KR940002957B1 - 내연기관의 공연비제어방법 및 장치 - Google Patents

내연기관의 공연비제어방법 및 장치 Download PDF

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도시오 유미나까
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미쯔비시지도오샤고오교오 가부시기가이샤
나까무라 켄조
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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 공연비제어방법 및 장치
제1도~제14도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 도면으로서,
제1a도는 그 연료공급제어시스템을 도시한 블록도.
제1b도는 그 공연비 강제변동수단 및 공연비 변동제어수단의 블록도.
제2도는 그 하아드웨어를 주체로 해서 도시한 블록도.
제3도는 그 엔진시스템을 도시한 전체구성도.
제4도는 그 공연비제어요령을 설명하기 위한 메인루우틴을 도시한 플로우차아트.
제5도는 그 전자밸브구동루우틴을 설명하기 위한 플로우차아트.
제6도는 그 공연비 중앙치연산루우틴을 설명하기 위한 플로우차아트.
제7도는 그 공영비강제변동분을 연산하기 위한 플로우차아트.
제8도는 그 피이드백 보정계수연산루우틴을 설명하기 위한 플로우차아트.
제9도는 그 공연비 중앙치연산 플러그세트를 위한 플로우차아트.
제10도는 그 공연비 강제변동 연산타이머를 증가시키기 위한 플로우차아트.
제11도는 그 O2센서출력의 필터링 요령을 설명하기 위한 플로우차아트.
제12a~c도는 모두 그 공연비 강제변동에 있어서의 작용을 설명하는 그래프.
제13도, 제14도는 각각 공연비 강제변동에 있어서의 다른예의 작용을 설명하는 그래프.
제15도, 제16도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면으로서,
제15도는 엔진시스템을 도시한 전체구성도.
제16도는 그 O2센서의 모식적 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연소실 2 : 흡기통로
3 : 배기통로 4 : 흡기밸브
5 : 배기밸브 6 : 에어클리이너
7 : 드로틀밸브 8 : 전자밸브
9 : 촉매콘버어터 10 : ISC모우터
11 : 에어플로우센서 12 : 흡기온도센서
13 : 대기압센서 14 : 드로틀센서
15 : 아이들스위치 16 : 모추터위치센서
17,18 : λ형 산소농도센서(O2센서) 19 : 수온센서
20 : 차속센서 21 : 크랭크각센서
22 : TDC센서 23 : 전자제어유니트(ECU)
24 : 배터리 25 : 배터리 센서
26 : 점화스위치(키이스위치) 27 : CPU
28,29 : 입력인터페이스 30 : A/D 콘버어터
31 : ROM 32 : RAM
33 : 배터리 백업 RMA(BURAM) 34 : 드라이버
35 : 기본구동시간 결정수단 36 : 공연비보정계수 설정수단
38,39 : 스위칭수단 40 : 냉각수온보정수단
41 : 흡기온 보정수단 42 : 대기압보정수단
43 : 가속중량보정수단 44 : 데드타임보정수단
45 : 공연비 강제변동수단 46 : 가산수단
47 : 공연비 변동제어수단 47 : 목표전압설정수단
472 : 편차연산수단 473 : 편차비례요소 연산수단
474 : 편차적분요소 연산수단 475,476 : 가산수단
477 : 정수설정수단 E : 엔진
본 발명은 내연기관(엔진)의 공연비를 제어하기 위한 내연기관의 공연비 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
종래로부터 내연기관의 배기시스템에 가스정화용의 3원총매를 배치해서, 배기가스의 정화를 행하고 있는 배기가스 정화시스템이 있다.
이러한 배기가스 정화시스템에 있어서는, 이론공연비 근처에서 공연비를 진동시키면, 배기가스 정화효율을 개선할 수 있는 것이 알려져 있다.
이 때문에, 종래로부터 배기매니포울드(촉매콘버어터보다도 상류측)에 λ형 산소농도센서[소정의 공연비근처(이론공연비)에서 출력치가 급격히 변화하는 산소농도센서 ; 이하, 이 센서를 O2센서라고 한다]를 착설하여, 이 O2센서의 출력이 이론 공연비를 경계로 해서 LOW로부터 HIGH 혹은 그 반대로 온·오프 변화하는 것에 착안해서, 이 O2센서의 출력을 피이드백함으로써, 공연비가 이론공연비 근처가 되도록 공연비를 제어하고 있다. 이러한 제어를 소위 O2피이드백제어라고 한다.
그리고, 이러한 O2피이드백제어시에 O2센서의 출력과 온·오프 판정전압(기준치)과를 비교하여, 예를들면 O2센서출력이 이 판정전압보다도 크면 리인(lean)화하고, 반대로 O2센서의 출력이 이 판정전압보다도 작으면, 리치화(rich)한다는 공연비의 제어를 행하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 O2피이드백제어에서는 피이드백제어에 사용하는 O2센서가 경년변하나 열화를 일으키면, 제어 신뢰성의 저하를 초래할 염려가 있다. 또 O2센서의 특성불일치에 의해 출력레벨의 불일치도 커지게 되어, 이것이 결국 제어신뢰성의 저하를 초래할 염려가 있다.
또, 연료공급부로부터 O2센서 배설부까지에서의 가스수송지연(낭비시간) 및 센서지연에 의해 공연비변동의 최대주파수가 제한되기 때문에 촉매능력이 충분히 발휘되지 않을 염려가 있다.
