BR112015018169B1

BR112015018169B1 - Sistema de controle do motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112015018169B1
Application number: BR112015018169-4A
Authority: BR
Inventors: Keiichiro Aoki; Go Hayashita
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2021-08-31
Also published as: EP2952720A1; CN104981600A; EP2952720B1; KR101730747B1; AU2013376228B2; RU2015131028A; CN104981600B; WO2014118894A1; EP2952720A4; US10473049B2; RU2612194C1; US20160017829A1; JPWO2014118894A1; BR112015018169A2; KR20150063563A; JP5915779B2; AU2013376228A1

Abstract

sistema de controle do motor de combustão interna este dispositivo de controle para um motor de combustão interna é equipado com: um sensor da razão de ar/combustível; e um dispositivo de controle do motor que controla o motor de combustão interna de acordo com a saída do sensor da razão de ar/combustível. o sensor da razão de ar/combustível é configurado de modo que a tensão aplicada na qual a corrente de saída alcança zero varia de acordo com a razão de ar/combustível de exaustão, e a corrente de saída aumenta se a tensão aplicada é aumentada no sensor da razão de ar/combustível quando a razão de ar/combustível de exaustão é a razão de ar/combustível estequiométrica. quando a razão de ar/combustível do gás de exaustão deve ser detectada pelo sensor da razão de ar/combustível, a tensão aplicada ao sensor da razão de ar/combustível é fixada em uma tensão constante, a referida tensão constante sendo diferente da tensão na qual a corrente de saída alcança zero quando a razão de ar/combustível de exaustão é a razão de ar/combustível estequiométrica, e sendo a tensão na qual a corrente de saída alcança zero quando a razão de ar/combustível de exaustão é diferente da razão de ar/combustível estequiométrica. desse modo é fornecido um dispositivo de controle para um motor de combustão interna que usa um sensor da razão de ar/combustível capaz de detectar um valor absoluto para a razão de ar/combustível do gás de exaustão mesmo se a razão de ar/combustível do gás de exaustão não é a razão de ar/combustível estequiométrica.

Description

Campo Técnico

[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 Técnica

[002]No passado, um sistema de controle de um motor de combustão interna que é fornecido com um sensor de razão de ar-combustível em uma passagem de exaustão do motor de combustão interna, e controla uma quantidade de combustível alimentado ao motor de combustão interna com base na saída do sensor da razão de ar-combustível, foi amplamente conhecido (por exemplo, ver PLTs 1 a 6).

[003]Por exemplo, no sistema de controle descrito no PLT 1, como o sensor da razão de ar-combustível, um sensor que é fornecido com: um primeiro eletrodo que é exposto ao gás de exaustão que flui através do interior da passagem de exa-ustão; um segundo eletrodo que é exposto ao ar atmosférico; e uma camada de ele- trólito sólida de zircônia, etc., que é disposta entre o primeiro eletrodo e segundo eletrodo, tem sido usado. Quando usando este sensor da razão de ar-combustível para detectar a razão de ar-combustível do gás de exaustão (abaixo, também referida como "razão de ar-combustível de exaustão"), uma tensão de 0,4V é aplicada através desses eletrodos e a corrente que flui através desses eletrodos é detectada como a corrente de saída. Adicionalmente, com base nesta corrente de saída, a razão de ar-combustível da exaustão é calculada. Lista de Citação Literatura de Patente PLT 1: Publicação de Patente Japonesa N° 2004-316553A PLT 2: Publicação de Patente Japonesa N° 2005-351096A PLT 3: Publicação de Patente Japonesa N° 2003-329637A PLT 4: Publicação de Patente Japonesa N° H8-232723A PLT 5: Publicação de Patente Japonesa N° 2009-162139A PLT 6: Publicação de Patente Japonesa N° 2001-234787A PLT 7: Publicação de Patente Japonesa N° 2000-356618A

Sumário da Invenção Problema Técnico

[004]Neste sentido, o sensor da razão de ar-combustível como descrito no PLT 1 é geralmente configurado para ter a característica de saída que é mostrada pela linha sólida A na FIG. 2. Isto é, neste sensor da razão de ar-combustível, quanto maior a razão de ar-combustível da exaustão (ou seja, a mais pobre), maior a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível. Além disso, este sensor da razão de ar-combustível é configurado de modo que a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

[005]No entanto, a inclinação na FIG. 2, ou seja, a razão da quantidade de aumento da corrente de saída para a quantidade de aumento da razão de ar- combustível da exaustão (abaixo, a "taxa de mudança da corrente de saída") não é necessariamente a mesma mesmo se produzida através de um processo de produ-ção similar. Mesmo com o mesmo modelo dos sensores da razão de ar-combustível, diferenças ocorrem entre os sensores individuais. Além disso, mesmo no mesmo sensor da razão de ar-combustível, envelhecimento, etc., faz com que a taxa de mu-dança da corrente de saída mude. Como um resultado, mesmo se usando o mesmo tipo de sensores, dependendo do sensor usado ou período de uso, etc., como mos-trado na FIG. 2 pela linha quebrada B, a taxa de mudança da corrente de saída se torna menor ou, como mostrado pela linha de cadeia de um ponto C, a taxa de mu-dança da corrente de saída se torna maior.

[006]Por esta razão, mesmo quando usando o mesmo modelo de sensor da razão de ar-combustível para medir o gás de exaustão da mesma razão de ar- combustível, a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível será diferente dependendo do sensor usado, a duração do uso, etc. Por exemplo, quando o sensor da razão de ar-combustível tem a característica de saída como mostrada pela linha sólida A, a corrente de saída se torna I2 quando medindo o gás de exaustão com a razão de ar-combustível af1. No entanto, quando o sensor da razão de ar- combustível tem as características de saída como mostradas pela linha quebrada B e a linha de cadeia de um ponto C, as correntes de saída se tornam respectivamente I1 e I3, que são diferentes da I2 mencionada acima, quando medindo o gás de exaustão com a razão de ar-combustível af1.

[007]Portanto, neste sensor da razão de ar-combustível, é possível detectar precisamente a razão de ar-combustível estequiométrica e rica e pobre com relação à razão de ar-combustível estequiométrica, mas quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão não é a razão de ar-combustível estequiométrica, o valor absoluto (ou seja, grau de riqueza ou grau de pobreza) poderia não ser detectado precisa-mente.

[008]Portanto, em consideração ao problema acima, um objeto da presente invenção é fornecer um sistema de controle de um motor de combustão interna que usa um sensor de razão de ar-combustível que pode detectar um valor absoluto de uma razão de ar-combustível do gás de exaustão, mesmo quando a razão de ar- combustível do mesmo não é a razão de ar-combustível estequiométrica.

Solução para o Problema

[009]Para resolver o problema acima, em um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um sistema de controle de um motor de combustão interna, compreen-dendo: um sensor de razão de ar-combustível que é fornecido em uma passagem de exaustão do motor de combustão interna; e um sistema de controle do motor que controla o motor de combustão interna de acordo com uma saída do sensor da razão de ar-combustível, sendo que o sensor da razão de ar-combustível é configurada de modo que uma tensão aplicada, através da qual uma corrente de saída se torna zero, muda de acordo com a razão de ar-combustível da exaustão, e de modo que quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível este- quiométrica, se aumentar a tensão aplicada no sensor da razão de ar-combustível, a corrente de saída aumenta junto com ela, e sendo que quando o sensor da razão de ar-combustível detecta a razão de ar-combustível do gás de exaustão, a tensão apli-cada no sensor da razão de ar-combustível é fixada para uma tensão constante, e a tensão constante é uma tensão que é diferente da tensão através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica, e é a tensão através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar- combustível que é diferente da razão de ar-combustível estequiométrica.

[010]Em um segundo aspecto da invenção, é fornecido primeiro aspecto da invenção, sendo que o sensor da razão de ar-combustível compreende: um primeiro eletrodo que é exposto através de uma camada de regulação de difusão para o gás de exaustão para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletrólito sólida que é disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; e um dispositivo de aplicação de tensão que aplica a tensão através do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, a tensão aplicada sendo a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão; o sensor da razão de ar-combustível é configurado de modo a ter, para cada razão de ar-combustível de exaustão, uma região de aumento de cor-rente que é uma região de tensão onde a corrente de saída aumenta junto com um aumento na tensão aplicada, e a região de aumento de corrente pobre que é uma região de tensão onde a quantidade do aumento da corrente de saída com relação a uma quantidade de aumento da tensão aplicada é menor do que a região de aumen- to de corrente devido ao fornecimento da camada de regulação de difusão; e a ten-são constante é uma tensão dentro da região de aumento de corrente pobre quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

[011]Em um terceiro aspecto da invenção, é fornecido primeiro aspecto da invenção, sendo que: o sensor da razão de ar-combustível é configurado de modo a ter, para cada razão de ar-combustível de exaustão, uma região de corrente limite que é uma região de tensão onde a corrente de saída é uma corrente limite; e a ten-são constante é uma tensão dentro da região de corrente limite quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

[012]Em um quarto aspecto da invenção, é fornecido primeiro aspecto da in-venção, sendo que: o sensor da razão de ar-combustível é configurado para ter, para cada razão de ar-combustível de exaustão, referente a relação entre a tensão aplicada e corrente de saída, uma região proporcional que é uma região de tensão onde a corrente de saída aumenta em proporção para um aumento da tensão apli-cada, uma região de ruptura de umidade que é uma região de tensão onde a corren-te de saída muda de acordo com uma mudança da tensão aplicada devido a ruptura da umidade, e uma região média que é uma região de tensão entre estas região proporcional e região de quebra de umidade; e a tensão constante é uma tensão dentro da região média quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

[013]Em um quinto aspecto da invenção, é fornecido primeiro aspecto da in-venção, sendo que sendo que a tensão constante é definida para uma tensão entre a tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar- combustível da exaustão é 1% maior do que a razão de ar-combustível estequiomé- trica e a tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar- combustível da exaustão é 1% inferior à razão de ar-combustível estequiométrica.

[014]Em um sexto aspecto da invenção, é fornecido primeiro aspecto da in- venção, sendo que: o sensor da razão de ar-combustível é configurado de modo que, para cada razão de ar-combustível de exaustão, referente a relação entre a tensão aplicada e corrente de saída, a corrente de saída aumenta até um primeiro ponto curvado à medida que a tensão aplicada aumenta, a corrente de saída aumenta do primeiro ponto curvado para um segundo ponto curvado à medida que a tensão aplicada aumenta, a corrente de saída aumenta do segundo ponto curvado à medida que a tensão aplicada aumenta, e, na região de tensão entre o primeiro ponto curvado e o segundo ponto curvado, a quantidade de aumento da corrente de saída com relação a uma quantidade de aumento na tensão aplicada se torna menor do que nas outras regiões de tensão; e a tensão constante é definida para uma tensão entre o primeiro ponto curvado e o segundo ponto curvado quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

[015]Em um sétimo aspecto da invenção, é fornecido primeiro aspecto da in-venção, sendo que o sensor da razão de ar-combustível compreende; um primeiro eletrodo que é exposto através de uma camada de regulação de difusão ao gás de exaustão para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletrólito sólida que é disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; e um dispositivo de aplicação de tensão que aplica a tensão através do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, a camada de regulação de difusão sendo formada por alumina, a tensão aplicada sendo a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão, e a tensão constante é definida para 0,1V a 0,9V.

[016]Em um oitavo aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos pri-meiro ao sétimo aspectos da invenção, sendo que o sensor da razão de ar- combustível compreende: um primeiro eletrodo que é exposto através de uma ca-mada de regulação de difusão ao gás de exaustão para o qual a razão de ar- combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo que é exposto a uma atmos- fera de referência; uma camada de eletrólito sólida que é disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; um dispositivo de aplicação de tensão que aplica a tensão através do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; e um dispositivo de detec-ção de corrente que detecta a corrente que flui através do primeiro eletrodo e o se-gundo eletrodo, a tensão aplicada sendo a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão, e a corrente de saída sendo a corrente que é detectada pelo dispositivo de detecção de corrente.

[017]Em um nono aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos primei-ro ao terceiro, quinto e sétimo aspectos da invenção, sendo que o sensor da razão de ar-combustível compreende: uma câmara do gás medido na qual o gás de exaustão, para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada, flui, uma célula de bomba que bombeia oxigênio para dentro e para fora com relação ao gás de exaustão na câmara do gás medido de acordo com uma corrente da bomba, e a célula de referência na qual a corrente de referência que deve ser detectada muda de acordo com a razão de ar-combustível na câmara do gás medido, a célula de referência compreende: um primeiro eletrodo que é exposto ao gás de exaustão na câmara do gás medido diretamente ou através de uma camada de regulação de difusão; um segundo eletrodo que é exposto a uma atmosfera de referência; e uma camada de eletrólito sólida que é disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, o sensor da razão de ar-combustível compreende: um dispositivo de aplicação de ten-são de referência que aplica a tensão através do primeiro eletrodo e o segundo ele-trodo 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 da corrente da bomba que controla a corrente da bomba fornecida para a célula da bomba de modo que corrente de referência detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência se torna zero; e um dispositivo de detecção de corrente da bomba que detecta a corrente da bomba, e a tensão aplicada é a tensão de referên-cia que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão de referência, e a corrente de saída é a corrente da bomba que é detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba.

[018]Em um 10° aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos primeiro ao nono aspectos da invenção, sendo que o sistema de controle do motor julga que a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível predetermi-nada que é diferente da razão de ar-combustível estequiométrica, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível se torna 0,

[019]Em um 11° aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos primeiro ao 10° aspectos da invenção, sendo que: o motor de combustão interna compreende um catalisador de purificação de exaustão que é fornecido no lado a montante, na direção do fluxo de exaustão, a partir do sensor da razão de ar-combustível na pas-sagem de exaustão, e que pode armazenar oxigênio, e a tensão constante é definida para uma tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível julgada rica predeterminada, que é mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

[020]Em um 12° aspecto da invenção, é fornecido o 11° aspecto da inven-ção, sendo que o sistema de controle do motor pode controlar a razão de ar- combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaus-tão, e sendo que, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível se torna zero ou menos, a razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão é definida para menor do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

[021]Em um 13° aspecto da invenção, é fornecido o 12° aspecto da inven-ção, sendo que o sistema de controle do motor compreende: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio para continuamente ou intermitente- mente definir uma razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão menor do que a razão de ar-combustível es- tequiométrica, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível se torna zero ou menos, até a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisa-dor de purificação de exaustão se torna a quantidade de armazenamento predeter-minada que é menor do que a quantidade de armazenamento de oxigênio máxima; e um meio de diminuição de quantidade de armazenamento de oxigênio para continu-amente ou intermitentemente definir a razão de ar-combustível alvo mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica, quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão se torna a quantidade de ar-mazenamento predeterminada ou mais, de modo que a quantidade de armazena-mento de oxigênio diminui em direção a zero sem alcançar a quantidade de armaze-namento de oxigênio máxima.

[022]Em um 14° aspecto da invenção, é fornecido o 13° aspecto da inven-ção, sendo que uma diferença entre um valor médio da razão de ar-combustível alvo e a razão de ar-combustível estequiométrica no período de tempo quando a razão de ar-combustível alvo é continuamente ou intermitentemente definida menor do que a razão de ar-combustível estequiométrica pelos meios de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio é maior do que uma diferença entre um valor médio da razão de ar-combustível alvo e a razão de ar-combustível estequiométrica no período de tempo quando a razão de ar-combustível alvo é continuamente ou intermi-tentemente definida mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica pe-los meios de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio.

[023]Em um 15° aspecto da invenção, é fornecido 13° ou 14° aspecto da in-venção, sendo que os meios de aumento da quantidade de armazenamento de oxi-gênio continuamente mantém a razão de ar-combustível alvo menor do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

[024]Em um 16° aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos 13° ao 15° aspectos da invenção, sendo que os meios de diminuição da quantidade de ar-mazenamento de oxigênio continuamente mantém a razão de ar-combustível alvo mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

[025]Em um 17° aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos 11° ao 16° aspectos da invenção, compreendendo ainda um sensor da razão de ar- combustível do lado a montante que é fornecido na passagem de exaustão em um lado a montante, na direção do fluxo de exaustão, a partir do catalisador de purifica-ção de exaustão; e o sistema de controle do motor controla a razão de ar- combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão de modo que a razão de ar-combustível detectada pelo sensor da razão de ar- combustível do lado a montante se torna a razão de ar-combustível alvo.

[026]Em um 18° aspecto da invenção, é fornecido o 17° aspectos da inven-ção, sendo que o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante é configu-rado de modo que uma tensão aplicada, através da qual uma corrente de saída se torna zero, muda de acordo com a razão de ar-combustível da exaustão, e de modo que quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível estequiométrica, se aumentar a tensão aplicada ao sensor da razão de ar- combustível do lado a montante, a corrente de saída aumenta junto com ela, e a tensão aplicada ao sensor da razão de ar-combustível do lado a montante é menor do que a tensão aplicada do sensor da razão de ar-combustível.

[027]Em um 19° aspecto da invenção, é fornecido o 18° aspecto da inven-ção, sendo que a tensão aplicada ao sensor da razão de ar-combustível do lado a montante é definida para uma tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequi- ométrica.

[028]Em um 20° aspecto da invenção, é fornecido o 18° ou 19° aspecto da invenção, sendo que o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante compreende: um primeiro eletrodo que é exposto através de uma camada de regulação de difusão ao gás de exaustão para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletrólito sólida que é disposta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo; um dispositivo 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, a tensão aplicada ao sensor da razão de ar-combustível do lado a montante é a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante, e a corrente de saída do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante é a corrente que é detectada pelo dispositivo de detecção de corrente do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante.

