KR930006057B1 - 내연기관의 공연비 피이드백 제어장치 - Google Patents

내연기관의 공연비 피이드백 제어장치 Download PDF

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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
나까무라 유우이찌
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Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 공연비 피이드백 제어장치
제1도는 본 발명에 관한 내연기관의 공연비 피이드백 제어 장치의 개략 구성 블럭도.
제2도는 후방 O2센서의 입력 회로 구성 회로도.
제3도 내지 제5도는 공연비 보정 계수의 연산 수단을 나타내는 보정 계수 연산 루틴의 흐름챠트.
제6도는 편차(△V) 및 편차 연산치(VQ)의 연산 순서를 나타내는 △V, VQ 연산 루틴 흐름챠트.
제7도는 칼만 끼워넣기 루틴의 흐름 챠트.
제8도는 STG 끼워넣기 루틴의 흐름 챠트.
제9도는 STG 끼워넣기 루틴의 단계(580)에서 실행되는 KFB용 PI값 연산 루틴의 흐름 챠트.
제10도 내지 제12도는 좌우 뱅크의 배기 매니폴드의 양쪽 또는 한쪽에 워밍용 촉매 콘버터를 설치한 본 발명의 여러 실시예의 블럭도.
제13도 내지 제16도는 종래의 이중 산소 센서 시스템에 의한 공연비 피드백 제어 장치의 여러 구성예의 블럭도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
5,36 : 촉매 콘버터 12 : V6엔진
12a : 우측 뱅크(제1기통군) 12b : 좌측 뱅크(제2기통군)
16 : 연료 분사 밸브(제1 및 제2 안료 공급 장치) 20 : 흡기관
30 : 우측 뱅크의 배기 매니폴드(제1배기 통로)
32 : 좌측 뱅크의 배기 매니폴드(제2배기 통로)
34 : 집합 배기관(집합 배기 통로)
36 : 촉매 콘버터(촉매식 배기 후처리 장치)
40 : 전방 O2센서(제1산소 검출수단)
42 : 후방 O2센서(제2산소 검출수단) 44 : 전자 제어 장치
50 : 공기 흐름 센서 56 : 크랭크각 센서
58 : 기통 판별 센서 60 : 수온 센서
본 발명은 내연 엔진의 공연비 피이드백 제어 장치, 특히 직렬 4기통 엔진, V형 6기통 엔진등, 기통군마다 접속되는 2개의 배기 통로를 가지는 내연기관에 이중 산소 센서 시스템 이 적용되고, 그 시스템에 의하여 엔진에 공급하는 혼합기체의 공연비를 피이드백 제어하는 장치에 관한 것이다.
복수 기통(예를들면, 4기통)을 가지는 내연기관의 기통을 2개의 기통군으로 나누고, 제1기통군(예를들면 제1 및 제4기통군)에는 제1배기 통로를, 제2기통군(예를들면 제2 및 제3기통군)에는 제2배기 통로를 각각 접속하고, 이들의 배기 통로의 대기 측단이 접속되는 집합 배기 통로에 3원 촉매로 되는 촉매 콘버터(촉매식 배기 가스후 처리 장치)를 설치하고, 상기 제1 및 제2배기 통로에 배출된 배기 가스중 산소 농도를 동시에 검출하는 제1산소 센서(전방 O2센서)와, 촉매 콘버터의 하류 집합 배기 통로에, 그 촉매 콘버터에 의해 정화 처리된 배기 가스중 산소 농도를 검출하는 제2산소 센서(후방 O2센서)를 설치하고, 각 기통의 흡기 포트 근방에 설치되고, 각 기통에 연료를 분사 공급하는 연료 분사 밸브의 연료 분사량을 전방 O2센서 및 후방 O2센서가 검출하는 산소 농도에 피이드백 제어하는 이중 산소 센서 시스템의 공연비 피이드백 제어 장치가 알려져 있다.
이중 산소 센서 시스템에 의한 공연비 피이드백 제어는 예를들면 연료 분사량을 결정하는 피이드백 보정 계수(KFB)를 아래와 같이 설정함으로서 행해진다. 즉, 전방 O2센서의 출력 전압(VFO2)이 기준 전압(VX)을 가로질러 희박측에 변화한 경우, 피이드백 보정 계수(KFB)에 비례항치(
Figure kpo00001
)가 가산되고, 그후 소정 시간의 경과마다, 또는 크랭크축이 소정 크랭크 각도만큼 회전할때마다, 적분항치(△I)가 가산된다. 한편, 전방 O2센서의 출력 전압(VF02)이 기준 전압(VX)을 가로질러 풍부측으로 변화된 경우, 공연비 보정 계수(KFB)에 비례항치(
Figure kpo00002
)가 감산되고, 그후 소정 시간의 경과마다, 또는 소정 크랭크 각도 위치 신호가 검출될때마다 부의 적분항치(△I)감산된다.
그리고, 후방 O2센서의 출력에 따라, 상기 기준 전압치(VX)를 변경하는 판정 전압 방식, 출력 전압(V2)이 기준 전압(VX)을 가로질러 변화하여도 즉시 풍부 내지 희박으로 변화된 것의 판정을 행하지 않고, 시간을 두어 풍부 내지 희박 판정을 행하는 지연 방식, 풍부화 또는 희박화시의 비례항치(
Figure kpo00003
)의 크기를 변경하는 비례 게인 방식, 풍부화 또는 희박화시의 적분항치(△I)의 크기를 변경하는 적분 게인 방식등의 방식에 의해 공연비의 변동 진폭, 주기등을 조정하고, 촉매 콘버터의 정화 효율의 향상을 도모하는데 있다.
그런데, 촉매 콘버터의 정화 효율을 향상시키기 위하여는 소위 리미트 사이클을 단축할 필요가 있지만, 가스 이송 지연에 기인하는 응답 지체 시간을 작게 하여 리미트 사이클을 단축시키는데는 전압 O2센서를 가능한한 엔진의 배기 포트 근방에 설치하는 것이 좋다. 그래서 상기와 같은 직렬 4기 엔진의 경우에는 제1배기 통로와 제2배기 통로가 집합 배기 통로에 합류하는 합류점에서 상류, 이들의 통로를 구획하는 격벽에 전방 O2센서가 설치되며, 제1 및 제2배기 통로를 흐르는 각 배기 가스가 전압 O2센서의 산소 농도 검출부로 이끌어지고, 이들 배기 가스의 산소 농도를 도시에 검출할 수 있도록 구성되어 있다.
상술된 후방 O2센서의 출력에 따라 기준 전압(VX)을 변경하는 판정 전압 방식은 공연비의 보정폭이 작으며, 지연 방식은 리미트 사이클을 증대시키고, 비례 게인 방식은 공연비의 변동 진폭을 증대시키고, 적분 게인 방식은 공연비의 변도 진동을 증대시킴과 동시에 리미트 사이클을 증대시키는 등의 문제가 있으며, 어느것도 촉매 콘버터의 정화 효율에 악영향을 부여한다.