그래서, 내연기관의 배기가스정화시스템에 있어서, 더욱 배기가스정화특성을 개선하기 위하여 예를들면 일본국 특개소 56-118535호 공보에 기재한 바와 같이, 3원 촉매에 도입되는 공연비를 적극적으로 변동시켜서, 3원 촉매의 정화효율이 넓은 공연비 범위에서 얻을 수 있도록한 것이 제안되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 수단에서는, 공연비의 변동중심치가 고정되어 있으므로, 공연비제어시스템의 고체차 혹은 경년변화등에 의해 결국 3원 촉매의 최대정화효율 근처에서 공연비를 변동시킬 수 없는 염려가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결할려고 하는 것으로서, λ형 산소농도센서에 대하여 촉매콘버어터를 통과한 배기가스를 작용시킴과 동시에 공연비를 강제적으로 변동시켰을 경우에, 이때의 λ형 산소농도센서의 출력에 의해 공연비변동의 평균(평균공연비)등의 공연비의 강제변동상태를 보정해서 배기가스정화용의 촉매콘버어터의 정화효율이 최대가 되도록 공연비를 제어할 수 있도록 한, 내연기관의 공연비 제어방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 때문에, 본 발명은 연소실로부터 배출된 배기가스를 정화하기 위한 촉매콘버어터와 이론공연비 근처에 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서를 내연기관의 배기시스템에 착설함과 동시에 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제변동시킴으로써 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비 강제변동수단과 상기 λ형 산소농도센선의 출력에 의거해서 상기 공연비 강제변동수단의 작동을 제어하는 공연비 변동제어수단을 갖추고, 상기 λ형 산소농도센서에 상기 촉매콘버어터 또는 동 촉매콘버어터와 별개로 착설된 촉매콘버어터를 통과한 배기가스를 도입하고, 상기 λ형 산소농도센서로부터의 출력에 의거하여 상기 공연비 강제변동수단에 의한 공연비의 강제변동상태를 제어하고, 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉율(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동시키도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 공연비 제어방법 및 내연기관의 배기통로에 착설되어서 연소실로부터 배출된 배기가스를 정화하는 촉매콘버어터와, 상기 촉매콘버어터의 내부 또는 하류쪽의 배기통로에 착설되어서 이론공연비 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서와, 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제적으로 변동시킴으로써, 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비 강제변동수단과, 상기 λ형 산소농도센서의 출력에 의거해서 상기 공연비 강제변동수단의 작동을 제어하는 공연비 변동제어수단을 갖추고, 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 공연비 제어장치 및 내연기관의 배기통로에 착설되어서 연소실로부터 배출된 배기가스를 정화하는 제1의 촉매콘버어터와, 상기 촉매콘버어트의 상류쪽의 배기통로에 착설되어서 이론공연비 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서와, 상기 배기통로에서 상기 λ형 산소농도 센서의 주위 또는 상류쪽에 착설되어 상기 배기가스가 상기 λ형 산소농도센서에 도달하기 이전에 통과하는 제2의 촉매콘버어터와, 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제적으로 변동시킴으로써 상기 제1의 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비 강제변동수단과, 상기 λ형 산소농도센서의 출력에 의거해서 상기 공연비 강제변동수단의 작동을 제어하는 공연비 변동제어수단을 갗추고, 상기 제1의 콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동되도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 공연비 제어장치를 주요지로 한다.
상술한 본 발명의 내연기관의 공연비 제어방법 및 제어장치에서는, 공연비 강제변동수단에 의해서 흡입공기량에 따른 주기로 공연비가 강제적으로 변동하게 되나, 이때 공연비 변동제어수단에 의해서 λ형 산소농도센서로부터의 출력에 의거하여 공연비 강제변동수단에 의한 공연비의 강제변동상태가 제어되어, 배기가스 정화용 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)이 1근처에서 변동한다.
이하, 도면에 의해 본 발명의 제1실시예로서의 내연기관의 공연비 제어장치에 대해서 설명하면 제1a도는 그 연료공급시스템을 도시한 블록도, 제1b도는 그 공연비 강제변동수단 및 공연비 변동제어수단의 블록도, 제2도는 그 하아드웨어를 주체로 해서 도시한 블록도, 제3도는 그 엔진시스템을 도시한 전체 구성도, 제4도는 그 공연비 제어요령을 설명하기 위한 메인루우틴을 도시한 플로우차아트, 제5도는 그 전자밸브 구동루우틴을 설명하기 위한 플로우차아트, 제6도는 그 공연비 중앙치(평균)연산루우틴을 설명하기 위한 플로우차아트, 제7도는 그 공연비 강제변동분을 연산하기 위한 플로우차아트, 제8도는 그피이드백 보정계수연산루우틴을 설명하기 위한 플로우차아트, 제9도는 그 공연비 중앙치(평균)연산 플러그세트를 위한 플로우차아트, 제10도는 그 공연비 강제변동 연산타이머를 증가시키기 위한 플로우차아트, 제11도는 그 O2센서출력의 필터링 요령을 설명하기 위한 플로우차아트, 제12a~c도는 모두 그 공연비 강제변동에 있어서의 작용을 설명하는 그래프, 제13도, 제14도는 각각 공연비 강제변동에 있어서의 다른예의 작용을 설명하는 그래프이다.
그런데, 본 장치에 의해서 제어되는 엔진시스템은 제3도에 도시한 바와 같으나, 이 제3도에 있어서, 엔진(내연기관)(E)은 그 연소실(1)로 통하는 흡기통로(2) 및 배기통로(3)를 가지고 있고, 흡기통로(2)와 연소실(1)은 흡기밸브(4)에 의해서 연통제어됨과 동시에, 배기통로(3)와 연소실(1)은 배기밸브(5)에 의해서 연통제어 되도록 되어 있다.
또, 흡기통로(2)에는 상류쪽으로부터 에어클리이너(6), 드로틀밸브(7) 및 전자식 연료분사밸브(전자밸브)(8)가 착설되어 있고, 배기통로(3)에는 그 상류쪽으로부터 순서적으로 배기가스정화용의 촉매콘버어터(3원촉매)(9) 및 도시하지 않은 머플러(소음기)가 착설되어 있다. 또한, 흡기통로(2)에는 도시하지 않았으나, 서어지탱크가 착설되어 있다.
또한, 전자밸브(8)는 흡기매니포울드부분에 기통수만큼 착설되어 있다. 지금, 본 실시예의 엔진(E)이 직렬 4기통 엔진이라고 하면, 전자밸브(8)는 4개 착설되게 된다. 즉, 소위 멀티포오인트연료분사(MPI)방식의 엔진이라할 수 있다.
또, 드로틀밸브(7)는 배선케이블을 개재해서 가속페달에 연결되어 있고, 이것에 의해 가속페달의 답입량에 따라서 열림정도가 변화하도록 되어 있으나, 또한 아이들 스피드제어용 모우터(ISC모우터)(10)에 의해서도 개폐구동되도록 되어 있으며, 이것에 의해 아이들링시에 가속페달을 밟지 않아도, 드로틀밸브(7)의 열림정도를 변화시킬 수 있도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 의해 드로틀밸브(7)의 열림정도에 따라 에어클리이너(6)를 통해서 흡입된 공기가 흡기매니포울드부분에서 전자밸브(8)로부터의 연료와 적절한 공기비가 되도록 혼합되어, 연소실(1)내에서 점화플러그를 적절한 타이밍으로 점화시킴으로써, 연소되어 엔진토오크를 발생시킨 후, 혼합기체는 배기가스로서 배기통로(3)로 배출되고, 촉매콘버어터(9)에서 배기사스중의 CO, HC, NOx의 3개의 유해성분을 정화시킨 후, 머플러에서 소음되어 대기로 방출되도록 되어 있다.
