FR2827633A1 - Procede et appareil de detection de deterioration de catalyseur - Google Patents

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Abstract

Un catalyseur côté amont et un catalyseur côté aval sont disposés dans un passage d'échappement. Un premier capteur d'oxygène est disposé entre ces deux catalyseurs et un deuxième capteur d'oxygène est disposé en aval du catalyseur côté aval. Le rapport air-carburant est oscillé de force et la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont est détectée. La détérioration du catalyseur côté amont est ensuite détectée sur la base du fait que cette capacité de stockage d'oxygène est supérieure ou non à une valeur prédéterminée. L'oscillation forcée du rapport air-carburant est réalisée seulement lorsque l'état de stockage d'oxygène du catalyseur côté aval est approprié.

Description

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PROCEDE ET APPAREIL DE DETECTION DE DETERIORATION DE
CATALYSEUR
L'invention se rapporte généralement à un appareil de détection de détérioration de catalyseur qui utilise un catalyseur possédant une capacité de stockage d'oxygène.
Plus spécifiquement, l'invention se rapporte à un appareil de détection de détérioration de catalyseur qui détecte la détérioration d'un catalyseur qui purifie les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.
Un catalyseur utilisé pour purifier les gaz d'échappement est disposé dans un passage d'échappement d'un moteur à combustion interne pour un véhicule. Ce catalyseur est capable de stocker une quantité d'oxygène appropriée. Lorsque les gaz d'échappement qui circulent dans le catalyseur contiennent des composants non brûlés tels que des hydrocarbures HC et des monoxydes de carbone CO et analogues, le catalyseur utilise cet oxygène stocké pour les oxyder. De même, lorsque les gaz d'échappement contiennent des oxydes tels que les monoxydes d'azote NOx et analogues, le catalyseur les réduit et stocke l'oxygène résultant.
Le catalyseur disposé dans le passage d'échappement d'un moteur à combustion interne pour un véhicule vise à purifier les gaz d'échappement comme décrit ci-dessus. En conséquence, la capacité de purification du catalyseur est grandement affectée par sa capacité de stockage d'oxygène.
En conséquence, l'état de détérioration de la capacité de purification du catalyseur est déterminé par la quantité maximale d'oxygène pouvant être stockée par le catalyseur, c'est-à-dire, par la capacité de stockage d'oxygène. Il s'ensuit qu'afin de déterminer l'état de détérioration du
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catalyseur, il est nécessaire de détecter avec précision la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur.
Dans la technique apparentée, un appareil est connu qui détecte avec précision la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur par oscillation du rapport aircarburant des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur (qu'on appellera par la suite"rapport aircarburant d'échappement") en va et vient entre riche et pauvre de façon à augmenter et diminuer la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur et par détection du rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement circulant vers l'extérieur du côté aval du catalyseur avec un capteur de rapport air-carburant. La détérioration du catalyseur à partir de la capacité de stockage d'oxygène détectée est ensuite déterminée (publications des demandes de brevets japonais en attente d'examen n 5-133264 et 5- 209510 et analogues). La publication de la demande de brevet japonais en attente d'examen n 5-133264, par exemple, décrit un appareil qui détecte la capacité de stockage d'oxygène d'un catalyseur disposé dans un passage d'échappement en refoulant les gaz d'échappement, avec la réaction air-carburant riche ou pauvre, vers le'moteur à combustion interne. Les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène contenant des composants non brûlés, tels que les HC et CO, sont délivrés au catalyseur alors que le rapport air-carburant est riche. Lorsque ce genre de gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent dans le catalyseur, le catalyseur évacue l'oxygène stocké dans ceux-ci dans le but de purifier les gaz d'échappement. En conséquence, lorsque les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent dans le catalyseur et que l'oxygène continue d'être évacué du catalyseur sur une période de temps prolongée, le catalyseur évacue en fin de
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compte la totalité de son oxygène d'une manière telle qu'il ne soit plus capable d'oxyder les HC et CO. On appellera par la suite cet état du catalyseur"état d'oxygène stocké minimal".
A l'inverse, les gaz d'échappement présentant un excès d'oxygène contenant des NOx circulent dans le catalyseur alors que le rapport air-carburant est pauvre. Lorsque ce genre de gaz d'échappement présentant une quantité excessive d'oxygène circulent dans le catalyseur, le catalyseur stocke l'oxygène en excès dans les gaz d'échappement dans le but de purifier les gaz d'échappement. En conséquence, lorsque les gaz d'échappement présentant une quantité excessive d'oxygène circulent dans le catalyseur et que l'oxygène continue d'être stocké dans le catalyseur sur une période de temps prolongée, le catalyseur devient en fin de compte plein d'oxygène d'une manière telle qu'il ne puisse plus réduire les NOx entrant et en conséquence il ne peut plus purifier les gaz d'échappement. On appellera par la suite cet état du catalyseur"état d'oxygène stocké maximal".
L'appareil conformément à la technique apparentée précédente commande le rapport air-carburant du'mélange délivré au moteur à combustion interne de façon à mettre de manière répétée le catalyseur dans l'état d'oxygène stocké minimal et dans l'état d'oxygène stocké maximal, alternant entre les deux états. La capacité de stockage d'oxygène du catalyseur est ainsi obtenue en intégrant la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur pendant le processus dans lequel le catalyseur passe de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal, ou en intégrant la quantité d'oxygène évacué du catalyseur pendant le processus dans lequel le catalyseur passe de l'état d'oxygène stocké maximal à l'état d'oxygène stocké minimal.
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L'appareil qui précède détermine si le catalyseur est normal ou s'il est détérioré sur la base du fait que la capacité de stockage d'oxygène obtenue de la manière précédente est supérieure à une valeur de détermination prédéterminée ou non.
Dans cet appareil, le rapport air-carburant du mélange est commuté de pauvre à riche après que le catalyseur ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal, et de riche à pauvre après que le catalyseur ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal. Pendant une certaine période de temps après que le catalyseur ait été commuté de pauvre à riche, les gaz d'échappement comportant une quantité excessive d'oxygène continuent de circuler dans le catalyseur, qui est à l'état d'oxygène stocké maximal. Il s'ensuit que des gaz d'échappement non purifiés comportant une quantité excessive d'oxygène circulent vers l'extérieur en aval du catalyseur pendant cette période. De manière similaire, pendant une certaine période de temps après que le catalyseur ait été commuté de riche à pauvre, les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent vers l'extérieur en aval du catalyseur, qui est à l'état d'oxygène stocké minimal.
Un procédé concevable pour empêcher que les gaz d'échappement non purifiés soient évacués dans l'atmosphère (c'est-à-dire, aggravant les émissions) est, par exemple, de disposer un catalyseur côté aval en aval du catalyseur.
Cette configuration empêche efficacement que les émissions d'échappement ne s'aggravent en traitant les gaz d'échappement non purifiés qui circulent vers l'extérieur depuis le catalyseur du côté amont avec le catalyseur côté aval.
Même lorsque le catalyseur côté aval est prévu, toutefois, si les gaz d'échappement contenant une quantité
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excessive d'oxygène circulaient vers l'extérieur depuis le catalyseur du côté amont lorsque le catalyseur côté aval a stocké pratiquement la totalité de l'oxygène qu'il peut stocker, ces gaz d'échappement passeraient directement à travers le catalyseur côté aval et seraient évacués tels quels dans l'atmosphère. De manière similaire, lorsque le catalyseur côté aval a évacué pratiquement la totalité de son oxygène, si les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulaient vers l'extérieur depuis le catalyseur du côté amont, ces gaz d'échappement seraient évacués tels quels dans l'atmosphère sans être purifiés même par le catalyseur côté aval.
De cette manière, en essayant de déterminer la détérioration d'un catalyseur en faisant osciller de force le rapport air-carburant en un va et vient entre riche et pauvre, il existe encore une possibilité que le rapport air-carburant soit perturbé dans le processus de détermination de la détérioration, aggravant de ce fait temporairement les émissions d'échappement, en prévoyant seulement un catalyseur côté aval encore en aval du catalyseur dont la détermination est exécutée.
L'invention propose ainsi un appareil de détection de détérioration de catalyseur pour un moteur à combustion interne, qui est capable de compléter une détermination de détérioration de catalyseur sans aggraver les émissions d'échappement. Afin d'atteindre ce qui précède, un appareil de détection de détérioration de catalyseur pour un moteur à combustion interne conformément à un premier aspect de l'invention est muni d'un catalyseur côté amont disposé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne, d'un catalyseur côté aval disposé en aval du catalyseur côté amont, d'un premier capteur d'oxygène qui détecte une concentration en oxygène des gaz d'échappement
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qui circulent vers l'extérieur depuis le catalyseur côté amont, d'un moyen de détection d'état d'oxygène stocké maximal destiné à détecter un état d'oxygène stocké maximal du catalyseur côté amont à partir duquel les gaz d'échappement comportant une quantité excessive d'oxygène circulent vers l'extérieur en aval, sur la base d'une valeur de détection du premier capteur d'oxygène, d'un moyen de détection d'état d'oxygène stocké minimal destiné à détecter un état d'oxygène stocké minimal du catalyseur côté amont à partir duquel les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent vers l'extérieur en aval, sur la base d'une valeur de détection du premier capteur d'oxygène, d'un moyen d'enrichissement forcé destiné à forcer un rapport air-carburant d'un mélange délivré au moteur à combustion interne à être riche après que le catalyseur côté amont ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal, d'un moyen d'appauvrissement forcé destiné à forcer le rapport aircarburant du mélange délivré au moteur à combustion interne à être pauvre après que le catalyseur côté amont ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal, d'un moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène destiné à détecter sélectivement en tant que capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont une quantité d'oxygène évacuée par le catalyseur côté amont pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont passe de l'état d'oxygène stocké maximal à l'état d'oxygène stocké minimal et une quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur côté amont pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont passe de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal, d'un moyen de
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détermination de détérioration destiné à déterminer un état de détérioration du catalyseur côté amont sur la base de la capacité de stockage d'oxygène, d'un moyen de détermination d'état approprié destiné à déterminer si le catalyseur côté aval est dans un état approprié pour aussi bien stocker autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée qu'évacuer autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée, et d'un moyen d'autorisation de démarrage de détermination destiné à autoriser une série de processus pour déterminer l'état de détérioration du catalyseur côté amont pour démarrer seulement lorsque le catalyseur côté aval est dans l'état approprié.
En variante, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur ci-dessus peut être muni d'un moyen de correction de forçage de rapport air-carburant destiné à corriger au moins l'un parmi un paramètre de commande du moyen d'enrichissement forcé et un paramètre de commande du moyen d'appauvrissement forcé d'une manière telle que le catalyseur aval atteigne l'état approprié lorsque le catalyseur côté aval n'est pas dans l'état approprié.
En variante, un appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à un autre aspect de l'invention est muni d'un contrôleur qui détecte une quantité d'oxygène stocké dans un catalyseur, commande la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur en commandant un rapport aircarburant d'échappement des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur, détecte la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur sur la base d'un historique de la quantité d'oxygène stocké détectée par la partie de détection de quantité d'oxygène stocké, tout en augmentant et en diminuant la quantité d'oxygène stocké avec la partie de commande de quantité d'oxygène stocké, et permet que la détection par la partie de détection de capacité de
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stockage d'oxygène démarre, dans lequel le contrôleur permet que la détection de la capacité de stockage d'oxygène démarre seulement lorsque la quantité d'oxygène stocké qui est détectée se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée.
En variante, dans l'appareil de détection de détérioration de catalyseur ci-dessus, le moyen d'autorisation de démarrage de détection permet que la détermination de la capacité de stockage d'oxygène démarre seulement lorsqu'une variation de quantité d'oxygène stocké qui est détectée par le moyen de détection de quantité d'oxygène stocké est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée.
Des appareils de détection de détérioration de catalyseur présentant ces configurations sont capables de détecter la détérioration d'un catalyseur sans aggraver les émissions d'échappement.
Ceux-ci et autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention deviendront apparents à partir de la description suivante des modes de réalisation exemplaires préférés en se référant aux dessins annexés, sur lesquels des références numériques identiques sont utilisées pour représenter des éléments identiques et sur lesquels :
La figure 1 est un schéma destiné à expliquer la configuration d'un appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à un premier mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 2 est un organigramme d'un sous-programme de commande de forçage de rapport air-carburant exécuté conformément au premier mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 3 est un chronogramme destiné à expliquer un procédé de calcul de la capacité de stockage d'oxygène du
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catalyseur conformément au premier mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 4 est un organigramme d'un sous-programme destiné à calculer une quantité d'intégration de stockage d'oxygène devant être exécutée conformément au premier mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 5 est un organigramme d'un sous-programme devant être exécuté afin de détecter la détérioration du catalyseur côté amont conformément au premier mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 6 est un organigramme d'une série de processus devant être exécutés afin d'obtenir la capacité de stockage d'oxygène et analogues conformément au premier mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 7 est un organigramme d'un sous-programme devant être exécuté afin de détecter la détérioration du catalyseur côté amont conformément à un deuxième mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 8 est un organigramme d'un sous-programme devant être exécuté afin de détecter la détérioration du catalyseur côté amont conformément à un troisième mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 9 est un organigramme d'un sous-programme devant être exécuté afin de détecter la détérioration du catalyseur côté amont conformément à un quatrième mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 10 est un organigramme d'un sous-programme devant être exécuté afin de détecter la détérioration du catalyseur côté amont conformément à un cinquième mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 11 est un organigramme d'un sous-programme devant être exécuté afin de déterminer si le catalyseur
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côté aval est dans un état approprié conformément à un sixième mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 12 est une vue en coupe transversale d'un moteur à combustion interne avec un appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à un mode de réalisation exemplaire de cette invention ;
La figure 13 est un chronogramme montrant un exemple d'une quantité d'intégration de stockage d'oxygène du catalyseur, d'une valeur de référence de celle-ci, et d'une sortie de capteur de rapport air-carburant d'échappement du côté aval du catalyseur ;
La figure 14 est un organigramme de mise à jour de la commande pour la quantité d'intégration du stockage d'oxygène ;
La figure 15 est un organigramme de mise à jour de la commande d'une limite supérieure et d'une limite inférieure de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène ;
La figure 16 est un organigramme d'une commande de calcul de la capacité de stockage d'oxygène conformément à un septième mode de réalisation exemplaire de l'invention ;
La figure 17 est un organigramme d'une commande de calcul de la capacité de stockage d'oxygène conformément à un huitième mode de réalisation exemplaire de l'invention ; et
La figure 18 est un organigramme d'une commande de calcul de la capacité de stockage d'oxygène conformément à un neuvième mode de réalisation exemplaire de l'invention.