[029]Em um 21° aspecto da invenção, é fornecido o 18° ou 19° aspecto da invenção, sendo que o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante com-preende: uma câmara do gás medido na qual o gás de exaustão, para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada, flui, uma célula de bomba que bombeia oxigênio para dentro e para fora com relação ao gás de exaustão na câmara do gás medido de acordo com uma corrente da bomba, e a célula de referência na qual a corrente de referência que deve ser detectada muda de acordo com a razão de ar- combustível na câmara do gás medido, a célula de referência do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante compreende: um primeiro eletrodo que é exposto ao gás de exaustão na câmara do gás medido diretamente ou através de uma ca-mada de regulação de difusão; um segundo eletrodo que é exposto a uma atmosfera de referência; e uma camada de eletrólito sólida que é disposta entre o primeiro ele-trodo e o segundo eletrodo, o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante compreende: um dispositivo de aplicação de tensão de referência que aplica a ten são através 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 da corrente da bomba que controla corrente da bomba fornecida para a célula da bomba de modo que corrente de refe-rência detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência se torna ze-ro; e um dispositivo de detecção de corrente da bomba que detecta a corrente da bomba, e a tensão aplicada ao sensor da razão de ar-combustível do lado a montan-te é a tensão de referência que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão de referência do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante, e a corrente de saída ao sensor da razão de ar-combustível do lado a montante é a corrente da bomba que é detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante.

[030]Em um 22° aspecto da invenção, é fornecido qualquer um dos 11° ao 21° aspectos da invenção, sendo que o motor de combustão interna compreende ainda um catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante que é fornecido em um lado a jusante, na direção do fluxo de exaustão, a partir do sensor da razão de ar-combustível na passagem de exaustão, e que pode armazenar oxigênio. Efeitos Vantajosos da Invenção

[031]De acordo com a presente invenção, é fornecido um sistema de controle de um motor de combustão interna que usa um sensor de razão de ar-combustível que pode detectar um valor absoluto de uma razão de ar-combustível do gás de exaustão, mesmo quando a razão de ar-combustível do mesmo não é a razão de ar- combustível estequiométrica.

Breve Descrição dos Desenhos

[032][FIG. 1] FIG. 1 é é uma vista que mostra esquematicamente um motor de combustão interna no qual um sistema de controle da presente invenção é usado.

[033][FIG. 2] FIG. 2 é uma vista que mostra uma característica de saída de um sensor de razão de ar-combustível.

[034][FIG. 3] FIG. 3 é vista em seção transversal esquemática de um sensor de razão de ar-combustível.

[035][FIG. 4] FIG. 4 é uma vista que mostra esquematicamente uma operação de um sensor de razão de ar-combustível.

[036][FIG. 5] FIG. 5 é uma vista que mostra um exemplo de um circuito es-pecífico que forma um dispositivo de aplicação de tensão e dispositivo de detecção de corrente.

[037][FIG. 6] FIG. 6 é uma vista que mostra a relação entre uma tensão apli-cada ao sensor e corrente de saída em diferentes razões de ar-combustível de exa-ustão.

[038][FIG. 7] FIG. 7 é uma vista que mostra a relação entre uma razão de ar- combustível da exaustão e corrente de saída em diferentes tensões aplicadas ao sensor.

[039][FIG. 8] FIG. 8 é uma vista que mostra ampliada a região que é mostrada por X-X na FIG. 6.

[040][FIG. 9] FIG. 9 é uma vista que mostra ampliada a região que é mostrada por Y na FIG. 7.

[041][FIG. 10] FIG. 10 mostra a relação entre a tensão aplicada ao sensor do sensor da razão de ar-combustível e a corrente de saída do mesmo.

[042][FIG. 11] FIG. 11 é uma vista que mostra a relação entre a razão de ar- combustível do sensor da razão de ar-combustível e a corrente de saída.

[043][FIG. 12] FIG. 12 é uma vista que mostra a relação entre a tensão apli-cada ao sensor e a corrente de saída.

[044][FIG. 13] FIG. 13 é uma vista que mostra a relação entre a quantidade de armazenamento de oxigênio de um catalisador de purificação de exaustão e uma concentração de NOX e gás não queimado no gás de exaustão que flui para fora de um catalisador de purificação de exaustão.

[045][FIG. 14] FIG. 14 é um gráfico de tempo da quantidade de armazena-mento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão, etc.

[046][FIG. 15] FIG. 15 é um gráfico de tempo da quantidade de armazena-mento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão, etc.

[047][FIG. 16] FIG. 16 é um diagrama em bloco funcional de um sistema de controle.

[048][FIG. 17] FIG. 17 é um fluxograma que mostra uma rotina de controle do controle para cálculo de uma quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível.

[049][FIG. 18] FIG. 18 é um gráfico de tempo da quantidade de armazena-mento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante, etc.

[050][FIG. 19] FIG. 19 é vista em seção transversal esquemática de um sen-sor de razão de ar-combustível da segunda modalidade.

[051][FIG. 20] FIG. 20 é uma vista que mostra esquematicamente uma ope-ração de um sensor de razão de ar-combustível da segunda modalidade.

Descrição das Modalidades

[052]Abaixo, com referência aos desenhos, um dispositivo de controle de um motor de combustão interna da presente invenção será explicado em detalhe. Ob-serve que, na explicação a seguir, aos elementos de componente similares são atri-buídos os mesmos números de referência. FIG. 1 é uma vista que mostra esquema-ticamente um motor de combustão interna no qual um dispositivo de controle de acordo com a primeira modalidade da presente invenção é usado. <Explicação do Motor de combustão interna como um todo>

[053]Com referência à FIG. 1, 1 indica um corpo do motor, 2 um bloco de ci- lindro, 3 um pistão que alterna dentro do bloco de cilindro 2, 4 uma cabeça de cilindro que é presa ao bloco de cilindro 2, 5 uma câmara de combustão que é formada entre o pistão 3 e a cabeça de cilindro 4, 6 uma válvula de entrada, 7 uma porta de entrada, 8 uma válvula de exaustão, e 9 uma porta de exaustão. A válvula de entrada 6 abre e fecha a porta de entrada 7, enquanto a válvula de exaustão 8 abre e fecha a porta de exaustão 9.

[054]Como mostrado na FIG. 1, uma vela de ignição 10 é disposta em uma parte central de uma superfície de parede interna da cabeça de cilindro 4, enquanto um injetor de combustível 11 é disposto em uma parte lateral da superfície de parede interna da cabeça de cilindro 4. A vela de ignição 10 é configurada para gerar uma centelha de acordo com um sinal de ignição. Adicionalmente, o injetor de com-bustível 11 injeta uma quantidade predeterminada do combustível dentro da câmara de combustão 5 de acordo com um sinal de injeção. Observe que, o injetor de com-bustível 11 também pode ser disposto de modo a injetar combustível dentro da porta de entrada 7. Adicionalmente, na presente modalidade, como o combustível, gasoli-na com uma razão de ar-combustível estequiométrica de 14,6 em um catalisador de purificação de exaustão é usada. No entanto, o motor de combustão interna da pre-sente invenção também pode usar outro combustível.

[055]A porta de entrada 7 de cada cilindro é conectada a um tanque de ex-pansão 14 através de um tubo de ramificação de entrada correspondente 13, en-quanto o tanque de expansão 14 é conectado a um purificador de ar 16 através de um tubo de entrada 15. A porta de entrada 7, tubo de ramificação de entrada 13, tanque de expansão 14, e tubo de entrada 15 formam uma passagem de entrada. Adicionalmente, dentro do tubo de entrada 15, uma válvula borboleta 18 que é acio-nada por um atuador da unidade da válvula borboleta 17 é disposta. A válvula borbo-leta 18 pode ser operada pelo atuador da unidade da válvula borboleta 17 para des-se modo mudar a área de abertura da passagem de entrada.

[056]Por outro lado, a porta de exaustão 9 de cada cilindro é conectada a um coletor de escape 19. O coletor de escape 19 tem uma pluralidade de tubos de rami-ficação que são conectados às portas de exaustão 9 e tubo de comunicação no qual estes tubos de ramificação são coletados. O tubo de comunicação do coletor de es-cape 19 é conectado a um invólucro do lado a montante 21 que abriga um catalisa-dor de purificação de exaustão do lado a montante 20. O invólucro do lado a mon-tante 21 é conectado através de um tubo de exaustão 22 a um invólucro do lado a jusante 23 que abriga um catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24. A porta de exaustão 9, coletor de escape 19, invólucro do lado a montante 21, tubo de exaustão 22, e invólucro do lado a jusante 23 formam uma passagem de exaustão.

[057]A unidade de controle eletrônica (ECU) 31 é composta de um computa-dor digital que é fornecido com componentes que são conectados juntos através de um barramento bidirecional 32 como uma RAM (memória de acesso aleatório) 33, ROM (memória somente leitura) 34, CPU (microprocessador) 35, porta de entrada 36, e porta de saída 37. No tubo de entrada 15, um medidor de fluxo de ar 39 é disposto para detectar a vazão do ar que flui através do tubo de entrada 15. A saída deste medidor de fluxo de ar 39 é inserida através de um conversor de AD correspondente 38 para a porta de entrada 36. Adicionalmente, no tubo de comunicação do coletor de escape 19, um sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 é disposto o qual detecta a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui através do interior do coletor de escape 19 (ou seja, o gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20). Além disso, no tubo de exaustão 22, o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é disposto o qual detecta a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui através do interior do tubo de exaustão 22 (ou seja, o gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 e flui para dentro do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24). As saídas destes sen-sores da razão de ar-combustível 40 e 41 também são inseridas através do conversor de AD correspondente 38 para a porta de entrada 36. Observe que, as configurações destes sensores da razão de ar-combustível 40 e 41 serão explicadas mais tarde.

[058]Adicionalmente, um pedal de acelerador 42 tem um sensor de carga 43 conectado a ele o qual gera uma tensão de saída que é proporcional à quantidade de depressão do pedal de acelerador 42. A tensão de saída do sensor de carga 43 é colocada na porta de entrada 36 através de um conversor de AD correspondente 38. O sensor de ângulo de manivela 44 gera um pulso de saída toda vez, por exemplo, que um eixo de manivela gira por 15 graus. Este pulso de saída é inserido na porta de entrada 36. A CPU 35 calcula a velocidade do motor a partir do pulso de saída deste sensor de ângulo de manivela 44. Por outro lado, a porta de saída 37 é conec-tada através de circuitos de acionamento correspondentes 45 às velas de ignição 10, injetores de combustível 11, e atuador da unidade da válvula borboleta 17. Observe que a ECU 31 funciona como um sistema de controle do motor para controlar o motor de combustão interna com base nas saídas dos vários sensores, etc. <Configuração do Sensor da razão de ar-combustível>

[059]Depois, com referência à FIG. 3, as configurações dos sensores da ra-zão de ar-combustível 40 e 41 na presente modalidade serão explicadas. A FIG. 3 é uma vista em seção transversal esquemática dos sensores da razão de ar- combustível 40 e 41. Como será compreendido a partir da FIG. 3, os sensores da razão de ar-combustível 40 e 41 na presente modalidade são sensores da razão de ar-combustível do tipo de célula única cada um composto de uma camada de eletró- lito sólida e um par de eletrodos que formam uma célula única.

[060]Como mostrado na FIG. 3, cada um dos sensores da razão de ar- combustível 40 e 41 é fornecido com uma camada de eletrólito sólida 51, uma ele- trodo do lado de exaustão (primeiro eletrodo) 52 que é disposto em uma superfície lateral da camada de eletrólito sólida 51, um eletrodo do lado da atmosfera (segundo eletrodo) 53 que é disposto na outra superfície lateral da camada de eletrólito sólida 51, uma camada de regulação de difusão 54 que regula a difusão do gás de exaus-tão de passagem, uma camada protetora 55 que protege a camada de regulação de difusão 54, e uma parte do aquecedor 56 que aquece o sensor da razão de ar- combustível 40 ou 41.

[061]Sobre uma superfície lateral da camada de eletrólito sólida 51, uma camada de regulação de difusão 54 é fornecida. Sobre a superfície lateral da cama-da de regulação de difusão 54 no lado oposto do lado da superfície lateral da cama-da de eletrólito sólida 51, uma camada protetora 55 é fornecida. Na presente moda-lidade, uma câmara do gás medido 57 é formada entre a camada de eletrólito sólida 51 e a camada de regulação de difusão 54. Nesta câmara do gás medido 57, o gás a ser detectado pelos sensores da razão de ar-combustível 40 e 41, ou seja, o gás de exaustão, é introduzido através da camada de regulação de difusão 54. Adicio-nalmente, o eletrodo do lado de exaustão 52 é disposto dentro da câmara do gás medido 57, portanto, o eletrodo do lado de exaustão 52 é exposto ao gás de exaustão através da camada de regulação de difusão 54. Observe que, a câmara do gás medido 57 não precisa necessariamente ser fornecida. A camada de regulação de difusão 54 pode diretamente entrar em contato com a superfície do eletrodo do lado de exaustão 52.

[062]Sobre a outra superfície lateral da camada de eletrólito sólida 51, a parte do aquecedor 56 é fornecida. Entre a camada de eletrólito sólida 51 e a parte do aquecedor 56, uma câmara do gás de referência 58 é formada. Dentro desta câmara do gás de referência 58, um gás de referência é introduzido. Na presente modalida-de, a câmara do gás de referência 58 é aberta para a atmosfera. Portanto, dentro da câmara do gás de referência 58, a atmosfera é introduzida como o gás de referência. O eletrodo do lado da atmosfera 53 é disposto dentro da câmara do gás de referência 58, portanto, o eletrodo do lado da atmosfera 53 é exposto ao gás de referência (atmosfera de referência). Na presente modalidade, ar atmosférico é usado como o gás de referência, de modo que o eletrodo do lado da atmosfera 53 é exposto à at-mosfera.

[063]A parte do aquecedor 56 é fornecida com uma pluralidade de aquece-dores 59. Estes aquecedores 59 podem ser usados para controlar a temperatura do sensor da razão de ar-combustível 40 ou 41, em particular, a temperatura da camada de eletrólito sólida 51. A parte do aquecedor 56 tem uma capacidade de geração de calor suficiente para aquecer a camada de eletrólito sólida 51 até a ativação.

[064]A camada de eletrólito sólida 51 é formada por um corpo sintetizado de ZrO2 (zircônia), HfO2, ThO2, Bi2O3, ou outro íon de oxigênio que direciona o óxido no qual CaO, MgO, Y2O3, Yb2O3, etc. é misturado como um estabilizador. Adicional-mente, a camada de regulação de difusão 54 é formada por um corpo sintetizado poroso de alumina, magnésia, sílica, espinélio, mulita, ou outra substância inorgâni-ca resistente ao calor. Adicionalmente, o eletrodo do lado de exaustão 52 e eletrodo do lado da atmosfera 53 é formado por platina ou outro metal precioso com uma ele-vada atividade catalítica.

[065]Adicionalmente, entre o eletrodo do lado de exaustão 52 e o eletrodo do lado da atmosfera 53, a tensão do sensor Vr é fornecida pelo dispositivo de aplicação de tensão 60 que é montado na ECU 31. Além disso, a ECU 31 é fornecida com um dispositivo de detecção de corrente 61 que detecta a corrente que flui entre os eletrodos 52 e 53 através da camada de eletrólito sólida 51 quando o dispositivo de aplicação de tensão 60 fornece a tensão do sensor Vr. A corrente que é detectada por este dispositivo de detecção de corrente 61 é a corrente de saída dos sensores da razão de ar-combustível 40 e 41. <Operação de Sensor da razão de ar-combustível>

[066]Depois, com referência à FIG. 4, o conceito básico da operação dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 assim configurados será explicado. A FIG. 4 é uma vista que mostra esquematicamente a operação dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41. No momento do uso, cada um dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 é disposto de modo que a camada de proteção 55 e a superfície circunferencial externa da camada de regulação de difusão 54 são expostas ao gás de exaustão. Adicionalmente, o ar atmosférico é introduzido na câmara do gás de referência 58 dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41.

[067]No modo mencionado acima, a camada de eletrólito sólida 51 é formada por um corpo sintetizado de um óxido condutor do íon de oxigênio. Portanto, tem a propriedade de uma força eletromotiva E sendo gerada que faz os íons de oxigênio se moverem do lado da superfície lateral de alta concentração para o lado da superfície lateral de baixa concentração se uma diferença ocorre na concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 no estado ativado pela alta temperatura (característica da célula de oxigênio).

[068]Em contrapartida, se uma diferença de potencial ocorre entre as duas superfícies laterais, a camada de eletrólito sólida 51 tem a característica de tentar fazer os íons de oxigênio se moverem de modo que uma razão da concentração de oxigênio ocorre entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida de acordo com a diferença de potencial (característica da bomba de oxigênio). Especifi-camente, quando uma diferença de potencial ocorre através das duas superfícies laterais, o movimento dos íons de oxigênio é causado de modo que a concentração de oxigênio na superfície lateral que tem uma polaridade positiva se torna maior do que a concentração de oxigênio na superfície lateral que tem uma polaridade negati-va, por uma razão de acordo com a diferença de potencial. Adicionalmente, como mostrado nas FIGS. 3 e 4, nos sensores da razão de ar-combustível 40, 41, uma tensão constante aplicada ao sensor Vr é aplicada através dos eletrodos 52, 53 de modo que o eletrodo do lado da atmosfera 53 se torna o eletrodo positivo e o eletrodo do lado de exaustão 52 se torna o eletrodo negativo.

[069]Quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 é menor do que a razão de ar-combustível este- quiométrica, a razão da concentração de oxigênios entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 não se torna tão grande. Portanto, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para um valor adequado, entre as duas superfí-cies laterais da camada de eletrólito sólida 51, a razão da concentração de oxigênio real se torna menor do que a razão da concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, os íons de oxigênio se movem do ele-trodo do lado de exaustão 52 em direção ao eletrodo do lado da atmosfera 43 como mostrado na FIG. 4(A) de modo que a razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 se torna maior em direção à razão da concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Como um resultado, a corrente flui do lado positivo do dispositivo de aplicação de tensão 60 que aplica a tensão aplicada ao sensor Vr, através do eletrodo do lado da atmosfera 53, camada de eletrólito sólida 51, e eletrodo do lado de exaustão 52, para o lado negativo do dispositivo de aplicação de tensão 60.

[070]A magnitude da corrente (corrente de saída) Ir que flui neste momento é proporcional à quantidade de oxigênio que flui pela difusão da exaustão através da camada de regulação de difusão 54 para a câmara do gás medido 57, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para um valor adequado. Portanto, pela detecção da magnitude desta corrente Ir pelo dispositivo de detecção de corrente 61, é possível aprender a concentração de oxigênio e por sua vez possível aprender a razão de ar-combustível na região pobre.

