내의 산소 농도의 변동을 완화하여 촉매의 삼원 정화 기능을 높일 수 있는 것이다.
그러나, 상기 종래예의 것과 같이 엔진의 배기 통로에 삼원 촉매와 NOx 흡수 환원형 촉매를 직렬로 배치하면, 배기 가스의 공연비 상태를 린 상태로부터 대략 이론 공연비에 대응하는 상태로 변화시켰을 때에, 촉매에 포함되는 산소 흡수재로부터 산소가 방출되고, 상기 2개의 촉매의 부근으로 국소적으로 공연비 상태가 린측으로 변동됨과 동시에, 배기 가스내의 HC나 CO가 산소와 반응하여 소비되어 버리고, 결과적으로, 하류측에 위치하는 NOx 흡수 환원형 촉매로부터 NOx를 효율 좋게 방출시킬 수 없게 되어 버린다.
이 점에 관해서, 상기 종래예에서는 엔진의 운전 이력이나 삼원 촉매에 있어서의 산소 흡수 능력 등을 고려하여 상기 삼원 촉매로부터 방출되는 산소량을 추정하여, 이 산소와의 반응에 의해 HC나 CO가 소비되는 것을 예측하고, 하류측의 NOx 흡수 환원형 촉매에 충분한 양의 HC나 CO를 공급할 수 있도록, 연소실의 공연비를 대폭 리치화시키도록 되어 있다.
그러나, 상기 종래예의 배기 가스 정화 시스템에서는 엔진의 연소실의 린 공연비 상태로부터 대략 이론 공연비 상태로 전환되었을 때, 단시간 동안 스파이크적으로 연료 분사량을 증량시켜, 공연비를 대폭 리치화시키도록 되어 있으므로, 상기한 바와 같이, 촉매로부터 방출되는 산소의 양에 적당하도록 배기 가스내의 HC나 CO를 증대시키도록 하여도, 실제로는 많은 HC나 CO가 촉매를 통해 송풍되어, 그대로 대기중으로 배출되어 버린다고 하는 실상이 있다.
이것은, 대기중으로 배출되는 HC나 CO가 일시적이라고는 하나 급증해 버리고, 배기 가스의 상태가 악화한다. 또, 촉매로부터 방출되는 산소가 HC나 CO와 충분히 반응할 수 없으며, 이에 의해 촉매의 부근으로서는 배기 가스의 공연비 상태가 역시 린 측으로 변동되어, 삼원 정화 기능이 발휘되는 적절한 공연비 범위를 벗어나고, 촉매에 의한 배기 가스의 정화 성능이 저하할 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 모든 점에 비추어 이루어진 것으로, 그 주된 목적은 배기통로에 삼원 정화 기능을 가지는 촉매를 구비하고, 보통시에는 엔진을 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치 운전 상태로 전환하도록 한 것에 있어서, 운전 영역 전체에 대해서 보았을 때의 토탈 연비의 악화를 억제하면서, 촉매로부터의 산소의 방출에 기인하는 일시적인 배기 가스 상태의 악화를 방지하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 해결 수단에서는, 엔진이 린 공연비 운전 상태로부터 그것보다도 리치 공연비 운전 상태로 되었을 때, 그 때의 공연비가 리치화의 정도가 촉매로부터의 산소가 방출되는 페이스에 적당하는 것이 되도록, 공연비의 제어 목표값을 이론 공연비 보다도 약간 리치 값으로 보정하도록 했다.
구체적으로, 제 1 실시예의 발명에서는, 적어도 배기 가스의 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태일 때에, 삼원 정화 기능을 발휘하는 촉매와, 엔진의 연소실의 공연비를 상기 엔진의 운전 상태에 따라 이론 공연비 보다도 린 상태와 그것보다도 리치 상태중 어느 하나로 전환하여 제어하는 제 1 공연비 제어 수단과, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의해 상기 린 상태에서 그것보다도 리치 상태로 전환되었을 때, 상기 연소실의 공연비가 상기 연소실의 공연비를 일시적으로 또한 리치 상태로 되도록 보정하는 공연비 보정 수단을 구비한다. 연소실의 공연비가 상기 린 상태로부터 그것보다도 리치 상태로 전환했을 때, 상기 공연비 보정 수단은 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 맞도록, 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태로 설정한다.
상기한 구성에 의해, 우선, 엔진이 린 공연비 운전 상태일 때에는, 상기 엔진으로부터의 배기 가스가 산소 농도가 높은 상태로 되기 때문에, 배기 가스내의 산소의 일부가 서서히 촉매에 흡수된다. 다음에, 엔진의 운전 상태가 변화하여 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의해 연소실의 공연비가 상기 린 상태보다도 리치 상태로 전환하면, 일시적으로 공연비 보정 수단에 의해서 연소실의 공연비가 더욱 리치 상태로 되도록 보정된다.
이 때, 상기 공연비 보정 수단에 의해, 연소실의 공연비가 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 적당하도록 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태로 보정되기 때문에, 엔진의 연소실에서의 배기 가스의 공연비 상태는 이론 공연비에 대응하는 상태보다도 약간 리치의(보다 낮은) 산소 농도의 상태로 되고, 이것이 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 의한 영향을 상쇄하여 상기 촉매 부근의 국소적인 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태로 유지된다. 이에 따라, 촉매의 삼원 정화 성능을 안정적으로 유지할 수 있다. 더구나, 종래예(일본 특허 공개 제 1999-200853 호 공보)와 같이 배기 가스의 공연비 상태를 스파이크적으로 리치화하는 것은 아니기 때문에, 배기 가스내의 HC나 CO가 촉매를 통해 송풍되지 않는다.
본 발명의 제 2 실시예에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는, 상기 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함한다. 또한, 상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 또는 저부하측의 소정운전 영역에 있을 때에 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 한편, 엔진이 상기 소정 운전 영역 보다도 고회전 또는 고부하측의 설정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비를 상기 검출 수단으로부터의 신호를 기초로 하여 이론 공연비 근방의 목표값(A/F)이 되도록 피드백 제어한다. 또한, 엔진이 상기 소정 운전 영역으로부터 설정 운전 영역으로 이행할 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값(A/F)을 14.0≤A/F<14.7의 범위로 설정한다.
이러한 실시예에서는 우선 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에는, 연소실의 공연비가 공연비 제어 수단에 의해 이론 공연비 보다도 린 상태로 되도록 제어된다. 이 때, 배기 가스는 산소 농도가 높은 상태로 되기 때문에, 배기 가스내의 산소 일부는 서서히 촉매에 흡수된다. 그리고, 엔진이 상기 소정 운전 영역으로부터 설정 운전 영역으로 이행하면, 그로부터 공연비 보정 기간이 경과하기까지 공연비 보정 수단에 의해 상기 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값(A/F)이 14.0 이상 또는 14.7 미만, 즉 이론 공연비 보다도 약간 리치 값으로 설정된다.
따라서, 배기 가스의 공연비 상태는 이론 공연비에 대응하는 상태보다도 약간 리치, 즉 산소 농도가 낮은 상태가 되고, 이 산소 농도의 저하가 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 의한 영향을 상쇄함으로써, 상기 촉매 부근의 국소적인 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태로 유지된다. 또한, 배기 가스의 공연비 상태를 스파이크적으로 리치화하는 것은 아니기 때문에, 배기 가스내의 HC나 CO가촉매를 통해 송풍되지 않는다.
즉, 촉매로부터 방출되는 산소를 배기 가스내의 HC나 CO와 지나치게 부족함 없이 반응시키고, 이 HC, CO의 송풍으로 인한 배기 가스 상태의 악화를 방지하고, 또한 촉매의 삼원 정화 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예 3에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는, 상기 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함한다. 또한, 상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 기본적으로는 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 동시에, 상기 소정 운전 영역에 있어서 엔진이 미리 설정한 특정 운전 상태로 되었을 때에는, 연소실의 공연비를 상기 검출 수단으로부터의 신호에 의거하여 이론 공연비 근방의 목표값(A/F)이 되도록 피드백 제어한다. 또한, 엔진이 상기 소정 운전 영역에서 특정 운전 상태로 되었을 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값(A/F)을 14.0≤A/F<14.7의 범위로 설정한다.
따라서, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있어서 특정 운전 상태로 되었을 때, 즉, 예를 들면, 엔진이 정상 운전 상태로부터 가속 운전 상태로 이행했을 때에, 상기 실시예 2의 발명과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예 4에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는 엔진이 소정 운전 영역일 때에, 상기 촉매에 흡수된 산소 흡수량을 추정하는 산소 흡수량 추정 수단과, 상기 산소 흡수량 추정 수단에 의한 추정값에 따라서, 공연비 보정 기간의 길이를 변경 설정하는 보정 기간 설정 수단을 더 포함한다.
따라서, 촉매의 산소 흡수량에 따라 보정 기간 설정 수단에 의해 공연비 보정 기간의 길이가 변경되기 때문에, 엔진이 소정 운전 영역에서 설정 운전 영역으로 이행할 때에, 촉매로부터 산소가 방출되고 있는 사이 계속하여 배기 가스의 공연비 상태가 적절히 리치화되게 되고, 이로써, 실시예 1 내지 3의 발명이 작용 효과를 충분히 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예 5의 발명에서는 실시예 4의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 산소 흡수량 추정 수단에 의한 추정값이 소정치 이하일 때에, 상기 공연비 보정 수단에 의한 공연비의 보정 제어를 금지하는 보정 금지 수단을 더 포함한다.
따라서, 촉매의 산소 흡수량이 설정값 이하로 매우 적은 때에는, 상기 촉매로부터의 산소의 방출량도 적고, 그 악영향도 적기 때문에, 이 때에는 공연비의 리치 측으로의 보정을 하지 않음으로써, 연비의 향상이 도모된다.
본 발명의 제 6 실시예의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는, 상기 촉매는 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하며, 산소 농도 의 저하에 의해 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 구비하는 NOx 촉매이다.
따라서, 엔진이 소정 운전 영역에 있고, 연소실의 공연비가 이론 공연비 보다도 린 상태일 때에, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx가 NOx 흡수재에 의해 흡수되고, 배기 가스가 정화된다. 또한, 엔진이 설정 운전 영역에 있고, 연소실의 공연비가 대략 이론 공연비로 되면, 상기 NOx 흡수재로부터는 NOx가 방출되게 되지만, 이 NOx는 배기 가스내의 HC나 CO와 반응하여 환원 정화된다.
본 발명의 제 7 실시예의 발명에서는 실시예 6의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 NOx 촉매보다도 상류측의 배기 통로에 삼원 촉매가 배치되고, 상기 양 촉매간의 배기 통로에는 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서가 배치되고, 상기 공연비 보정 기간은 상기 산소 농도 센서에 의해 검출되는 산소 농도가 설정값 이하로 되기까지의 기간이다.
즉, 엔진의 배기 통로에 상류측에서 차례로 삼원 촉매와 NOx 촉매를 배치한 경우, 엔진의 연소실의 린 공연비 상태로부터 대략 이론 공연비 상태로 이행했을 때에, 상류측의 삼원 촉매로부터 산소가 방출됨으로써, 하류측의 NOx 촉매에 있어서 NOx 흡수재로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화가 저해될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 삼원 촉매의 하류에 산소 농도 센서를 배치하고, 이 산소 농도 센서로부터의 출력에 의해 배기 가스내의 산소 농도가 설정값 이하로 된 것이 검출되기까지, 리치 공연비 측으로의 보정을 계속하도록 되어 있다. 따라서, 배기 통로 상류측의 삼원 촉매로부터 실제로 산소가 방출되는 사이, 이것에 따라서 연소실의 공연비가 리치화되고, 삼원 촉매로부터 산소가 방출되어 버리면, 공연비의 리치화 보정이 종료하게 된다. 따라서, 상기 삼원 촉매로부터의 산소 방출에 의한 악영향을 제거하여 하류측의 NOx 촉매에 있어서의 NOx 흡수재로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화를 적절히 촉진할 수 있다.
본 발명의 제 8 실시예의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는 상기 촉매는 삼원 촉매이고, 상기 삼원 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함하고, 상기 삼원 촉매보다도 하류측의 배기 통로에는, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하고, 산소 농도의 저하에 의해서 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 갖는 NOx 촉매가 배치된다. 또한, 상기 삼원 촉매 및 NOx 촉매 사이의 배기 통로에는 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서가 배치된다. 상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 또는 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태로 되도록 제어하는 한편, 엔진이 상기 소정 운전 영역보다도 고회전 또는 고부하측의 설정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비를 대략 이론 공연비가 되도록 제어한다. 엔진이 상기 소정 운전 영역에서 설정 운전 영역으로 이행할 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 산소 농도 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치하게 되도록 보정한다.
따라서, 실시예 2의 발명과 같이, 엔진이 저회전 및 저부하의 소정 운전 영역에서 설정 운전 영역으로 이행할 때에, 공연비 보정 수단에 의해 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태로 되도록 보정하고, 배기 통로 상류측의 삼원 촉매로부터의 산소의 방출을 상쇄함으로써, 배기 가스 상태의 악화를 방지하면서, 삼원 촉매 및 NOx 촉매 부근의 배기 가스의 공연비 상태를 삼원 정화 기능이 얻어지는 적절한 상태로 유지하고, 또한 상기 NOx 촉매에 있어서의 NOx 흡수재로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화를 적절히 촉진할 수 있다.
또한, 그 때, 상기 삼원 촉매 및 NOx 촉매의 사이에 산소 농도 센서를 배치하고, 이 산소 농도 센서로부터의 출력을 기초로 하여, 상기 공연비 보정 수단에 의한 공연비의 리치 측으로의 보정을 행하도록 되어 있으므로, 삼원 촉매로부터의 산소의 방출 상황에 따라서 적절히 공연비의 보정을 할 수 있다.