또한, 종래의 이중 산소 센서 시스템에 의한 공연비 피이드백 뱅크(bank) 제어 장치를 V형 6기통 엔진에 적용하는 경우, V형 6기통 엔진의 각 뱅크에서 연장하는 배기 통로를 엔진 룸내를 돌아서 집합 배기 통로에 접속하는 필요상, 배기계의 레이아웃으로서는 제13도 내지 제16도에 나타내는 것일 고려된다.
제13도에 도시된 레이아웃에서는 V형 6기통 엔진(1)의 좌측 뱅크(1a)의 각 기통에 접속되는 제1배기 통로(2a)는 우측 뱅크(1b)의 각 기통에 접속되는 제2배기 통로(2b)와, 합류점(3)에서 합류 배기 통로(4)에 접속되고, 이 합류 배기 통로(4)의 도중에 촉매 콘버터(5)가 설치된다. 그리고, 전방 O2센서(7)는 합류점(3)과 촉매 콘버터(5) 사이의 합류 배기 통로(4)에, 후방 O2센서(8)는 촉매 콘버터(5)의 하류의 합류 배기 통로(4)에 설치된다. 제13도에 나타내는 레이아웃에서는 전방 O2센서(7)의 설치 위치가 합류점(3)에서 하류로 되고, 상술의 리미트 사이클 주기가 길게되며, 촉매 콘버터 장치(5)의 정화 효율이 저하된다.
합류점(3)의 하류에 있던 전방 O2센서(7)를 제2배기 통로(2b)에 설치하여(제13도에서 파선으로 도시), 제2배기 통로(2b)를 흐르는 배기 가스의 산소 농도만을 검출하고, 이 검출 신호에 의하여 양쪽의 뱅크(1a, 1b)의 각 기통의 연료 분사량을 결정하면, 개개의 연료 분사 밸브의 연료 분사량에 2 내지 3%의 불균형이 있으므로, 뱅크관의 연료 분사량에 대한 불균형이 5% 이상으로 되는 경우가 있다. 한편 상술의 방식에 의하여 이러한 뱅크 사이의 불균형을 보정할 수 있는 범위는 기껏1 내지 2% 정도이므로, 이 뱅크 사이의 불균형을 후방 O2센서(8)에 의하여 보정하려 하여도 보정할 양이 크므로, 상기 어느 방식의 것으로도 충분히 보정할 수 없고, 공연비의 변동 진폭 및 주기를 적정치로 보존할 수 없다.
V형 6기통 엔진은 상술한대로, 좌우 뱅크에서의 배기 통로를 엔진 룸내를 회전할 필요가 있으므로, 촉매 콘버터(5)를 엔진(1)에서 멀리 떨어진 위치에 설치하지 않을 수 없이 많고, 이 때문에 촉매 콘버터(5)에 유입되는 배기 가스 온도를 고온으로 보유하기 위하여 제1 및 제2배기 통로(2a, 2b)에 각각 워밍업 콘버터(9a, 9b)를 설치하는 경우가 있다. 제14도는 이러한 구성을 나타내고, 전압 O2센서(7)는 합류점(3)의 하류에, 후방 O2센서(8)는 촉매 콘버터(5)의 하류에 각각 설치된다. 이 경우도 제13도에 나타내는 레이아웃의 경우와 마찬가지로 응답 지체에 의한 리미드 사이클이 길게 되며, 촉매 콘버터(5)의 정화 효율이 저하된다.
제15도에 나타내는 레이아웃은 워밍업 콘버터(9a, 9b)의 상류의 배기 통로(2a, 2b)의 각각에 전방 O2센서(7a, 7b)를 각각 설치하고, 각 뱅크(1a, 1b)의 기통에 분사 공급시키는 연료량을 각각의 전방 O2센서(7a, 7b)가 검출하는 산소 농도에 따라 설정 하도록 한 것이지만, 레이아웃의 경우에는 전방 O2센서의 수가 증가하는 분 만큼 단가가 올라가고, 제어가 복잡하게 된다. 제16도에 나타내는 레이아웃의 것은 전압 O2센서(7)가 우측 뱅크(1b)의 워밍업 콘버터(9b) 상류의 제2배기 통로(2b)에만 설치한 것이지만, 이 경우는 상술한 제13도의 파선으로 나타내는 전방 O2센서(7)를 설치한 경우와 마찬가지로 공연비의 변동 진폭 및 리미트 사이클을 적정치로 보존할 수 없다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, V형 엔진에 한하지 않고, 기통군마다 독립한 배기 통로를 구비한 내연기관에 적용되며, 전방 O2센서는 1개의 센서의 사용으로 완료하고, 전방 O2센서의 배치 위치에 대한 설계 자유도가 높고, 공연비의 변동 진폭이나 리미트 사이클에 영향을 주지 않고, 후방 O2센서에 의한 보정폭이 크게 되며, 촉매 콘버터 장치의 정화 효율이 높은 내연기관의 공연비 피이드백 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면 제 1기통군과 제2기통군으로 각각 제1 및 제2배기 통로가 접속되고, 이들의 배기 통로의 대기 측단이 접속되는 집합 배기 통로의 도중에 촉매식 배기 가스후 처리 장치가 설치되고, 상기 제1기통군의 각 기통에 연료를 공급하는 제1연료 공급장치와, 상기 제2기통군의 각 기통에 연료를 공급하는 제2연료 공급장치를 갖춘 내연기관의 공연비 피이드백 제어 장치에서, 상기 제1배기 통로에 그 배기 통로내에 배출되는 배기 가스의 산소 농도를 검출하는 제1산소 검출 수단을 설치하고, 상기 배기 가스후 처리 장치의 내부 내지는 하류의 집합 배기 통로에, 그 배기 가스후 처리 장치에 의하여 정화처리된 배기 가스중의 산소 농도를 검출하는 제2산소 검출수단을 설치하고, 상기 제1 및 제2연료 공급 장치에 의하여 각 기통에 공급하는 연료량을 상기 제1산소 검출수단이 검출하는 농도에 따라 설정하고, 상기 제2연료 공급장치에 의하여, 제2기통군의 각 기통에 공급되는 연료량을 상기 제2산소 검출수단이 검출하는 산소 농도에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 피이드백 제어장치가 제공된다.