[071]Por outro lado, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 é mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica, o gás não queimado flui a partir da exaustão através da camada de regulação de difusão 54 para o interior da câmara do gás medido 57, e portanto mesmo se houver oxigênio presente no eletrodo do lado de exaustão 52, o oxigênio reage com o gás não queimado e é removido. Portanto, dentro da câmara do gás medido 57, a concentração de oxigênio se torna extremamente baixa. Como um resultado, a razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 se torna grande. Por esta razão, se a tensão apli-cada ao sensor Vr for ajustada para um valor adequado, entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51, a razão da concentração de oxigênio real se tornará maior do que a razão da concentração de oxigênio correspondente à ten-são aplicada ao sensor Vr. Portanto, como mostrado na FIG. 4(B), íons de oxigênio se movem do eletrodo do lado da atmosfera 53 em direção ao eletrodo do lado de exaustão 52 de modo que a razão da concentração de oxigênio entre as duas super-fícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 se torna menor em direção à razão da concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Como um resultado, a corrente flui do eletrodo do lado da atmosfera 53, através do dispositivo de aplicação de tensão 60 que aplica a tensão aplicada ao sensor Vr, ao eletrodo do lado de exaustão 52.

[072]A magnitude da corrente (corrente de saída) Ir que flui neste momento é determinada pela taxa de fluxo dos íons de oxigênio que se movem através da camada de eletrólito sólida 51 a partir do eletrodo do lado da atmosfera 53 para o eletrodo do lado de exaustão 52, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada para um valor adequado. Os íons de oxigênio reagem (queimam) com o gás não queima-do, que se difunde a partir da exaustão através da camada de regulação de difusão 54 para a câmara do gás medido 57, no eletrodo do lado de exaustão 52. Conse-quentemente, a taxa de fluxo no movimento dos íons de oxigênio corresponde à concentração do gás não queimado no gás de exaustão que flui para a câmara do gás medido 57. Portanto, pela detecção da magnitude desta corrente Ir pelo disposi-tivo de detecção de corrente 61, é possível aprender a concentração do gás não queimado e por sua vez possível aprender a razão de ar-combustível na região rica.

[073]Adicionalmente, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao re-dor dos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 é a razão de ar-combustível estequiométrica, as quantidades de oxigênio e o gás não queimado que flui dentro da câmara do gás medido 57 se torna uma razão equivalente química. Portanto, de-vido a ação catalítica do eletrodo do lado de exaustão 52, o oxigênio e o gás não queimado queimam completamente e nenhuma flutuação surge nas concentrações de oxigênio e gás não queimado na câmara do gás medido 57. Como um resultado, a razão da concentração de oxigênio através das duas superfícies laterais da cama-da de eletrólito sólida 51 não flutua, mas é mantida na razão da concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, como mos-trado na FIG. 4(C), nenhum movimento dos íons de oxigênio ocorre devido à carac-terística da bomba de oxigênio. Como um resultado, nenhuma corrente flui através dos circuitos. <Circuitos do Dispositivo de aplicação de tensão e Dispositivo de detecção de corrente>

[074]FIG. 5 mostra um exemplo dos circuitos específicos que formam o dis-positivo de aplicação de tensão 60 e dispositivo de detecção de corrente 61. No exemplo ilustrado, a força eletromotiva E que ocorre devido à característica da célula de oxigênio é expressa como "E", a resistência interna da camada de eletrólito sólida 51 é expressa como "Ri", e a diferença do potencial elétrico através dos dois eletro-dos 52, 53 é expressa como "Vs".

[075]Como será compreendido a partir da FIG. 5, o dispositivo de aplicação de tensão 60 basicamente realiza o controle de retorno negativo de modo que a força eletromotiva E que ocorre devido à característica da célula de oxigênio corres- ponde a tensão aplicada ao sensor Vr. Em outras palavras, o dispositivo de aplicação de tensão 60 realiza o controle de retorno negativo de modo que mesmo quando uma mudança na razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies late-rais da camada de eletrodo sólida 51 faz com que a diferença de potencial Vs entre os dois eletrodos 52 e 53 mude, esta diferença de potencial Vs se torna a tensão aplicada ao sensor Vr.

[076]Portanto, quando a razão de ar-combustível da exaustão se torna a ra-zão de ar-combustível estequiométrica e nenhuma mudança ocorre na razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51, a razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 se torna a razão da concentração de oxigênio corres-pondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Neste caso, a força eletromotiva E se con-forma à tensão aplicada ao sensor Vr, a diferença de potencial Vs entre os dois ele-trodos 52 e 53 também se torna a tensão aplicada ao sensor Vr, e, como um resul-tado, a corrente Ir não flui.

[077]Por outro lado, quando a razão de ar-combustível da exaustão se torna uma razão de ar-combustível que é diferente da razão de ar-combustível estequio- métrica e uma mudança ocorre na razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51, a razão da concentração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 não se torna uma razão da concentração de oxigênio correspondente à tensão aplicada ao sensor Vr. Neste caso, a força eletromotiva E se torna um valor diferente da tensão aplicada ao sensor Vr. Portanto, devido ao controle de retorno negativo, a diferença de potencial Vs é aplicada entre os dois eletrodos 52 e 53 de modo que os íons de oxigênio se movem entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51 de modo que força eletromotiva E se conforma à tensão aplicada ao sensor Vr. Adicionalmente, a corrente Ir flui junto com o movimento dos íons de oxigênio neste momento. Como um resultado, a força eletromotiva E converge para a tensão apli-cada ao sensor Vr. Se a força eletromotiva E converge para a tensão aplicada ao sensor Vr, finalmente a diferença de potencial Vs também converge para a tensão aplicada ao sensor Vr.

[078]Portanto, o dispositivo de aplicação de tensão 60 pode ser dito por substancialmente aplicar a tensão aplicada ao sensor Vr entre os dois eletrodos 52 e 53. Observe que, o circuito elétrico do dispositivo de aplicação de tensão 60 não tem que ser um como mostrado na FIG. 5. O circuito pode ser qualquer forma de disposi-tivo contanto que capaz de aplicar substancialmente a tensão aplicada ao sensor Vr através dos dois eletrodos 52, 53.

[079]Adicionalmente, o dispositivo de detecção de corrente 61 na verdade não detecta a corrente. Ele detecta a tensão E0 para calcular a corrente a partir desta tensão E0. Neste sentido, E0 é expressa como na equação a seguir (1). Eo=Vr+Vo+IrR...(1)

[080]sendo que, V0 é a tensão de deslocamento (tensão aplicada de modo que Eo não se torna um valor negativo, por exemplo, 3V), enquanto R é o valor da resistência mostrado na FIG. 5.

[081]Na equação (1), a tensão aplicada ao sensor Vr, tensão de desloca-mento Vo, e valor da resistência R são constantes, e portanto a tensão Eo muda de acordo com a corrente Ir. Por esta razão, se a tensão Eo é detectada, é possível cal-cular a corrente Ir a partir daquela tensão Eo.

[082]Portanto, o dispositivo de detecção de corrente 61 pode ser dito por de-tectar substancialmente uma corrente Ir que flui através dos dois eletrodos 52, 53. Observe que, o circuito elétrico do dispositivo de detecção de corrente 61 não tem que ser um como mostrado na FIG. 5. Se possível para detectar a corrente Ir que flui através dos dois eletrodos 52, 53, qualquer forma de dispositivo pode ser usada. <Característica de saída de Sensor da razão de ar-combustível>

[083]Os sensores da razão de ar-combustível 40, 41 que são configurados e operados como indicado acima, tem uma característica de tensão-corrente (V-I) como mostrada na FIG. 6. Como será compreendido a partir da FIG. 6, na região onde a tensão aplicada ao sensor Vr não é maior que 0 e perto de 0, quando a razão de ar-combustível da exaustão é constante, se a tensão aplicada ao sensor Vr aumenta gradualmente a partir de um valor negativo, a corrente de saída Ir aumenta junto com ele.

[084]Ou seja, nesta região de tensão, desde que a tensão aplicada ao sensor Vr é baixa, a taxa de fluxo de íons de oxigênio que pode se mover através da camada de eletrólito sólida 51 é pequena. Por esta razão, a taxa de fluxo de íons de oxigênio que pode se mover através da camada de eletrólito sólida 51 se torna menor do que a taxa de influxo do gás de exaustão através da camada de regulação de difusão 54 e, consequentemente, a corrente de saída Ir muda de acordo com a taxa de fluxo de íons de oxigênio que pode se mover através da camada de eletrólito sólida 51. A taxa de fluxo de íons de oxigênio que pode se mover através da camada de eletrólito sólida 51 muda de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr, e, como um resultado, a corrente de saída aumenta junto com o aumento na tensão aplicada ao sensor Vr. Observe que, a região de tensão onde a corrente de saída Ir muda na proporção para a tensão aplicada ao sensor Vr deste modo é chamada de "região proporcional". Adicionalmente, quando a tensão aplicada ao sensor Vr é 0, a corrente de saída Ir se torna um valor negativo já que uma força eletromotiva E de acordo com a razão da concentração de oxigênio é gerada entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida 51, pela característica da célula de oxigênio.

[085]Então, se a razão de ar-combustível da exaustão é deixada constante e a tensão aplicada ao sensor Vr aumenta gradualmente, a razão do aumento da cor-rente de saída para o aumento da tensão se tornará gradualmente menor e será fi-nalmente substancialmente saturada. Como um resultado, mesmo se aumentar a tensão aplicada ao sensor Vr, a corrente de saída já não mudará muita coisa. Esta corrente substancialmente saturada é chamada de "corrente limite". Abaixo, a região de tensão onde esta corrente limite ocorre será chamada de "região de corrente limi-te".

[086]Ou seja, nesta região de corrente limite, a tensão aplicada ao sensor Vr é alta a uma certa medida, e portanto a taxa de fluxo de íons de oxigênio que pode se mover através da camada de eletrólito sólida 51 é grande. Portanto, a taxa de fluxo de íons de oxigênio que pode se mover através da camada de eletrólito sólida 51 se torna maior que a taxa de influxo do gás de exaustão através da camada de regulação de difusão 54. Portanto, a corrente de saída Ir muda de acordo com a concentração de oxigênio ou concentração do gás não queimado no gás de exaus-tão que flui para a câmara do gás medido 57 através da camada de regulação de difusão 54. Mesmo se tornar a razão de ar-combustível da exaustão constante e mudar a tensão aplicada ao sensor Vr, basicamente, a concentração de oxigênio ou concentração do gás não queimado no gás de exaustão que flui para a câmara do gás medido 57 através da camada de regulação de difusão 54 não muda, e portanto, a tensão de saída Ir não muda.

[087]No entanto, se a razão de ar-combustível da exaustão difere, a concen-tração de oxigênio e concentração do gás não queimado no gás de exaustão que flui para a câmara do gás medido 57 através da camada de regulação de difusão 54 também difere, e portanto a corrente de saída Ir muda de acordo com a razão de ar- combustível da exaustão. Como será compreendido a partir da FIG. 6, entre a razão de ar-combustível pobre e a razão de ar-combustível rica, a direção do fluxo da cor-rente 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, en-quanto no momento da razão de ar-combustível rica, o valor absoluto da corrente limite se torna maior quanto menor for a razão de ar-combustível.

[088]Então, se a razão de ar-combustível da exaustão for mantida constante e adicionalmente aumentar a tensão aplicada ao sensor Vr, a corrente de saída Ir novamente começa a aumentar junto com o aumento na tensão. Se uma alta tensão aplicada ao sensor Vr é aplicada desta maneira, a umidade que é contida no gás de exaustão quebra o eletrodo do lado de exaustão 52. Junto com isso, a corrente flui. Adicionalmente, se a tensão aplicada ao sensor Vr for adicionalmente aumentada, mesmo com apenas a quebra da umidade, a corrente não se torna mais suficiente. Neste momento, a camada de eletrólito sólida 51 quebra. Abaixo, a região de tensão onde a umidade e a camada de eletrólito sólida 51 quebram desta maneira será chamada de "região de quebra de umidade".

[089]FIG. 7 é uma vista que mostra a relação entre uma razão de ar- combustível da exaustão e a corrente de saída Ir em diferentes tensões aplicadas ao sensor Vr. Como será compreendido a partir da FIG. 7, se a tensão aplicada ao sen-sor Vr é 0,1V a 0,9V mais ou menos, a corrente de saída Ir muda de acordo com a razão de ar-combustível da exaustão pelo menos próximo à razão de ar-combustível estequiométrica. Adicionalmente, como será compreendido a partir da FIG. 7, se a tensão aplicada ao sensor Vr é 0,1V a 0,9V ou mais ou menos, próximo à razão de ar-combustível estequiométrica, a relação entre um razão de ar-combustível da exa-ustão e a corrente de saída Ir é substancialmente a mesma independente da tensão aplicada ao sensor Vr.

[090]Por outro lado, como será compreendido a partir da FIG. 7, se a razão de ar-combustível da exaustão se torna menor do que uma determinada razão de ar- combustível de exaustão ou menos, a corrente de saída Ir não muda muita coisa, mesmo se a razão de ar-combustível da exaustão muda. Esta determinada razão de ar-combustível de exaustão muda de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr. Ela se torna maior quanto maior for a tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, se faz-se com que a tensão aplicada ao sensor Vr aumente a um determinado valor específico ou mais, como mostrado na figura pela linha de cadeia de um ponto, não importa qual o valor da razão de ar-combustível da exaustão, a corrente de saída Ir já não se tornará 0,

[091]Por outro lado, se a razão de ar-combustível da exaustão se torna maior do que uma determinada razão de ar-combustível de exaustão ou mais, a corrente de saída Ir não muda muita coisa, mesmo se a razão de ar-combustível da exaustão mudar. Esta determinada razão de ar-combustível de exaustão também muda de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr. Ela se torna menor quanto menor for a tensão aplicada ao sensor Vr. Por esta razão, se faz-se com que a tensão aplicada ao sensor Vr diminuia a um determinado valor específico ou menos, como mostrado na figura pela linha de cadeia de dois pontos, não importa qual o valor da razão de ar-combustível da exaustão, a corrente de saída Ir já não se tornará 0 (por exemplo, quando a tensão aplicada ao sensor Vr é definida para 0V, a corrente de saída Ir não se torna 0 independente da razão de ar-combustível da exaustão). <Características microscópicas próximas à Razão de ar-combustível este- quiométrica>

[092]Os inventores da presente invenção envolvidos na investigação profun-da sobre a qual eles descobriram que, se visualizando a relação entre a tensão apli-cada ao sensor Vr e a corrente de saída Ir (FIG. 6) ou a relação entre um razão de ar-combustível da exaustão e corrente de saída Ir (FIG. 7) macroscopicamente, eles tendem como explicado acima, mas se visualizando estas relações microscopica-mente perto da razão de ar-combustível estequiométrica, eles tendem diferentemente do acima. Abaixo, isso será explicado.

[093]FIG. 8 é uma vista que mostra ampliada a região onde a corrente de sa-ída Ir se torna próxima de 0 (região mostrada por X-X na FIG. 6), com relação a um gráfico de tensão-corrente da FIG. 6. Como será compreendido a partir da FIG. 8, mesmo na região de corrente limite, quando torna a razão de ar-combustível da exa-ustão constante, a corrente de saída Ir também aumenta, embora muito ligeiramen- te, juntamente com o aumento na tensão aplicada ao sensor Vr. Por exemplo, consi-derando o caso onde a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar- combustível estequiométrica (14.6) como um exemplo, quando a tensão aplicada ao sensor Vr é 0,45V ou mais, a corrente de saída Ir se torna 0, Em oposição a isso, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada menor que 0,45V por uma certa medida (por exemplo, 0,2V), a corrente de saída se torna um valor menor que 0, Por outro lado, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada maior que 0,45V por uma certa medida (por exemplo, 0,7V), a corrente de saída se torna um valor maior que 0,

[094]FIG. 9 é uma vista que mostra ampliada a região onde a razão de ar- combustível da exaustão está próxima à razão de ar-combustível estequiométrica e a corrente de saída Ir está perto de 0 (região mostrada por Y na FIG. 7), com relação ao gráfico da razão de ar-combustível-corrente da FIG. 7. A partir da FIG. 9, será compreendido que na região próxima à razão de ar-combustível estequiométrica, a corrente de saída Ir para a mesma razão de ar-combustível de exaustão difere leve-mente para cada tensão aplicada ao sensor Vr. Por exemplo, no exemplo ilustrado, quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequi- ométrica, a corrente de saída Ir quando a tensão aplicada ao sensor Vr é 0,45V se torna 0, adicionalmente, se a tensão aplicada ao sensor Vr for ajustada 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 menor que 0,45V, a corrente de saída Ir também se torna me-nor que 0.

[095]Além disso, a partir da FIG. 9, será compreendido que a razão de ar- combustível da exaustão quando a corrente de saída Ir é 0 (abaixo, referida como "razão de ar-combustível de exaustão no momento da corrente zero") difere 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 da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica. Em oposição a isso, 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 da exaustão é mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica. Quanto maior a tensão aplicada ao sensor Vr se torna, menor a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero. Em contrapartida, se a tensão aplicada ao sensor Vr é menor que 0,45V, a cor-rente de saída Ir se torna 0 quando a razão de ar-combustível da exaustão é menor do que a razão de ar-combustível estequiométrica. Quanto menor a tensão aplicada ao sensor Vr, maior a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero. Ou seja, fazendo a tensão aplicada ao sensor Vr mudar, é possível mudar a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero.

[096]Neste sentido, como explicado usando a FIG. 2, a taxa de mudança da corrente de saída varia entre sensores da razão de ar-combustível individuais. Mes-mo com o mesmo sensor da razão de ar-combustível, a variação ocorre junto com o envelhecimento, etc. No entanto, como será compreendido a partir da FIG. 2, mesmo se tal variação ocorre, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero (no exemplo da FIG. 2, a razão de ar-combustível estequiométrica) não muda muita coisa. Ou seja, quando a corrente de saída Ir é um valor diferente de zero, é difícil detectar precisamente o valor absoluto da razão de ar-combustível da exaustão, enquanto quando a corrente de saída Ir se torna zero, é possível detectar precisamente um valor absoluto da razão de ar-combustível da exaustão (no exemplo da FIG. 2, a razão de ar-combustível estequiométrica).

