FR2818695A1 - Systeme commande du rapport air/carburant pour un moteur a combustion interne et procede de commande de celui-ci - Google Patents

Abstract

Un système de commande du rapport air-carburant pour un moteur à combustion interne estime une quantité de stockage d'oxygène d'un catalyseur sur la base d'un enregistrement d'une quantité de stockage d'oxygène et commande un rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène estimée. Le catalyseur est divisé en sections multiples dans un sens d'écoulement des gaz d'échappement, la quantité de stockage d'oxygène dans une section spécifiée est estimée conformément à un comportement des gaz d'échappement des côtés amont et aval des sections spécifiées respectives et le rapport air-carburant est commandé sur la base de la quantité de stockage d'oxygène estimée dans la section spécifiée.

Description

SYSTEME COMMANDE DU RAPPORT AIR/CARBURANT POUR UN MOTEUR A

COMBUSTION INTERNE ET A UN PROCEDE DE COMMANDE DE CELUI-CI

L'invention se rapporte à un système commandé du rapport air/carburant pour un moteur à combustion interne

et à un procédé de commande de celui-ci.

Dans les moteurs à combustion interne, un catalyseur de purification des émissions d'échappement (catalyseur à trois voies) destiné à purifier les gaz d'échappement et un capteur du rapport air-carburant destiné à détecter un rapport air-carburant sont disposés dans un passage d'échappement. On effectue une commande par rétroaction sur la base du rapport air-carburant détecté par le capteur de

rapport air-carburant de telle façon que le rapport air-

carburant d'un mélange air-carburant devient un rapport air-carburant stoechiométrique, ce qui a pour effet de réduire en même temps les émissions d'oxyde d'azote (NOx),

de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures (HC).

Le fait d'effectuer la commande par rétroaction mentionnée ci-dessus avec une précision suffisante améliore efficacement un taux de purification des gaz d'échappement émis par les moteurs à combustion interne. De la même manière, commander une fonction d'adsorption d'oxygène du catalyseur de purification démission d'échappement améliore efficacement le taux de purification de NOx, CO et HC. On a mené des recherches sur une commande destinée à

utiliser efficacement une fonction d'adsorption d'oxygène.

Par exemple, la demande de brevet du Japon en attente d'examen numéro 5195842 décrit un type de système de

commande qui commande la fonction d'adsorption d'oxygène.

Le système de commande estime une quantité d'oxygène qui peut être adsorbée dans une partie entière du catalyseur de purification d'émission d'échappement (quantité de stockage d'oxygène) et commande le rapport aircarburant de manière que le stockage d'oxygène d'une quantité d'oxygène atteigne

une certaine valeur cible.

Le système de commande mentionné ci-dessus effectue la commande du rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène estimée en supposant que l'état du catalyseur de purification d'émission d'échappement entier est uniforme. Toutefois, l'état d'adsorption d'oxygène dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement n'est pas uniforme. Ainsi, dans un cas o la commande du rapport aircarburant est effectuée en supposant que l'état d'adsorption d'oxygène dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement est uniforme, il existe une possibilité pour que la précision d'estimation diminue temporairement et que la commande du rapport air-carburant devienne imprécise. Ceci crée l'inconvénient de devoir assurer une quantité excessive de stockage d'oxygène et de ne pas utiliser efficacement la

capacité d'adsorption d'oxygène.

Un aspect de l'invention est d'améliorer l'efficacité de purification des gaz d'échappement en utilisant efficacement la capacité d'adsorption en oxygène d'un

catalyseur.

Conformément à un premier aspect de l'invention, un système de commande du rapport air-carburant pour un moteur à combustion interne comprend un moyen de commande destiné à estimer une quantité de stockage d'oxygène d'un catalyseur prévu dans un passage d'échappement d'un moteur à combustion interne. Le moyen de commande commande un rapport aircarburant sur la base de la quantité d'oxygène estimée. Le moyen de commande divise le catalyseur en multiples sections dans un sens d'écoulement des gaz d'échappement et calcule un changement de la quantité de stockage d'oxygène dans une section spécifiée parmi les multiples sections sur la base d'un rapport air-carburant des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur. Le moyen de commande estime la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée sur la base d'un enregistrement du changement de la quantité de stockage d'oxygène. Le moyen de commande commande le rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène estimée dans la

section spécifiée.

De plus, un autre aspect de l'invention est de proposer un procédé de commande du rapport air-carburant pour un moteur à combustion interne comprenant les étapes consistant: à diviser le catalyseur en multiples sections dans un sens d'écoulement des gaz d'échappement, à calculer un changement de la quantité de stockage d'oxygène dans une section spécifiée parmi les multiples sections sur la base d'un rapport air- carburant des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur, à estimer la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée sur la base d'un enregistrement du changement de la quantité de stockage d'oxygène et à commander le rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène estimée dans la

section spécifiée.

La figure 1 est une vue en coupe d'un moteur à combustion interne comprenant un système de commande conformément à un mode de réalisation de l'invention; La figure 2 est une vue en perspective illustrant de manière simplifiée un catalyseur de purification d'émission d'échappement du système de commande conformément au mode de réalisation de l'invention; La figure 3 est un organigramme d'une commande du rapport air-carburant dans le système de commande conformément au mode de réalisation de l'invention; La figure 4 est un organigramme d'une commande destinée à déterminer une position. d'une section spécifiée dans le système de commande conformément au mode de réalisation de l'invention; Les figures 5A, 5B, 5C et 5D sont des cartes utilisées pour la commande représentée sur la figure 4; La figure 6 est un organigramme d'une commande destinée à déterminer une longueur unitaire d'une section spécifiée dans le système de commande conformément au mode de réalisation de l'invention; Les figures 7A, 7B, 7C et 7D sont des cartes pour la commande représentée sur la figure 6; La figure 8 est une vue en perspective illustrant de façon simplifiée le catalyseur de purification d'émission d'échappement du système de commande conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention; La figure 9 est un organigramme de la commande du rapport air-carburant dans le système de commande conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention; Les figures 10A, 0lB, 10C et 10D sont des graphiques qui représentent des changements d'une quantité de stockage d'oxygène dans les sections spécifiées respectives du catalyseur de purification d'émission d'échappement obtenus par la commande du rapport air-carburant dans le système de commande conformément au deuxième- mode de réalisation de l'invention; La figure 11 est un graphique qui représente une relation entre un volume d'admission d'air et les concentrations en monoxyde de carbone et en oxygène dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement; La figure 12 est un organigramme de la commande du rapport air-carburant par le système de commande conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention; et Les figures 13A, 13B, 13C et 13D sont des graphiques qui représentent des changements de la quantité de stockage d'oxygène dans les sections spécifiées respectives du catalyseur de purification d'émission d'échappement obtenus par la commande du rapport air-carburant dans le système de commande conformément au troisième mode de réalisation de l'invention.

Avant une description des modes de réalisation en

exemple, on décrira une fonction d'adsorption d'oxygène d'un catalyseur de purification d'émission d'échappement. La figure 1 illustre un catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 prévu dans un passage d'échappement 7. On peut prévoir de multiples catalyseurs de purification d'émission d'échappement dans au moins un passage d'échappement. On peut prévoir les catalyseurs de purification d'émission d'échappement en série ou en parallèle au niveau de points de dérivation. Par exemple, dans un moteur à quatre cylindres, on peut prévoir un catalyseur de purification d'émission d'échappement au niveau d'un point o deux passages d'échappement se prolongeant à partir de deux cylindres convergent alors qu'on peut prévoir un autre catalyseur au niveau d'un point

o deux autres passages d'échappement convergent.