제1산소 검출 수단은 제1배기 통로내에 배출되는 배기 가스의 산소 농도만을 검출함으로 제1산소 검출수단은 제2배기 통로에 관계되지 않고, 임의의 위치에 설치될 수 있다. 그리고, 제1기통군의 각 기통에 공급되는 연료량은 제1산소 검출수단이 검출하는 산소 농도에 따라 결정되는 한편, 제2기통군의 각 기통에 공급되는 연료량은 제1산소 수단이 검출하는 산소 농도에 따라 설정한 값을, 제2산소 수단이 검출한 산소 농도에 따라 보정되며, 리밑, 사이클에 악영향을 주지 않고, 제1 및 제2기통군의 어느 기통에도 최적의 연료량이 공급된다.
이하 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 1도는 본 발명에 관한 내연 기관의 공연비 피이드백 제어장치의 개략 구성을 나타내고, 이 제어 장치는 V형 6기통 엔진(이하 (V6엔진),내지는 간단이 (엔진)이라 한다)(12)에 적용한 것이다.
상기 엔진(12)은 우측 뱅크(12a) 및 좌측 뱅크(12b)에 3개만의 기통이 배치되고, 우측 뱅크(12a)에는 예를들면 #1, 3, 5의 각 기통이, 좌측 뱅크(12b)에는 #2, 4, 6의 각 기통이 각각 설치되어 있다. 그리고 좌우 뱅크의 각 기통에 연결하는 흡기 매니폴드(14)의 각각에, 각 흡기 포트에 인접하여 전자식 연료 분사 밸브(16)가 설치되어 있다. 흡기 매니폴드(14)에는 서어지 탱크(18)를 거쳐 흡기관(20)의 일단이 접속되어 있으며, 흡기관(20)의 타단(대기 개방단)에는 공기 청정기(22)가 장치되어 있다. 그리고, 흡기관(20)의 도중에는 드로틀 밸브(24)가 설치되어 있다. 각 연료 분사 밸브(16)로는 연료 펌프(26)에서, 도시하지 않은 연료 압력 조정기에 의하여 연료압이 일정하게 조정된 연료가 공급되도록 되어 있다.
한편, 우측 뱅크(12a)의 각 기통에 대한 배기측에는 우측 뱅크 배기 매니폴드(30)가, 좌측 뱅크(12b)가 각 기통에 대한 배기측에는 좌측 뱅크 배기 매니폴드(32)가 각각 접속되어 있으며, 이들의 배기 매니폴드(30, 32)의 대기측단은 집합 배기관(34)에 접속되어 있다. 집합 배기관(34)의 도중에는 3원촉매형의 촉매 콘버터(촉매식 배기 가스후 처리 장치)(36)가 설치되어 있다. 그리고 배기 매니폴드(30, 32)의 한쪽 매니폴드, 예를들면, 우측 뱅크 배기 매니폴드(30)에, 배기중의 산소량을 검출하는 산소 센서((전방 O2센서)라 칭함)(40)가 장치되어 있다. 촉매 콘버터(36)의 하류측의 집합 배기관(34)에는 촉매 통과후의 잔존 산소량을 검출하는 산소 센서((후방 O2센서)라 칭함)(42)가 장치되어 있으며, 상기 센서(40, 42)는 검출부를 고온으로 지지하는 히터가 구비되어 있다. 상기 센서(40, 42)는 전자 제어 장치(ECU)(44)의 입력측에 전기적으로 접속되어 있으며, 전자 제어 장치(44)에 산소 농도 검출 신호를 공급하고 있다.
제 2도는 전자 제어 장치(44)에 내장되는 후방 O2센서(42)의 입력 회로(45)를 나타내고, 입력 회로(45)는 바이어스 회로(45a)와 증폭 회로(45b)를 갖추고 있다. 바이어스 회로(45a)는 후방 O2센서(42)의 출력 전압(VROZR)에 바이어스 전압(VBS)을 가하는 것이고, 이 바이어스 전압(VBS)후방 O2센서(42)의 후술하는 기준전압(VXR)에 설정되어 있다. 후방 O2센서(42)는 등가적으로는 활성 상태에 의하여 변화하는 저항(R)과, 출력 전압치가 산소 농도에 의하여 변화하는 전원(VB)을 갖춘 회로로 간주할 수 있고, 활성시의 내부 저항(R)은 작게 된다.
그리고, 배기 가스중의 산소 농도가 낮을때(연료가 풍부할때), 전원(Vb)은 높은 전압(VROZR)을 출력하고, 산소 농도가 높을때(연료가 회박할때), 저전압(VROZR)을 출력하고, 이른 공연비에 대응하는 산소 농도 일때에는 상술한 기준 전압(VXR)근방의 전압(VROZR)을 출력한다. 따라서 후방 O2센서(42)가 아직 활성 상태로 있지 않은 경우에는, 입력 회로(45)에서 바이어스 회로(45a)의 기준 전압(VXR)과 거의 같은 전압(VROZN)이 출력되고, 후방 O2센서(42)의 활성후의 연료 풍부시에는 이것보다 높은 전압(VROZN)이, 연료 희박시에는 이것보다 낮은 전압(VROZN)이 후술하는 A/D콘버터에 출력된다. 또한 후방 O2센서(42)의 출력 전압은 변수(VROZR)로서, 입력 회로(45)에서 A/D콘버터에 출력되는 전압(순시치)은 변수(VROZN)이고, 후술하듯이 A/D콘버터로서 A/D변환된 디지탈값을 필터링 처리한 후방 O2센서(42)의 검출치 전압을 변수(VROZ)로서 각각 나타내고 있다. 전방센서(40)의 입력 회로에 대하여는 후방 O2센서(42)의 입력회로(45)와 마찬가지로 구성하여도 좋고, 바이어스회로를 포함하지 않는 종래 공지의 회로이어도 좋다.
상술한 각 연료 분사 밸브(16)는 전자 제어 장치(44)의 출력측에 전기적으로 접속되며, 이 전자 제어 장치(44)에서의 구동 신호에 의해 밸브가 개방되고, 상세히 후술되는 바와같이 소요량의 연료를 각 기통에 분사 공급한다. 전자 제어 장치(44)의 입력측에는 엔진(12)의 운전 상태를 검출하는 여러가지 센서, 예를들면 상술한 전방 O2센서(40) 및 후방 O2센서(42)외에, 흡기관(20)의 대기 개방단 근방에 장치되고, 칼만 소용돌이를 검출함으로서 흡입 공기량에 비례한 주파수 펄스를 출력하는 공기 흐름 센서, 공기 청정기(22)내에 설치되며, 흡입 공기 온도를 검출하는 흡기량 센서(52), 드로틀밸브(24)의 밸브 개도를 검출하는 드로틀 개도 센서(54), 도시하지 않은 분배기에 설치되고 상사점 또는 그 조금전의 소정 크랭크 각도 위치를 검출할때마다 펄스 신호(TDC신호)를 출력하는 크랭크각 센서(56), 이것도 분배기에 설치되며, 특정의 기통(예를들면 제1기통)이 소정의 크랭크 각도 위치(예를들면 압축 상사점 또는 그 조금전의 각도 위치)에 있는 것을 검출하는 기통 판별 센서(58), 엔진(12)의 냉각 수온을 검출하는 수온센서(60), 도시하지 않지만, 드로틀 밸브(24)의 전폐 위치를 검출하는 아이들 스위치, 대기압을 검출하는 대기압 센서, 에어콘의 작동 상태를 검출하는 에어콘 스위치, 건전지 전압을 검출하는 건전지 센서등의 센서가 접속되어 있고, 이들의 센서는 검출 신호를 전자 제어 장치(44)에 공급한다.