On décrira dans ce qui suit des modes de réalisation exemplaires de l'invention en se référant aux dessins annexés.
Premier mode de réalisation exemplaire
La figure 1 est un dessin destiné à expliquer un moteur à combustion interne 10 dans lequel est monté un
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appareil de détection de détérioration de catalyseur, de même que la structure environnante de celui-ci, conformément à un premier mode de réalisation exemplaire de l'invention. Un passage d'admission 12 et un passage d'échappement 14 sont en communication avec le moteur à combustion interne 10. Le passage d'admission 12 est muni d'un filtre à air 16 sur la partie d'extrémité côté amont. Un capteur de température d'air d'admission 18 qui détecte une température d'air d'admission THA (c'est-à-dire, la température de l'air extérieur) est monté dans le filtre à air 16.
Un débitmètre d'air 20 est disposé en aval du filtre à air 16. Le débitmètre d'air 20 est un capteur qui détecte une quantité d'air d'admission Ga qui circule à travers le passage d'admission 12. Un papillon des gaz 22 est prévu en aval du débitmètre d'air 20. Un capteur de papillon 24 qui détecte une ouverture de papillon TA et un interrupteur de ralenti 26 qui s'active lorsque le papillon des gaz 22 est entièrement fermé sont disposés près du papillon des gaz 22.
Un réservoir d'équilibre 28 est prévu en aval du papillon des gaz 22. De même, une soupape d'injection de carburant 30 destinée à injecter le carburant dans un orifice d'injection du moteur à combustion interne 10 est disposée encore en aval du réservoir d'équilibre 28.
Un catalyseur côté amont 32 et un catalyseur côté aval 34 sont disposés en série dans le passage d'échappement 14.
Ce catalyseur côté amont 32 et ce catalyseur côté aval 34 sont capables de stocker un certain degré d'oxygène et lorsque les gaz d'échappement contiennent des composants non brûlés de HC et CO et analogues, le catalyseur côté amont 32 et le catalyseur côté aval 34 les oxydent avec l'oxygène stocké. De plus, lorsqu'il y a des composants
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oxydants tels que les NOx et analogues dans les gaz d'échappement, le catalyseur côté amont 32 et le catalyseur côté aval 34 les réduisent et stockent l'oxygène évacué. De cette manière, les gaz d'échappement évacués du moteur à combustion interne 10 sont purifiés à l'intérieur du catalyseur côté amont 32 et du catalyseur côté aval 34 par le processus décrit ci-dessus.
Dans le passage d'échappement 14, un capteur de rapport air-carburant 36 est disposé en amont du catalyseur côté amont 32 et un premier capteur d'oxygène 38 est disposé entre le catalyseur côté amont 32 et le catalyseur côté aval 34. De même, un deuxième capteur d'oxygène 40 est disposé en aval du catalyseur côté aval 34. Le capteur de rapport air-carburant 36 est un capteur qui détecte la concentration en oxygène à l'intérieur des gaz d'échappement. Dans l'intervalle, le premier capteur d'oxygène 38 et le deuxième capteur d'oxygène 40 sont des capteurs dans lesquels les sorties de ceux-ci changent beaucoup lorsque la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement dépasse une valeur prédéterminée. Le capteur de rapport air-carburant 36 détecte le rapport aircarburant du mélange brûlé par le moteur à combustion interne 10. De même, le premier capteur d'oxygène 38 détermine si les gaz d'échappement, après avoir été traités par le catalyseur côté amont 32, sont riches en carburant (c'est-à-dire, s'ils contiennent des HC et CO) ou pauvres en carburant (s'ils contiennent des NOx). En outre, le deuxième capteur d'oxygène 40 détermine si les gaz d'échappement qui passent à travers le catalyseur côté aval 34 sont riches en carburant (c'est-à-dire, s'ils contiennent des HC et CO) ou pauvres en carburant (s'ils contiennent des NOx).
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Comme cela est représenté sur la figure 1, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à ce mode de réalisation exemplaire est muni d'une ECU (Unité de commande électronique) 42. Les divers capteurs décrits ci-dessus, une soupape d'injection de carburant 30, un capteur de température d'eau 44 qui détecte une température d'eau de refroidissement THW du moteur à combustion interne 10, et analogues sont reliés à cette ECU 42.
Conformément au système représenté sur la figure 1, les gaz d'échappement évacués du moteur à combustion interne 10 sont tout d'abord purifiés par le catalyseur côté amont 32. Ensuite, tous les gaz d'échappement qui n'ont pas été complètement purifiés par le catalyseur côté amont 32 sont purifiés par le catalyseur côté aval 34. Du fait que le catalyseur côté amont 32 est positionné près du moteur à combustion interne 10, la température du catalyseur côté amont 32 s'élève et atteint la température active rapidement après le démarrage du moteur à combustion interne 10. En conséquence, le catalyseur côté amont 32 montre une excellente performance de purification des gaz d'échappement immédiatement après que le moteur à combustion interne 10 ait été démarré. Afin que le système montre constamment une performance de purification des gaz appropriée, il est nécessaire de détecter rapidement la détérioration du catalyseur côté amont 32.
Comme on l'a décrit ci-dessus, le catalyseur côté amont 32 purifie les gaz d'échappement en évacuant l'oxygène dans les gaz d'échappement riches en carburant.
Le catalyseur côté amont 32 purifie également les gaz d'échappement en stockant l'oxygène en excès se trouvant dans les gaz d'échappement pauvres en carburant. En conséquence, la performance de purification du catalyseur côté amont 32 diminue à mesure que la quantité maximale
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d'oxygène que le catalyseur côté amont 32 est capable de stocker, c'est-à-dire, la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32, diminue. En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à ce mode de réalisation exemplaire détecte la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 et détermine le degré de détérioration du catalyseur côté amont 32 sur la base de la valeur détectée.
La figure 2 est un organigramme d'un sous-programme de commande de forçage de rapport air-carburant que l'ECU 42 exécute afin de détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32.
Dans le sous-programme de la figure 2, il est tout d'abord déterminé si une commande destinée à détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC a été générée (étape 80).
Lorsqu'il est déterminé qu'une commande destinée à détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC n'a pas été générée, le présent cycle se termine sans passer aux processus suivants. Par ailleurs, lorsqu'il est détecté qu'une commande destinée à détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC a été générée, il est ensuite déterminé si un indicateur pauvre Xlean est passé de OFF à ON (étape 82).
L'indicateur pauvre Xlean est un indicateur qui est à ON alors que le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie (qu'on appellera par la suite"sortie pauvre") qui dépasse la valeur de détermination pauvre (voir figure 4, étape 114). En conséquence, la détermination à l'étape 82 est OUI lorsque la sortie du premier capteur d'oxygène 38 change d'une valeur au-dessous de la valeur de détermination pauvre à une valeur égale ou supérieure à la valeur de détermination pauvre pendant la période allant du cycle de traitement le plus récent au cycle de traitement
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courant. Dans le sous-programme représenté sur la figure 2, lorsque cette détermination est OUI, la commande est ensuite réalisée, qui fixe le rapport air-carburant du mélange délivré au moteur à combustion interne 10 à une valeur prédéterminée du côté riche (étape 84).
Par ailleurs, lorsque la détermination à l'étape 82 est NON, c'est-à-dire, si l'indicateur pauvre Xlean n'est pas passé de OFF à ON, il est ensuite déterminé si un indicateur riche Xrich est passé de OFF à ON (étape 86).
L'indicateur riche Xrich est un indicateur qui est à ON alors que le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie (qu'on appellera par la suite"sortie riche") qui se situe au-dessous de la valeur de détermination riche (voir figure 4, étape 118). En conséquence, la détermination à l'étape 86 est OUI lorsque la sortie du premier capteur d'oxygène 38 passe d'une valeur au-dessus de la valeur de détermination riche à une valeur égale ou inférieure à la valeur de détermination riche pendant la période allant du cycle de traitement le plus récent au cycle de traitement courant. Dans le sous-programme représenté sur la figure 2, lorsque la détermination est OUI, une commande est ensuite réalisée qui fixe le rapport air-carburant du mélange à une valeur prédéterminée du côté pauvre (étape 88).
Par ailleurs, lorsque la détermination à l'étape 86 est non, c'est-à-dire, lorsque l'indicateur riche Xrich n'est pas passé de OFF à ON, la commande fixe riche ou la commande fixe pauvre est exécutée selon le rapport aircarburant du mélange utilisé jusqu'à ce moment. Plus spécifiquement, lorsque le rapport air-carburant a été riche jusqu'à présent, la commande est réalisée de façon à fixer le rapport air-carburant à une valeur prédéterminée du côté riche, comme à l'étape 84. Par ailleurs, lorsque le rapport air-carburant a été pauvre jusqu'à présent, la
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commande est réalisée de façon à fixer le rapport aircarburant à une valeur prédéterminée du côté pauvre (étape 88).
La figure 3 est un chronogramme destiné à expliquer une opération devant être réalisée en faisant exécuter par l'ECU 42 le sous-programme représenté sur la figure 2. Plus spécifiquement, la figure 3A représente un changement généré dans la sortie du capteur de rapport air-carburant 36 tout en détectant la capacité de stockage d'oxygène OSC.
De même, la figure 3B représente un changement généré dans la sortie du premier capteur d'oxygène 38 également à ce moment.
Conformément au sous-programme représenté sur la figure 2, comme on l'a décrit ci-dessus, lorsqu'une commande destinée à détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC est générée, le rapport air-carburant du mélange est fixé à une valeur prédéterminée du côté riche ou du côté pauvre par le processus de l'étape 90. La figure 3 montre un cas dans lequel le rapport air-carburant a été fixé à une valeur prédéterminée du côté riche jusqu'au temps tO. Bien que le rapport air-carburant du mélange ait été fixé pour être riche en carburant, la sortie dú capteur de rapport air-carburant 36 devient une valeur qui tend vers le côté riche, comme cela est représenté sur la figure 3A. Pendant ce temps, le catalyseur côté amont 32 purifie les gaz d'échappement en évacuant l'oxygène stocké dans ceux-ci.
Lorsque la totalité de l'oxygène qui a été stocké dans le catalyseur côté amont 32 a été évacué, les gaz d'échappement à l'intérieur du catalyseur côté amont 32 ne sont plus purifiés, de sorte que des gaz d'échappement manquant d'oxygène qui contiennent des HC et CO commencent à circuler vers l'extérieur du côté aval du catalyseur côté
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amont catalyseur côté amont 32. Lorsque les gaz d'échappement manquant d'oxygène commencent à circuler vers l'extérieur en aval du catalyseur côté amont 32, la sortie du premier capteur d'oxygène 38 devient une valeur inférieure à une valeur de détermination riche Vr qui indique que les gaz d'échappement sont riches en carburant. En conséquence, en contrôlant la sortie du premier capteur d'oxygène 38, il est possible de détecter le moment où les gaz d'échappement manquant d'oxygène commencent à circuler en aval du catalyseur côté amont 32, c'est-à-dire, de détecter le moment où l'oxygène à l'intérieur du catalyseur côté amont 32 a été épuisé. Sur la figure 3B, le moment tO correspond à ce moment.
Lorsque la sortie du premier capteur d'oxygène 38 devient inférieure à la valeur de détermination riche Vl, l'indicateur riche Xrich à ce moment passe à ON (étape 86), et le rapport air-carburant du mélange est fixé de force à une valeur prédéterminée du côté pauvre (étape 88). Après que le rapport air-carburant du mélange ait été fixé à la valeur prédéterminée du côté pauvre, la sortie du capteur de rapport air-carburant 36 devient ensuite une valeur qui tend vers le côté pauvre. La forme d'onde représentée sur la figure 3A montre cette sortie au moment tl dans un état dans lequel elle a été inversée à une valeur tendant vers le côté pauvre.
Lorsque la sortie du capteur de rapport air-carburant 36 tend vers le côté pauvre en carburant, c'est-à-dire, lorsque les gaz d'échappement avec un excès d'oxygène circulent dans le catalyseur côté amont 32, le catalyseur côté amont 32 purifie ces gaz d'échappement en stockant cet oxygène en excès. Lorsque cela continue, la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 devient progressivement saturée avec l'oxygène stocké, jusqu'à ce
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qu'il ne puisse plus purifier les gaz d'échappement de cette manière.
Lorsque ceci se produit, les gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène qui contiennent des NOx commencent à circuler du côté aval du catalyseur côté amont 32. Lorsque les gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène commencent à circuler en aval du catalyseur côté amont 32, la sortie du premier capteur d'oxygène 38 devient une valeur supérieure à une valeur de détermination pauvre Vl qui indique que les gaz d'échappement sont pauvres en carburant. En conséquence, en contrôlant la sortie du premier capteur d'oxygène 38, il est possible de détecter le moment où les gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène commencent à circuler en aval du catalyseur côté amont 32, c'est-à-dire, de détecter le moment où la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est saturée avec l'oxygène stocké. Sur la figure 3B, le moment t2 correspond à ce moment (le moment où la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est devenue saturée avec l'oxygène stocké).
Lorsque la sortie du premier capteur d'oxygène 38 devient supérieure à la valeur de détermination páuvre Vl, l'indicateur pauvre Xlean passe à ON à ce moment (étape 82) et le rapport air-carburant du mélange est fixé de force à la valeur prédéterminée du côté riche (étape 84). Après que le rapport air-carburant du mélange ait été fixé à la valeur prédéterminée du côté riche, la sortie du capteur de rapport air-carburant 36 devient ensuite une valeur qui tend vers le côté riche. La forme d'onde représentée sur la figure 3A montre cette sortie au moment t3 dans un état dans lequel elle a été inversée à une valeur tendant vers le côté riche.
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Par la suite, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur maintient le rapport air-carburant du mélange riche en carburant jusqu'à ce que la sortie du premier capteur d'oxygène 38 devienne à nouveau inférieure à la valeur de détermination riche Vr. Ensuite, lorsque la sortie du premier capteur d'oxygène 38 devient inférieure à la valeur de détermination riche Vr (moment t4), le processus est réalisé de manière répétée après le moment tO. Il s'ensuit que le catalyseur côté amont 32 passe de manière continue en va et vient entre un état dans lequel il a complètement évacué la totalité de l'oxygène stocké (l'état d'oxygène stocké minimal) et un état dans lequel la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est saturée avec l'oxygène stocké (l'état d'oxygène stocké maximal).
La quantité d'oxygène que le catalyseur côté amont 32 stocke par unité de temps, ou la quantité d'oxygène que le catalyseur côté amont 32 évacue par unité de temps est obtenue sur la base du rapport air-carburant des gaz d'échappement et de la quantité d'air d'admission Ga. Par la suite, les quantités à la fois de l'oxygène stocké comme valeur positive et de l'oxygène évacué comme valeur négative seront appelées"quantité d'oxygène stocké 02AD". L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au mode de réalisation exemplaire calcule la capacité de stockage d'oxygène OSC en intégrant la quantité d'oxygène stocké 02AD dans le processus de passage de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal ou vice versa.