또한, 이 엔진(E)을 제어하기 위하여 각종 센서가 착설되어 있다. 먼저 흡기통로(2)쪽에는 그 에어클리이너 배설부분에, 흡입공기량을 카르만의 소용돌이 정보로부터 검출되는 에어플로우센서(11), 흡입공기온도를 검출하는 흡기온도센서(12) 및 대기압을 검출하는 대기압센서(13)가 착설되어 있으며, 그 드로틀밸브 배설부분에, 드로틀밸브(7)의 열림정도를 검출하는 포텐셜미터(potention meter)식 드로틀센서(14), 아이들링상태를 검출하는 아이들 스위치(15) 및 ISC모우터(10)의 위치를 검출하는 모우터 위치센서(16)가 착설되어 있다.
또, 배기통로(3)쪽에는 촉매콘버어터(9)의 하류쪽 부분에 배기가스중의 산소농도(O2농도)를 검출해서 소정의 공연비(이론공연비) 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서(18)[이하, 단지 O2센서라고 한다]가 착설되어 있다. 이 O2센서(18)는 지르코니아로 형성되는 고체 전해질층을 대기쪽(기준극 쪽)백금전극과 배기통로쪽(측정극 쪽) 백금전극으로 끼우도록 해서 구성되어 있으며 배기가스중의 잔존 산소농도에 따라서 최소 0V, 최대 1V의 기전력을 발생한다.
또한, 이 O2센서 (18)는 촉매콘버어터(9)의 내부에, 예를들면 출구근처에 착설해도 된다.
또한, 그 외의 센서로서 엔진의 냉각수 온도를 검출하는 수온센서(19)나 차속을 검출하는 차속센서(20)(제2도 참조)가 착설되는 외에, 제1a도, 제2도에 도시한 바와 같이, 크랭크각도를 검출하는 크랭크각센서(21)[이 크랭크각센서(21)는 엔진회전수를 검출하는 회전수센서도 겸하고 있다] 및 제1기통(기준기통)의 상사점을 검출하는 TDC센서(22)가 각각 분배기에 착설되어 있다.
그리고, 이들 센서(11~16), (18~22)로부터의 검출신호는 전자제어유니트(ECU)(23)에 입력되도록 되어 있다.
또한, ECU(23)에는 배터리(24)의 전압을 검출하는 베터리센서(25)로부터의 전압신호나 점화스위치(키이스위치)(62)로부터의 신호도 입력되고 있다.
또, ECU(23)의 하아드웨어 구성은 제2도와 같으나, 이 ECU(23)는 그 주요부로서 CPU(27)를 갖추고 있고, 이 CPU(27)에는 흡기온도센서(12), 대기압센서(13), 드로틀센서(14), O2센서(18), 수온센서(19) 및 배터리센서(25)로부터의 검출신호가 입력인터페이스(28) 및 A/D 콘버어터(30)를 개재해서 입력되고, 아이들센서(15), 차속센서(20) 및 점화스위치(26)로부터의 검출신호가 입력인터페이스(29)를 개재해서 입력되고, 에어플로우센서(11), 크랭크각센서(21) 및 TDC센서(22)로부터의 검출신호가 직접 연입력포오트에 입력되도록 되어 있다.
또한, CPU(27)는 버스라인을 개재해서 프로그램 데이터나 고정치 데이터를 기억하는 ROM(31)과, 갱신해서 순차적으로 개서되는 RAM(32) 및 베터리(24)에 의해서 베터리(24)가 접속되어 있는 동안에는 그 기억내용이 유지되도록 백업된 배터리백업 RAM(BURAN)(33)과의 사이에서 데이터의 주고 받음을 행하도록 되어 있다.
또한, RAM(32)내의 데이터는 점화스위치(26)를 오프하면 소거되어서 리세트되도록 되어 있다.
지금, 연료분사제어(공연비제어)에 착안하면, CPU(27)로부터는 후술하는 수법에 의해서 연산된 연료분사용 제어신호가 드라이버(34)를 개재해서 출력되어, 예를들면 4개의 전자밸브(8)를 순차적으로 구동시키도록 되어 있다.
그리고, 이러한 연료분사제어(전자밸브 구동시간)를 위한 기능블록도를 도시하면, 제1a도와 같다. 즉, 소프트웨어적으로 이 ECU(23)를 관찰하면, 이 ECU(23)는 먼저 전자밸브(8)를 위한 기본구동시간(TB)을 결정하는 기본구동시간 결정수단(35)를 가지고 있고, 이 기본구동시간 결정수단(35)은 에이플로우센서(11)로부터의 흡입공기량(Q) 정보와 크랭크각센서(21)로부터의 엔진회전수(Ne) 정보로부터 엔진 1회전당의 흡입공기량(Q/Ne) 정보를 구하여, 이 정보에 따라 기본구동시간(TB)을 결정하는 것이다.
또, 수온센서(19)에 의해서 검출된 엔진냉각수 온도에 따라서 보정계수(KWT)를설정하는 냉각수온도 보정수단(40), 흡기온도센서(12)에 의해서 검출된 흡기온도에 따라서 보정계수(KAT)를 설정하는 흡기온도 보정수단(41), 대기압센서(13)에 의해서 검출된 대기압에 따라서 보정계수(KAP)를 설정하는 대기압 보정수단(42), 가속중량용의 보정계수(KAC)를 설정하는 가속증량 보정수단(43), 배터리센서(25)에 의해서 검출된 베터리전압에 따라서 구동시간을 보정하기 위한 무효시간(dead time)(TD)을 설정하는 데드타임 보정수단(44)이 착설되어 있다.
또한, 가속증량 보정수단(43)에는 Q/Ne의 변화율 신호 또는 드로틀센서(14)에 의해서 검출되는 드로틀열림정도의 변화율 신호가 입력되고 있다. 또한, 엔진의 운전상태(엔진회전수, 부하)에 다른 공연비 보정계수(KAF1)를 설정하는 공연비 보정계수 설정수단(36)이 착설되어 있다.