전자 제어 장치(44) 상세히 후술하는 바와같이 상기 여러가지 센서의 검출 신호에 의하여 엔진 운전 상태에 따른 연료 분사량, 즉 연료 분사 밸브(16)의 개방 시간(TINJ)를 연산하고, 연산한 개방 시간(TINJ)에 따른 구동 신호를 각 연료 분사 밸브(16)에 공급하여, 이것을 밸브 개방시켜 소요의 연료량을 각 기통에 분사 공급한다. 또한, 전자 제어 장치(44)는 크랭크각 센서(56)가 크랭크각에서 120°마다 TDC신호를 출력함으로, 이 TDC신호의 펄스 발생 간격에서 엔진 회전수(Ne)를 검출할 수 있다. 전자 제어 장치(44)는 기통의 전화순서, 즉, 각 기통으로의 연료 공급 순서를 기억하고 있으며, 상술한 기통 판별 센서(58)가 상술한 특정 기통의 소정 크랭크 각도 위치를 검출하므로서, 다음에 어느 기통에 연료를 분사 공급하면 좋을지를 판별할 수 있다.
다음에, 전자 제어 장치(44)에 의하여 상술한 밸브개방시간(TINJ)의 연산 순서를 제 3도 내지 제 9도의 흐르 챠트를 참조하여 설명한다.
전자 제어 장치(44)는 상술한 공기 흐름 센서(50)가 칼만 소용돌이를 검출할때마다 출력하는 펄스 신호에 의하여 최우선으로 할입 실행하는 칼만 할입 루틴, 크랭크각 센서(56)의 TDC신호의 발생마다 끼워넣어 실행하는 STG 끼워넣기 루틴, 반시간에 소정 주기로서 반복 실행하는 보정 계수 루틴등에 의하여 밸브 개방 시간(TINJ)의 연산을 행한다.
우선, 제 3도에 내지 제 5도에 나타내는 보정 계수 연산 루틴에 대하여 설명하면, 전자 제어 장치(44)는 상술한 각종 센서의 검출 신호를 순차 취입하고, A/D변환 등의 입력 정보 처리를 행한다(단계 S10). 이 단계에서 입력 정보 처리되는 센서 입력으로서는 수은 센서(60)가 검출하는 엔진 냉각 수온(TW), 흡수 온도 센서(52)가 검출하는 흡기 온도(Ta), 대기압 센서가 검출하는 대기압(Pa), 전방 O2센서(40) 및 후방 O2센서(42)가 각각 검출하는 산소 농도(VFO2, VRC2)등이 포함된다. 입력 정보 처리한 검출치는 전자 제어 장치(44)에 내장되는 기억 장치에 격납 기억된다.
다음에, 전자 제어 장치(44)는 다음의 단계 S12, S14, S16에서 엔진(12)이 공연비 피이드백 제어를 행하여 좋은 운전 상태에 있는지, 아닌지를 판별한다. 즉, 단계(S12)에서는 엔진(12)의 시동후 소정 시간 (t1)이 경과했는지 아닌지를 판별한다. 소정 시간(t1)이 경과하고 있지 않는 경우(단계(S12)의 판별 결과가 부정(No)의 경우), 엔진(12)의 작동이 아직 안정되지 않으므로 공연비 피이드백 제어는 행하여지지 않는다. 이러한 경우에는 예를들면 시동후에서의 경과 시간에 따른 값으로 설정되는 시동후 증량 계수(KAS)가 설정된다(단계(S40), 소정시간(t1)이 경과하고 있으면(단계(S12)의 판별 결과가 긍증(Yes)의 경우), 이 시동후 증량 계수(KAS)는 값 1.0에 설정된다(단계 S13). 단계(S14)에서는 수은 센서(60)가 검출하는 엔진 냉각 수은(TW)이 소정치(TW1)보다 높은지 아닌지를 판별한다. 이 판별은 엔진(12)의 난기 상태를 판별하는 것이고, 냉각 수은(TW)이 소정치(TW1)이하의 엔진 냉기시에는 공연비 피이드백 제어를 행하지 않고, 단계(S42)로 나아가며, 난기 중량계수(KWT)를, 예를들면, 엔진 냉각 수온(TW)에 따른 값으로 설정한다. 이 계수(KWT)는 상술의 시동후 중량 계수(KAS)의 설정치에 따라, 상한치를 설정하도록 하여도 좋다. 한편, 냉각 수온(TW)이 소정치(TW1)보다 높은 경우에는 난기 중량계수(KWT)는 값 1.0에 설정된다(단계 S15).
단계(S16)에서는 엔진(12)이 소정의 공연비 피이드백 제어 영역내에서 운전되어 있는지 아닌지를 판별한다. 이 판별은 예를들면 엔진 회전수(Ne)와 흡기량 A/N에 의하여 행해지며, 드로틀 밸브(24)가 전 개방 상태의 WOT 운전 영역, 드로틀 밸브(24)가 급속하게 개방된 가속 운전 영역, 엔진 회전수(Ne)가 소정 회전수 이상, 아이들 스위치가 온(on)인 감속 운전 영역등의 경우에는 엔진(12)의 상술의 공연비 피이드백 제어 영역에서 운전되어 있지 않다고 판정하고, 단계(S44)로 나아가 공연비 보정 계수(KAF)를, 가속 운전등의 운전 상태에 따른 값으로 설정한다. 이때, 후술하는 피이드백 보정 계수(KFB)는 값 1.0에 이것도 후술하는 공연비 학습 보정치(ILRN)는 전자 제어 장치(44)의 도시하지 않은 불휘발성의 기억 장치에 기억되어 있는 최상의 값으로 각각 판독하여 설정된다. 한편, 엔진(12)이 소정의 공연비 피이드백 제어 영역내에서 운전되어 있는 경우에는 공연비 보정 계수(KAF)를 값 1.0으로 설정한다(단계 S17).
이와 같이, 단계(S12, S14, S16)에서 엔진(12)이 공연비 피이드백 제어할 상태는 아니다라고 판별된 경우에는 상술과 같이 피이드백 보정 계수치(KFB)등을 설정한 후, 제 5도에 나타내는 단계(S46)로 나아가고, 공연비 피이드백 제어할 상태인 경우에는 제 4도의 단계(S18)로 나아간다.