본 발명의 제 9 실시예에 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는, 상기 촉매는 삼원 촉매이고, 상기 삼원 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함하고, 상기 삼원 촉매보다도 하류측의 배기 통로에는, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하고, 산소 농도의 저하에 의해 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 갖는 NOx 촉매가 배치된다. 또한, 상기 삼원 촉매 및 NOx 촉매 사이의 배기 통로에는, 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서가 배치된다. 또, 상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 기본적으로는 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 한편, 상기 소정 운전 영역에 있어서 엔진이 미리 설정한 특정 운전 상태로 되었을 때에는 연소실의 공연비를 대략 이론 공연비가 되도록 전환하여 제어한다. 또한, 엔진이 상기 소정 운전 영역에서 특정 운전 상태로 되었을 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 산소 농도 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치하게 되도록 보정한다.
따라서, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있어서 특정 운전 상태로 되었을 때, 즉 예를 들면 엔진이 정상 운전 상태로부터 가속 운전 상태로이행했을 때, 또는 NOx 촉매의 NOx 흡수재로부터 NOx를 방출시켜 환원 정화하기 위해서, 의도적으로 배기 가스의 산소 농도를 저하시키는 경우 등에, 상기 실시예 8의 발명과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예 10의 발명에서는 실시예 8 또는 9의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 공연비 보정 수단은, 상기 산소 농도 센서에 의해 검출되는 배기 가스내의 산소 농도가 설정값 이하로 되었을 때에, 공연비의 보정 제어를 종료하도록 구성되어 있다.
따라서, 삼원 촉매로부터 실제로 산소가 방출되고 있는 사이, 이에 따라 공연비의 보정을 확실히 계속할 수 있다.
또, 이하의 실시예 11 내지 16중 어느 하나의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는 특히 차량에 탑재되는 엔진의 경우, 보통의 운전 상황으로서는 엔진이 대략 이론 공연비 근방의 리치 운전 상태로 되는 빈도가 비교적 적은 것에 착안하고, 이 통상시에 있어서는 통상시 이외, 즉 소정 조건하일 때에 비해, 대략 이론 공연비 근방의 공연비 목표값을 상대적으로 리치 측의 값으로 설정하도록 한 것이다.
즉, 본 발명의 실시예 11의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에서는 상기 삼원 촉매보다도 상류측의 배기 통로에 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단이 배치되고, 상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 한편, 엔진이 상기 소정 운전 영역보다도 고회전 또는 고부하측의 설정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비를 상기 검출 수단으로부터의 신호에 의거하여 이론 공연비 근방의 목표값으로 되도록 피드백 제어하며, 소정의 조건하에서 또한 엔진이 상기 소정 운전 영역 또는 설정 운전 영역의 어느 하나일 때, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어를 금지하고, 상기 검출 수단으로부터의 신호에 의거하여 연소실의 공연비를 이론 공연비 근방의 목표값이 되도록 피드백 제어하는 제 2 공연비 제어 수단을 더 포함한다. 또한, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비의 피드백 제어의 목표값이 상기 제 2 공연비 제어 수단의 제어 목표값보다도 리치 값으로 설정한다.
따라서, 보통시, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비는 제 1 공연비 제어 수단에 의해 이론 공연비 보다도 린 상태로 되도록 제어된다.
이때, 배기 가스의 공연비 상태는 산소 농도가 높은 상태가 되기 때문에, 배기 가스내의 산소는 촉매에 흡수된다.
다음에, 엔진이 설정 운전 영역으로 이행하면, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의해, 연소실의 공연비가 이론 공연비 근방의 목표값로 되도록 피드백 제어된다. 이 때, 배기 가스의 공연비 상태도 대략 이론 공연비에 대응하는 상태가 되기 때문에, 상기 촉매로부터 산소가 방출되게 되지만, 공연비 피드백 제어의 목표값은 그 만큼, 상대적으로 리치 측으로 설정되어 있으므로, 촉매 부근의 공연비 상태가 린 측으로 크게 변동함이 없이, 상기 촉매의 삼원 정화 기능이 손상되지 않는다 또한, 배기 가스의 공연비 상태를 스파이크적으로 리치화하는 것은 아니기 때문에,배기 가스내의 HC나 CO가 촉매를 통해 송풍되는 일도 없다.
한편, 소정 조건하에서는, 엔진의 연소실의 공연비는, 제 2 공연비 제어 수단에 의해 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치 상태가 되도록 제어되기 때문에, 이때에는 촉매에 산소가 흡수되는 것이 없다. 이 때문에, 이 소정 조건하에서는, 상기 연소실의 공연비를 이론 공연비 근방의 목표값이 되도록 피드백 제어할 때에, 그 제어 목표값을 상대적으로 린 측으로 설정할 수 있고, 이에 의해 연비의 절감을 꾀할 수 있다.
즉, 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 통상 운전시에는 엔진이 린 공연비 운전 상태로 되는 것이 많고, 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치 운전 상태로 되는 것이 적은 것에 착안하고, 공연비를 이론 공연비 근방에 피드백 제어할 때의 제어 목표값을 촉매에 산소가 축적되는 것이 아닌 소정 조건하에 비해 약간 리치 측으로 설정하는 것으로, 공연비의 스파이크적으로 리치화하는 것이 아니라, 촉매로부터 방출되는 산소를 배기 가스내의 HC나 CO와 과부족없이 반응시킬 수 있다. 따라서, 배기 가스내의 HC나 CO의 일부가 촉매를 통해 송풍되는 것을 방지하고, 또한 상기 촉매의 정화 성능을 안정되게 확보할 수 있다. 더구나, 엔진이 통상 운전시에 대략 이론 공연비 근방에서 운전되는 빈도는 적기 때문에, 이때의 공연비를 리치 측으로 설정하더라도, 전체 운전 영역에 대해서 본 토탈 연비의 악화는 적다.
본 발명의 제 12 실시예의 발명에서는 실시예 11의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 소정의 조건이 엔진이 미난기 상태이다.
따라서, 연료의 기화/무화하기 어려운 미난기 상태에서는 엔진의 운전 상태와 상관없이, 연소실의 공연비가 제 2 공연비 제어 수단에 의해 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치 상태가 되도록 제어되고, 이에 따라 엔진의 연소 안정성이 확보된다.
본 발명의 제 13 실시예의 발명에서는 실시예 12의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 촉매의 온도가 설정 온도보다도 낮은 저온 상태인 것을 판정하는 촉매 온도 상태 판정 수단과, 상기 촉매 온도 상태 판정 수단에 의해 촉매가 저온 상태인 것으로 판정되었을 때, 제 2 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 값으로 되도록 보정하는 목표값 보정 수단을 구비한다.
따라서, 엔진이 미난기 상태에 있더라도, 촉매가 비활성인 저온 상태일 때에는, 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 측으로 설정되고, 배기 가스내의 산소와 비연소된 연료와의 반응에 의해, 촉매의 승온을 재촉할 수 있다. 또한, 공연비가 이론 공연비 보다도 약간 린 상태로 되어도, 엔진의 연소 안정성은 손상되지 않는다.
본 발명의 제 14 실시예의 발명에서는 실시예 11의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 제 1 공연비 제어 수단이나, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어의 실행에 필요한 센서 또는 액추에이터중의 적어도 하나에 이상이 있는 것을 판정하는 이상 상태 판정 수단을 더 포함하며, 상기 소정의 조건이 상기 이상 상태 판정 수단에 의해 이상이 있다고 판정했을 때이다.
따라서, 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어를 정상적으로 행할 수 없을 때에는, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어가 금지되고, 제 2 공연비 제어 수단에 의해 공연비의 제어가 행해진다.
본 발명의 제 15 실시예의 발명에서는 실시예 12 또는 14의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 제 2 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값이 대략 이론 공연비이다.
따라서, 엔진이 미난기 상태일 때나 센서 등에 고장이 있을 때라도, 엔진의 연소 안정성을 유지하면서, 촉매에 삼원 정화 기능을 발휘시켜, 높은 배기 가스 정화 성능을 안정적으로 확보할 수 있다.
본 발명의 제 16 실시예의 발명에서는 제 11 실시예의 발명에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서, 상기 촉매는 삼원 촉매이며, 상기 삼원 촉매보다도 하류측의 배기 통로에, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하고, 산소 농도의 저하에 의해서 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 구비한 NOx 촉매가 배치되어 있다.
이 구성에서는 통상시, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있고, 연소실의 공연비가 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어될 때에는 배기 가스의 공연비 상태가 산소 농도가 높은 상태가 되고, 이 때에는 상류측의 삼원 촉매와 하류측의 NOx 촉매에 의해, 배기 가스내의 HC 및 CO가 산화되어 정화됨과 동시에, NOx가 흡수되어 제거된다. 또한, 상기 2개의 촉매에 배기 가스내의 산소가 흡수된다.
따라서, 엔진이 설정 운전 영역으로 이행하여 연소실의 공연비가 이론 공연비 근방의 목표값로 되도록 피드백 제어가 실행되면, 배기 가스의 공연비 상태도 대략 이론 공연비에 대응하는 상태가 되고, 이 때에는 상기 2개의 촉매가 삼원 정화 기능을 발휘하여, 배기 가스내의 HC, CO 및 NOx가 정화되게 된다. 그리고, 이 때, 상기 2개의 촉매로부터는 산소가 방출되게 되지만, 공연비 피드백 제어의 목표값은 그 만큼, 상대적으로 리치 측의 값으로 설정되어 있으므로, 촉매 부근의 공연비 상태가 린 측으로 크게 변동되는 일은 없고, 그에 따라 촉매의 삼원 정화 기능이 손상되는 일은 없다. 또한, 하류측의 NOx 촉매에도 적당량의 HC나 CO가 공급되기 때문에, 상기 NOx 촉매로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화를 충분히 촉진할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 적어도 배기 가스의 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태일 때에 삼원 정화 기능을 발휘하는 촉매를 구비하여, 엔진을 린 공연비 운전 상태에서 그것보다도 리치의 공연비 운전 상태로 전환하도록 하는 경우에, 엔진이 상기 린 공연비 운전 상태로부터 그것보다도 리치의 운전 상태로 이행했을 때, 공연비의 제어 목표값을 일시적으로 약간 리치한 상태로 되도록 보정하는 것으로, 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 의한 악영향을 상쇄하여 상기 촉매 부근의 국소적인 공연비 상태를 대략 이론 공연비에 대응하는 상태로 유지할 수 있다. 이에 따라, 배기 가스내의 HC나 CO가 송풍되어 배기 가스 상태가 악화하는 것을 방지하면서, 촉매의 삼원 정화 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 엔진을 린 공연비 운전 상태와 대략 이론 공연비의 운전 상태로 전환하도록 하는 경우에, 엔진이 상기 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비의 운전 상태로 이행했을 때, 공연비의 피드백 제어를 개시하는 동시에, 그 피드백 제어의 목표값(A/F)을 14.0≤A/F<14.7이 되도록 보정함으로써, 제 1 실시예의 효과를 확실하게 얻을 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 촉매의 산소 흡수량에 따라서, 공연비를 리치 측으로 보정하는 기간을 변경하는 것으로, 촉매로부터 산소가 방출되고 있는 사이, 계속하여 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화할 수 있고, 이에 따라, 제 1 내지 제 3 실시예의 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예에 의하면, 촉매의 산소 흡수량이 매우 적을 때에는 공연비의 보정을 행하지 않는 것으로 연비의 향상을 꾀할 수 있다.
본 발명의 제 6 실시예에 의하면, NOx 흡수재를 가지는 촉매에 의해서, 엔진의 연소실의 공연비가 이론 공연비 보다도 린 상태에 있더라도 배기 가스내의 NOx를 흡수하여 배기를 정화할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시예에 의하면, 엔진의 배기 통로에 상류측에서 순서대로 삼원 촉매와 NOx 흡수재를 가지는 촉매를 배치함과 동시에, 그들 사이에 산소 농도 센서를 배치하여, 이 산소 농도 센서로부터의 신호를 기초로 하여, 상기 삼원 촉매의 하류측의 산소 농도가 실제로 저하했을 때에, 공연비가 리치화 보정을 종료하도록 한 것으로, 상기 삼원 촉매로부터 실제로 산소가 방출되어 없어질 때까지 계속하여 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화시킬 수 있고, 이에 따라, 하류측의촉매에 있어서의 NOx의 방출 및 환원 정화를 적절히 촉진할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8 또는 제 9 실시예의 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 엔진의 배기 통로에 상류측에서 순서대로 삼원 촉매와 NOx 촉매를 배치한 경우에, 상기 제 2 및 3 실시예의 발명과 같이, 엔진이 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비의 운전 상태로 이행했을 때에, 상기 2개의 촉매로부터의 산소의 방출에 기인하는 배기 가스 상태의 악화를 방지하면서, 상기 2개의 촉매에 의해 충분한 배기 가스 정화 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 10 실시예에 의하면, 상기 제 8 및 9 실시예의 효과에 더하여, 제 7 실시예와 같이, 삼원 촉매로부터 실제로 산소가 방출되어 없어질 때까지 계속하여 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화시킬 수 있기 때문에, NOx 촉매에 있어서의 NOx의 방출 및 환원 정화를 적절히 촉진할 수 있다.