그런데, 피이드백 보정계수(KFB)를 설정해서 소요주기(예를들면, 5-10㎐ 정도)나 진폭으로 공연비를 강제적으로 변동(진동)시키는 공연비 강제변동수단(45) 및 O2센서(18)로부터의 출력에 의거하여 공연비 강제변동수단(45)에 의한 공연비의 강제변동상태를 제어하는 공연비 변동제어수단(47)이 착설되어 있으나, 이들 공연비 강제변동수단(45), 공연비 변동제어수단(47)과 공연비 보정계수 설정수단(36)과는 스위칭수단(38)(39)을 개재해서 어느것인가 한쪽이 선택되도록 되어 있다.
그리고, 한쪽이 선택되었을 경우에는 이것을 계수(KAF)로 한다. 이것은 연료분사량 연산시에 공연비 보정계수(KAF1)의 데이터와 피이드백 보정계수(KFB1)의 데이터를 공통의 메모리(레지스터) 공간에 세트하기위한 조작이다.
여기에서, 공연비 변동제어수단(47)은 O2센서(18)로부터의 출력에 따라 공연비 중앙치(혹은 평균치)를 보정하기 위한 계수(KFB)C[이 계수는 상기에서는 공연비중앙(평균)치 보정계수(KFB)C라고 하고 있으나, 이하 이 계수를 공연비 중앙치 보정계수(KAF)C라고 한다]를 설정해서 공연비의 중앙치(평균치)를 변경 보정하기 위한 수단으로서 구성되어 있다.
또한, 피이드백 보정계수(KFB)는 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C와 강제진동분(△KFB)과의 합으로서 나타난다.
또, 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C는 후술하는 바와 같이 1.0+GP·△V+G1·∫△VdQ로 표시된다. 여기서 △V는 O2센서(18)의 출력변화분(편차)으로서, 이 △V는 (XO2TL)-(ZPIO2A)로부터 구해진다. 그리고, (XO2TU)는 목표전압(예를들면, 0.5V)이며, (ZPIO2A)는 필터링처리(즉 평활처리)후의 O2센서(18)의 출력전압이다. 또한, 필터링처리에 대해서는 후술한다. 또, GP는 비례이득, G1는 적분이득으로서, 이들은 ROM내의 데이터이다.
따라서, 상기 공연비 강제변동수단(45)는, 공연비 변동제어수단(47)을 다시 기능 블록도로 도시하면 제1b도와 같이 된다. 즉, 이 제1b도에 도시한 바와 같이 공연비 변동제어수단(47)은 목표전압 설정수단(471), 편차연산수단(472), 편차비례요소 연산수단(473), 편차적분요소 연산수단(474), 가산수단(475)(476), 정수 설정수단(477)을 가지고 있다.
여기에서, 목표전압 설정수단(471)은 상기 목표전압(XO2TL)을 설정하는 것이고, 편차연산수단(472)은 목표전압(XO2TL)과 필터링처리 후의 O2센서(18)의 출력전압(ZPIO2A)과의 편차(△V)를 연산하는 것이다.
편차비례요소 연산수단(473)은 GP·△V를 연산하는 것이고, 편차적분요소 연산수단(474)은 G1·∫VdQ를 연산하는 것이다.
가산수단(475)은 편차비례요소 연산수단(473)으로부터의 연산결과(GP·△V)와, 편차적분요소 연산수단(474)으로부터의 연산결과(G1·∫VdQ)를 가산하는 것이고, 가산수단(476)은 GP·△V+G1·∫VdQ정수설정수단(477)으로부터의 출력을 가산하는 것이다.
또한, 가산수단(477)으로부터의 출력[1.0+GP·△V+G1∫△VdQ=(KFB)C]과 공연비 강제변동수단(45)으로부터의 출력(△KFB)을 가산하는 가산수단(46)이 착설되어 있다.
그런데, 전자밸브(8)는 상기 각 수단에서 구한 시간이나 계수에 의거하여 산출된 소요의 구동시간(TINJ)[=TB×KWT×KAT×KAP×KAC×KAF＋TD] 동안 구동되도록 되어 있다.
이러한 전자밸브구동을 위한 제어요령을 도시하면, 제5도의 플로우차아트와 같으나, 이 제5도에 도시한 플로우차아트는 180°마다 크랭크펄스의 개입차단에 의해서 작동하여, 먼저 스텝 b1에서 연료차단 표시문자가 세트되었는지 여부를 판단하여, 연료차단 표시문자가 세트되었을 경우는 연료분사의 필요가 없으므로 리인화하나, 그렇지 않을 경우는 스텝 b2에서 전회의 크랭크펄스와 금회의 크랭크펄스 사이에 발생한 카르만펄스수 및 카르만 펄스사이의 주기데이터에 의거해서 크랭크각 180°당 흡입공기량[QCR(Q/Ne)]을 설정한다.
그리고, 다음의 스텝 b3에서 이 QCR에 따라서 기본구동시간(TB)을 설정하고, 이어서 스텝 b4에서 전자 밸브구동시간(TINJ)을 TB×KWT×KAT×KAP×KAC×KAF＋TD로부터 연산에 의하여 구하고, 스텝 b5에서 이 TINJ를 분산타이머에 세트한 후, 스텝 b6에서 이 분사타이머를 트리거하는 것이 행해지고 있다. 그리고, 이와 같이 트리거되면 시간(TINJ)동안만큼 연료가 분사되는 것이다.
다음에, 공연비제어요령을 메인루우틴을 도시한 플로우차아트(제4도 참조)를 사용해서 넓게 설명한다.
먼저, 스텝 al에서 각종 센서를 통해서 운전상태 정보를 입력하고 나서 스텝 a2에서 공연비 강제변동 가능한 운전상태 여부를 판단한다. 여기에서 공연비 강제변동 가능한 조건은 다음과 같다.
[1] O2센서(18)가 활성상태에 있을 것.
[2] 엔진운전상태가 공연비 피이드백제어영역내(예를들면, 엔진가동중 부하이하의 운전영역)에 있을 것.
[3] 엔진운전상태가 공연비 피이드백제어영역에 돌입한 후의 엔진 흡입공기량이 소정치 이상일 것.
[4] 연료차단 후의 엔진흡입공기량이 소정치이상일것.
[5] 엔진시동후, 소정시간 경과하고 있을 것.
[6] 엔진의 냉각수온도가 소정온도 이상일 것.
만약, 공연비 강제변동 가능한 고전이 만족되지 않으면, 스텝 a2에서 No루우트를 취하고, 스텝 a3에서 ROM의 Ne, Q/Ne로 규정되는 맵으로 부터 운전상태에 따른 공연비 보정계수(KAF1)를 설정하며, 스텝 a3'에서 이 KAF1을 KAF로 치환한다. 이러한 규정은 공연비 보정계수 설정수단(36)에서 행해진다.