단계(S18)에서는 전방 O2센서(40)가 정상인지 아닌지를 판별한다. 이 판별은 전압 O2센서(40)가 활성 상태인지 아닌지의 판별 및 단선등의 고장 판별이 포함된다. 고장 판별은 예르들면 전방 O2센서(40)의 출력 전압이 소정의 시간에서 OV 내지는 소정 전압(예를들면, 5V)이상이 계속했는지 아닌지에 의하여 판별된다. 한편 활성 상태의 예를들면 엔진 시동후 센서 출력 전압이 처음에 기준 전압(VX) 이상으로 되었을때, 활성 상태로 된 것으로 판정하고, 공연비 피이드백 제어중에 소정 시간(예를들면 20sec)에서, 상술의 기준 전압(VX)을 가로지르지 않은 경우에는 불활성으로 판정하는 것이다.
전방 O2센서(40)가 정상이 아니면(단계 S18의 판별 결과가 부정의 경우), 피이드백 보정 계수치(KFB)를 1.0으로 설정하고, 공연비 학습 보정치(ILRN)를 상술의 기억 장치에 기억되어 있는 소정치(XILRN)로 설정하고(단계 S45), 후술하는 제 5도의 단계(S46)로 진행된다. 한편 전방 O2센서(40)가 정상이면, 단계(S20)로 나아가고, 피이드백 보정 계수(KFB)를 다음식(1)에 의하여 연산하고, 이것을 기억하여 둔다.
KFB=1.0＋P＋I＋ILRN‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(1)
P 및 I는 후술하는 KFB용 PI값 연산 루틴에서 연산되고, 기억 장치에 기억되어 있는 비례항치 및 적분항치이고, ILRN은 공연비 학습 보정치이며, 이 학술 부정치(ILRN)는 예를들면 엔진(12)이 I값을 학습하여 이 공연비 학습 보정치(ILRN)를 경신하여도 좋은 소정 운전 상태로서 운전되고 있을때, 얻어지는 I값의 시간평균에서 구하여진다.
다음에, 전자 제어 장치(44)는 단계(S22)로 나아가고, 본 발명의 피이드백 제어를 개시하여도 좋은 조건이 성립했는지 아닌지를 판별한다. 엔진(12)이 상술의 공연비 피이드백 제어 영역내에 돌입하여도 볼 발명의 공연비 피이드백 제어를 개시하는데에는 다음과 같은 조건의 성립이 필요하다.
1. 공연비 피이드백 제어 영역내에 돌입한 후의 엔진 흡입 공기량이 소정치(Q1) 이상일것.
2. 연료 차단 운전후의 엔진 흡입 공기량이 소정치(Q2) 이상일것.
3. 공기 흐름 센서(50)에 의하여 검출되는 칼만 소용돌이 주파수가 소정치(F1) 이상일것.
상기 3개의 조건이 1개라도 성립하지 않은 경우에는 본 발명의 피이드백 제어를 즉시 실행시키지 않고, 전방 O2센서(40)만에 의한 종래 공지의 피이드백 제어 즉, 1개의 O2센서에 의한 공연비 피이드백 제어가 실행된다. 이러한 경우, 즉 단계(S22)의 판별 결과가 부정인 경우, 제 5도의 단계(S46)로 나아간다.
한편, 단계(S22)의 판별 결과가 긍정인 경우, 단계(S24)로 나아가며, 후방 O2센서(42)가 정상인지 아닌지를 판별한다. 이 판별은 후방 O2센서(42)가 단락등에 의하여 고장되어 있는지 아닌지를 판별하는 것이고, 예를들면, 후방 O2센서(42)의 출력 전압이 OV 내지는 소정 상한 전압(예를들면, 1.5V) 이상인 경우에는 고장으로 판정된다. 후방 O2센서(42)의 입력 회로(45)는 제 2도에 나타나듯이 바이어스 회로(45a)를 가지고 있으며, 단락에 의한 고정이 없는 경우에는 후방 O2센서(42)의 출력 전압이 OV나 상한 전압(1.5V) 이상으로 될 수 없다. 따라서 출력 전압이 OV의 경우에는 후방 O2센서(42)의 출력측이 접지된 단락 상태에 있으며, 상한 전압(1.5V) 이상의 경우에는 전원에 단락된 것으로서, 후방 O2센서(42)의 고장이 판정된다.
후방 O2센서(42)가 고장인 경우, 즉 단계(S24)의 판별 결과가 부정이 경우에는 후술하는 제 5도의 단계(S48)로 나아간다. 정상의 경우에는 단계(S26)로 나아가고, 후방 O2센서(42)의 출력 전압(VROZ)이 기준 전압(VXR)을 중심으로 소정치 범위(블감대 범위)내인지 아닌지를 판별한다. 상술한대로 후방 O2센서(42)가 정상, 센서 주위의 분위기 가스가 연료 풍부인 경우, 후방 O2센서(42)의 출력 전압(VROZ)은 소정치 범위의 상한치(VXR＋δ)이상이고, 상기 소정 상한치(1.5V)이하이며, 후방 O2센서(42)가 정상, 그리고 센서 주위의 분위기 가스가 연료 희박인 경우, 출력 전압(VROZ)은 소정치 범위의 하한치(VXR－δ)이하이고 OV 이상이다. 그리고, 풍부에서도 희박으로도 없고, 최량 연료가 엔진(12)에 공급되어 있는 경우에는 후방 O2센서(42)의 출력전압(VROZ)은 상술의 불감대 범위(VXR＋δ) 내지 (VXR－δ)에 있다. 또한, 후방 O2센서(42)가 불활성 상태에 있는 상태에 있는 경우에도 출력 전압(VROZ)은 상술의 불감대 범위(VXR＋δ) 내지 (VXR－δ)의 값을 나타내지만, 이러한 후방 O2센서(42)의 불황성시 및 적량 연료가 엔진(12)에 공급되어 있을 때에는 단계(S26)의 판별 결과가 긍정으로 되며, 후술의 단계(S46)로 나아가며, 부정의 경우에는 단계(S30)로 나아간다.
제 5도의 단계(S30, S46, S48)은 후술하는 뱅크간 보정계수(KBC)의 연산에 사용하는 편차(△V) 및 편차 적분치(VQ)를 설정하는 단계이다. 엔진(12)이 상술한 공연비 피이드백 제어 영역내에서 운전되지 않는 경우등의 오픈 루프 제어가 행하여질때 및 후방 O2센서(42)의 출력 전압(VROZ)이 불감대 범위(VXR＋δ) 내지 (VXR－δ)에 있으며, 전방 O2센서(40)만에 의하여 공연비의 피이드백 제어가 행하여질때에는 단계(S46)가 실행되어, 제어가 행하여질때에는 단계(S46)가 실행되어 편차(△V)를 값 0으로 설정하고, 편차 적분치(VQ)를 새로운 값으로 연산 경신하지 않고, 후술하는 제 6도의 단계(S33)에서 연산되고, 상기 기억 장치에 기억되어 있는 최신값으로 설정한다. 후방 O2센서(42)가 고정이다 라고 판정된 경우에는 단계(S48)가 실행되어 편차(△V)를 값 0으로, 편차 적분치(VQ)를 상기 기억 장치에 기억되어 있는 소정치(초기치)에 각각 설정한다.