Toutefois, dans le mode de réalisation en exemple de la figure 1, un catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est prévu dans le passage d'échappement 7 en aval d'un point o convergent les passages d'échappement

se prolongeant à partir des cylindres respectifs 3.

Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous, on utilise en tant que catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 un catalyseur à trois voies qui adsorbe l'oxygène. Le catalyseur à trois voies comprend des composants, tels que l'oxyde de cérium (CeO2) par exemple, qui sont prévus pour adsorber et séparer l'oxygène contenu

dans les gaz d'échappement.

Une opération d'adsorption/séparation de l'oxygène (changement de la quantité de stockage d'oxygène) de ce catalyseur à trois voies consiste à adsorber l'oxygène en

excès dans les gaz d'échappement lorsque le rapport air-

carburant du mélange air-carburant est dans une région pauvre et de séparer l'oxygène adsorbé lorsque le rapport air-carburant est dans une région riche. Le catalyseur à trois voies purifie les gaz d'échappement contenant par exemple du NOx, du CO et des HC, désoxyde le NOx en absorbant l'oxygène en excès lorsque le mélange air- carburant est pauvre et oxyde le CO et les HC en séparant

l'oxygène adsorbé lorsqu'il est riche.

Le terme " quantité de stockage d'oxygène " est défini comme une quantité d'oxygène qui est adsorbée et retenue (avant séparation) par un catalyseur de purification d'émission d'échappement. Le terme " quantité de stockage d'oxygène " est destiné à inclure l'oxygène stocké dans le

catalyseur et/ou l'oxygène attaché sur le catalyseur.

Conformément à cette invention, l'oxygène est adsorbé dans le catalyseur et enlevé du catalyseur de façon répétitive et l'oxygène stocké ou retenu à un instant prédéterminé dans le catalyseur est estimé sur la base d'un enregistrement de la quantité d'adsorption/enlèvement de l'oxygène. Toutefois, si le catalyseur à trois voies a déjà adsorbé l'oxygène dans les limites d'une capacité d'adsorption d'oxygène de celui-ci, la purification des gaz d'échappement par oxydation du NOx contenu à l'intérieur devient insuffisante parce que l'oxygène n'est pas adsorbé lorsqu'un rapport air-carburant d'échappement d'un gaz d'échappement entrant est pauvre. Par ailleurs, si le catalyseur de purification d'émission d'échappement a déjà séparé tout l'oxygène et en conséquence n'adsorbe pas d'oxygène, la purification des ' gaz d'échappement par désoxydation du CO et des HC contenus à l'intérieur devient insuffisante parce que l'oxygène n'est pas séparé lorsque le rapport air-carburant des gaz d'échappement entrant est riche. Pour cette raison, l'invention propose une commande efficace de la quantité de stockage d'oxygène; que le rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement

entrant soit pauvre ou riche.

Puisque le catalyseur à trois voies adsorbe ou sépare l'oxygène en fonction du -rapport air-carburant d'échappement, comme mentionné cidessus, la quantité de stockage d'oxygène peut être commandée en commandant le

rapport air-carburant. Dans les commandes du rapport air-

carburant classiques, on calcule une quantité d'injection de carburant de base sur la base d'un volume d'air d'admission, etc. et on détermine une quantité d'injection de carburant finale en multipliant la quantité d'injection du carburant de base par divers coefficients de correction (ou en ajoutant divers coefficients de correction à la quantité d'injection de carburant de base). Dans les commandes classiques, on détermine un coefficient de correction destiné à commander la quantité de stockage d'oxygène selon la quantité de stockage d'oxygène et la commande du rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène déterminée en utilisant le

coefficient.

On peut effectuer la commande du rapport air-carburant indépendamment de la quantité de stockage d'oxygène. Dans

un tel cas, le coefficient de correction mentionné ci-

dessus, basé sur la quantité de stockage d'oxygène, n'est pas calculé ou bien n'est pas reflété sur une commande du

rapport air-carburant réel même lorsqu'on le calcule.

Conformément à ce mode de réalisation, on décrira une commande du rapport air-carburant pour un moteur à combustion interne conformément à un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une configuration d'un moteur à combustion interne comprenant un système de

commande conformément au mode de réalisation.

Le système de commande conformément au mode de réalisation commande un moteur 1, -par exemple un-moteur à combustion interne. Comme représenté sur la figure 1, le moteur 1 génère une force d'entraînement en enflammant des mélanges air-carburant dans les cylindres respectifs 3 par une bougie d'allumage 2. L'air aspiré de l'extérieur se déplace dans un passage d'admission d'air 4 et il est mélangé avec le carburant injecté par un injecteur 5 pour créer un mélange air-carburant. Le mélange air- carburant est ensuite aspiré dans le cylindre 3. Une soupape d'admission d'air 6 est prévue entre le cylindre 3 et le passage d'admission d'air 4 de façon à ouvrir et à fermer la communication entre eux. Le mélange air- carburant brûlé dans le cylindre 3 est évacué dans un passage d'échappement 7 en tant que gaz d'échappement. Une soupape d'échappement 8 est prévue entre le cylindre 3 et le passage d'échappement 7 de façon à ouvrir et à fermer la

communication entre eux.

Un papillon des gaz 9, qui commande un volume d'admission d'air de l'air qui doit être aspiré dans le cylindre 3, est disposé dans le passage d'admission d'air 4. Un capteur de position du papillon des gaz 10 détecte une position du papillon et il est relié au papillon des gaz 9. De plus, une soupape de dérivation d'air 12 est disposée dans le passage d'admission d'air 4. La soupape de dérivation d'air 12 commande le volume d'admission d'air devant être délivré au cylindre 3 via un passage de dérivation 11 pendant un fonctionnement au ralenti (lorsque

le papillon des gaz 9 est en position complètement fermée).

De plus, un débitmètre d'air 13, qui détecte la quantité d'admission d'air, est prévu dans le passage d'admission

d'air 4.

Un capteur de position du vilebrequin 14 détecte une position du vilebrequin et il est disposé au voisinage du vilebrequin du moteur 1. On peut déterminer une position d'un piston 15 dans le cylindre 3 et une rotation du moteur NE sur la base d'une sortie du capteur de position du vilebrequin 14. Le moteur 1 comprend également un capteur de cognement 16 qui détecte une occurrence du cognement du moteur 1. Le moteur 1 comprend de plus un capteur de température d'eau 17 destinée à détecter une température du

liquide de refroidissement.

La bougie d'allumage 2, l'injecteur 5, le capteur de position du papillon des gaz 10, la soupape de dérivation d'air 12, le débitmètre d'air 13, le capteur de position du vilebrequin 14, le capteur de cognement 16, le capteur de température d'eau 17 et d'autres capteurs sont connectés à une unité de commande électrique (ECU) 18 qui effectue une commande globale du fonctionnement du moteur 1. Les composants listés ci-dessus sont commandés en réponse aux signaux provenant de l'ECU 18. Les composants peuvent également transmettre les résultats de la détection à l'ECU 18. Un capteur de température du catalyseur 21 détermine une température du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 et il est disposé dans le passage d'échappement 7. Une vanne de commande de purge 24, qui transfère le carburant évaporé dans un réservoir de carburant, recueilli par un absorbeur de vapeurs de carburant à charbon 23 vers lepassage d'admission d'air 4

pour purge, est reliée à l'ECU 18.