[097]Adicionalmente, como explicado usando FIG. 9, nos sensores da razão de ar-combustível 40, 41, mudando a tensão aplicada ao sensor Vr, é possível mudar a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero. Ou seja, se a tensão aplicada ao sensor Vr é ajustada adequadamente, é possível detectar precisamente a valor absoluto de uma razão de ar-combustível de exaustão diferente da razão de ar-combustível estequiométrica. Em particular, quando altera-se a tensão aplicada ao sensor Vr dentro de uma “região de tensão específica” explicada depois, é possível ajustar a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero somente levemente com relação à razão de ar-combustível estequio- métrica (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, torna possível detectar precisamente o valor absoluto de uma razão de ar-combustível que difere levemente da razão de ar-combustível estequiométrica. <Explicação da Região de Tensão Específica>

[098]Como explicado acima, pela mudança da tensão aplicada ao sensor Vr, é possível mudar a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero. No entanto, se a tensão aplicada ao sensor Vr é mudada de modo a ser maior do que uma determinada tensão de limite superior ou menor do que uma determina-da tensão de limite inferior, a quantidade da mudança na razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero, com relação à quantidade da mudança na tensão aplicada ao sensor Vr, se torna maior. Portanto, nessas regiões de tensão, se a tensão aplicada ao sensor Vr se desloca levemente, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero muda bastante. Portanto, nesta região de tensão, para detectar precisamente o valor absoluto da razão de ar-combustível da exaustão, se torna necessário precisamente controlar a tensão aplicada ao sensor Vr. Isso não é tão prático. Portanto, a partir do ponto de vista de detectar precisa-mente o valor absoluto da razão de ar-combustível da exaustão, a tensão aplicada ao sensor Vr tem que ser um valor dentro de uma "região de tensão específica" entre uma determinada tensão de limite superior e uma determinada tensão de limite inferior.

[099]Esta região de tensão específica pode ser definida por vários métodos. Abaixo, a FIG. 10 a FIG. 12 será usada para explicar um exemplo de várias defini-ções.

[0100]Primeiro, um primeiro exemplo será explicado. Como mostrado pelo gráfico da tensão-corrente da FIG. 10(A), os sensores da razão de ar-combustível 40, 41 tem uma região de aumento de corrente que é uma região de tensão onde a corrente de saída Ir aumenta junto com um aumento da tensão aplicada ao sensor Vr para cada razão de ar-combustível de exaustão, e a região de aumento de corrente pobre que é uma região de tensão onde a quantidade de aumento da corrente de saída Ir com relação à quantidade de aumento da tensão aplicada ao sensor Vr se torna menor do que aquela na região de aumento de corrente, devido ao fornecimento da camada de regulação de difusão (na FIG. 10(A), região de aumento de corrente e região de aumento de corrente pobre são mostradas somente para quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiomé- trica). Em um primeiro exemplo, a região de aumento de corrente pobre de quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica é definida como a "região de tensão específica".

[0101]Depois, um segundo exemplo será explicado. Como mostrado pelo gráfico da tensão-corrente da FIG. 10(B), os sensores da razão de ar-combustível 40, 41 tem uma região de corrente limite que é uma região de tensão onde a corrente de saída Ir se torna a corrente limite para cada razão de ar-combustível de exaustão (na FIG. 10(B), região de corrente limite é mostrada somente para quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica). Em um segundo exemplo, a região de corrente limite quando a razão de ar- combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica é definida como a "região de tensão específica".

[0102]Depois, um terceiro exemplo será explicado. Como mostrado pelo grá-fico da tensão-corrente da FIG. 10(C), os sensores da razão de ar-combustível 40, 41 tem uma região proporcional que é uma região de tensão onde a corrente de saída aumenta na proporção para um aumento na tensão aplicada para cada razão de ar-combustível de exaustão, uma região de ruptura de umidade que é uma região de tensão onde a corrente de saída muda de acordo com uma mudança na tensão apli-cada devido à quebra de água e a camada de eletrólito sólida 51, e uma região in-termediária que é uma região de tensão entre estas região proporcional e região de quebra de umidade (na FIG. 10(C), região proporcional, região de quebra de umida-de, e região intermediária mostradas somente para quando a razão de ar- combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica). Em um ter-ceiro exemplo, a região intermediária onde a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica é definida como uma "região de tensão específica". Depois, um quarto exemplo será explicado. Como mostrado na FIG. 9, a ra-zão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero muda de acordo com a tensão aplicada ao sensor Vr. Quanto maior a tensão aplicada ao sensor Vr, menor a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero. Como mostrado na FIG. 11, nos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 na presente modalidade, quando a tensão aplicada ao sensor Vr é definida para o valor da ten-são de limite superior, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da cor-rente zero se torna uma razão de ar-combustível que é por exemplo 0,5 a 2% ou mais (de preferência 1% ou mais) inferior à razão de ar-combustível estequiométrica AFst. Por outro lado, quando a tensão aplicada ao sensor Vr é definida para o valor da tensão de limite inferior, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna uma razão de ar-combustível que é por exemplo 0,5 a 2% ou mais (de preferência 1% ou mais) maior do que a razão de ar-combustível estequio- métrica AFst. Em um quarto exemplo, a região de tensão entre o valor da tensão de limite superior (valor da tensão onde a razão de ar-combustível de exaustão no mo-mento da corrente zero se torna uma razão de ar-combustível inferior a por exemplo 1% da razão de ar-combustível estequiométrica AFst) e o valor da tensão de limite inferior (valor da tensão onde a razão de ar-combustível de exaustão no momento da inferior (valor da tensão onde a razão de ar-combustível de exaustão no momento da corrente zero se torna uma razão de ar-combustível maior por, por exemplo 1% da razão de ar-combustível estequiométrica AFst) é definida como uma "região de ten-são específica".

[0104]Depois, com referência à FIG. 12, um quinto exemplo será explicado. A FIG. 12 mostra uma mudança na corrente com relação à tensão. Como mostrado na FIG. 12, nos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 da presente modalidade, em cada razão de ar-combustível de exaustão, a corrente de saída Ir aumenta até o primeiro ponto curvado B1 à medida que a tensão aplicada ao sensor Vr aumenta do estado negativo, a corrente de saída Ir aumenta até o segundo ponto curvado B2 à medida que a tensão aplicada ao sensor Vr aumenta do primeiro ponto curvado B1, e a corrente de saída Ir aumenta à medida que a tensão aplicada ao sensor Vr aumenta do segundo ponto curvado. Na região de tensão entre o primeiro ponto curvado B1 e segundo ponto curvado B2, a quantidade de aumento da corrente de saída Ir com relação à quantidade de aumento da tensão aplicada ao sensor Vr é menor do que nas outras regiões de tensão. No quinto exemplo, a região de tensão entre o primeiro ponto curvado e segundo ponto curvado quando a primeira razão de ar-combustível de exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica é definida como a "região de tensão específica".

[0105]Depois, um sexto exemplo será explicado. No sexto exemplo, o valor da tensão de limite superior e o valor da tensão de limite inferior da "região de tensão específica" são especificados pelos valores numéricos específicos. Especificamente, a "região de tensão específica" é 0,05V a 0,95V, de preferência 0,1V a 0,9V, more de preferência 0,15V a 0,8V.

[0106]Observe que, como explicado usando FIG. 7, se a tensão aplicada ao sensor Vr for aumentada para um determinado valor específico (tensão máxima) ou mais, como mostrado na figura pela linha de cadeia de um ponto, não importa qual tornará 0, Por outro lado, se a tensão aplicada ao sensor Vr for diminuída para um determinado valor específico (tensão mínima) ou menos, como mostrado na figura pela linha de cadeia de dois pontos, não importa qual valor da razão de ar- combustível da exaustão, a corrente de saída Ir já não se tornará 0.

[0107]Portanto, se a tensão aplicada ao sensor Vr é uma tensão entre a ten-são máxima e a tensão mínima, há uma razão de ar-combustível de exaustão onde a corrente de saída se torna zero. Em contrapartida, se a tensão aplicada ao sensor Vr é uma tensão maior do que a tensão máxima ou uma tensão inferior à tensão mí-nima, não há razão de ar-combustível de exaustão onde a corrente de saída se tor-nará zero. Portanto, a tensão aplicada ao sensor Vr tem que pelo menos ser capaz de ser uma tensão onde a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar- combustível da exaustão é qualquer razão de ar-combustível, ou seja, 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 aos Sensores da razão de ar-combustível individuais>

[0108]Na presente modalidade, considerando as características microscópi-cas mencionadas acima, na detecção da razão de ar-combustível do gás de exaustão pelo sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40, a tensão aplicada ao sensor Vrup no sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 é fixada para uma tensão constante (por exemplo, 0,45V) onde a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar- combustível estequiométrica (na presente modalidade, 14,6). Em outras palavras, no sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40, a tensão aplicada ao sensor Vrup é definida de modo que a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar-combustível estequiométrica.

[0109]Por outro lado, na detecção da razão de ar-combustível do gás de exaustão pelo sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41, a tensão aplicada ao sensor Vr no sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é fixada para uma tensão constante (por exemplo, 0,7V) onde a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar- combustível predeterminada levemente mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica (por exemplo, 14,55. Abaixo, referida como "razão de ar- combustível julgada rica"). Em outras palavras, no sensor da razão de ar- combustível do lado a jusante 41, a tensão aplicada ao sensor Vrdwn é definida de modo que a razão de ar-combustível de exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar-combustível julgada rica que é levemente mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica. Consequentemente, na presente modalidade, a tensão aplicada ao sensor Vrdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é uma tensão maior do que a tensão aplicada ao sensor Vrup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40.

[0110]Portanto, a ECU 31 conectada aos dois sensores da razão de ar- combustível 40, 41 julga que a razão de ar-combustível da exaustão ao redor do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 é a razão de ar- combustível estequiométrica quando a corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 se torna zero. Por outro lado, a ECU 31 julga que a razão de ar-combustível da exaustão ao redor do sensor da razão de ar- combustível do lado a jusante 41 é a razão de ar-combustível julgada pobre, ou seja, é uma razão de ar-combustível predeterminada menor do que a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 se torna zero.

[0111]Observe que, como o momento da detecção da razão de ar- combustível do gás de exaustão pelo sensor da razão de ar-combustível 40, por exemplo, quando um controle de corte de combustível explicado abaixo não é reali-zado, ou quando a razão de ar-combustível detectada pelo sensor da razão de ar- combustível não é valor alto de 18 ou maior, pode ser mencionado. <Explicação do Catalisador de purificação de exaustão>

[0112]Depois, os catalisadores de purificação de exaustão 20, 24 que são usados na presente modalidade serão explicados. O catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 e o catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 ambos tem configurações similares. Abaixo, somente o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 será explicado, mas o catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 também pode ter uma configuração e ação similar.

[0113]O catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é um catalisador de três vias que tem a capacidade de armazenamento de oxigênio. Es-pecificamente, o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é composto de um transportador feito de cerâmica sobre o qual um metal precioso que tem uma ação catalítica (por exemplo, platina (Pt)) e uma substância que tem a ca-pacidade de armazenamento de oxigênio (por exemplo, céria (CeO2)) são transpor-tados. Se o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 alcança uma temperatura de ativação predeterminada, ele exibe uma capacidade de arma-zenamento de oxigênio além da ação catalítica de remover simultaneamente o gás não queimado (HC, CO, etc.) e óxidos de nitrogênio (NOX).

[0114]De acordo com a capacidade de armazenamento de oxigênio do cata-lisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, o catalisador de purifica-ção de exaustão do lado a montante 20 armazena o oxigênio no gás de exaustão, quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é menor do que a razão de ar- combustível estequiométrica (razão de ar-combustível pobre). Por outro lado, o cata-lisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 libera o oxigênio que é ar-mazenado no catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que entra é mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica (razão de ar-combustível rica). Observe que, a "razão de ar-combustível do gás de exaustão" significa a razão da massa do com- bustível para a massa do ar que são alimentados até quando o gás de exaustão é produzido. Geralmente, isso significa a razão da massa do combustível para a massa do ar que são alimentados na câmara de combustão 5 quando esse gás de exaustão é produzido.

[0115]O catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 tem uma ação catalítica e uma capacidade de armazenamento de oxigênio, e, portanto, tem a ação de remover NOX e gás não queimado de acordo com a quantidade de armazenamento de oxigênio. FIG. 13 mostra a relação entre a quantidade de arma-zenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montan-te 20 e a concentração de NOX e o gás não queimado (HC, CO, etc.) que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. FIG. 13(A) mostra a relação entre a quantidade de armazenamento de oxigênio e a concentra-ção de NOX no gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, quando a razão de ar-combustível do gás de exa-ustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível pobre. Por outro lado, a FIG. 13(B) mostra a relação entre a quantidade de armazenamento de oxigênio e a concentração do gás não queimado no gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível rica.

[0116]Como será compreendido a partir da FIG. 13(A), quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é pequena, há uma margem extra até a quantidade de armazenamento de oxigênio máxima. Por esta razão, mesmo se a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 for a razão de ar-combustível pobre (ou seja, este gás de exaustão inclui NOX e oxigênio), o oxigênio no gás de exaustão é armazenado no catalisador de purifica-ção de exaustão. Junto com isso, NOX também é reduzido e purificado. Como um resultado, o gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exa-ustão do lado a montante 20 não contém quase qualquer NOX.

[0117]No entanto, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catali-sador de purificação de exaustão do lado a montante 20 aumenta, quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível pobre, torna-se difícil para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 armazenar o oxigênio no gás de exaustão. Junto com isso, o NOX no gás de exaustão também se torna mais difícil de ser reduzido e purificado. Por esta razão, como será compreen-dido a partir da FIG. 13(A), se a quantidade de armazenamento de oxigênio aumenta sobre uma determinada quantidade de armazenamento de limite superior Cuplim, a concentração de NOX no gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purifi-cação de exaustão do lado a montante 20 rapidamente aumenta.

[0118]Por outro lado, quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é grande, se a ra-zão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível rica (ou seja, este gás de exaustão contém o gás não queimado, como HC ou CO), oxigênio armaze-nado no catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é liberado. Por esta razão, o gás não queimado no gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é oxidado e purificado. Como um resultado, como será compreendido a partir da FIG. 13(B), o gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 não contém quase qualquer gás não queimado.

[0119]No entanto, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catali- sador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna menor, quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível rica, o oxigênio liberado do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna menor. Junto com isso, o gás não queimado no gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 também se torna mais difícil ser oxidado e purificado. Por esta razão, como será compreendido a partir da FIG. 13(B), se a quantidade de armazenamento de oxigênio diminui além de uma determinada quantidade de armazenamento de limite inferior Clowlim, a concentração do gás não queimado no gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 rapidamente aumenta.

[0120]Deste modo, de acordo com os catalisadores de purificação de exaus-tão 20, 24 usados na presente modalidade, a característica de purificação de NOX e gás não queimado no gás de exaustão muda de acordo com a razão de ar- combustível do gás de exaustão que flui para os catalisadores de purificação de exaustão 20, 24 e quantidade de armazenamento de oxigênio. Observe que, contan-to que os catalisadores de purificação de exaustão 20, 24 tenha uma função catalíti-ca e capacidade de armazenamento de oxigênio, os catalisadores de purificação de exaustão 20, 24 também podem ser catalisadores os quais são diferentes dos catali-sadores de três vias. <Sumário de Controle da Razão de ar-combustível>

[0121]Depois, um resumo do controle da razão de ar-combustível em um sis-tema de controle de um motor de combustão interna da presente invenção será ex-plicado. Na presente modalidade, com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40, o controle de retorno é realizado de modo que a corrente de saída (ou seja, a razão de ar-combustível do gás de exaus-tão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20) Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 se torna um valor correspondente à razão de ar-combustível alvo.

[0122]A razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para o ca-talisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é definida com base na corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41. Especificamente, a razão de ar-combustível alvo é definida para a razão de ar- combustível definida pobre quando a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 se torna zero ou menos e é mantida nessa razão de ar-combustível. O fato de que a corrente de saída Irdwn se torna zero ou menos significa que a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna uma razão de ar-combustível julgada rica predeterminada (por exemplo, 14,55), que é levemente mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica, ou menos. Adicional-mente, a razão de ar-combustível definida pobre é uma razão de ar-combustível predeterminada menor do que a razão de ar-combustível estequiométrica por uma certa medida. Por exemplo, é 14,65 a 20, de preferência 14,68 a 18, mais de prefe-rência 14,7 a 16 ou mais.

[0123]Se a razão de ar-combustível alvo é modificada para uma razão de ar- combustível definida pobre, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é estimada. A quanti-dade de armazenamento de oxigênio OSAsc é estimada com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40, e o valor estimado da quantidade da entrada de ar na câmara de combustão 5, que é calcula-da com base no medidor de fluxo de ar 39, etc., ou a quantidade de injeção de com-bustível a partir do injetor de combustível 11, etc. Adicionalmente, se o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc se torna a quantidade de armazenamento de referência julgada predeterminada Cref ou mais, a razão de ar- combustível alvo que foi a razão de ar-combustível definida pobre até quando é mo-dificada para uma razão de ar-combustível definida rica fraca e é mantida nessa ra-zão de ar-combustível. A razão de ar-combustível definida rica fraca é uma razão de ar-combustível predeterminada levemente mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Por exemplo, é 13,5 a 14,58, de preferência 14 a 14,57, mais de preferência 14,3 a 14,55 ou mais. Após isso, quando a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 novamente se torna zero ou menos, a razão de ar-combustível alvo é novamente ajustada para a razão de ar-combustível definida pobre, e então uma operação similar é repetida.

[0124]Deste modo, na presente modalidade, a razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é alternativamente definida para a razão de ar-combustível definida po-bre e a razão de ar-combustível definida rica fraca. Em particular, na presente moda-lidade, a diferença entre a razão de ar-combustível definida pobre e a razão de ar- combustível estequiométrica é maior do que a diferença entre a razão de ar- combustível definida rica fraca e a razão de ar-combustível estequiométrica. Portan-to, na presente modalidade, a razão de ar-combustível alvo é alternativamente defi-nida para razão de ar-combustível definida pobre para um curto período de tempo e a razão de ar-combustível definida rica fraca para um longo período de tempo. <Explicação do Gráfico de tempo usando o controle>

[0125]Com referência à FIG. 14, tal operação mencionada acima será expli-cada em detalhe. A FIG. 14 é um gráfico de tempo da quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41, a corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 e concentração de NOx no gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, no caso da realização do controle da razão de ar-combustível em um sistema de controle de um motor de combustão interna da presente invenção.