한편, 엔진(12)이 공연비 피이드백 제어 영역내에서 운전되고, 전방 O2센서(40) 및 후방 O2센서(42)가 모두 정상이고, 출력 전압(VROZ)이 불감대 범위 {(VXR＋δ) 내지 (VXR－δ)}내에 없는 경우, 단계(S30)의 △V, VQ연산 루틴이 실행된다.
제 6도는 △V, VQ연산 루틴의 상세를 나타내고, 전자 제어 장치(44)는 우선 단계(S31)에서, 후술하는 칼만 끼워넣기 루틴에서 구하는 변수치(ZFA)가 0인지 아닌지를 판별한다. 이 변수치(ZFA)는 공기 흐름 센서(50)가 검출하는 칼만 소용돌이의 발생 주파수에 비례하는 것이고, 칼만 할입 루틴에서 설정된다.
여기서, 제 7도를 참조하여 칼만 끼워넣기 루틴에 대하여 설명한다. 이 칼만 할입 루틴은 공기 흐름 센서(50)에 의하여 칼만 소용돌이의 발생을 검출할때마다, 최우선으로 실행되는 것이고, 단계(S70) 내지 단계(S76)는 뱅크간 보정 계수(KBC)의 연산에 사용되는 변수치(ZFA)를 구하는 단계이고, 변수치(ZFA)는 공기 흐름 센서(50)에 의하여 검출되는 공기 유량에 대응하고 있다. 또 단계(S78)는 후방 O2센서(42)의 출력 전압(VROZ)의 필터링 처리 단계이다.
우선, 단계(S70)에서는 해당 루틴이 실행될때마다 분주변수(ZDA)가 값을 1만큼 작은 값으로 줄이고, 다음에 이 분주 변수(ZDA)의 0보다 작은지 아닌지를 판별한다(단계 S72). 그리고 분주 변수(ZDA)가 0보다 작게 되지 않으며, 후술의 단계(S78)로 나아가며, 분주 변수(ZDA)가 0보다 작으면, 분주 변수(ZDA)를 초기치(ZDA)로 복귀한 후, 변수치(ZFA)를 값 1만큼 큰 값으로 증가한다(단계 S74, S76), 즉 변수치(ZFA)는 공기 흐름 센서(50)에 의하여 칼만 소용돌이를 소정 회수, 즉, XDA회 검출할때마다 한팔의 큰 값으로 설정된다.
다음에, 단계(S78)에서는 후방 O2센서(42)의 출력전압(순시치) VROZN의 필터링 처리를 다음식(2)에 의하여 행한다.
VROZ=VROZ＋(VROZN－VROZ)/XTQ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(2)
즉, 각 칼만 끼워넣기시에는 기억되는 후방 O2센서(42)의 순시치 VROZN(이 값은 상술의 제 3도의 단계(S10)에서 소정 시간(예를들면 10msec)마다 취입되며, A/D변환된 값이다)과 전회 필터링 값 (VROZ)의 편차를 구하고, 이 편차의 일부를 전회(前回)필터링 값(VROZ)에 가산함으로서 금회(今回)필터링 값(VROZ)을 구하도록 하고 있다. 또한 XTQ는 정수이고, 시정수에 상당한다. 이렇게 칼만 끼워넣기 루틴에서 후방 O2센서(42)의 출력 전압 순시치(VROZN)에 필터링 처리를 행하면, 흡기량 베이스로서 시정수가 일정하게 되며, 흡기량에 관련되어, 필터링 처리를 할 수 있으므로 양호하다.
제 6도의 단계(S31)로 복귀하여, 변수치(ZFA)가 0인 흡입 공기량이 매우 적은 경우, 즉 단계(S31)의 판별 결과가 긍정의 경우가 편차(△V) 및 편차 적분치(VQ)의 연산은 행하지 않고 각각 전회치로 지지한채, 해당 루틴을 종료한다.
단계(S31)의 판별 결과가 부정의 경우, 단계(S32)로 나아가며 다음식(3)에 의하여 편차(△V)를 연산한다.
△V=VXR－VROZ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(3)
여기서, VXR은 후방 O2센서(42)의 기준 전압(목표 전압)이고, VROZ는 상술의 칼만 끼워넣기 루틴에서 필터링 처리를 한 후방 O2센서(42)의 출력 전압치이다.
다음에, 편차 적분치(VQ)를 다음식(4)에 의하여 연산하다(단계 S33).
VQ=VQ＋ZFA×C‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(4)
즉, 금회의 편차 적분치(VQ)는 전회의 편차 적분치(VQ)에, 금회의 공기 유량에 대응하는 ZFA값으로 편차(△V)를 승산하고, 이것에 환산 계수인 정수(C)를 승산한 값(ZFA×△V×C)을 가산하여 구한다. 편차 적분치(VQ)의 연산이 종료하면, 변수치(ZFA)는 0으로 복귀된다(단계 S34).
이어서, 단계(S35) 내지 (S38)에서 편차 적분치(VQ)의 상하한치 체크가 행하여진다. 즉 단계(S35)에서 상술과 같이 구해진 편차 적분치(VQ)와 상한치(XUL)를 비교하고, 편차 적분치(VQ)가 상한치(XUL)보다 크게 되면, 편차 적분치(VQ)를 상한치(XUL)로 다시 설정하고(단계 S36), 단계(S37)에서 하한치(XLL)와 비교하여 하한치(XLL)보다 작은, 오차 적분치(VQ)를 하한치(XLL)로 다시 설정한다(단계 S38). 편차적 분치(VQ)의 최신치는 엔진(12)의 정지후에도 불휘발성 기억 장치에 기억하여 두고, 새로운 엔진 운전시에 이것을 사용하도록 하여도 좋다.
상술과 같이 하면 편차(△V) 및 편차 적분치(VQ)의 연산이 종료하면, 제 5도의 단계(S50)로 나아가며, 편차(△V) 및 편차 적분치(VQ)를 사용하여 뱅크간 보정 계수(KBC)가 다음식(5)에 의하여 연산된다.
KBC=1/0＋Gp △V＋G1×VQ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(5)
여기에, GP,G1는 각각 비폐 게인, 적분 게인이고, 각각 소정치로 설정하고 있다.