La figure 4 est un organigramme d'un sous-programme destiné à calculer la quantité d'oxygène stocké, qui est
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exécuté par l'ECU 42 comme condition préalable pour obtenir la capacité de stockage d'oxygène OSC. Le sous-programme
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représenté sur la figure 4 est un sous-programme d'interruption régulière qui est réalisé de manière répétée à des intervalles de temps prédéterminés.
Dans le sous-programme de la figure 4, une quantité de différence de rapport air-carburant AA/F est tout d'abord calculée (étape 100). La quantité de différence de rapport air-carburant AA/F est la différence entre le rapport aircarburant A/F détecté par le capteur de rapport aircarburant 36, c'est-à-dire, le rapport air-carburant A/F des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur côté
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amont 32, et le rapport air-carburant stoechiométrique A/Fst, et est obtenue par l'équation suivante.
AA/F=A/F-A/Fst... (1)
Ensuite, la quantité d'air d'admission Ga est détectée sur la base de la sortie du débitmètre d'air 20 (étape 102).
Ensuite, la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur côté amont 32 par unité de temps, ou la quantité d'oxygène évacué du catalyseur côté amont 32 par unité de temps, c'est-à-dire, la quantité d'oxygène stocké 02AD, est obtenue sur la base de la quantité de différence dé rapport air-carburant AA/F et de la quantité d'air d'admission Ga (étape 104).
La quantité d'oxygène stocké 02AD est calculée conformément à une carte mémorisée dans l'ECU 42 ou à une expression opérationnelle. La valeur de la quantité d'oxygène stocké 02AD est positive lorsque le rapport aircarburant des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur côté amont 32 est pauvre (lorsque A/F > A/Fst, c'est-à-dire, AA/F > 0). A l'inverse, la valeur de la quantité d'oxygène stocké 02AD est négative lorsque le rapport air-carburant des gaz d'échappement circulant dans
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le catalyseur côté amont 32 est riche (lorsque A/F < A/Fst, c'est-à-dire, AA/F < 0).
Ensuite, il est déterminé si les conditions dans lesquelles l'indicateur pauvre Xlean = 0 et AA/F > 0 ont été remplies (étape "106).
L'indicateur pauvre Xlean est un indicateur qui passe à ON lorsque le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre, comme cela a été décrit ci-dessus. En conséquence, il est déterminé à l'étape 106 si les gaz d'échappement sont pauvres (c'est-à-dire, s'ils contiennent de l'oxygène en excès) à la fois en amont et en aval du catalyseur côté amont 32.
La détermination à l'étape 106 est OUI entre les moments t2 et t3 représentés sur la figure 3, par exemple.
C'est-à-dire que les conditions pour cela sont remplies lorsque la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est saturée avec l'oxygène stocké et qu'il n'y a aucun changement dans cette quantité stockée. Dans le sous-programme représenté sur la figure 4, les processus après l'étape 112 sont réalisés juste après que ces conditions aient été remplies.
A l'inverse, lorsque la détermination à l'étape 106 est NON, il est ensuite déterminé si les deux conditions dans lesquelles l'indicateur riche Xrich = ON et AA/F < 0 ont été remplies (étape 108).
L'indicateur riche Xrich est un indicateur qui passe à ON lorsque le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche, comme on l'a décrit ci-dessus. En conséquence, il est déterminé à l'étape S108 si les gaz d'échappement sont riches à la fois en amont et en aval du catalyseur côté amont 32.
Les conditions de l'étape 108 sont remplies entre les moments tO et tl représentés sur la figure 3, par exemple.
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C'est-à-dire que les conditions sont remplies lorsque le catalyseur côté amont 32 a évacué la totalité de son oxygène stocké et qu'il n'y a pas de changement dans cette quantité stockée. Dans le sous-programme représenté sur la figure 4, les processus après l'étape 112 sont réalisés juste après que ces conditions aient été remplies.
Lorsque la détermination à l'étape 108 est NON, le catalyseur côté amont 32 stocke ou évacue réellement l'oxygène de sorte qu'il puisse être déterminé que la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur côté amont 32 change continuellement. Dans ce cas, dans le sous-programme représenté sur la figure 4, un processus de mise à jour de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est réalisée en ajoutant la quantité d'oxygène stocké 02AD calculée dans le cycle de traitement courant à la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM qui a été calculée dans le cycle de traitement le plus récent (étape 110). Ce processus de l'étape 110 permet que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM augmente ou diminue sélectivement conformément à la quantité d'oxygène réellement stocké dans le catalyseur côté amont 32.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 4, il est ensuite déterminé si les gaz d'échappement ayant un rapport air-carburant pauvre circulent en aval du 32. Plus spécifiquement, il est déterminé si le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre (étape 112).
Le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre seulement lorsque le catalyseur côté amont 32 est dans un état d'oxygène stocké maximal et qu'un mélange pauvre en carburant est délivré au moteur à combustion interne 10. Lorsqu'il est déterminé à l'étape 112 dans le sous-programme représenté sur la figure 4 que le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre, la quantité
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d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM qui est calculée à ce point est mémorisée comme quantité d'intégration de stockage d'oxygène maximale 02SUMmax. Ensuite, un processus destiné à activer l'indicateur pauvre Xlean et à désactiver l'indicateur riche Xrich est réalisé (étape 114).
Lorsqu'il est déterminé à l'étape 112 que les gaz d'échappement présentant un rapport air-carburant pauvre ne circulent pas vers l'extérieur depuis le côté aval du catalyseur côté amont 32, il est alors déterminé si les gaz d'échappement présentant un rapport air-carburant riche circulent en aval du catalyseur côté amont 32, c'est-àdire, si le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche (étape 116).
Le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche seulement lorsque le catalyseur côté amont 32 est dans l'état d'oxygène stocké minimal et qu'un mélange riche en carburant est délivré au moteur à combustion interne 10.
Lorsqu'il est déterminé à l'étape 116 dans le sousprogramme représenté sur la figure 4 que le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM qui est calculée à ce point est mémorisée comme quantité d'intégration de stockage d'oxygène minimale 02SUMmin. Ensuite, le processus destiné à faire passer l'indicateur pauvre Xlean à OFF et à faire passer l'indicateur riche Xrich à ON est réalisé (étape 118).
Lorsqu'il est déterminé à l'étape 116 que des gaz d'échappement présentant un rapport air-carburant riche ne circulent pas vers l'extérieur depuis le côté aval du catalyseur côté amont 32, il peut être déterminé que le catalyseur côté amont 32 purifie les gaz d'échappement de manière appropriée, c'est-à-dire, que le catalyseur côté amont 32 n'est ni dans l'état d'oxygène stocké maximal, ni
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dans l'état d'oxygène stocké minimal. Dans ce cas, à la fois l'indicateur pauvre Xlean et l'indicateur riche Xrich sont mis à OFF (étape 120).
Comme on l'a décrit ci-dessus, le sous-programme représenté sur la" figure 4 permet que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM augmente ou diminue sélectivement conformément à une augmentation ou une diminution de la quantité d'oxygène réellement stocké dans le catalyseur côté amont 32. La quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM correspondant à l'état d'oxygène stocké maximal peut alors être mémorisée comme quantité d'intégration de stockage d'oxygène maximale 02SUMmax et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM correspondant à l'état d'oxygène stocké minimal peut alors être mémorisée comme quantité d'intégration de stockage d'oxygène minimale 02SUMmin. Lorsque ces valeurs sont obtenues, l'ECU 42 est capable de calculer la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 en soustrayant la quantité d'intégration de stockage d'oxygène minimale 02SUMmin de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène maximale 02SUMmax.
Toutefois, dans le système de ce mode de réalisation exemplaire, les gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène contenant du NOx circulent en aval du catalyseur côté amont 32 pendant une certaine période de temps après que le catalyseur côté amont 32 ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal. De plus, les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène contenant des HC et CO circulent en aval du catalyseur côté amont 32 pendant une certaine période de temps, après que le catalyseur côté amont 32 ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal.
Du fait que l'appareil de détection de détérioration de catalyseur de ce mode de réalisation exemplaire est muni
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du catalyseur côté aval 34 en aval du catalyseur côté amont 32, les gaz d'échappement non purifiés qui circulent en aval du catalyseur côté amont 32 ne sont généralement pas évacués dans l'atmosphère. Toutefois, lorsque le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké maximal ou dans l'état d'oxygène stocké minimal d'une manière telle qu'il ne soit pas capable d'afficher sa performance de purification d'origine, tous les gaz d'échappement non purifiés qui circulent en aval du catalyseur côté amont 32 passent directement à travers le catalyseur côté aval 34 et sont évacués tels quels dans l'atmosphère. En conséquence, conformément à ce mode de réalisation exemplaire, une série de processus destinés à détecter la détérioration du catalyseur côté amont 32, c'est-à-dire, une série de processus comprenant un processus destiné à forcer le catalyseur côté amont 32 dans l'état d'oxygène stocké maximal ou dans l'état d'oxygène stocké minimal sont réalisés seulement lorsque le catalyseur côté aval 34 est capable d'afficher une performance de purification appropriée.
Par la suite, les contenus des procédés spécifiques réalisés par l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à ce mode de réalisation exemplaire destinés à réaliser la performance mentionnée ci-dessus seront décrits en se référant aux figures 5 et 6.
La figure 5 est un organigramme d'un sous-programme exécuté pour détecter la détérioration du catalyseur côté amont 32 dans la limite mentionnée ci-dessus seulement lorsque le catalyseur côté aval 34 est capable d'afficher une performance de purification appropriée. Dans le sousprogramme représenté sur la figure 5, il est tout d'abord déterminé si les conditions d'exécution de base destinées à
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détecter la détérioration du catalyseur d'échappement ont été remplies (étape 130).
Plus spécifiquement, à l'étape 130, il est déterminé si la quantité d'air d'admission Ga se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée ou si la température de catalyseur du catalyseur côté amont 32 se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée. Ces plages sont prédéterminées en tant que plages à l'intérieur desquelles il existe une différence reconnaissable entre la capacité de stockage d'oxygène OSC d'un catalyseur normal et la capacité de stockage d'oxygène OSC d'un catalyseur détérioré. Lorsque les conditions de l'étape 130 ne sont pas remplies, le sous-programme actuel se termine rapidement sans passer à aucun des procédés suivants.
Toutefois, lorsque les conditions d'exécution de base destinées à détecter la détérioration ont été remplies, il est ensuite déterminé si l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est approprié, c'est-à-dire, si l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est tel que l'oxygène dépassant la quantité prédéterminée peut être encore stocké et si l'oxygène dépassant la quantité prédéterminée peut encore être évacué (étape 131).'
Ici, la quantité prédéterminée d'oxygène pouvant être encore stocké est une quantité qui est prédéterminée en tant que quantité d'oxygène suffisante pour purifier de manière appropriée les gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène qui circulent dans le catalyseur côté aval 34 après que le catalyseur côté amont 32 ait été forcé dans l'état d'oxygène stocké maximal dans le processus de détection de détérioration. De même, la quantité prédéterminée d'oxygène capable d'être encore évacué est une quantité qui est prédéterminée en tant que quantité d'oxygène suffisante pour purifier de manière appropriée
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les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène qui circulent dans le catalyseur côté aval 34 après que le catalyseur côté amont 32 ait été forcé dans l'état d'oxygène stocké minimal dans le processus de détection de détérioration.
Plus spécifiquement, les conditions de l'étape 131 sont déterminées être remplies selon si la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40 disposé en aval du catalyseur côté aval 34 est une sortie pauvre ou une sortie riche,
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c'est-à-dire, si la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40 est une valeur entre la valeur de détérioration pauvre Vl et la valeur de détérioration riche Vr. Lorsque la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40 est une valeur qui se situe entre la valeur de détérioration pauvre Vl et la valeur de détérioration riche Vr, il est déterminé que l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est approprié. Ensuite, la sortie de la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est détectée et les paramètres spécifiant ces conditions de détection sont calculés et analogues (étape 132).
Plus spécifiquement, le processus de l'étape 132 est effectué par une série de processus représentés sur la figure 6. Conformément à la série de processus représentés sur la figure 6, la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est détectée alors que la température moyenne du catalyseur pendant la détection et que la quantité d'air d'admission pendant la détection sont calculées en tant que paramètres spécifiant les conditions pour cette détection. Ici, la température moyenne du catalyseur pendant la détection est la valeur moyenne de la température du catalyseur côté amont 32 alors que la capacité de stockage d'oxygène OSC est en cours de détection. De même, la quantité d'air d'admission moyenne
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pendant la détection est la valeur moyenne de la quantité d'air d'admission Ga qui est générée alors que la capacité de stockage d'oxygène OSC est en cours de détection.
Dans la série de processus représentés sur la figure 6, il est tout d'abord déterminé si le signe de la quantité de différence de rapport air-carburant AA/F est inversé, c'est-à-dire, si le rapport air-carburant A/F qui est détecté par le capteur de rapport air-carburant 36 s'est inversé, passant d'une valeur indiquant un carburant riche à une valeur indiquant un carburant pauvre ou vice versa (étape 134).
Comme on l'a décrit en se référant à la figure 3, conformément au système de ce mode de réalisation exemplaire, le catalyseur côté amont 32 est maintenu soit dans l'état d'oxygène stocké maximal, soit dans l'état d'oxygène stocké minimal après que le premier capteur d'oxygène 38 ait généré une sortie riche ou une sortie pauvre (par exemple, moment tO ou moment t2), jusqu'à ce que le signe de la quantité de différence air-carburant AA/F s'inverse (par exemple, moment tl ou t3). Après que le signe de la quantité de différence air-carburant AA/F se soit inversé, la quantité d'intégration de'stockage d'oxygène 02SUM qui indique la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur côté amont 32 commence à être mise à jour. En conséquence, le processus de l'étape 134 permet la détection du moment auquel la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM commence à être mise à jour.
Le processus de l'étape 134 est réalisé de manière répétée jusqu'à ce qu'il soit déterminé que le signe de la quantité de différence air-carburant AA/F se soit inversé, c'est-à-dire, jusqu'à ce qu'il soit déterminé que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM a commencé à être mise à jour. Ensuite, lorsqu'il est
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déterminé que le signe de la quantité de différence aircarburant AA/F s'est inversé, une valeur d'intégration de température de catalyseur THCSUM et une valeur d'intégration de quantité d'air d'admission GASUM, que l'on décrira toutes les deux plus tard, sont ensuite effacées et un numéro de comptage d'intégration n, que l'on décrira également plus tard, est remis à zéro (étape 136).