En outre, un capteur de rapport air-carburant amont 25 prévu en amont du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 et un capteur de rapport air-carburant

aval 26 prévu en aval de celui-ci sont reliés à l'ECU 18.

Le capteur de rapport air-carburant amont 25 est un capteur de rapport air-carburant linéaire qui détecte de façon linéaire le rapport aircarburant d'échappement selon la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement à

l'endroit o le capteur est disposé. Le capteur.air-

carburant aval 26 est un capteur d'oxygène qui effectue une détection par tout-ou-rien du rapport air-carburant d'échappement selon la concentration d'oxygène dans les gaz d'échappement à l'endroit o le capteur est disposé. Ces capteurs de rapport air-carburant 25 et 26 ne peuvent pas effectuer la détection avec précision, sauf si l'on augmente leur température jusqu'à une température spécifiée (température d'activation) et par conséquent sont chauffés par l'énergie électrique délivrée via l'ECU 18 de telle façon que la température d'activation soit atteinte dans

une période de temps courte.

Dans l'ECU 18 sont prévues une CPU pour les calculs, une RAM qui mémorise les diverses informations telles que les résultats des calculs, une RAM de sauvegarde qui, étant alimentée en énergie par une batterie, conserve les informations mémorisées et une ROM qui mémorise les programmes de commande respectifs et similaires. L'ECU 18 commande le fonctionnement du moteur 1 sur la base du rapport air-carburant et calcule la quantité de stockage d'oxygène du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. Par ailleurs, l'ECU 18 effectue un calcul de la quantité d'injection de carburant injectée par l'injecteur 19 et détermine le degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 sur la base d'un enregistrement de la quantité de stockage d'oxygène. En résumé, l'ECU 18 commande le fonctionnement du moteur 1 sur la base du rapport air-carburant détecté, de la quantité de stockage d'oxygène calculée et

similaires.

On décrira une commande par rétroaction du rapport air-carburant basée sur une quantité de stockage d'oxygène estimée par le système de commande du rapport air-carburant mentionné ci-dessus selon l'enregistrement d'une quantité d'adsorption/séparation d'oxygène conformément à ce mode de réalisation. En particulier, le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est divisé en sections multiples dans le sens de l'écoulement des gaz d'échappement et l'on estime la quantité de stockage d'oxygène dans une section spécifiée (ou dans toutes les il sections) sur la base du comportement des gaz d'échappement en amont et en aval des sections respectives. En conséquence, puisque le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est divisé en sections multiples, on peut déterminer avec précision une quantité de stockage d'oxygène 02. On peut donc réaliser une commande appropriée du rapport air-carburant, améliorant ainsi une

efficacité de la purification des gaz d'échappement.

La figure 2 illustre un procédé pour calculer une quantité de stockage d'oxygène 02i qui est une quantité d'oxygène adsorbée dans une section spécifiée i comprise dans le nombre n de sections de division du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. La figure 2 illustre de façon simplifiée un convertisseur catalytique disposé dans un catalyseur de purification d'émission

d'échappement 19.

Dans ce mode de réalisation, on estime la quantité de stockage d'oxygène O2i dans la section spécifiée i selon un rapport air-carburant d'échappement A/F qui est un rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19, un volume d'admission d'air Ga et une température (température du lit *du catalyseur) Temp du

catalyseur de purification d'émission d'échappement 19.

Bien que dans ce mode de réalisation on détecte le rapport

air-carburant d'échappement A/F par le capteur air-

carburant amont 25, on peut estimer le rapport air-

carburant d'échappement conformément aux modèles de comportement de l'air et du carburant. Le volume d'admission d'air Ga est détecté par le débitmètre d'air 13. De plus, on estime la température Temp du lit du catalyseur conformément au volume d'admission d'air Ga, à la vitesse du véhicule et à la chaleur de réaction du catalyseur de purification d'émission d'échappement. On peut déterminer la température du lit du catalyseur Temp dans les sections respectives (température du lit du catalyseur Tempi pour la section spécifiée) par exemple par des capteurs de température prévus directement dans les sections respectives du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 ou bien on peut la déterminer sur la base d'une sortie d'un capteur de température 21 prévu dans le catalyseur de purification d'émission

d'échappement 19.

Le symbole O2in(i) représente une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement qui s'écoulent dans la section spécifiée i et O20ut(i) représente une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement qui s'écoulent hors de la section spécifiée i vers un côté aval. Par ailleurs, on détermine O2ADi, qui représente une quantité de variation de la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i (à laquelle on se réfère ci-après sous le terme quantité d'adsorption/séparation d'oxygène) en fonction d'un volume d'admission d'air 02in(i), d'un taux de diffusion des gaz sur la surface du catalyseur, d'un taux de réaction d'adsorption/séparation d'oxygène, d'un écart, etc. L'écart est déterminé en fonction d'une quantité maximum d'oxygène adsorbable OSCi dans la section spécifiée i et une quantité de stockage d'oxygène présente 02i dans la section spécifiée i, etc. La température de diffusion des gaz est déterminée en fonction de la température du lit du

catalyseur Tempi comme mentionné ci-dessus.

En utilisant la quantité d'adsorption/séparation d'oxygène O2ADi déterminée dans la' section spécifiée i, on

établit l'équation suivante.

O20ut(i)=O2in(i)-O2ADi Il est également possible d'estimer la quantitê de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i en intégrant la quantité d'adsorption/séparation d'oxygène O2ADi. En outre, la quantité d'oxygène O20ut(i) darfs les gaz d'échappement s'écoulant hors de la section spécifiée i est égale à une quantité d'oxygène 02in(i+l) dans les gaz d'échappement s'écoulant dans la section suivante située du

côté aval de la section spécifiée i.

ut(i)=O2in(i+l) Puisque l'on peut calculer une quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement s'écoulant dans une section la plus en amont (i=l) sur la base du rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 A/F, il est possible de calculer la quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement s'écoulant dans les sections situées du côté aval des sections respectives en calculant en séquence la quantité d'oxygène dans les gaz d'échappement s'écoulant

hors des sections respectives.

On peut estimer la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i pour toutes les sections ou seulement pour la section spécifiée i. De plus, on peut déterminer une quantité entière de stockage d'oxygène 02 ou une quantité entière d'adsorption/séparation d'oxygène 02AD du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 en additionnant les quantités de stockage d'oxygène ou les quantités d'adsorption/séparation d'oxygène dans toutes les sections. Conformément à ceci, une valeur positive de la quantité d'adsorption/séparation 02AD indique un état dans lequel l'oxygène est en cours d'adsorption dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19, augmentant ainsi la quantité de stockage d'oxygène 02 augmente. Par ailleurs, une valeur négative indique un état dans lequel l'oxygène est séparé du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19, réduisant ainsi

la quantité de stockage d'oxygène 02.

