BR112015018145B1

BR112015018145B1 - Sistema de controle de motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112015018145B1
Application number: BR112015018145-7A
Authority: BR
Inventors: Shuntaro Okazaki; Norihisa Nakagawa; Yuji Yamaguchi
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2021-10-19
Also published as: US20160061084A1; JPWO2014118892A1; EP2952715A1; BR112015018145A2; KR20150099837A; AU2013376226B2; WO2014118892A1; CN104956053B; EP2952715B1; KR101822564B1; JP6075394B2; US9765672B2; EP2952715A4; RU2609604C1; AU2013376226A1; CN104956053A

Abstract

sistema de controle de motor de combustão interna. este dispositivo de controle para um motor de combustão interna, equipado com um catalisador de purificação de escape (20), o qual está disposto numa passagem de escape do motor de combustão interna e é capaz de armazenar oxigênio, inclui: um meio de detecção da razão de ar-combustível a jusante, o qual está disposto à jusante do catalisador de purificação de escape na direção do fluxo do escape; e um controlador da razão de ar-combustível de entrada que controla a razão de ar-combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape. se a razão de ar-combustível de saída, detectada pelo meio de detecção da razão de ar-combustível a jusante, for igual ou menor do que uma razão de ar-combustível avaliada como rica, a qual é mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, o controlador da razão de ar-combustível de entrada ajusta a razão de ar-combustível alvo do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de exaustão, para que esta fique, continua ou intermitentemente, mais pobre do que a razão de ar-combustível estequiométrica até que a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape atinja uma quantidade de armazenamento definida. se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape for igual ou maior do que a quantidade de armazenamento determinada, o controlador da razão de ar-combustível de entrada ajusta a razão de ar-combustível alvo para que esta fique, continua ou intermitentemente, mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica, até que a quantidade de armazenamento de oxigênio diminua para zero sem atingir a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção refere-se a um sistema de controle de um motor de combustão interna que controla um motor de combustão interna de acordo com a saída de um sensor de razão de ar- combustível.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]No passado, um sistema de controle de um motor de combustão inter na que possui um sensor de razão de ar- combustível em uma passagem de escape do motor de combustão interna e que controla a quantidade de combustível alimen tado no motor de combustão interna, com base na saída deste sensor de razão de ar- combustível, é amplamente conhecido (por exemplo, ver PLTs 1 a 4).

[003]Em tal sistema de controle, é utilizado um catalisador de purificação de escape que é fornecido na passagem de escape e tem capacidade de armazena-mento de oxigênio. Um catalisador de purificação de escape, que tem uma capaci-dade de armazenamento de oxigênio, pode remover o gás não queimado (HC, CO, etc), NOx, etc., nos gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape, quando a quantidade de armazenamento de oxigênio é uma quantidade adequada entre uma limite superior da quantidade de armazenamento e um limite inferior da quantidade de armazenamento. Isto é, se o gás de escape de uma razão de ar- combustível no lado rico, a partir da razão de ar- combustível estequiométrica (doravante também denominada de "razão de ar- combustível rica") flui para dentro do catalisador de purificação de escape, o gás não queimado no gás de escape é oxidado e purificado pelo oxigênio armazenado no catalisador de purificação de es-cape. Por outro lado, se o gás de escape de uma razão de ar- combustível num lado pobre, a partir da razão de ar- combustível estequiométrica (doravante também de-nominada de "razão de ar- combustível pobre"), flui para dentro do catalisador de purificação de escape, o oxigênio no gás de escape é armazenado no catalisador de purificação de escape. Devido a isto, a superfície do catalisador de purificação de escape fica em um estado deficiente de oxigênio. Portanto, o NOx no gás de escape é reduzido e purificado. Como resultado, o catalisador de purificação de escape po de purificar o gás de escape, independentemente da razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape, desde que a quantidade de armazenamento de oxigênio esteja em um valor adequado.

[004]Portanto, para manter a quantidade de armazenamento de oxigênio no catalisador de purificação de escape em uma quantidade adequada, o sistema de controle acima é fornecido com um sensor de razão de ar- combustível no lado a montante do catalisador de purificação de escape na direção do fluxo do gás de es-cape, bem como é fornecido com um sensor de oxigênio no lado a jusante na dire-ção do fluxo do gás de escape. Ao utilizar estes sensores, o sistema de controle rea-liza o controle por realimentação com base na saída do sensor de razão de ar- com-bustível no lado a montante, de modo que a saída deste sensor de razão de ar- combustível se torna um valor alvo que corresponde a uma razão de ar- combustível alvo. Além disso, um valor alvo do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante é corrigido com base na saída do sensor de oxigênio no lado a jusante. Observe que, na explicação seguinte, o lado a montante na direção do fluxo do gás de escape, às vezes, é simplesmente referido como o "lado a montante", e o lado a jusante na direção do fluxo do gás de escape, às vezes, é simplesmente referido como o "lado a jusante".

[005]Por exemplo, no sistema de controle descrito na PLT 1, quando a ten-são de saída do sensor de oxigênio no lado a jusante tem um valor limiar superior ou maior e, portanto, o estado do catalisador de purificação de escape encontra-se em um estado deficiente em oxigênio, a razão de ar- combustível alvo do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape é avaliada como uma razão de ar- combustível pobre. Por outro lado, quando a tensão de saída do sensor de oxigênio no lado a jusante tem um valor limiar inferior ou menor e, portanto, o es-tado do catalisador de purificação de escape encontra-se em um estado com exces so de oxigênio, a razão de ar- combustível alvo é avaliada como a razão de ar- com-bustível rica. De acordo com a PLT 1, devido a isso, quando no estado deficiente de oxigênio ou no estado com excesso de oxigênio, considera-se que o estado do cata-lisador de purificação de escape pode ser rapidamente devolvido a um estado inter-mediário entre os dois estados (isto é, um estado onde o catalisador de purificação de escape armazena uma quantidade adequada de oxigênio).

[006]Além disso, no sistema de controle acima, se a tensão de saída do sensor de oxigênio no lado a jusante situa-se entre o valor limiar superior e valor li-miar inferior, quando a tensão de saída do sensor de oxigênio tende a aumentar, a razão de ar- combustível alvo é avaliada como a razão de ar- combustível pobre. Por outro lado, quando a tensão de saída do sensor de oxigênio tende a diminuir, a ra-zão de ar- combustível alvo é avaliada como a razão de ar- combustível rica. De acordo com a PLT 1, devido a isso, considera-se possível prevenir previamente que o estado do catalisador de purificação de escape se torne um estado deficiente de oxigênio ou um estado com excesso de oxigênio.

[007]Além disso, no sistema de controle descrito na PLT 2, a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape é calculada com base nas saídas do medidor de fluxo de ar e do sensor de razão de ar- combus-tível no lado a montante do catalisador de purificação de escape. Além disso, quan do a quantidade de armazenamento de oxigênio calculada for maior do que a quan-tidade de armazenamento de oxigênio alvo, a razão de ar- combustível alvo do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape é avaliada como a razão de ar- combustível rica, enquanto que, quando a quantidade de arma-zenamento de oxigênio calculada for menor do que a quantidade de armazenamento de oxigênio alvo, a razão de ar- combustível alvo é avaliada como a razão de ar- combustível pobre. De acordo com a PLT 2, devido a isso, considera-se possível manter constante a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape com a quantidade de armazenamento de oxigênio alvo.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTES

[008]PLT 1: Publicação de Patente Japonesa No. 2011-069337 A PLT 2: Publicação de Patente Japonesa No. 2001-234.787 A PLT 3: Publicação de Patente Japonesa No. H8-232723 A PLT 4: Publicação de Patente Japonesa No. 2009-162139 A

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[009]A FIG. 2 mostra a razão entre a quantidade de armazenamento de oxi-gênio do catalisador de purificação de escape e a concentração de NOx ou de gás não queimado (HC, CO, etc.) do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape. A FIG. 2 (A) mostra a razão entre a quantidade de armaze-namento de oxigênio e a concentração de NOx no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape, quando a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape for a razão de ar- combustível pobre. Por outro lado, a FIG. 2 (B) mostra a razão entre a quanti dade de armazenamento de oxigênio e a concentração de gás não queimado no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape, quando a ra zão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de puri ficação de escape for a razão de ar- combustível rica.

[010]Conforme será entendido a partir da FIG. 2 (A), quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape for peque na,há uma margem até a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio. Por conseguinte, mesmo quando a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape for a razão de ar- combustível pobre (isto é, este gás de escape inclui NOx e oxigênio), o oxigênio no gás de esca-pe é armazenado no catalisador de purificação de escape. Juntamente com isto, o NOx é reduzido e purificado. Como resultado, o gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape não contém muito NOx.

[011]No entanto, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catali-sador de purificação de escape se torna maior, quando a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape for a razão de ar- combustível pobre, se torna mais difícil de armazenar o oxigênio no gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape. Juntamente a isso, se torna mais difícil para o NOx no gás de escape ser reduzido e purificado também. Por isso, conforme será entendido a partir da FIG. 2 (A), se a quantidade de armazenamento de oxigênio aumentar além de um certo limite superior da quan-tidade de armazenamento Climsup, a concentração de NOx no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape aumenta rapidamente.

[012]Por outro lado, quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape for grande, e se a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape for a razão de ar- combustível rica (isto é, este gás escape inclui HC ou CO ou outro gás não queimado), o oxigênio armazenado no catalisador de purificação de escape é liberado. Portanto, o gás não queimado no gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape é oxidado e purificado. Como resultado, con-formeserá entendido a partir da FIG. 2 (B), o gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape contém quase nenhum gás não queimado tam-bém.

[013]No entanto, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catali-sador de purificação de escape se torna menor quando a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape for uma razão de ar- combustível rica, o oxigênio liberado a partir do catalisador de puri-ficação de escape se torna menor. Juntamente com isto, é mais difícil de o gás não queimado no gás de escape ser purificado e oxidado. Por isso, conforme será en-tendido a partir da FIG. 2 (B), se a quantidade de armazenamento de oxigênio dimi-nui ao longo de um certo limite inferior da quantidade de armazenamento Climinf, a concentração do gás não queimado no gás de escape que flui para fora do catalisa-dor de purificação de escape aumenta rapidamente.

[014]A quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purifi-cação de escape e a concentração de NOx no gás de escape na saída têm a razão acima mencionada. Por conseguinte, quando se realiza o controle descrito na PLT 1, isto é, quando se realiza o controle que ajuste a razão de ar- combustível alvo para a razão de ar- combustível rica, quando a tensão de saída do sensor de oxigênio no lado a jusante se torna o valor do limite inferior, ou menor, um certo grau de NOx flui para fora do catalisador de purificação de escape. Este estado é mostrado na FIG. 20.

[015]A FIG. 20 é um gráfico de tempo da quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape, a razão de ar- combustível do gás de escape detectada pelo sensor de oxigênio no lado a jusante, a razão de ar- com-bustível alvo do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape, a razão de ar- combustível do gás de escape detectada pelo sensor de oxi-gênio no lado a montante, e a concentração de NOx no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape.

[016]No exemplo ilustrado, no estado antes do tempo t1, a razão de ar- combustível alvo do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape é avaliada como a razão de ar- combustível pobre. Portanto, a quantida de de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape aumenta gradualmente. Por outro lado, o oxigênio no gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape é completamente armazenado no catalisador de purificação de escape, por conseguinte, o gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape contém quase nenhum oxigênio. Portanto, a razão de ar- combustível do gás de escape detectada pelo sensor de oxigênio no lado a jusante se torna substancialmente a razão de ar- combustível estequiométri- ca. Do mesmo modo, o NOx no gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape é completamente reduzido e purificado no catalisador de puri-ficação de escape, e, por conseguinte, o gás de escape que flui para fora do catali-sador de purificação de escape contém quase nenhum NOx.

[017]Se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de puri-ficação de escape aumenta gradualmente e se aproxima da quantidade máxima de armazenamento de oxigênio Cmax, conforme mostrado na FIG. 2, uma parte do oxi-gênio no gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape não pode mais ser armazenado no catalisador de purificação de escape. Como re-sultado, a partir do tempo t1, o gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape contém oxigênio. Portanto, a razão de ar- combustível do gás de escape detectada pelo sensor de oxigênio no lado a jusante se torna a razão de ar- combustível pobre. Então, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape aumenta ainda mais, a razão de ar- combustí vel do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape atin ge uma razão limite de ar- combustível superior predeterminada ACsupref (corres-pondendo ao valor limiar inferior) e a razão de ar- combustível alvo é convertida na razão de ar- combustível rica.

[018]Se a razão de ar- combustível alvo é convertida na razão de ar- com-bustível rica, a quantidade de injeção de combustível no motor de combustão interna é aumentada de acordo com a razão de ar- combustível alvo convertida. Mesmo se a quantidade de injeção de combustível for aumentada desta forma, uma vez que há um certo grau de distância entre o corpo do motor de combustão interna e o catali-sador de purificação de escape, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape não é convertida na razão de ar- combustível rica imediatamente, mas é retardada. Portanto, mesmo se a ra zão de ar- combustível alvo for convertida no momento t2 na razão de ar- combustí vel rica, até o tempo t3, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape permanece na razão de ar- combus tível pobre. Portanto, do momento t2 para o t3, a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape atinge o valor máximo de armaze namento de oxigênio Cmax ou se torna um valor próximo do valor máximo de arma zenamento de oxigênio Cmax. Como resultado, o oxigênio e NOx fluem para fora a partir do catalisador de purificação de escape. Em seguida, no momento t3, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purifica ção de escape se torna a razão de ar- combustível rica e a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape conver ge para a razão de ar- combustível estequiométrica.

[019]Deste modo, mesmo se for realizado o controle descrito em PLT 1, ocorrerá um atraso no momento em que houver a conversão da razão de ar- com-bustível alvo até quando houver a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape, se torna a razão de ar- combustível rica. Como resultado, conforme será compreendido a partir da "concen-tração de NOx no gás de saída"na FIG. 20, o NOx flui temporariamente para fora do catalisador de purificação de escape.

[020]Além disso, quando se calcula o valor estimado da quantidade de ar-mazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape, com base nas saídas do medidor de fluxo de ar e do sensor de razão de ar- combustível do lado a montante, etc, conforme mostrado no sistema de controle que é descrito no PLT 2, ocorre erro no valor estimado. Tal erro será grande se o valor estimado da quantida de de armazenamento de oxigênio for calculado através da acumulação de saídas ao longo de um período de tempo, mesmo que tal erro seja pequeno se calculá-lo em um curto período de tempo. Como resultado, mesmo se a razão de ar- combustí vel do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape for controlada, de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio real se torne a quantidade de oxigênio de armazenamento alvo, a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape finalmente atinge a máxima quantidade de armazenamento de oxigênio ou zero.

[021]No sistema de controle descrito na PLT 2, prevendo tal situação, quan-do o sensor de oxigênio no lado a jusante detecta uma razão de ar- combustível que não seja a razão de ar- combustível estequiométrica, o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio é corrigido para retornar a atual quantidade de ar-mazenamento de oxigênio a uma quantidade adequada. No entanto, assim como neste caso, ocorre um atraso no momento em que o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio for corrigido até o momento em que este for refletido para a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape. Como resultado, de forma semelhante ao sistema de con-trole descrito na PLT 1, o NOx flui temporariamente para fora a partir do catalisador de purificação de escape.

[022]Portanto, tendo em consideração o problema acima, um objeto da pre-sente invenção consiste em fornecer um sistema de controle de um motor de com-bustão interna que compreende um catalisador de purificação de escape que tem uma capacidade de armazenamento de oxigênio, onde o sistema de controle impede que a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape atinja a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio e o NOx perma- neça no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[023]Para resolver o problema acima, em um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema de controle de um motor de combustão interna, sendo que o motor compreende um catalisador de purificação de escape que está disposto em uma passagem de escape do motor de combustão interna e que pode armazenar oxigênio, onde o sistema de controle compreende: um meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante, o qual está disposto no lado a jusante na dire ção do fluxo do gás de escape a partir do catalisador de purificação de escape, e que detecta uma razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape; e um controlador da razão de ar- combustível de entrada que controla uma razão de ar- combustível do gás de escape que flui pa ra dentro do catalisador de purificação de escape, onde o controlador da razão de ar- combustível de entrada compreende: um meio de aumento da quantidade de ar-mazenamento de oxigênio que ajusta, continua ou intermitentemente, uma razão de ar- combustível alvo do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purifi-cação de escape para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica quando a razão de ar- combustível, detectada pelo meio de detec ção da razão de ar- combustível no lado a jusante, se torna uma razão de ar- com bustível avaliada como rica, a qual é mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, ou menos, até que a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape se torne uma quantidade dada de armazena-mento que é menor do que um limite superior da quantidade de armazenamento de oxigênio, onde as taxas de aumento das concentrações de oxigênio e NOx, no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape, começam a se torna maiores do que antes; e um meio de diminuição da quantidade de armazena-mento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitentemente, a razão de ar- com- bustível alvo para que esta fique mais rica do que a razão de ar- combustível este- quiométrica quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape se torna a quantidade dada de armazenamento, ou maior, de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio diminua para zero sem atin-gir a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio.

[024]Para resolver o problema acima, em um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema de controle de motor de combustão interna, onde o motor compreende um catalisador de purificação de escape, que está disposto em uma passagem de escape do motor de combustão interna e que pode armazenar oxigê-nio, sendo que o sistema de controle compreende: um meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante que está disposto no lado a jusante, na direção do fluxo de escape, a partir do catalisador de purificação de escape e que detecta uma razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape; um controlador da razão de ar- combustível de entrada que controla a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catali-sador de purificação de escape; um meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante que detecta ou estima a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape; e um meio de estimativa da quantidade de oxigênio que estima uma quantidade de arma-zenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape com base na razão de ar- combustível do gás de escape detectado ou estimado pelo meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante, em que o controlador da razão de ar- combustível de entrada compreende: um meio de aumento da quanti-dade de armazenamento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitentemente, uma razão de ar- combustível alvo do gás de escape, que flui para dentro do catali-sador de purificação de escape, para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a razão de ar- combustível, detectada pelo meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante, se torna uma razão de ar- combustível avaliada como rica, a qual é mais rica do que a razão de ar- com-bustível estequiométrica, ou menos, até que a quantidade de armazenamento de oxigênio, a qual é estimada pelo meio de estimativa da quantidade de armazena-mento de oxigênio, se torne a quantidade dada de armazenamento que é menor do que a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio; e um meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio para ajustar intermitentemente a ra-zão de ar- combustível alvo para que esta fique mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a quantidade de armazenamento de oxigênio, a qual é estimada pelo meio de estimativa da quantidade de oxigênio se torna a quantidade dada, ou maior, de modo que a quantidade de armazenamento de oxi-gênio diminua para zero sem atingir a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio.