Ensuite, une température de catalyseur THC est détectée et de plus, la valeur d'intégration de température de catalyseur THCSUM est mise à jour sur la base de cette valeur détectée (étape 138).
La température de catalyseur THC est la température du catalyseur côté amont 32 conformément à la mesure réelle ou à l'estimation. Pour la mesure réelle, la température du catalyseur THC peut être détectée en ajoutant un capteur de température de catalyseur au catalyseur côté amont 32. Pour l'estimation, la température du catalyseur THC peut être détectée conformément à une carte ou une expression mathématique préalablement préparées, basées sur le calage d'allumage, le rapport air-carburant A/F du mélange, la quantité d'air d'admission Ga, la vitesse du véhicule SPD, et la température d'air d'admission THA, et analogues. La valeur d'intégration de température de catalyseur THCSUM est une valeur dans laquelle la température du catalyseur THC détectée dans le cycle de traitement courant est ajoutée à la valeur au moment du cycle de traitement le plus récent.
Ensuite, la quantité d'air d'admission Ga est détectée et, de plus, la valeur d'intégration de quantité d'air d'admission GASUM est mise à jour sur la base de cette valeur détectée (étape 140).
La quantité d'air d'admission Ga est une valeur qui a réellement été mesurée avec le débitmètre d'air 20. De
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même, la valeur d'intégration de quantité d'air d'admission GASUM est une valeur dans laquelle la quantité d'air d'admission Ga détectée dans le cycle de traitement courant est ajoutée à la valeur au moment du cycle de traitement le plus récent.
Ensuite, le nombre de comptages d'intégration n est incrémenté (étape 142). Le nombre de comptages d'intégration n est une valeur indiquant le nombre de fois que les processus de l'étape 138 et de l'étape 140 ont été répétés à partir de ce genre de traitement.
Dans la série de processus représentés sur la figure 6, il est ensuite déterminé si l'indicateur pauvre Xlean a changé de OFF à ON, ou si l'indicateur riche Xrich a changé de OFF à ON (étape 144).
Comme on l'a décrit en se référant à la figure 4, conformément au système de ce mode de réalisation exemplaire, l'indicateur pauvre Xlean change de OFF à ON lorsque le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre (voir l'étape 114). De même, l'indicateur riche Xrich change de OFF à ON lorsque le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche (voir étape 118). Ces changements surviennent immédiatement après'que le catalyseur côté amont 32 ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal ou l'état d'oxygène stocké minimal. En conséquence, le processus de l'étape 144 permet la détection du moment auquel le catalyseur côté amont 32 a atteint l'état d'oxygène stocké maximal ou l'état d'oxygène stocké minimal.
Dans la série de processus représenté sur la figure 6, lorsqu'il a été déterminé que les conditions de l'étape 144 n'ont pas été remplies, les processus après l'étape 138 sont à nouveau exécutés. Ensuite, les processus des étapes
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138 à 144 sont réalisés de manière répétée jusqu'à ce qu'il soit déterminé que ces conditions ont été remplies.
Lorsqu'il a été déterminé à l'étape 144 que l'indicateur pauvre Xlean a changé de OFF à ON ou que l'indicateur riche Xrich a changé de OFF à ON, la capacité de stockage d'oxygène OSC est calculée conformément à l'équation suivante (étape 146).
OSC = 02SUMmax-02SUMmin... (2)
Comme on l'a décrit en se référant à la figure 4, conformément au système dans ce mode de réalisation exemplaire, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène maximale 02SUMmax est calculée au moment où l'indicateur pauvre Xlean change de OFF à ON (voir étape 114). De même, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène minimale 02SUMmin est calculée au moment où l'indicateur riche Xrich change de OFF à ON (voir l'étape 118). Le processus de l'étape 146 permet que la capacité de stockage d'oxygène OSC soit calculée chaque fois que l'une parmi la quantité d'intégration de stockage d'oxygène maximale 02SUMmax et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène minimale 02SUMmin a été mise à jour pour une nouvelle valeur en utilisant cette nouvelle valeur.
Dans la série de processus représenté sur la figure 6, après le processus de l'étape 146, une température de catalyseur moyenne pendant la détection THCAV est calculée.
Plus spécifiquement, comme cela est représenté dans l'équation suivante, la température de catalyseur moyenne pendant la détection THCAV est calculée en divisant la valeur d'intégration de température de catalyseur THCSUM calculée à l'étape 138 par le nombre de comptages d'intégration n (étape 148).
THCAV = THCSUM/n... (3)
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Ensuite, une valeur moyenne de quantité d'air d'admission pendant la détection GAAV est calculée. Plus spécifiquement, la valeur moyenne de quantité d'air d'admission pendant la détection GAAV est calculée en divisant la valeur d'intégration de quantité d'air d'admission GASUM calculée à l'étape 140 par le nombre de comptages d'intégration n, comme cela est représenté dans l'équation suivante (étape 150).
GAAV = GASUM/n... (4)
Comme on l'a décrit ci-dessus, la série de processus représentée sur la figure 6 permet que la capacité de stockage d'oxygène OSC soit calculée sur la base des données les plus récentes immédiatement après que le catalyseur côté amont 32 ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal ou l'état d'oxygène stocké minimal. La série de processus représentée sur la figure 6 permet également que soient obtenues la température de catalyseur moyenne pendant la détection THCAV et la valeur moyenne de quantité d'air d'admission pendant la détection GAAV qui ont été générées dans le processus dans lequel cette nouvelle capacité de stockage d'oxygène OSC est obtenue.
La série de processus représentée sur la figure 6 est réalisée à l'étape 132 dans le sous-programme représenté sur la figure 5 comme on l'a décrit ci-dessus.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 5, lorsque le processus de l'étape 132 se termine, un seuil A (x) destiné à déterminer la détérioration est alors décidé sur la base de la température de catalyseur moyenne pendant la détection THCAV et de la valeur moyenne de la quantité d'air d'admission pendant la détection GAAV (étape 152).
L'ECU 42 mémorise une carte dans laquelle le seuil destiné à faire la différence entre une capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur détérioré et une
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capacité de stockage d'oxygène OSC d'un catalyseur normal a été fixé sur la base de la relation entre la température de catalyseur et la quantité d'air d'admission.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 5, il est ensuite déterminé si la capacité de stockage d'oxygène OSC détectée dans le cycle de traitement actuel est plus importante que le seuil A (x) décidé à l'étape 152 (étape 154).
Le catalyseur côté amont 32 est déterminé être normal lorsqu'il est déterminé que OSC > seuil A (x) est remplie (étape 156).
A l'opposé, le catalyseur côté amont 32 est déterminé être détérioré lorsqu'il est déterminé que OSC > seuil A (x) n'est pas remplie (étape 158).
Dans le sous-programme représenté sur la figure 5, lorsqu'il est déterminé à l'étape 131 que l'état d'oxygène stocké n'est pas approprié, c'est-à-dire, que la sortie du deuxième capteur d'oxygène est soit une sortie riche, soit une sortie pauvre, il peut être déterminé que le catalyseur côté aval 34 est soit dans l'état d'oxygène stocké maximal, soit dans l'état d'oxygène stocké minimal. C'est-à-dire qu'il peut être déterminé que le catalyseur côté'aval 34 n'est pas dans un état dans lequel il peut purifier les gaz d'échappement non purifiés. Dans ce cas, dans le sousprogramme représenté sur la figure 5, un processus de détection de détérioration du catalyseur côté amont 32, c'est-à-dire, un processus destiné à forcer le catalyseur côté amont 32 dans l'état d'oxygène stocké maximal ou l'état d'oxygène stocké minimal, est interdit. Une commande est ensuite délivrée pour lancer un processus d'ajustement pour rendre l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 approprié (étape 160).
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Le processus d'ajustement ci-dessus est réalisé par un autre sous-programme qui est différent du sous-programme représenté sur la figure 5. Dans ce processus d'ajustement, il est tout d'abord déterminé si le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké maximal ou dans l'état d'oxygène stocké minimal sur la base de la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40. Lorsqu'il est déterminé que le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké maximal, un processus est réalisé pour forcer le rapport air-carburant du mélange délivré vers le moteur à combustion interne 10 à une valeur prédéterminée du côté riche. A mesure que cela continue, les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène sont progressivement délivrés au catalyseur côté aval 34, ce qui permet au catalyseur côté aval 34 d'être amené à l'état d'oxygène stocké maximal. A l'inverse, lorsqu'il est déterminé que le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké minimal, un processus est réalisé pour forcer le rapport air-carburant du mélange délivré au moteur à combustion interne 10 à une valeur prédéterminée du côté pauvre. A mesure que cela continue, les gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène sont progressivement délivrés au catalyseur côté aval 34, ce qui permet au catalyseur côté aval 34 d'être amené à l'état d'oxygène stocké minimal.
Avec ce processus d'ajustement, après que le catalyseur côté aval 34 ait été amené à l'état d'oxygène stocké maximal ou à l'état d'oxygène stocké minimal, il est déterminé à l'étape 131 au début du sous-programme représenté sur la figure 5, que l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est approprié. Ensuite, par les processus des étapes 132 à 158, il est déterminé si le catalyseur côté amont 32 est normal d'une manière telle qu'il n'évacue pas les gaz d'échappement non purifiés dans
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l'atmosphère, c'est-à-dire, d'une manière telle qu'il n'aggrave pas les émissions d'échappement, ou si le catalyseur côté amont 32 est en voie de détérioration.
Comme cela est décrit ci-dessus, conformément à l'appareil de détection de détérioration de catalyseur de ce mode de réalisation exemplaire, il est possible de réaliser la série de processus pour détecter la détérioration du catalyseur côté amont 32 seulement lorsque l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est approprié. Ensuite, lorsque l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 n'est pas approprié, il est possible d'amener activement le catalyseur côté aval 34 dans l'état d'oxygène stocké approprié. En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur de ce mode de réalisation exemplaire permet que la détérioration du catalyseur côté amont 32 soit détectée avec une grande précision sans aggraver les émissions d'échappement.
Dans le premier mode de réalisation exemplaire qui précède, un capteur d'oxygène a été utilisé pour le capteur disposé entre le catalyseur côté amont 32 et le catalyseur côté aval 34, de même que pour le capteur disposé en aval du catalyseur côté aval 34. Toutefois, conformément à un autre mode de réalisation exemplaire, ces capteurs peuvent également être des capteurs de rapport air-carburant qui indiquent un changement pratiquement linéaire en fonction du rapport air-carburant des gaz d'échappement.
Dans le premier mode de réalisation exemplaire qui précède, le premier capteur d'oxygène 38 correspond au premier capteur d'oxygène. L'étape 112 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de l'état d'oxygène stocké maximal. L'étape 116 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de l'état
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d'oxygène stocké minimal. Les étapes 82 à 90 qui sont réalisées par l'ECU 42 correspondent à la partie enrichissement forcé et à la partie appauvrissement forcé.
L'étape 132 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de capacité de stockage d'oxygène.
L'étape 154 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détermination de détérioration. L'étape 131 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détermination d'état approprié et à la partie d'autorisation de démarrage de la détermination.
De plus, dans le premier mode de réalisation exemplaire qui précède, le processus de l'étape 160 qui est réalisé par l'ECU 42 correspond à la partie d'ajustement de rapport air-carburant.
De même, dans le premier mode de réalisation exemplaire qui précède, la détermination dans le processus d'ajustement à l'étape 160 par l'ECU 42 consistant à savoir si le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké maximal ou dans l'état d'oxygène stocké minimal, correspond à la partie de détection limite de stockage d'oxygène et à la partie de détection limite d'évacuation d'oxygène. De même, forcer le rapport air-carburant du mélange par l'ECU 42 conformément au résultat de la détermination ci-dessus à une valeur prédéterminée du côté riche ou à une valeur prédéterminée du côté pauvre correspond à la partie d'ajustement côté riche et à la partie d'ajustement côté pauvre.
De plus, dans le premier mode de réalisation exemplaire qui précède, le deuxième capteur d'oxygène 40 correspond au deuxième capteur d'oxygène. De même, la détermination par l'ECU 42 à l'étape 131 consistant à savoir si la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40 est une valeur située entre la valeur de détermination pauvre
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Vl et la valeur de détermination riche Vr correspond à la première partie de détermination, à la deuxième partie de détermination et à la partie de détermination.
Deuxième mode de réalisation exemplaire
Ensuite, on décrira le deuxième mode de réalisation exemplaire de l'invention en se référant à la figure 7. Sur la figure, des éléments du deuxième mode de réalisation exemplaire qui sont similaires à ceux du premier mode de réalisation exemplaire sont représentés par des références numériques identiques que celles qui les représentent dans le premier mode de réalisation exemplaire, et une explication redondante de ceux-ci sera omise. L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au deuxième mode de réalisation exemplaire est le même que l'appareil du premier mode de réalisation exemplaire excepté que l'ECU 42 réalise le sous-programme représenté sur la figure 7 au lieu du sous-programme précédemment mentionné représenté sur la figure 5. L'appareil conformément au premier mode de réalisation exemplaire détermine l'état de détérioration du catalyseur côté amont 32 sur la base d'une capacité de stockage d'oxygène unique OSC. A l'opposé, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur dans le deuxième mode de réalisation exemplaire détermine si le catalyseur côté amont 32 est détérioré sur la base d'une pluralité de capacités de stockage d'oxygène OSC.
Le sous-programme représenté sur la figure 7 est un organigramme d'un sous-programme réalisé par l'ECU 42 dans le deuxième mode de réalisation exemplaire pour réaliser la fonction qui précède. Sur la figure 7, les étapes identiques à celles représentées sur la figure 5 sont représentées par les mêmes références numériques que celles
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représentées sur la figure 5, et leur explication sera omise ou simplifiée.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 7, lorsqu'il est déterminé à l'étape 154 que la capacité de stockage d'oxygène'OSC est supérieure au seuil A (x), une détermination"normale"temporaire est effectuée (étape 200).
De même, lorsqu'il est déterminé à l'étape 154 que OSC > seuil A (x) n'est pas remplie, une détermination "anormale"temporaire est effectuée (étape 202).
Lorsque ces procédés se terminent, il est alors déterminé si le nombre de déterminations à l'étape 154 a atteint un nombre prédéterminé No (étape 204).
Lorsqu'il a été déterminé que le nombre de déterminations n'a pas encore atteint le nombre prédéterminé No, le cycle de traitement courant se termine alors rapidement. Après une durée prédéterminée, les processus après l'étape 130 sont alors à nouveau exécutés.
A l'inverse, lorsqu'il est déterminé que le nombre de déterminations a atteint le nombre prédéterminé No, il est alors déterminé par une majorité entre le nombre de déterminations"normales"temporaires et le nombre de déterminations"anormales"temporaires si le catalyseur côté amont 32 est"normal"ou"anormal" (étape 206,156 et 158).