또, 본 발명의 제 11 실시예에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 대략 이론 공연비 근방에서 삼원 정화 기능을 가지는 촉매를 구비하여, 보통때는 엔진이 린 공연비 운전 상태와 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치의 운전 상태로 전환하는 한편, 소정 조건하에서는 상기 린 공연비 운전을 하지 않도록 하는 경우에, 상기 보통때에는 엔진을 대략 이론 공연비 근방에서 운전할 때의 공연비의 제어 목표값을 소정 조건하에 비해 상대적으로 리치 측의 값으로 설정하는 것으로, 이 때에 촉매로부터 방출되는 산소를 배기 가스내의 HC나 CO와 과부족없이 반응시켜, 운전 영역 전체에 대해서 보았을 때의 토탈 연비의 악화를 억제하면서, 촉매로부터의 산소의 방출에 기인하는 일시적인 배기 가스 상태의 악화를 방지할수 있다.
본 발명의 제 12 실시예에 의하면, 미난기 상태일 때에는, 엔진을 그 운전 상태와 무관하게 연소실의 공연비가 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치의 상태가 되도록 제어함으로써, 엔진의 연소 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 제 13 실시예에 의하면, 촉매가 비활성일 때에 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 측으로 함으로써 촉매의 승온을 촉진할 수 있다.
본 발명의 제 14 실시예에 의하면, 센서나 액추에이터 등에 이상이 있어, 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어를 정상적으로 행할 수 없을 때라도 제 2 공연비 제어 수단에 의해 적절한 공연비 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 제 15 실시예에 의하면, 엔진이 미난기 상태일 때나 센서 등에 고장이 있을 때라도, 엔진의 연소 안정성을 유지하면서, 촉매에 의한 높은 배기 가스 정화 성능을 안정적으로 확보할 수 있다.
본 발명의 제 16 실시예에 의하면, 엔진의 배기 통로에 삼원 촉매를 배치하고, 그 하류측에 NOx 촉매를 배치함으로써, 배기 가스의 공연비 상태와 상관없이, 높은 배기 가스 정화 성능을 얻을 수 있다. 한편, 이 경우에는, 엔진이 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비 근방의 운전 상태로 전환했을 때에, 상류측의 삼원 촉매로부터 산소가 방출됨으로써, 하류측의 촉매로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화에 악영향이 미치는 것으로 생각되기 때문에, 이 점에 관해서, 제 1 실시예의 발명과 같이 대략 이론 공연비 근방의 공연비 피드백 제어의 목표값을 상대적으로리치 측으로 설정하여 산소의 방출에 의한 영향을 상쇄할 수 있는 것이, 특히 유효한 것으로 된다.
본 발명의 이들 및 다른 장점은 당 업자들이라면 첨부 도면을 참조하여 상세하게 후술하는 상세한 설명을 읽으면 잘 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템의 전체 구성도,
도 2는 배기 가스의 공연비 상태의 변화에 대한 산소 농도 센서의 출력 특성을 도시하는 도면,
도 3은 엔진 난기후(engine warm-up)의 각 연소 영역을 설정한 제어 맵의 일례를 도시한 도면,
도 4는 인젝터에 의한 연료 분사의 형태를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 이론 공연비를 목표값으로 하는 공연비 피드백 제어에 있어서, 산소 농도 센서의 출력의 변화와, 이 출력에 의거하여 연산되는 연료 분사량의 피드백 보정값의 변화를 서로 대비하여 도시한 설명도,
도 6은 삼원 촉매나 린 NOx 촉매에 의한 HC, CO, NOx의 정화 특성을 엔진의 연소실의 공연비에 대응시켜 도시한 그래프,
도 7은 ECU에 의한 목표 공연비의 보정 순서를 도시하는 플로우챠트,
도 8은 목표 공연비를 리치 측으로 보정했을 때의 도 5에 대응하는 설명도,
도 9는 엔진이 성층 연소 영역으로부터 λ=1 영역으로 이행했을 때의 배기 가스의 공연비 상태의 변화를 도시하는 타임 챠트,
도 10은 실시예 2에 관한 도 7에 대응하는 플로우챠트,
도 11은 엔진이 성층 연소 영역에서 λ=1 영역으로 이행했을 때의 배기 가스의 공연비 상태의 변화와, 제 1 및 제 2 산소 농도 센서로부터의 각 출력의 변화를 상호 대비하여 도시하는 도면,
도 12는 실시예 3에 관한 도 1에 대응하는 도면,
도 13은 엔진 미난기시인 경우로서 도 3에 대응하는 도면,
도 14는 ECU에 의한 운전 모드 선택의 순서를 도시하는 플로우챠트.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
A : 배기 가스 정화 시스템
1 : 엔진 6 : 연소실
28 : 배기 통로 30 : 제 1 산소 농도 센서
32 : 삼원 촉매 33 : NOx 촉매
34 : 제 2 산소 농도 센서 40 : 제어 유닛
40a : 제 1 공연비 제어 수단 40b : 산소 흡수량 추정 수단
40c : 보정 기간 설정 수단 40d : 공연비 보정 수단
40e : 제 2 공연비 제어 수단 40f : 촉매 온도 상태 판정 수단
40g : 목표값 보정 수단 40h : 이상 상태 판정 수단
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템(A)을 도시하고, 참조부호(1)는 차량에 탑재된 다중-실린더 엔진이다. 이 엔진(1)은 복수의 실린더(2)(하나만 도시함)가 직렬로 설치된 실린더 블럭(3)과, 이 실린더 블럭(3)상에 배치된 실린더 헤드(4)를 갖고, 상기 각 실린더(2)내에 피스톤(5)이 도 2에서 상하 방향으로 왕복 운동 가능하게 끼워져 있고, 그 피스톤(5)의 꼭대기면과 실린더 헤드(4)의 저면과의 사이의 실린더(2)내에 연소실(6)이 구획되어 있다. 한편, 상기 피스톤(5)보다도 하방의 실린더 블럭(3)내에는 크랭크축(7)이 회전 자유롭게 지지되어 있고, 이 크랭크축(7) 및 피스톤(5)이 커넥팅 로드에 의해 구동 연결되어 있다. 또, 크랭크축(7)의 일단측에는 그 회전 각도를 검출하는 전자식 크랭크각 센서(8)가 배치되어 있고, 또, 실린더 블록(3)내의 워터 자켓을 향하여, 냉각수 온도(엔진 수온)를 검출하는 수온 센서(9)가 배치되어 있다.
상기 각 실린더(2)의 연소실(6) 상방의 실린더 헤드(4)내에는 점화 회로(10)에 접속된 점화 플러그(11)가 연소실(6)의 상부로 향하도록 부착되어 있는 한편, 연소실(6)의 주연부에는 연료를 직접 분사 공급하도록 인젝터(12)가 부착되어 있다. 즉, 상세하게는 도시하지 않지만, 상기 연소실(6)은 천장부의 2개의 경사면이 서로 받치도록 지붕과 같은 형상을 이루는 소위 펜트루프형(pent roof)의 연소실이고, 그 각 경사면에 흡기 및 배기 포트(13, 14)가 각각 2개씩 개구되어 있고, 그 각 개구단을 개폐하도록 흡기 및 배기 밸브(15)가 배치되어 있다.
또한, 상기 인젝터(12)는 2개의 흡기 포트(13)의 사이에 끼워질 수 있도록 그 하방에 배치되어 있다. 이 인젝터(12)의 선단측 분기 구멍은 2개의 흡기 밸브(15)의 우산형 부분에 근접하여 연소실(6)의 주연부로 향하고, 상기 연소실(6)에 측방에서 연료를 분사하도록 되어 있다. 한편, 인젝터(12)는 전체 실린더에 공통의 연료 공급 통로(17)를 거쳐서 고압 연료 펌프(18)에 접속되어 있고, 이 고압 연료 펌프(18)와 고압 압력 조절기(도시하지 않음)에 의해 연료를 적정한 압력 상태로 조절하면서 인젝터(12)에 공급하도록 되어 있다. 또한, 상기 연료 공급 통로(17)에는 내부의 연료 압력 상태(연료 압력)를 검출하기 위한 연료 압력 센서(19)가 설치되어 있다.
그리고, 상기 인젝터(12)에 의해 연료가 실린더(2)의 압축 행정중에 분사되면, 그 연료 분무는 피스톤(5)의 꼭대기면에 형성된 긴원 형상의 캐비티를 따라서 이동하여 점화 플러그(11) 근방에 비교적 짙은 가스 혼합물의 층을 형성한다. 한편, 상기 인젝터(12)에 의해 연료가 실린더(2)의 흡기 행정중에 분사되면, 그 연료 분무는 연소실(6)로 확산하여, 흡입 공기와 충분히 혼합되고, 점화 시점까지 연소실(6)에 대략 균일한 가스 혼합물을 형성한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(1)의 일 측면(도 1의 좌측 측면)에는 흡기 포트(13)에 연통하도록 흡기 통로(20)가 접속되어 있다. 이 흡기 통로(20)는 엔진(1)의 연소실(6)에 대해 에어 클리너(도시하지 않음)로 여과한 흡입 공기를 공급하는 것이며, 그 상류측에서 하류측으로 향하여 차례로 엔진(1)에 흡입되는 흡입 공기량을 검출하는 핫 와이어식 에어플로우 센서(21)와, 흡기 통로(20)를 제한하는 버터플라이 밸브로 이루어지는 스로틀 밸브(22)와, 서지 탱크(23)가 배치되어 있다. 상기 스로틀 밸브(22)는 액셀레이터 페달(도시하지 않음)에 대해 기계적으로는 연결되어 있지 않고, 밸브축이 전동 모터에 의해 회전되어 개폐하는 전기식인 것이다. 또한, 상기 스로틀 밸브(22)의 개방도를 검출하는 스로틀 개방도 센서(24)와, 상기 스로틀 밸브(22) 보다도 하류의 흡입 공기 압력 상태를 검출하기 위한 흡입 공기 압력 센서(25)가 각각 설치되어 있다.
또한, 상기 서지 탱크(23) 보다도 하류측의 흡기 통로(20)는 각 실린더(2)로 분기하는 독립 통로로 되어 있고, 그 각 독립 통로의 하류 단부가 다시 2개로 분기하여 각각 흡기 포트(13)에 연통되어 있고, 그 분기로중 한쪽에 소용돌이 제어 밸브(26)가 설치되어 있다. 그리고, 이 소용돌이 제어 밸브(26)가 폐쇄되면, 흡기는 대부분이 타방의 분기로만에서 연소실(6)에 유입하도록 되고, 이 연소실(6)에 강한 소용돌이가 생성된다. 한편, 소용돌이 제어 밸브(26)가 개방되면, 양방의 분기로에서 흡입 공기가 흡수되도록 되고, 흡입 공기의 텀블 성분(tumble component)이 강해짐과 동시에, 소용돌이 성분은 약해진다.
한편, 엔진(1)의 타측면(도 1의 우측의 측면)에는 연소실(6)로부터 연소된 가스를 배출하는 배기 통로(28)가 접속되어 있다. 이 배기 통로(28)의 상류 단부는 각 실린더(2)로 분기하여 배기 포트(14)에 연통하는 배기 매니폴드(29)로 이루어지며, 상기 배기 매니폴드(29)의 결합부에는 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 제 1 산소 농도 센서(30)(검출 수단)가 배치되어 있다. 이 제 1 산소 농도 센서(30)는 출력이 이론 공연비를 경계로 단계형으로 반전하는 소위 λO2센서로 이루어지는 것이며, 도 2에 일례를 도시하는 바와 같이, 그 출력(E)(기전력)은 배기 가스내의 산소 농도가 대략 이론 공연비에 대응하는 농도 상태로 되어 있을 때에 기준값(E1)이 됨과 동시에, 그것보다도 산소 농도가 낮은 리치의 상태로서는 급증하는 한편, 산소 농도가 높고 린 상태로서는 급감한다.
상기 배기 매니폴드(29)의 결합부에는 배기관(31)의 상류단이 접속되어 있고, 이 배기관(31)의 하류단에는 삼원 촉매(32)와 린 NOx 촉매(33)(NOx 촉매)가 접속되어 있고, 상기 양 촉매(32, 33) 사이의 배기 통로(28)에 상기 제 1 산소 농도 센서(30)와 같이 λO2센서로 이루어지는 제 2 산소 농도 센서(34)가 배치되어 있다. 또한, 상기 배기관(31)의 상류측에는 배기 통로(28)를 흐르는 배기 가스의 일부를 흡기 시스템으로 환류시키는 EGR 통로(35)의 상류단이 분기 접속되어 있다. 이 EGR 통로(35)의 하류단은 상기 스로틀 밸브(22)와 서지 탱크(23) 사이의 흡기 통로(20)에 접속되고, 그 근방에는 개방도 조절 가능한 전기식의 EGR 밸브(36)가 배치되어 있고, EGR 통로(35)에 의한 배기 가스의 환류량을 조절하도록 되어 있다.
상기 상류측의 삼원 촉매(32)는 상세하게는 도시하지 않았지만, 코디어라이트제(cordierite)의 허니콤형 구조체의 벽면상에 내측 촉매층과 외측 촉매층의 2층의 촉매층을 형성한 것으로, 그 내측 촉매층에는 예를 들면 알루미나 및 산화세륨을 서포트재로서 팔라듐(Pd) 등의 귀금속이 지지되어 있는 한편, 외측 촉매층에는 백금이나 로듐이 산화세륨을 서포트재로서 지지되어 있다. 여기서, 산화세륨(CeO2)은 세륨 원자(Ce)의 가수가 3가 내지 4가의 사이에서 변화함으로써, 이것에 따라 산소를 흡수 또는 방출한다고 하는 산소 흡수재로서의 기능을 갖는 것이고, 종래부터 배기 가스내의 산소 농도의 변동을 완화하고, 촉매의 작용을 개선하기 위해서 널리 이용되고 있는 것이다.