[025]Em um terceiro aspecto da invenção, é fornecido o primeiro ou segun do aspecto da invenção, onde a diferença entre o valor médio da razão de ar- com-bustível alvo e da razão de ar- combustível estequiométrica, no período de tempo em que a razão de ar- combustível alvo é, continua ou intermitentemente, ajustada para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica através do meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio, é maior do que a diferença entre o valor médio da razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível estequiométrica no período em que a razão de ar- combustível alvo é, continua ou intermitentemente, ajustada para que esta fique mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica através do meio de diminuição da quan-tidade de armazenamento de oxigênio.

[026]Em um quarto aspecto da invenção, é fornecido qualquer um do primei-ro ao terceiro aspecto da invenção, onde o meio de aumento da quantidade de ar-mazenamento de oxigênio mantém continuamente a razão de ar- combustível alvo mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica.

[027]Em um quinto aspecto da invenção, é fornecido qualquer um do primei-ro ao quarto aspecto da invenção, em que o meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio mantém continuamente a razão de ar- combustível alvo mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica.

[028]Em um sexto aspecto da invenção, é fornecido qualquer um do primei ro ao terceiro aspecto da invenção, em que o meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio ajusta intermitentemente a razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométri- ca, e ajusta a razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica em, pelo menos, uma parte de um período de tempo em que a razão de ar- combustível alvo não é ajustada para a razão de ar- combustível estequiométrica.

[029]Em um sétimo aspecto da invenção, é fornecido qualquer um do pri-meiro ao sexto aspecto da invenção que compreende ainda um meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante que detecta ou estima a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape, onde o controlador da razão de ar- combustível de entrada controla uma quantidade de combustível fornecida à câmara de combustão de um motor de combustão interna, de modo que a razão de ar- combustível do gás de es-cape, a qual é detectada ou estimada pelo meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante, se torne a razão de ar- combustível alvo.

[030]Em um oitavo aspecto da invenção, é fornecido o sétimo aspecto da invenção, o qual compreende ainda um meio de estimativa da quantidade de arma-zenamento de oxigênio que estima uma quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape com base na razão de ar- combustível do gás de escape detectado ou estimado pelo meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante, onde o meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio ajusta a razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica, até que a quan-tidade de armazenamento de oxigênio, estimada pelo meio de estimativa da quanti-dade de armazenamento de oxigênio, se torne a quantidade dada de armazenamen-to.

[031]Em um nono aspecto da invenção, é fornecido qualquer um do primeiro ao oitavo aspecto da invenção, onde o motor de combustão interna compreende ainda um catalisador de purificação de escape no lado a jusante que está disposto na passagem de escape no lado a jusante na direção do fluxo de escape, a partir do meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante, e que pode arma-zenaroxigênio.

[032]Em um 10° aspecto da presente invenção, é fornecido qualquer um do primeiro ao nono aspecto da invenção, onde o funcionamento com base no meio de aumento da quantidade de armazenamento e o funcionamento com base no meio de diminuição da quantidade de armazenamento são realizados alternada e repetida mente.

[033]Em um aspecto 11° aspecto da invenção, é fornecido o nono aspecto ou 10° da invenção, onde o sensor de razão de ar- combustível compreende: um primeiro eletrodo que é exposto ao gás de escape através de uma camada de regu-lação de difusão, na qual a razão de ar- combustível deve ser detectada; um segun-do eletrodo, o qual é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletró- lito sólido que está disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; um dis-positivo de aplicação de tensão que aplica a tensão através do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; e um dispositivo de detecção de corrente, que detecta a corrente que flui através do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, sendo que a tensão apli-cadaé a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão, sendo que a corrente de saída é a corrente que é detectada pelo dispositivo de detecção de cor-rente.

[034]Em um 12° aspecto da invenção, é fornecido o nono aspecto ou 10° da invenção, onde o sensor de razão de ar- combustível compreende: uma câmara de gás medido dentro da qual o gás de escape, no qual a razão de ar- combustível de ve ser detectada, flui; uma célula bomba que bombeia o oxigênio para dentro e bombeia para fora a partir do gás de escape na câmara de gás medido em confor-midade com uma corrente da bomba; e uma célula de referência, na qual a corrente de referência que deve ser detectada muda em conformidade com a razão de ar- combustível na referida câmara de gás medido, a referida célula de referência com-preende: um primeiro eletrodo que é exposto diretamente ao gás de escape na câ-mara de gás medido ou através de uma camada de regulação de difusão; um se-gundo eletrodo que é exposto a uma atmosfera de referência; e uma camada de ele- trólito sólido que está disposta entre o referido primeiro eletrodo e o referido segundo eletrodo, o sensor de razão de ar- combustível compreende: um dispositivo de apli-cação de tensão de referência que aplica tensão ao longo do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo da célula de referência; um dispositivo de detecção de corrente de referência que detecta a corrente que flui através do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo da célula de referência, como a corrente de referência; um dispositivo de controle de corrente da bomba que controla a corrente da bomba fornecida à célula bomba, de modo que a corrente de referência detectada pelo referido dispositivo de detecção de corrente de referência seja zero; e um dispositivo de detecção de cor-rente da bomba que detecta a corrente da bomba, e a tensão aplicada é a tensão de referência que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão de referência, e a referida corrente de saída é a corrente da bomba que é detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba.

EFEITOS VANTAJOSOS DE INVENÇÃO

[035]De acordo com a presente invenção, a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape é impedida de atingir a quanti-dademáxima de armazenamento de oxigênio e o NOx é impedido de permanecer no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape, em um motor de combustão interna que compreende um catalisador de purificação de es-cape que tem uma capacidade de armazenamento de oxigênio.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[036][FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista que mostra, esquematicamente, um motor de combustão interna no qual um sistema de controle do presente invento é utiliza-do.

[037][FIG. 2] A FIG. 2 é uma vista que mostra a relação entre a quantidade de armazenamento de oxigênio de um catalisador de purificação de escape e uma concentração de NOx ou de gás não queimado no gás de escape que flui para fora de um catalisador de purificação de escape.

[038][FIG. 3] A FIG. 3 é uma vista esquemática em corte transversal de um sensor de razão de ar- combustível.

[039][FIG. 4] A FIG. 4 é uma vista que mostra esquematicamente um funci-onamento de um sensor de razão de ar- combustível.

[040][FIG. 5] A FIG. 5 mostra a relação entre a razão de ar- combustível de escape em torno do sensor de razão de ar- combustível e a corrente de saída do mesmo.

[041][FIG. 6] A FIG. 6 é uma vista que mostra um exemplo de um circuito específico que forma um dispositivo de aplicação de tensão e um dispositivo de de-tecção de corrente.

[042][FIG. 7] A FIG. 7 é um gráfico de tempo da quantidade de armazena-mento de oxigênio do catalisador de purificação de escape, etc.

[043]A FIG. 8 é um gráfico de tempo da quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape, etc.

[044][FIGO. 9] A FIG. 9 é um diagrama de bloco funcional de um sistema de controle.

[045][FIG. 10] A FIG. 10 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle para o cálculo de uma quantidade de ajuste da razão de ar- combustível.

[046][FIG. 11] A FIG. 11 é um gráfico de tempo de armazenamento a quan-tidade de oxigênio do catalisador de purificação de escape, etc.

[047][FIG. 12] A FIG. 12 é uma vista que mostra a relação entre a tensão aplicada e a corrente de saída do sensor em diferentes razões de ar- combustível do escape.

[048][FIG. 13] A FIG. 13 é uma vista que mostra a relação entre a razão de ar- combustível do escape e a corrente de saída em diferentes tensões aplicadas no sensor.

[049][FIG. 14] A FIG. 14 é uma vista que mostra de forma ampliada a região que é mostrada por X-X na FIG. 12.

[050][FIG. 15] A FIG. 15 é uma vista que mostra de forma ampliada a região que está representada por Y na FIG. 13.

[051][FIG. 16] A FIG. 16 é uma vista que mostra a relação entre a razão de ar- combustível do sensor de razão de ar- combustível e a corrente de saída.

[052][FIG. 17] A FIG. 17 é um gráfico de tempo da quantidade de armaze-namento de oxigênio do catalisador de purificação de escape, etc.

[053][FIG. 18] A FIG. 18 é uma vista esquemática em corte transversal de um sensor de razão de ar- combustível da terceira forma de realização.

[054][FIG. 19] A FIG. 19 é uma vista que mostra esquematicamente um fun-cionamento de um sensor de razão de ar- combustível da terceira forma de realiza-ção.

[055][FIG. 20] A FIG. 20 é um gráfico de tempo da quantidade de armaze- namento de oxigênio do catalisador de purificação de escape.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[056]A seguir, com referência aos desenhos, um dispositivo de controle de um motor de combustão interna da presente invenção será explicado em detalhe. Observa-se que, na seguinte explicação, são atribuídos os mesmos números de re-ferência aos elementos de componentes semelhantes. A FIG. 1 é uma vista que mostra, esquematicamente, um motor de combustão interna onde é utilizado um dis-positivo de controle de acordo com uma primeira forma de realização da presente invenção.

EXPLICAÇÃO DO MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA COMO UM TODO

[057]Com referência à FIG. 1, 1 indica um corpo de motor, 2 um bloco de ci-lindros, 3 um pistão que alterna dentro do bloco de cilindros 2, 4 uma cabeça de ci-lindro que é fixada ao bloco de cilindros 2, 5 uma câmara de combustão, que é for-mada entre o pistão 3 e a cabeça do cilindro 4, 6 uma válvula de admissão, 7 uma porta de admissão, 8 uma válvula de escape, e 9 uma porta de escape. A válvula de admissão 6 abre e fecha a porta de admissão 7, enquanto a válvula de escape 8 abre e fecha a porta de escape 9.

[058]Conforme mostrado na FIG. 1, uma vela de ignição 10 está disposta numa parte central de uma superfície interna da parede da cabeça do cilindro 4, en-quanto um injetor de combustível 11 está disposto em uma parte lateral da superfície interna da parede da cabeça do cilindro 4. A vela de ignição 10 é configurada para gerar uma faísca, de acordo com um sinal de ignição. Além disso, o injetor de com-bustível 11 injeta uma quantidade pré-determinada de combustível na câmara de combustão 5, em conformidade com um sinal de injeção. Observa-se que, o injetor de combustível 11 também pode estar disposto de modo a injetar o combustível para dentro da porta de admissão 7. Além disso, na presente forma de realização, como combustível, é utilizada a gasolina com uma razão de ar- combustível estequiométri- ca de 14,6 em um catalisador de purificação de escape. No entanto, o motor de combustão interna da presente invenção também pode usar outro combustível.

[059]A porta de admissão 7 de cada cilindro está conectada a um tanque de equilíbrio 14 através de um tubo bifurcado de sucção 13 correspondente, enquanto que o tanque de equilíbrio 14 está conectado a um filtro de ar 16 por meio de um tubo de admissão 15. A porta de admissão 7, tubo bifurcado de sucção 13, tanque de equilíbrio 14, e ingestão de forma tubo 15 uma passagem de admissão. Além dis so, no interior do tubo de admissão 15, está disposta uma válvula de estrangulamen to 18 que é acionada por um atuador de acionamento da válvula de estrangulamento 17. A válvula de estrangulamento 18 pode ser operada pelo atuador de acionamento da válvula de estrangulamento 17 para alterar, deste modo, a área da abertura da passagem de sucção.

[060]Por outro lado, a porta de escape 9 de cada cilindro está conectada a um coletor de escape 19. O coletor de escape 19 tem uma pluralidade de ramais que estão conectadas às portas de escape 9 e um cabeçote onde estes ramais estão compostos. O cabeçote do coletor de escape 19 está conectado a uma caixa no lado a montante 21 que abriga um catalisador de purificação de escape no lado a mon-tante 20. A caixa no lado a montante 21 está conectada através de um tubo de es-cape 22 a uma caixa no lado a jusante 23 que abriga um catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24. A porta de escape 9, o coletor de escape 19, a cai xa no lado a montante 21, tubo de escape 22, e a caixa no lado a jusante 23 formam uma passagem de escape.

[061]A unidade de controle eletrônico (ECU) 31 é composta por um compu-tador digital que é fornecido com os componentes que estão conectados entre si através de um barramento bidirecional 32, tais como a RAM (memória de acesso aleatório) 33, a ROM (memória somente de leitura) 34, a CPU (microprocessador) 35, porta de entrada 36, e a porta de saída 37. No tubo de admissão 15, um medidor de fluxo de ar 39 está disposto de modo a detectar a taxa de fluxo de ar que flui através do tubo de admissão 15. A saída deste medidor de fluxo de ar 39 é introdu-zidaatravés de um conversor AD 38 correspondente à porta de entrada 36. Além disso, no cabeçote do coletor de escape 19, um sensor de razão de ar- combustível do lado a montante (meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a mon-tante) 40 está disposto, o qual detecta a razão de ar- combustível do gás de escape que passa através do interior do coletor de escape 19 (isto é, o gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de gases de escape no lado a montante 20). Além disso, no tubo de escape 22, um sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante (meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante) 41 é fornecido, o qual detecta a razão de ar- combustível do gás de escape que passa através do interior do tubo de escape 22 (isto é, o gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de gases de escape no lado a montante 20 e flui para dentro do catalisador de purificação de gases de escape no lado a jusante). As saí-das destes sensores de razão de ar- combustível 40 e 41 também são introduzidos através dos conversores AD 38 correspondentes à porta de entrada 36. Observa-se que, as configurações desses sensores de razão de ar- combustível 40 e 41 serão explicadas mais adiante.

[062]Além disso, um pedal de acelerador 42 tem um sensor de carga 43 co-nectado a ele, que gera uma tensão de saída que é proporcional à quantidade de depressão do pedal do acelerador 42. A tensão de saída do sensor de carga 43 é introduzida na porta de entrada 36 por meio de um conversor AD correspondente 38. O sensor de ângulo da manivela 44 gera um impulso de saída a cada vez, por exemplo, um eixo de manivela / virabrequim gira em 15 graus. Este impulso de saída é introduzido na porta de entrada 36. A CPU 35 calcula a velocidade do motor pro-veniente do impulso de saída deste sensor de ângulo da manivela 44. Por outro la-do, a porta de saída 37 está conectada através de circuitos de comando 45 corres- pondentes à vela de ignição 10, aos injetores de combustível 11 e ao atuador de acionamento da válvula de estrangulamento 17. Note que as ECU 31 funcionam como meios de controle para controlar o motor de combustão interna com base nas saídas de vários sensores, etc.

EXPLICAÇÃO DO CATALISADOR DE PURIFICAÇÃO DE ESCAPE

[063]Tanto o catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 quanto o catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 têm configura-ções semelhantes. A seguir, apenas o catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 será explicado, mas o catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 também pode tem configuração e ação semelhantes.

[064]O catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é um ca-talisador de três vias, o qual possui uma capacidade de armazenamento de oxigê nio. Especificamente, o catalisador de purificação de gases no lado a montante 20 é constituído por um suporte feito de cerâmica no qual um metal precioso que tenha uma ação catalítica (por exemplo, platina (Pt)) e uma substância que tenha uma ca-pacidade de armazenamento de oxigênio (por exemplo, óxido de cério (CeO2)) são aceitos. Se o catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 atingir uma predeterminada temperatura de ativação, este exibe uma capacidade de armazena-mento de oxigênio além da ação catalítica de remover, simultaneamente, o gás não queimado (HC, CO, etc.) e os óxidos de nitrogênio (NOx).

[065]De acordo com a capacidade de armazenamento de oxigênio do catali-sador de purificação de escape no lado a montante 20, o catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 armazena o oxigênio no gás de escape, quando a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, for mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica (razão de ar- combustível pobre). Por outro lado, o ca-talisador de purificação de escape no lado a montante 20 libera o oxigênio que está armazenado no catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, quando a razão de ar- combustível do gás de escape de entrada for mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica (razão de ar- combustível rica). Observa-se que, a "razão de ar- combustível do gás de escape" significa a razão entre a massa do ar e a massa do combustível que são alimentadas até quando o gás de escape for pro-duzido. Geralmente, isto significa que a razão entre a massa do ar e a massa do combustível que são alimentadas na câmara de combustão 5 quando o gás de es-cape é produzido. Observa-se que, na presente especificação, uma razão de ar- combustível do gás de escape pode ser referida como "razão de ar- combustível de escape".

[066]O catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 possui uma capacidade de ação catalítica e de armazenamento de oxigênio e, portanto, tem a função de purificação de NOx e de gás não queimado, de acordo com a quan-tidade de armazenamento de oxigênio. Ou seja, conforme mostrado na FIG. 2 (A), se a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, for a razão de ar- combustível po bre quando a quantidade de armazenamento de oxigênio for pequena, o catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 armazena o oxigênio no gás de es-cape, e reduz o NOx e o purifica. Além disso, se a quantidade de armazenamento de oxigênio se torna maior, as concentrações de oxigênio e NOx no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 sobe rapidamente começando a partir da limite superior da quantidade de armazenamen to Climsup.

[067]Por outro lado, conforme mostrado na FIG. 2 (B), se a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, for a razão de ar- combustível rica quando a quanti-dade de armazenamento de oxigênio for grande, o oxigênio que é armazenado no gás de escape do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é libe-rado e o gás não queimado no gás de escape é oxidado e purificado. Além disso, se a quantidade de armazenamento de oxigênio se torna pequena, a concentração do gás não queimado no gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, aumenta rapidamente começando do limite inferi-or da quantidade de armazenamento Climinf.

[068]Conforme mencionado acima, de acordo com os catalisadores de puri-ficação de escape 20, 24 utilizados na presente forma de realização, a característica de purificação de NOx e de gás não queimado no gás de escape muda em confor-midade com a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro dos catalisadores de purificação de escape 20, 24 e a quantidade de armazenamento de oxigênio. Observa-se que, enquanto os catalisadores de purificação de escape 20, 24 tem uma capacidade de armazenamento de oxigênio e função catalítica, catali-sador de purificação de escape 20, 24 também podem ser catalisadores diferentes dos catalisadores de três vias.