Ce processus permet que l'état du catalyseur côté amont 32 soit déterminé sur la base d'une pluralité de capacités de stockage d'oxygène OSC. En conséquence, l'appareil conformément au deuxième mode de réalisation exemplaire peut détecter la détérioration du catalyseur côté amont 32 avec une précision plus élevée que l'appareil conformément au premier mode de réalisation exemplaire qui
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détermine l'état du catalyseur côté amont 32 seulement sur la base d'une capacité de stockage d'oxygène OSC unique.
De plus, le processus décrit ci-dessus permet que le processus de détection de la capacité de stockage d'oxygène OSC soit temporairement arrêté lorsque l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est désactivé de l'état approprié avant que la capacité de stockage d'oxygène soit détectée le nombre prédéterminé No de fois, d'une manière telle que le processus d'ajustement peut être réalisé pour ramener le catalyseur côté aval 34 à l'état approprié (voir les étapes 130 et 131). En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au deuxième mode de réalisation exemplaire permet d'augmenter la précision de détermination de détérioration sans aggraver en aucune façon les émissions d'échappement.
Troisième mode de réalisation exemplaire
On décrira ensuite un troisième mode de réalisation exemplaire de l'invention en se référant à la figure 8. Sur la figure, les éléments du troisième mode de réalisation exemplaire qui sont identiques à ceux du premier mode de réalisation exemplaire sont représentés par des références numériques identiques à celles qui sont représentées dans le premier mode de réalisation exemplaire, et leur explication redondante sera omise. L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au troisième mode de réalisation exemplaire est le même que les appareils des premier et deuxième modes de réalisation exemplaires, à l'exception que l'ECU 42 réalise le sousprogramme représenté sur la figure 8 au lieu du sousprogramme précédemment mentionné représenté sur la figure 5 ou sur la figure 7. L'appareil conformément au deuxième mode de réalisation exemplaire détermine l'état de détérioration du catalyseur côté amont 32 par une majorité
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d'une pluralité de déterminations temporaires qui sont basées sur les capacités de stockage d'oxygène spécifiques OSC. A l'opposé, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur du troisième mode de réalisation exemplaire détermine si le catalyseur côté amont 32 est normal sur la base du fait que la valeur moyenne d'une pluralité de capacités de stockage d'oxygène OSC dépasse ou non le seuil A (x).
Le sous-programme représenté sur la figure 8 est un organigramme d'un sous-programme réalisé par l'ECU 42 dans le troisième mode de réalisation exemplaire pour réaliser la fonction qui précède. Sur la figure 8, des étapes qui sont identiques aux étapes représentées sur la figure 5 ou 7 sont représentées par des références numériques identiques à celles représentées sur les figures 5 ou 7, et leur explication sera omise ou simplifiée.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 8, il est déterminé après les processus des étapes 132 et 134 si le nombre de détections de la capacité de stockage d'oxygène OSC a atteint un nombre prédéterminé No (étape 210).
Lorsqu'il est déterminé que le nombre de détections n'a pas encore atteint le nombre prédéterminé No, le cycle de traitement courant se termine rapidement. Ensuite, après une durée prédéterminée, les processus suivant l'étape 130 sont réalisés à nouveau. A l'inverse, lorsqu'il est déterminé que le nombre de détections a atteint le nombre prédéterminé No, une valeur moyenne de capacité de stockage d'oxygène OSCAV est ensuite calculée en divisant les valeurs d'intégration OSCSUM de toutes les capacités de stockage d'oxygène OSC qui ont été détectées par le nombre de détections No (étape 212).
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Il s'ensuit que lorsqu'il est déterminé que OSCAV > seuil A (x) a été remplie, il est déterminé que le catalyseur côté amont 32 est"normal" (étape 156). A l'inverse, lorsqu'il est déterminé que OSCAV > seuil A (x) n'a pas été remplie, il est déterminé que le catalyseur côté amont 32 est"anormal" (étape 158).
Ce procédé permet que l'état du catalyseur côté amont 32 soit déterminé sur la base d'une pluralité de capacités de stockage d'oxygène OSC, ou plus spécifiquement, sur la base de la valeur moyenne OSCAV de ces capacités de stockage d'oxygène OSC. De plus, le processus décrit cidessus permet que le processus de détection de la capacité de stockage d'oxygène OSC soit temporairement arrêté lorsque l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est différent de l'état approprié, avant que la capacité de stockage d'oxygène OSC soit détectée le nombre de fois prédéterminé, d'une manière telle que le processus d'ajustement puisse être réalisé pour ramener le catalyseur côté aval 34 à l'état approprié (voir les étapes 131 et 160). En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au troisième mode de réalisation exemplaire permet que la détérioration du catalyseur côté amont 32 soit détectée avec un degré de précision élevé sans aggraver en aucune façon les émissions d'échappement, exactement comme avec le deuxième mode de réalisation exemplaire.
Quatrième mode de réalisation exemplaire
On décrira ensuite un quatrième mode de réalisation exemplaire de l'invention en se référant à la figure 9. Sur la figure, les éléments du quatrième mode de réalisation exemplaire qui sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation exemplaire sont représentés par des références numériques identiques à celles représentées dans le premier
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mode de réalisation exemplaire, et leur explication redondante sera omise. L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au quatrième mode de réalisation exemplaire est le même que tous les appareils du premier au troisième modes de réalisation exemplaires, à l'exception que l'ECU 42 réalise le sousprogramme représenté sur la figure 9 au lieu des sousprogrammes précédemment mentionnés représentés sur les figures 5,7 ou 8.
Le sous-programme représenté sur la figure 9 est un organigramme d'un sous-programme réalisé par l'ECU 42 dans le quatrième mode de réalisation exemplaire pour détecter la détérioration du catalyseur côté amont 32. Ce sousprogramme est le même que le sous-programme représenté sur la figure 7 qui est réalisé dans le deuxième mode de réalisation exemplaire, à l'exception que les processus des étapes 200 et 222 sont réalisés après l'étape 131.
C'est-à-dire que dans le sous-programme représenté sur la figure 9, lorsqu'il est déterminé à l'étape 131 que l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 n'est pas approprié, il est alors déterminé si la détermination de la détérioration du catalyseur côté amont 32 a déjà commencé (étape 220).
Dans ce sous-programme, la détérioration du catalyseur côté amont 32 est déterminée par une majorité d'une pluralité de déterminations temporaires qui sont basées sur les capacités de stockage d'oxygène OSC exactement comme dans le sous-programme représenté sur la figure 7. A l'étape 220, il est déterminé si la détection de la première capacité de stockage d'oxygène OSC a déjà commencé. Lorsque l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 n'est pas approprié au stade auquel la première capacité de stockage d'oxygène OSC est détectée,
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il est déterminé à l'étape 220 que la détermination de la détérioration n'a pas commencé. Dans ce cas, le processus de l'étape 160 est ensuite réalisé après cela d'une manière telle qu'un processus d'ajustement destiné à rendre l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 approprié est lancé. Ensuite, au point où l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est approprié, les processus de détection de la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 (les processus après l'étape 132) sont lancés.
Pendant la période de temps après que le premier processus destiné à détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC a démarré jusqu'à ce que la capacité de stockage d'oxygène OSC ait été détectée un nombre de fois No prédéterminé, l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 peut différer de l'état approprié. Lorsque ceci se produit, l'étape 220 est réalisée après l'étape 131 dans le sous-programme représenté sur la figure 9, et il est déterminé que la détermination de la détérioration du catalyseur côté amont 32 a déjà commencé (étape 220).
Lorsqu'il est déterminé à l'étape 220 que la détermination de la détérioration du catalyseur côté amont 32 a déjà commencé, des paramètres pour la commande de réglage riche et la commande de réglage pauvre sont alors corrigés (étape 222).
L'appareil de détection de détérioration de catalyseur de ce mode de réalisation exemplaire force le rapport aircarburant à osciller en alternant de manière répétée entre la commande de réglage riche et la commande de réglage pauvre lorsque la capacité de stockage d'oxygène OSC du catalyseur côté amont 32 est en cours de détection, exactement comme l'appareil du premier mode de réalisation exemplaire (voir figure 2). La commande de réglage riche
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établit de force le rapport air-carburant à une valeur prédéterminée du côté riche et la commande de réglage pauvre établit de force le rapport air-carburant à une valeur prédéterminée du côté pauvre. A l'étape 222, les paramètres utilisés pour ces commandes, respectivement, sont corrigés conformément à l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté amont 32.
Plus spécifiquement, à l'étape 222, il est déterminé si le catalyseur côté amont 32 est dans l'état d'oxygène stocké maximal ou dans l'état d'oxygène stocké minimal sur la base de la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40. Lorsqu'il est déterminé que le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké maximal, le rapport aircarburant cible du côté riche avec la commande de réglage riche est fixé à une valeur tendant suffisamment vers le côté riche comparé au rapport air-carburant stcechiométrique, et le rapport air-carburant cible du côté pauvre avec la commande de réglage pauvre est fixé à une valeur tendant suffisamment vers le côté pauvre comparé au rapport air-carburant stoechiométrique. En fixant le rapport air-carburant cible de cette manière, les gaz d'échappement manquant extrêmement d'oxygène circulent dans le catalyseur côté aval 34 après que le catalyseur côté aval 34 ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal. A l'inverse, les gaz d'échappement comportant de l'oxygène extrêmement en excès circulent dans le catalyseur côté aval 34 après que le catalyseur côté aval 34 ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal. En conséquence, en répétant la commande de réglage riche et la commande de réglage pauvre dans cet état, il est possible d'amener le catalyseur côté aval 34 hors de l'état d'oxygène stocké maximal ou de l'état d'oxygène stocké minimal, d'une manière telle que le
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catalyseur côté aval 34 soit capable de retourner à l'état d'oxygène stocké approprié.
A l'étape 222, lorsqu'il est déterminé que le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké minimal, le rapport air-carburant cible du côté riche pour la commande de réglage riche est fixé à une valeur tendant légèrement vers le côté riche comparé au rapport aircarburant stcechiométrique, et le rapport air-carburant cible du côté pauvre de la commande de réglage pauvre est fixé à une valeur tendant légèrement vers le côté pauvre comparé à un rapport air-carburant stcechiométrique. Dans ce cas, la commande de réglage riche et la commande de réglage pauvre sont répétées de façon à amener le catalyseur côté aval 34 hors de l'état d'oxygène stocké minimal et à le ramener à l'état d'oxygène stocké approprié.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 9, le processus de l'étape 132 est réalisé après que le processus de l'étape 222 ait été réalisé. Il s'ensuit que la commande de réglage riche et la commande de réglage pauvre sont réalisées de manière répétée dans les conditions fixées à l'étape 220 d'une manière telle que le catalyseur côté aval 34 soit ramené à l'état normal dans lequel aucun gaz d'échappement non purifié ne sort dans l'atmosphère.
De cette manière, conformément au sous-programme représenté sur la figure 9, même si le catalyseur côté aval 34 est dans un état inappropriée dans le processus de détection de la capacité de stockage d'oxygène OSC un nombre de fois prédéterminé, il est possible de continuer la détection de capacité de stockage d'oxygène OSC sans aggraver les émissions d'échappement. En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur du quatrième mode de réalisation exemplaire permet que la détérioration du catalyseur côté amont 32 soit détectée
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avec précision et dans un bref délai, sans perdre les bonnes caractéristiques d'émission à l'échappement.
Conformément au quatrième mode de réalisation exemplaire, à l'étape 222, le rapport air-carburant cible pour la commande de réglage riche et le rapport aircarburant cible pour la commande de réglage pauvre sont corrigés. Toutefois, les paramètres corrigés à l'étape 222 ne sont pas limités à cela. C'est-à-dire qu'à l'étape 222, le temps, après le moment où le premier capteur d'oxygène 38 a généré une sortie riche ou une sortie pauvre, jusqu'à ce que le rapport air-carburant du mélange s'inverse et analogues, peuvent également être corrigés.
Plus spécifiquement, lorsque le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké maximal, le temps, à partir du moment où le premier capteur d'oxygène 38 a généré une sortie riche jusqu'à ce que le rapport aircarburant est devenu pauvre peut être allongé, et le temps à partir du moment où le premier capteur d'oxygène 38 a généré une sortie pauvre jusqu'à ce que le rapport aircarburant soit devenu riche peut être raccourci. De même, lorsque le catalyseur côté aval 34 est dans l'état d'oxygène stocké minimal, les réglages ci-dessus'peuvent être inversés. Raccourcir le moment qui précède le moment où le rapport air-carburant devient riche permet qu'une quantité importante de gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène soit délivrée au catalyseur côté aval 34, permettant en conséquence au catalyseur côté aval 34 d'être rapidement amené à l'état d'oxygène stocké maximal. De même, raccourcir le temps jusqu'à ce que le rapport aircarburant devienne pauvre permet qu'une grande quantité de gaz d'échappement comportant un excès d'oxygène soit délivrée au catalyseur côté aval 34, permettant en
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conséquence que le catalyseur côté aval 34 soit rapidement sorti de l'état d'oxygène stocké minimal.
De plus, conformément au quatrième mode de réalisation exemplaire ci-dessus, lorsque la détection de la capacité de stockage d'oxygène initiale OSC commence après l'ajustement de l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 à l'état approprié et que le catalyseur côté aval 34 change pour passer à un état inapproprié après que la détection ait commencé, les paramètres de la commande de réglage riche et de la commande de réglage pauvre sont corrigés. Toutefois, invention n'est pas limitée à ceci.
Par exemple, lorsque le catalyseur côté aval 34 est dans un état inapproprié au moment où la capacité de stockage d'oxygène initiale OSC doit être détectée, les paramètres de la commande de réglage riche et de la commande de réglage pauvre peuvent également être corrigés à ce moment.
Dans le quatrième mode de réalisation exemplaire, l'étape 204 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de répétition de commande, l'étape 206 correspond à la partie de détermination de la détérioration et les étapes 220 et 222 correspondent à la partie de forçage de correction du rapport air-carburant.
En outre, dans le quatrième mode de réalisation exemplaire, le premier capteur d'oxygène 38 correspond au premier capteur d'oxygène. L'étape 112 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de l'état d'oxygène stocké maximal. L'étape 116 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de l'état d'oxygène stocké minimal. Les étapes 82 à 90 qui sont réalisées par l'ECU 42 correspondent à la partie enrichissement forcé et à la partie appauvrissement forcé. L'étape 132 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de capacité de stockage d'oxygène.
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L'étape 154 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détermination de détérioration. L'étape 131 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détermination d'état approprié. Les étapes 220 et 222 qui sont réalisées par'l'ECU 42 correspondent à la partie de forçage de correction des rapports air-carburant.