La valeur de la quantité de stockage d'oxygène 02 (ou la quantité de stockage d'oxygène 02i dans les sections spécifiées respectives) varie entre O et la quantité d'oxygène adsorbable maximum OSC (ou OSCi). Lorsque la quantité de stockage d'oxygène 02 est de 0, le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 n'adsorbe pas d'oxygène. Par ailleurs, lorsque la quantité de stockage d'oxygène 02 est égale à la quantité d'oxygène adsorbable maximum OSC, le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 a déjà adsorbé l'oxygène jusqu'à la limite. La quantité d'oxygène adsorbable maximum OSC n'est pas constante et peut varier selon les conditions du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 (température, détérioration, etc.). Par conséquent, la quantité d'oxygène adsorbable maximum OSC est mise à jour

sur la base des résultats de la détection du capteur air-

carburant aval 26.

Dans ce mode de réalisation, on calcule la quantité de stockage d'oxygène 02 (02i) sur la base d'une quantité de base de stockage d'oxygène 02 à un moment spécifié dans le temps comme référence (par exemple au moment o on met l'allumage en marche). La valeur de la quantité de stockage d'oxygène de base 02 est établie à 0 et la valeur de la quantité de stockage d'oxygène 02 varie dans une plage couvrant à la fois les côtés négatif et positif par rapport à celle-ci. Dans un tel cas, on peut déterminer une valeur limite supérieure et une valeur limite inférieure pour la quantité de stockage d'oxygène 02 selon une condition du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 à un certain instant et on peut prendre une différence entre ces valeurs comme équivalant à la quantité d'oxygène adsorbable

maximum OSC précédemment mentionnée.

Conformément à ce mode de réalisation, le capteur air-

carburant amont 25, l'ECU 18 et similaires peuvent estimer la quantité de stockage d'oxygène 02 (02i) sur la base.d'un enregistrement de la quantité d'adsorption/séparation d'oxygène O2AD (O2ADi) et l'ECU 18, le débitmètre d'air 13,

l'injecteur 5 et similaires commandent le rapport air-

carburant.

La figure 3 est un organigramme de la commande dans ce mode de réalisation. On commande le rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée i déterminée de la manière suivante. On détermine d'abord si une quantité de stockage d'oxygène estimée 02i est supérieure ou non à une valeur cible à

l'étape S100.

Lorsque la quantité de stockage d'oxygène 02i est déterminée comme étant supérieure à la valeur cible à l'étape S100, le rapport air-carburant est commandé pour être riche à l'étape S110 afin de réduire la quantité de stockage d'oxygène O2i dans la section spécifiée i du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. Il résulte de la commande du rapport air-carburant pour qu'il soit riche que le rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement s'écoulant dans la section spécifiée i devient également riche et que l'oxygène adsorbé dans la section spécifiée i est séparé, ce qui a pour effet d'améliorer la purification des gaz d'échappement riches.

En variante, lorsque la quantité de stockage d'oxygène O2i est déterminée pour être égale ou inférieure à la valeur cible à l'étape S100, on commande le rapport air-carburant pour qu'il soit pauvre à l'étape S120 afin d'augmenter la quantité de stockage d'oxygène O2i dans la section spécifiée i. Comme résultat de la commande du rapport air-carburant pour qu'il soit pauvre, le rapport air-carburant d'échappement des gaz s'écoulant dans la section spécifiée i devient également pauvre et l'oxygène en excès dans les

gaz d'échappement est adsorbé dans la section spécifiée i.

On décrira une commande destinée à sélectionner une section devant être utilisée comme référence pour la commande air-carburant à partir de sections divisées multiples conformément à ce mode de réalisation. Dans un cas o la section spécifiée i devant être utilisée comme référence pour la commande air-carburant est prédéfinie, on effectue la commande décrite précédemment. En variante, dans un cas o la section spécifiée i devant être utilisée comme référence pour la commande air-carburant change conformément à un état de fonctionnement du moteur 1, on effectue la commande suivante. En changeant la section spécifiée i conformément à l'état de fonctionnement du moteur 1, on peut exécuter la commande aircarburant avec

précision. La description suivante est basée sur la

supposition que le nombre de sections divisées dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 (en d'autres termes, une longueur unitaire des sections

respectives L) reste inchangé.

Dans cette commande, on détermine une position de la section spécifiée i devant être utilisée comme référence pour la commande air-carburant basée sur la quantité de stockage d'oxygène 02i sur la base du volume d'admission d'air Ga, de la température du lit du catalyseur Temp, du rapport air-carburant d'échappement A/F et du degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. Pour commencer, on prévoit un axe X parallèle au sens d'écoulement des gaz d'échappement au niveau du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. De même, on détermine auparavant l'origine de cet axe X (une position de référence pour déterminer la section spécifiée i) et on définit un sens vers l'avant de l'axe X comme étant le même que le sens d'écoulement des gaz d'échappement se prolongeant à partir d'un côté aval vers un côté amont de celui-ci. Par exemple, cette position de référence est établie au centre du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 dans le sens d'écoulement mentionné ci-dessus. La figur.e 4 représente un organigramme pour.la détermination de la

section spécifiée i.

D'abord, à l'étape S200, on détermine une quantité de correction du volume d'admission d'air a sur la base du volume d'admission d'air Ga détecté par le débitmètre d'air 13. La figure 5A représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction du volume d'admission d'air a. Comme représenté sur la figure 5A, une valeur de la quantité de correction du volume d'admission d'air a est négative lorsque le volume d'admission d'air Ga est petit, elle est positive lorsque le volume d'admission d'air Ga est grand et elle augmente à mesure que le volume

d'admission d'air Ga augmente.

A l'étape S210, on détermine une quantité de correction de la température f sur la base de la température du lit du catalyseur Temp (une température globale du lit du catalyseur ou une température du lit du catalyseur. au niveau d'une section spécifiée du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19). La figure 5B représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction de la température p. Comme représenté sur la figure 5B, une valeur de la quantité de correction de la température P est négative lorsque la température du lit du catalyseur Temp est élevée, elle est positive lorsque la température du lit du catalyseur Temp est basse et elle diminue à mesure que la température du lit du catalyseur

Temp diminue.

A l'étape S220, on détermine une quantité de correction du rapport aircarburant y sur la base du rapport aïr-carburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport air-carburant amont 25. La figure 5C représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction du rapport air-carburant y. Comme représenté sur la figure 5C,

une valeur de la quantité de correction du rapport air-

carburant y est négative lorsque la valeur absolue de l'écart (degré d'écart) iAA/FI du rapport air-carburant

d'échappement détecté A/F par rapport à un rapport air-

carburant stoechiométrique est petite, elle est- positive lorsque le degré d'écart IAA/FI est grand et elle augmente

à mesure que le degré d'écart IAA/FI augmente.

A l'étape S230, on détermine une quantité de correction du degré de détérioration 8 sur la base du degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. On détermine le degré de détérioration du catalyseur 19 conformément à une sortie du capteur de rapport air-carburant amont 25, une quantité de stockage d'oxygène 02 (02i), une quantité d'adsorption/séparation d'oxygène O2AD (O2ADi), une sortie du capteur de rapport air-carburant aval 26 et similaires. La figure 5D représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction du degré de détérioration 8. Comme représenté sur la figure 5D, une valeur de la quantité de correction du degré de détérioration 5 est négative lorsque le degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est petit, elle est positive lorsque le degré de détérioration est grand et elle augmente à mesure

que le degré de détérioration augmente.