[0126]Observe que, como explicado acima, a corrente de saída Irup do sen-sor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 se torna zero quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível estequiométrica, se torna um valor negativo quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão é a razão de ar-combustível rica, e se torna um valor positivo quando a razão de ar- combustível do gás de exaustão é a razão de ar-combustível pobre. Adicionalmente, quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível rica ou razão de ar-combustível pobre, quanto maior a diferença da razão de ar-combustível estequiométrica, maior o valor absoluto da corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40.

[0127]Por outro lado, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar- combustível do lado a jusante 41 se torna zero quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível julgada rica (levemente mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica), se torna um valor negativo quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão é mais rica do que a razão de ar- combustível julgada rica e se torna um valor positivo quando a razão de ar- combustível do gás de exaustão é menor do que a razão de ar-combustível julgada rica. Adicionalmente, quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é mais rica ou menor do que a razão de ar-combustível julgada rica, quanto maior a diferen-ça da razão de ar-combustível julgada rica, maior o valor absoluto da corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41.

[0128]Adicionalmente, a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC é uma quantidade de deslocamento relacionada à razão de ar- combustível alvo. Quando a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC é 0, a razão de ar-combustível alvo é a razão de ar-combustível estequiométrica, quando a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é um valor positivo, a razão de ar-combustível alvo se torna a razão de ar- combustível pobre, e quando a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC é um valor negativo, a razão de ar-combustível alvo se torna a ra-zão de ar-combustível rica.

[0129]No exemplo ilustrado, no estado antes do momento t1, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich. A quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich é um valor correspondente à razão de ar-combustível definida rica fraca e um valor menor que 0, portanto, a razão de ar-combustível alvo é definida para a razão de ar-combustível rica. Junto com isso, a corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 se torna um valor negativo. O gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 contém o gás não queimado, e, portanto, a quantidade de armaze-namento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 diminui gradualmente. No entanto, o gás não queimado contido no gás de exaustão é purificado no catalisador de purificação de exaustão do lado a mon-tante 20, e, portanto, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna subs-tancialmente a razão de ar-combustível estequiométrica. Por esta razão, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante se torna um valor positivo (correspondente à razão de ar-combustível estequiométrica). Neste momento, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna a razão de ar- combustível rica, e, portanto, a quantidade de NOX esgotada pelo catalisador de pu-rificação de exaustão do lado a montante 20 é suprimida.

[0130]Se a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 diminui gradualmente, a quanti-dade de armazenamento de oxigênio OSAsc diminui para menos do que a quantida-de de armazenamento de limite inferior (ver Clowlim da FIG. 13) no momento t1. Se a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc diminui para menos do que a quantidade de armazenamento de limite inferior, parte do gás não queimado que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 flui para fora sem ser purificado no catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. Por esta razão, após o momento t1, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 cai gradualmente junto com a diminuição na quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. Neste momento também, a razão de ar- combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna a razão de ar-combustível rica, e, portanto, a quantidade de NOX esgotada pelo catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é suprimida.

[0131]Então, no momento t2, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 alcança zero correspondente à razão de ar- combustível julgada rica. Na presente modalidade, se a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 alcança zero, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mudada para a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean de modo a suprimir a diminuição da quanti-dade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaus-tão do lado a montante 20. A quantidade de deslocamento definida pobre AFClean é um valor correspondente à razão de ar-combustível definida pobre e é um valor maior que 0. Portanto, a razão de ar-combustível alvo é definida para a razão de ar- combustível pobre.

[0132]Observe que, na presente modalidade, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mudada após a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 alcançar zero, ou seja, após a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 alcançar a razão de ar-combustível julgada rica. Isto é porque mesmo se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 for suficiente, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 às vezes desvia levemente da razão de ar- combustível estequiométrica. Ou seja, se for julgado que a quantidade de armaze-namento de oxigênio diminui para menos do que a quantidade de armazenamento de limite inferior quando a corrente de saída Irdwn desvia levemente do valor corres-pondente à razão de ar-combustível estequiométrica, mesmo se há, na verdade, uma quantidade suficiente de armazenamento de oxigênio, há uma possibilidade que seja julgado que a quantidade de armazenamento de oxigênio diminui para menos da quantidade de armazenamento de limite inferior. Portanto, na presente moda-lidade, é julgado que a quantidade de armazenamento de oxigênio diminui para me-nos da quantidade de armazenamento de limite inferior, somente quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 alcança a razão de ar-combustível julgada rica. Por outro lado, a razão de ar-combustível julgada rica é definida para uma razão de ar- combustível cuja a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 não atinge muita coisa quando a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é suficiente.

[0133]Mesmo se, no momento t2, a razão de ar-combustível alvo é mudada para a razão de ar-combustível pobre, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 não se torna imediatamente a razão de ar-combustível pobre, e uma certa medida de atraso surge. Como um resultado, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 muda da razão de ar-combustível rica para a razão de ar-combustível pobre no momento t3. Observe que, durante os momentos t2 a t3, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível rica, e, portanto, este gás de exaustão contém o gás não queimado. No entanto, a quantidade de descarga de NOX do catalisador de purifica-ção de exaustão do lado a montante 20 é suprimida.

[0134]No momento t3, se a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 muda para a razão de ar-combustível pobre, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 aumenta. Adicionalmente, junto com isso, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 muda para a razão de ar-combustível estequiométrica, e a corrente de saída Irdwn do sen-sor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 também converge para um valor positivo correspondente à razão de ar-combustível estequiométrica. Embora a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível pobre neste momento, o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 tem margem suficiente na capacidade de armazenamento de oxigênio, e, portanto, o oxigênio no gás de exaustão que entra é armazenado no catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 e o NOX é reduzido e purificado. Por esta razão, a quantidade de NOX esgotada pelo catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é suprimida.

[0135]Então, se a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do ca-talisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 aumenta, no momento t4, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc alcança a quantidade de arma-zenamento de referência julgada Cref. Na presente modalidade, se a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc se torna a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mudada para uma quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich (valor menor que 0) para parar o armazenamento de oxigênio no catalisador de puri-ficação de exaustão do lado a montante 20. Portanto, a razão de ar-combustível alvo é definida para a razão de ar-combustível rica.

[0136]No entanto, como explicado acima, um atraso ocorre a partir de quan-do a razão de ar-combustível alvo é mudada para quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 realmente muda. Por esta razão, mesmo se mudando no momento t4, após uma certa medida de tempo passar, no momento t5, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 muda da razão de ar-combustível pobre para a razão de ar-combustível rica. Durante os momentos t4 a t5, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é a razão de ar-combustível pobre, e portanto a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 aumenta.

[0137]No entanto, a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref é definida suficientemente inferior à quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax ou a quantidade de armazenamento limite superior (ver Cuplim na FIG. 13), e portanto mesmo no momento t5, a quantidade de armazenamento de oxi-gênio OSAsc não chega à quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax ou a quantidade de armazenamento limite superior. Dito de outra forma, a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref é definida para uma quan-tidade suficientemente pequena de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc não chega à quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax ou a quantidade de armazenamento limite superior mesmo se um atraso ocor-re a partir de quando a razão de ar-combustível alvo muda para quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exa-ustão do lado a montante 20 realmente muda. Por exemplo, a quantidade de arma-zenamento de referência julgada Cref é definida para 3/4 ou menos da quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax, de preferência 1/2 ou menos, mais de preferência 1/5 ou menos. Portanto, durante os momentos t4 a t5 também, a quantidade de NOX esgotada pelo catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é suprimida.

[0138]Após o momento t5, a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC é definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich. Portanto, a razão de ar-combustível alvo é definida para a razão de ar- combustível rica. Junto com isso, a corrente de saída Irup do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante 40 se torna um valor negativo. O gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 contém o gás não queimado, e portanto a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 diminui gradualmente. No momento t6, da mesma forma que o momento t1, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc diminui abaixo da quantidade de armazenamento de limite inferior. Neste momento também, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna a razão de ar-combustível rica, e portanto, a quantidade de NOX esgotada pelo catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é suprimida.

[0139]Depois, no momento t7, da mesma forma que o momento t2, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 alcança zero correspondente à razão de ar-combustível julgada rica. Devido a isso, a quanti-dade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mudada do valor de AFClean correspondente à razão de ar-combustível definida pobre. Então, o ciclo dos momentos t1 a t6 mencionada acima é repetido. Observe que, durante esses ci-clos, a tensão aplicada Vrdwn ao sensor da razão de ar-combustível do lado a jusan-te 41 é mantida a uma tensão através da qual a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar-combustível julgada rica.

[0140]Observe que, tal controle da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é realizado pela ECU 31. Portanto, a ECU 31 pode ser dita por compreender: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio para continuamente ajustar uma razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para o catalisador do lado a montante 20 a razão de ar-combustível definida pobre quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão que foi detectada pelo sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 se torna a razão de ar- combustível julgada rica ou menos, até a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador do lado a montante 20 se tornar a quantidade de armazena-mento de referência julgada Cref; e um meio de diminuição de quantidade de arma-zenamento de oxigênio para continuamente ajustar a razão de ar-combustível alvo para a razão de ar-combustível definida rica fraca quando a quantidade de armaze-namento de oxigênio OSAsc do catalisador do lado a montante 20 se torna a quanti-dade de armazenamento de referência julgada Cref ou mais de modo que quantida-de de armazenamento de oxigênio OSAsc nunca alcança a quantidade de armaze- namento de oxigênio máxima Cmax mas diminui em direção a zero.

[0141]Como será compreendido a partir da explicação acima, de acordo com a modalidade acima, é possível suprimir constantemente a quantidade de descarga de NOX a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. Ou seja, contanto que execute o controle mencionado acima, basicamente a quantidade de descarga de NOX a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é pequena.

[0142]Adicionalmente, em geral, se a quantidade de armazenamento de oxi-gênio OSAsc é estimada com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 e o valor estimado da quantidade da entrada de ar, etc., há a possibilidade de ocorrer erro. Na presente modalidade também, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc é estimada durante os momentos t3 a t4, e portanto, o valor estimado da quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc inclui algum erro. No entanto, mesmo se tal erro for incluído, se ajusta-se a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref suficientemente inferior à quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax ou quantidade de arma-zenamento do limite superior, a quantidade de armazenamento de oxigênio real OSAsc quase nunca alcançará a quantidade de armazenamento de oxigênio máxi-ma Cmax ou quantidade de armazenamento do limite superior. Portanto, a partir de tal ponto de vista também, é possível suprimir a quantidade de descarga de NOX a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20.

[0143]Adicionalmente, se a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão é mantida constante, a capacidade de arma-zenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão cairá. Em oposição a isso, de acordo com a presente modalidade, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc constantemente flutua para cima e para baixo, de modo que a capacidade de armazenamento de oxigênio seja impedida de cair.

[0144]Além disso, na presente modalidade, como explicado acima, o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 pode precisamente detectar o valor absoluto na razão de ar-combustível julgada rica. Como explicado usando FIG. 2, em um sensor da razão de ar-combustível convencional, foi difícil detectar precisamente o valor absoluto para uma razão de ar-combustível que não a razão de ar- combustível estequiométrica. Por esta razão, em um sensor da razão de ar- combustível convencional, se diferenças de envelhecimento ou individuais, etc., causam erro na corrente de saída, mesmo se a razão de ar-combustível do gás de exaustão real difere da razão de ar-combustível julgada rica, a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível pode ser um valor que corresponde à razão de ar-combustível julgada rica. Como um resultado, o tempo da mudança da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC da quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich para a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean se tornará atrasada ou tal mudança será realizada em um momento que não precisa de tal mudança. Em oposição a isso, na presente modalidade, o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 pode precisamente detectar o valor absoluto na razão de ar-combustível julgada rica. Por esta razão, é possível impedir que o tempo da mudança da quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC a partir da quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich para a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean, se torne atrasado ou que tal mudança seja realizada em um momento que não precisa de tal mudança.

[0145]Observe que, na modalidade acima, durante os momentos t2 a t4, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mantida na quanti-dade de deslocamento definida pobre AFClean. No entanto, em tal período de tempo, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC não precisa ne-cessariamente ser mantida constante. Ela pode ser definida para diminuir gradual-mente ou de outra forma mudar. Da mesma forma, durante os momentos t4 a t7, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mantida na quanti-dade de deslocamento definida rica fraca AFrich. No entanto, em tal período de tem-po, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC não precisa ne-cessariamente ser mantida constante. Ela pode ser definida para diminuir gradual-mente ou de outra forma mudar.

[0146]No entanto, mesmo neste caso, a quantidade de deslocamento da ra-zão de ar-combustível AFC durante os momentos t2 a t4 é ajustada de modo que a diferença do valor médio da razão de ar-combustível alvo e a razão de ar- combustível estequiométrica nesse período se torna maior que a diferença entre o valor médio da razão de ar-combustível alvo e a razão de ar-combustível estequio- métrica durante os momentos t4 a t7.

[0147]Adicionalmente, na modalidade acima, a quantidade de armazena-mento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a mon-tante 20 é estimada, com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante 40 e o valor estimado da quantidade da entrada de ar na câmara de combustão 5, etc. No entanto, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc também pode ser calculada por outros parâmetros além destes pa-râmetros e pode ser estimada com base nos parâmetros que são diferentes destes parâmetros. Adicionalmente, na modalidade acima, se o valor estimado da quantida-de de armazenamento de oxigênio OSAsc se torna a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref ou mais, a razão de ar-combustível alvo é mudada da ra-zão de ar-combustível definida pobre para a razão de ar-combustível definida rica fraca. No entanto, o momento da mudança da razão de ar-combustível alvo da razão de ar-combustível definida pobre para a razão de ar-combustível definida rica fraca pode, por exemplo, usar como um outro parâmetro de referência, como o tempo de operação do motor etc. a partir de quando muda-se a razão de ar-combustível alvo a partir da razão de ar-combustível definida rica fraca para a razão de ar-combustível definida pobre. No entanto, mesmo neste caso, a razão de ar-combustível alvo tem de ser mudada da razão de ar-combustível definida pobre para a razão de ar- combustível definida rica fraca no período quando a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é estimada por ser menor do que a quantidade de armazenamento de oxigênio má-xima. <Explicação do Controle Usando Também o Catalisador lateral a jusante>

[0148]Adicionalmente, na presente modalidade, além do catalisador de puri-ficação de exaustão do lado a montante 20, um catalisador de purificação de exaus-tão do lado a jusante 24 é fornecido. A quantidade de armazenamento de oxigênio OSAufc do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 se torna um valor próximo à quantidade de armazenamento máxima Cmax pelo controle de corte de combustível que é realizado a cada determinada medida do período de tempo. Por esta razão, mesmo se o gás de exaustão que contém o gás não queimado flui para fora a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, o gás não queimado é oxidado e purificado no catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24.

[0149]Observe que, "controle de corte de combustível" é o controle para im-pedir a injeção de combustível dos injetores de combustíveis 11 mesmo se o eixo de manivela ou pistões 3 estão em um estado de funcionamento, no momento da desa-celeração, etc., do veículo que monta o motor de combustão interna. Se esse controle é realizado, uma grande quantidade de ar flui para dentro de dois catalisadores 20, 24.

[0150]Abaixo, com referência à FIG. 15, a tendência na quantidade de arma-zenamento de oxigênio OSAufc no catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 será explicada. A FIG. 15 é uma vista similar à FIG. 14 e mostra, ao invés na tendência na concentração de NOX da FIG. 14, as tendências na quantidade de armazenamento de oxigênio OSAufc do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 e a concentração do gás não queimado (HC, CO, etc.) no gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a ju-sante 24. Adicionalmente, no exemplo mostrado na FIG. 15, controla o mesmo à media que o exemplo mostrado na FIG. 14 é realizado.

[0151]No exemplo mostrado na FIG. 15, o controle de corte de combustível é realizado antes do momento t1. Por esta razão, antes do momento t1, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAufc do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 é um valor próximo à quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax. Adicionalmente, antes do momento t1, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é mantida substancialmente na razão de ar-combustível estequi- ométrica. Por esta razão, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAufc do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 é mantida constante.

[0152]Depois disso, durante os momentos t1 a t4, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna a razão de ar-combustível rica. Por esta razão, o gás de exaustão que contém o gás não queimado flui para dentro do catalisador de purifica-ção de exaustão do lado a jusante 24.

[0153]Como explicado acima, desde que o catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 armazena uma grande quantidade de oxigênio, se o gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a ju-sante 24 contém o gás não queimado, o gás não queimado é oxidado e purificado pelo oxigênio armazenado. Adicionalmente, junto com isso, a quantidade de arma-zenamento de oxigênio OSAufc do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 diminui. No entanto, durante os momentos t1 a t4, o gás não queimado que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 não é tão grande, e portanto, a quantidade diminui da quantidade de armazenamen-to de oxigênio OSAufc neste intervalo é pequena. Portanto, o gás não queimado que flui para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 duran-te os momentos t1 a t4 é completamente oxidado e purificado no catalisador de puri-ficação de exaustão do lado a jusante 24.

[0154]Após o momento t6 também, em certa medida a cada intervalo de tempo, da mesma maneira que o caso durante os momentos durante os momentos t1 a t4, o gás não queimado flui para fora a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. O gás não queimado que flui para fora é basica-mente oxidado e purificado pelo oxigênio que é armazenado no catalisador de purifi-cação de exaustão do lado a jusante 24. Portanto, o gás não queimado quase nunca flui para fora a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24. Como explicado acima, se considera-se impedir que NOX flua para fora do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, de acordo com a presente modalidade, as quantidades da descarga do gás não queimado e NOX a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 24 são sempre feitas pe-quenas. <Explicação do Controle Específico >

[0155]Depois, com referência às FIGS. 16 e 17, um sistema de controle na modalidade acima será especificamente explicado. O sistema de controle na presen-te modalidade, como mostrado pelo diagrama em bloco funcional da FIG. 16, é con-figurado incluindo os blocos funcionais A1 a A9. Abaixo, cada bloco funcional será explicado enquanto com referência à FIG. 16. <Cálculo da Injeção de combustível>

[0153]Primeiro, o cálculo da injeção de combustível será explicado. No cál-culo da injeção de combustível, os meios de cálculo da entrada de ar do cilindro A1, meios de cálculo da injeção de combustível básicos A2, e meios de cálculo da inje-ção de combustível A3 são usados.