이렇게 형성하여 구해진 뱅크간 보정 계수(KBC)는 후속의 단계(S52) 내지 단계(S58)에서 상하한치 체크가 행하여 진다. 즉, 단계(S52)에서, 상술과 같이 하여 구해진 뱅크간 보정계수(KBC)와 상한치(XBCU)를 비교하여 보정계수(KBC)가 상한치(XBCU)보다 크게 되면, 보정 계수(KBC)는 상한치(XBCU)에 다시 설정하게 되며(단계 S54), 단계(S56)에서 하한치(XBCL)와 비교하여 하한치(XBCL)보다 작게 되면, 보정계수(KBC)를 하한치(XBCL)로 다시 설정한다(단계 S58). 이렇게 하여 연산된 뱅크간 보정계수(KBC)는 상술한 기억 장치에 격납 기억된다.
다음에 단계(S59)에서, 상술의 피이드백 보정계수(KFB) 및 뱅크간 보정계수(KBC)를 제외한 보정계수를 사용하고, 다음시(6)에 의하여 보정계수(K)의 연산을 행한다.
K=KAS×KTW×KAF×KOFT‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(6)
여기서, KAS, KAW및 KAF는 각각 상술한 시동후 증폭계수, 난기 증량 계수, 공연비 보정 계수이고, KOT는 그외의 보정 계수이며, 이것에는 흡기온 보정계수, 대기압, 보정 계수, 가감속 보정계수등이 포함된다. 전자 제어 장치(44)는 연산한 보정 계수(K)를 기억 장치에 격납 기억한후, 해당 보정 계수 연산 루틴의 실행을 종료한다.
제 8도에 나타내는 프로그램 흐름 챠트는 STG 끼워넣기 루틴을 나타낸다. 전자 제어 장치(44)는 상기 크랭크각 센서(56)에 의하여 각 기통의 소정 크랭크 각도 위치를 검출하면, 루틴을 끼워넣기 실행하고, 우선 단계(S80)에서, 피이드백 보정계수(KFB)의 연산에 사용하는 PI값의 연산 루틴을 실행한다.
제 9도는 KFB용 PI값 연산 루틴을 나타내고, 전방 O2센서(40)의 출력전압(VFOZ)이 기준치(VXF)이하인지 아닌지를 판별한다(단계 S82). 이 판별 결과가 부정의 경우, 즉 출력전압(VFOZ)이 기준치(VXF)보다 크고, 우측 뱅크(12a)의 배기 매니폴드(30)에 배출되는 배기 가스의 산소 농도가 연료 풍부측의 값인 경우, 적분항치(I) 및 비례항치(P)를 다음식(7), (8)에 의하여 연산한다(단계 S83, S84).
I=I－△I‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(7)
P=－
Figure kpo00004
‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(8)
즉, 적분항치(I)는 전회치에는 소정치(△I)를 감산함으로서 경신되고, 비례항치(P)는 부의 소정치(－
Figure kpo00005
)로 설정된다.
한편, 단계(S82)의 판별 결과가 긍정의 경우, 즉 출력 전압(VFOZ)이 기준치(VXF)이하이고, 배기 가스의 산소 농도가 연료 희박측의 값인 경우, 적분항치(I) 및 비례항치(P)를 다음식(9), (10)에 의하여 연산한다(단계 S86, S87),
I=I＋△I‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(9)
P=＋
Figure kpo00006
‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(10)
즉, 적분항치(I)는 전회치에서 소정치(△I)를 가산함으로서 경신되고, 비례항치(P)는 정의 소정치(＋
Figure kpo00007
)로 설정된다.
상술한 바와같이, 경신 설정된 적분항치(I) 및 비례항치(P)는 기억 장치에 격납 기억되고, 제 8도의 단계(S90)로 나아간다.
단계(S90)에서는 금회 입력된 TDC신호는 좌우 뱅크 어느 기통으로 대응하는 것인지, 즉 금회 연료를 분사할 기통은 #1, 3, 5기통의 어느것이 있는지 아닌지를 판별한다. 이 판별이 긍정의 경우에는 우측 뱅크(12a)의 기통에 연료 분사하게 됨으로써 단계(S92)로 나아가며, 우측 뱅크용의 피이드백 보정계수(KFBR)를 다음식(11)에 의하여 연산한다.
KFBR=KFB‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(11)
여기서, KFB는 보정 계수 연산 루틴 단계(S20)에서 연산, 기억하는 피이드백 보정 계수(KFB)이다.
다음에 전자 제어 장치(44)는 이 보정 계수(KFBR)를 사용하여 밸브 개방시간(TINJ)을 다음식(12)에 의하여 연산한다(단계 S93).
TINJ=TB×KFBR×K＋TD‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(12)
여기서, TB는 기본 밸브 개방 시간이고, 예를들면 엔진 회전수(Ne)와 흡기량 A/N에 따라, 미리 기억되어 있는 테이프에서 읽게 된다. K는 보정계수 연산 루틴의 단계(S59)에서 설정한 피이드백 보정계수 이외의 보정계수이다. TD는 건전지 전압등에 의하여 설정되는 보정치이다.
그리고, 전자 제어 장치(44)는 이렇게 설정한 밸브 개방시간(TINJ)에 따른 구동 신호를 금회 연료를 분사할 우측 밸브(12a)의 기통의 연료 분사 밸브(16)에 공급하여 이것을 밸브개방시키고, 밸브개방 시간(TINJ)에 대응한 연료량을 해당 기통에 분사 공급한다.
한편 단계(S90)에서의 판별 결과가 부정의 경우에는 좌측 뱅크의 연료 분사하게 됨으로, 단계(S95)로 나아가며, 뱅크간 보정계수(KBC)를 상기 기억 장치에서 판독되어간다. 그리고 다음식(13)에 의하여 좌측 뱅크용의 피이드백 보정 계수(KFBL)를 연산한다(단계 S96).
KFBL=KFB×KBC‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(13)
여기서, KFB는 식(11)과 마찬가지로 보정계수인 연산 루틴의 단계(S20)에서 연산 기억한 피이드백 보정계수이다.
전자 제어 장치(44)는 이 보정계수(KFBL)를 사용하여 밸브 개방시간(TFBL)를 사용하여 밸브 개방시간(TINJ)을 다음식(14)에 의하여 연산한다(단계 S97).
TINJ=TB×KFBL×K＋TD‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(14)
여기서, TB, K 및 TD는 식(12)에서 사용한 것과 마찬가지로 각각 기본 밸브개방시간, 피이드백 보정 계수 이외의 보정 계수 및 건전지 전압등에 의하여 설정되는 보정치이다.
그리고, 전자 제어 장치(44)는 이렇게 설정한 밸브개방시간(TINJ)에 따른 구동 신호를 금회 연료를 분사할 좌측 뱅크(12b) 기통의 연료 분사 밸브(16)에 공급하여 이것을 밸브개방시키고, 밸브개방시간(TINJ)에 대응한 연료량을 해당 기통에 분사 공급한다.