A l'étape S240, on détermine une coordonnée X de la section spécifiée i qui doit être utilisée comme référence pour la commande du rapport aircarburant en substituant les valeurs des quantités de correction obtenues a à ô dans

la formule suivante.

X=a+P3+Y+ô On détermine la section spécifiée i destinée à calculer la quantité de stockage d'oxygène 02i devant être utilisée pour la commande du rapport air-carburant par la coordonnée X ainsi obtenue. Par exemple, lorsque la coordonnée X obtenue est égale ou supérieure à -0,5 mais inférieure à 0,5, on peut sélectionner une section au niveau de la coordonnée X 0 comme section spécifiée i. En variante, lorsque la coordonnée X est égale ou supérieure à 0,5 mais inférieure à 1,5, on peut sélectionner la coordonnée X 1 (une section décalée de 1 vers le côté amont à partir de la section au niveau de la coordonnée X 0) en

tant que section spécifiée i.

A mesure que chaque valeur des quantités de correction a à 8 devient plus grande, on établit la section spécifiée dans une position davantage en amont. Par ailleurs, à mesure que chaque valeur des quantités de correction devient plus petite, on établit la section spécifiée dans une position davantage en aval. Par conséquent, dans un cas o le phénomène de " fuite des gaz " se produit facilement, la section spécifiée i pour calculer la quantité de stockage d'oxygène 02i devant être utilisée pour la commande du rapport air-carburant est établie du côté amont. Au contraire, dans un cas o le phénomène de " fuite des gaz " se produit à peine, on établit la section spécifiée i du côté aval. Le phénomène de " fuite des gaz " est un phénomène dans lequel, même 'lorsque le catalyseur d'échappement 19 a encore la capacité d'adsorber l'oxygène, celui-ci s'écoule vers le côté aval ou même lorsque le catalyseur d'échappement 19 peut séparer l'oxygène pour oxyder les HC, le CO et similaires, de tels éléments

s'écoulent vers le côté aval sans être oxydés.

Dans un tel cas o le phénomène de " fuite des gaz "

se produit facilement, en commandant le rapport air-

carburant sur la base d'une partie amont du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19, c'est-à-dire en établissant la section spécifiée i du côté amont, on peut obtenir une rétroaction précoce et éviter ainsi l'occurrence du phénomène de " fuite des gaz ". En variante, dans un cas o le phénomène de " fuite des gaz " se produit rarement, en commandant le rapport air-carburant sur la base d'une partie en 'aval du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19, c'est-à-dire en établissant la section spécifiée i du côté aval, on peut

obtenir une meilleur commande.

Lorsque le volume d'admission d'air Ga est grand, un volume supérieur des gaz d'échappement s'écoule dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 en une bouffée et par conséquent le phénomène de " fuite des gaz " survient facilement. Lorsque.la température du lit du catalyseur Temp est basse, le phénomène de " fuite des gaz " survient facilement parce qu'une réaction suffisante dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est gênée. A mesure que le degré d'écart IAA/FI des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de purification

d'émission d'échappement 19 par rapport au rapport air-

carburant stoechiométrique augmente, une oxydation ou réduction supérieure se produit. Toutefois, le phénomène de " fuite des gaz " survient plus facilement car les éléments s'écoulent facilement vers l'aval avant que l'oxydation ou la réduction soit suffisamment achevée. A mesure que le degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 augmente, c'est-à-dire que le catalyseur est davantage détérioré, le phénomène de " fuite des gaz " survient plus facilement car l'oxydation ou la

désoxydation ne peut pas être suffisamment achevée.

Dans l'exemple ci-dessus, une longueur unitaire L des sections respectives du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 (voir par exemple la figure 2) est inchangée. Toutefois, cette longueur unitaire L peut être modifiée conformément à l'état de fonctionnement du moteur 1. En changeant la longueur unitaire L conformément à l'état de fonctionnement du moteur 1 comme mentionné, on peut détecter plus précisément l'état d'adsorption d'oxygène du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 et effectuer plus précisément la commande du rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène 02i. Dans un tel cas, on détermine

d'abord la longueur unitaire L par une commande décrite ci-

dessus et on détermine la section spécifiée i par la commande précédemment mentionnée pour commander le rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage

d'oxygène dans la section spécifiée i 02i-.

Dans cette commande, ainsi que dans la commande précédemment mentionnée pour déterminer la position de la section spécifiée i, on détermine la longueur unitaire L, qui est la longueur unitaire des sections respectives du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19, selon le volume d'admission d'air Ga, la température du lit du catalyseur Temp, le rapport air-carburant d'échappement A/F et le degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. La figure 6 représente un organigramme de la détermination de la longueur unitaire L. D'abord, à l'étape S300, on détermine une quantité de correction du volume d'admission d'air a' sur la base du volume d'admission d'air Ga détecté par le débitmètre d'air 13. La figure 7A représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction du volume d'admission d'air a'. Comme représenté sur la figure 7A, une valeur de la quantité de correction du volume d'admission d'air a' est supérieure à 1 lorsque le volume d'admission d'air Ga est petit, elle est inférieure à 1 mais supérieure à 0 lorsque le volume d'admission d'air Ga est grand et elle diminue à mesure que le volume d'admission d'air Ga augmente. A l'étape S310, on détermine une quantité de correction de la température Y' sur la base de la température du lit du catalyseur Temp (une température globale du lit du catalyseur ou une température au niveau d'une section spécifiée du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19). La figure 7B représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction de la température P'. Comme représenté sur la figure 7B, une valeur de la quantité de correction de la température À' est supérieure à 1 lorsque la température du lit du catalyseur Temp est grande, elle est inférieure à 1 mais supérieure à 0 lorsque la température du lit du catalyseur Temp est basse et elle augmente à mesure que la température du lit du catalyseur Temp augmente. A l'étape S320, on détermine une quantité de correction du rapport air- carburant Y' sur la base du rapport air-carburant d'échappement A/F détecté par le capteur de rapport air-carburant amont 25. La figure 7C représente une carte utilisée pour déterminer la quantité de correction du rapport air-carburant y'. Comme représenté sur la figure 7C, une valeur de la quantité de correction du rapport air-carburant y' est supérieure à 1 lorsque la valeur absolue de l'écart (degré d'écart) IAA/FI du rapport air-carburant d'échappement détecté A/F par rapport au rapport air-carburant stoechiométrique est petite, elle est inférieure à 1 mais supérieure à 0 lorsque le degré d'écart IAA/FI est grand et elle diminue à mesure que le degré

d'écart IAA/FI augmente.

De plus, à l'étape S330, on détermine une quantité de correction du degré de détérioration 6' sur la base du degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. On détermine le degré de détérioration du

catalyseur 19 selon la sortie du capteur de rapport air-

carburant amont 25, la quantité de stockage d'oxygène 02 (È2i), la quantité d'adsorption/séparation d'oxygène O2AD (O2ADi), la sortie du capteur de rapport air-carburant aval 26 et similaires. La figure 7D représente une carte utilisée pour la détermination de la quantité de correction du degré de détérioration 8'. Comme représenté sur la figure 7D, une valeur de la quantité de correction du degré de détérioration 6' est supérieure à 1 lorsque le degré de détérioration du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est petit, elle est inférieure à 1 mais supérieure à 0 lorsque le degré de détérioration est grand et elle diminue à mesure que le degré de détérioration augmente. A l'étape S340, on peut déterminer la longueur unitaire L des sections respectives du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 en substituant les valeurs des quantités de correction ainsi obtenues c' à 5'

dans la formule suivante.