CONFIGURAÇÃO DO SENSOR DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL

[069]Em seguida, com referência à FIG. 3, serão explicadas as configura-ções dos sensores de razão de ar- combustível 40 e 41 da presente forma de reali-zação. A FIG. 3 é uma vista esquemática em corte transversal dos sensores de ra zão de ar- combustível 40 e 41. Conforme será entendido a partir da FIG. 3, os sen sores de razão de ar- combustível 40 e 41 da presente forma de realização são sen sores de razão de ar- combustível do tipo célula única, onde cada qual é composto por uma camada de eletrólito sólido e um par de eletrodos que formam uma única célula.

[070]Conforme mostrado na FIG. 3, cada um dos sensores de razão de ar- combustível 40 e 41 é fornecido com uma camada de eletrólito sólido 51, um eletro do de escape lateral (primeiro eletrodo) 52, que está disposto numa superfície lateral da camada de eletrólito sólido 51, um eletrodo de atmosfera lateral (segundo eletro-do) 53, o qual está disposto na outra superfície lateral da camada de eletrólito sólido 51, uma camada de regulação de difusão 54 que regula a difusão do gás de escape que passa, uma camada protetora 55 que protege a camada de regulação de difu são 54, e uma parte aquecedora 56 que aquece o sensor de razão de ar- combustí vel 40 ou 41.

[071]É fornecida uma camada de regulação de difusão 54 em uma superfí-cie lateral da camada de eletrólito sólido 51. Na superfície lateral da camada de re-gulação de difusão 54 no lado oposto à superfície lateral do lado da camada de ele- trólito sólido 51, uma camada protetora 55 é fornecida. Na presente forma de reali-zação, uma câmara de gás medido 57 é formada entre a camada de eletrólito sólido 51 e a camada de regulação de difusão 54. Nesta câmara de gás medido 57, o gás a ser detectado pelos sensores de razão de ar- combustível 40 e 41, que é o gás de escape, é introduzido através da camada de regulação de difusão 54. Além disso, o eletrodo de escape lateral 52 é colocado no interior da câmara de gás medido 57, portanto, o eletrodo de escape lateral 52 é exposto ao gás de escape através da camada de regulação de difusão 54. Observa-se que, a câmara de gás medido 57 não precisa ser necessariamente fornecida. A camada de regulação de difusão 54 pode entrar em contato diretamente com a superfície do eletrodo de escape lateral 52.

[072]Na outra superfície lateral da camada de eletrólito sólido 51, a parte aquecedora 56 é fornecida. Entre a camada de eletrólito sólido 51 e a parte aquece-dora 56, uma câmara de gás de referência 58 é formada. Dentro dessa câmara de gás de referência 58, um gás de referência é introduzido. Na presente forma de rea-lização, a câmara de gás de referência 58 é aberta para a atmosfera. Portanto, no interior da câmara de gás de referência 58, a atmosfera é introduzida como gás de referência. O eletrodo de atmosfera lateral 53 está disposto no interior da câmara de gás de referência 58, portanto, o eletrodo de atmosfera lateral 53 é exposto ao gás de referência (atmosfera de referência). Na presente forma de realização, o ar at-mosférico é utilizado como gás de referência, de modo que o eletrodo de atmosfera lateral 53 é exposto à atmosfera.

[073]A parte aquecedora 56 é fornecida com uma pluralidade de aquecedo-res 59. Estes aquecedores 59 podem ser utilizados para controlar a temperatura dos sensores de razão de ar- combustível 40 ou 41, em particular, a temperatura das camadas de eletrólito sólido 51. A parte aquecedora 56 tem uma capacidade de ge-ração de calor o suficiente para aquecer a camada de eletrólito sólido 51 até ativar.

[074]A camada de eletrólito sólido 51 é formada por um corpo sinterizado de ZrO2 (zircônia), HfO2, ThO2, Bi2O3, ou outro óxido condutor de íons de oxigênio, co-mo o CaO, MgO, Y2O3, Yb2O3, etc, é misturado como estabilizador. Além disso, a camada de regulação de difusão 54 é formada por um corpo poroso sinterizado de alumina, magnésio, sílica, espinela, mulita, ou outra substância inorgânica resistente ao calor. Além disso, o eletrodo de escape lateral 52 e o eletrodo de atmosfera late ral 53 são formados por platina ou outro metal precioso com uma alta atividade cata lítica.

[075]Além disso, entre o eletrodo de escape lateral 52 e o eletrodo de at-mosfera lateral 53, um sensor de tensão Vr é fornecido pelo dispositivo de aplicação de tensão 60 que está montado sobre o ECU 31. Além disso, a ECU 31 é fornecida com um dispositivo de detecção de corrente 61 que detecta a corrente que flui entre estes eletrodos 52 e 53 através da camada de eletrólito sólido 51 quando o dispositi-vo de aplicação de tensão 60 alimenta o sensor de tensão Vr. A corrente que é de-tectada pelo dispositivo de detecção de corrente 61 é a corrente de saída dos senso-res de razão de ar- combustível 40 e 41.

FUNCIONAMENTO DO SENSOR DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL

[076]Em seguida, com referência à FIG. 4, será explicado o conceito básico de funcionamento dos então configurados sensores de razão de ar- combustível 40, 41. A FIG. 4 é uma vista que mostra esquematicamente o funcionamento dos senso res de razão de ar- combustível 40, 41. No momento da utilização, cada um dos sensores de razão de ar- combustível 40, 41 está disposto de modo que a camada protetora 55 e a superfície circunferencial externa da camada de regulação de difu são 54 são expostas ao gás de escape. Além disso, o ar atmosférico é introduzido na câmara de gás de referência 58 dos sensores de razão de ar- combustível 40, 41.

[077]No modo acima mencionado, a camada de eletrólito sólido 51 é forma da por um corpo sinterizado de um óxido condutor de íons de oxigênio. Portanto, este tem a propriedade de força eletromotriz E que é gerada (o que faz com que os íons de oxigênio se movam de um lado de alta concentração da superfície lateral para o lado de baixa concentração da superfície lateral) se houver uma diferença na concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51 no estado ativado por alta temperatura (característica da célula de oxigê-nio).

[078]Por outro lado, se ocorrer uma diferença de potencial entre as duas superfícies laterais, a camada de eletrólito sólido 51 tem a característica de tentar fazer com que os íons de oxigênio se movam de modo que uma razão de concentra-ção de oxigênio ocorra entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito só-lido em conformidade com a diferença de potencial (característica da bomba de oxi-gênio). Especificamente, quando ocorre uma diferença de potencial entre as duas superfícies laterais, isto provoca o movimento dos íons de oxigênio, de modo que a concentração de oxigênio na superfície lateral, à qual é dada uma polaridade positi-va, se torne maior do que a concentração de oxigênio na superfície lateral, à qual é dada uma polaridade negativa por uma razão relacionada à diferença de potencial. Além disso, conforme mostrado nas FIGS. 3 e 4, nos sensores de razão de ar- com-bustível 40, 41, uma tensão constante aplicada ao sensor Vr é aplicada através dos eletrodos 52, 53 de modo que o eletrodo de atmosfera lateral 53 se torna o eletrodo positivo e o eletrodo de escape lateral 52 se torna o eletrodo negativo. Observa-se que, na presente forma de realização, as tensões aplicadas ao sensor Vr nos senso-res de razão de ar- combustível 40 e 41 são as mesmas tensões que as outras.

[079]Quando a razão de ar- combustível de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 40, 41 é mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica, a razão entre as concentrações de oxigênio entre as duas superfí-cies laterais da camada de eletrólito sólido 51 não se tornam maiores. Portanto, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada a um valor adequado entre as duas super-fícies laterais da camada de eletrólito sólido 51, a razão real da concentração de oxigênio se torna menor do que a razão de concentração de oxigênio corresponden-teà tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, os íons de oxigênio movem-se do eletrodo de escape lateral 52 para o eletrodo de atmosfera lateral 43, conforme mos-trado na FIG. 4 (A) de modo que a razão de concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51 se torne maior em direção à razão de concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Como resultado, a corrente flui do lado positivo do dispositivo de aplicação de ten são 60, o qual aplica a tensão aplicada ao sensor Vr através do eletrodo de atmosfe ra lateral 53, da camada de eletrólito sólido 51, e do eletrodo de escape lateral 52, para o lado negativo do dispositivo de aplicação de tensão 60.

[080]A intensidade da corrente (corrente de saída) Ir que flui neste momento é proporcional à quantidade de oxigênio que flui por meio da difusão do gás de es-cape através da camada de regulação de difusão 54 para a câmara de gás medido 57, se a tensão aplicada ao sensor Vr estiver ajustada a um valor adequado. Por conseguinte, através da detecção da amplitude desta corrente Ir pelo dispositivo de detecção de corrente 61, é possível conhecer a concentração de oxigênio e, por sua vez, é possível conhecer a razão de ar- combustível na região pobre.

[081]Por outro lado, quando a razão de ar- combustível de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 40, 41 é mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, o gás não queimado flui a partir do gás de escape através da camada de regulação de difusão 54 para o interior da câmara de gás medido 57, e, por conseguinte, mesmo se não houver oxigênio presente no eletrodo de escape lateral 52, o oxigênio reage com o gás não queimado e é removido. Por-tanto, dentro da câmara de gás medido 57, a concentração de oxigênio se torna ex-tremamente baixa. Como resultado, a razão entre a concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51 se torna grande. Por esta razão, se a tensão aplicada ao sensor Vr estiver ajustada a um valor adequado entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51, a razão real de concentração de oxigênio tornar-se-á maior do que a razão de concentração de oxi-gênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Portanto, conforme mostrado na FIG. 4 (B), os íons de oxigênio movem-se a partir do eletrodo de atmosfera lateral 53 em direção ao eletrodo de escape lateral 52, de modo que a razão de concentra-ção de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51 se torne menor em direção à razão de concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Como resultado, a corrente flui do eletrodo de atmos-fera lateral 53 através do dispositivo de aplicação de tensão 60, o qual aplica a ten-são aplicada ao sensor Vr, até o eletrodo de descarga lateral 52.

[082]A intensidade da corrente (corrente de saída) Ir que flui neste momento é determinada pela taxa de fluxo de íons de oxigênio que se movem através da ca-mada de eletrólito sólido 51 a partir do lado do eletrodo de atmosfera lateral 53 ao eletrodo de escape lateral 52, se a tensão aplicada ao sensor Vr estiver ajustada a um valor adequado. Os íons de oxigênio reagem (queimam) com o gás não queima-do, que se difunde a partir do gás de escape através da camada de regulação de difusão 54 para a câmara de gás medido 57, no eletrodo de escape lateral 52. Por conseguinte, a taxa de fluxo em movimento dos íons de oxigênio corresponde à concentração de gás não queimado no gás de escape que flui para a câmara de gás medido 57. Por conseguinte, através da detecção da amplitude desta corrente Ir pelo dispositivo de detecção de corrente 61, é possível conhecer a concentração de gás não queimado e, por sua vez, é possível conhecer a razão de ar- combustível na região rica.

[083]Além disso, quando a razão de ar- combustível de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 40, 41 for a razão de ar- combustível es- tequiométrica, as quantidades de oxigênio e gás não queimado que fluem para a câmara de gás medido 57 tornam-se uma razão de equivalente químico. Portanto, devido à ação catalítica do eletrodo de escape lateral 52, o oxigênio e o gás não queimado queimam completamente e não surge variação nas concentrações de oxi-gênio e gás não queimado na câmara de gás medido 57. Como resultado, a taxa de concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51 não flutua, mas é mantida na razão de concentração de oxigênio corres-pondenteà tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, conforme mostrado na FIG. 4 (C), não ocorre o movimento dos íons de oxigênio devido à característica da bomba de oxigênio. Como resultado, nenhuma corrente flui através dos circuitos.

[084]Os sensores de razão de ar- combustível então configurados 40 e 41 possuem as características de saída que são mostradas na FIG. 5. Isto é, nos sen-sores de razão de ar- combustível 40 e 41, quanto maior a razão de ar- combustível de escape (isto é, a mais pobre), maiores serão as correntes de saída Ir do sensor de razão de ar- combustível 40 e 41. Além disso, os sensores de razão de ar- com-bustível 40 e 41 são configurados de modo que as correntes de saída Ir tornem-se zero quando a razão de ar- combustível de escape for a razão de ar- combustível estequiométrica.

CIRCUITOS DO DISPOSITIrO DE APLICAÇÃO DE TENSÃO E DO DISPO- SITIrO DE DETECÇÃO DE CORRENTE

[085]A FIG. 6 mostra um exemplo dos circuitos específicos que constituem o dispositivo de aplicação de tensão 60 e o dispositivo de detecção de corrente 61. No exemplo ilustrado, a força eletromotriz E, que ocorre devido à característica das cé-lulas de oxigênio, é expressa como "E", sendo a resistência interna da camada de eletrólito sólido 51 expressa como "Ri", e a diferença de potencial elétrico entre os dois eletrodos 52, 53 expressa como "Vs".

[086]Conforme será entendido a partir da FIG. 6, o dispositivo de aplicação de tensão 60 basicamente realiza o controle por realimentação negativo para que a força eletromotriz E, que ocorre devido à característica da célula de oxigênio, cor-respondaà tensão aplicada ao sensor Vr. Em outras palavras, o dispositivo de apli-cação de tensão 60 realiza a controle por realimentação negativo de modo que, mesmo quando uma alteração na razão de concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrodo sólido 51 fizer com que a diferença de potencial Vs entre os dois eletrodos 52 e 53 mude, esta diferença de potencial do sensor Vs se torna a tensão aplicada ao sensor Vr.

[087]Portanto, quando a razão de ar- combustível de escape se torna a ra zão de ar- combustível estequiométrica, e não ocorre alteração na razão de concen tração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51, a razão de concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da cama da de eletrólito sólido 51 se torna a razão de concentração de oxigênio correspon denteà tensão aplicada ao sensor Vr. Neste caso, a força eletromotriz E obedece a tensão aplicada ao sensor Vr, a diferença de potencial Vs entre os dois eletrodos 52 e 53 também se torna a tensão aplicada ao sensor Vr, e, como resultado, a corrente Ir não flui.

[088]Por outro lado, quando a razão de ar- combustível de escape se torna uma razão de ar- combustível que é diferente da razão de ar- combustível estequio- métrica, e ocorre uma alteração na razão de concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51, a razão de concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólido 51 não se torna uma razão de concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Neste caso, a força eletromotriz E possui um valor diferente da tensão aplicada ao sensor Vr. Por conseguinte, devido ao controle por realimentação nega-tivo, uma diferença de potencial Vs é aplicada entre os dois eletrodos 52 e 53 de modo que os íons de oxigênio movam-se entre as duas superfícies laterais da ca-mada de eletrólito sólido 51, a fim de que a força eletromotriz E esteja de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr . Além disso, a corrente Ir flui juntamente com o movimento dos íons de oxigênio neste momento. Como resultado, a força eletromo-triz E converge para a tensão aplicada ao sensor Vr. Se a força eletromotriz E con-verge para a tensão aplicada ao sensor Vr, finalmente, a diferença de potencial Vs também converge para a tensão aplicada ao sensor Vr.

[089]Portanto, pode-se dizer que o dispositivo de aplicação de tensão 60 aplica, substancialmente, a tensão aplicada ao sensor Vr entre os dois eletrodos 52 e 53. Observa-se que, o circuito elétrico do dispositivo de aplicação de tensão 60 não precisa ser o mesmo que foi mostrado na FIG. 6. O circuito pode ser qualquer forma de dispositivo, desde que seja capaz de aplicar, substancialmente, a tensão aplicada ao sensor Vr entre os dois eletrodos 52, 53.

[090]Além disso, o dispositivo de detecção de corrente 61 não detecta real-mente a corrente. Ele detecta a tensão E0 para calcular a corrente desta tensão E0. A este respeito, E0 é expressa como na equação a seguir (1).

onde V0 é a tensão de deslocamento (a tensão aplicada de modo que E0 não se torne um valor negativo, por exemplo, 3V), enquanto que o símbolo R repre-senta o valor da resistência mostrado na FIG. 6.

[091]Na equação (1), a tensão aplicada ao sensor Vr, a tensão de desloca-mento V0, e o valor de resistência R são constantes, e, por conseguinte, a tensão E0 muda de acordo com a corrente Ir. Por esta razão, se a tensão E0 for detectada, é possível calcular a corrente Ir a partir da tensão E0.

[092]Portanto, pode-se dizer que o dispositivo de detecção de corrente 61 detecta, substancialmente, a corrente Ir que flui entre os dois eletrodos 52, 53. Ob-serva-se que, o circuito elétrico do dispositivo de detecção de corrente 61 não preci sa ser igual ao mostrado na FIG. 6. Qualquer forma de dispositivo pode ser usada contanto que possa detectar a corrente Ir que flui entre os dois eletrodos 52, 53.

RESUMO DO CONTROLE DA RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL

[093]Em seguida, um resumo do controle da razão de ar- combustível em um sistema de controle de um motor de combustão interna da presente invenção será explicado. Na presente forma de realização, com base na corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40, o controle por realimentação é realizado de modo que a corrente de saída (isto é, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape) Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 se tor ne um valor correspondente à razão de ar- combustível alvo.

[094]A razão de ar- combustível alvo é ajustada com base na corrente de saída do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41. Especificamente, a razão de ar- combustível alvo é ajustada para a razão de ar- combustível configu rada para o estado pobre quando a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 se torna um valor de referência avaliado como rico Iref ou menos e for mantida nessa razão de ar- combustível. A este respeito, o valor de referência avaliado como rico Iref é um valor correspondente a uma razão de ar- combustível avaliada como rica predeterminada (por exemplo, 14,55), que é ligeira-mente mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Além disso, a razão de ar- combustível configurada para o estado pobre é uma razão de ar- com-bustível mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica predetermi-nada de um determinado ponto. Por exemplo, está é 14,65 a 0, de preferência, 14,68 a 18, preferencialmente 14,7 a 16, aproximadamente.