또, 공연비강제변동 가능한 조건이 만족되었을 경우는 스텝 a2에서 YES루우트를 취하고, 스텝 a4에서 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C를 연산하고, 스텝 a5에서 강제진동분(△KFB)의 연산을 행하여, 스텝 a6에서 피이드백 보정계수(KFB)를 (KFB)C+△KFB로 부터 구하며, 또한 스텝 a7에서 이 KFB를 KAF로 치환한다. 또한, 스텝 a4~a7에서 이러한 처리는 공연비 변동제어수단(47) [편차 연산수단(472), 편차비례요소 연산수단(473), 편차적분요소 연산수단(474) 가산수단(475)(476)등]과 공연비 강제변동수단(45)에 의해서 실행된다.
또, 스텝 a3', 스텝 a7후에는 스텝 a8에서 그 외의 계수 KWT, KAT, KAP, KAC를 연산한다.
다음에, 제4도의 스텝 a4에서 행해지는 공연비 중앙치보정계수(KFB)C의 연산루우틴에 대해서, 제6도를 사용해서 설명한다. 먼저, 스텝 C1에서, 공연비중앙연산 표시문자(ZFKFBC)가 세트인지 리세트인지가 판정된다. (ZFKFBC)=0(리세트)이면, 공연비 중앙치보정계수(KFB)C의 연산은 행하고 있으나, (ZFKFBC)≠0(세트)이면 이하의 스텝에서 공연비중앙치 보정계수(KFB)C를 산출해서 이 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C의 값을 갱신(학습)한다.
그런데, 이 표시문자(ZFKFBC)의 세트는 제9도에 도시한 바와같이 행해진다. 즉, 먼저 스텝 f1에서 카르만펄스가 입력될 때마다 다운카운트한다[(ZDCKFBC)←(ZDCKFBC)-1]. 여기에서, (ZDCKFBC)는 그 초기치가(XCKFBC)로서 설정되는 것이고, 이 (ZDCKFBC)는 공연비중앙치 보정계수(KFB)C의 연산타이밍을 규정하기 위하여 카르만펄스를 분주하는 기능을 가지는 것이다. 즉, 초기치(XCKFBC)가 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C의 연산주기를 나타낸다. 또한, 카르만펄수에 의해서 대표되는 흡입공기를 유량정보는 배기가스유량과 상관관계를 가지고 있다.
그 후에는 스텝 f2에서(ZDCKFBC)=0이지 여부를 판정하여, (ZDCKFBC)=0이면 스텝 f3에서 (ZDCKFBC) 를 그 초기치(XCKFBC)로 하고, 다음의 스텝 f4에서 (ZFKFBC)에 1을 더해서 이것을 새로운 (ZFKFBC)로 한다.
이 스텝 f4에서는(ZFKFBC)가 0이 아닌한, (ZFKFBC)를 업카운트가 행해지므로, 이 업카운트지는 흡입 공기량정보도 가진다. 즉, 이 표시문자(ZFKFBC)는 공연비중앙치 보정계수(KFB)C는 연산표시 문자로서의 기능을 가진외에, 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C의 연산에 사용하는 흡입공기량 정보도 제공하는 것이다.
상기와 같이 해서(ZFKFBC)의 세트가 행해지나, 이와 같이 해서 세트가 행해지면, (ZFKFBC)≠0이므로, 제6도의 스텝 C1에서 No 루우트를 취하고, 스텝 C2에서 △V를 산출한다. 이러한, 스텝에서의 처리는 편차연산수단(472)에서 행해진다. 또한, △V는 상술한 바와 같이(XO2TL)-(ZPIO2A)로부터 구해진다.
여기에서, (XO2TL)은 목표전압이며, (ZPIO2A)는 필터링처리 (평활화처리)후의 O2센서(18)의 출력전압이나, 이 경우의 필터링처리함은, O2센서(18)의 현출력치와 전회의 연산에 사용한 출력치와의 사이에서 적당한 가중배분을 행한 값을 O2센서(18)의 출력치로 하는 처리이며, 이러한 처리를 위한 플로우차아트를 도시하면 제11도와 같다.
즉, 이 플로우차아트에서 스텝 R1에 표시한 바와 같이 (ZPIO2A)+{(ZPIO2)-(ZPIO2A)}/(XTQO2)를 새로운(ZPIO2A)로 하는 것이다. 지금, (ZPIO2)는 O2센서(18)의 출력순시치(이 값은 소요의 시간간격마다 A/D 변환함으로써 얻어진다)이고, (XTQO2)는 이 필터링처리를 위한 수단(소위, 필터링회로)의 시정수에 상당하는 수(펄스수)이다.
지금, (ZPIO2A)+{(ZPIO2)-(ZPIO2A)}/(XTQO2)를 변형하면
[1-{1/(XTQO2)}](ZPIO2A)+{1/(XTQO2)}(ZPIO2)=(1-K)(ZPIO2A)+K(ZPIO2)가 된다.
여기에서, K는 가중계수로서, 0≤K≤(통상은 K≠0.1)이 되도록 설정된다.
이와같이 O2센서(18)의 출력을 필터링처리함으로서, 출력노이즈분이 차단된다.
상기와 같이 해서 필터링 처리후의 O2센서출력에 의거해서, 편차(△V)를 구한 후에는 다음 스텝 C3(제6도참조)에서, ∫△V dα(편차적산치)를 산출한다. 이러한 스텝에서의 처리는 편차적분요소 연산수단(474)에서 행해진다. 또한, ∫△V dα는 현재치(∫△V dα)에 변화량[△V×(ZFKFBC)×(XCKFBC)]를 가산함으로써 구해진다.
여기에서, (ZFKFBC)×(XCKFBC)는 카르만의 펄스수, 즉 흡입공기량에 상당한다. 따라서, 이 (ZFKFBC)가 공연비중앙치 보정계수(KFB)C의 연산에 사용하는 흡입공기량 정보도 제공한다고 앞에서 설명한 것은 이것을 의미한다.
그후는 ∫△V dα가 소정의 범위(예를들면-100~100Vl)내에 수용하는 처리가 행해진다. 즉, 스텝 C4에서 ∫△V dα가 상한치(XUL)보다도 큰지여부를 판단하여, 만약 크면 스텝 C5에서 상한치(XUL)를 ∫△V dα해서 상한을 클립하고, 스텝 C6에서 ∫△V dα가 하한치(XLL) 보다도 작으면, 스텝 C7에서 하한치(XLL)를 ∫△V dα해서 하한을 클립하는 것이다.