[0154]Os meio de cálculo da entrada de ar do cilindro A1 calculam a quanti-dade da entrada de ar Mc para cada cilindro com base na taxa de fluxo do ar de en-trada Ga medida pelo medidor de fluxo de ar 39, a velocidade do motor NE calculada com base na saída do sensor de ângulo de manivela 44, e o mapa ou fórmula de cálculo armazenada na ROM 34 da ECU 31.

[0155]Os meios de cálculo da injeção de combustível básicos A2 divide a quantidade da entrada de ar do cilindro Mc, que é calculada pelos meio de cálculo da entrada de ar do cilindro A1, pela razão de ar-combustível alvo AFT que é calcu-lada pelos meios de ajuste da razão de ar-combustível alvo explicados depois A6 para desse modo calcular a quantidade de injeção de combustível básica Qbase (Qbase=Mc/AFT).

[0156]Os meios de cálculo da injeção de combustível A3 adicionam a quan-tidade de injeção de combustível básica Qbase calculada pelo meio de cálculo da injeção de combustível básicos A2 e a quantidade de correção de F/B explicada de-pois DQi, para calcular a quantidade de injeção de combustível Qi (Qi=Qbase+DQi). O injetor de combustível 11 é comandado para injetar combustível de modo que o combustível da quantidade de injeção de combustível Qi que foi calculada deste modo é injetado. <Cálculo da Razão de ar-combustível Alvo>

[0157]Depois, o cálculo da razão de ar-combustível alvo será explicado. No cálculo da razão de ar-combustível alvo, um meio de cálculo da quantidade de ar-mazenamento de oxigênio A4, o meio de cálculo da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível alvo A5, e meio de ajuste da razão de ar-combustível alvo A6 são usados.

[0158]O meio de cálculo da quantidade de armazenamento de oxigênio A4 calcula o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20, com base na quanti- dade de injeção de combustível Qi calculada pelo meio de cálculo da injeção de combustível A3 e a corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40. Por exemplo, o meio de cálculo da quantidade de armazena-mento de oxigênio A4 multiplica a diferença entre a razão de ar-combustível corres-pondente à corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 e a razão de ar-combustível estequiométrica, com a quantidade de inje-ção de combustível Qi, e cumulativamente adiciona os valores calculados para cal-cular o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio. Ob-serve que, o meio de cálculo da quantidade de armazenamento de oxigênio A4 não precisa constantemente estimar a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. Por exemplo, é possí-vel estimar a quantidade de armazenamento de oxigênio somente para o período a partir de quando a razão de ar-combustível alvo é efetivamente mudada da razão de ar-combustível rica para a razão de ar-combustível pobre (momento t3 na FIG. 14) para quando o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigê-nio alcança a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref (tempo t4 na FIG. 14).

[0159]No meio de cálculo da quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível alvo A5, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC da razão de ar-combustível alvo é calculada, com base no valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio calculada pelos meio de cálculo da quantidade de armazenamento de oxigênio A4 e a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41. Especificamente, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean quando a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 se torna zero (valor correspondente à razão de ar-combustível julgada rica) ou menos. Então, a quanti- dade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mantida na quantidade de deslocamento definida pobre AFClean até o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio alcançar a quantidade de armazenamento de refe-rência julgada Cref. Se o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio alcança a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich. Depois disso, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é mantida na quantidade de des-locamento definida rica fraca AFCrich até a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 se tornar zero ou menos.

[0160]O meio de ajuste da razão de ar-combustível alvo A6 adiciona a razão de ar-combustível de referência, que é, na presente modalidade, a razão de ar- combustível estequiométrica AFR, e a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC calculada pelo meio de cálculo da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível alvo A5 para desse modo calcular a razão de ar- combustível alvo AFT. Portanto, a razão de ar-combustível alvo AFT é definida ou para a razão de ar-combustível definida rica fraca que é levemente mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica AFR (quando a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich) ou a razão de ar-combustível definida pobre que é mais pobre por uma certa medida do que a razão de ar-combustível estequiométrica AFR (quando a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é uma quantidade de deslocamento definida pobre AFClean). A razão de ar-combustível alvo assim calculada AFT é inserida no meio de cálculo da injeção de combustível básico A2 e o meio de cálculo da diferença da razão de ar-combustível explicado depois A8.

[0161]FIG. 17 é um fluxograma que mostra a rotina de controle para contro- lar o cálculo da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC. A rotina de controle ilustrada é realizada pela interrupção de cada determinado intervalo de tempo.

[0162]Como mostrado na FIG. 17, primeiro, na etapa S11, é julgado se a condição de cálculo da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC se mantém. A condição de cálculo da quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível se mantém, por exemplo, quando um controle de corte de combustí-vel não é realizado. Se for julgado que a condição de cálculo da razão de ar- combustível se mantém na etapa S 11, a rotina prossegue para a etapa S12. Na etapa S12, a corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40, a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41, e a quantidade de injeção de combustível Qi são adquiridas. Depois, na etapa S13, o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio é calculado, com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante 40 e a quantidade de injeção de combustível Qi são os quais foram adquiridos na etapa S12.

[0163]Depois, na etapa S14, é julgado se a bandeira definida pobre Fr é de-finida para 0. A bandeira definida pobre Fr é definida para 1 se a quantidade de des-locamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de deslo-camento definida pobre AFClean, e é definida para 0 de outro modo. Se a bandeira definida pobre Fr é definida para 0 na etapa S14, a rotina prossegue para a etapa S15. Na etapa S15, é julgado se a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar- combustível do lado a jusante 41 é zero ou menos. Quando julga-se que a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é maior do que zero, a rotina de controle é terminada.

[0164]Por outro lado, se a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 diminui e a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora do catalisador de puri-ficação de exaustão do lado a montante 20 cai, na etapa S15, julga-se que a corren-te de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é zero ou menos. Neste caso, a rotina prossegue para a etapa S16 onde a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de des-locamento definida pobre AFClean. Depois, na etapa S17, a bandeira definida pobre Fr é definida para 1 e a rotina de controle é terminada.

[0165]Na próxima rotina de controle, na etapa S14, julga-se que a bandeira definida pobre Fr não é definida para 0 e a rotina prossegue para a etapa 18. Na etapa S18, é julgado se o valor estimado OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio que foi calculada na etapa S13 é menor do que a quantidade de arma-zenamento de referência julgada Cref. Quando julga-se que o valor estimado OSA- est da quantidade de armazenamento de oxigênio é menor do que a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref, a rotina prossegue para a etapa S19 onde a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC continua a ser a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean. Por outro lado, se a quanti-dade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 aumenta, finalmente é julgado na etapa S18 que o valor estima-do OSAest da quantidade de armazenamento de oxigênio é a quantidade de arma-zenamento de referência julgada Cref ou mais e a rotina prossegue para a etapa S20. Na etapa S20, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich, então, na etapa S21, a bandeira definida pobre Fr é redefinida para 0 e a rotina de controle é terminada. <Cálculo da Quantidade de Correção de F/B >

[0166]Retornando novamente para a FIG. 16, o cálculo da quantidade de correção de F/B com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante 40 será explicada. No cálculo da quantidade de cor-reção de F/B, o meio de conversão do valor numérico A7, meio de cálculo da dife-rença da razão de ar-combustível A8, e meio de cálculo da quantidade de correção de F/B A9 são usados.

[0167]O meio de conversão do valor numérico A7 calcula a razão de ar- combustível de exaustão do lado a montante AFup correspondente à corrente de saída Irup com base na corrente de saída Irup do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 e um mapa ou fórmula de cálculo que define a relação entre uma corrente de saída Irup e a razão de ar-combustível do sensor da razão de ar- combustível 40. Portanto, a razão de ar-combustível de exaustão do lado a montante AFup corresponde à razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o ca-talisador de purificação de exaustão do lado a montante 20.

[0168]O meio de cálculo da diferença da razão de ar-combustível A8 subtrai a razão de ar-combustível alvo AFT calculada pelo meio de ajuste da razão de ar- combustível alvo A6 a partir da razão de ar-combustível de exaustão do lado a mon-tante AFup calculada pelo meio de conversão do valor numérico A7 para desse mo-do calcular a diferença da razão de ar-combustível DAF (DAF=AFup-AFT). Esta dife-rença da razão de ar-combustível DAF é um valor que expressa excesso/deficiência da quantidade de combustível alimentada com relação à razão de ar-combustível alvo AFT.

[0169]O meio de cálculo da quantidade de correção de F/B A9 processa a di-ferença da razão de ar-combustível DAF calculada pelo meio de cálculo da diferença da razão de ar-combustível A8 pelo processamento derivado integral proporcional (processamento PID) para desse modo calcular a quantidade de correção de F/B DFi para compensar o excesso/deficiência da quantidade do combustível alimentado com base na seguinte equação (1). A quantidade de correção de F/B calculada des-se modo DFi é inserida para o meio de cálculo da injeção de combustível A3. DFi=Kp-DAF+Ki-SDAF+Kd-DDAF...(1)

[0170]Observe que, na equação acima (1), Kp é um ganho proporcional pré- ajustado (constante proporcional), Ki é um ganho integral pré-ajustado (constante integral), e Kd é um ganho derivado pré-ajustado (constante derivada). Adicional-mente, DDAF é o valor derivado de tempo da diferença da razão de ar-combustível DAF e é calculado pela divisão da diferença entre a diferença da razão de ar- combustível atualizada no momento DAF e a diferença da razão de ar-combustível anteriormente atualizada DAF pelo tempo correspondente ao intervalo de atualiza-ção. Adicionalmente, SDAF é o valor derivado de tempo da diferença da razão de ar- combustível DAF. Este valor derivado de tempo DDAF é calculado pela adição do valor derivado de tempo anteriormente atualizado DDAF e a diferença da razão de ar-combustível atualizada no momento DAF (SDAF=DDAF+DAF).

[0171]Observe que, na modalidade acima, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montan-te 20 é detectada pelo sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40. No entanto, a precisão da detecção da razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 não precisa necessariamente ser alta, e portanto, por exemplo, a razão de ar-combustível do gás de exaustão pode ser estimada com base na quantidade de injeção de combustível a partir do injetor de combustível 11 e saída do medidor de fluxo de ar 39. <Segunda Modalidade>

[0172]Depois, com referência à FIG. 18, um sistema de controle de um motor de combustão interna de acordo com a segunda modalidade da presente invenção será explicado. A configuração e controle do sistema de controle de um motor de combustão interna na segunda modalidade são basicamente similares à configu-ração e controle do sistema de controle de um motor de combustão interna de acordo com a primeira modalidade. No entanto, no sistema de controle da presente mo- dalidade, mesmo enquanto a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC é definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich, cada certa medida de intervalo de tempo, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é temporariamente definida para um valor corres-pondente à razão de ar-combustível pobre (por exemplo, quantidade de desloca-mento definida pobre AFClean) por um momento curto. Ou seja, no sistema de con-trole da presente modalidade, mesmo enquanto a razão de ar-combustível alvo é definida para a razão de ar-combustível definida rica fraca, cada certa medida de intervalo de tempo, a razão de ar-combustível alvo é temporariamente definida para a razão de ar-combustível pobre por um momento curto.

[0173]FIG. 18 é uma vista similar à FIG. 14. Na FIG. 18, os momentos t1 a t7 mostram tempos de controle similares aos momentos t1 a t7 na FIG. 14. Portanto, no controle mostrado na FIG. 18 também, nos intervalos dos momentos t1 a t7, controle similar ao controle mostrado na FIG. 14 é realizado. Além disso, no controle mostrado na FIG. 18, entre os momentos t4 a t7, ou seja, enquanto a quantidade de deslo-camento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de desloca-mento definida rica fraca AFCrich, a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC é temporariamente definida para a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean várias vezes.

[0174]No exemplo mostrado na FIG. 18, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para uma quantidade de deslocamento defi-nida pobre AFClean durante um curto tempo a partir do momento t8. Como explicado acima, um atraso ocorre na mudança da razão de ar-combustível, e portanto, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 é definida para a razão de ar-combustível pobre durante um curto tempo a partir do momento t9. Deste modo, se a razão de ar- combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaus- tão do lado a montante 20 se torna a razão de ar-combustível pobre, durante esse tempo, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purifi-cação de exaustão do lado a montante 20 temporariamente aumenta.

[0175]No exemplo mostrado na FIG. 18, da mesma forma, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é definida para a quantidade de des-locamento definida pobre AFClean durante um tempo curto, no momento t10. Junto com isso, a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna a razão de ar- combustível pobre durante um curto tempo a partir do momento t11 e, durante esse tempo, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 temporariamente aumenta.

[0176]Aumentando temporariamente a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 deste modo, a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20 pode ser temporariamente au-mentada ou a diminuição na quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc po-de ser temporariamente reduzida. Portanto, de acordo com a presente modalidade, é possível prolongar o tempo a partir de quando muda-se a quantidade de desloca-mento da razão de ar-combustível AFC para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich no momento t4 para quando a corrente de saída Irdwn do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 alcança zero (valor correspondente à razão de ar-combustível julgada rica) no momento t7. Ou seja, é possível atrasar o momento no qual a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisa-dor de purificação de exaustão do lado a montante 20 se torna próxima de zero e o gás não queimado flui para fora a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20. Devido a isso, é possível reduzir a quantidade de vazão do gás não queimado a partir do catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 20.

[0177]Observe que, na modalidade acima, enquanto a quantidade de deslo-camento da razão de ar-combustível AFC é basicamente definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich (tempos t4 a t7), a quantidade de deslo-camento da razão de ar-combustível AFC é temporariamente definida para a quanti-dade de deslocamento definida pobre AFClean. Quando muda-se temporariamente a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC deste modo, não é necessariamente necessário mudar a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC para a quantidade de deslocamento definida pobre AFClean. A razão de ar-combustível pode ser alterada de qualquer maneira, desde que seja menor do que a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich.

[0178]Adicionalmente, mesmo enquanto a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC é basicamente definida para a quantidade de deslo-camento definida pobre AFClean (times t2 a t4), a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC pode temporariamente ser definida para a quantidade de deslocamento definida rica fraca AFCrich. Neste caso também, da mesma forma, quando muda-se temporariamente a quantidade de deslocamento da razão de ar- combustível AFC, a quantidade de deslocamento da razão de ar-combustível AFC pode ser mudada para qualquer razão de ar-combustível contanto que para uma mais rica do que uma quantidade de deslocamento definida pobre AFClean.

[0179]No entanto, na presente modalidade também, a quantidade de deslo-camento da razão de ar-combustível AFC durante os momentos t2 a t4 é definida de modo que a diferença do valor médio da razão de ar-combustível alvo e a razão de ar-combustível estequiométrica nesse período se torna maior do que a diferença do valor médio da razão de ar-combustível alvo e a razão de ar-combustível estequio- métrica durante os momentos t4 a t7.

[0180]Seja qual for o caso, se a primeira modalidade e a segunda modalida- de são expressas juntas, o ECU 31 pode ser dito por compreender: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio para continuamente ou intermitentemente definir uma razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para o catalisador do lado a montante 20 para uma razão de ar-combustível definida pobre quando a razão de ar-combustível do gás de exaustão detectada pelo sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 se torna a razão de ar-combustível julgada rica ou menos, até a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador do lado a montante 20 se torna a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref; e um meio de diminuição de quantidade de armazenamento de oxigênio para continuamente ou intermitentemente definir a razão de ar-combustível alvo para a razão de ar-combustível definida rica fraca quando a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc do catalisador do lado a montante 20 se torna a quantidade de armazenamento de referência julgada Cref ou mais de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio OSAsc diminui em direção a zero sem alcançar a quantidade de armazenamento de oxigênio máxima Cmax. <Terceira Modalidade>

[0181]Depois, com referência à FIGS. 19 e 20, um sistema de controle de um motor de combustão interna de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção será explicado. A configuração e controle do sistema de controle de um motor de combustão interna de acordo com a terceira modalidade são basicamente similares à configuração e controle do sistema de controle de um motor de combus-tão interna de acordo com a modalidade acimas. No entanto, nas modalidades aci- mas, como cada sensor da razão de ar-combustível, um tipo de célula única do sen-sor da razão de ar-combustível que tem uma única célula, composta de uma camada de eletrólito sólida e um par de eletrodos, é usado, enquanto na terceira modalidade, um tipo de célula dupla do sensor da razão de ar-combustível que tem duas dessas células é usado como o sensor da razão de ar-combustível. <Configuração dos Sensores da razão de ar-combustível>

[0182]Com referência à FIG. 19, a configuração dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 na presente modalidade será explicada. A FIG. 19 é uma vista em seção transversal esquemática dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71. Como será compreendido a partir da FIG. 19, os sensores da razão de ar- combustível 70, 71 na presente modalidade são do tipo de célula dupla de sensores da razão de ar-combustível, que tem duas células cada uma composta de uma ca-mada de eletrólito sólida e um par de eletrodos.

[0183]Como mostrado na FIG. 19, cada um dos sensores da razão de ar- combustível 70, 71 compreende uma câmara do gás medido 81, uma câmara do gás de referência 82, e duas camadas de eletrólito sólidas 83, 84 que são dispostas em ambos os lados da câmara do gás medido 8. A câmara do gás de referência 82 é fornecida no lado oposto da câmara do gás medido 81 através da segunda camada de eletrólito sólida 84. Na superfície lateral da primeira camada de eletrólito sólida 83 no lado da câmara do gás medido 81, um eletrodo do lado da câmara de gás (terceiro eletrodo) 85 é disposto, enquanto na superfície lateral da primeira camada de ele- trólito sólida 83 no lado do gás de exaustão, um eletrodo do lado de exaustão (quarto eletrodo) 86 é disposto. Esta primeira camada de eletrólito sólida 83, eletrodo do lado da câmara de gás 85, e eletrodo do lado de exaustão 86 configuram uma célula de bomba 90.