[095]Se a razão de ar- combustível alvo é alterada para a razão de ar- com-bustível configurada para o estado pobre, a quantidade de armazenamento de oxi-gênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é esti-mado. A quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc é estimado com base no corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a mon tante 40, e no valor estimado da quantidade de ar de admissão na câmara de com bustão 5, que é calculado com base no medidor de fluxo de ar 39, etc., ou na quan tidade de injeção de combustível a partir do injetor de combustível 11, etc. Além dis so, se o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc se torna uma quantidade de armazenamento avaliada como referência Cref predeter minada, ou mais, a razão de ar- combustível alvo que foi a razão de ar- combustível configurada para o estado pobre até então, é alterada para uma razão de ar- com bustível configurada para o estado ligeiramente rico e é mantida nessa razão de ar- combustível. A razão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico é uma razão de ar- combustível predeterminada um pouco mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Por exemplo, esta é 13,5 a 14,58, de preferên cia, 14 a 14,57, preferencialmente, 14,3 a 14,55, aproximadamente. Depois disso, quando a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 se torna novamente o valor de referencia Iref avaliado como rico ou me-nos, a razão de ar- combustível alvo é novamente ajustada para a razão de ar- com-bustível configurada para o estado pobre, e, em seguida, um funcionamento seme-lhanteé repetido.

[096]Deste modo, na presente forma de realização, a razão de ar- combus- tível alvo do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de es cape no lado a montante 20 é ajustado, alternadamente, para a razão de ar- configu rada para o estado pobre e para a razão de ar- combustível configurada para o es tado ligeiramente rico. Em particular, na presente forma de realização, a diferença entre razão de ar- configurada para o estado pobre e a razão de ar- combustível es- tequiométrica é maior do que a diferença entre a razão de ar- combustível configura da para o estado ligeiramente rico e a razão de ar- combustível estequiométrica. Por conseguinte, na presente forma de realização, a razão de ar- combustível alvo é, alternadamente, ajustada para a razão de ar- combustível configurada para o estado pobre durante um curto período de tempo e para a razão de ar- combustível configu rada para o estado ligeiramente rico durante um longo período de tempo.

EXPLICAÇÃO DO CONTROLE UTILIZANDO O GRÁFICO DE TEMPO

[097]Com referência à FIG. 7, será explicado em detalhe o referido funcio-namento mencionado acima. A FIG. 7 é um gráfico de tempo da quantidade de ar-mazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, a corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 e a concentração de NOx no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, no caso de se realizar o controle da razão de ar- combustível num sistema de controle de um motor de com-bustão interna da presente invenção.

[098]Observa-se que, a corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 se torna zero quando a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, for a razão de ar- combustível estequiométrica, se torna um va lor negativo quando a razão de ar- combustível do gás de escape for uma razão de ar- combustível rica, e se torna um valor positivo quando a razão de ar- combustível do gás de escape for uma razão de ar- combustível pobre. Além disso, quando a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, for uma razão de ar- combustível rica ou razão de ar- combustível pobre, quanto maior for a diferença da razão de ar- combustível estequiométrica, maior será o valor absoluto da corrente de saída Ir- mont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40. A corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, também mu da de acordo com a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante, de forma semelhante à corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40. Além disso, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é uma quantidade de ajuste que é relativa à razão de ar- combustível alvo do gás de esca pe que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20. Quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC for 0, a razão de ar- combustível alvo é a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC for um valor positivo, a razão de ar- combustível alvo se torna uma razão de ar- combustível pobre, e quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC for um valor negativo, a ra zão de ar- combustível alvo se torna uma razão de ar- combustível rica.

[099]No exemplo ilustrado, no estado antes do tempo t1, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajuste con-figurada para o estado ligeiramente rico ACCrico. A quantidade de ajuste configura-da para o estado ligeiramente rico ACCrico é um valor correspondente à razão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico e um valor menor do que 0. Por isso, a razão de ar- combustível alvo é ajustada para uma razão de ar- combus-tível rica. Juntamente com isto, a corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 se torna um valor negativo. O gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 con-tém gás não queimado, e, portanto, a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 diminui gra-dualmente. No entanto, o gás não queimado contido no gás de escape é purificado no catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, e, portanto, a corren-te de saída Irdwn do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante é subs-tancialmente zero (corresponde à razão de ar- combustível estequiométrica). Neste momento, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do cata-lisador de purificação de escape no lado a montante 20 se torna uma razão de ar- combustível rica, e, portanto, a quantidade de NOx descarregada do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é eliminada.

[0100]Se a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisa-dor de purificação de escape no lado a montante 20 diminui gradualmente, a quanti-dade de armazenamento de oxigênio QAOsc diminui para abaixo do limite inferior da quantidade de armazenamento (ver Climinf da FIG. 2) no tempo t1. Se a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc diminui para abaixo do limite inferior da quantidade de armazenamento, uma parte do gás não queimado que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 flui para fora sem ser purificado no catalisador de purificação de escape no lado a montante 20. Por esta razão, após o tempo t1, a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combus tível no lado a jusante 41 cai gradualmente juntamente com a diminuição da quanti dade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de esca pe no lado a montante 20. Assim como neste momento, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 se torna uma razão de ar- combustível rica, e, portanto, a quan tidade de NOx descarregada do catalisador de purificação de escape no lado a mon tante 20 é eliminada.

[0101]Em seguida, no momento t2, a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 atinge o valor de referência avaliado como rico Iref correspondente à razão de ar- combustível avaliada como rico. Na presente forma de realização, se a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 atingir o valor de referência avaliado como rico Iref, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é convertida para a quanti-dade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre, de modo a suprimir a diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20. A quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre é um valor que corresponde à razão de ar- combus-tível configurada para o estado pobre e é um valor maior do que 0. Portanto, a razão de ar- combustível alvo é ajustada para uma razão de ar- combustível pobre.

[0102]Observa-se que, na presente forma de realização, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é convertida após a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 atingir o valor de refe rência avaliado como rico Iref, ou seja, depois de a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a mon tante 20 atingir a razão de ar- combustível avaliada como rica. Isto porque, mesmo que a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 seja suficiente, a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, às vezes, desvia-se ligeiramente da razão de ar- combustível estequiométrica. Isto é, se for considerado que a quantidade de armazenamento de oxigênio diminuiu para abaixo do limite inferior da quantidade de armazenamento quando a corrente de saída Irjus se desvia ligeiramente de zero (correspondente à razão de ar- com bustível estequiométrica), mesmo que exista realmente uma quantidade suficiente de oxigênio, há uma possibilidade que seja considerado que a quantidade de arma- zenamento de oxigênio diminua para abaixo do valor limite inferior de armazenamen to. Por conseguinte, na presente forma de realização, é considerado que a quanti dade de armazenamento de oxigênio diminui para abaixo do limite inferior da quanti dade de armazenamento, apenas quando a razão de ar- combustível do gás de es cape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, atingir a razão de ar- combustível avaliada como rica. Por outro lado, a razão de ar- combustível avaliada como rica é ajustada para uma razão de ar- combustível, a qual a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, não alcança de modo algum quan do a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 for suficiente.

[0103]Ainda que, no tempo t2, a razão de ar- combustível alvo seja converti da para a razão de ar- combustível pobre, a razão de ar- combustível do gás de es cape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montan te 20 não se torna imediatamente a razão de ar- combustível pobre, e surge um de-terminado grau de atraso. Como resultado, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a mon-tante 20, muda da razão de ar- combustível rica para a razão de ar- combustível po-bre no tempo t3. Observa-se que, durante os tempos t2 a t3, a razão de ar- combustí-vel do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, é uma razão de ar- combustível rica, e, portanto, este gás de escape contém gás não queimado. No entanto, a quantidade de descarga de NOx do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é eliminada.

[0104]No momento t3, se a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, mu-da para a razão de ar- combustível pobre, a quantidade de armazenamento de oxi-gênio QAOsc do gás de escape do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 aumenta. Além disso, juntamente com isto, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape do lado a montante 20, muda para a razão de ar- combustível estequiométrica, e a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 também converge para zero. Embora a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, seja uma razão de ar- combustível pobre, neste momento, catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 tem uma margem suficiente na capacidade de arma-zenamento de oxigênio, e, por conseguinte, o oxigênio no gás de escape de entrada é armazenado no catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 e o NOx é reduzido e purificado. Por esta razão, a quantidade de NOx descarregada a partir do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é eliminada.

[0105]Então, se a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do ca-talisador de purificação de escape no lado a montante 20 aumentar, no tempo t4, a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc atinge a quantidade de armaze-namento avaliada como referência Cref. Na presente forma de realização, se a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc se torna a quantidade de arma-zenamento avaliada como referência Cref, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é convertida para uma quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico (valor menor do que 0) de modo a parar o armaze-namento de oxigênio no catalisador de purificação de escape no lado a montante 20. Portanto, a razão de ar- combustível alvo é ajustada para a razão de ar- combustível rica.

[0106]No entanto, como explicado acima, um atraso ocorre desde o momen to que a razão de ar- combustível alvo é convertida até quando a razão de ar- com-bustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de es-cape no lado a montante 20, efetivamente muda. Por esta razão, mesmo se houver conversão no tempo t4, depois desse período de tempo, no tempo t5, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, muda da razão de ar- combustível pobre para a ra zão de ar- combustível rica. Durante os tempos t4 t5, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, é a razão de ar- combustível pobre, e, portanto, a quantidade de ar-mazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 aumenta.

[0107]No entanto, a quantidade de armazenamento avaliada como referên-cia Cref é suficientemente menor do que a quantidade de armazenamento de oxigê-niomáxima Cmax ou o limite superior da quantidade de armazenamento (ver Climsup na FIG. 2), e, por conseguinte, mesmo no tempo t5, a quantidade de arma-zenamento de oxigênio QAOsc não atinge a quantidade de armazenamento máximo de oxigênio Cmax ou o limite superior da quantidade de armazenamento. Por outro lado, a quantidade de armazenamento avaliada como referência Cref é ajustada pa ra uma quantidade suficientemente pequena, de modo que a quantidade de arma-zenamento de oxigênio QAOsc não atinja a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio Cmax ou o limite superior da quantidade de armazenamento, mesmo se ocorrer um atraso desde o momento que acontece a conversão da razão de ar- combustível alvo até quando a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, seja al-terada. Por exemplo, a quantidade de armazenamento avaliada como referência Cref é ajustada para %, ou menos, da quantidade máxima de armazenamento de oxigênio Cmax, de preferência, />, ou menos, preferivelmente, 1/5 ou menos. Portan to, assim como durante os tempos t4 a t5, a quantidade de NOx descarregada do ca talisador de purificação de escape no lado a montante 20 é eliminada.

[0108]Após o tempo t5, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustado para a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico. Portanto, a razão de ar- combustível alvo é ajustada para a razão de ar- combustível rica. Juntamente com isto, a corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 se torna um valor negativo. O gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 contém gás não queimado, e, portanto, a quantidade de armazenamen to de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 diminui gradualmente. No tempo t6, da mesma forma que no tempo t1, a quanti dade de armazenamento de oxigênio QAOsc diminui para abaixo do limite inferior da quantidade de armazenamento. Neste momento também, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, se torna uma razão de ar- combustível rica e, portanto, a quan tidade de NOx descarregada no catalisador de purificação de escape no lado a mon tante 20 é eliminada.

[0109]Em seguida, no tempo t7, da mesma forma que no tempo t2, a corren te de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 atinge o valor de referência avaliada como rico Iref correspondente à razão de ar- combustí vel avaliada como rica. Devido a isso, a quantidade de ajuste da razão de ar- com-bustível ACC é ligada ao valor ACCpobre correspondente à razão de ar- combustível configurada para o estado pobre. Em seguida, o ciclo dos tempos acima menciona-dos t1 a t6 é repetido. Observa-se que, durante estes ciclos, a tensão aplicada Vrjus ao sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 é mantida a uma tensão por meio da qual a razão de ar- combustível de escape, no momento da corrente zero, se torna a razão de ar- combustível avaliada como rica.

[0110]Observa-se que, tal controle da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é realizada pelo ECU 31. Por conseguinte, pode-se dizer que a ECU 31 compreende: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio que ajusta continuamente uma razão de ar- combustível alvo do gás de es-cape, que flui para dentro do catalisador no lado a montante 20, para uma razão de ar- combustível ajustada pobre quando a razão de ar- combustível do gás de esca pe, que foi detectado pelo sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, se torna um razão de ar- combustível avaliada como rica, ou menos, até que a quan-tidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador no lado a montante 20 se torne a quantidade de armazenamento de referência determinada Cref; e um meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio para ajustar, con-tinuamente, a razão de ar- combustível alvo para uma razão de ar- combustível ajus-tada fraca rica quando a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do cata-lisador no lado a montante 20 se torna a quantidade de armazenamento de referên-cia determinada Cref ou mais, de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc nunca chegue à quantidade máxima de armazenamento de oxigê-nio Cmax, mas diminua em direção ao zero.

[0111]Conforme será compreendido a partir da explicação acima, de acordo com a forma de realização acima, é possível eliminar, constantemente, a quantidade de descarga de NOx a partir do catalisador de purificação de escape no lado a mon-tante 20. Isto é, desde que se realize o controle mencionado acima, a quantidade de descarga de NOx do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é basicamente pequena.

[0112]Além disso, geralmente, se a quantidade de armazenamento de oxi-gênio QAOsc é estimada com base na corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 e no valor estimado da quantidade do ar de admissão, etc, existe a possibilidade da ocorrência de erros. Assim como na pre sente forma de realização, a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc é estimada ao longo do tempo t3 a t4, e, portanto, o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc inclui algum erro. No entanto, mesmo que tal erro seja incluído, se ao ajustar a quantidade de armazenamento de referência de-terminada Cref para suficientemente mais baixa do que a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio Cmax ou para o limite superior da quantidade de arma-zenamento, a quantidade de armazenamento de oxigênio real QAOsc quase nunca chegará à quantidade máxima de armazenamento de oxigênio ou Cmax ou ao limite superior da quantidade de armazenamento. Portanto, a partir deste ponto de vista também, é possível eliminar a quantidade de descarga de NOx do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20.

[0113]Além disso, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do cata-lisador de purificação de escape for mantida constante, a capacidade de armazena-mento de oxigênio do catalisador de purificação de escape decairá. Em oposição a isso, de acordo com a presente forma de realização, a quantidade de armazenamen-to de oxigênio QAOsc flutua constantemente para cima e para baixo, de modo que a capacidade de armazenamento de oxigênio não caia.

[0114]Observa-se que, na forma de realização acima, durante o tempo t2 a t4, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é mantida na quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre. No entanto, em tal período de tempo, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC não precisa ser ne-cessariamente mantida constante. Esta pode ser ajustada para que diminua gradu-almente ou que seja alterada de outra forma. Da mesma forma, durante os tempos t4 a t7, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é mantida na quanti-dade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico. No entanto, em tal período de tempo, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC não precisa necessariamente ser mantida constante. Esta pode ser ajustada para que diminua gradualmente ou que seja alterada de outra forma.

[0115]No entanto, mesmo neste caso, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC durante o tempo t2 a t4 é ajustada de modo que a diferença do valor médio da razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível estequi- ométrica, neste período de tempo, se torne maior do que a diferença entre o valor médio da razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível estequiométri- ca durante os tempos t4 a t7.

[0116]Além disso, na forma de realização acima, a quantidade de armaze-namento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a mon-tante 20 é estimada com base na corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 e no valor estimado da quantidade de ar de ad-missão para a câmara de combustão 5, etc. No entanto, a quantidade de armaze-namento de oxigênio QAOsc também pode ser calculada por outros parâmetros, além desses parâmetros, e pode ser estimada com base em parâmetros diferentes destes parâmetros. Além disso, na forma de realização acima, se o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc se torna a quantidade de ar-mazenamento de referência determinada Cref, ou mais, a razão de ar- combustível alvo é convertida da razão de ar- combustível configurada para o estado pobre para a razão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico. No entanto, o momento de converter a razão de ar- combustível alvo a partir da razão de ar- combustível configurada para o estado pobre para a razão de ar- combustível confi-gurada para o estado ligeiramente rico pode, por exemplo, usar, como referência, outro parâmetro, como o tempo de funcionamento do motor, etc., a partir do momen to que se converte a razão de ar- combustível alvo da razão de ar- combustível con-figurada para o estado ligeiramente rico para razão de ar- combustível configurada para o estado pobre. No entanto, mesmo neste caso, a razão de ar- combustível al vo deve ser convertida a partir da razão de ar- combustível configurada para o esta do pobre para a razão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico no período em que a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do ca talisador de purificação de escape no lado a montante 20 é estimada como sendo menor do que a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio.

EXPLICAÇÃO DO CONTROLE USANDO TAMBÉM O CATALISADOR NO LADO A JUSANTE

[0117]Além disso, na presente forma de realização, além do catalisador de purificação de escape no lado a montante20, um catalisador de purificação de esca-pe no lado a jusante 24 é fornecido. A quantidade de armazenamento de oxigênio QAOufc do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 se torna um valor próximo da quantidade máxima de armazenamento Cmax pelo controle de cor te de combustível, que é realizado a cada período de tempo. Por esta razão, mesmo se o gás de escape que contém gás não queimado flua para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, o gás não queimado é oxidado e puri-ficado no catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24.

[0118]Observa-se que, o "controle de corte de combustível" é o controle pa ra evitar a injeção de combustível dos injetores de combustível 11, mesmo que o eixo de manivela ou pistões 3 estejam em um estado operacional, no momento da desaceleração, etc., do veículo que porta o motor de combustão interna. Se realizar esse controle, uma grande quantidade de ar flui para os dois catalisadores 20, 24.

[0119]A seguir, com referência à FIG. 8, será explicada a tendência na quantidade de armazenamento de oxigênio QAOufc no catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24. A FIG. 8 é uma vista semelhante à da FIG. 7 e mostra, em vez da tendência de concentração de NOx da FIG. 7, as tendências na quanti-dade de armazenamento de oxigênio QAOufc do catalisador de purificação de esca-pe no lado de jusante 24 e na concentração de gás não queimado (HC, CO, etc.) no gás de escape que flui para fora catalisador de purificação de escape no lado a ju-sante 24. Além disso, no exemplo mostrado na FIG. 8, o controle semelhante ao mostrado na FIG. 7 é realizado.

[0120]No exemplo mostrado na FIG. 8, o controle de corte de combustível é realizado antes do tempo t1. Por esta razão, antes do tempo t1, a quantidade de ar mazenamento de oxigênio QAOufc do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 é um valor próximo da quantidade máxima de armazenamento de oxi gênio Cmax. Além disso, antes do tempo t1, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montan te 20, é mantida substancialmente na razão de ar- combustível estequiométrica. Por esta razão, a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOufc do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 é mantida constante.

[0121]Depois disso, durante os tempos t1 a t4, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, se torna a razão de ar- combustível rica. Por esta razão, o gás de es-cape contendo gás não queimado flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24.