이와같이 해서 ∫△V dα를 소정의 범위내에 수용한 후에는 스텝 C8에서 △V나 ∫△V dα를 사용해서 공연 비중앙치 보정계수(KFB)C를 연산함으로써 공연비중앙치 보정계수(KFB)C의 값을 갱신한다. 즉, (KFB)C←1.0+GP·△V＋G1·∫△V dα로 하는 것이 행해진다. 여기에서, 상술한 바와같은 GP는 비례이득, G1는 적분이득이다.
이러한 연산은 편차비례요소 연산수단(473), 편차적분요소 연산수단(474), 가산수단(475)(476)등에서 행해진다.
그후는 이 갱신치(KFB)C를 소정범위(예를들면, 0.8~1.2)내에 수용하는 처리가 행해진다. 즉, 스텝 C9에서 (KFB)C가 상한치 (XKFBCU)보다도 큰지 여부를 판단하여, 만약 크면, 스텝 C10에서 상한치(XKFBCU)을 (KFB)C로 해서 상한을 클립하고, 스텝 C11에서(KFB)C가 하한치(XKFBCL) 보다도 작으면, 스텝 C12에서 하한치(XKFBCL)를 ∫△V dα로해서, 하한을 클립하는 것이다.
이와 같이 함으로써, 공연비 중앙치 보정계수(KFB)C가 소요의 범위내에서 갱신된다.
이와 같이 해서(KFB)C를 소정의 범위내에 수용한 후에는 스텝 C13에서 표시문자(ZFKFBC)를 0으로 해서 표시문자를 리세트한다.
다음에, 제4도의 스텝 a5에서 행해지는 강제진동의 연산루우틴에 대해서 제7도를 사용해서 설명한다. 먼저, 스텝 d1에서 타이머치(ZFKFBV)가 예를들면 5~10㎐ 정도의 강제진동주기(XFKFBV)의 1/2보다도 큰지 여부를 판정한다.
또한, 이 강제진동주가(XFKFBV)는, O2센서를 촉매콘버어트(9)의 상류쪽의 연소실(1)의 출구근처에 착설해서, 이 O2센서로 부터의 검출 신호에 의거하여 공연비의 피이드백제어를 행하는 O2센서를 사용한 통상의 공연비 피이드백제어시의 진동주기(통상은 2~5㎐정도)에 비하여 짧다.
여기에서, 이 타이머치(ZFKFBC)의 증가는 제10도에 도시한 순서에 따라서 행해진다. 즉, 먼저 제10도의 스텝 g1에서 카르만펄스가 입력될 때마다 다운카운트한다[(ZDCKFBV)←(ZDCKFBV)-1]. 여기에서, (ZDCKFBV)는 초기치가(XCKFBV)로 해서 설정되는 것이고, 이 (ZDCKFBV)는 강제진동상승분(강제진동분)(△KFB)의 연산타이밍을 규정하기 위하여 카르만펄스를 분주하는 기능을 가진 것이다. 즉, 초기치(XCKFBV)로 규정되는 간격마다, 강제진동상승분(△KFB)의 연산타이밍이 도래한다.
그후에는, 스텝 g2에서(ZDCKFBV)<0인지 여부를 판정하여, (ZDCKFBV)=0이면, 스텝 g3에서 (ZDCKFBV)를 그 초기치(XCKFBV)로 하고, 다음 스텝 g4에서(ZFKFBV)로 부터의 1을 빼서 이것을 세로운(ZFKFBV)로 한다.
그후는 스텝 g5에서(ZFKFBV)가 0이 되었는지 여부를 판정하여, 스텝 g4에서의 다운카운트의 결과, (ZFKFBV)가 0이 되면, 스텝 g6에서 (ZFKFBV)를 강제진동주기(XFKFBV)로 한다.
이와 같이 해서 강제진동주기(XFKFBV)를 복수로 분할한 단위 간격으로서의 초기치(XCKFBV)로 규정되는 간격마다. 강제진동상승분(△KFB)의 연산타이밍을 만들 수 있는 것이다.
상기와 같이 해서 타이머카운트치(ZFKFBV)가 강제진동주기(XFKFBV)의 반주기를 경계로 해서 리치화처리(풍부하게처리) 및 리인화처리(희박하게 처리)를 구별해서 행해진다.
즉, 제7도의 스텝 d1에서 타이머치(ZFKFBV)가 강제진동주기(XFKFBV)의 1/2보다도 크면, 리치화 처리가 되는 한편, 타이머치(ZFKFBV)가 강제진동주기(XFKFBV)의 1/2 이하이면, 리인화처리가 된다.
리치화처리에 있어서는 먼저 스텝 d2에서 리치화용 강제진동적분성분(lv)의 다음식으로부터 구해진다.
Iv={(3/4)(XFKFBV)-(ZFKFBV)}×(DLTV)여기에서, (DLTV)는 연산마다의 가산치이다. 그후는 스텝 d3에서 리치화강제진동성분(△KFB)을 Pv＋Iv(이 Iv는 스텝 d2에서 구한 것)로 부터 구한다. Pv는 강제 진동비례 성분이다.
다음에 리인화처리에 있어서는 먼저 스텝 d4에서, 리인화용 강제진동 적분성분(Iv)이 다음식으로 부터 구해진다.
Iv={(ZFKFBV)-(1/4)(XFKFBV)×(DLTV)
그후는 스텝 d5에서 리인화강제진동성분(△KFB)을 -Pv＋Iv(이 Iv는 스텝 d4에서 구한것)으로부터 구한다.
이와같이해서 강제진동부(△KFB)이 구해지나, 이 강제진동분(△KFB)의 연산타이밍은 카르만펄스에 동기하고 있으므로, 이 강제진동분(△KK)의 주기시간은 흡입공기량의 함수가 되어, 흡입공기량에 따라서 진동주기가 변화하도록 되어 있다. 따라서, 흡입공기량의 변화에 따른 적절한 진동 주기를 설정할 수 있는 것이다.
또한, Iv, Pv, △KFB의 변화상태를 도시하면, 제12a~c도와 같이 되나, 이 경우의 강제변동은 제12c도로 부터 알 수 있는 바와같이 삼각파형상으로 진동한다.