L=LB x à' x À' x Y' x 8' LB est une longueur de référence. Ainsi, lorsque toutes les valeurs des quantités de correction a' à 6' sont

de 1, la longueur unitaire L est égale à LB.

Les quantités de correction mentionnées ci-dessus x' à 8' sont établies afin d'améliorer la possibilité de commande

et la précision de commande de la commande du rapport air-

carburant. Le pompage peut survenir lorsque la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i est trop grande. Dans un tel cas, on change les quantités de correction (' à 8' de façon à réduire la longueur unitaire L ainsi que le changement de fa quantité de stockage d'oxygène 02i par section spécifiée i, empêchant ainsi le changement trop important de la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i de devenir trop grand. Par ailleurs, la réponse de la commande du rapport air-carburant peut se détériorer lorsque le changement de la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée i est trop petit. Dans un tel cas, on change les quantités de correction a' à 8' de façon à augmenter la longueur unitaire L, empêchant ainsi le changement trop faible de la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i. Lorsque le volume d'admission d'air Ga est grand, le changement de la quantité de stockage d'oxygène O2i dans la section spécifiée i tend facilement à devenir grand et lorsque le volume d'admission d'air Ga est petit, il tend facilement à devenir petit. Lorsque la température du lit du catalyseur Temp est basse, le changement de la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i tend facilement à devenir grand car une réaction suffisante dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est gênée. Lorsque le degré d'écart IAA/FI des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de purification

d'émission d'échappement 19 par rapport au rapport air-

carburant stoechiométrique est plus. grand, une oxydation ou réduction supérieure a lieu et par conséquent, le changement de la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la section spécifiée i tend facilement à devenir grand. A mesure que le degré de détérioration du catalyseur de

purification d'émission d'échappement 19 augmente, c'est-à-

dire lorsque le catalyseur est davantage détérioré, le changement de la quantité de stockage d'oxygène 02i dans la

section spécifiée i tend à devenir grand plus facilement.

Dans l'exemple mentionné ci-dessus, on prévoit une section spécifiée seulement. Toutefois, on peut prévoir une pluralité de sections spécifiées devant être utilisées comme référence pour la commande air- carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène. En prévoyant une pluralité de sections spécifiées, on peut détecter l'état d'adsorption d'oxygène dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 avec plus de précision et de ce fait on peut effectuer avec plus de précision la commande du rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène. De plus, en prévoyant une pluralité de sections spécifiées, on peut optimiser la répartition de l'état d'adsorption de l'oxygène dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 et de ce fait on peut conduire la commande du rapport air-carburant, qui permet une nouvelle amélioration de l'efficacité de

purification de l'échappement.

La figure 8 illustre un deuxième exemple d&ns lequel trois sections spécifiées sont prévues. La détermination de la longueur unitaire de la section spécifiée, la détermination (sélection) de la position de la section spécifiée et similaires dans cet exemple, sont les mêmes que dans la commande précédemment mentionnée, basée sur une section spécifiée et par conséquent on ne les décrira pas en détail. La figure 9 représente un organigramme d'un exemple de cette commande. Comme illustré de façon simplifiée sur la figure 10, cette commande fait converger les quantités de stockage d'oxygène dans les trois sections spécifiées vers une valeur cible en séquence depuis le côté

aval vers le côté amont.

A titre d'illustration, on décrira un exemple ci-

après. Dans un cas o les quantités de stockage d'oxygène respectives dans les trois sections spécifiées (section spécifiée amont, section spécifiée centrale, section spécifiée aval) sont telles que représentées sur la figure (A), le rapport air-carburant est commandé afin d'être légèrement pauvre, d'o il résulte que la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée aval satisfait une valeur cible. Dans cet état, l'adsorption d'oxygène tend à avoir lieu plus facilement dans le côté amont et en conséquence la quantité de stockage d'oxygène dans le côté amont devient relativement grande. Par conséquent, on commande le rapport air-carburant pour qu'il soit à son tour légèrement riche. Il en résulte que la séparation d'oxygène tend également à avoir lieu plus facilement du côté amont et en conséquence la quantité de stockage d'oxygène du côté amont diminue. Ainsi, la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée centrale est commandée afin de satisfaire la valeur cible, comme représenté sur la figure 10C. A ce moment, puisque la quantité de stockage d'oxygène du côté amont diminue, le rapport air-carburant est commandé afin d'être légèrement pauvre, d'o il résulte que la quantité de' stockage d'oxygène dans la section spécifiée amont satisfait la

valeur cible.

Ainsi, on peut satisfaire la valeur cible dans toutes les trois sections spécifiées du catalyseur de purification d'émission d'échappement. De plus, dans cet exemple, les trois sections spécifiées sont prévues en tant que sections spécifiées amont, centrale et aval. Par conséquent, il est possible d'obtenir un état idéal dans lequel la répartition des quantités de stockage d'oxygène dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est sensiblement uniforme en satisfaisant la valeur cible dans toutes les

trois sections spécifiées.

Comme représenté sur la figure 11A et sur la figure llB, cette commande utilise un changement de la répartition des gaz d'échappement à l'intérieur du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 conformément au volume d'admission d'air Ga et similaires. Lorsque le volume d'admission d'air Ga est petit et que par conséquent un débit des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de purification d'émission d'échappement 19 est faible comme représenté sur la figure 11A, l'adsorption/séparation d'oxygène a lieu surtout du côté amont du catalyseur de purification d'émission d'échappement 19. En variante, lorsque le volume d'admission d'air Ga est grand et que par conséquent le débit des gaz d'échappement est élevé comme représenté sur la figure llB, l'adsorption/séparation d'oxygène a également lieu du côté aval du catalyseur de purification

d'émission d'échappement 19.

Conformément à la figure 9, on fera référence à la section spécifiée amont, à la section spécifiée centrale et à la section spécifiée aval en tant que " première section ", " deuxième section " et " troisième section " pour la commodité. Sur la figure 9, afin de faire'converger la quantité de stockage d'oxygène vers une valeur cible à partir de la troisième section spécifiée, on détermine d'abord si un écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section par rapport à la valeur cible est

supérieur ou non à une valeur prédéterminée à l'étape S400.

Lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieur à la valeur prédéterminée et qu'en conséquence la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée n'a pas convergé vers la valeur cible, on effectue la commande du rapport air-carburant de sorte que l'écart devienne égal ou

inférieur à la valeur prédéterminée à l'étape S410.

En variante, lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée par rapport à la valeur cible est égal ou inférieur à la valeur prédéterminée et qu'en conséquence, la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée a déjà convergé vers la valeur cible, on détermine si la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieure ou non à la valeur. prédéterminée à l'étape S420. Lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieur à la valeur prédéterminée et qu'en conséquence la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée n'a pas convergé vers la valeur cible, on effectue la commande du rapport air-carburant de façon que l'écart devienne égal ou

inférieur à la valeur prédéterminée à l'étape S430.