[0122]Conforme explicado acima, uma vez que o catalisador de purificação de escape do lado a jusante 24 armazena uma grande quantidade de oxigênio, se o gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 contém gás não queimado, o gás não queimado é oxidado e purificado pelo oxigênio armazenado. Ao mesmo tempo, juntamente a isso, a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOufc do catalisador de purificação de escape no la-do a jusante 24 diminui. No entanto, durante os tempos t1 a t4, o gás não queimado que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 não é tão grande, e, portanto, a quantidade de diminuição da quantidade de armazena-mento de oxigênio QAOufc neste intervalo é ligeira. Portanto, o gás não queimado que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 du-rante os tempos de t1 a t4 é completamente oxidado e purificado no catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24.

[0123]Assim como após o tempo t6, a cada ponto do intervalo de tempo, da mesma forma que nos casos durante os tempos t1 a t4, o gás não queimado flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20. O fluxo do gás não queimado para fora, portanto, é basicamente oxidado e purificado pelo oxigênio que está armazenado no catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24. Por conseguinte, o gás não queimado quase nunca flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24. Conforme explicado acima, consideran do-se que quantidade de descarga de NOx a partir do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 é mantida pequena, de acordo com a presente forma de realização, as quantidades de descarga de gás não queimado e NOx provenien tes do catalisador de purificação de escape no lado a jusante 24 são sempre produ zidas em pequenas quantidades.

EXPLICAÇÃO DE CONTROLE ESPECÍFICO

[0124]A seguir, referindo-se às FIGS. 9 e 10, um sistema de controle na forma de realização acima será especificamente explicado. O sistema de controle na presente forma de realização, conforme mostrado pelo diagrama de blocos funcional da FIG. 9, é configurado incluindo os blocos funcionais A1 a A9. A seguir, cada bloco funcional será explicado tomando como referência a FIG. 9.

CÁLCULO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL

[0125]Em primeiro lugar, o cálculo da injeção de combustível será explicado. No cálculo da injeção de combustível, o calculador de ar de admissão no cilindro A1, o calculador básico da injeção de combustível A2, e o calculador da injeção de com-bustível A3 são utilizados.

[0126]O calculador de ar de admissão no cilindro A1 calcula a quantidade do ar de admissão Mc para cada cilindro com base na taxa de fluxo de ar de admis são Ga medida pelo medidor de fluxo de ar 39, a velocidade do motor NE, calculada com base na saída do sensor de ângulo da manivela 44 e o mapa ou a fórmula do cálculo armazenada na ROM 34 da ECU 31.

[0127]O calculador básico da injeção de combustível A2 divide a quantidade do ar de admissão no cilindro Mc, que é calculada pelo calculador do ar de admissão no cilindro A1, pela razão de ar- combustível alvo ACA, que é calculada pelo ajusta-dor da razão de ar- combustível alvo explicado adiante A6, para calcular, deste mo do, a quantidade de injeção de combustível básica Qbase (Qbase = Mc / ACA).

[0128]O calculador da injeção de combustível A3 acrescenta a quantidade de injeção de combustível básica Qbase calculada pelo calculador básico da injeção de combustível A2 e a quantidade de correção F / B DQi explicada adiante, para cal-cular a quantidade de injeção de combustível Qi (Qi = Qbase + DQi). O injetor de combustível 11 é comandado para injetar combustível para que o combustível da quantidade de injeção de combustível Qi, que foi calculado desta forma, seja injeta-do.

CÁLCULO DA RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL ALVO

[0129]A seguir, o cálculo da razão de ar- combustível alvo será explicado. No cálculo da razão de ar- combustível alvo, um calculador da quantidade de arma-zenamento de oxigênio A4, um calculador da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível alvo A5, e um ajustador da razão de ar- combustível alvo A6 são usa dos.

[0130]Um calculador da quantidade de armazenamento de oxigênio A4 cal-cula o valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio do ca-talisador de purificação de escape do lado a montante 20, com base na quantidade de injeção de combustível Qi calculada pelo calculador da injeção de combustível A3 e a corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a mon-tante 40. Por exemplo, um calculador da quantidade de armazenamento de oxigênio A4 multiplica a diferença entre a razão de ar- combustível, correspondente à corren te de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40, e a razão de ar-combustível estequiométrica, com a quantidade de injeção de combustí- vel Qi, e adiciona, cumulativamente, os valores calculados para calcular o valor es-timado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio. Observa-se que, o calculador da quantidade de armazenamento de oxigênio A4 não necessita estimar, constantemente, a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de pu-rificação de escape no lado a montante 20. Por exemplo, é possível estimar a quan-tidade de armazenamento de oxigênio durante um período de tempo desde o mo-mento em que a razão de ar- combustível alvo é realmente convertida a partir da razão de ar- combustível rica para a razão de ar- combustível pobre (tempo t3 na FIG. 7) até o momento em que o valor estimado QAOest da quantidade de armaze-namento de oxigênio atinge a quantidade de armazenamento de referência determi-nada Cref (tempo t4 na FIG. 7).

[0131]No calculador da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível alvo A5, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC da razão de ar- combustível alvo é calculada com base no valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio calculada pelo calculador da quantidade de armazena-mento de oxigênio A4 e na corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- com-bustível no lado a jusante 41. Especificamente, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajuste configurada para o es-tado pobre ACCpobre quando a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 se torna o valor de referência avaliado como rico Iref (valor correspondente à razão de ar- combustível avaliada como rica) ou menos. Em seguida, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é mantida na quantidade de ajuste avaliada como pobre ACCpobre até que o valor estimado QA- Oest da quantidade de armazenamento de oxigênio atinja a quantidade de armaze-namentoreferência avaliada Cref. Se o valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio atingir a quantidade de armazenamento referência ava-liada Cref, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico. Depois disso, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é mantida na a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico até que a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 se torne o valor de referência avaliado como rico (valor correspondente aa razão de ar- combustível avaliada como rica), ou menos.

[0132]O ajustador da razão de ar- combustível alvo A6 adiciona a razão de ar- combustível de referência, a qual é, na presente forma de realização, a razão de ar- combustível estequiométrica ACR, e a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC, calculada pelo calculador da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível alvo A5, para calcular, portanto, a razão de ar- combustível alvo ACA. Portanto, a razão de ar- combustível alvo ACA é ajustada para uma razão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico (quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC for uma quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico) ou uma razão de ar- combustível configu-rada para o estado pobre (quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustí-vel ACC for uma quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre). A razão de ar- combustível alvo ACA, então calculada, é introduzida no calculador básico da injeção de combustível A2 e no calculador da diferença da razão de ar- combustível A8 explicado adiante.

[0133]A FIG. 10 é um fluxograma que mostra a rotina de controle para con-trolar o cálculo da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC. A rotina de controle ilustrada é realizada por interrupção a cada intervalo de tempo determi nado.

[0134]Conforme mostrado na FIG. 10, em primeiro lugar, na etapa S11, é avaliado se a condição de cálculo da quantidade de ajuste da razão de ar- combus-tível ACC passa. A condição de cálculo da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível passa, por exemplo, quando um controle de corte de combustível não é executado. Se for considerado que a condição de cálculo da razão de ar- combustí-velestá na etapa S11, a rotina prossegue para a etapa S12. Na etapa S12, a corren te de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40, a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, e a quantidade de injeção de combustível Qi são adquiridas. Em seguida, na etapa S13, o valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio é cal-culado com base na corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 e na quantidade de injeção de combustível Qi que foram ad-quiridas na etapa S12.

[0135]Em seguida, na etapa S14, é avaliado se o indicador para configura-ção pobre Fr é ajustado para 0. O indicador para configuração pobre Fr é ajustado para 1 se a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC for ajustada para a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre, e é ajustado para 0 se for o contrário. Se o indicador para configuração pobre Fr for ajustado para 0 na etapa S14, a rotina prossegue para a etapa S15. Na etapa S15, é avaliado se a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 é a valor de referência avaliado como rico Iref, ou menos. Quando se avalia que a cor-rente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 é maior do que o valor de referência avaliado como Iref, a rotina de controle termina.

[0136]Por outro lado, se a quantidade de armazenamento de oxigênio QA- Osc do catalisador de escape de purificação no lado a montante 20 diminui e a ra zão de ar- combustível do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purifi cação de escape no lado a montante 20, cai, na etapa S15, é avaliado que a corren te de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 é o va lor de referência avaliado como rico Iref, ou menos. Neste caso, a rotina prossegue para a etapa S16 onde a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre. Em seguida, na etapa S17, o indicador para configuração pobre Fr é ajustado para 1 e a rotina de controle é terminada.

[0137]Na próxima rotina de controle, na etapa S14, é avaliado que o indica-dor para configuração pobre Fr não está ajustado para 0 e a rotina prossegue para a etapa 18. Na etapa S18, é avaliado se o valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio, que foi calculada na etapa S13, é menor do que a quantidade de armazenamento de referência determinada Cref. Quando se verifica que o valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio é me-nor do que a quantidade de armazenamento de referência determinada Cref, a rotina prossegue para a etapa S19, onde a quantidade de ajuste da razão de ar- combustí vel ACC continua a ser a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre AC- Cpobre. Por outro lado, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisa dor de purificação de escape no lado a montante 20 aumenta, finalmente, se verifica, na etapa S18, que o valor estimado QAOest da quantidade de armazenamento de oxigênio é a quantidade de armazenamento de referência determinada Cref, ou mais, a rotina procede para a etapa S20. Na etapa S20, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para uma quantidade de ajuste configura da para o estado ligeiramente rico ACCrico e, em seguida, na etapa S21, o indicador para configuração pobre Fr é reajustado para 0 e a rotina de controle é terminada.

CÁLCULO DO VALOR DE CORREÇÃO F / B

[0138]Retornando novamente à FIG. 9, será explicado o cálculo do valor de correção F / B, com base na corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40. No cálculo do valor de correção F / B, o conver-sor de valor numérico A7, o calculador de diferença de razão de ar- combustível A8, e o calculador do valor de correção F / B A9 são utilizados.

[0139]O conversor de valor numérico A7 calcula a razão de ar- combustível de escape no lado à montante ACup correspondente à corrente de saída Irmont com base na corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 e um mapa ou fórmula de cálculo (por exemplo, o mapa mostrado na FIG. 5), que define a relação entre a corrente de saída Irmont e a razão de ar- com bustível do sensor de razão de ar- combustível 40. Portanto, a razão de ar- combus tível de escape no lado a montante ACmont corresponde à razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20.

[0140]O calculador de diferença de razão de ar- combustível A8 subtrai a razão de ar- combustível alvo ACA, calculado pelo ajustador de razão de ar- com-bustível alvo A6, da razão de ar- combustível de escape no lado a montante AC- mont, calculada pelo valor conversor de valor numérico A7, para então calcular a diferença de razão de ar- combustível DAC (DAC = ACmont - ACA). Esta diferença de razão de ar- combustível DAC é um valor que expressa o excesso / a deficiência da quantidade de combustível alimentado em relação à razão de ar- combustível alvo ACA.

[0141]O calculador do valor de correção F / B A9 processa a diferença de razão de ar- combustível DAC calculada pelo calculador de diferença de razão de ar- combustível A8 pelo processamento proporcional, integral e derivativo (processa-mento PID) para, então, calcular o valor de correção F / B DFi para compensar o excesso / a deficiência da quantidade de combustível com base na seguinte equa-ção (1). O valor de correção F / B DFi, então calculado, é introduzido no calculador de injeção de combustível A3.

[0142]Observa-se que, na equação (1) acima, Kp é um ganho proporcional predeterminado (proporcional constante), Ki é um ganho integral predeterminado (integral constante), e Kd é um ganho derivado predeterminado (derivativo constan- te). Além disso, DDAC é o valor derivativo de tempo da diferença de razão de ar- combustível DAC e é calculado dividindo-se a diferença entre a diferença de razão de ar- combustível atualizada recentemente DAC e a diferença de razão de ar- com-bustível atualizada anteriormente DAC pelo tempo correspondente ao intervalo de atualização. Além disso, SDAC é o valor derivativo de tempo da diferença de razão de ar- combustível DAC. Desta vez, o valor derivativo DDAC é calculado somando se o valor derivativo de tempo atualizado anteriormente DDAC e a diferença de ra zão de ar- combustível atualizado recentemente DAC (SDAC = DDAC + DAC).

[0143]Observa-se que, na forma de realização acima, a razão de ar- com-bustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de es-cape no lado a montante 20, é detectada pelo sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40. No entanto, a precisão de detecção da razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, não precisa necessariamente ser elevada, e, por conseguinte, por exemplo, a razão de ar- combustível do gás de escape pode ser estimada com base na quantidade de injeção de combustível a partir do injetor de combustível 11 e na saída do medidor de fluxo de ar 39.

SEGUNDA FORMA DE REALIZAÇÃO

[0144]Em seguida, com referência à FIG. 11, será explicado um sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com uma segunda forma de realização da presente invenção. A configuração e controle do sistema de controle de um motor de combustão interna na segunda forma de realização são, basicamen-te, semelhantes à configuração e controle do sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a primeira forma de realização. No entanto, no sistema de controle da presente forma de realização, mesmo quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico, a cada ponto do intervalo de tempo, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada, tempo-rariamente, para um valor correspondente à razão de ar- combustível pobre (por exemplo, quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre) por um período de tempo curto. Isto é, no sistema de controle da presente forma de realiza-ção, mesmo quando a razão de ar- combustível alvo é ajustada para a razão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico, a cada ponto do intervalo de tempo, a razão de ar- combustível alvo é, temporariamente, ajustada para uma razão de ar- combustível pobre por um período de tempo curto.

[0145]A FIG. 11 é uma vista semelhante à da FIG. 7. Na FIG. 11, os tempos t1 a t7 mostram momentos de controle similares aos tempos t1 a t7 na FIG. 7. Portan to, assim como no controle mostrado na FIG. 11, nos períodos de tempo t1 a t7, é realizado um controle semelhante ao controle mostrado na FIG. 7. Além disso, no controle mostrado na FIG. 11, entre os tempos t4 a t7, ou seja, enquanto a quantida de de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajus te configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é, temporariamente, ajustada para a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre várias vezes.

[0146]No exemplo mostrado na FIG. 11, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para uma quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre ao longo de um curto período de tempo a partir do momen to t8. Conforme explicado acima, ocorre um atraso na alteração da razão de ar- combustível, e, portanto, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, é avaliada como uma razão de ar- combustível pobre ao longo de um curto período de tempo a partir de t9. Desta forma, se a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, se torna uma razão de ar- combustível pobre, durante esse tempo, a quantidade de armaze- namento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a mon-tante 20 aumenta temporariamente .

[0147]No exemplo mostrado na FIG. 11, da mesma forma, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é ajustada para a quantidade de ajuste con-figurada para o estado pobre ACCpobre ao longo de um curto período de tempo, no tempo t10. Juntamente a isso, a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para a catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, se torna uma razão de ar- combustível pobre ao longo de um curto período de tempo a partir do tempo t11 e, durante esse tempo, a quantidade de armazenamento de oxigênio QA- Osc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 aumenta tempo-rariamente.

[0148]Ao aumentar temporariamente a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a mon-tante 20 desta forma, a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do cata-lisador de purificação de escape no lado a montante 20 pode ser temporariamente aumentada ou a diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc pode ser reduzida temporariamente. Portanto, de acordo com a presente forma de realização, é possível estender o tempo desde o momento que ocorre a conversão da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC para a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico no tempo t4 até quando a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 atingir o valor de referência avaliado como rico Iref no tempo t7. Ou seja, é possível atrasar o momento em que a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 fica perto de zero e o gás não queimado flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20 . Devido a isto, é possível reduzir a quantidade de saída de gás não queimado a partir do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20.

[0149]Observa-se que, na forma de realização acima, enquanto a quantida-de de ajuste da razão de ar- combustível ACC é basicamente avaliada como a quan-tidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico (tempos t4 a t7), a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é, temporariamente, ajus-tada para a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre. Ao alterar temporariamente a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC, desta forma, não é necessariamente obrigatório mudar a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC para a quantidade de ajuste configurada para o esta do pobre ACCpobre. A razão de ar- combustível pode ser alterada de qualquer for ma, desde que esta seja mais pobre do que a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico.

[0150]Além disso, mesmo quando a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é basicamente avaliada como a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre (tempos de t2 a t4), a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC pode ser ajustada, temporariamente, para a quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico. Assim como neste caso, da mesma forma, quando se muda temporariamente a quantidade de ajuste da ra zão de ar- combustível ACC, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC pode ser alterada para qualquer razão de ar- combustível, desde que seja mais rica do que a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre.

[0151]No entanto, assim como na presente forma de realização, a quantida-de de ajuste da razão de ar- combustível ACC durante o tempo t2 a t4 é ajustada, de modo que a diferença do valor médio da razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível estequiométrica, nesse período, se torne maior do que a diferença do valor médio da razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível este- quiométrica durante os tempos t4 a t7.

[0152]Seja qual for o caso, se a primeira forma de realização e a segunda forma de realização forem expressas em conjunto, pode-se dizer que a ECU 31 compreende: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitentemente, uma razão de ar- combustível alvo do gás de escape, que flui para o catalisador no lado a montante 20, para uma razão de ar- combustível configurada para o estado pobre quando a razão de ar- combustível do gás de escape, detectada pelo sensor de razão de ar- combustível no lado a ju sante 41, se torna um razão de ar- combustível avaliada como rica, ou menos, até que a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador no lado a montante 20 se torna a quantidade de armazenamento de referência determinada Cref; e um meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitentemente, a razão de ar- combustível alvo de uma ra zão de ar- combustível configurada para o estado ligeiramente rico, quando a quan tidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador no lado a montante 20 se torna a quantidade de armazenamento de referência determinada Cref, ou mais, de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc diminua para ze ro sem atingir a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio Cmax.

TERCEIRA FORMA DE REALIZAÇÃO

[0153]A seguir, referindo as FIGS. 12 a 17, um sistema de controle de um motor de combustão interna será explicado, de acordo com uma terceira forma de realização da presente invenção. A configuração e o controle do sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a terceira forma de realização, são, basicamente, semelhantes à configuração e ao controle do sistema de controle de um motor de combustão interna de acordo com as formas de realização acima. No entanto, nas formas de realização acima, a mesma tensão aplicada é aplicada tanto no sensor de razão de ar- combustível no lado a montante quanto no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante, enquanto que, na presente forma de realização, as diferentes tensões aplicadas são aplicadas a estes sensores de razão de ar- combustível.