또, 상기와 같이 해서 공연비중앙치 보정계수(KFB)C및 강제진동분(△KFB)이 구해지면 상술한 바와같이 피이드백 보정계수(KFB)의 연산(제4도의 스텝 a6참조)이 행해지나, 이 연산은 제8도에 도시한 순서(이 순서는 스텝 e1만의 순서이다)로부터 구해진다. 그리고, 그후에는 이 KFB를 KAF로 놓고, 그외의 계수가 연산된다(제4도의 스텝 a7, 스텝 a8참조).
상술한 구성에 의해 강제진동 가능한 엔진운전상태이면, 공연비중앙치 보정계수(KFB)C, 강제진동분(△KFB)을 연산함으로써 촉매콘버어터(9)의 하류쪽 혹은 촉매콘버어터내부에 착설된 O2센서(18)의 출력(실제는 필터링출력)(ZPIO2A)이 목표전압(XO2TL)과 일치하도록 평균 연료분사량을 피이드백제어해서 공연비중앙치 보정계수(KFB)C을 변경갱신(학습)하고, 이 공연비 중앙치보정계수(KFB)C에 의해서 결정되는 공연비가 되는 곳을 중앙치로 해서 소요주기(이 주기는 흡입공기량의 함수) 진폭으로 공연비를 변동시키는 것이 행해진다.
이와같이 공연비를 강제적으로 변동시켰을 경우에, 그때의 O2센서(18)의 출력에 의해 공연비변동의 변동 중심치를 보정하는 것이 행해지므로, 촉매콘버어터의 정화효율이 최대가 되도록 공연비를 제어할 수 있다.
또, O2센서(18)가 촉매콘버어터(9)의 하류쪽 혹은 촉매콘버어터내부에 착설되어 있으므로 배기가스중의 미연소성분이 저감되어 제어 λ 포인트[O2센서(18)의 출력이 급격히 변화하는 곳]가 이론공연비에 접근하며, 또한, 에미션레벨의 분산도 적은 외에, 이 엔진시스템이 가지는 고유의 응답지연의 영향을 없게할 수 있기 때문에, 이 점에서도 양호한 배기가스 정화특성을 기대할 수 있다.
또한, 상술한 편차적분치(∫△V dα) 나아가서는 강제진동분(△KFB)의 그 치신치가 RAM내에 기억되나, 이 기억장치는 배터리가 제거될 때 까지 또는 엔진키이가 오프상태가 될 때까지는 유지된다.
또, 상술한 편차적분치(∫△V dα) 나아가서는 강제진동분(△KFB)을 몇가지의 엔진운전영역마다 기억해도 되며, 이 경우는 어떤 엔진운전 영역내에 있는 동안, 편차적분치(∫△V dα) 나아가서는 강제진동분(△KFB)의 최신치를 갱신해서 기억하고, 다른 운전영역이 되었을 경우에 편차적분치(∫△V dα) 나아가서는 강제진동분(△KFB)의 값을 리세트하기도 하고 혹은 어떤 엔진운전영역으로부터 다른 엔진운전영역으로 이행하였을 때는 이행직전의 편차적분치(∫△V dα) 나아가서는 강제진동분(△KFB)을 기억해두고, 재차 이 엔진운전영역으로 복귀되면, 이행직전의 값을 기준으로해서 최신치의 갱신을 행하도록 하기도 한다.
또, 상기 강제진동에 있어서는 상술한 바와 같이 삼각파형상으로 진동시키는 외에, 구형파형상(제13도, 제14도 참조) 혹은 정현파형상 또는 기타의 합성파형상으로 진동시켜도 된다.
여기에서 제12도의 경우도 KFB, (KFB)C는 다음과 같이된다.
KFB=(KFB)C＋△KFB
(KFB)=1.0＋GP·△V＋GI＋GI·∫△V dα
그리고, △V는 (XO2TL)-(ZPIO2A)이다.
또, GP,G1는 카르만주파수에 대해서 맵핑되어 있으므로, ∫△V dα 나아가서는 KFB의 값은 엔진운전영역마다 갱신(학습) 되도록 되어있다. 또한, 진폭(△A)이나 구형폭(TK)에 대해서는 일정치(엔진운전영역 모두에 대해서 일정치의 경우와 복수의 엔진운전영역부분마다 일정치의 경우를 포함한다)일지라도, 카르만주파수 혹은 카르만주파수의 역수에 대해서 맵핑해도 된다.
또, 제13도의 경우는 중앙치를 사이두고, 공연비가 리치쪽으로 되는 시간(TKR)과 리인족으로 되는 시간(TKL)과의 비율을 제어하는 것으로서, 이 경우의 KFB, (KFB)C는 다음과 같이 된다.
KFB=(KFB)C+△KFB
(KFB)C=1.0＋G1·△V＋GI·∫△V dα
그리고, 리치쪽 구형폭(TKR)과 리인쪽 구형폭(TKL)과의 관계는 TKR/TKL=1.0＋GP·△V로 되어 있다.
즉, TKR=TK(1.0＋GP·△V)
Figure kpo00002
이 되며, TKR=TK(1.0＋GP·△V)-
Figure kpo00003
로 되어 있다. 또 GP, G1는 상술한 경우와 마찬가지로, 카르만주파수에 대해서 맵핑되어 있고, ∫△V dα나 KFB혹은 리치쪽구형폭(TKR), 리인쪽구형폭(TKL)의 값도 엔진운전영역마다 갱신(학습) 되도록 되어 있다.
또한, 진폭(△A)에 대해서도 일정치(엔진 운전영역 모두에 대해서 일정치의 경우와 복수의 엔진 운전영역부분마다. 일정치의 양쪽의 경우를 포함한다)일지라도, 카르만주파수 혹은 카르만주파수의 역수에 대해서 맵핑해도 된다.
그리고, 제13도에 도시한 바와같이 강제진동시에, 리치쪽시간(TKR)과 리인쪽시간(TKL)과의 비율을 변경하였을 경우는 엔진의 운전상태가 변화 할때의 과도응답성을 보상할 수 있다.
물론, 이 강제진동시에 있어서, 공연비중앙치나 진폭, 주기, 리치쪽시간과 리인쪽시간과의 비율등을 O2센서(18)의 출력에 의거하여 변경보정하는 수법은 강제진동파형이 어떠한 것(삼각파, 구형파, 정현파등)에 있어서도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
상술한 제1실시예에 있어서는, 촉매콘버어터(9)의 내부 또는 하류쪽배기 통로에 O2센서(18)를 배설한것을 도시하였으나, O2센서의 배설장소는 촉매콘버어터의 상류쪽이어도 된다.