또한, 상기 하류측의 린 NOx 촉매(33)는 배기 가스내의 산소 농도가 높은 산소 풍부 분위기(예를 들면 산소 농도가 4% 이상의 상태)로 배기 가스내의 NOx를 흡수하는 한편, 산소 농도가 예를 들면 1 내지 2% 미만으로 되면, 흡수한 NOx를 방출하고, 또한 환원 정화하는 NOx 흡수 환원형인 것이다. 이 촉매(33)도 상기 삼원 촉매(32)와 같은 2층 구조인 것이고, 내측 촉매층에는 백금과 NOx 흡수재인 바륨이 알루미나 및 산화세륨을 서포트재로서 지지되어 있는 한편, 외측 촉매층에는 백금 및 로듐과 바륨이 제올라이트를 서포트재로서 지지되어 있다. 또한, 상기 바륨 대신 나트륨, 칼륨, 스트론튬, 칼슘 등을 이용해도 좋고, 또는 이들 2개 내지 3개를 조합시키더라도 좋다.
상기한 구성의 2개의 촉매(32, 33)의 배치 구성에 의해, 엔진(1)이 이론 공연비 근방에서 운전할 때에는, 상기 2개의 촉매(32, 33)가 삼원 정화 기능을 발휘하여 배기 가스내의 HC, CO 및 NOx를 반응시켜 정화하는 한편, 엔진(1)이 린 공연비 상태에서 운전할 때(후술하는 성층 연소 상태)에는, 배기 가스내의 HC 및 CO을 산화하여 정화하는 동시에, 배기 가스내의 NOx는 흡수하여 제거하도록 되어 있다.
상기 점화 회로(10), 인젝터(12), 스로틀 밸브(22)의 모터, 소용돌이 제어 밸브(26)의 액추에이터, EGR 밸브(36)의 액추에이터 등은 제어 유닛(40)(이하, ECU라 함)에 의해서 작동 제어된다. 한편, 이 ECU(40)에는 적어도 상기 크랭크 각 센서(8), 수온 센서(9), 에어플로우 센서(21), 스로틀 개방도 센서(24), 흡입 공기 압력 센서(25) 및 산소 농도 센서(30, 34)의 각 출력 신호가 입력되고, 또 액셀레이터 페달의 개방도를 검출하는 액셀레이터 개방도 센서(37)의 출력 신호와, 흡입 공기 온도를 검출하는 흡입 공기 온도 센서(도시하지 않음), 대기압을 검출하는 대기압 센서(도시하지 않음) 등의 각 출력 신호가 입력된다.
(엔진 제어의 개요)
상기 ECU(40)는 엔진 출력에 관계하는 제어 파라메터로서 인젝터(12)에 의한 연료 분사량 및 분사 시기, 스로틀 밸브(22)에 의해 조절되는 흡입 공기량, 소용돌이 제어 밸브(26)에 의해 조절되는 흡입 공기 소용돌이 강도, EGR 밸브(36)에 의해 조절되는 배기 가스의 환류 비율 등을 각각 엔진(1)의 운전 상태에 따라 제어하는 것이다. 그리고, 엔진(1)이 난기후이면, 그 운전 상태에 따라서 인젝터(12)에 의한 연료 분사 형태가 전환되고, 성층 연소 상태와 균일 연소 상태의 어느 것으로 운전되도록 되어 있다.
구체적으로는, 도 3에 엔진 난기후의 제어 맵의 일례를 도시한 바와 같이, 엔진 부하와 엔진 회전 속도에 의해 규정되는 엔진(1)의 전체 운전 영역중 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역(Ⅰ)이 성층 연소 영역으로 되어 있다. 즉, 엔진 부하로서 예를 들면 에어플로우 센서(21)의 출력값 및 엔진 회전 속도 등에서 구하여지는 실제 평균 유효압을 이용하여, 전체 부하의 반 정도까지의 부하 상태이고, 또한 엔진 회전 속도가 허용 최고 회전 속도의 약 1/2 이하일 때에, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있다고 판정하게 된다.
그리고, 그 성층 연소 영역(Ⅰ)에서는, 도 4의 (a)에 개략적으로 도시한 바와 같이, 인젝터(12)에 의해 실린더(2)의 압축 행정의 중기 이후, 즉 예를 들면 도면에 화살표로 도시한 BTDC 120℃A 내지 BTDC 35℃A의 크랭크각 기간에 있어서 연료를 일괄해서 분사시키고, 점화 플러그(11)의 근방에 가스 혼합물이 편재하는 성층 상태로 연소시키는 성층 연소 상태로 한다. 한편, 도 4의 (a)에 가상선으로 도시한 것과 같이, 연료의 일부는 상기 클랭크각 기간 보다도 이전의 흡기 또는 압축 행정중에 분사시키도록 해도 좋다.
또한, 상기 도 3에 도시한 고회전 또는 고부하측의 운전 영역(Ⅱ, Ⅲ)은 모두 균일 연소 영역이라고 되어 있고, 도 4의 (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이, 인젝터(12)에 의해 실린더(2)의 흡기 행정으로 연료를 분사시켜 흡입 공기와 충분히 혼합하고, 연소실(6)에 균일한 가스 혼합물을 형성한 후에, 연소시키는 균일 연소 상태로 된다. 특히, 상기 성층 연소 영역(Ⅰ)의 고부하 또는 고회전측으로 인접하는 온간 λ=1 영역(Ⅱ, 설정 운전 영역)에서는, 자세한 것은 후술하지만, 가스 혼합물의 공연비가 대략 이론 공연비(A/F≒14.7)가 되도록, 연료 분사량의 피드백 보정을 행하도록 되어 있고, 그것보다도 고회전 또는 고부하측의 영역(Ⅲ)에서는, 더욱 연료 분사량을 늘려, 공연비를 예를 들면 A/F=12 내지 13 정도로 하고, 고부하에 대응한 큰 출력을 얻을 수 있도록 되어 있다(이하, 온간 리치화 영역이라 함).
한편, 스로틀 밸브(22)의 제어를 위해, 기본적으로는 액셀레이터 개방도와 엔진 회전 속도에 의거하여, 소요 토크 특성을 얻을 수 있도록 스로틀 개방도를 조절하는 것이지만, 구체적으로 상기 성층 연소 영역(Ⅰ)에서는, 엔진(1)의 펌프 손실을 절감하기 위해서 스로틀 밸브(22)를 상대적으로 크게 개방하도록 되어 있고, 이 때의 연소실(6)의 평균적인 공연비는 예를 들면 A/F=약 30 내지 140으로 매우 린 상태로 된다. 또한, 상기 균일 연소 상태의 영역(Ⅱ, Ⅲ)에서는 스로틀 밸브(22)의 개방도는 상대적으로 작게 된다.
또, 소용돌이 제어 밸브(26)의 제어도 기본적으로는 액셀레이터 개방도와 엔진 회전 속도에 의거하여 행하고, 엔진(1)을 성층 연소 상태로 운전할 때에는 소용돌이 제어 밸브(26)의 개방도를 상대적으로 작게 하고, 연소실(6)에 강한 소용돌이류를 생성시킴으로써, 실린더(2)의 압축 행정에서 분사된 연료의 기화/무화를 촉진하면서, 점화 플러그(11)의 전극 주위에 가스 혼합물을 적절히 성층화시키도록 되어 있다. 한편, 엔진(1)을 균일한 연소 상태로 운전할 때에는, 소용돌이 제어 밸브(26)는 대략 전체 개방으로 하고, 실린더(2)의 흡기 행정에서 분사된 연료를 강한 텀블류에 의해 확산시켜, 흡입 공기와 충분히 혼합시킨다.
또한, 상기 도 3의 제어 맵에 있어서 해칭 영역에서는, EGR 밸브(36)를 개방하여, EGR 통로(35)에 의해 배기 가스의 일부를 흡기 통로(20)로 환류시키도록 되어 있고, 이 배기 가스의 환류에 의해 NOx의 생성을 억제할 수 있다.
또한, 예를 들면 차량의 감속 개시시와 같이, 엔진(1)이 무부하 또는 마이너스 부하의 상태에 있고, 또한 엔진 회전 속도가 연료 커트 제어를 개시하는 소정 회전 속도 이상일 때에는, 그 후에 엔진 회전 속도가 강하하여 소정의 복귀 회전 속도로 되기까지의 사이, 각 실린더(2)의 인젝터(12)에 의한 연료의 분사를 일시적으로 정지시키는 연료 커트 제어를 행하도록 되어 있다. 또, 연료의 기화/무화하기 어려운 미난기 상태에서는, 연소 안정성을 확보하기 위해서 엔진(1)을 모든 운전 영역에 있어서 균일 연소 상태로 시키도록 되어 있다.
상술한 인젝터(12) 및 스로틀 밸브(22)의 작동 제어는 ECU(40)의 R0M에 전자적으로 저장된 제어 프로그램이 CPU에 의해 실행됨으로써 실현된다. 즉, 상술한 엔진 난기후의 인젝터(12) 및 스로틀 밸브(22)의 제어 순서에 의해서, 상기 엔진(1)이 저회전 또는 저부하측의 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있는 때에 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록, 또 성층 연소 영역(Ⅰ) 보다도 고회전 또는 고부하측에 인접하는 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있을 때에는 대략 이론 공연비로 되도록, 엔진(1)의 연소실(6)의 공연비를 전환하여 제어하는 제 1 공연비 제어 수단(40a)이 소프트웨어적으로 구성되어 있다.
그리고, 상기 제 1 공연비 제어 수단(40a)은 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있는 때에는 연소실(6)의 공연비를 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 신호에 의거하여 대략 이론 공연비로 되도록 피드백 제어하는 것이다.
(연료 분사량의 제어)
보다 구체적으로는, ECU(40)에 의한 목표 연료 분사량의 연산은 엔진(1)의 운전 상태에 따라 요구된 기본적인 목표 연료 분사량을 다양한 보정 계수에 의해 보정하여 알맞은 연료 분사량을 결정한다는 것이다. 즉, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있는 때에는, 액셀레이터 개방도 등에 의거하여 요구되는 엔진(1)의 부하 상태와 엔진 회전 속도에 의거하여 ECU(40)의 메모리에 저장되어 있는 맵으로부터 기본적인 목표 연료 분사량을 판독한다.
또한, 엔진(1)이 균일 연소 상태로 되는 영역(Ⅱ, Ⅲ)중 어느 하나에 있을 때에는, 에어플로우 센서(21)의 출력과 엔진(1) 회전 속도로부터 구한 충전 효율에 의거하여, 예를 들면 온간 λ=1 영역(Ⅱ)이면 대략 이론 공연비가 되도록, 기본적인 목표 연료 분사량을 연산한다. 그리고, 이 기본적인 목표 연료 분사량(Qb)을 기초로, 아래의 연산식을 이용하여, 최종적인 목표 연료 분사량(Q)을 연산한다.
Q = Qb × cdpf × (1 + cfb + ctotal)
상기 연산식에 있어서의 우변 제 2 항의 cdpf는 연료 압력과 실린더 내압에 따른 보정 계수이다. 또, 제 3 항의 cfb는 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 출력에 따른 피드백 보정값이고, ctota1은 엔진 수온 등의 각종 운전 조건에 따른 보정값이다. 상기 피드백 보정값(cfb)은 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)이나 온간 리치화 영역(Ⅲ)에 있을 때에는, cfb=0으로 되고, 연료 분사량의 제어는 피드포워드 제어로 된다. 한편, 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있을 때에는, 피드백 보정값(cfb)은 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 출력에 따라서 제어 사이클마다갱신되고, 그에 따라 인젝터(12)에 의한 연료 분사량이 증대 또는 감소하도록 된다. 이에 따라, 연소실(6)의 공연비는 이론 공연비 근방의 목표값을 중심으로 하여 린과 리치 사이에서 주기적으로 변화하도록 된다.
보다 바람직하게는 도 5에 개략적으로 도시한 바와 같이, 배기 가스내의 산소 농도가 낮고, 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 출력값(E)이 기준값(E1) 보다도 큰 리치 측의 값일 때에는, 제어 사이클마다, 피드백 보정값(cfb)에서 비례 계수(P) 또는 적분 계수(Ⅰ)가 감산되고, 인젝터(12)에 의한 연료 분사량이 감소하는 측으로 보정된다. 한편, 배기 가스내의 산소 농도가 높고, 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 출력(E)이 기준값(E1) 보다도 작은 린 측의 값일 때는, 피드백 보정값(cfb)에 비례 계수(P) 또는 적부 계수(Ⅰ)가 가산되어, 연료 분사량이 증대하는 측으로 보정된다.
또한, 상기한 바와 같이 제 1 산소 농도 센서(30)의 출력이 린 측으로부터 리치 측으로 반전할 때, 또는 리치 측에서 린 측으로 반전할 때에 각각 대응하여 피드백 보정값(cfb)의 가산 또는 감산의 반전에 대하여 개별적으로 딜레이 타임(TLR, TRL)이 설정되어 있다.
일반적으로, 상기 삼원 촉매(32)나 린 NOx 촉매(33)는 도 6에 실선으로 도시한 바와 같이, 배기 가스의 공연비 상태가 이론 공연비 근방의 소정 공연비 범위일 때에, 배기 가스내의 HC, CO 및 NOx를 동시에 또한 매우 효과적으로 정화한다고 하는 소위 삼원 정화 기능을 발휘하는 것이다. 따라서, 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있어서 정상 상태에 있는 때에는, 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 비례계수(P), 적분 계수(Ⅰ) 및 딜레이 타임(TLR, TRL)을 적절히 설정하고, 연소실(6)의 공연비를 이론 공연비를 중심으로 하여 리치 측으로부터 린 측으로 주기적으로 변화시키도록 한다. 즉, 공연비 피드백 제어의 목표값이 대략 이론 공연비로 되고, 배기 가스내의 HC, CO 및 NOx가 대략 완전히 정화된다.