De façon similaire, lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée par rapport à la valeur cible est égal ou inférieur à la valeur prédéterminée et qu'en conséquence la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée a déjà convergé vers la valeur cible, on détermine si la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieure ou non à la valeur prédéterminée à l'étape S440. Lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieur à la valeur prédéterminée et qu'en conséquence la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée n'a pas convergé vers la valeur cible, on effectue la commande du rapport aircarburant de façon que l'écart devienne égal ou

inférieur à la valeur prédéterminée'à l'étape S450.

Lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée par rapport à la valeur cible est égal ou inférieur à la valeur prédéterminée, on détermine que les valeurs cibles pour les quantités de stockage d'oxygène ont convergé vers la valeur cible dans toutes les première, deuxième et troisième sections spécifiées et la commande dans l'organigramme de la figure 9 est achevée. En répétant la commande dans l'organigramme de la figure 9, les quantités de stockage d'oxygène dans toutes les première, deuxième et troisième sections convergent finalement vers la valeur cible et on détermine que l'écart est égal ou inférieur à la valeur

prédéterminée à l'étape S440.

Dans la commande mentionnée ci-dessus de l'organigramme de la figure 9, les quantités de stockage d'oxygène ont convergé vers la valeur cible à partir d'une section spécifiée du côté aval. Dans une commande que l'on décrira ci-après, les quantités de stockage d'oxygène ont convergé vers la valeur cible à partir d'une section spécifiée du côté amont. La figure 12 est un organigramme pour cette commande et la figure 13 correspond à la figure 10.

A titre d'illustration, on décrira un exèmple ci-

après. Dans un cas o les quantités de stockage d'oxygène respectives dans les trois sections spécifiées (section spécifiée amont, section spécifiée centrale, section spécifiée aval) sont telles que représentées sur la figure 13A, on commande le rapport air-carburant pour qu'il soit légèrement pauvre et la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée amont satisfait une valeur cible comme représenté sur la figure 13B. Dans cet état, l'adsorption d'oxygène tend à avoir lieu plus facilement du côté amont et en conséquence la quantité de stockage d'oxygène du côté amont devient relativement grande. Par conséquent, on commande le rapport air-carburant pour qu'il soit légèrement pauvre dans une condition o le volume d'admission d'air Ga est grand. Il en résulte que l'adsorption d'oxygène a également lieu du côté aval du fait d'un grand volume d'admission d'air Ga, qui augmente la quantité de stockage d'oxygène du côté aval. A ce moment, du côté amont, un phénomène similaire au phénomène de fuite des gaz survient. C'est-à-dire que l'oxygène s'écoule vers le côté aval sans être adsorbé. Par conséquent, la quantité de stockage d'oxygène demeure .o,

presque inchangée.

D'une telle manière, on peut satisfaire la valeur cible dans toutes les trois sections spécifiées du catalyseur de purification d'émission d'échappement comme représenté sur la figure 13C et sur la figure 13D. Deplus, dans cet exemple, les trois sections spécifiées sont prévues en tant que sections spécifiées amont, centrale et aval. Par conséquent, il est possible d'obtenir un état idéal dans lequel la répartition des quantités de stockage d'oxygène dans le catalyseur de. purification d'émission d'échappement 19 est sensiblement uniforme en satisfaisant

la valeur cible dans toutes les trois sections spécifiées.

Sur la figure 12, on fera référence à la section spécifiée amont, à la section spécifiée centrale et à la section spécifiée aval sous les termes " première section ", " deuxième section " et " troisième section " pour la commodité. Dans cet exemple, afin de faire converger la quantité de stockage d'oxygène vers une valeur cible à partir de la première section spécifiée, on détermine d'abord si l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la première section par rapport à la valeur cible est supérieur ou non à une valeur prédéterminée à l'étape S500. Lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieur à la valeur prédéterminée et que la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée n'a pas convergé vers la valeur cible, on effectue la commande du rapport air-carburant de telle façon que l'écart devienne

égal ou inférieur à la valeur prédéterminée à l'étape S510.

En variante, lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée par rapport à la valeur cible est égal ou inférieur à la valeur prédéterminée et qu'en conséquence la quantité de stockage d'oxygène dans la première section spécifiée a déjà convergé vers la valeur cible, on détermine si la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieure ou non à la valeur prédéterminée à l'étape S520. Lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieur à la valeur prédéterminée et que la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée n'a pas convergé vers la

valeur cible, on effectue la commande du rapport air-

carburant de façon que l'écart devienne égal ou inférieur à

la valeur prédéterminée à l'étape S530.

De façon similaire, lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la' deuxième section spécifiée par rapport à la valeur cible est égal ou inférieur à la valeur prédéterminée et que la quantité de stockage d'oxygène dans la deuxième section spécifiée a déjà convergé vers la valeur cible, on détermine si la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieure ou non à la valeur prédéterminée à l'étape S540. Ensuite, lorsqu'on a déterminé que l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée par rapport à la valeur cible est supérieur à la valeur prédéterminée et que la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée n'a pas convergé vers la

valeur cible, on effectue la commande du rapport air-

carburant de façon que l'écart devienne égal ou inférieur à

la valeur prédéterminée à l'étape S550.

Dans un cas o l'écart de la quantité de stockage d'oxygène dans la troisième section spécifiée par rapport à la valeur cible est déterminé comme étant supérieur à la valeur prédéterminée, on détermine que la valeur cible pour les quantités de stockage d'oxygène a été satisfaite dans toutes les première, deuxième et troisième sections spécifiées et la commande de l;organigramme de la figure 12 est achevée. En répétant la commande dans l'organigramme de la figure 9, les quantités de stockage d'oxygène dans toutes les première, deuxième -et troisième sections convergent finalement vers la valeur cible et l'écart est déterminé comme étant égal ou inférieur à la valeur

prédéterminée à l'étape S540.

Il convient de noter que l'invention ne doit pas être limitée aux modes de réalisation en exemple précédemment mentionnés. Par exemple, on peut fournir la valeur cible de la quantité de stockage d'oxygène 02 (02i) comme une valeur

fixe ou variable.

Conformément aux modes de réalisation de l'invention précédemment mentionnés, on peut considérer un catalyseur de purification d'émission d'échappement comme étant divisé en multiples sections, on peut estimer une quantité de stockage d'oxygène pour une section spécifiée parmi les multiples sections et on peut effectuer une commande du rapport aircarburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée. Par conséquent, on peut utiliser efficacement la capacité d'adsorption d'oxygène du catalyseur de purification d'émission d'échappement et la condition du catalyseur de purification d'émission d'échappement est reflétée plus précisément sur la commande du rapport air-carburant, ce qui améliore l'efficacité de purification des gaz d'échappement. De plus, la condition du catalyseur d'échappement peut être reflétée.encore plus précisément sur la commande du rapport air- carburant en changeant la longueur unitaire ou la position des sections spécifiées conformément à un état de fonctionnement d'un moteur à

combustion interne.