Cinquième mode de réalisation exemplaire
On décrira ensuite un cinquième mode de réalisation exemplaire de l'invention en se référant à la figure 10.
Sur la figure, les éléments du cinquième mode de réalisation exemplaire qui sont identiques à ceux du premier mode de réalisation exemplaire sont représentés par des références numériques identiques à celles représentées dans le premier mode de réalisation exemplaire, et leur explication redondante sera omise. L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au cinquième mode de réalisation exemplaire est le même que tous les appareils des premier à quatrième modes de réalisation exemplaires, à l'exception que 11 ECU 42 exécute le sousprogramme représenté sur la figure 10 au lieu des sousprogrammes précédemment mentionnés représentés sur les figures 5,7, 8 ou 9.
Le sous-programme représenté sur la figure 10 est le même que le sous-programme représenté sur la figure 8 qui est exécuté dans le troisième mode de réalisation exemplaire, à l'exception que les processus des étapes 200 et 222 sont réalisés après l'étape 131. Les processus des étapes 200 et 222 sont les mêmes que les processus réalisés dans le quatrième mode de réalisation exemplaire.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 10, un traitement initial afin de détecter la capacité de stockage d'oxygène OSC peut être lancé après que l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 ait été ajusté à 11 état
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approprié, exactement comme lorsque le sous-programme représenté sur la figure 9 est exécuté. Ensuite, si le catalyseur côté aval 34 est dans un état inapproprié avant que la capacité de stockage d'oxygène OSC ait été détectée le nombre de fois. prédéterminé No, la détection de la capacité de stockage d'oxygène OSC continue alors que le catalyseur côté aval 34 est ramené à l'état approprié avec presque aucun gaz d'échappement non purifié circulant dans l'atmosphère. En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur de ce mode de réalisation exemplaire permet que la détérioration du catalyseur côté amont 32 soit détectée avec précision et en un temps court sans perdre les bonnes caractéristiques d'émission d'échappement, exactement comme dans le quatrième mode de réalisation exemplaire.
Conformément au cinquième mode de réalisation exemplaire, à l'étape 222, le rapport air-carburant cible pour la commande de réglage riche et le rapport aircarburant cible pour la commande de réglage pauvre sont corrigés. Toutefois, les paramètres corrigés à l'étape 222 ne sont pas limités à cela. Par exemple, à l'étape 222, le temps à partir du moment où le premier capteur d'oxygène 38 a généré une sortie riche ou une sortie pauvre jusqu'à ce que le rapport air-carburant du mélange s'inverse peut être corrigé, exactement comme on l'a décrit dans le quatrième mode de réalisation exemplaire.
De plus, conformément au cinquième mode de réalisation exemplaire, la détection de la capacité de stockage d'oxygène initiale OSC commence après que l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 ait été ajusté à un état approprié. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à cela. Par exemple, lorsque le catalyseur côté aval 34 est dans un état inapproprié au moment où la capacité de stockage
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d'oxygène initiale OSC doit être détectée, les paramètres de la commande de réglage riche et de la commande de réglage pauvre peuvent également être corrigés à ce moment (au moment où la capacité de stockage d'oxygène initiale OSC doit être détectée).
Dans le cinquième mode de réalisation exemplaire, l'étape 210 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de répétition de commande. L'étape 214 correspond à la partie de détermination de détérioration et les étapes 220 et 222 correspondent toutes les deux à la partie de forçage de correction du rapport air-carburant.
En outre, dans le cinquième mode de réalisation exemplaire, le premier capteur d'oxygène 38 correspond au premier capteur d'oxygène. L'étape 112 qui est exécutée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection d'état d'oxygène stocké maximal. L'étape 116 qui est exécutée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection d'état d'oxygène stocké minimal. Les étapes 82 à 90 qui sont exécutées par l'ECU 42 correspondent à la partie enrichissement forcé et à la partie appauvrissement forcé.
L'étape 132 qui est exécutée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de capacité de stockage d'oxygène.
L'étape 214 qui est exécutée par l'ECU 42 correspond à la partie de détermination de la détérioration. L'étape 131 qui est exécutée par l'ECU 42 correspond à la partie de détermination d'état approprié. Les étapes 220 et 222 qui sont exécutées par l'ECU 42 correspondent toutes deux à la partie de forçage des corrections de rapport air-carburant.
Sixième mode de réalisation exemplaire
On décrira ensuite un sixième mode de réalisation exemplaire de l'invention en se référant à la figure 11. Sur la figure, les éléments du sixième mode de réalisation exemplaire qui sont identiques à ceux du premier mode de
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réalisation exemplaire sont représentés par des références numériques identiques à celles qui sont représentées dans le premier mode de réalisation exemplaire, et leur explication redondante sera omise. L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au sixième mode de réalisation exemplaire présente une construction dans laquelle le deuxième capteur d'oxygène 40 est éliminé de la configuration du système représentée sur la figure 1. Ceci peut être accompli en faisant exécuter à l'ECU 42 le sousprogramme représenté sur la figure 11 en plus du sousprogramme exécuté dans l'un quelconque des premier à cinquième modes de réalisation exemplaires ci-dessus.
Dans les premier à cinquième modes de réalisation exemplaires, il est déterminé par l'ECU 42 si l'état d'oxygène stocké du catalyseur côté aval 34 est approprié sur la base de la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40 (voir l'étape 131). A l'opposé, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au sixième mode de réalisation exemplaire estime la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur côté aval 34 conformément à une règle prédéterminée puis détermine si le catalyseur côté aval 34 est dans l'état approprié sur la base de cette valeur estimée.
La figure 11 est un organigramme d'un sous-programme exécuté par l'ECU 42 pour réaliser la fonction mentionnée ci-dessus. Dans le sous-programme représenté sur la figure 11, la température de catalyseur du catalyseur côté aval 34 est tout d'abord détectée (étape 302).
La température de catalyseur du catalyseur côté aval 34 peut être réellement mesurée en ajoutant un capteur de température de catalyseur au catalyseur côté aval 34. La température de catalyseur du catalyseur côté aval 34 peut également être détectée conformément à une carte
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préalablement préparée ou à une expression mathématique basée sur le calage d'allumage, le rapport air-carburant A/F du mélange, la quantité d'air d'admission Ga, la vitesse du véhicule SPD, la température d'air d'admission THA, et analogues. A l'étape 302, la température de catalyseur est détectée conformément à ces procédés.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 11, il est déterminé si le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche, c'est-à-dire, si les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent dans le catalyseur côté aval 34 (étape 302).
Lorsqu'il est déterminé que le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie riche, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM de l'oxygène stocké dans le catalyseur côté aval 34 diminue conformément à une règle prédéterminée (étape 304).
Un modèle bien connu destiné à estimer la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM, par exemple, peut être utilisé comme règle prédéterminée. De même, plus exactement, le processus de l'étape 304 peut être exécuté après avoir remplacé le premier capteur d'oxygène 38 par un capteur de rapport air-carburant ou un capteur HC.'C'est-àdire, dans ce cas, qu'il est possible de calculer la quantité d'évacuation d'oxygène par unité de temps sur la base de la sortie du capteur de rapport air-carburant ou du capteur HC et de la quantité d'air d'admission Ga. Ensuite, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM peut être mise à jour de manière appropriée en soustrayant cette valeur calculée de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM au moment du cycle de traitement le plus récent.
Pendant le sous-programme représenté sur la figure 11, lorsqu'il est déterminé à l'étape 302 que le premier
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capteur d'oxygène 38 ne génère pas de sortie riche, il est ensuite déterminé si le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre (étape 306).
Lorsqu'il est déterminé que le premier capteur d'oxygène 38 génère une sortie pauvre, il est de plus déterminé si une coupure de carburant est réalisée (étape 308).
Ensuite, lorsqu'il est déterminé qu'une coupure de carburant n'est pas exécutée, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM de l'oxygène stocké dans le catalyseur côté aval 34 est augmentée conformément à une règle usuelle (étape 310).
A l'inverse, lorsqu'il est déterminé qu'une coupure de carburant est réalisée, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM de l'oxygène stocké dans le catalyseur côté aval 34 est augmentée conformément à une règle dans laquelle on suppose qu'une coupure de carburant est réalisée (étape 312).
Les processus des étapes 310 et 312 peuvent être réalisés en utilisant un modèle bien connu, exactement comme à l'étape 304 ci-dessus. Ces processus peuvent également être réalisés en calculant la quantité d'oxygène stockée par unité de temps après que le premier capteur d'oxygène 38 ait été changé pour un capteur de rapport aircarburant ou un capteur HC, puis en ajoutant cette valeur calculée à la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM pendant le cycle de traitement le plus récent.
Lorsqu'une coupure de carburant est réalisée, de l'air circule à travers le passage d'échappement 14 d'une manière telle que la quantité d'oxygène stocké par unité de temps est supérieure pendant le fonctionnement normal. En conséquence, conformément à ce mode de réalisation exemplaire, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène
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02SUM est mise à jour tout en faisant la différence entre le moment où une coupure de carburant est réalisée et le moment où une coupure de carburant n'est pas réalisée, comme on l'a décrit ci-dessus. En conséquence, le système conformément à ce mode de réalisation exemplaire est capable d'estimer avec précision la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur côté aval 34.
Dans le sous-programme représenté sur la figure 11, lorsqu'il est déterminé à l'étape 306 que le premier capteur d'oxygène 38 ne génère pas une sortie pauvre, il peut être déterminé que les gaz d'échappement qui comportent soit un excès, soit un manque d'oxygène circulent dans le catalyseur côté aval 34. Dans ce cas, du fait qu'il n'y a pas d'augmentation ou de diminution importante générée dans la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM, le processus de mise à jour de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est omis.
Lorsque la série de processus décrits ci-dessus se termine, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur côté aval 34 est ensuite lue (étape 314).
Ensuite, il est déterminé si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est une quantité appropriée d'oxygène stocké pour le catalyseur côté aval 34. Plus spécifiquement, il est déterminé si le catalyseur côté aval 34 est dans un état dans lequel il peut purifier de manière appropriée les gaz d'échappement comportant soit un excès, soit un manque d'oxygène qui circulent dans le catalyseur côté aval 34 au moyen de la détection de la détérioration du catalyseur côté amont 32 (étape 316).
Si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est oui ou non une quantité stockée appropriée doit
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être déterminé par sa relation à la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté aval 34. Ici, la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté aval 34 change conformément à la température du catalyseur. En conséquence, la'capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté aval 34 est tout d'abord estimée sur la base de la température de catalyseur détectée à l'étape 300. Ensuite, après que la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté aval 34 ait été estimée, il est déterminé si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM lue à l'étape 314 est égale ou supérieure à une première valeur d'intégration suffisante pour purifier les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène qui peuvent circuler du catalyseur côté aval 34. Il est de plus déterminé si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM lue à l'étape 314 est égale ou inférieure à une deuxième valeur d'intégration qui peut purifier les gaz d'échappement présentant un excès d'oxygène qui peuvent circuler du catalyseur côté aval 34.
Lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur côté aval 34 est appropriée, il est déterminé que le catalyseur côté aval 34'est dans l'état approprié (étape 318).
A l'inverse, lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur côté aval 34 et inappropriée, il est déterminé que le catalyseur côté aval 34 n'est pas dans l'état approprié (étape 320).
Comme on l'a décrit ci-dessus, conformément au sousprogramme représenté sur la figure 11, il est possible de déterminer si le catalyseur côté aval 34 est dans l'état approprié sans utiliser la sortie du deuxième capteur d'oxygène 40. En conséquence, l'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément au sixième mode de
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réalisation exemplaire est capable de réaliser la même fonction que les appareils des premier à cinquième modes de réalisation exemplaires, malgré le fait qu'il n'est pas prévu de deuxième capteur d'oxygène 40.
Dans le sixième mode de réalisation exemplaire cidessus, les étapes 302 à 312, qui sont réalisées par l'ECU 42, correspondent à la première partie d'estimation et à la partie de détection de quantité d'intégration d'oxygène stocké, et l'étape 316 correspond à la partie de détermination.
De plus, dans le sixième mode de réalisation exemplaire, l'étape 308 qui est réalisée par l'ECU 42 correspond à la partie de détection de coupure de carburant et l'étape 312 correspond à la deuxième partie d'estimation.
Septième mode de réalisation exemplaire
Ensuite, la configuration d'un moteur à combustion interne (moteur) qui est muni d'un appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à un septième mode de réalisation exemplaire de l'invention, de même que l'opération de stockage d'oxygène du catalyseur, seront décrites.
La figure 12 est un schéma synoptique sous forme de blocs d'un moteur à combustion interne comportant un appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à un septième mode de réalisation exemplaire.
L'appareil de détection de détérioration de catalyseur conformément à ce mode de réalisation exemplaire purifie les gaz d'échappement d'un moteur 401, qui est un moteur à combustion interne. Le moteur 401 est un moteur comportant plusieurs cylindres, mais la figure représente la section transversale d'un seul de ces cylindres. En se référant à la figure 12, le moteur 401 génère une force d'entraînement
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en brûlant les mélanges à l'intérieur de chaque cylindre 403 en utilisant une bougie d'allumage 402. Pendant la combustion dans le moteur 401, l'air aspiré de l'extérieur traverse le passage d'admission 404 et se mélange avec le carburant injecté à partir d'un injecteur 405 d'une manière telle qu'ils sont aspirés dans le cylindre 403 ensemble en tant que mélange. Le passage d'admission 404 et la partie interne du cylindre 403 sont connectés et déconnectés par l'ouverture et la fermeture d'une soupape d'admission 406.
Le mélange qui est brûlé dans la partie interne du cylindre 403 est ensuite évacué dans un passage d'échappement 407 sous forme de gaz d'échappement. Le passage d'échappement 407 et la partie interne du cylindre 403 sont connectés et déconnectés par l'ouverture et la fermeture d'une soupape d'échappement 408.
Un papillon des gaz 409 qui ajuste la quantité d'air d'admission aspiré dans le cylindre 403 est disposé dans le passage d'admission 404. Un capteur de position de papillon 410 qui détecte l'ouverture du papillon des gaz 409 est connecté au papillon des gaz 409. De plus, le papillon des gaz 409 est également connecté à un moteur de papillon 411 qui délivre une force d'entraînement qui ouvre et'ferme le papillon des gaz 409. Un capteur de position d'accélérateur 412 qui détecte une quantité d'actionnement (ouverture d'accélérateur) d'une pédale d'accélérateur est également disposée près du papillon des gaz 409. C'est-à-dire, dans ce cas, qu'un procédé de papillon commandé électroniquement qui commande de façon électronique l'ouverture du papillon des gaz 409 est utilisé. De plus, un débitmètre d'air 413 destiné à détecter la quantité d'air d'admission est également monté dans le passage d'admission 404.