즉, 제15도는 본 발명의 제2실시예에 있어서의 엔진시스템을 도시한 전체도, 제16도는 그 O2센서의 모식적단면도이나, 상술한 제1실시예와 제2실시예를 비교하였을 경우, 제2실시예에 있어서, O2센서(17)가 촉매 콘버어터(9)의 상류쪽에 배설되어 있는 점 및 O2센서(17)가 제16도에 도시한 바와같이, 그 배기통쪽 전극(17a)를 산화환원특성을 가진 촉매층(3원촉매층)(17d)에 의해서 피복되는 구성으로 되어 있는 점 이외는 제2실시예는 제1실시예와 마찬가지이다. 또한 제16도에서 (17b)는 대기쪽의 백금전극, (17C)는 ZrO2등을 성분으로 하는 고체전해질부이다.
이 제2실시예에 있어서도 상기 제1실시예와 마찬가지로 배기통로내의 배기가스가 촉매[이 경우 촉매층(17d)에 의해서 처리된 후, 배기통로쪽 전극(17a)에 도달하므로, O2센서(17)의 제어 λ포인트가 이론 공연비 근처에서 유지된다. 따라서, 이 제2실시예의 하아드구조를 가진 것에 대해서 상기 제1실시예에 도시한 것과 마찬가지의 공연비제어를 행하였을 경우는 제2실시예에 있어서도 상기 제1실시예와 대체로 마찬가지의 작용효과를 기대할 수 있는 것은 명백하다. 또한, 제2실시예에 있어서는 촉매층(17d)을 형성하는 대신에, O2센서의 전단부에 촉매를 별도로 배설해도 된다.
또, 공연비를 조정하는 수단으로서는, 전자밸브(8)를 사용하는 외에 캐브레이터가 부설된 전자제어가능한 측정기구를 사용한 것(소위 전자제어 갭) 혹은 캐브레이터를 바이패스해서 공기를 엔진연소실에 공급하는 것(2차 흡입공기 공급식)등, 각종수단을 고려할 수 있다.
이상, 상세히 설명한 바와같이 본 발명의 내연기관의 공연비제어방법 및 장치에 의하면, 공연비를 강제적으로 변동시켰을 경우에, 그때의 λ형산소 농도센서의 출력에 의해 공연비변동의 변동중심치를 보정하는 등, 공연비의 강제변동상태를 제어하는 것이 행해지므로, 촉매콘버어터의 정화효율이 최대가 되도록 공연비를 제어할 수 있는 이점이 있다. 이때, λ형 산소농도 센서에는 배기가스중의 산소 및 HC, CO등의 가연성분의 미반응부분이 촉매를 개재해서 처리된 상태에서 이 배기가스가 작용하기 때문에, λ형 산소농도센서에 의해서 검출되는 배기가스의 공기과잉율(λ)은 매우 정확한 것이되어, 공연비 제어의 정밀도가 매우 높은 상태로 유지되는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 연소실(1)로부터 배출한 배기가스를 정화하기 위한 촉매콘버어터(9)와 이론공연비 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서(18)를 내연기관의 배기시스템에 착설함과 동시에, 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제적으로 변동시킴으로써 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비강제변동수단(45)과 상기 λ형 산소농도센서의 출력에 의거해서 상기 공연비 강제변동수단의 작동을 제어하는 공연비변동제어수단(47)을 갖추고, 상기 λ형 산소농도센서에 상기 촉매콘버어터를 통과한 배기가스를 도입하고, 상기 λ형 산소농도센서로부터의 출력에 의거하여 상기 공연비강제 변동수단에 의한 공연비의 강제변동상태를 제어하고, 상기촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동되도록 한 것을 특징으로 하는 내연기관의 공연비제어방법.
  2. 내연기관의 배기통로(3)에 착설되어서 연소실(1)로부터 배출된 배기가스를 정화하는 촉매콘버어터(9)와, 상기 촉매콘버어터의 내부 또는 그 하류쪽의 배기통로에 착설되어서 이론공연비 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서(18)와, 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제적으로 변동시킴으로써, 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비강제변동수단(45)과, 상기 λ형 산소농도센서의 출력에 의거해서 상기 공연비강제변동 수단의 작동을 제어하는 공연비변동제어수단(47)을 갖추고, 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기 과잉률(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 공연비제어장치.
  3. 연소실(1)로부터 배출된 배기가스를 정화하기 위한 촉매콘버어터(9)와 이론공연비 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서(17)를 내연기관의 배기시스템에 착설함과 동시에, 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제적으로 변동시킴으로써 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비강제변동수단(45)과 상기 λ형 산소농도센서의 출력에 의거해서 상기 공연비 강제변동수단의 작동을 제어하는 공연비변동제어수단(47)을 갗추고, 상기 λ형 산소농도센서에 상기 촉매콘버어터와 별개로 착설된 촉매콘버어터(17d)를 통과한 배기가스를 도입하고, 상기 λ형 산소 농도센서로부터의 출력에 의거하여 상기 공연비강제변동수단에 의한 공연비의 강제변동상태를 제어하고, 상기 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉율(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동되도록한 것을 특징으로하는 내연기관의 공연비제어방법.
  4. 내연기관의 배기통로(3)에 착설되어서 연소실(1)로부터 배출된 배기가스를 정화하는 제1의 촉매콘버어터(9)와, 상기 촉매콘버어터 상류쪽의 배기통로에 착설되어서 이론공연비 근처에서 출력치가 급격히 변화하는 λ형 산소농도센서(17)와, 상기 배기통로에서 상기 λ형 산소농도센서의 주위 또는 상류쪽에 착설되어 상기 배기가스가 상기 λ형 산소농도센서에 도달하기 이전에 통과하는 제2의 촉매콘버어터(17d)와, 상기 연소실에 도입되는 혼합기체의 공연비를 흡입공기량에 따른 주기로 강제적으로 변동시킴으로써 상기 제1의 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉율(λ)을 강제적으로 변동시키는 공연비강제변동수단(45)과, 상기 λ형 산소농도센서의 출력에 의거해서 상기 공연비강제변동수단의 작동을 제어하는 공연비 변동제어수단(47)을 갖추고, 상기 제1의 촉매콘버어터에 도입되는 배기가스의 공기과잉률(λ)이 1근처에서 강제적으로 변동되도록 구성한 것을 특징으로 하는 내연기관의 공연비제어장치.
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