CARACTERÍSTICA DE SAÍDA DO SENSOR DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL

[0154]O sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 70 e o sen-sor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71, da presente forma de realiza-ção, são configurados e operados conforme explicado pelas FIGS. 3 e 4, de forma similar aos sensores de razão de ar- combustível 40 e 41 da primeira forma de reali-zação. Estes sensores de razão de ar- combustível 70 e 71 têm a corrente de tensão (V-I) característica conforme mostrada na FIG. 12. Conforme será entendida a partir da FIG. 12, na região onde a tensão aplicada ao sensor Vr não é maior do que 0 e perto de 0, quando a razão de ar- combustível de escape é constante, se a tensão aplicada ao sensor Vr aumentar, gradualmente, a partir de um valor negativo, a cor-rente de saída Ir aumentará juntamente com ela.

[0155]Isto é, nesta região de tensão, uma vez que a tensão aplicada ao sensor Vr é baixa, a taxa de fluxo de íons de oxigênio, que podem se mover através da camada de eletrólito sólido 51, é pequena. Por esta razão, a taxa de fluxo de íons de oxigênio, que podem se mover através da camada de eletrólito sólido 51, se torna menor do que a taxa de entrada de gases de escape através da camada de regula-ção de difusão 54 e, consequentemente, a corrente de saída Ir muda em conformi-dade com a taxa de íons de oxigênio que podem se mover através da camada de eletrólito sólido 51. A taxa de fluxo de íons de oxigênio, que podem se mover através da camada de eletrólito sólido 51, muda de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr, e, como resultado, a corrente de saída aumenta juntamente com o aumento da tensão aplicada ao sensor Vr. Observa-se que, a região de tensão, onde a corrente de saída Ir muda em razão à tensão aplicada ao sensor Vr, é chamada, portanto, de "região proporcional". Além disso, quando a tensão aplicada ao sensor Vr for 0, a corrente de saída Ir se torna um valor negativo, uma vez que a força eletromotriz E, de acordo com a razão de concentração de oxigênio, é gerada entre as duas super-fícies laterais da camada de eletrólito sólido 51, pela característica das células oxi-gênio.

[0156]Então, ao deixar a razão de ar- combustível do gás de escape cons-tante, e ao aumentar gradualmente a tensão aplicada ao sensor Vr, a razão entre o aumento da corrente de saída e o aumento da tensão irá, gradualmente, se torna menor e, finalmente, ser substancialmente saturada. Como resultado, mesmo se aumentar a tensão aplicada ao sensor Vr, a corrente de saída já não mudará muito. Esta corrente, substancialmente saturada, é chamada de "corrente limite". Abaixo, a região de tensão, onde ocorre esta corrente limite, será chamada de "região limite de corrente".

[0157]Isto é, nesta região limite de corrente, a tensão aplicada ao sensor Vr é elevada até certo ponto, e, por conseguinte, a taxa de fluxo de íons de oxigênio, que podem se mover através da camada de eletrólito sólido 51, é grande. Portanto, a taxa de fluxo de íons de oxigênio, que podem se mover através da camada de ele- trólito sólido 51, se torna maior do que a taxa de entrada de gases de escape atra vés da camada de regulação de difusão 54. Assim, a corrente de saída Ir muda em conformidade com a concentração de oxigênio ou a concentração de gás não quei-mado no gás de escape que flui para a câmara de gás medido 57, através da cama da de regulação de difusão 54. Mesmo se a razão de ar- combustível de escape for mantida constante e a tensão aplicada sensor de Vr for mudada, basicamente, a concentração de oxigênio ou de concentração de gás não queimado no gás de es-cape, que flui para a câmara de gás medido 57, através da camada de regulação de difusão 54, não muda e, portanto, a tensão de saída Ir não muda.

[0158]No entanto, se a razão de ar- combustível de escape for diferente, a concentração de oxigênio e a concentração de gás não queimado no gás de escape, que flui para a câmara de gás medido 57, através da camada de regulação de difu- são 54, também diferem, e, portanto, a corrente de saída Ir muda de acordo com a razão de ar- combustível de escape. Conforme será entendido a partir da FIG. 12, entre a razão de ar- combustível pobre e a razão de ar- combustível rica, a direção do fluxo da corrente limite é oposta. No momento da razão de ar- combustível pobre, o valor absoluto da corrente limite se torna maior quanto maior for a razão de ar- combustível, enquanto que, no momento da razão de ar- combustível rica, o valor absoluto da corrente de limite se torna maior quanto menor for a razão de ar- com-bustível.

[0159]Então, se a razão de ar- combustível de escape for mantida constante e a tensão aplicada ao sensor Vr for aumentada ainda mais, a corrente de saída Ir começa a aumentar, novamente, juntamente com o aumento na tensão. Se for apli-cada uma alta tensão aplicada ao sensor Vr desta maneira, a umidade que está con-tida no gás de escape se rompe no eletrodo do lado de escape 52. Juntamente com isto, a corrente flui. Além disso, se for aumentada ainda mais a tensão aplicada ao sensor Vr, mesmo com a ruptura da umidade apenas, a corrente não se torna sufici-ente. Neste momento, a camada de eletrólito sólido 51 se rompe. Abaixo, a região de tensão, onde a umidade e a camada de eletrólito sólido 51 quebram, será cha mada, portanto, de "região de ruptura da umidade".

[0160]A FIG. 13 é uma vista que mostra a razão entre a razão de ar- com-bustível de escape e a corrente de saída Ir a diferentes tensões aplicadas aos sen-sores Vr. Conforme será entendido a partir da FIG. 13, se a tensão aplicada ao sen-sor Vr for de 0,1V a 0,9V, aproximadamente, a corrente de saída Ir muda em con-formidade com a razão de ar- combustível de escape, pelo menos, perto da razão de ar- combustível estequiométrica. Além disso, conforme será entendido a partir da FIG. 13, se a tensão aplicada ao sensor Vr for de 0,1V a 0,9V, aproximadamente, perto da razão de ar- combustível estequiométrica, a razão entre a razão de ar- combustível de escape e a corrente de saída Ir é substancialmente a mesmo, inde- pendentemente da tensão aplicada ao sensor Vr.

[0161]Por outro lado, conforme será entendido a partir da FIG. 13, se a ra zão de ar- combustível de escape se torna menor do que uma determinada razão de ar- combustível de escape, ou menos, a corrente de saída Ir não muda muito, mes mo que a razão de ar- combustível do gás de escape mude. Esta determinada razão de ar- combustível de escape muda em conformidade com a tensão aplicada ao sensor Vr. Esta se torna maior quanto maior for a tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, se a tensão aplicada ao sensor for aumentada Vr a um determinado va lor específico, ou maior, conforme mostrado na figura pela linha traço um ponto, não importa qual o valor da razão de ar- combustível de escape assumirá, a corrente de saída Ir deixará de se torna 0.

[0162]Por outro lado, se a razão de ar- combustível de escape se torna mai or do que uma razão de ar- combustível de escape determinada, ou maior, a corren te de saída Ir não muda muito, mesmo que a razão de ar- combustível do gás de escape mude. Esta determinada razão de ar- combustível de escape também muda de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr. Esta se torna menor quanto menor for a tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, se a tensão aplicada ao sensor Vr for diminuída a um determinado valor específico, ou menor, conforme mostrado na figura pela linha traço dois pontos, qualquer que seja o valor da razão de ar- combustível de escape, a corrente de saída Ir já não se tornará 0 (por exemplo, quando a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para 0 V, a corrente de saída Ir não se torna 0, independentemente da razão de ar- combustível de escape).

CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS PRÓXIMAS DA RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL ESTEQUIOMÉTRICA

[0163]Os inventores da presente invenção envolvidos em pesquisa aprofun-dada descobriram, consequentemente, que ao ver a razão entre a tensão aplicada ao sensor Vr e a corrente de saída Ir (FIG. 12), ou a razão entre a razão de ar- com- bustível de escape e a corrente de saída Ir (FIG. 13) macroscopicamente, elas deri-vam como explicado acima, mas ao ver estas relações microscopicamente, perto da razão de ar- combustível estequiométrica, elas derivam diferentemente do indicado acima. Isto será explicado a seguir.

[0164]A FIG. 14 é uma vista ampliada que mostra a região onde a corrente de saída Ir se torna próximo de 0 (região mostrada por X-X na FIG. 12), em relação ao gráfico de tensão- corrente da FIG. 12. Conforme será entendido a partir da FIG. 14, na região limite de corrente, ao deixar a razão de ar- combustível de escape constante, a corrente de saída Ir também aumenta, embora muito ligeiramente, jun-tamente com o aumento da tensão aplicada ao sensor Vr. Por exemplo, consideran-do o caso em que a razão de ar- combustível de escape for a razão de ar- combustí-velestequiométrica (14.6) como um exemplo, quando a tensão aplicada ao sensor Vr for 0,45V, aproximadamente, a corrente de saída Ir se torna 0. Em contrapartida, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para menor do que 0,45V, em uma determinada tensão (por exemplo, 0,2 V), a corrente de saída se torna um valor me-nor do que 0. Por outro lado, se a tensão aplicada aos sensores Vr for ajustada para maior do que 0,45V, em uma determinada tensão (por exemplo, 0,7 V), a corrente de saída se torna um valor maior do que 0.

[0165]A FIG. 15 é uma vista ampliada que mostra a região onde a razão de ar- combustível de escape está perto da razão de ar- combustível estequiométrica e a corrente de saída Ir está próxima de 0 (região mostrada por Y na FIG. 13), em re lação ao gráfico de corrente - razão de ar- combustível da FIG. 13. A partir da FIG. 15, deve ser entendido que, na região perto da razão de ar- combustível estequio- métrica, a corrente de saída Ir, para a mesma razão de ar- combustível de escape, é ligeiramente diferente para cada tensão aplicada ao sensor Vr. Por exemplo, no exemplo ilustrado, quando a razão de ar- combustível de escape for a razão de ar- combustível estequiométrica, a corrente de saída Ir, quando a tensão aplicada ao sensor Vr for 0,45V, se torna 0. Além disso, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para maior do que 0,45V, a corrente de saída Ir também se torna maior que 0. Se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para menor do que 0,45V, a cor-rente de saída Ir também torna menor que 0.

[0166]Além disso, a partir da FIG. 15, deve ser entendido que a razão de ar- combustível de escape, quando a corrente de saída Ir é 0 (doravante referida como a "razão de ar- combustível de escape no momento de corrente zero"), é diferente para cada tensão aplicada ao sensor Vr. No exemplo ilustrado, quando a tensão aplicada ao sensor Vr é 0,45V, a corrente de saída Ir se torna 0 quando a razão de ar- combustível de escape for a razão de ar- combustível estequiométrica. Em con-trapartida, se a tensão aplicada ao sensor Vr é maior do que 0,45V, a corrente de saída Ir se torna 0 quando a razão de ar- combustível de escape for mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Quanto maior for a tensão aplicada ao sensor Vr, menor será a razão de ar- combustível de escape no momento de corren te zero. Por outro lado, se a tensão aplicada ao sensor Vr é menor do que 0,45V, a corrente de saída Ir se torna 0 quando a razão de ar- combustível de escape for mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Quanto menor a ten são aplicada ao sensor Vr, maior será a razão de ar- combustível de escape no mo mento de corrente zero. Isto é, ao mudar a tensão aplicada ao sensor Vr, é possível alterar a razão de ar- combustível de escape no momento de corrente zero.

[0167]A este respeito, a inclinação na FIG. 5, isto é, a razão entre a quanti-dade de aumento da corrente de saída e a quantidade de aumento da razão de ar- combustível de escape (doravante referida como a "taxa de variação da corrente de saída"), não se torna necessariamente a mesma, ainda por meio de processos de produção semelhantes. Portanto, mesmo com o tipo de sensor de razão de ar- com-bustível equivalente, variações entre espécimes ocorrem. Além disso, mesmo com o tipo de sensor de razão de ar- combustível equivalente, a taxa de variação da cor- rente de saída muda devido ao envelhecimento, etc. Como resultado, mesmo ao utilizar o mesmo tipo de sensor, o qual é configurado para ter a característica de saí-da mostrada pela linha sólida A na FIG. 16, dependendo do sensor usado ou do pe-ríodo de tempo de utilização, etc., conforme mostrado pela linha tracejada B na FIG. 16, a taxa de variação da corrente de saída será pequena ou, conforme mostrado pela linha traço-ponto C, a taxa de variação da corrente de saída será grande.

[0168]Por conseguinte, mesmo ao utilizar o mesmo tipo de sensor de razão de ar- combustível para medir o gás de escape da mesma razão de ar- combustível, dependendo do sensor usado ou do período de tempo de utilização, etc., a corrente de saída do sensor de razão de ar - combustível será diferente. Por exemplo, quan do o sensor de razão de ar- combustível tem uma característica de saída, conforme mostrado pela linha sólida A, a corrente de saída ao medir o gás de escape com uma razão de ar- combustível de ac1 se torna I2. No entanto, quando o sensor de razão de ar- combustível tem a característica de saída, conforme mostrado pela li nha B tracejada ou a linha traço um ponto C, as correntes de saída ao medirem o gás de escape com uma razão de ar- combustível de ac1 tornam-se I1 e I3, respecti vamente, ou seja, correntes de saída diferentes do I2 mencionado acima.

[0169]No entanto, conforme será entendido a partir da FIG. 16, mesmo se a variação ocorrer entre amostras de um sensor de razão de ar- combustível ou varia-ções ocorrerem no mesmo sensor de razão de ar- combustível, devido ao envelhe-cimento, etc., a razão de ar- combustível de escape no momento de corrente zero (no exemplo da FIG. 16, a razão de ar- combustível estequiométrica) não muda mui to. Isto é, quando a corrente de saída Ir se torna um valor diferente de zero, é difícil de detectar, com precisão, o valor absoluto da razão de ar- combustível de escape, enquanto que, quando a corrente de saída Ir se torna zero, é possível detectar, com precisão, o valor absoluto da razão de ar- combustível de escape (no exemplo da FIG. 16, a razão de ar- combustível estequiométrica).

[0170]Além disso, conforme explicado usando-se a FIG. 15, os sensores de razão de ar- combustível 70 e 71, ao alterar a tensão aplicada ao sensor Vr, é possí-vel alterar a razão de ar- combustível de escape no momento de corrente zero. Isto é, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada adequadamente, é possível detec tar, com precisão, o valor absoluto de uma razão de ar- combustível de escape que não seja a razão de ar- combustível estequiométrica. Em particular, quando se muda a tensão aplicada ao sensor Vr, dentro de uma "região específica de tensão" expli cada mais adiante, é possível ajustar a razão de ar- combustível de escape no mo mento de corrente zero, apenas ligeiramente, em relação à razão de ar- combustível estequiométrica (14,6) (por exemplo, dentro de uma faixa de ±1% (cerca de 14,45 a cerca de 14,75)). Portanto, ajustando adequadamente a tensão aplicada ao sensor Vr, se torna possível detectar, com precisão, o valor absoluto de uma razão de ar- combustível, que difere ligeiramente da razão de ar- combustível estequiométrica.

[0171]Observa-se que, ao alterar a tensão aplicada ao sensor Vr, é possível alterar a razão de ar- combustível de escape no momento de corrente zero. No en-tanto, ao alterar a tensão aplicada ao sensor Vr, de modo que seja maior do que um determinado limite superior de tensão, ou menor do que um determinado limite infe-rior de tensão, a quantidade de alteração na razão de ar- combustível de escape no momento de corrente nula, em relação à quantidade de mudança na tensão aplicada ao sensor Vr, se torna maior. Por conseguinte, nestas regiões de tensão, se a ten são aplicada ao sensor Vr deriva ligeiramente, a razão de ar- combustível de esca pe, no momento de corrente zero, muda consideravelmente. Portanto, nesta região de tensão, para detectar, com precisão, o valor absoluto da razão de ar- combustível de escape, se torna necessário controlar, com precisão, a tensão aplicada ao sensor Vr. Isto não é muito prático. Por isso, do ponto de vista de detectar, com precisão, o valor absoluto da razão de ar- combustível de escape, a tensão aplicado ao sensor Vr precisa ser um valor dentro de uma "região de tensão específica"entre um de- terminado limite superior de tensão e um determinado limite inferior de tensão.

[0172]A este respeito, conforme mostrado na FIG. 14, os sensores de razão de ar- combustível 70 e 71 tem uma região limite de corrente, a qual é uma região de tensão em que a corrente de saída Ir se torna uma corrente limite para cada razão de ar- combustível de escape. Na presente forma de realização, a região limite de corrente, quando a razão de ar- combustível de escape for a razão de ar- combustí-velestequiométrica, é avaliada como a "região específica de tensão".

[0173]Observa-se que, como foi explicado usando-se a FIG. 13, se a tensão aplicada ao sensor Vr for aumentada a um determinado valor específico (tensão má-xima), ou maior, como mostrado na figura pela linha traço um ponto, não importa qual seja o valor que a razão de ar- combustível de escape assuma, a corrente de saída Ir já não se tornará 0. Por outro lado, se a tensão aplicada ao sensor Vr for diminuída a um determinado valor específico (tensão mínima), ou menor, conforme mostrado na figura pela linha traço dois pontos, não importa qual seja o valor que a razão de ar- combustível de escape assuma, a corrente de saída Ir já não se tornará 0.

[0174]Por isso, se a tensão aplicada ao sensor Vr for uma tensão entre a tensão máxima e a tensão mínima, há uma razão de ar- combustível de escape, on de a corrente de saída se torna zero. Por outro lado, se a tensão aplicada ao sensor Vr for uma tensão maior que a tensão máxima ou uma tensão mais baixa do que a tensão mínima, não há razão de ar- combustível de escape, onde a corrente de saí-daserá zero. Portanto, a tensão aplicada ao sensor Vr tem, pelo menos, que ser capaz de ser uma tensão onde a corrente de saída se torne zero quando a razão de escape de ar- combustível for qualquer razão de ar- combustível, isto é, uma tensão entre a tensão máxima e a tensão mínima. A "região de tensão específica" mencio-nada acima é a região de tensão entre a tensão máxima e a tensão mínima.