Dans le mode de réalisation illustré, le contrôleur (l'ECU 18) est mis en ouvre en tant qu'un ordinateur programmé à usage général. L'homme de l'art appréciera que le contrôleur puisse être mis en euvre en utilisant un seul circuit intégré à usage spécifique (par exemple, ASIC) comportant une section de processeur principale ou centrale pour une commande globale, au niveau du système et des sections séparées spécialisées pour effectuer divers calculs, fonctions et autres traitements spécifiques différents sous la commande de la section de processeur central. Le contrôleur peut être une pluralité de circuits électroniques intégrés ou autres spécialisés ou programmables ou dispositifs séparés (par exemple, des circuits électroniques ou logiques câblés tels que circuits à éléments discrets ou dispositifs logiques programmables tels que PLD, PLA (réseau logique programmable), PAL (puce programmable par fusible) ou similaires). On peut mettre en ouvre le contrôleur en utilisant un ordinateur à usage général programmé adéquat, par exemple un microprocesseur, un microcontrôleur ou un autre dispositif de processeur (CPU ou MPU), soit seul soit conjointement avec un ou plusieurs dispositifs de traitement des données et des signaux périphériques (par exemple circuit intégré). En général, on peut utiliser comme contrôleur tout dispositif ou ensemble de dispositifs sur une machine à état fini capable de mettre en euvre les procédures décrites ici. On peut utiliser une architecture de traitement répartie pour des capacité et vitesse de traitement des données/signaux maximum. Bien que l'on ait décrit l'invention en se référant aux modes de réalisation préférés de celle-ci, il convient de comprendre que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ou constructions préférés. Au contraire, l'invention est destinée à couvrir diverses modifications et dispositions équivalentes. De plus, bien que les divers éléments des modes de réalisation préférés soient représentés dans diverses combinaisons et configurations, qui sont en exemple, d'autres combinaisons et configurations, comprenant plus ou moins d'éléments ou même un seulement, sont également dans l'esprit et la portée de l'invention.

Claims (20)

Revendications

1. Système de commande du rapport air-carburant pour un moteur à combustion interne, le système estimant une quantité de stockage d'oxygène dans un catalyseur (19) prévu dans un passage d'échappement (7) du moteur et commandant un rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de commande (18) pour diviser un catalyseur prévu dans un passage d'échappement (7) d'un moteur à combustion interne en sections multiples dans un sens d'écoulement des gaz d'échappement, calculer un changement de la quantité de stockage d'oxygène dans une section spécifiée (i) parmi les sections multiples sur la base d'un rapport air- carburant des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur (19), estimer la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée (i) parmi les sections multiples sur la base d'un enregistrement du changement de la quantité de stockage d'oxygène et commander le rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage

d'oxygène estimée.

2. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18) calcule une quantité de stockage d'oxygène côté amont dans une section amont située en amont de la section spécifiée (i) sur la base du rapport air-carburant des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur (19), calcule en séquence une quantité d'oxygène s'écoulant dans les sections respectives situées en aval de la section amont sur la base de la quantité de stockage d'oxygène du côté amont, estime la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée sur la base de la quantité d'oxygène s'écoulant dans les sections respectives situées entre la

section amont et la section spécifiée (i).

3. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (18) change une position de la section spécifiée (i) conformément à un état de

fonctionnement du moteur à combustion interne (1).

4. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S200) change la position de la section spécifiée (i) vers une position plus en amont à

mesure que le volume d'admission d'air augmente.

5. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S210) change une position de la section spécifiée (i) vers une position plus en amont à mesure que la température du lit du catalyseur (19) diminue.

6. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de commande (18, S220) change la position de la section spécifiée (i) vers une position plus en amont à mesure que l'écart du rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement d'échappement s'écoulant dans le catalyseur (19) par rapport à un rapport air-carburant

stoechiométrique augmente.

7. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de commande (18, S230) change la position de la section spécifiée (i) vers une position plus en amont à mesure que le degré de détérioration du catalyseur (19) augmente.

8. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (18) change une longueur unitaire des sections spécifiées respectives (i) conformément à un

état de fonctionnement du moteur à combustion interne (1).

9. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S300) diminue la longueur unitaire des sections spécifiées respectives (i) à mesure

qu'un volume d'admission d'air augmente.

10. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S310) diminue la longueur unitaire des sections spécifiées respectives (i) à mesure

que la température du lit du catalyseur (19) diminue.

11. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S320) diminue la longueur unitaire des sections spécifiées respectives (i) à mesure qu'un écart du rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur de purification

d'émission d'échappement (19) par rapport à un rapport air-

carburant stoechiométrique augmente.

12. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de commande (18, S330) diminue la longueur unitaire des sections spécifiées respectives (i) à mesure

que le degré de détérioration du catalyseur (19) augmente.

13. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que: une pluralité des sections spécifiées sont désignées et le moyen de commande (18, S410, S430, S450) commande le rapport air-carburant de sorte que les quantités de stockage d'oxygène dans la pluralité des sections

spécifiées satisfassent les valeurs cibles respectives.

14. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 13, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S510, S530, S550) commande le rapport air-carburant de sorte que les quantités de stockage d'oxygène dans la pluralité des sections spécifiées satisfassent une valeur cible en séquence à

partir d'un côté aval vers un côté amont.

15. Système de commande du rapport air-carburant selon la revendication 13, caractérisé en ce que: le moyen de commande (18, S410, S430, S450) commande le rapport air-carburant de sorte que les quantités de stockage d'oxygène dans la pluralité des sections spécifiées satisfassent une valeur cible en séquence à

partir d'un côté amont vers un côté aval.

16. Procédé de commande du rapport air-carburant pour un moteur à combustion interne, le procédé estimant une quantité de stockage d'oxygène dans un catalyseur.(19) prévue dans un passage d'échappement (7) du moteur et commandant un rapport air-carburant sur la base de la quantité de stockage d'oxygène, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: diviser un catalyseur (19) prévu dans un passage d'échappement (7) du moteur à combustion interne en sections multiples dans un sens d'écoulement des gaz d'échappement, calculer un changement d'une quantité de stockage d'oxygène dans une section spécifiée (i) parmi les sections multiples sur la base d'un rapport air- carburant des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur (19), estimer la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée (i) sur la base d'un enregistrement du changement de la quantité de stockage d'oxygène, et commander le rapport air-carburant sur la base de la

quantité de stockage d'oxygène estimée.

17. Procédé de commande du rapport air-carburant selon la revendication 16, caractérisé en ce que: on calcule la quantité de stockage d'oxygène dans une section amont située en amont de la section spécifiée (i) sur la base du rapport air-carburant des gaz d'échappement s'écoulant dans le catalyseur (19) à l'étape de calcul, et on estime la quantité de stockage d'oxygène dans la section spécifiée (i) sur la base d'une quantité d'oxygène s'écoulant dans les sections respectives situées en aval de la section amont, la quantité d'oxygène étant calculée sur la base de la quantité de stockage d'oxygène à l'étape d'estimation.

18. Procédé de commande du rapport air-carburant selon la revendication 16, caractérisé en ce que: la position de la section spécifiée (i) change conformément à un état de fonctionnement du moteur à

combustion interne à l'étape de calcul.

19. Procédé de commande du rapport air-carburant selon la revendication 16, caractérisé en ce que: la longueur unitaire des sections respectives (i) change conformément à un état de fonctionnement du moteur à

combustion interne à l'étape de calcul.

20. Procédé de' commande du rapport air-carburant selon la revendication 16, caractérisé en ce que: on désigne une pluralité des sections spécifiées et on commande le rapport air-carburant de sorte que les quantités de stockage d'oxygène dans les sections spécifiées respectives satisfassent les valeurs cibles respectives.