Un capteur de position de vilebrequin 414 qui détecte la position d'un vilebrequin est monté près du vilebrequin
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du moteur 401. La position d'un piston 415 à l'intérieur du cylindre 403, de même qu'une vitesse de rotation du moteur Ne peuvent également être obtenues à partir de la sortie du capteur de position de vilebrequin 414. De plus, un capteur de détonation 416 qui détecte la détonation du moteur 401 et un capteur de température d'eau 417 qui détecte une température d'eau de refroidissement sont montés dans le moteur 401.
Un catalyseur 419 est disposé dans le passage d'échappement 407. Une pluralité de ces catalyseurs peut également être prévue dans le passage d'échappement, auquel cas la pluralité peut être prévue en série ou en parallèle dans une partie d'embranchement. Par exemple, dans un moteur à quatre cylindres, un catalyseur peut être placé à l'endroit où les tuyaux provenant de deux cylindres se rejoignent et un autre catalyseur peut être placé à l'endroit où les tuyaux d'échappement provenant des deux cylindres restants se rejoignent. Dans ce mode de réalisation exemplaire, un catalyseur 419 est disposé du côté aval de l'endroit où les tuyaux d'échappement de chacun des cylindres 403 se rejoignent.
La bougie d'allumage 402, l'injecteur 405, le capteur de position de papillon 410, le moteur de papillon 411, le capteur de position d'accélérateur 412, le débitmètre d'air 413, le capteur de position de vilebrequin 414, le capteur de détonation 416, le capteur de température d'eau 417 et d'autres capteurs sont tous connectés à une unité de commande électronique (ECU) 418 qui commande de façon générale le moteur 401. Ces capteurs sont tous commandés sur la base de signaux provenant de l'ECU 418, et les résultats des détections provenant de ces capteurs sont envoyés à l'ECU 418. Un capteur de température de catalyseur 421 qui mesure la température du catalyseur 419
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disposé dans le passage d'échappement 407 et une soupape de commande de purge 424 qui purge le passage d'admission 404 de carburant évaporé dans un réservoir de carburant capturé par un absorbeur de vapeur de carburant 423 sont également connectés à l'ECU 418.
De plus, un capteur de rapport air-carburant côté amont 425 qui est prévu du côté amont du catalyseur 419 et un capteur de rapport air-carburant côté aval 426 qui est prévu du côté aval du catalyseur 419 sont également connectés à l'ECU 418. Le capteur de rapport air-carburant côté amont 425 détecte un rapport air-carburant d'échappement à partir de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement à l'endroit où il est placé, et le capteur de rapport air-carburant côté aval 426 détecte le rapport air-carburant d'échappement à partir de la concentration en oxygène dans les gaz d'échappement à l'endroit où il est placé. En tant que capteur de rapport air-carburant côté amont 425 et capteur de rapport aircarburant côté aval 426, un capteur de rapport aircarburant linéaire est utilisé pour détecter linéairement le rapport air-carburant d'échappement et un capteur d'oxygène est utilisé pour détecter le rapport aircarburant d'échappement en mode tout-ou-rien. De même, du fait que le capteur de rapport air-carburant côté amont 425 et le capteur de rapport air-carburant côté aval 426 sont incapables de détecter avec précision le rapport aircarburant jusqu'à ce qu'il soit au-dessus d'une certaine température (température d'activation), le capteur de rapport air-carburant côté amont 425 et le capteur de rapport air-carburant côté aval 426 sont réchauffés par de l'énergie délivrée via l'ECU 418 de sorte que leur température s'élève rapidement à la température d'activation.
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L'ECU 418 comprend dans sa partie interne une CPU (unité centrale de traitement) qui réalise des calculs, une RAM (mémoire vive) qui mémorise divers types d'informations tels que les résultats de calcul, une mémoire vive de secours qui mémorise ces informations mémorisées avec une batterie et une ROM (mémoire morte) dans laquelle sont mémorisés la totalité des programmes de commande et analogues.
L'ECU 418 calcule la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur 419 et commande le moteur 401 sur la base du rapport air-carburant d'échappement et de la quantité calculée d'oxygène stocké et analogues. L'ECU 418 réalise également diverses autres fonctions telles que le calcul de la quantité d'injection de carburant devant être injecté par l'injecteur 405, la commande du calage d'allumage de la bougie d'allumage 402, et la réalisation de corrections de modèles, que l'on décrira plus tard, de même que les diagnostics de capteurs.
Dans ce qui suit, on décrira la détection (l'estimation) de la quantité d'oxygène stocké et de la capacité de stockage d'oxygène.
Le catalyseur utilisé comporte un composant d'oxyde de cérium (Ce02) et analogues et possède une propriété qui stocke et évacue l'oxygène dans les gaz d'échappement en plus d'une propriété qui oxyde et réduit les composants devant être purifiés dans les gaz d'échappement.
Dans le septième mode de réalisation exemplaire, la valeur cible pour la quantité d'oxygène stocké du catalyseur est fixée de façon à être capable de traiter les cas dans lesquels le rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur devient riche ou pauvre. La quantité d'oxygène stocké est commandée de façon à correspondre à cette même valeur cible. Avec
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cette même commande, la quantité d'oxygène devant être stockée par le catalyseur 419 est estimée, et la capacité de stockage d'oxygène (qu'on appelle également quantité d'oxygène pouvant être stocké ou quantité de stockage d'oxygène maximale'ou analogues) est également estimée en utilisant l'historique de cette quantité estimée d'oxygène stocké.
La figure 13 montre le changement dans le temps de chaque quantité de commande se rapportant à l'estimation de la quantité d'oxygène stocké du catalyseur 419. La quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est obtenue en estimant la quantité d'oxygène stocké 02AD de l'oxygène stocké dans le catalyseur 419 (ou évacué du catalyseur 419), d'après la différence AAF = (AF-AFst) entre le rapport air-carburant d'échappement AF détecté par le capteur de rapport air-carburant côté amont 425 qui est disposé du côté amont du catalyseur 419 et le rapport aircarburant stoechiométrique AFst, puis intègre cette quantité d'oxygène stocké 02AD. Le calcul de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM sera décrit en se référant à la figure à l'organigramme représenté sur la figure 14.
Tout d'abord, le rapport air-carburant d'échappement AF des gaz d'échappement qui circulent dans le catalyseur 419 est détecté par le capteur de rapport air-carburant côté amont 425 et la différence AAF = (AF-AFst) entre ce rapport air-carburant d'échappement AF et le rapport aircarburant stoechiométrique AFst est obtenu par l'ECU 418. Dans l'intervalle, le débitmètre d'air 413 détecte la quantité d'air d'admission Ga et la quantité d'oxygène stocké 02AD de l'oxygène stocké dans le catalyseur 419 ou évacué de celui-ci est calculée d'après cette quantité d'air d'admission Ga et d'après la différence de rapport
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air-carburant d'échappement AAF (étape 500). Le calcul de la quantité d'oxygène stocké 02AD peut également être obtenu à partir d'une carte à l'intérieur de l'ECU 418 ou en utilisant une expression mathématique mémorisée dans l'ECU 418.
Par rapport au rapport air-carburant d'échappement des gaz circulant hors du catalyseur 419, après l'étape 500, il est déterminé si l'indicateur pauvre Xlean est à ON et si la quantité calculée d'oxygène stocké 02AD est une valeur positive (étape 510). Lorsque le rapport air-carburant d'échappement détecté par le capteur de rapport air-carburant côté aval 426 qui est disposé au côté aval du catalyseur 419 est pauvre, l'indicateur pauvre Xlean est à ON. Lorsque le rapport aircarburant d'échappement détecté par ce capteur de rapport aircarburant côté aval 426 est riche, l'indicateur riche Xrich est activé.
Lorsque l'indicateur pauvre Xlean est activé à l'étape 510, cela signifie que le rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement circulant hors du catalyseur 419 est pauvre, ainsi, il existe un surplus d'oxygène. De plus, lorsque la quantité d'oxygène stocké 02AD est une valeur positive, on peut dire que les gaz d'échappement circulant dans le catalyseur 419 contiennent de l'oxygène qui pourrait être stocké dans le catalyseur 419. En conséquence, lorsque la détermination à l'étape 510 est OUI, sans tenir compte du fait que les gaz d'échappement circulant dans le catalyseur 419 contiennent de l'oxygène qui pourrait être stocké dans le catalyseur 419, le catalyseur 419 contient déjà autant d'oxygène qu'il peut en stocker, et ainsi, il est incapable de stocker davantage d'oxygène.
En conséquence, lorsque la détermination de l'étape 510 est OUI, le sous-programme se termine tel quel et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur 419 n'est
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pas mise à jour. Si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM devait être mise à jour lorsque la détermination à l'étape 510 est OUI, la CPU aurait déterminé que l'oxygène, qui en réalité ne pouvait pas être stocké, était stocké, donc la mise à jour de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM de cette manière est interdite. Lorsque la détermination à l'étape 510 est NON, il est ensuite déterminé si l'indicateur riche Xrich est à ON et si la quantité d'oxygène stocké calculée 02AD est une valeur négative (étape 520).
Lorsque l'indicateur riche Xrich est à ON, cela signifie que le rapport air-carburant d'échappement des gaz circulant hors du catalyseur 419 est riche et qu'il existe un manque d'oxygène. De même, lorsque la quantité d'oxygène stocké 02AD est une valeur négative, on peut dire que le rapport air-carburant d'échappement des gaz circulant dans le catalyseur 419 est riche et que le catalyseur devrait évacuer l'oxygène stocké dans celui-ci pour purifier les gaz d'échappement. En conséquence, lorsque la détermination à l'étape 520 est OUI, sans tenir compte du fait que les gaz circulant dans le catalyseur 419 sont purifiés par l'oxygène évacué du catalyseur 419, le catalyseur 419 a déjà évacué la totalité de son oxygène et ne peut donc plus évacuer davantage d'oxygène.
En conséquence, lorsque la détermination à l'étape 520 est OUI, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur 419 n'est pas mise à jour par la suite. Si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM était mise à jour lorsque la détermination à l'étape 520 était OUI, la CPU déterminerait que l'oxygène, qui en réalité ne pouvait plus être évacué, était évacué, donc la mise à jour de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM de cette manière est interdite. Lorsque la détermination à l'étape 520 est NON, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est mise à jour en utilisant la quantité d'oxygène stocké calculé 02AD du
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fait que le catalyseur 419 n'est ni i) dans un état dans lequel, malgré le fait qu'il existe de l'oxygène pouvant être stocké contenu dans les gaz d'échappement circulant dans le catalyseur 419, le catalyseur 419 contient déjà autant d'oxygène qu'il peut en stocker, ni ii) dans un état dans lequel, malgré le fait que de l'oxygène devrait être évacué dans les gaz d'échappement circulant dans le catalyseur 419, le catalyseur 419 a déjà évacué la totalité de son oxygène (étape 530).
* De cette manière, en mettant à jour la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM en utilisant la quantité d'oxygène stocké 02AD (à l'exception du cas où la détermination est OUI à l'étape 510 ou 520, auquel cas la mise à jour est interdite) la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur 419 peut toujours être estimée avec précision.
L'historique de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM générée de cette manière est représenté dans la partie supérieure du chronogramme de la figure 13. La quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM qui est successivement mise à jour est ensuite mémorisée séquentiellement dans l'ECU 418.
Ensuite, le calcul de la valeur limite supérieure 02SUMmax et de la valeur limite inférieure 02SUMmin de la'quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM et de la capacité de stockage d'oxygène sera décrit en se référant à l'organigramme représenté sur la figure 15. La valeur limite supérieure 02SUMmax et la valeur limite inférieure 02SUMmin correspondent à l'état d'oxygène stocké maximal et à l'état d'oxygène stocké minimal, respectivement.
Il est tout d'abord déterminé si une tension de sortie V02 du capteur de rapport air-carburant côté aval 426 se situe audessous d'un seuil côté pauvre préétabli Vlean (plus spécifiquement, 0,3 V dans ce cas) (étape 600). Ceci est représenté dans la partie inférieure du chronogramme de la
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figure 13. Lorsque la tension de sortie V02 se situe au-dessous du seuil côté pauvre Vlean, cela signifie que le catalyseur 419 a stocké de l'oxygène jusqu'à la limite de sa capacité de stockage d'oxygène de sorte que l'on peut dire qu'il n'est plus possible de stocker d'oxygène- dans le catalyseur 419. En conséquence, lorsque la détermination à l'étape 600 est OUI, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est déterminée avoir atteint sa limite supérieure et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à ce moment est mémorisée dans l'ECU 418 comme valeur limite supérieure 02SUMmax. De même, par rapport aux indicateurs indiquant l'état du rapport air-carburant d'échappement du côté aval du catalyseur 419, l'indicateur pauvre Xlean est établi à ON et l'indicateur riche Xrich est établi à OFF (étape 610).
Lorsque la détermination à l'étape 600 est NON, il est déterminé si la tension de sortie V02 du capteur de rapport aircarburant côté aval 426 dépasse un seuil côté riche préétabli Vrich (plus spécifiquement, 0,7V dans ce cas) (étape 620).
Lorsque la tension de sortie V02 dépasse le seuil côté riche Vrich, cela signifie que le catalyseur 419 a évacué la totalité de son oxygène stocké, de sorte que l'on peut dire que le catalyseur 419 n'est plus capable d'évacuer davantage d'oxygène.
En conséquence, lorsque la détermination de l'étape 620 est OUI, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est déterminée avoir atteint sa limite inférieure et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à ce moment est mémorisée dans l'ECU 418 comme valeur limite inférieure 02SUMmin.
De même, par rapport aux indicateurs indiquant l'état du rapport air-carburant d'échappement côté aval du catalyseur 419, l'indicateur pauvre Xlean est établi à OFF et l'indicateur riche Xrich est établi à ON (étape 630).
Lorsque la détermination à l'étape 220 est NON, la tension de sortie V02 du capteur de rapport air-carburant côté aval 426
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se situe entre le seuil côté pauvre Vlean et le seuil côté riche Vrich (Vlean < V02 : : ; Vrich). En conséquence, le rapport aircarburant d'échappement des gaz d'échappement circulant hors du catalyseur 419 n'est ni riche, ni pauvre, mais est pris comme proche du rapport air-carburant stcechiométrique. Dans ce cas, à la fois l'indicateur pauvre Xlean et l'indicateur riche Xrich sont établis à OFF (étape 640).