TENSÃO APLICADA EM SENSORES DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL INDIVIDUAIS

[0175]Na presente forma de realização, tendo em vista as características microscópicas acima mencionadas, ao detectar a razão de ar- combustível do gás de escape pelo sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 70, a tensão aplicada ao sensor Vrmont no sensor de razão de ar- combustível no lado a montan-te 70 está fixada a uma tensão (por exemplo, 0,45V), onde a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar- combustível de escape é a razão de ar- combustí-velestequiométrica (na presente forma de realização, 14,6). Em outras palavras, no sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 70, a tensão aplicada ao sensor Vrup é ajustada de modo que a razão de ar- combustível de escape, no mo-mento de corrente zero, se torne a razão de ar- combustível estequiométrica. Por outro lado, ao se detectar a razão de ar- combustível do gás de escape pelo sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71, a tensão aplicada ao sensor Vr no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71 está fixada a uma tensão constante (por exemplo, 0,7V), onde a corrente de saída se torna zero quando a ra-zão de ar- combustível de escape é a razão de ar- combustível avaliada como rica um pouco mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica (por exem plo, 14,55). Em outras palavras, no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71, a tensão aplicada ao sensor Vrjus é ajustada de modo que a razão de ar- combustível de escape, no momento de corrente zero, se torne uma razão de ar- combustível avaliada como rica, a qual é ligeiramente mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Por conseguinte, na presente forma de realização, a tensão aplicada ao sensor Vrjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71 é uma tensão mais elevada do que a tensão aplicada ao sensor Vrup do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 70.

[0176]Portanto, a ECU 31 conectada aos dois sensores de razão de ar- combustível 70 e 71 avalia que a razão de ar- combustível de escape, ao redor do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 70, é a razão de ar- combus-tível estequiométrica quando a corrente de saída Irmont do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 70 se torna zero. Por outro lado, a ECU 31 avalia que a razão de ar- combustível de escape, em torno do sensor de razão de ar- com-bustível no lado a jusante 71, é a razão de ar- combustível avaliada como pobre, ou seja, é uma razão de ar- combustível mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica predeterminada, quando a corrente de saída Irjus do sensor de ra zão de ar- combustível no lado a jusante 71 se torna zero.

CONTROLE DA RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL NA TERCEIRA FORMA DE REALIZAÇÃO

[0177]O controle da razão de ar- combustível na terceira forma de realiza ção é basicamente semelhante ao controle da razão de ar- combustível nas formas de realização acima. No entanto, na primeira forma de realização, quando no mo mento t2 a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 se torna o valor de referência avaliado como rico Iref, ou menos, a razão de ar- combustível alvo é convertida para a razão de ar- combustível configurada para o estado pobre. Em contrapartida, na presente forma de realização, quando a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 se torna zero, ou menor, a razão de ar- combustível alvo é convertida para a razão de ar- combustível configurada para o estado pobre.

[0178]A FIG. 17 é uma vista semelhante à da FIG. 7 e é um gráfico de tem po da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de purifica ção de escape no lado a montante 20, etc., no caso de se realizar o controle na pre sente forma de realização. A seguir, apenas as partes que diferem do controle na FIG. 7 serão explicadas.

[0179]Conforme será entendido a partir da FIG. 17, antes do tempo t1, isto é, quando a razão de ar- combustível do gás de escape, que flui para fora do catali- sador de purificação de escape no lado a montante 20, for a razão de ar- combustí-velestequiométrica, a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71 se torna um valor maior do que zero. Em seguida, parte do gás não queimado no gás de escape, que flui para dentro do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, começa a fluir para fora sem ser removido no ca-talisador de purificação de escape no lado a montante 20, a partir do tempo t1. Jun-tamente com isto, a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71 se torna menor em direção ao zero e se torna zero no tempo t2. Na presente forma de realização, se a corrente de saída Irjus do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 71 se torna zero ou menor, a fim de suprimir a dimi-nuição da quantidade de armazenamento de oxigênio QAOsc do catalisador de puri-ficação de escape no lado a montante 20, a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC é convertida para um valor ACCpobre, o qual corresponde à razão de ar- combustível configurada para o estado pobre. O controle depois disso é basi-camente semelhante ao exemplo mostrado na FIG. 7.

[0180]De acordo com a presente forma de realização, conforme explicado acima, o valor absoluto da razão de ar- combustível avaliada como rica pode ser, com precisão, detectado pelo sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41. Conforme explicado usando-se a FIG. 16, com um sensor de razão de ar- com-bustível convencional, era difícil de detectar, com precisão, o valor absoluto da razão de ar- combustível que não fosse a razão de ar- combustível estequiométrica. Por isso, se ocorrer um erro na corrente de saída em um sensor de razão de ar- combus-tível convencional devido ao envelhecimento, às diferenças individuais, etc, mesmo quando a razão de ar- combustível real de gás de escape rico difere da razão de ar- combustível avaliada como rica, a corrente de saída do sensor de razão de ar- com-bustível pode ser um valor correspondente à razão de ar- combustível avaliada como rica. Como resultado, o momento de conversão da quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC, da quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramen-te rico ACCrico para quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpo- bre, se torna atrasado ou esta troca é realizada num momento em que a mudança é desnecessária. Em contrapartida, na presente forma de realização, é possível para o sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 detectar, com precisão, o valor absoluto da razão de ar- combustível avaliada como rica. Portanto, o atraso no tempo de converter a quantidade de ajuste da razão de ar- combustível ACC, da quantidade de ajuste configurada para o estado ligeiramente rico ACCrico para a quantidade de ajuste configurada para o estado pobre ACCpobre, ou de mudar em um momento em que a mudança é desnecessária, pode ser eliminado.

QUARTA FORMA DE REALIZAÇÃO

[0181]A seguir, referindo-se às FIGS. 18 e 19, será explicado um sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com uma quarta forma de realização da presente invenção. A configuração e o controle do sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a quarta forma de realização, são basicamente semelhantes às configurações e aos controles dos sistemas de controle de motores de combustão interna, de acordo com as formas de realização acima. No entanto, nas formas de realização acima, um sensor de razão de ar- com bustível do tipo célula única, constituído por uma célula feita de uma camada de ele- trólito sólido e um par de eletrodos, foi utilizado como o sensor de razão de ar- com bustível, enquanto que, na quarta forma de realização, um sensor de razão de ar- combustível do tipo duas células, composto de duas de tais células, é utilizado como o sensor de razão de ar- combustível.

CONFIGURAÇÃO DOS SENSORES DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL

[0182]Com referência à FIG. 18, a configuração dos sensores de razão de ar- combustível 70 e 71, na presente forma de realização, será explicada. A FIG. 18 é uma vista esquemática em corte transversal dos sensores de razão de ar- combus- tível 70 e 71. Conforme será entendido a partir da FIG. 18, os sensores de razão de ar- combustível 70 e 71, na presente forma de realização, são do tipo célula dupla de sensores de razão de ar- combustível, os quais têm duas células compostas de uma camada de eletrólito sólido e um par de eletrodos.

[0183]Conforme mostrado na FIG. 18, cada um dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 compreende uma câmara de gás medido 81, uma câmara de gás de referência 82, e duas camadas de eletrólito sólido 83, 84, que estão dispos tas em ambos os lados da câmara de gás medido 8. A câmara de gás de referência 82 é fornecida no lado oposto da câmara de gás medido 81 através da segunda ca mada de eletrólito sólido 84. Na superfície lateral da primeira camada de eletrólito sólido 83 na lateral da câmara de gás medido 81, um eletrodo lateral da câmara de gás (terceiro eletrodo) 85 é disposto, enquanto na superfície lateral da primeira ca mada de eletrólito sólido 83 na lateral do gás de escape, um eletrodo de escape late ral (quarta eletrodo) 86 é disposto. A primeira camada de eletrólito sólido 83, o ele trodo lateral da câmara de gás 85, e o eletrodo de escape lateral 86 configuram uma célula bomba 90.

[0184]Por outro lado, na superfície lateral da segunda camada de eletrólito sólido 84, na lateral da câmara de gás medido 81, um eletrodo lateral da câmara de gás (primeiro eletrodo) 87 está disposto, enquanto que, na superfície lateral da se-gunda camada de eletrólito sólido 84, na lateral da câmara de gás de referência 82, um eletrodo de referência lateral (segundo eletrodo) 88 é disposto. A segunda ca-mada de eletrólito sólido 84, o eletrodo lateral da câmara de gás 87, e o eletrodo de referência lateral 88 configuram uma célula de referência 91.

[0185]Entre as duas camadas de eletrólito sólido 83 e 84, uma camada de regulação de difusão 93 é fornecida de forma a rodear o eletrodo lateral da câmara de gás 85 da célula bomba 90 e o eletrodo lateral da câmara de gás 87 da célula de referência 91. Portanto, a câmara de gás medido 81 é ajustada pela primeira cama- da de eletrólito sólido 83, a segunda camada de eletrólito sólido 84, e a camada de regulação de difusão 93. Dentro da câmara de gás medido 81, os gases de escape fluem através da camada de regulação de difusão 93. Deste modo, os eletrodos dis-postos na câmara de gás medido 81, isto é, o eletrodo lateral da câmara de gás 85 da célula bomba 90 e o eletrodo lateral da câmara de gás 87 da célula de referência 91, são expostos ao gás de escape através da camada de regulação de difusão 93. Observa-se que a camada de regulação de difusão 93 não precisa necessariamente ser fornecida para que o gás de escape, que flui para a câmara de gás medido 81, possa passar através da camada de regulação de difusão 93. Assim, desde que o gás de escape que alcança o eletrodo lateral da câmara de gás 87 da célula de refe-rência 91 seja o gás de escape que passa através da camada de regulação de difu-são, a camada de regulação de difusão pode ser disposta de qualquer maneira.

[0186]Além disso, na superfície lateral da segunda camada de eletrólito só-lido 84 no lateral da câmara de gás de referência 82, uma parte aquecedora 94 é fornecida de modo a envolver a câmara de gás de referência 82. Portanto, a câmara de gás de referência 82 é definida pela segunda camada de eletrólito sólido 84 e a parte aquecedora 94. O gás de referência é introduzido nesta câmara de gás de re-ferência 82. Na presente forma de realização, a câmara de gás de referência 82 é aberta para a atmosfera. Por conseguinte, no interior da câmara de gás de referên cia 82, o ar atmosférico é introduzido como gás de referência.

[0187]Além disso, a parte aquecedora 94 é fornecida com uma pluralidade de aquecedores 95. Estes aquecedores 95 podem ser utilizados para controlar a temperatura dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71, em particular a tem-peratura das camadas de eletrólito sólido 83, 84. A parte aquecedora 94 tem uma capacidade de geração de calor o suficiente para aquecer as camadas de eletrólitos sólidos 83, 84 até a ativação. Além disso, na superfície lateral da primeira camada de eletrólito sólido 83 na lateral do gás de escape, é fornecida uma camada proteto- ra 96. A camada protetora 96 é formada a partir de um material poroso de modo que o líquido no gás de escape, etc, seja impedido de aderir diretamente ao eletrodo de escape lateral 86, enquanto o gás de escape atinge o eletrodo de escape lateral 86.

[0188]As camadas de eletrólito sólido 83, 84 são formadas por materiais semelhantes aos da camada de eletrólito sólido 51 da primeira forma de realização. Além disso, a camada de regulação de difusão 93 também é formada por um mate rial semelhante ao da camada de regulação de difusão 54 da primeira forma de rea-lização. Além disso, os eletrodos 85 a 88 também são formados por materiais seme-lhantes aos eletrodos 52, 53 da primeira forma de realização.

[0189]Através do eletrodo lateral da câmara de gás 87 e do eletrodo de refe-rência lateral 88 da célula de referência 91, uma tensão de referência Vr (que cor-respondeà tensão aplicada ao sensor da primeira forma de realização) é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão de referência 100, que está montado na ECU 31. Além disso, a ECU 31 é fornecida com um dispositivo de detecção de cor rente de referência 101, que detecta a corrente de referência Ir que flui através des tes eletrodos 87, 88 através da segunda camada de eletrólito sólido 84 quando o dispositivo de aplicação de tensão de referência 100 aplica a tensão de referência Vr.

[0190]Além disso, entre o eletrodo lateral da câmara de gás 85 e o eletrodo de escape lateral 86 da célula bomba 90, uma tensão da bomba Tb é aplicada por um dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 que está montado na ECU 31. A tensão da bomba Tb, aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102, está configurada de acordo com a corrente de referência de Ir detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101. Especificamente, a tensão da bomba Tb é ajustada de acordo com a diferença entre a corrente de referência Ir detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101 e a corrente predefinida alvo (na presente forma de realização, o valor é zero). Além disso, a ECU 31 é fornecida com um dispositivo de detecção de corrente de bomba 103, que detecta uma corrente de bomba Ib, que flui através destes eletrodos 85 e 86 através da primeira camada de eletrólito sólido 83, quando o dispositivo de aplicação de ten-são da bomba 102 aplica a tensão da bomba Tb.

[0191]Observa-se que, se o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 altera a tensão da bomba Tb, a corrente da bomba Ib, que flui através dos ele-trodos 85, 86, muda. Em outras palavras, pode-se dizer que o dispositivo de aplica-ção de tensão da bomba 102 controla a corrente da bomba Ib. Por conseguinte, o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 funciona como um dispositivo de controle de corrente da bomba que controla a corrente da bomba Ib. Observa-se que, a corrente da bomba Ib, por exemplo, muda através da disposição de um resis tor variável em série com o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 e pela mudança deste resistor variável. Portanto, assim como o dispositivo de controle de corrente da bomba, um resistor variável ou outros meios que não o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 podem ser usados .

FUNCIONAMENTO DOS SENSORES DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL

[0192]Em seguida, com referência à FIG. 19, será explicado o conceito bá-sico de funcionamento de cada um dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 então configurados. A FIG. 19 é uma vista que mostra esquematicamente o funcio-namento do sensor de razão de ar- combustível 70 ou 71. No momento da utilização, o sensor de razão de ar- combustível 70 ou 71 está disposto de modo que as super-fícies circunferenciais exteriores da camada protetora 96 e da camada de regulação de difusão 93 são expostas ao gás de escape. Além disso, o ar atmosférico é intro-duzido na câmara de gás de referência 82 do sensor de razão de ar- combustível 70 ou 71.

[0193]Conforme explicado acima, as camadas de eletrólito sólido 83, 84 são formadas pelos corpos sinterizados de um óxido condutor de íons de oxigênio. Por- tanto, este tem a propriedade de força eletromotriz E que é gerada (o que faz com que os íons de oxigênio se movam de um lado de alta concentração da superfície lateral para o lado de baixa concentração da superfície lateral) se houver uma dife-rença na concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais das camadas de eletrólito sólido 83, 84 no estado ativado por alta temperatura (característica da célula de oxigênio).

[0194]Por outro lado, as camadas de eletrólito sólido 83, 84 têm a caracte-rística de tentar fazer com que os íons de oxigênio se movam de modo que uma ra-zão de concentração de oxigênio ocorra entre as duas superfícies laterais da cama da de eletrólito sólido em conformidade com a diferença de potencial se ocorrer uma diferença de potencial entre as duas superfícies laterais (característica da bomba de oxigênio). Especificamente, quando ocorre uma diferença de potencial entre as duas superfícies laterais, isto provoca o movimento dos íons de oxigênio, de modo que a concentração de oxigênio na superfície lateral, à qual é dada uma polaridade positi-va, se torne maior do que a concentração de oxigênio na superfície lateral à qual é dada uma polaridade negativa, por uma razão relacionada à diferença de potencial.

[0195]Por conseguinte, na célula bomba 90, se o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 aplica a tensão da bomba Tb através do eletrodo lateral da câmara de gás 85 e o eletrodo de escape lateral 86, o movimento dos íons de oxi-gênio ocorre correspondente a isto. Ao longo do referido movimento de íons de oxi-gênio, o oxigênio é bombeado para dentro ou bombeado para fora do gás de escape na câmara de gás medido 81.

[0196]Por outro lado, a célula de referência 91, na presente forma de reali-zação, funciona da mesma maneira como a célula na primeira forma de realização, a qual é composta da camada de eletrólito sólido 51, do eletrodo de escape lateral 52, e eletrodo de atmosfera lateral 53. Portanto, na célula de referência 91, quando a razão de ar- combustível de escape na câmara de gás medido 81 segue a razão de ar- combustível que corresponde à tensão de referência Vr, que é aplicada pelo dis-positivo de aplicação de tensão de referência 100 através dos eletrodos 87, 88 (isto é, a razão de ar- combustível de escape no momento de corrente zero quando se aplica a tensão de referência Vr), a corrente de referência que flui através dos ele trodos 87, 88 se torna zero. Por outro lado, quando a razão de ar- combustível de escape na câmara de gás medido 81 é mais rica do que a razão de ar- combustível que corresponde à tensão de referência Vr, a corrente de referência que flui através dos eletrodos 87, 88 se torna uma corrente negativa com uma grandeza que é pro-porcionalà diferença da razão de ar- combustível que corresponde à tensão de refe-rência Vr. Por outro lado, quando a razão de ar- combustível de escape na câmara de gás medido 81 é mais pobre do que a razão de ar- combustível que corresponde à tensão de referência Vr, a corrente de referência que flui através dos eletrodos 87, 88 se torna uma corrente positiva, com uma grandeza que é proporcional à diferença da razão de ar- combustível, que corresponde à tensão de referência Vr.

[0197]Quando a razão de ar- combustível de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 é mais pobre do que a razão de ar- combustível que corresponde à tensão de referência Vr, conforme mostrado na FIG. 19 (A), o gás de escape que é mais pobre do que a razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr, flui para cada câmara de gás medido 81 através da camada de regulação de difusão 93. Se um gás de escape da razão de ar- combustível po bre conter uma quantidade grande de oxigênio fluindo para dentro, uma corrente de referência positiva fluirá através dos eletrodos 87, 88 da célula de referência 91 pro-porcionalà diferença da razão de ar- combustível correspondente à tensão de refe-rência Vr, e esta corrente de referência será detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101.

[0198]Se o dispositivo de detecção de corrente de referência 101 detecta a corrente de referência, com base nisso, o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 aplica a tensão da bomba para os eletrodos 85, 86 da célula bomba 90. Em particular, se o dispositivo de detecção de corrente de referência 101 detecta uma corrente de referência positiva, a tensão da bomba é aplicada usando-se o ele-trodo de escape lateral 86 como o eletrodo positivo, e o eletrodo lateral da câmara de gás 85 como eletrodo negativo. Através da aplicação de tensão da bomba aos eletrodos 85, 86 da célula bomba 90 desta forma, na primeira camada de eletrólito sólido 83 da célula da bomba 90, o movimento de íons de oxigênio ocorrerá a partir do eletrodo negativo para o eletrodo positivo, isto é, a partir do eletrodo lateral da câmara de gás 85 em direção ao eletrodo de escape lateral 86. Por esta razão, o oxigênio no interior da câmara de gás medido 81 é bombeado para fora no gás de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71.