그런데, 상술한 바와 같이, 이 실시예의 촉매(32, 33)에는 산소 흡수재인 산화세륨이 함유되어 있고, 엔진(1)이 저회전 및 저부하측의 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있을 때에는 배기 가스내의 산소가 산화세륨에 의해 흡수되고, 산소 흡수량이 증대한다. 그리고, 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)이나 온간 리치화 영역(Ⅲ)으로 이행했을 때에는 촉매(32, 33)내의 산화세륨이 수납되어 있는 산소를 방출하게 된다.
따라서, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행한 직후는 연소실(6)의 공연비를 이론 공연비가 되도록 제어했다고 해도, 촉매(32, 33) 부근은 산화세륨에서 방출되는 산소에 의해서 국소적으로 이론 공연비 보다도 린 상태로 되고, 상기 촉매(32, 33)의 삼원 정화 기능이 저해될 우려가 있다.
특히, 이 실시예와 같이, 배기 통로(28)의 상류측으로부터 차례로 삼원 촉매(32)와 린 NOx 촉매(33)를 배치한 경우, 상류측의 삼원 촉매(32)로부터 방출되는 산소가 배기 가스내의 HC나 CO와 반응하여, 하류측의 린 NOx 촉매(33)에는 HC나 CO가 너무 공급되지 않도록 되고, 린 NOx 촉매(33)로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화를 충분히 촉진할 수 없게 되는 일이 있다.
바꿔 말하면, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에서 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때에, 촉매(32, 33)로부터 산소가 방출되는 것을 고려하면, 이때의 엔진(1)의 연소실(6)의 평균적 공연비와 HC, CO 등의 정화율과의 관계는, 상기 도 6에 파선으로 도시한 것과 같이 외관상 리치 측으로 변동되도록 되어 있다.
그래서, 본 발명의 특징으로서, 이 실시예에서는 엔진(1)이 성층 연소 영역(1)부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때, 그로부터 소정 기간(공연비 보정 기간)이 경과하기까지의 사이, 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치 측으로 보정하여 연소실(6)의 공연비를 평균적으로 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태가 되도록 제어함으로써, 촉매(32, 33) 부근의 국소적인 공연비를 적절한 상태로 유지할 수 있도록 한 것이다.
(목표 공연비의 보정)
이하, 상기 ECU(40)에 의한 목표 공연비의 보정 순서에 관해서, 구체적으로 도 7의 플로우챠트에 따라 설명한다. 우선, 개시후의 단계(SA1)에 있어서, 클랭크각 센서(8), 수온 센서(9), 에어플로우 센서(21), 액셀레이터 개방도 센서(37) 등의 각종 센서 신호를 입력함과 동시에, ECU(40)의 메모리로부터 각종 데이터를 판독한다.
계속해서, 단계(SA2)에 있어서, 엔진(1)의 부하 상태와 엔진 회전 속도에 의거하여 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있든지 또는 연료 커트 제어의 실행중의 어느 하나인가 아닌가를 판정한다. 그리고, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있든지 또는 연료 커트 제어의 실행중이라면, 예라고 판정하여 단계(S2)로 진행하는 한편, 그 어느 것도 아니면, 아니오라고 판정하여 단계(S4)로 진행한다.
계속해서, 단계(SA3)에서는 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있든지 또는 연료 커트 중일 때에 삼원 촉매(32)나 린 NOx 촉매(33)에 흡수되는 산소량을 추정 연산하고, 그런후 리턴한다. 이 추정/연산으로서는 예를 들면, 엔진(1)의 각 연소 사이클에서의 흡입 공기량 및 그 때의 연소실(6)의 공연비 상태와 촉매의 산소 흡수 효율에 의거하여 한 번의 연소 사이클에 있어서의 산소의 흡수량을 구하고, 이것을 엔진(1)의 각 연소 사이클에 적산함으로서, 현재의 산소 흡수량을 구하는 것이다.
한편, 상기 단계(SA2)에 있어서, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 없고, 연료 커트 제어의 실행중도 아니라고 판정하여 진행한 단계(SA4)에서는, 이번은 엔진(1)의 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로의 이행시인가 아닌가를 판정한다. 이 판정이 아니오이면 단계(SA7)로 진행하는 한편, 판정이 예이면 단계(SA5)로 진행하고, 상기 단계(SA3)에 있어서 추정한 촉매의 산소 흡수량에 따라, 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치 측으로 보정하는 기간, 즉 공연비 보정 기간에 대응하는 시간을 계측하기 위한 공연비 보정 타이머를 세트한다.
계속해서, 단계(SA6)에 있어서, 공연비가 리치화 보정시의 피드백 정수 맵을 선정하여, 그러한 후에 리턴한다. 이 피드백 정수 맵은 피드백 제어에 의해서 주기적으로 변동하는 공연비의 중심값이 이론 공연비 보다도 리치 측으로 되도록, 예를 들면 상기 비례 계수(P)나 적분 계수(I)를 공연비가 린 측일 때에 리치 측보다도 큰 값으로 설정하거나, 또는 딜레이 타임(TLR)을 TRL 보다도 큰 값으로 설정한것이다.
이와 같이 리치화 보정시의 피드백 정수 맵이 선정됨으로써, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행하면, 공연비의 피드백 제어가 시작되어, 도 8에 일례를 도시한 바와 같이, 연소실(6)의 공연비는 이론 공연비 보다도 약간 리치 측의 목표값(예를 들면 A/F=14.4 정도)을 중심으로 하여, 주기적으로 변화하도록 된다. 한편, 이 때의 공연비의 목표값(A/F)은 14.0≤A/F<14.7의 범위로 설정하면 좋다.
한편, 상기 단계(SA4)에 있어서, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행되지 않아 아니오라고 판정하여 진행한 단계(SA7)에서는, 이번은 엔진(1)이 현재 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있는가 어떤가를 판정하고, 이 판정이 아니오이면, 엔진(1)은 온간 리치화 영역(Ⅲ)에 있다고 하는 것이기 때문에 리턴한다. 또한, 판정이 예이고 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있으면, 계속되는 단계(SA8)에 있어서 상술한 공연비 보정 타이머가 세트중인가 아닌가를 판정한다.
그리고, 결정이 예이고 타이머가 세트되면, 상기 단계(SA6)로 진행하고, 공연비 리치화 보정시의 피드백 정수 맵을 선정하는 한편, 타이머가 세트되지 않았다면(판정이 아니오), 단계(SA9)로 진행하고, 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비(A/F=14.7)로 하는 통상의 피드백 정수 맵을 선정하여, 그러한 후에 리턴한다.
즉, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행하고,그 후, 타이머 카운터로 공연비 보정 기간의 경과가 판정되면, 공연비의 리치화측으로의 보정은 종료하여, 공연비 피드백 제어의 목표값이 이론 공연비에 복귀된다.
도 7에 도시한 플로우챠트의 단계(SA3)에 의해, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있을 때에, 촉매(32, 33)의 산화세륨에 흡수된 산소 흡수량을 추정하는 산소 흡수량 추정 수단(40b)이 구성되어 있다. 또, 상기 플로우챠트의 단계(SA5)에 의해, 상기 산소 흡수량 추정 수단에 의한 추정값에 따라서 공연비 보정 기간의 길이를 변경 설정하는 보정 기간 설정 수단(40c)이 구성되어 있다.
또, 상기 플로우챠트의 단계(SA6)에 의해, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때, 엔진(1)의 연소실(6)의 공연비를 일시적으로 이론 공연비 보다도 리치 상태가 되도록 보정 제어하는 공연비 보정 수단(40d)이 구성되고, 이 공연비 보정 수단(40d)은 엔진(1)이 상기 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행하고 나서 상기 공연비 보정 기간이 경과하기까지의 사이, ECU(40)의 제 1 공연비 제어 수단(40a)에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값(A/F)을 리치 측으로 보정하도록 구성되어 있다.
따라서, 이 실시예에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템(A)에 따르면, 우선, 엔진(1)이 통상적으로 작동되는 저회전 및 저부하측이 넓은 운전 영역(Ⅰ)에 있어서 성층 연소 상태로 되고, 펌프 손실 등의 감소에 의해, 연비율의 대폭적인 절감을 꾀할 수 있다. 이 때, 배기 가스의 공연비 상태는 점화전의 연소실(6)의 공연비와 같은 매우 린 상태가 되지만, 이 배기 가스내의 NOx는 린 NOx 촉매(33)에 의해 흡수된다. 또한, 린 배기 가스내의 산소의 일부는 삼원 촉매(32) 및 린 NOx촉매(33)의 산화세륨에 흡수된다.
계속해서, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행하면, 엔진(1)의 연소 상태가 성층 연소로부터 균일 연소로 전환됨과 동시에, 도 9에 개략적으로 도시한 바와 같이, 인젝터(12)에 의한 연료 분사량의 피드백 보정이 개시되고(t=t1), 연소실(6)의 공연비는 이론 공연비 보다도 약간 리치의 목표값(중심값 A/F≒14.4)을 경계로 그것보다도 리치 측과 린 측 사이에서 주기적으로 반전하도록 된다.
따라서, 연소실(6)로부터의 배기 가스의 공연비 상태는 평균적으로 대략 이론공연비 보다도 약간 리치 상태, 즉 산소 농도가 낮은 상태가 되고, 촉매(32, 33)의 산화세륨에서 산소가 방출되게 되지만, 상기한 바와 같이, 연소실(6)로부터의 배기 가스의 공연비 상태가 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태로 되어 있으므로, 결과적으로, 2개의 촉매(32, 33) 부근의 배기 가스의 공연비 상태는 대략 이론 공연비에 대응하는 상태로 유지되고, 상기 양 촉매(32, 33)에 의해 높은 삼원 정화 기능을 얻을 수 있다.
이 상황에서, 연소실(6)로부터의 배기 가스의 공연비 상태를 스파이크적으로 리치화시키지 않고, 촉매(32, 33)의 산화세륨으로부터의 산소의 방출 상황에 적당하도록, 연소실(6)로부터의 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화시키도록 되어 있고, 더구나 피드백 보정에 의해 공연비를 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 배기 가스내의 HC, CO의 일부가 촉매(32, 33)를 통해 송풍되어 대기중으로 배출되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화함으로써, 하류측의 린 NOx 촉매(33)로도 적당량의 HC, CO를 공급하여 상기 촉매(33)로부터의 NOx의 방출이나 환원 정화를 충분히 촉진할 수 있다.
(실시예 2)
도 10은 본 발명의 실시예 2에 관한 배기 가스 정화 시스템(A)에 있어서 공연비의 보정 순서를 나타내고, 본 실시예 2에서는 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때에, 공연비를 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태로 되도록 피드백 포워드 제어를 실행함과 동시에, 그후, 삼원 촉매(32) 하류의 배기 가스내의 산소 농도가 실제로 저하한 것이 검출되었을 때, 공연비가 리치화 보정을 종료하도록 한 것이다. 또한, 이 실시예 2에 관한 배기 가스 정화 시스템(A)의 전체 구성은 상기 실시예 1의 것(도 1 참조)과 동일하기 때문에, 실시예 1과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
구체적으로, 도 10의 플로우챠트의 단계(SB1, SB2)에서는 상기 실시예 1의 단계(SA1, SA2)와 동일한 제어 수단을 실행하고, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있든지 또는 연료 커트 제어중일 때에는 리턴하는 한편, 그 어느것도 아니면, 단계(SB3)로 진행한다. 그리고, 이 단계(SB3)에 있어서 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행한 것이 판정되었을 때에는, 계속되는 단계(SB4)에서, 이행 플래그(F)를 세트하고(F??1), 계속해서 단계(SB5)에 있어서, 각 실린더(2)의 연소실(6)의 공연비(A/F)를 A/F=약 14.4로 되도록 피드포워드 제어하고, 그러한 후에 리턴한다. 즉, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때, 공연비가 리치화 보정이 시작된다.
한편, 상기 단계(SB3)에 있어서, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행되지 않아 아니오라고 판정하여 진행한 단계(SB6)에서는, 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있는지 어떤지 판정하고, 이 판정이 아니오이면, 엔진(1)은 온간 리치화 영역(Ⅲ)에 있기 때문에, 리턴하는 한편, 판정이 예이고 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있으면, 단계(SB7)로 진행한다. 이 단계(SB7)에서는, 상기 이행 플래그(F)가 세트중인지 아닌지 판정하고(F=1?), 판정이 아니오이면 후술하는 단계(SB10)로 진행하는 한편, 판정이 예이고 이행 플래그(F)가 세트중이면(F=1), 단계(SB8)로 진행한다.
그리고, 단계(SB8)에 있어서, 제 2 산소 농도 센서(34)로부터의 출력값(E)이 기준값(E1) 이상으로 되었는지 아닌지, 즉 센서 출력이 린 측에서 리치 측으로 반전했는지 어떤지를 판정한다. 이 판정이 아니오이고, 제 2 산소 농도 센서(34)로부터의 출력이 반전하지 않았다면, 상기 단계(SB5)로 진행하고, 공연비가 리치화 보정을 계속하는 한편, 판정이 예이고, 제 2 산소 농도 센서(34)로부터의 출력이 반전한 것이라면, 계속 단계(SB9)에 있어서, 이행 플러그(F)를 클리어하고(F??0), 이어서 단계(SB10)에 있어서, 공연비 피스백 제어의 목표값을 이론 공연비(A/F=14.7)로 하는 경우의, 통상의 피드백 정수 맵을 선정하고, 그러한 후에 리턴한다.