[0184]Por outro lado, na superfície lateral da segunda camada de eletrólito sólida 84 no lado da câmara do gás medido 81, um eletrodo do lado da câmara de gás (primeiro eletrodo) 87 é disposto, enquanto na superfície lateral da segunda ca-mada de eletrólito sólida 84 no lado da câmara do gás de referência 82, um eletrodo do lado de referência (segundo eletrodo) 88 é disposto. Esta segunda camada de eletrólito sólida 84, eletrodo do lado da câmara de gás 87, e eletrodo do lado de refe-rência 88 configuram a célula de referência 91.

[0185]Entre as duas camadas de eletrólito sólidas 83 e 84, a camada de re-gulação de difusão 93 é fornecida de modo a cercar o eletrodo do lado da câmara de gás 85 da célula da bomba 90 e o eletrodo do lado da câmara de gás 87 da célula de referência 91. Portanto, a câmara do gás medido 81 é definida pela primeira camada de eletrólito sólida 83, a segunda camada de eletrólito sólida 84, e a camada de regulação de difusão 93. Na câmara do gás medido 81, o gás de exaustão flui através da camada de regulação de difusão 93. Consequentemente, os eletrodos disposto na câmara do gás medido 81, ou seja, o eletrodo do lado da câmara de gás 85 da célula da bomba 90 e o eletrodo do lado da câmara de gás 87 da célula de referência 91, são expostos através da camada de regulação de difusão 93 ao gás de exaustão. Observe que, a camada de regulação de difusão 93 não precisa ne-cessariamente ser fornecida de modo que o gás de exaustão que flui para a câmara do gás medido 81 pode passar através da camada de regulação de difusão 93. Con-tanto que o gás de exaustão que alcança o eletrodo do lado da câmara de gás 87 da célula de referência 91 é o gás de exaustão que passa através da camada de regu-lação de difusão, a camada de regulação de difusão pode ser disposta de qualquer maneira.

[0186]Adicionalmente, na superfície lateral da segunda camada de eletrólito sólida 84 no lado da câmara do gás de referência 82, a parte do aquecedor 94 é for-necida de modo a cercar a câmara do gás de referência 82. Portanto, a câmara do gás de referência 82 é definida pela segunda camada de eletrólito sólida 84 e a parte do aquecedor 94. Nesta câmara do gás de referência 82, o gás de referência é introduzido. Na presente modalidade, a câmara do gás de referência 82 é aberta para a atmosfera. Consequentemente, dentro da câmara do gás de referência 82, o ar atmosférico é introduzido como o gás de referência.

[0187]Adicionalmente, a parte do aquecedor 94 é fornecida com uma plurali-dade de aquecedores 95. Estes aquecedores 95 podem ser usados para controlar a temperatura dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71, em particular a tempe-ratura da camada de eletrólito sólidas 83, 84. A parte do aquecedor 95 tem uma ca-pacidade de geração de calor suficiente para aquecer as camadas de eletrólito sóli-das 83, 84 até a ativação. Além disso, na superfície lateral da primeira camada de eletrólito sólida 83 no lado do gás de exaustão, a camada protetora 96 é fornecida. A camada protetora 96 é formada de um material poroso de modo que o líquido no gás de exaustão, etc., seja impedido de diretamente colar no eletrodo do lado de exaus-tão 86 enquanto o gás de exaustão alcança o eletrodo do lado de exaustão 86.

[0188]As camadas de eletrólito sólidas 83, 84 são formadas por materiais similares à camada de eletrólito sólida 51 da primeira modalidade. Adicionalmente, a camada de regulação de difusão 93 também é formada por um material similar à camada de regulação de difusão 54 da primeira modalidade. Além disso, os eletro-dos 85 a 88 também são formados por materiais similares aos eletrodos 52, 53 da primeira modalidade.

[0189]Através do eletrodo do lado da câmara de gás 87 e o eletrodo do lado de referência 88 da célula de referência 91, uma tensão de referência (correspon-dente à tensão aplicada ao sensor da primeira modalidade) Vr é aplicada pelo dis-positivo de aplicação de tensão de referência 100 que é montado na ECU 31. Além disso, a ECU 31 é fornecida com um dispositivo de detecção de corrente de referên-cia 101 que detecta a corrente de referência Ir que flui através dos eletrodos 87, 88 através da segunda camada de eletrólito sólida 84 quando o dispositivo de aplicação de tensão de referência 100 aplica a tensão de referência Vr.

[0190]Adicionalmente, entre o eletrodo do lado da câmara de gás 85 e o ele-trodo do lado de exaustão 86 da célula da bomba 90, a tensão da bomba Vp é apli-cada por um dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 que é montado na ECU 31. A tensão da bomba Vp aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 é definida de acordo com a corrente de referência Ir detectada pelo dis- positivo de detecção de corrente de referência 101. Especificamente, a tensão da bomba Vp é definida de acordo com a diferença entre a corrente de referência Ir de-tectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101 e a corrente alvo pré-ajustada (na presente modalidade, zero). Além disso, a ECU 31 é fornecida com um dispositivo de detecção de corrente da bomba 103 que detecta a corrente da bomba Ip que flui através dos eletrodos 85 e 86 através da primeira camada de ele- trólito sólida 83 quando o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 aplica a tensão da bomba Vp.

[0191]Observe que, se o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 muda a tensão da bomba Vp, a corrente da bomba Ip que flui através dos eletrodos 85, 86 muda. Em outras palavras, o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 pode ser dito por controlar a corrente da bomba Ip. Portanto, o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 age como um dispositivo de controle da corrente da bomba que controla a corrente da bomba Ip. Observe que, a corrente da bomba Ip, por exemplo, muda pela disposição de um resistor variável em série com o dispo-sitivo de aplicação de tensão da bomba 102 e altera este resistor variável. Portanto, como o dispositivo de controle de corrente da bomba, um resistor variável ou outro meio que não o dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 pode ser usado. <Operação de Sensores da razão de ar-combustível>

[0192]Depois, com referência à FIG. 20, o conceito básico da operação de cada um dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 assim configurados será explicado. FIG. 20 é uma vista que mostra esquematicamente a operação do sensor da razão de ar-combustível 70 ou 71. No momento do uso, o sensor da razão de ar- combustível 70 ou 71 é disposto de modo que as superfícies circunferenciais exter-nas da camada de proteção 96 e camada de regulação de difusão 93 are exposto ao gás de exaustão. Adicionalmente, ar atmosférico é introduzido na câmara do gás de referência 82 do sensor da razão de ar-combustível 70 ou 71.

[0193]Como explicado acima, as camadas de eletrólito sólidas 83, 84 são formadas por corpos sintetizados de um óxido condutor do íon de oxigênio. Portanto, elas têm a propriedade de uma força eletromotiva E sendo gerada que faz os íons de oxigênio se moverem do lado da superfície lateral de alta concentração para o lado da superfície lateral de baixa concentração se uma diferença ocorre na concen-tração de oxigênio entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólidas 83, 84 no estado ativado pela alta temperatura (característica da célula de oxigênio).

[0194]Em contrapartida, as camadas de eletrólito sólidas 83, 84 tem a carac-terística de tentar fazer os íons de oxigênio se moverem de modo que uma razão da concentração de oxigênio ocorre entre as duas superfícies laterais da camada de eletrólito sólida de acordo com a diferença de potencial, se uma diferença de poten-cial é dada entre as duas superfícies laterais (característica da bomba de oxigênio). Especificamente, quando a diferença de potencial é dada através das duas superfí-cies laterais, o movimento dos íons de oxigênio é causado de modo que a concen-tração de oxigênio na superfície lateral para a qual a polaridade positiva é dada se torna maior do que a concentração de oxigênio na superfície lateral para a qual a polaridade negativa é dada, por uma razão de acordo com a diferença de potencial.

[0195]Portanto, na célula da bomba 90, se o dispositivo de aplicação de ten-são da bomba 102 aplica a tensão da bomba Vp através do eletrodo do lado da câ-mara de gás 85 e o eletrodo do lado de exaustão 86, o movimento dos íons de oxi-gênio ocorre correspondente a isso. Ao longo de tal movimento dos íons de oxigênio, o oxigênio é bombeado para dentro ou para fora do gás de exaustão na câmara do gás medido 81.

[0196]Por outro lado, a célula de referência 91 na presente modalidade fun-ciona do mesmo modo que a célula na primeira modalidade que é composta da ca-mada de eletrólito sólida 51, eletrodo do lado de exaustão 52, e eletrodo do lado da atmosfera 53. Portanto, na célula de referência 91, quando a razão de ar- combustível da exaustão na câmara do gás medido 81 se conforma à razão de ar- combustível que corresponde à tensão de referência Vr que é aplicada pelo disposi-tivo de aplicação de tensão de referência 100 através dos eletrodos 87, 88 (ou seja, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero quando aplica- se a tensão de referência Vr), a corrente de referência que flui através dos eletrodos 87, 88 se torna zero. Por outro lado, quando a razão de ar-combustível da exaustão na câmara do gás medido 81 é mais rica do que a razão de ar-combustível que cor-responde à tensão de referência Vr, a corrente de referência que flui através dos eletrodos 87, 88 se torna uma corrente negativa com uma magnitude que é propor-cional à diferença da razão de ar-combustível que corresponde à tensão de referên-cia Vr. Em contrapartida, quando a razão de ar-combustível da exaustão na câmara do 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 magnitude que é proporcional à diferen-ça da razão de ar-combustível que corresponde à tensão de referência Vr.

[0197]Quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 é mais pobre do que a razão de ar-combustível que corresponde à tensão de referência Vr, como mostrado na FIG. 20(A), o gás de exaustão que é mais pobre do que a razão de ar-combustível correspondente à ten-são de referência Vr que flui em cada câmara do gás medido 81 através da camada de regulação de difusão 93. Se a razão de ar-combustível pobre gás de exaustão que contém tal grande quantidade de oxigênio flui para dentro, uma corrente de referência positiva irá fluir através dos eletrodos 87, 88 da célula de referência 91 proporcional à diferença da razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência 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 aos eletrodos 85, 86 da célula da 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 o eletrodo do lado de exaustão 86 como o eletrodo positivo e o eletrodo do lado da câmara de gás 85 como o eletrodo negativo. Pela aplicação da tensão da bomba aos eletrodos 85, 86 da célula da bomba 90 deste modo, na primeira camada de eletrólito sólida 83 da célula da bomba 90, o movimento dos íons de oxigênio ocorrerá a partir do eletrodo negativo para o eletrodo positivo, ou seja, a partir do eletrodo do lado da câmara de gás 85 em direção ao eletrodo do lado de exaustão 86. Por esta razão, o oxigênio dentro da câmara do gás medido 81 é bombeado para fora no gás de exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71.

[0199]A taxa de fluxo de oxigênio bombeada para fora a partir de dentro de cada câmara do gás medido 81 para o gás de exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 é proporcional à tensão da bomba. Adicionalmente, a tensão da bomba é proporcional à magnitude da corrente de referência positiva de-tectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101. Portanto, quanto maior o desvio da razão de ar-combustível da exaustão na câmara do gás medido 81 para o lado pobre a partir da razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência Vr, ou seja, maior a concentração de oxigênio na câmara do gás medido 81, maior a taxa de fluxo de oxigênio bombeado para fora a partir de dentro da câ-mara do gás medido 81 no gás de exaustão ao redor dos sensores da razão de ar- combustível 70, 71. Como um resultado, a taxa de fluxo de oxigênio que flui através da camada de regulação de difusão 93 para dentro da câmara do gás medido 81 e a taxa de fluxo de oxigênio bombeada para fora pela célula da bomba 90 basicamente se conformam uma à outra. Portanto, a razão de ar-combustível na câmara do gás medido 81, é basicamente mantida substancialmente na razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência Vr.

[0200]A taxa de fluxo de oxigênio bombeada pela célula da bomba 90 é igual a taxa de fluxo de íons de oxigênio que se move através do interior da primeira ca-mada de eletrólito sólida 83 da célula da bomba 90. Adicionalmente, a taxa de fluxo dos íons de oxigênio é igual à corrente que flui através dos eletrodos 85, 86 da célu-la da bomba 90. Consequentemente, pela detecção da corrente que flui através dos eletrodos 85, 86 pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba 103, é possível detectar a taxa de fluxo de oxigênio que flui através da camada de regulação de di-fusão 93 para dentro da câmara do gás medido 81, e assim a razão de ar- combustível pobre do gás de exaustão ao redor da câmara do gás medido 81.

[0201]Por outro lado, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 for mais rica do que a razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência Vr, como mostrado na FIG. 20(B), o gás de exaustão, que é mais rico do que a razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência Vr, fluirá para dentro da câmara do gás medido 81 através da camada de regulação de difusão 93. Se a razão de ar-combustível rica gás de exaustão que contém uma grande quantidade do gás não queimado flui para dentro desta maneira, através dos eletrodos 87, 88 da célula de referência 91, uma corrente de referência negativa fluirá proporcional à diferença da razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr. Esta corrente de referência é detectada 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 nisso, a tensão da bomba é aplicada através dos eletrodos 85, 86 da célula da 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 o eletrodo do lado da câmara de gás 85 como o eletrodo positivo e o eletro- do do lado de exaustão 86 como o eletrodo negativo. Pela aplicação da tensão da bomba deste modo, na primeira camada de eletrólito sólida 83 da célula da bomba 90, o movimento dos íons de oxigênio ocorre do eletrodo negativo para o eletrodo positivo, ou seja, do eletrodo do lado de exaustão 86 em direção ao eletrodo do lado da câmara de gás 85. Por esta razão, o oxigênio no gás de exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 é bombeado para dentro da câmara do gás medido 81.

[0203]A taxa de fluxo de oxigênio bombeada a partir do gás de exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 para dentro de cada câmara do gás medido 81 é proporcional à tensão da bomba. Adicionalmente, a tensão da bomba é proporcional à magnitude da corrente de referência negativa detectada pelo dispositivo de detecção de corrente de referência 101. Portanto, quanto maior o desvio da razão de ar-combustível da exaustão na câmara do gás medido 81 para o lado mais rico a partir da razão de ar-combustível correspondente à tensão de refe-rência Vr, ou seja, maior a concentração do gás não queimado na câmara do gás medido 81, maior a taxa de fluxo de oxigênio bombeado para dentro da câmara do gás medido 81 a partir do gás de exaustão ao redor dos sensores da razão de ar- combustível 70, 71. Como um resultado, a taxa de fluxo do gás não queimado que flui através do camada de regulação de difusão 93 para dentro da câmara do gás medido 81 e a taxa de fluxo de oxigênio bombeada para dentro pela célula da bomba 90 se torna a razão equivalente química e, consequentemente, a razão de ar- combustível da câmara do gás medido 81 é basicamente mantida a razão de ar- combustível correspondente à tensão de referência Vr.

[0204]A taxa de fluxo de oxigênio bombeada para dentro pela célula da bomba 90 é igual à taxa de fluxo de íons de oxigênio que se move através do interior da primeira camada de eletrólito sólida 83 na célula da bomba 90. Adicionalmente, esta taxa de fluxo de íons de oxigênio é igual à corrente que flui através dos eletro- dos 85, 86 da célula da bomba 90. Consequentemente, pela detecção da corrente que flui entre os eletrodos 85 e 86 pelo dispositivo de detecção de corrente da bom-ba 103, é possível detectar a taxa de fluxo do gás não queimado que flui através da camada de regulação de difusão 93 para dentro da câmara do gás medido 81 e as-sim a razão de ar-combustível rica do gás de exaustão ao redor da câmara do gás medido 81.

[0205]Adicionalmente, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao re-dor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 é uma razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência Vr, como mostrado na FIG. 20(C), o gás de exaustão de uma razão de ar-combustível que corresponde à tensão de referência Vr flui para dentro da câmara do gás medido 81 através da camada de regulação de difusão 93. Se o gás de exaustão de uma razão de ar-combustível que corresponde à tensão de referência Vr flui deste modo, a corrente de referência que flui através dos eletrodos 87, 88 da célula de referência 91 se torna zero e a corrente de refe-rência 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 é zero, junto com isso, a tensão da bomba aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão da bomba 102 também é zero. Portanto, na pri-meira camada de eletrólito sólida 83 da célula da bomba 90, nenhum movimento dos íons de oxigênio ocorre, e consequentemente o interior da câmara do gás medido 81 é basicamente mantido na razão de ar-combustível correspondente à tensão de refe-rência Vr. Adicionalmente, nenhum movimento dos íons de oxigênio ocorre na pri-meira camada de eletrólito sólida 83 da célula da bomba 90, e portanto, a corrente da bomba detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba 103 também se torna zero. Portanto, quando a corrente da bomba detectada pelo dispositivo de detecção de corrente da bomba 103 é zero, aprende-se que a razão de ar- combustível do gás de exaustão ao redor da câmara do 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 da razão de ar- combustível 70, 71 da presente modalidade, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 se conforma à razão de ar-combustível correspondente à tensão de referência Vr, a corrente da bomba, que é a corrente de saída, se torna zero. Adicionalmente, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 é mais pobre do que a razão de ar-combustível correspondente à tensão de refe-rência Vr, a corrente da bomba, que é a corrente de saída, se torna positiva, e o valor absoluto da corrente da bomba se torna maior de acordo com a extensão da pobreza. Em contrapartida, quando a razão de ar-combustível da exaustão ao redor dos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 é 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 o valor absoluto da corrente da bomba se torna menor de acordo com a extensão da riqueza.