[0199]A taxa de fluxo de oxigênio bombeado para fora a partir do interior da cada câmara de gás medido 81 para o gás de escape em torno dos sensores de ra-zão de ar- combustível 70, 71 é proporcional à tensão da bomba. Além disso, a ten-são da bomba é proporcional à grandeza da corrente de referência positiva detecta da pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101. Assim, quanto maior for o desvio da razão de ar- combustível de escape na câmara de gás medido 81 para o lado pobre da razão de ar- combustível correspondente à tensão de referên cia Vr, ou seja, quanto maior a concentração de oxigênio na câmara de gás medido 81, maior será a taxa de fluxo de oxigênio bombeado para fora a partir do interior da câmara de gás medido 81 para o gás de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71. Como resultado, a taxa de fluxo de oxigênio que flui através da camada de regulação de difusão 93 para a câmara de gás medido 81, e a taxa de fluxo de oxigênio bombeado para fora pela célula bomba 90, basicamente, estão em conformidade uma com a outra. Portanto, a razão de ar- combustível na câmara de gás medido 81, é, basicamente, mantida substancialmente na razão de ar- combus-tível correspondente à tensão de referência Vr.

[0200]A taxa de fluxo de oxigênio bombeado pela célula bomba 90 é igual à taxa de fluxo de íons de oxigênio que se movem através do interior da primeira ca-mada de eletrólito sólido 83 da célula bomba 90. Além disso, a taxa de fluxo dos íons de oxigênio é igual à corrente que flui através dos eletrodos 85, 86 da célula bomba 90. Deste modo, através da detecção da corrente que flui através dos eletro dos 85, 86 pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba 103, é possível detec tar a taxa de fluxo de oxigênio que flui através a camada de regulação de difusão 93 para a câmara de gás medido 81, e, assim, uma razão de ar- combustível pobre do gás de escape em torno da câmara de gás medido 81.

[0201]Por outro lado, quando a razão de ar- combustível de escape em tor no dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 é mais rica do que a razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr, conforme mostrado na FIG. 19 (B), o gás de escape, que é mais rico do que a razão de ar- combustível cor-respondenteà tensão de referência Vr, fluirá para dentro da câmara de gás medido 81 através da camada de regulação de difusão 93. Se o gás de escape da razão de ar- combustível rica conter uma grande quantidade de gás não queimado que flui desta forma através dos eletrodos 87, 88 da célula de referência 91, uma corrente de referência negativa fluirá proporcionalmente à diferença da razão de ar- combus tível correspondente à tensão de referência Vr. Esta corrente de referência é detec tada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101.

[0202]Se o dispositivo de detecção de corrente de referência 101 detecta a corrente de referência, com base nisto, uma tensão da bomba é aplicada através dos eletrodos 85, 86 da célula bomba 90 pelo dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102. Em particular, se o dispositivo de detecção de corrente de referência 101 detecta uma corrente de referência negativa, a tensão da bomba é aplicada usando-se o eletrodo lateral da câmara de gás 85 como o eletrodo positivo, e o ele trodo de escape lateral 86 como o eletrodo negativo. Ao aplicar a tensão da bomba desta forma, na primeira camada de eletrólito sólido 83 da célula bomba 90, o movi-mento dos íons de oxigênio ocorre a partir do eletrodo negativo para o eletrodo posi-tivo, isto é, a partir do eletrodo de escape lateral 86 para o eletrodo lateral da câmara de gás 85. Por esta razão, o oxigênio no gás de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 é bombeado para dentro da câmara de gás medido 81.

[0203]A taxa de fluxo de oxigênio bombeado a partir do gás de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71, em cada uma das câmaras de gás medido 81, é proporcional à tensão da bomba. Além disso, a tensão da bom ba é proporcional à grandeza da corrente de referência negativa detectada pelo dis-positivo de detecção de corrente de referência 101. Assim, quanto maior for o desvio da razão de ar- combustível de escape na câmara de gás medido 81 para o lado rico da razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr, ou seja, quanto maior a concentração de gás não queimado na câmara de gás medido 81, maior será a taxa de fluxo de oxigênio bombeado para dentro da câmara de gás medido 81 a partir do gás de escape em torno dos sensores de razão de ar- com-bustível 70, 71. Como resultado, a taxa de fluxo de gás não queimado, que flui atra-vés da camada de regulação de difusão 93 para a câmara de gás medido 81, e a taxa de fluxo de oxigênio bombeado pela célula bomba 90, se tornam uma razão de equivalente químico e, consequentemente, a razão de ar- combustível na câmara de gás medido 81 é basicamente mantida na razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr.

[0204]A taxa de fluxo de oxigênio bombeado pela célula bomba 90 é igual à taxa de fluxo de íons de oxigênio que se movem através do interior da primeira ca-mada de eletrólito sólido 83 na célula bomba 90. Além disso, esta taxa de fluxo de íons de oxigênio é igual à corrente que flui através dos eletrodos 85, 86 da célula bomba 90. Deste modo, através da detecção da corrente que flui entre os eletrodos 85 e 86 pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba 103, é possível detectar a taxa de fluxo de gás não queimado que flui através da camada de regulação de difusão 93 para a câmara de gás medido 81 e, portanto, a razão de ar- combustível rica do gás de escape em torno da câmara de gás medido 81.

[0205]Além disso, quando a razão de ar- combustível de escape em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 é uma razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr, conforme mostrado na FIG. 19 (C), o gás de escape de uma razão de ar- combustível, que corresponde à tensão de referên cia Vr, flui para dentro da câmara de gás medido 81 através da camada de regula ção de difusão 93. Se o gás de escape de uma razão de ar- combustível, que cor respondeà tensão de referência Vr, flui desta forma, a corrente de referência que flui através dos eletrodos 87, 88 da célula de referência 91 passa a ser zero e a corrente de referência é detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101.

[0206]Se a corrente de referência detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101 for zero, juntamente com isto, a tensão da bomba aplica da pelo dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 é também zero. Por con-seguinte, na primeira camada de eletrólito sólido 83 da célula bomba 90, nenhum movimento dos íons de oxigênio ocorre, e, consequentemente, o interior da câmara de gás medido 81 é basicamente mantido na razão de ar- combustível correspon-denteà tensão de referência Vr. Além disso, nenhum movimento dos íons de oxigê-nio ocorre na primeira camada de eletrólito sólido 83 da célula bomba 90, e, portan to, a corrente da bomba detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bom ba 103 também se torna zero. Portanto, quando a corrente da bomba detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba 103 é zero, compreende-se que a ra-zão de ar- combustível do gás de escape em torno da câmara de gás medido 81 é a razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr.

[0207]Deste modo, de acordo com cada um dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71 da presente forma de realização, quando a razão de ar- combus-tível de escape, em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71, está em conformidade com a razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr, a corrente da bomba, que é a corrente de saída, se torna zero. Além disso, quando a razão de ar- combustível de escape, em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71, for mais pobre do que a razão de ar- combustível correspon-denteà tensão de referência Vr, a corrente da bomba, que é a corrente de saída, se torna positiva, e a valor absoluto da corrente da bomba se torna maior de acordo com o grau de pobreza. Por outro lado, quando a razão de ar- combustível de esca pe, em torno dos sensores de razão de ar- combustível 70, 71, for mais rica do que a razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr, a corrente da bomba, que é a corrente de saída, se torna negativa, e a valor absoluto da corrente da bomba se torna menor, de acordo com o grau de riqueza.

[0208]Além disso, a razão de ar- combustível correspondente à tensão de refe rência Vr, isto é, a razão de ar- combustível de escape, no momento de corrente zero, quando se aplica a tensão de referência Vr, conforme explicado em relação aos sensores de razão de ar- combustível 40, 41 da primeira forma de realização acima, se torna me norà medida que a tensão de referência Vr aumenta. Por exemplo, quando a tensão de referência Vr for 0,45V, a razão de ar- combustível de escape, no momento de corrente zero, se torna a razão de ar- combustível estequiométrica. Além disso, quando a tensão de referência Vr for maior do que 0,45V, a razão de ar- combustível de escape, no mo mento de corrente zero, se torna uma razão de ar- combustível rica, enquanto que, quan do a tensão de referência Vr for menor do que 0,45V, a razão de ar- combustível de es cape, no momento de corrente zero, se torna uma razão de ar- combustível pobre.

TENSÃO APLICADA NOS SENSORES DE RAZÃO DE AR- COMBUSTÍVEL INDIVIDUAIS

[0209]Na presente forma de realização, a tensão de referência Vrmont no sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 é ajustada para uma ten-são (por exemplo, 0,45V), através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar- combustível de escape é a razão de ar- combustível estequiométrica (na presente forma de realização, 14,6). Em outras palavras, no sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40, a tensão de referência Vrmont é ajustada de modo que a razão de ar- combustível de escape, no momento de corrente zero, se torne a razão de ar- combustível estequiométrica. Por outro lado, a tensão de refe-rência Vrjus no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 é ajustada para uma tensão (por exemplo, 0,7 V), através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de escape de ar- combustível é predeterminada como uma ra-zão de ar- combustível avaliada como rica (por exemplo, 14,55), que é ligeiramente mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Em outras palavras, no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, a tensão de referência Vrjus é ajustada de modo que a razão de ar- combustível de escape, no momento de corrente zero, se torne uma razão de ar- combustível avaliada como rica, que é ligeiramente mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Deste modo, na presente forma de realização, a tensão de referência Vrjus, no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, é ajustada para uma tensão maior que a tensão de referência Vrup no sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40.

[0210]Portanto, a ECU 31, que está conectada a ambos os sensores de ra-zão de ar- combustível 70, 71 avalia que a razão de ar- combustível de escape, em torno do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40 é a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a corrente de saída do sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40, isto é, a corrente de bomba Ibmont se torna ze ro. Por outro lado, a ECU 31 avalia que a razão de ar- combustível de escape em torno do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, é uma razão de ar- combustível avaliada como rica, isto é, uma razão de ar- combustível predetermi-nada, a qual é diferente da razão de ar- combustível estequiométrica quando a cor-rente de saída do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41, isto é, a corrente de bomba Ibjus, se tornou zero.

[0211]Observa-se que, na terceira forma de realização acima, tanto o sen sor de razão de ar- combustível do lado a montante quanto o sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante são os sensores de razão de ar- combustível do tipo célula única, enquanto que, na quarta forma de realização acima, tanto o sensor de razão de ar- combustível no lado a montante quanto o sensor de razão de ar- com-bustível no lado a jusante são sensores de razão de ar- combustível do tipo célula dupla. No entanto, também é possível utilizar um sensor de razão de ar- combustível do tipo célula dupla como o sensor de razão de ar- combustível no lado a montante, e usar um sensor de razão de ar- combustível do tipo célula única como o sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante. Por outro lado, também é possível utili zar um sensor de razão de ar- combustível do tipo célula única como o sensor de razão de ar- combustível no lado a montante, e usar um sensor de razão de ar- combustível do tipo célula dupla como o sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante. Mesmo neste caso, a tensão aplicada ao sensor (tensão de referência) Vrmont no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante 41 é ajustada para uma tensão maior do que a tensão aplicada ao sensor (tensão de referência) Vrjus no sensor de razão de ar- combustível no lado a montante 40.

[0212]Além disso, também é possível usar os sensores de razão de ar e combustível do tipo duas células tanto no sensor de razão de ar- combustível no la do a montante quanto no sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante en-quanto, da mesma maneira como na primeira forma de realização, tornam a tensão de referência Vr nos dois sensores de ar- combustível a mesma. Neste caso, quando a corrente da bomba Ib do sensor de razão de ar- combustível no lado a jusante é um valor predeterminado diferente de zero, considera-se que a razão de ar- combus tível do gás de escape, que flui para fora do catalisador de purificação de escape no lado a montante 20, se tornou a razão de ar- combustível avaliada como rica.

[0213]Observa-se que, neste Relatório Descritivo, a quantidade de armaze-namento de oxigênio do catalisador de purificação de escape é explicada como a mudança entre a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio e zero. Isto significa que a quantidade de oxigênio, que pode ainda ser armazenada pelo catali-sador de purificação de escape, muda entre zero (quando a quantidade de armaze-namento de oxigênio for a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio) e o valor máximo (quando a quantidade de armazenamento de oxigênio for zero).

Claims

1. Sistema de controle de um motor de combustão interna, em que o motor compreende: um catalisador de purificação de escape (20, 24) que está disposto numa passagem de escape (9, 19, 21, 22, 23) do motor de combustão interna e que pode armazenar oxigênio, o sistema de controle compreendendo: um meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante (41) que está disposto no lado a jusante, na direção do fluxo de escape, a partir do catalisa dor de purificação de escape (20, 24) e que detecta uma razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape (20, 24); e um controlador da razão de ar- combustível de entrada que controla uma ra-zão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do catalisador de puri-ficação de escape (20, 24), o sistema de controle CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador da razão de ar- combustível de entrada compreende: um meio de aumento da quanti-dade de armazenamento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitentemente, uma razão de ar- combustível alvo do gás de escape, que flui para dentro do catali-sador de purificação de escape (20, 24), para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a razão de ar- combustível, detec-tada pelo meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante (41), se torna uma razão de ar- combustível avaliada como rica, a qual é mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, ou menos, até que a quantidade de arma-zenamento de oxigênio do catalisador de purificação de escape (20, 24) se torne uma quantidade dada de armazenamento que é menor do que um limite superior da quantidade de armazenamento de oxigênio, onde as taxas de aumento das concen-trações de oxigênio e NOx, no gás de escape que flui para fora do catalisador de purificação de escape (20, 24), começam a se torna maiores do que antes; e um meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio para ajustar, con-tinua ou intermitentemente, a referida razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a quanti-dade de armazenamento de oxigênio do referido catalisador de purificação de esca-pe (20, 24) se torna a referida quantidade dada de armazenamento, ou maior, de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio diminua para zero sem atin-gir a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio.

2. Sistema de controle de um motor de combustão interna, em que o motor compreende um catalisador de purificação de escape (20, 24) que está disposto numa passagem de escape (9, 19, 21, 22, 23) do motor de combustão interna e que pode armazenar oxigênio, o sistema de controle compreendendo: um meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante (41) que está disposto no lado a jusante, em uma direção do fluxo de escape, a partir do refe-rido catalisador de purificação de escape (20, 24) e que detecta uma razão de ar- combustível do gás de escape que flui para fora do referido catalisador de purifica-ção de escape (20, 24); um controlador da razão de ar- combustível de entrada que controla a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do referido catalisador de purificação de escape (20, 24); um meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante que detecta ou estima a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do referido catalisador de purificação de escape (20, 24); e um meio de estimativa da quantidade de armazenamento de oxigênio que estima uma quantidade de armazenamento de oxigênio do referido catalisador de purificação de escape (20, 24) com base na razão de ar- combustível do gás de es cape, a qual é detectada ou estimada pelo referido meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante, o sistema de controle CARACTERIZADO pelo fato de que o referido contro-lador da razão de ar- combustível de entrada compreende: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitente-mente, uma razão de ar- combustível alvo do gás de escape, que flui para dentro do referido catalisador de purificação de escape (20, 24), para que esta fique mais po bre do que a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a razão de ar- com-bustível, detectada pelo referido meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante (41), se torna uma razão de ar- combustível avaliada como rica, a qual é mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, ou menos, até que a quantidade de armazenamento de oxigênio, a qual é estimada pelo referido meio de estimativa da quantidade de armazenamento de oxigênio, se torne uma quantidade dada de armazenamento que é menor do que a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio; e um meio de diminuição da quantidade de armaze-namento de oxigênio para ajustar, continua ou intermitentemente, a referida razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais rica do que razão de ar- combustí-velestequiométrica, quando a quantidade de armazenamento de oxigênio, a qual é estimada pelos referidos meios de estimativa da quantidade de armazenamento de oxigênio, se torna a referida quantidade dada de armazenamento, ou maior, de mo-do que a referida quantidade de armazenamento de oxigênio diminua para zero sem atingir a quantidade máxima de armazenamento de oxigênio.

3. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de uma diferença entre um valor médio da referida razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível este- quiométrica, no período de tempo em que a razão de ar- combustível alvo é, conti nua ou intermitentemente, ajustada para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica através do referido meio de aumento da quanti-dade de armazenamento de oxigênio, ser maior do que uma diferença entre um va-lor médio da referida razão de ar- combustível alvo e da razão de ar- combustível estequiométrica, no período de tempo em que a razão de ar- combustível alvo é, continua ou intermitentemente, ajustada para que esta fique mais rica do que a ra-zão de ar- combustível estequiométrica através do referido meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio.

4. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de o referido meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio manter continua-mente a referida razão de ar- combustível alvo mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica.

5. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de o referido meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio manter continu-amente a referida razão de ar- combustível alvo mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica.

6. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de o referido meio de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio ajustar intermi-tentemente a referida razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, e ajustar a referida razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica em, pelo menos, uma parte de um período de tempo em que a refe-ridarazão de ar- combustível alvo não é ajustada para a razão de ar- combustível estequiométrica.

7. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de compreen der ainda um meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante que detecta ou estima a razão de ar- combustível do gás de escape que flui para dentro do referido catalisador de purificação de escape (20, 24), em que o referido controlador da razão de ar- combustível de entrada contro-la uma quantidade de combustível fornecida a uma câmara de combustão do referi-do motor de combustão interna, de modo que a razão de ar- combustível do gás de escape, a qual é detectada ou estimada pelo referido meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante, se torne a referida razão de ar- combustível alvo.

8. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um meio de estimativa da quantidade de armazenamento de oxigênio que estima uma quantida-de de armazenamento de oxigênio do referido catalisador de purificação de escape (20, 24) com base na razão de ar- combustível do gás de escape, a qual é detectada ou estimada pelo referido meio de detecção / estimativa da razão de ar- combustível no lado a montante, em que o referido meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio ajusta a referida razão de ar- combustível alvo para que esta fique mais pobre do que a razão de ar- combustível estequiométrica até que a quantidade de armazenamento de oxigênio, estimada pelo referido meio de estimativa da quantida-de de armazenamento de oxigênio, se torne a referida quantidade dada de armaze-namento.

9. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o motor de combustão interna compreende ainda um catalisador de purificação de escape (20, 24) no lado a jusante que está disposto na passagem de escape (9, 19, 21, 22, 23) no lado a jusante, na direção do fluxo de escape, a partir do referido meio de detecção da razão de ar- combustível no lado a jusante (41), e que pode armazenar oxigênio.

10. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de o funcionamento com base no meio de aumento da quantidade de armazenamento e o funcionamento com base no meio de diminuição da quantidade de armazenamento serem realizados alternada e repetidamente.