이러한 제어에 의해 도 11에 개략적으로 도시한 바와 같이, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에서 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행했을 때(t=t1), 연소실(6)로부터의배기 가스의 공연비 상태는 이론 공연비에 대응하는 상태 보다도 리치하게 되고, 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 출력이 리치 측으로 반전하게 된다. 한편, 삼원 촉매(32)의 산화세륨으로부터 방출되는 산소에 의해 상기 삼원 촉매(32) 보다도 하류측의 배기 가스 산소 농도는 높아지고, 배기 가스는 이론 공연비에 대응하는 상태보다도 린으로 되기 때문에, 제 2 산소 농도 센서(34)로부터의 출력은 기준값(E1) 보다도 낮고, 반전하지 않은 채로 된다.
그리고, 삼원 촉매(32)로부터의 산소의 방출이 종료하고, 상기 삼원 촉매(32)보다도 하류측의 배기 가스 공연비 상태가 리치로 되면, 제 2 산소 농도 센서(34)로부터의 출력이 반전되고(t=t2), 이것을 기초로 하여 공연비의 리치화 보정이 종료된다.
상기 도 10에 도시한 플로우챠트의 단계(SB5)에 의해, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때, 엔진(1)의 연소실(6)의 공연비를 일시적으로 이론 공연비 보다도 리치 상태가 되도록 보정 제어하는 공연비 보정 수단(40d)이 구성되고, 이 공연비 보정 수단(40d)은 제 2 산소 농도 센서(34)로부터의 출력값(E)이 기준값(E1) 이상일 때, 즉 상기 제 2 산소 농도 센서(34)에 의한 산소 농도의 검출값이 대략 0.5 내지 대략 1%의 범위에서 미리 설정된 값 이하로 되었을 때에, 공연비의 보정 제어를 종료하도록 구성되어 있다.
따라서, 이 실시예 2에 관한 배기 가스 정화 시스템(A)에 따르면, 상기 실시예 1과 같이, 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행했을 때에, 엔진(1)의 연소실(6)의 공연비가 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태가되도록 공연비의 리치화 보정을 실행함으로써 배기 가스 상태가 일시적으로 악화하는 것을 방지하면서, 삼원 촉매(32) 및 린 NOx 촉매(33)에 삼원 정화 기능을 발휘시키고, 또한 상기 린 NOx 촉매(33)로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화를 촉진할 수 있다.
또한, 상기 삼원 촉매(32) 및 린 NOx 촉매(33) 사이의 배기 통로(28)에 산소 농도 센서(34)를 배치하고, 이 산소 농도 센서(34)로부터의 출력을 기초로 하여, 배기 가스내의 산소 농도가 설정값 이하로 되기까지의 사이, 공연비의 리치화 보정을 계속하도록 되어 있으므로, 삼원 촉매(32)로부터 산소가 실제로 방출되고 있는 사이는, 연소실(6)로부터의 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치 상태로 유지하여 상기한 작용 효과를 충분히 얻을 수 있다.
(실시예 3)
도 12는 본 발명의 실시예 3에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템(A)를 도시하고, 이 실시예 3에서는 엔진(1)의 난기후의 통상 운전시에는 제 1 운전 모드로서, 상기 실시예 1, 2와 같이, 운전 상태에 따라 인젝터(12)에 의한 연료 분사 형태를 전환하고, 성층 연소 또는 균일 연소 상태에서 운전하는 한편, 냉간과 고장 등의 소정 조건하에서는, 제 2 운전 모드로서, 엔진(1)을 항상 균일 연소 상태로 운전하도록 한 것이다. 또한, 그것 이외의 배기 가스 정화 시스템(A)의 구성은 상기 실시예 1, 2와 마찬가지이기 때문에, 이하, 동일 부재에는 동일 부호를 붙여 그 설명은 생략한다. 또한, 이 실시예 3에서는 제 2 산소 농도 센서(34)를 생략하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니다.
구체적으로는 엔진 난기후의 제 1 운전 모드에서는, 상기 실시예 1, 2와 같이 ECU(40)에 있어서 소프트웨어적으로 구성된 제 1 공연비 제어 수단(40a)에 의해 인젝터(12) 및 스로틀 밸브(22)의 제어가 행하여지고, 엔진(1)의 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역(Ⅰ)이 성층 연소 영역으로 되는 한편, 그 고부하 또는 고회전측으로 인접하는 영역이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)(설정 운전 영역)으로 되고, 또 소용돌이 제어 밸브(26)나 EGR 밸브(36)의 제어도 상기 각 실시예와 동일하게 행하여진다.
한편, 엔진 미난기시(냉간)에는 제 2 운전 모드가 선택되지만, 이 때에는 도 13에 일례를 도시한 바와 같이, 연료의 기화/무화하기 어려운 상태로 연소 안정성을 확보하기 위해서, 엔진(1)을 모든 운전 영역에서 균일 연소 상태로 하도록 되어 있다. 즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 성층 연소 영역(Ⅰ) 및 온간 λ=1 영역(Ⅱ)을 조합한 것에 대응하는 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있어서, 엔진 난기후의 온간 λ=1 영역(Ⅱ)과 같이, 연소실(6)에 있어서의 가스 혼합물의 공연비가 대략 이론 공연비로 되도록, 연료 분사량 및 스로틀 개방도를 제어한다. 또한, 고회전 또는 고부하측의 냉간 리치화 영역(V)에서는, 온간 리치화 영역(Ⅳ)과 같이, 연소실(6)에 있어서의 공연비가 이론 공연비 보다도 리치 상태로 되도록, 연료 분사량을 증량한다.
이러한 제 2 운전 모드에 있어서의 인젝터(12) 및 스로틀 밸브(22)의 제어 순서에 의해, 엔진(1)이 미난기 상태일 때에, 상기 제 1 공연비 제어 수단(40a)에 의한 제어를 금지하여 엔진(1)의 연소실(6)의 공연비를 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치 상태로 되도록 제어하는 제 2 공연비 제어 수단(40e)이 소프트웨어적으로 구성되어 있다.
그리고, 본 발명의 특징으로서, 이 실시예에서는, 엔진(1)이 난기후의 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있을 때에는, 미난기의 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있을 때에 비하여, 연소실(6)의 공연비를 상대적으로 리치 상태가 되도록 제어하도록 되어 있다.
구체적으로, 엔진(1)이 상기 온간 λ=1 영역(Ⅱ) 또는 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있을 때에는, 각각 목표 연료 분사량(Q)의 연산에 있어서의 피드백 보정값(cfb)이 제 1 산소 농도 센서(30)로부터의 출력을 기초로 하여 요구되고, 연료 분사량이 증대 또는 감소 보정됨으로써 연소실(6)의 공연비가 이론 공연비 근방의 목표값에 근접하여 리치 측 및 린 측 사이에서 주기적으로 반전하도록 된다(도 5를 참조).
여기서, 엔진(1)이 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있을 때에는, 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 비례 계수(P), 적분 계수(I), 딜레이 타임(TLR, TRL)을 어느 것이나 리치 측과 린 측으로 동등한 값으로 설정하고 있고, 이것으로 도 5에 도시한 바와 같이, 연소실(6)의 공연비는 이론 공연비를 중심으로 하여 리치 측 및 린 측으로 주기적으로 변화하도록 된다. 다시 말해서, 이 때의 공연비 피드백 제어의 목표값은 이론 공연비이다.
한편, 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있는 때에는, 예를 들면 상기 비례 계수(P)나 적분 계수(I)를 린 공연비 측일 때에 리치 측보다도 큰 값으로 하거나, 또는 딜레이타임(TLR)을 TRL 보다도 큰 값으로 설정하거나 한다. 이렇게 하면, 상기 도 8에 일례를 도시한 것과 같이, 연소실(6)의 공연비는 이론 공연비 보다도 약간 리치의 목표값(예를 들면 A/F=14 정도)을 중심으로 하여, 주기적으로 변화하도록 된다. 즉, 이 때의 공연비 피드백 제어의 목표값은 이론 공연비 보다도 리치 측의 값이다.
이와 같이, 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있어서의 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치 측으로 설정함으로써, 이 실시예 3에서는, 제 1 운전 모드에서 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)으로부터 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때에, 연소실(6)의 공연비가 평균적으로 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태가 되도록 하여 촉매(32, 33) 부근의 국소적인 공연비 상태를 적절한 상태로 유지하는 동시에, 제 2 운전 모드에서 엔진(1)이 항상 균일 연소 상태로 될 때에는 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있어서의 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비로 함으로써, 연비의 개선을 꾀하도록 한 것이다.
(운전 모드의 선택)
이하, 상기 ECU(40)에 의해 엔진(1)을 제 1 운전 모드 또는 제 2 운전 모드로 전환하는 처리의 순서에 관해서, 구체적으로 도 14의 플로우챠트에 따라서 설명한다. 우선, 개시후의 단계(SC1)에 있어서, 상기 실시예 1의 단계(SA1)와 같이 소정의 센서 신호의 입력과 데이터의 판독을 행하고, 계속되는 단계(SC2)에 있어서, 수온 센서(9), EGR 밸브(36), 소용돌이 제어 밸브(26) 등과 같이 엔진(1)을 성층 연소 상태에서 운전하기 위해 필요한 센서나 액추에이터가 전부 정상인지 아닌지를 판정한다. 이 판정이 아니오이고 상기 센서 또는 액추에이터중 하나라도 이상이 있으면, 후술하는 단계(SC6)로 진행하는 한편, 판정이 예로 모든 센서 및 액추에이터가 정상이면, 단계(SC3)로 진행한다.
계속해서, 단계(SC3)에서는, 엔진 수온(Tw)이 엔진(1)의 난기 상태를 판정하기 위해서 설정된 엔진 난기 판정 온도(Tw1)(예를 들면 60℃) 이상인지 아닌지 판정한다. 이 판정이 아니오이고 엔진(1)이 미난기 상태에 있으면, 단계(SC5)로 진행하는 한편, 판정이 예이고 엔진(1)이 난기 상태로 되어 있으면, 단계(SC4)로 진행하여 제 1 운전 모드를 선택하고, 그러한 후 리턴한다.
즉, 엔진 난기후이고 또한 센서 등에 이상이 없고, 엔진(1)을 안정된 성층연소 상태로 운전할 수 있는 상태에 있으면, 이 때에는 엔진(1)을 부하 상태나 회전 속도에 따라 성층 연소 상태 또는 균일 연소 상태의 어느 하나로 전환하여 운전하는 제 1 운전 모드를 선택한다(도 3 참조). 따라서, 엔진(1)을 그 운전 상태에 따라 최적인 연소 상태로 할 수 있고, 특히 저회전 및 저부하측의 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있어서, 연료 소비의 대폭적인 절감을 꾀할 수 있다.
또한, 상기 단계(SC3)에 있어서 아니오라고 판정하여 진행한 단계(SC5)에서는, 엔진 수온(Tw)이 삼원 촉매(32)의 활성 상태를 판정하기 위해서 설정된 촉매 활성 판정 온도(Tw2)(예를 들면 40℃) 이하인가 아닌가를 판정한다. 그리고, 이 판정이 예이고 삼원 촉매(32)가 비활성인 저온 상태(예를 들면, 촉매 온도가 250℃ 이하의 상태)이면, 단계(SC7)로 진행하는 한편, 판정이 아니오이고 삼원 촉매(32)가 충분한 활성을 가지는 온도 상태에 있으면, 단계(SC6)로 진행하여 제 2 운전 모드를 선택하고, 그러한 후에 리턴한다.
즉, 엔진(1)의 난기 상태를 판정하기 위해서 필요한 수온 센서(9)가 정상이아닐 때나, 가스 혼합물의 성층화를 위해 필수적인 소용돌이 제어 밸브(26)가 고장났을 때, 또는 엔진 미난기로 안정적으로 성층 연소 상태로 하는 것이 곤란할 때에는, 상기 엔진(1)을 그 운전 상태와 상관없이, 균일 연소 상태로 하는 제 2 운전 모드를 선택하도록 되어 있다(도 13 참조).
또, 상기 단계(SC5)에서 예라고 판정하여 진행한 단계(SC7)에서는, 상기 제 2 운전 모드를 선택하는 동시에, 이에 덧붙여서, 공연비 피드백 제어의 제어 정수(P, I, TLR, TRL)를 제어 목표값이 이론 공연비 보다도 린인 측의 값(A/F=15 정도)이 되도록 보정하여, 연소실(6)의 공연비를 평균적으로 이론 공연비 보다도 약간 린 상태가 되도록 제어한다. 즉, 촉매(32, 33)가 비활성일 때에는, 배기 가스내의 산소 농도를 약간 높이고, 이 산소와 배기 가스내의 비연소된 연료와의 반응열에 의해 촉매(32, 33)의 승온을 촉진하도록 되어 있다.
상기 도 14에 도시한 플로우챠트의 단계(SC5)에 의해, 삼원 촉매(32)의 온도가 설정 온도(예를 들면 250℃) 이하의 저온 상태에 있는 것을 판정하는 촉매 온도 상태 판정 수단(40f)이 구성되고, 이 촉매 온도 상태 판정 수단(40f)은 엔진 수온(Tw)이 촉매 활성 판정 온도(Tw2) 이하일 때에, 삼원 촉매(32)가 저온 상태에 있다고 판정하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 플로우챠트의 단계(SC7)에 의해, 상기 촉매 온도 상태 판정 수단(40f)에 의해 삼원 촉매(32)가 저온 상태라고 판정되었을 때에, 엔진(1)의 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 측의 값으로 되도록 보정하는 목표값 보정 수단(40g)이 구성되어 있다.