밸브개방시간(TINJ)의 연산 방법에는 상술한 실시예 이외에도 여러가지의 것을 적용할 수 있지만, 각 기통에 공급되는 연료를, 전방 O2센서의 출력에 따라 설정하고, 전방 O2센서가 설치되는 측의 뱅크 기통에 공급되는 연료량에 대하는 타측의 뱅크 기통에 공급되는 연료량을 후방 O2센서의 출력에 따라 제어하는 것이면 좋다.
상술의 실시예에서는 연료 공급 장치로서의 연료 분사 밸브(16)는 각 기통의 흡기 포트 근방에 한팔 크기로 설치한 소위 멀티 포인트 분사 방식(MP 방식)을 사용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 각 뱅크의 기통에 각각 공통하여 1개만 설치하고, 연료 분사가 뱅크마다 교대로 행하게 되는 것(같은 뱅크내에서는 동시 분사 방식)이어도 좋고, 이 경우, 분사 뱅크를 검출할 수 있도록 상술의 기통 판별 센서(58)에 의하여 크랭크축의 1/2각 속도로서 회전하는 분배기의 로터 위상을 120°마다 검출하도록 하면 좋다. 본 발명은 같은 뱅크내에서 동시 분사 방식의 것을 채용하는 경우, 연료 분사 밸브에 대신하여 브리드 공기량을 조정하여 연료량을 제어하는 전자 제어식 기화기 등의 연료 공급 장치를 갖추는 것에 적용하는 것도 가능하다.
전방 O2센서(40) 및 후방 O2센서(42)는 소위 λ형 산소 센서이어도 좋고, 전역 리니이형 산소 센서이어도 좋다. 후방 O2센서(42)는 촉매 콘버터(36)의 하류의 접합 배기관(34)에 설치하여도 좋고, 촉매 콘버터(36)내에 설치하여도 좋다.
제10도 내지 제12도에 나타내듯이, 좌우의 배기 매니폴드(30, 32)의 각각에, 혹은 어느 한쪽에 워밍업용의 촉매 콘버터(38)를 삽입설치하여도 좋다. 워밍업용의 촉매 콘버터(38)가 개장되는 배기 통로에 설치되는 전방 O2센서(40)는 촉매 콘버터(38)의 상류측에 설치하는 것이 좋다. 또한 제10 내지 제12도에서 제 1도에 나타내는 구성 요소와 같은 것으로는 같은 부호를 붙이고 있다.
또한 상술의 실시예에서는 본 발명의 내연 기관의 피이드백 제어 장치를 V6엔진에 작용한 것을 예로 설명했지만, 배기 간섭을 피하기 위해 기통군마다 독립 배기 통로를 설치한, 예를들면 직렬 4기통 엔진에도 적용할 수 있다. 이 경우, 한쪽의 독립 배기 통로에 전방 O2센서를 장치하면 좋으므로 전방 O2센서의 설치 위치의 설계 자유도가 크고, 다른쪽의 독립 배기 통로에 관하지 않고, 이 센서의 부착 위치를 결정할 수 있다.
이상 서술했듯이 본 발명의 내연기관의 공연비 피이드백 제어 장치에 의하면 제1기통군과 제2기통군으로 각각 제1 및 제2배기 통로가 접속되고, 이들 배기 통로의 대기측단이 접속되는 집합 배기 통로의 도중에 촉매식 배기 가스 후 처리 장치가 설치되며, 제1기통군의 각 기통에 연료를 공급하는 제1연료 공급 장치와, 제2기통의 각 기통에 연료를 공급하는 제2연료 공급 장치를 갖춘 내연기관의 공연비 피이드백 제어 장치에서, 제1배기 통로에 그 배기 통로내에 배출되는 배기 가스의 산소 농도를 검출하는 제1산소 검출 수단을 설치하고, 배기 가스후, 처리 장치의 내부 내지는 하류의 집합 배기 통로에, 그 배기 가스 후 처리 장치에 의하여 정화 처리된 배기 가스중의 산소 농도를 검출하는 제2산소 검출 수단을 설치하고, 제1 및 제2연료를 공급 장치에 의하여 각 기통에 공급하는 연료량을 제1산소를 검출 수단이 검출하는 산소 농도에 따라 설정하고, 제2의 연료 공급 장치에 의하여 제2기통군의 각 기통에 공급되는 연료량을 제2산소 검출 수단이 검출하는 산소 농도에 따라 보정하도록 하였으므로, 제2산소 검출 수단에 의한 보정폭이 넓게되고, 공연비의 변동 진폭을 극잔으로 크게 하거나, 리미트 사이클 주기를 극단으로 길게 하도록 하는 것이 없고, 촉매 콘버터 장치의 정화 효율을 높은 값으로 지지할 수 있다. 뱅크간의 공연비에 대한 불균형을 보정할 수 있으므로, 보다 정확한 공연비의 피이드백 제어를 할 수 있다. 종래와 같이 제1산소 검출 수단에 의하여 2개의 배기 통로내의 배기 가스중, 산소 농도를 동시에 검출할 필요가 없으므로, 제1산소 검출 수단의 설치 위치에 대한 설계 자유도가 증가하고, 제1의 산소 검출 수단의 설치가 쉽게 된다.

Claims (1)

  1. 제1기통군(12a)와 제2기통군(12b)에 각각 제1 및 제2배기 통로(30, 32)가 접속되고, 이들 배기 통로의 대기 측단이 접속되는 집합 배기 통로(34)의 도중에 촉매식 배기 가스 후처리 장치(36)가 설치되고, 상기 제1기통군의 각 기통에 연료를 공급하는 제1연료 공급 장치(16)와, 상기 제2기통군의 각 기통에 연료를 공급하는 제2연료 공급 장치(16)를 갖춘 내연기관의 공연비 피이드백 제어 장치에 있어서, 상기 제1배기 통로(30)에 그 배기 통로내에 배출되는 배기 가스의 산소 농도를 검출하는 제1산소 검출 수단(40)을 설치하는 동시에 상기 배기 가스 후처리 장치의 내부 내지는 하류의 집합 배기 통로에 그 배기 가스 후처리 장치에 의하여 정화 처리된 배기 가스중의 산소 농도를 검출하는 제2산소 검출 순단(42)을 설치하고, 상기 제1 및 제2연료 공급 장치에 의하여 각 기통에 공급하는 연료량을 상기 제1산소를 검출 수단이 검출하는 산소 농도에 따라 설정하고, 각 연료 공급 장치에 의해 각각 그 기통에 공급되는 연료량중 상기 제2연료 공급 장치에 의하여 제2기통군의 각 기통에 공급되는 연료량을 상기 제2산소 검출 수단이 검출하는 산소 농도에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 공연비 피이드백 제어 장치.
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