[0208]Além disso, a razão de ar-combustível correspondente à tensão de re-ferência Vr, ou seja, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero quando aplica-se a tensão de referência Vr, como explicado em relação aos sensores da razão de ar-combustível 40, 41 da primeira modalidade acima, se torna menor à medida que a tensão de referência Vr aumenta. Por exemplo, quando a tensão de referência Vr é 0,45V, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar-combustível estequiométrica. Adicionalmente, quando a tensão de referência Vr é maior do que 0,45V, a razão de ar- combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar- combustível rica, enquanto quando a tensão de referência Vr é menor que 0,45V, a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar-combustível pobre. <Tensão Aplicada aos Sensores da razão de ar-combustível Individuais>

[0209]Na presente modalidade, a tensão de referência Vrup no sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 é definida para uma tensão (por exemplo, 0,45V) através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica (na pre-sente modalidade, 14,6). Em outras palavras, no sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40, a tensão de referência Vrup é definida de modo que a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar- combustível estequiométrica. Por outro lado, a tensão de referência Vrdwn no sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é definida para uma tensão (por exemplo, 0,7V) através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível julgada rica predetermi-nada (por exemplo, 14,55), que é levemente mais rica do que a razão de ar- combustível estequiométrica. Em outras palavras, no sensor da razão de ar- combustível do lado a jusante 41, a tensão de referência Vrdwn é definida de modo que a razão de ar-combustível da exaustão no momento da corrente zero se torna a razão de ar-combustível julgada rica, que é levemente mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica. Deste modo, na presente modalidade, a tensão de referência Vrdwn no sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é defi-nida para uma tensão maior do que uma tensão de referência Vrup no sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40.

[0210]Portanto, a ECU 31 que é conectada a ambos sensores da razão de ar-combustível 70, 71 julga que a razão de ar-combustível da exaustão ao redor do sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40 é a razão de ar- combustível estequiométrica, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar- combustível do lado a montante 40, ou seja, a corrente da bomba Ipup, se torna zero. Por outro lado, a ECU 31 julga que a razão de ar-combustível da exaustão ao redor o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é a razão de ar- combustível julgada rica, ou seja, a razão de ar-combustível predeterminada que é diferente da razão de ar-combustível estequiométrica, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41, ou seja, a corrente da bomba Ipdwn, se tornou zero.

[0211]Observe que, na primeira modalidade acima, ambos o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante e o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante são do tipo de célula única dos sensores da razão de ar-combustível, enquanto na terceira modalidade acima, ambos o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante e o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante são do tipo de célula dupla de sensores da razão de ar-combustível. No entanto, também é possível usar um tipo de célula dupla do sensor da razão de ar-combustível como o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante, e usar um tipo de célula úni-ca do sensor da razão de ar-combustível como o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante. Em contrapartida, também é possível usar um tipo de célula única do sensor da razão de ar-combustível como o sensor da razão de ar-combustível do lado a montante, e usar um tipo de célula dupla do sensor da razão de ar- combustível como o sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante. Mesmo neste caso, a tensão aplicada ao sensor (tensão de referência) Vrup no sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 41 é definida para uma tensão que é mai-or do que a tensão aplicada ao sensor (tensão de referência) Vrdwn no sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 40.

[0212]Observe que, nesta Descrição, a quantidade de armazenamento de oxigênio do catalisador de purificação de exaustão é explicada como em mudança entre a quantidade de armazenamento de oxigênio máxima e zero. Isto significa que a quantidade de oxigênio, que pode ser adicionalmente armazenada pelo catalisador de purificação de exaustão, muda entre zero (quando a quantidade de armazena- mento de oxigênio é quantidade de armazenamento de oxigênio máxima) e o valor máximo (quando a quantidade de armazenamento de oxigênio é zero). 5. câmara de combustão 6. válvula de entrada 8. válvula de exaustão 10. vela de ignição 11. injetor de combustível 13. tubo de ramificação de entrada 15. tubo de entrada 18. válvula borboleta 19. coletor de escape 20. catalisador de purificação de exaustão do lado a montante 21. invólucro do lado a montante 22. tubo de exaustão 23. invólucro do lado a jusante 24. catalisador de purificação de exaustão do lado a jusante 31. ECU 39. medidor de fluxo de ar 40. sensor da razão de ar-combustível do lado a montante 41. sensor da razão de ar-combustível do lado a jusante 51. camada de eletrólito sólida 52. eletrodo do lado de exaustão 53. eletrodo do lado da atmosfera 54. camada de regulação de difusão 55. camada protetora 56. parte do aquecedor 57. câmara do gás medido 58. câmara do gás de referência 60. dispositivo de aplicação de tensão 61. dispositivo de detecção de corrente

Claims

1. Sistema de controle de um motor de combustão interna, compreendendo: um sensor de razão de ar-combustível (41) que é fornecido em uma passagem de exaustão (19, 22) do motor de combustão interna; e um sistema de controle do motor (31) que controla o motor de combustão interna de acordo com uma saída do sensor da razão de ar-combustível (41), CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar- combustível (41) é configurado de modo que uma tensão aplicada, através da qual uma corrente de saída se torna zero, muda de acordo com a razão de ar- combustível da exaustão, e de modo que quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível estequiométrica, se aumentar a tensão aplicada no referido sensor da razão de ar-combustível (41), a corrente de saída aumenta junto com ela, e sendo que quando o referido sensor da razão de ar-combustível (41) detecta a razão de ar-combustível do gás de exaustão, a tensão aplicada no referido sensor da razão de ar-combustível (41) é fixada para uma tensão constante, e a referida tensão constante é uma tensão que é diferente da tensão através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica, e é a tensão através da qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar- combustível que é diferente da razão de ar-combustível estequiométrica, e em que o referido sistema de controle (31) é configurado para julgar se a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível predeterminada que é diferente da razão de ar-combustível estequiométrica, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível (41) se torna 0.

2. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o referido sensor da razão de ar-combustível (41) compreende: um primeiro eletrodo (52) que é exposto através de uma camada de regulação (54) de difusão para gás de exaustão para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo (53) que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletrólito sólida (51) que é disposta entre o referido primeiro eletrodo (52) e o referido segundo eletrodo (53); e um dispositivo de aplicação de tensão (60) que aplica a tensão através do referido primeiro eletrodo (52) e do referido segundo eletrodo (53), a referida tensão aplicada sendo a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplica-ção de tensão (60); o referido sensor da razão de ar-combustível (41) é configurado de modo a ter, para cada razão de ar-combustível de exaustão, uma região de aumento de cor-rente que é uma região de tensão onde a corrente de saída aumenta junto com um aumento na tensão aplicada, e uma região de aumento de corrente pobre que é uma região de tensão onde uma quantidade do aumento da corrente de saída com rela-ção a uma quantidade de aumento da tensão aplicada é menor do que a referida região de aumento de corrente devido à disposição da referida camada de regulação de difusão (54); e a referida tensão constante é uma tensão dentro da referida região de au-mento de corrente pobre quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

3. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o referido sensor da razão de ar-combustível (41) é configurado de modo a ter, para cada razão de ar-combustível de exaustão, uma região de corrente limite que é uma região de tensão onde a referida corrente de saída é uma corrente limite; e a referida tensão constante é uma tensão dentro da referida região de cor- rente limite quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar- combustível estequiométrica.

4. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o referido sensor da razão de ar-combustível (41) é configurado para ter, para cada razão de ar-combustível de exaustão, referente a relação entre a referida tensão aplicada e corrente de saída, uma região proporcional que é uma região de tensão onde a corrente de saída aumenta em proporção a um aumento da tensão aplicada, uma região de ruptura de umidade que é uma região de tensão onde a corrente de saída muda de acordo com uma mudança da tensão aplicada devido à ruptura da umidade, e uma região média que é uma região de tensão entre a região proporcional e a região de ruptura de umidade; e a referida tensão constante é uma tensão dentro da referida região média quando a razão de ar-combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequi- ométrica.

5. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida tensão constante é definida para uma tensão entre a tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é 1% maior do que a razão de ar- combustível estequiométrica e a tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é 1% inferior à razão de ar- combustível estequiométrica.

6. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o referido sensor da razão de ar-combustível (41) é configurado de modo que, para cada razão de ar-combustível de exaustão, referente à relação entre a re-ferida tensão aplicada e a corrente de saída, a corrente de saída aumenta até um primeiro ponto curvado à medida que a tensão aplicada aumenta, a corrente de saída aumenta do primeiro ponto curvado para um segundo ponto curvado à medida que a tensão aplicada aumenta, a corrente de saída aumenta do segundo ponto curvado à medida que a tensão aplicada aumenta, e, na região de tensão entre o primeiro ponto curvado e o segundo ponto curvado, a quantidade de aumento da corrente de saída com relação a uma quantidade de aumento na tensão aplicada se torna menor do que nas outras regiões de tensão; e a referida tensão constante é definida para uma tensão entre o referido pri-meiro ponto curvado e o referido segundo ponto curvado quando a razão de ar- combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

7. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar-combustível (41) compreende; um primeiro eletrodo (52) que é exposto através de uma camada de regulação de difusão (54) para o gás de exaustão para o qual a ra-zão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo (53) que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletrólito sólida (51) que é disposta entre o referido primeiro eletrodo (52) e o referido segundo eletrodo (53); e um dis-positivo de aplicação de tensão (60) que aplica tensão através do referido primeiro eletrodo (52) e do referido segundo eletrodo (53), a referida camada de regulação de difusão (54) sendo formada por alumina, a referida tensão aplicada sendo a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão (60), e a referida tensão constante é definida para 0,1V a 0,9V.

8. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar-combustível (41) compreende: um primeiro eletrodo (52) que é exposto através de uma camada de regulação de difusão (54) para o gás de exaustão para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo (53) que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletróli- to sólida (51) que é disposta entre o referido primeiro eletrodo (52) e o referido se-gundo eletrodo (53); um dispositivo de aplicação de tensão (60) que aplica tensão através do referido primeiro eletrodo (52) e do referido segundo eletrodo (53); e um dispositivo de detecção de corrente (61) que detecta a corrente que flui através do referido primeiro eletrodo (52) e do referido segundo eletrodo (53), a referida tensão aplicada sendo a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão (60), e a referida corrente de saída sendo a corrente que é detectada pelo referido dispo-sitivo de detecção de corrente (61).

9. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 5, e 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar-combustível (41) compreende: uma câmara do gás medido (57) na qual o gás de exaustão, para o qual a razão de ar- combustível deve ser detectada, flui, uma célula de bomba (90) que bombeia oxigê-nio para dentro e para fora com relação ao gás de exaustão na referida câmara do gás (57) medido de acordo com uma corrente da bomba, e uma célula de referência (91) na qual a corrente de referência que deve ser detectada muda de acordo com a razão de ar-combustível na referida câmara do gás medido (57), a referida célula de referência (91) compreende: um primeiro eletrodo (52) que é exposto ao gás de exaustão na referida câmara do gás (57) medido direta-mente ou através de uma camada de regulação de difusão (54); um segundo eletro-do (53) que é exposto a uma atmosfera de referência; e uma camada de eletrólito sólida (51) que é disposta entre o referido primeiro eletrodo (52) e o referido segundo eletrodo (53), o referido sensor da razão de ar-combustível (41) compreende: um dispositi-vo de aplicação de tensão de referência (60) que aplica tensão através do primeiro eletrodo (52) e do segundo eletrodo (53) da referida célula de referência (91); um dispositivo de detecção de corrente de referência (101) que detecta a corrente que flui através do primeiro eletrodo (52) e do segundo eletrodo (53) da referida célula de referência (91), como a referida corrente de referência; um dispositivo de controle da corrente da bomba que controla a corrente da bomba fornecida para a célula da bomba (90) de modo que a corrente de referência detectada pelo referido dispositivo de detecção de corrente (101) de referência se torna zero; e um dispositivo de de-tecção (101) de corrente da bomba que detecta a referida corrente da bomba, e a referida tensão aplicada é a tensão de referência que é aplicada pelo refe-rido dispositivo de aplicação de tensão de referência, e a referida corrente de saída é a corrente da bomba que é detectada pelo referido dispositivo de detecção de cor-rente da bomba.

10. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que: o referido motor de combustão interna compreende um catalisador de purifi-cação de exaustão (20) que é fornecido no lado a montante, na direção do fluxo de exaustão, a partir do referido sensor da razão de ar-combustível (41) na referida passagem de exaustão (19, 22), e que pode armazenar oxigênio, e a referida tensão constante é definida para uma tensão pela qual a referida corrente de saída se torna zero quando a razão de ar-combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível julgada rica predeterminada, que é mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

11. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sistema de controle do motor pode controlar a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para dentro do referido catalisador de purificação de exaustão (20), e sendo que, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível (41) se torna zero ou menos, a razão de ar-combustível alvo do gás de exaustão que flui para dentro do referido catalisador de purificação de exaustão (20) é definida para menor do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

12. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sistema de controle do motor compreende: um meio de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio para continuamente ou intermitentemente definir uma razão de ar- combustível alvo do gás de exaustão que flui para dentro do referido catalisador de purificação de exaustão (20, 24) menor do que a razão de ar-combustível estequio- métrica, quando a corrente de saída do sensor da razão de ar-combustível (41) se torna zero ou menos, até a quantidade de armazenamento de oxigênio do referido catalisador de purificação de exaustão (20, 24) se tornar uma quantidade de arma-zenamento predeterminada que é menor do que a quantidade de armazenamento de oxigênio máxima; e um meio de diminuição de quantidade de armazenamento de oxigênio para continuamente ou intermitentemente definir a referida razão de ar- combustível alvo mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica, quan-do a quantidade de armazenamento de oxigênio do referido catalisador de purifica-ção de exaustão (20, 24) se torna a referida quantidade de armazenamento prede-terminada ou mais, de modo que a quantidade de armazenamento de oxigênio dimi-nui em direção a zero sem alcançar a quantidade de armazenamento de oxigênio máxima.

13. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que uma diferença entre um valor médio da referida razão de ar-combustível alvo e a razão de ar-combustível este- quiométrica no período de tempo quando a razão de ar-combustível alvo é continu-amente ou intermitentemente definida menor do que a razão de ar-combustível este- quiométrica pelos referidos meios de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio é maior do que uma diferença entre um valor médio da referida razão de ar- combustível alvo e a razão de ar-combustível estequiométrica no período de tempo quando a razão de ar-combustível alvo é continuamente ou intermitentemente defi-nida mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica pelos referidos meios de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio.

14. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, CARACTERIZADO pelo fato de que os referidos meios de aumento da quantidade de armazenamento de oxigênio continuamente mantém a referida razão de ar-combustível alvo menor do que a razão de ar-combustível este- quiométrica.

15. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que os referidos meios de diminuição da quantidade de armazenamento de oxigênio conti-nuamente mantém a referida razão de ar-combustível alvo mais rica do que a razão de ar-combustível estequiométrica.

16. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante que é fornecido na referida passagem de exaustão (19) em um lado a montante, na direção do fluxo de exaustão, a partir do referido catalisador de purificação de exaustão (20); e o referido sistema de controle do motor controla a razão de ar-combustível do gás de exaustão que flui para o referido catalisador de purificação de exaustão (20) de modo que a razão de ar-combustível detectada pelo sensor da razão de ar- combustível (40) do lado a montante se torna a razão de ar-combustível alvo.

17. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar-combustível do lado a montante (40) é configurado de modo que uma tensão aplicada, através da qual uma corrente de saída se torna zero, muda de acordo com a razão de ar-combustível da exaustão, e de modo que quando a razão de ar- combustível da exaustão é uma razão de ar-combustível estequiométrica, se aumen-tar a tensão aplicada no referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante, a corrente de saída aumenta junto com ela, e a tensão aplicada ao referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante é menor do que a tensão aplicada do sensor da razão de ar-combustível (41).

18. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a tensão aplicada ao referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante é definida para uma tensão pela qual a corrente de saída se torna zero quando a razão de ar- combustível da exaustão é a razão de ar-combustível estequiométrica.

19. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante compreende: um primeiro eletrodo (87) que é exposto através de uma camada de regulação de difusão (93) para o gás de exaustão para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada; um segundo eletrodo (88) que é exposto a uma atmosfera de referência; uma camada de eletróli- to sólida (83) que é disposta entre o referido primeiro eletrodo (87) e o referido se-gundo eletrodo (88); um dispositivo de aplicação de tensão (60) que aplica tensão através do referido primeiro eletrodo (87) e do referido segundo eletrodo (88); e um dispositivo de detecção de corrente (61) que detecta a corrente que flui através do referido primeiro eletrodo (87) e do referido segundo eletrodo (88), a tensão aplicada ao referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante é a tensão que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão (60) do referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante, e a corrente de saída do referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante é a corrente que é detec-tada pelo referido dispositivo de detecção de corrente (61) do sensor da razão de ar- combustível (40) do lado a montante.

20. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante compreende: uma câmara do gás medido na qual o gás de exaustão, para o qual a razão de ar-combustível deve ser detectada, flui, uma célula de bomba que bombeia oxigênio para dentro e para fora com relação ao gás de exaustão na referida câmara do gás medido (81) de acordo com uma corrente da bomba, e uma célula de referência (91) na qual a corrente de referência que deve ser detectada muda de acordo com a razão de ar-combustível na referida câmara do gás medido (81), a célula de referência (91) do referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante compreende: um primeiro eletrodo (87) que é exposto ao gás de exaustão na referida câmara do gás medido diretamente ou através de uma camada de regulação de difusão (93); um segundo eletrodo (88) que é exposto a uma atmosfera de referência; e uma camada de eletrólito sólida (83) que é disposta entre o referido primeiro eletrodo (87) e o referido segundo eletrodo (88), o referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante com-preende: um dispositivo de aplicação de tensão de referência (60) que aplica a ten-são através do primeiro eletrodo (87) e do segundo eletrodo (88) da referida célula de referência; um dispositivo de detecção de corrente de referência (101) que detecta a corrente que flui através do primeiro eletrodo (87) e o segundo eletrodo (88) da referida célula de referência (91), como a referida corrente de referência; um disposi-tivo de controle da corrente da bomba que controla a corrente da bomba fornecida para a célula da bomba de modo que a corrente de referência detectada pelo referido dispositivo de detecção de corrente de referência (101) se torna zero; e um dis- positivo de detecção de corrente da bomba que detecta a referida corrente da bomba, e a tensão aplicada no referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante é a tensão de referência que é aplicada pelo dispositivo de aplicação de tensão de referência (60) do referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante, e a corrente de saída no referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante é a corrente da bomba que é detectada pelo dispositivo de de-tecção de corrente da bomba do referido sensor da razão de ar-combustível (40) do lado a montante.

21. Sistema de controle de um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido motor de combustão interna compreende ainda um catalisador de purificação de exaustão (24) do lado a jusante que é fornecido em um lado a jusante, na direção do fluxo de exaustão, a partir do referido sensor da razão de ar-combustível (41) na referida passagem de exaustão (19, 22), e que pode armazenar oxigênio.