또, 상기 플로우챠트의 단계(SC2)에 의해, 엔진(1)을 성층 연소 상태에서 운전하기 위해 필요한 수온 센서(9)나 소용돌이 제어 밸브(26)의 액추에이터 등 중에서 적어도 하나에 이상이 있는 것을 판정하는 이상 상태 판정 수단(40h)이 구성되어 있다.
따라서, 이 실시예 3에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템(A)에 따르면, 우선, 엔진(1)이 난기 후에 보통의 제 1 운전 모드로 운전되고 있을 때에는 상용되는 넓은 운전 영역에 있어서 엔진(1)이 성층 연소 상태로 되게 되고, 펌프 손실 등의 감소에 의해 연비율의 대폭적인 절감을 꾀할 수 있다. 이 때, 배기 가스의 공연비는 점화전의 연소실(6)의 공연비와 같은 매우 린 상태가 되지만, 배기 가스내의 HC나 CO는 2개의 촉매(32, 33)에 의해 정화되고, 또 NOx는 린 NOx 촉매(33)에 의해 흡수되기 때문에, 대기중으로의 유해성분의 배출을 충분히 절감할 수 있다.
또한, 엔진(1)이 가속 운전 등에 따른 일시적으로 고부하측의 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행하면, 엔진(1)은 균일 연소 상태로 됨과 동시에, 연소실의 공연비가 이론 공연비 근방의 목표값로 되도록 피드백 제어된다. 이 때, 삼원 촉매(32)로부터 산소가 방출됨과 동시에, 린 NOx 촉매(33)로부터는 산소와 NOx가 방출되게 되지만, 공연비 피드백 제어의 목표값이 이론 공연비 보다도 리치 측으로 설정되어 있으므로, 배기 가스의 공연비 상태는 적절히 리치 상태로 되고, 마침 촉매(32, 33)로부터의 산소의 방출에 맞도록 배기 가스내의 환원제 성분인 HC 및 CO가 증대한다.
즉, 온간 λ= 1 영역(Ⅱ)에 있어서, 삼원 촉매(32)나 린 NOx 촉매(33)로부터방출되는 산소의 총량만이 아니라, 그 산소의 방출 상황에 적당하도록 배기 가스내의 HC, CO 농도를 적절히 높임으로써, 2개의 촉매(32, 33) 부근의 국소적 공연비가 이론 공연비 근방의 공연비 범위로 유지되고, 삼원 촉매(32) 및 린 NOx 촉매(33)는 삼원 정화 기능을 발휘시킬 수 있음과 동시에, 린 NOx 촉매(33)로부터의 NOx의 방출이나 환원 정화를 충분히 촉진할 수 있다.
더구나, 그와 같이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있어서, 배기 가스내의 HC나 CO의 농도를 적당한 값으로 높일 수 있도록 되어 있기 때문에, 공연비를 스파이크적으로 리치화하는 경우와 같이 배기 가스내의 HC, CO가 급증하는 일이 없이, 그 HC나 CO의 일부가 촉매(33)를 통해 송풍되어 대기중으로 배출되는 일도 없다. 따라서, 배기 가스 상태의 일시적인 악화도 회피할 수 있다.
또, 보통의 운전시에 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있는 것은 일시적인 것이고, 가속 운전 등이 종료하면, 엔진(1)은 성층 연소 영역(Ⅰ)에 되돌아가게 되기 때문에, 상기한 바와 같이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있어서의 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치 측으로 설정하고 있어도, 엔진(1)의 전체 운전 영역에 관해서 보면, 그것에 의한 연비의 악화는 적다.
한편, 엔진(1)이 미난기 상태 등으로 되어 있고, 제 2 운전 모드로 운전될 때에는, 모든 운전 범위에서 엔진(1)이 균일 연소 상태로 되고, 또한 연소실(6)의 평균적 공연비가 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치 상태로 되기 때문에, 촉매(32, 33)에 산소가 흡수되지 않는다. 이 때문에, 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있어서의 공연비 피드백 제어의 목표값은 대략 이론 공연비로 되고, 이 때에는 촉매(32,33) 부근의 배기 가스의 공연비 상태도 이론 공연비에 대응하는 상태가 된다. 따라서, 엔진(1)이 미난기 상태일 때나 센서 등에 고장이 있을 때이라도, 엔진(1)의 연소 안정성을 유지하면서 2개의 촉매(32, 33)에 삼원 정화 기능을 충분히 발휘시키고, 높은 배기 가스 정화 성능을 안정적으로 확보할 수 있다.
또, 그 제 2 운전 모드에 있어서, 엔진 수온(Tw)이 촉매 활성 판정 온도(Tw2)보다도 낮을 때, 즉 촉매(32, 33)가 비활성 상태일 때에는, 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있어서의 공연비 피드백 제어의 목표값이 이론 공연비 보다도 린 측의 값으로 되고, 그에 따라 상기 촉매(32, 33)의 승온이 촉진되기 때문에, 상기 촉매(32, 33)에 의한 배기 가스 정화 성능을 조기에 시킬 수 있다.
(다른 실시예)
또한, 본 발명의 구성은, 상기 실시예 1 내지 3으로 한정되지 않고, 그 밖의 여러가지 구성도 포함하는 것이다. 즉, 상기 실시예 1에서는 촉매(32)의 산소 흡수량을 추정하고, 이 추정값에 따라서 공연비 보정 기간의 길이를 변경하도록 되어 있지만, 예를 들면 산소 흡수량이 매우 적을 때에는, 공연비가 리치화 보정을 금지하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 도 7에 도시한 플로우챠트의 단계(SA5)에 있어서, 산소 흡수량의 추정값이 소정치 이하일 때에는 공연비 보정 타이머의 값을 제로로 하도록 하면 좋다.
즉, 삼원 촉매(32)에 있어서의 산소 흡수량이 매우 적을 때에는, 엔진(1)이 온간 λ=1 영역(Ⅱ)으로 이행할 때에 촉매(32)로부터 방출되는 산소량도 적기 때문에, 이 때에는, 공연비의 리치화 보정을 실행하지 않아도 반대로 연비의 향상을 꾀할 수 있다. 이와 같이 한 경우, 상기 단계(SA5)에 의해, 촉매(32)에 있어서 산소 흡수량의 추정값이 소정치 이하일 때에, 공연비의 리치화 보정을 금지하는 보정 금지 수단이 구성된다.
또한, 상기 실시예 1에 있어서, 공연비 보정 기간을, 제 2 산소 농도 센서(34)에 의해 검출되는 산소 농도가 설정값 이하로 되기까지의 기간으로서, 공연비 보정 타이머가 오프로 되기 전이라도, 제 2 산소 농도 센서(34) 출력이 리치 측으로 반전하면, 공연비의 리치화 보정을 종료해도 좋다.
또한, 상기 실시예 1, 2에서는 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있을 때에는, 상기 엔진(1)의 각 실린더(2)내 연소실(6)의 평균적 공연비를 이론 공연비 보다도 린으로 되도록 제어하는 한편, 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있을 때에는 대략 이론 공연비가 되도록 제어하도록 되어 있지만, 상기 성층 연소 영역(Ⅰ)이더라도, 예를 들면, 엔진(1)이 정상 운전 상태로부터 가속 운전 상태로 이행했을 때나, 또는 린 NOx 촉매(33)의 NOx 흡수재로부터 NOx를 방출시켜, 환원 정화하기 위해서, 의도적으로 배기 가스의 산소 농도를 저하시키는 경우 등, 즉 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있어서 특정 운전 상태로 되었을 때에는, 상기 엔진(1)의 각 실린더(2)내 연소실(6)의 평균적 공연비를 대략 이론 공연비로 되도록 제어할 수 있다. 그리고, 그와 같이 엔진(1)이 성층 연소 영역(Ⅰ)에 있어서 특정 운전 상태가 되었을 때에도, 상기 한 공연비가 일시적인 리치화 보정을 행하도록 하면 좋다.
또, 상기 실시예 3에서는 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있어서의 공연비 피드백의 목표값을 이론 공연비로 하는 한편, 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에서는 그것보다도 리치한측의 값으로 하도록 되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 냉간 λ=1 영역(Ⅳ)에 있어서의 공연비의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 측의 값으로 하고 온간 λ=1 영역(Ⅱ)에 있어서 공연비의 목표값을 이론 공연비로 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 각 실시예에서는, 엔진(1)의 배기 통로(28)에 있어서 상류측으로 삼원 촉매(32)를 그리고 하류측으로 린 NOx 촉매(33)를 배치하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 상류측으로 린 NOx 촉매를 배치하고, 그 하류측에 삼원 촉매를 배치하도록 해도 좋고, 또는 삼원 촉매 또는 린 NOx 촉매중 어느 한쪽 만을 배치하도록 하더라도 좋다. 또, 린 NOx 촉매(33)로서는, 상기 실시예와 같은 NOx 흡수 환원형 촉매로 한정되지 않고, NOx 흡수재를 가지는 NOx 흡수 촉매이면 좋다.
또한, 상기 각 실시예에서는 본 발명에 관한 배기 가스 정화 시스템을 직접 분사식 엔진(1)의 배기 가스 정화 시스템(A)로서 이용하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명은 엔진의 흡기 포트에서 연료를 분사하도록 인젝터를 배치한 소위 포트 분사식 엔진에 있어서, 상기 엔진의 저회전 및 저부하측으로 린번 영역을 설정하고, 이 영역내에서 공연비(A/F=18 내지 24정도)로 균일 연소 상태에서의 린번 운전을 행하도록 한 것에도 적용 가능하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 주 요지로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 실시될 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예는 제한하는 것이 아니라 설명을 위한 모든 실시예를 고려할 수 있으며, 본 발명의 영역은 하기의 설명에 의해서가 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해서만 제한된다. 특허청구범위의 등가물의 의미 및 범위내에 있는 모든 변경은 본 발명내에 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 적어도 배기 가스의 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태일 때에 삼원 정화 기능을 발휘하는 촉매를 구비하여, 엔진을 린 공연비 운전 상태에서 그것보다도 리치의 공연비 운전 상태로 전환하도록 하는 경우에, 엔진이 상기 린 공연비 운전 상태로부터 그것보다도 리치의 운전 상태로 이행했을 때, 공연비의 제어 목표값을 일시적으로 약간 리치한 상태로 되도록 보정하는 것으로, 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 의한 악영향을 상쇄하여 상기 촉매 부근의 국소적인 공연비 상태를 대략 이론 공연비에 대응하는 상태로 유지할 수 있다. 이에 따라, 배기 가스내의 HC나 CO가 송풍되어 배기 가스 상태가 악화하는 것을 방지하면서, 촉매의 삼원 정화 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 엔진을 린 공연비 운전 상태와 대략 이론 공연비의 운전 상태로 전환하도록 하는 경우에, 엔진이 상기 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비의 운전 상태로 이행했을 때, 공연비의 피드백 제어를 개시하는 동시에, 그 피드백 제어의 목표값(A/F)을 14.0≤A/F<14.7이 되도록 보정함으로써, 제 1 실시예의 효과를 확실하게 얻을 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 촉매의 산소 흡수량에 따라서, 공연비를 리치 측으로 보정하는 기간을 변경하는 것으로, 촉매로부터 산소가 방출되고 있는 사이, 계속하여 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화할 수 있고, 이에 따라,제 1 내지 제 3 실시예의 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예에 의하면, 촉매의 산소 흡수량이 매우 적을 때에는 공연비의 보정을 행하지 않는 것으로 연비의 향상을 꾀할 수 있다.
본 발명의 제 6 실시예에 의하면, NOx 흡수재를 가지는 촉매에 의해서, 엔진의 연소실의 공연비가 이론 공연비 보다도 린 상태에 있더라도 배기 가스내의 NOx를 흡수하여 배기를 정화할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시예에 의하면, 엔진의 배기 통로에 상류측에서 순서대로 삼원 촉매와 NOx 흡수재를 가지는 촉매를 배치함과 동시에, 그들 사이에 산소 농도 센서를 배치하여, 이 산소 농도 센서로부터의 신호를 기초로 하여, 상기 삼원 촉매의 하류측의 산소 농도가 실제로 저하했을 때에, 공연비가 리치화 보정을 종료하도록 한 것으로, 상기 삼원 촉매로부터 실제로 산소가 방출되어 없어질 때까지 계속하여 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화시킬 수 있고, 이에 따라, 하류측의 촉매에 있어서의 NOx의 방출 및 환원 정화를 적절히 촉진할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8 또는 제 9 실시예의 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 엔진의 배기 통로에 상류측에서 순서대로 삼원 촉매와 NOx 촉매를 배치한 경우에, 상기 제 2 및 3 실시예의 발명과 같이, 엔진이 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비의 운전 상태로 이행했을 때에, 상기 2개의 촉매로부터의 산소의 방출에 기인하는 배기 가스 상태의 악화를 방지하면서, 상기 2개의 촉매에 의해 충분한 배기 가스 정화 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 10 실시예에 의하면, 상기 제 8 및 9 실시예의 효과에 더하여,제 7 실시예와 같이, 삼원 촉매로부터 실제로 산소가 방출되어 없어질 때까지 계속하여 배기 가스의 공연비 상태를 적절히 리치화시킬 수 있기 때문에, NOx 촉매에 있어서의 NOx의 방출 및 환원 정화를 적절히 촉진할 수 있다.
또, 본 발명의 제 11 실시예에 관한 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 의하면, 대략 이론 공연비 근방에서 삼원 정화 기능을 가지는 촉매를 구비하여, 보통때는 엔진이 린 공연비 운전 상태와 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치의 운전 상태로 전환하는 한편, 소정 조건하에서는 상기 린 공연비 운전을 하지 않도록 하는 경우에, 상기 보통때에는 엔진을 대략 이론 공연비 근방에서 운전할 때의 공연비의 제어 목표값을 소정 조건하에 비해 상대적으로 리치 측의 값으로 설정하는 것으로, 이 때에 촉매로부터 방출되는 산소를 배기 가스내의 HC나 CO와 과부족없이 반응시켜, 운전 영역 전체에 대해서 보았을 때의 토탈 연비의 악화를 억제하면서, 촉매로부터의 산소의 방출에 기인하는 일시적인 배기 가스 상태의 악화를 방지할 수 있다.
본 발명의 제 12 실시예에 의하면, 미난기 상태일 때에는, 엔진을 그 운전 상태와 무관하게 연소실의 공연비가 대략 이론 공연비 또는 그것보다도 리치의 상태가 되도록 제어함으로써, 엔진의 연소 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 제 13 실시예에 의하면, 촉매가 비활성일 때에 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 측으로 함으로써 촉매의 승온을 촉진할 수 있다.
본 발명의 제 14 실시예에 의하면, 센서나 액추에이터 등에 이상이 있어, 제1 공연비 제어 수단에 의한 제어를 정상적으로 행할 수 없을 때라도 제 2 공연비 제어 수단에 의해 적절한 공연비 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 제 15 실시예에 의하면, 엔진이 미난기 상태일 때나 센서 등에 고장이 있을 때라도, 엔진의 연소 안정성을 유지하면서, 촉매에 의한 높은 배기 가스 정화 성능을 안정적으로 확보할 수 있다.
본 발명의 제 16 실시예에 의하면, 엔진의 배기 통로에 삼원 촉매를 배치하고, 그 하류측에 NOx 촉매를 배치함으로써, 배기 가스의 공연비 상태와 상관없이, 높은 배기 가스 정화 성능을 얻을 수 있다. 한편, 이 경우에는, 엔진이 린 공연비 운전 상태로부터 대략 이론 공연비 근방의 운전 상태로 전환했을 때에, 상류측의 삼원 촉매로부터 산소가 방출됨으로써, 하류측의 촉매로부터의 NOx의 방출 및 환원 정화에 악영향이 미치는 것으로 생각되기 때문에, 이 점에 관해서, 제 1 실시예의 발명과 같이 대략 이론 공연비 근방의 공연비 피드백 제어의 목표값을 상대적으로 리치 측으로 설정하여 산소의 방출에 의한 영향을 상쇄할 수 있는 것이, 특히 유효한 것으로 된다.

Claims (16)

  1. 엔진의 배기 가스 정화 시스템에 있어서,
    적어도 배기 가스의 공연비 상태가 대략 이론 공연비에 대응하는 상태일 때에, 삼원 정화 기능을 발휘하는 촉매와,
    엔진의 연소실의 공연비를 상기 엔진의 운전 상태에 따라 이론 공연비 보다도 린 상태와 그것보다도 리치 상태중 어느 하나로 전환하여 제어하는 제 1 공연비 제어 수단과,
    상기 제 1 공연비 제어 수단에 의해 상기 린 상태에서 그것보다도 리치 상태로 전환되었을 때, 상기 연소실의 공연비가 상기 연소실의 공연비를 일시적으로 또한 리치 상태로 되도록 보정하는 공연비 보정 수단을 구비하며,
    연소실의 공연비가 상기 린 상태로부터 그것보다도 리치 상태로 전환했을 때, 상기 공연비 보정 수단은 상기 촉매로부터의 산소의 방출에 맞도록, 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 약간 리치 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 또는 저부하측의 소정 운전영역에 있을 때에 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 한편, 엔진이 상기 소정 운전 영역 보다도 고회전 또는 고부하측의 설정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비를 상기 검출 수단으로부터의 신호를 기초로 하여 이론 공연비 근방의 목표값(A/F)이 되도록 피드백 제어하며,
    엔진이 상기 소정 운전 영역으로부터 설정 운전 영역으로 이행할 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값(A/F)을 14.0≤A/F<14.7의 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 기본적으로는 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 동시에, 상기 소정 운전 영역에 있어서 엔진이 미리 설정한 특정 운전 상태로 되었을 때에는, 연소실의 공연비를 상기 검출 수단으로부터의 신호에 의거하여 이론 공연비 근방의 목표값(A/F)이 되도록 피드백 제어하며,
    엔진이 상기 소정 운전 영역에서 특정 운전 상태로 되었을 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값(A/F)을 14.0≤A/F<14.7의 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    엔진이 소정 운전 영역일 때에, 상기 촉매에 흡수된 산소 흡수량을 추정하는 산소 흡수량 추정 수단과,
    상기 산소 흡수량 추정 수단에 의한 추정값에 따라서, 공연비 보정 기간의 길이를 변경 설정하는 보정 기간 설정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 산소 흡수량 추정 수단에 의한 추정값이 소정치 이하일 때에, 상기 공연비 보정 수단에 의한 공연비의 보정 제어를 금지하는 보정 금지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 촉매는 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하며, 산소 농도 의 저하에 의해 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 구비하는 NOx 촉매인 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 NOx 촉매보다도 상류측의 배기 통로에 삼원 촉매가 배치되고,
    상기 양 촉매간의 배기 통로에는 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서가 배치되고,
    상기 공연비 보정 기간은 상기 산소 농도 센서에 의해 검출되는 산소 농도가 설정값 이하로 되기까지의 기간인 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매는 삼원 촉매이고,
    상기 삼원 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 삼원 촉매보다도 하류측의 배기 통로에는, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하고, 산소 농도의 저하에 의해서 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 갖는 NOx 촉매가 배치되고,
    상기 삼원 촉매 및 NOx 촉매 사이의 배기 통로에는 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서가 배치되고,
    상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 또는 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태로 되도록 제어하는 한편, 엔진이 상기 소정 운전 영역보다도 고회전 또는 고부하측의 설정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비를 대략 이론 공연비가 되도록 제어하며,
    엔진이 상기 소정 운전 영역에서 설정 운전 영역으로 이행할 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 산소 농도 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치하게 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매는 삼원 촉매이고,
    상기 삼원 촉매보다도 상류측의 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단을 더 포함하고,
    상기 삼원 촉매보다도 하류측의 배기 통로에는, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하고, 산소 농도의 저하에 의해 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 갖는 NOx 촉매가 배치되고,
    상기 삼원 촉매 및 NOx 촉매 사이의 배기 통로에는, 배기 가스내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 센서가 배치되고,
    상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 기본적으로는 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 한편, 상기 소정 운전 영역에 있어서 엔진이 미리 설정한 특정 운전 상태로 되었을 때에는 연소실의 공연비를 대략 이론 공연비가 되도록 전환하여 제어하며,
    엔진이 상기 소정 운전 영역에서 특정 운전 상태로 되었을 때, 상기 공연비 보정 수단은 소정의 공연비 보정 기간이 경과하기까지 상기 산소 농도 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 리치하게 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 공연비 보정 수단은, 상기 산소 농도 센서에 의해 검출되는 배기 가스내의 산소 농도가 설정값 이하로 되었을 때에, 공연비의 보정 제어를 종료하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼원 촉매보다도 상류측의 배기 통로에 배기 가스의 소정 성분 농도를 검출하는 검출 수단이 배치되고,
    상기 제 1 공연비 제어 수단은, 엔진이 저회전 및 저부하측의 소정 운전 영역에 있을 때에 연소실의 공연비를 이론 공연비 보다도 린 상태가 되도록 제어하는 한편, 엔진이 상기 소정 운전 영역 보다도 고회전 또는 고부하측의 설정 운전 영역일 때에는 연소실의 공연비를 상기 검출 수단으로부터의 신호에 의거하여 이론 공연비 근방의 목표값으로 되도록 피드백 제어하며,
    소정의 조건하에서 또한 엔진이 상기 소정 운전 영역 또는 설정 운전 영역의 어느 하나일 때, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어를 금지하고, 상기 검출 수단으로부터의 신호에 의거하여 연소실의 공연비를 이론 공연비 근방의 목표값이 되도록 피드백 제어하는 제 2 공연비 제어 수단을 더 포함하며,
    상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 공연비의 피드백 제어의 목표값이 상기 제 2 공연비 제어 수단의 제어 목표값보다도 리치 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소정의 조건이 엔진이 미난기 상태인 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 촉매의 온도가 설정 온도보다도 낮은 저온 상태인 것을 판정하는 촉매 온도 상태 판정 수단과,
    상기 촉매 온도 상태 판정 수단에 의해 촉매가 저온 상태인 것으로 판정되었을 때, 제 2 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값을 이론 공연비 보다도 린 값으로 되도록 보정하는 목표값 보정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 공연비 제어 수단이나, 상기 제 1 공연비 제어 수단에 의한 제어의 실행에 필요한 센서 또는 액추에이터중의 적어도 하나에 이상이 있는 것을 판정하는 이상 상태 판정 수단을 더 포함하며,
    상기 소정의 조건이 상기 이상 상태 판정 수단에 의해 이상이 있다고 판정했을 때인 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  15. 제 12 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 공연비 제어 수단에 의한 공연비 피드백 제어의 목표값이 대략 이론 공연비인 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 촉매는 삼원 촉매이며,
    상기 삼원 촉매보다도 하류측의 배기 통로에, 산소 풍부 분위기의 배기 가스내의 NOx를 흡수하고, 산소 농도의 저하에 의해서 상기 흡수한 NOx를 방출하는 NOx 흡수재를 구비한 NOx 촉매가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 가스 정화 시스템.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6877367B2 (en) * 2000-05-17 2005-04-12 Horiba, Ltd. System and method for measuring brake mean effective pressure in a running vehicle
JP4016737B2 (ja) * 2002-06-14 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化触媒活性化装置
DE10318210B4 (de) * 2003-04-22 2006-06-14 Siemens Ag Betriebsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Vorkatalysator und einem Speicherkatalysator
EP1619373A1 (en) * 2003-04-30 2006-01-25 Hitachi, Ltd. Internal combustion engine control device
JP4182878B2 (ja) * 2003-10-09 2008-11-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3925485B2 (ja) * 2003-11-06 2007-06-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のＮＯｘ排出量推定方法
US20090084090A1 (en) * 2005-04-11 2009-04-02 Tadao Nakatsuji Catalyst and Catalyst Structure for Reduction of Nitrogen Oxides, and Method for Catalytic Reduction of Nitrogen Oxides
US20080098725A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Caterpillar Inc. Exhaust system having mid-reducer NOx sensor
JP4759576B2 (ja) * 2008-01-08 2011-08-31 本田技研工業株式会社 制御装置
JP4841638B2 (ja) * 2009-02-12 2011-12-21 本田技研工業株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
EP2781727B1 (en) * 2011-11-17 2018-12-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine control apparatus
US9435287B2 (en) * 2014-02-25 2016-09-06 Ford Global Technologies, Llc Method for fuel injection control
JP2016041915A (ja) * 2014-08-18 2016-03-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US10774778B2 (en) * 2015-10-14 2020-09-15 Cummins Inc. Hierarchical engine control systems and methods
CN108779729B (zh) 2015-10-14 2021-11-30 康明斯公司 用于控制内燃机的系统以及控制器
WO2017065754A1 (en) 2015-10-14 2017-04-20 Cummins Inc. Reference value engine control systems and methods
WO2017065753A1 (en) 2015-10-14 2017-04-20 Cummins Inc. Reference value engine control systems and methods
WO2017065755A1 (en) 2015-10-14 2017-04-20 Cummins Inc. Reference value engine control systems and methods
JP6759718B2 (ja) * 2016-05-27 2020-09-23 三菱自動車工業株式会社 診断装置
DE102017107678A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Inbetriebnahme eines Verbrennungsmotors und Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor
CN111520242B (zh) * 2020-04-24 2022-11-11 深圳市元征科技股份有限公司 一种空燃比调整方法及装置
JP7444028B2 (ja) * 2020-11-11 2024-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN116500210B (zh) * 2023-06-28 2023-08-25 四川发展环境科学技术研究院有限公司 一种碳减排核算装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1266890B1 (it) * 1994-07-22 1997-01-21 Fiat Ricerche Metodo di attivazione di un catalizzatore "denox" in un motore diesel con un sistema di iniezione a collettore comune.
WO1997019261A1 (fr) * 1995-11-17 1997-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de reglage des emissions d'echappement pour moteurs a combustion interne
EP0898067B1 (en) * 1997-08-21 2004-03-17 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying system of internal combustion engine
US5983627A (en) * 1997-09-02 1999-11-16 Ford Global Technologies, Inc. Closed loop control for desulfating a NOx trap
US6138453A (en) * 1997-09-19 2000-10-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device for an internal combustion engine
JP3430879B2 (ja) * 1997-09-19 2003-07-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3446582B2 (ja) * 1998-01-14 2003-09-16 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
JPH11247654A (ja) 1998-03-04 1999-09-14 Nissan Motor Co Ltd ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒を使用した排気ガス浄化装置
US6336320B1 (en) * 1998-07-10 2002-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device for an internal combustion engine
US6244047B1 (en) * 1998-10-02 2001-06-12 Ford Global Technologies, Inc. Method of purging lean NOx trap
JP3769944B2 (ja) * 1998-10-06 2006-04-26 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number Publication date
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DE60111315T2 (de) 2006-03-23
EP1182340A2 (en) 2002-02-27
EP1182340A3 (en) 2003-12-17
US6725650B2 (en) 2004-04-27

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