Comme on l'a décrit ci-dessus, l'historique de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est successivement mise à jour et la valeur limite supérieure 02SUMmax et la valeur limite inférieure 02SUMmin sont mises à jour à partir de cet historique et de la sortie du capteur de rapport air-carburant côté aval 426. En conséquence, la limite maximale de la quantité d'oxygène pouvant être stocké dans le catalyseur 419 (capacité de stockage d'oxygène) peut être obtenue en prenant la différence de la valeur limite supérieure 02SUMmax moins la valeur limite inférieure 02SUMmin (c'est-à-dire, 02SUMmax-02SUMmin). La capacité de stockage d'oxygène (02SUMmax-02SUMmin) du catalyseur 419 varie selon l'état (c'est-à-dire, la température et l'état de détérioration et analogues) du catalyseur 419, mais est mise à jour par la mise à jour constante de la valeur limite supérieure 02SUMmax et de la valeur limite inférieure 02SUMmin.
Ici, une valeur de référence 02SUMref= (02SUMmax+02SUMmin)/2 de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est établie à partir de la valeur limite supérieure précédemment mentionnée 02SUMmax et de la valeur limite inférieure précédemment mentionnée 02SUMmin. Un coefficient de correction KAF de la quantité d'injection de carburant est déterminé à partir de cette valeur de référence 02SUMmax sur la base d'une carte mémorisée dans l'ECU 418, puis appliquée à la commande de rapport air-carburant. Plus spécifiquement, une quantité d'injection de carburant (ou le temps pendant lequel la soupape de l'injecteur 405 est ouverte pour l'injection du carburant) TAU
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est corrigée conformément à l'équation suivante. TAU = TAUP x KAF x oc.
Ici, TAUP est la quantité d'injection de carburant de base obtenue à partir de la quantité d'air d'admission Ga et de la vitesse de rotation'du moteur Ne. La quantité d'injection de carburant finale TAU est déterminée en corrigeant cette quantité d'injection de carburant de base TAUP avec le coefficient de correction KAF et d'autres divers coefficients de correction a et Comme exemples de ces autres coefficients de correction a et un coefficient de rétroaction de rapport air-carburant FAF est bien connu. Le rapport air-carburant d'admission du moteur 401 est commandé en commandant cette quantité d'injection de carburant TAU. Une explication détaillée de divers coefficients de correction a et P autres que le coefficient de correction KAF sera omise. La commande par rétroaction telle que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM du catalyseur 419 devient égale à la valeur de référence 02SUMref, est réalisée en corrigeant la quantité d'injection de carburant en utilisant le coefficient de correction KAF, comme on l'a décrit ci-dessus.
Dans ce mode de réalisation exemplaire, lorsque la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur 419 est sur le point d'être activement détectée, la commande d'oscillation du rapport aircarburant est réalisée d'une manière telle que le rapport aircarburant d'échappement des gaz d'échappement circulant dans le catalyseur 419 oscille alternativement vers le côté riche et vers le côté pauvre, et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est activement augmentée et diminuée. Lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est augmentée et diminuée de cette manière, il est possible de détecter la valeur limite supérieure 02SUMmax et la valeur limite inférieure 02SUMmin plus tôt, de telle sorte qu'une détection précise et plus précoce de la capacité de stockage d'oxygène puisse être réalisée. Pendant cette commande d'oscillation de rapport air-
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carburant, la commande par la valeur de référence 02SUMref de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est temporairement arrêtée.
Toutefois, lorsque la capacité de stockage d'oxygène est sur le point d'être détectée (mise à jour), il est possible que la performance de purification d'échappement puisse être dégradée par l'état de stockage d'oxygène du catalyseur 419 à ce moment.
Par exemple, lorsque le catalyseur 419 stocke de l'oxygène jusqu'au moment où il est presque saturé à sa limite supérieure, lorsque le catalyseur 419 commence à détecter la valeur limite supérieure 02SUMmax et que le rapport air-carburant d'échappement est commandé vers le côté pauvre, la valeur limite supérieure 02SUMmax est bientôt atteinte et la purification des échappements peut ne pas être réalisée suffisamment jusqu'à ce qu'il soit commandé vers le côté inverse (du côté de la valeur limite inférieure 02SUMmin). Il est également possible que lorsqu'il n'y a presque pas d'oxygène stocké dans le catalyseur 419, lorsque le catalyseur 419 commence à détecter la valeur limite inférieure 02SUMmin et que le rapport air-carburant d'échappement est commandé vers le côté riche, la valeur limite inférieure 02SUMmin est atteinte rapidement et la purification des échappements peut ne pas être réalisée suffisamment jusqu'à ce que cette commande soit inversée (vers le côté de la valeur limite supérieure 02SUMmax), d'une manière telle que la performance de purification des échappements puisse temporairement se détériorer de la même manière.
En conséquence, ce mode de réalisation exemplaire est tel que la commande destinée à détecter la capacité de stockage d'oxygène est autorisée lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée. Cette plage prédéterminée est établie comme une plage dans laquelle il n'y a pas de crainte que le taux de purification d'échappement ne se détériore même si la commande de
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détection de capacité de stockage d'oxygène est réalisée. De plus, la variation (ou le taux de changement) de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est également considérée à ce moment de même que le fait que la variation soit égale ou inférieure à une valeur prédéterminée est établie comme une condition destinée à permettre la commande de détection.
Lorsque la variation ou le taux de changement est important, cela signifie que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM change activement. Si la commande de détection de la capacité de stockage d'oxygène était réalisée, la valeur limite supérieure 02SUMmax ou la valeur limite inférieure 02SUMmin seraient presque atteintes et immédiatement après, les échappements ne pourraient pas être suffisamment purifiés. C'est- à-dire que la valeur prédéterminée précédemment mentionnée est établie comme une limite supérieure à laquelle on ne craint pas d'empirer le taux de purification d'échappement même si la commande de détection de la capacité de stockage d'oxygène est réalisée.
De plus, conformément à ce mode de réalisation exemplaire, lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM ne se situe pas à l'intérieur de la plage prédéterminée, la commande est réalisée de façon à l'amener activement dans la plage prédéterminée. En outre, même lorsque la variation de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM n'est pas égale ou inférieure à la valeur prédéterminée, la commande est réalisée pour amener cette variation égale ou inférieure à la valeur prédéterminée. La figure 16 montre un organigramme de mode de réalisation exemplaire. L'organigramme représenté sur la figure 16 est réalisé de manière répétée à des intervalles de temps prédéterminés (par exemple, toutes les quelques secondes).
Tout d'abord, il est déterminé s'il y a eu une demande de calculer activement (de mettre à jour) la capacité de stockage d'oxygène (étape 700). La demande de calcul peut être délivrée en
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sortie à des intervalles de temps prédéterminés ou à des intervalles de distance entraînés prédéterminés, par exemple. La demande de calcul peut également être délivrée en sortie lorsque l'état d'entraînement du moteur à combustion interne a atteint un état prédéterminé. L'étape 700 est une étape destinée à contrôler si la demande de calcul a été délivrée en sortie. Lorsque la détermination à l'étape 700 est NON, cette commande se termine temporairement et est réalisée à nouveau à partir de l'étape 700 pendant le prochain cycle du sous-programme.
A l'inverse, si la détermination à l'étape 700 est OUI, c'est-à-dire, lorsqu'une demande de calcul est délivrée en sortie, il est déterminé si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à ce moment se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée entre une valeur limite inférieure SUML et valeur limite supérieure SUMU (étape 710). La quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est constamment mise à jour (il existe également des cas, toutefois, dans lesquels la mise à jour est temporairement arrêtée) et il est déterminé ici si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur de la plage prédéterminée précédemment mentionnée. La valeur limite inférieure SUML et la valeur limite supérieure SUMU sont établies à un point intermédiaire dans une plage déterminée par la valeur limite supérieure 02SUMmax et la valeur limite inférieure 02SUMmin à ce moment (le moment auquel la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM a été mise à jour). Par exemple, lorsque la valeur limite supérieure 02SUMmax est établie à 100 et que la valeur limite inférieure 02SUMmin est établie à 0, la valeur limite supérieure SUMU est établie à 60 et la valeur limite inférieure SUML est établie à 40.
Lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe entre la valeur limite inférieure SUML et la valeur limite supérieure SUMU, il peut être déterminé que la détérioration de la purification d'échappement ne se produira pas
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(ou sera minimisée), même si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est augmentée et diminuée afin de calculer la capacité de stockage d'oxygène. Ici, la valeur limite inférieure SUML et la valeur limite supérieure SUMU sont établies comme valeurs variables. Toutefois, les deux valeurs (la valeur limite inférieure SUML et la valeur limite supérieure SUMU) peuvent également être établies comme valeurs fixes. Lorsque la détermination à l'étape 710 est NON, il est tout d'abord déterminé si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe au-dessus ou au-dessous de la plage prédéterminée afin de réaliser la commande pour ramener la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à l'intérieur de la plage prédéterminée. Plus spécifiquement, il est déterminé si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est supérieure à la valeur limite supérieure SUMU (étape 720).
Lorsque la détermination à l'étape 720 est OUI, le rapport air-carburant d'échappement est commandé pour être légèrement riche du fait que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe au-dessus de la plage prédéterminée, c'est-à-dire, une quantité suffisamment importante d'oxygène est stockée (étape 730). Après l'étape 730, le processus retourne à l'étape 710. en rendant le rapport air-carburant d'échappement légèrement riche, l'oxygène stocké dans le catalyseur 419 est consommé d'une manière telle que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM tombe en fin de compte à l'intérieur de la plage prédéterminée. A l'inverse, lorsque la détermination à l'étape 710 est NON, et de préférence, lorsque la détermination à l'étape suivante 720 est NON, le rapport air-carburant d'échappement est commandé pour être légèrement pauvre du fait que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe au-dessous de la plage prédéterminée, c'est-à-dire, la quantité d'oxygène stocké est faible (étape 740). Après l'étape 740, le processus retourne à l'étape 710. En rendant le rapport air-carburant
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d'échappement légèrement pauvre, l'oxygène est stocké dans le catalyseur 719 d'une manière telle que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM s'élève en fin de compte jusqu'à l'intérieur de la plage prédéterminée.
Lorsque la détermination à l'étape 710 est OUI, il est ensuite déterminé si la variation de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe dans une plage prédéterminée.
Ici, ceci est déterminé en utilisant la quantité d'oxygène stocké 02AD comme variation 02AD. C'est-à-dire qu'il est déterminé si la quantité d'oxygène stocké 02AD est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée 02ADU (étape 750). Lorsque la détermination à l'étape 750 est NON, le gain de la commande dans le but d'augmenter et de diminuer la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est diminué afin de réaliser la commande d'une manière telle que la variation 02AD devienne égale ou inférieure à la valeur prédéterminée 02ADU (étape 760). En diminuant le gain de commande, la variation 02AD de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM devient inférieure, et en fin de compte égale ou inférieure à la valeur prédéterminée 02ADU. Après l'étape 760, le processus retourne à l'étape 750. La valeur prédéterminée 02ADU peut être une valeur fixe ou peut être une valeur variable.
Comme variation de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM, la différence entre la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM avant un moment prédéterminé et la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à ce moment
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peut être calculée comme A02SUM et il peut être déterminé si cette valeur A02SUM est égale ou inférieure à une valeur limite supérieure prédéterminée A02SUMU. A l'inverse, lorsque l'étape 750 est OUI, il peut être déterminé que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur de la plage prédéterminée et que la variation 02AD de celle-ci est également égale ou inférieure à la valeur prédéterminée 02ADU. Dans ce
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cas, afin de détecter la capacité de stockage d'oxygène, la valeur limite supérieur 02SUMmax et la valeur limite inférieure 02SUMmin sont détectées au préalable en augmentant et diminuant activement la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM. La capacité de stockage d'oxygène est ensuite calculée à partir de celles-ci (étape 770). Après l'étape 770, on contrôle si le calcul de la capacité de stockage d'oxygène est terminé à l'étape 780. Lorsque le calcul de la capacité de stockage d'oxygène se termine, les commandes légèrement riche et légèrement pauvre précédemment mentionnées ou le gain de commande et analogues, sont ramenés à leur état d'origine d'une manière telle que la commande retourne à normal (étape 790).
Conformément à ce mode de réalisation exemplaire, il est déterminé avant de détecter la capacité de stockage d'oxygène si la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur de la plage prédéterminée et c'est seulement lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur de cette plage prédéterminée que la détection de la capacité de stockage d'oxygène est autorisée en augmentant et en diminuant la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM.
En conséquence, il est possible d'interdire la détérioration de la purification d'échappement au moment de la détection de la capacité de stockage d'oxygène. De plus, lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM ne se situe pas à l'intérieur de la plage prédéterminée, il est possible de réaliser la commande de façon à amener la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à l'intérieur de la plage prédéterminée et de réaliser au préalable la détection de la capacité de stockage d'oxygène tout en interdisant la détérioration de la purification d'échappement.
En outre, conformément à ce mode de réalisation exemplaire, il est déterminé avant de détecter la capacité de stockage d'oxygène, si la variation (taux de changement) de la quantité
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d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée, et c'est seulement lorsque cette variation (taux de changement) est égale ou inférieure à la valeur prédéterminée que la détection de la capacité de stockage'd 1 oxygène est autorisée en augmentant et en diminuant la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM.
En conséquence, il est possible d'interdire la détérioration de la purification d'échappement au moment de la détection de la capacité de stockage d'oxygène. De plus, lorsque la variation (taux de changement) de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM n'est pas égale ou inférieure à la valeur prédéterminée, il est possible de réaliser la commande de façon à amener la variation (taux de changement) de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM égale ou inférieure à la valeur prédéterminée et à réaliser au préalable la détection de la capacité de stockage d'oxygène tout en interdisant la détérioration de la purification d'échappement.
Dans le mode de réalisation exemplaire qui précède, le capteur côté amont 425 et le capteur de rapport air-carburant côté aval 426, de même que l'ECU 418 et analogues fonctionnent comme des parties de détection de quantité d'oxygène stocké et des parties de détection de capacité de stockage d'oxygène. De même, les parties de commande de rapport air-carburant telles que le débitmètre d'air 413 et l'injecteur 405, en plus du capteur de rapport air-carburant côté amont 425 et du capteur de rapport air-carburant côté aval 426, de même que l'ECU 418 et analogues fonctionnent comme les parties de commande de quantité d'oxygène stocké. De plus, l'ECU 418 et analogues fonctionnent comme la partie d'autorisation de démarrage de détection. Dans la commande qui précède, lorsque la détermination à l'étape 760 est NON, le processus retourne vers la droite avant l'étape 750. Toutefois, il peut également être fait pour retourner vers la droite avant l'étape 710.
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L'appareil de détection de détérioration de catalyseur de cette invention n'est pas limité au mode de réalisation exemplaire qui précède. Par exemple, dans le mode de réalisation exemplaire qui précède, l'historique de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM à un certain point dans le temps et mis à jour par rapport à une référence (02SUM = 0). En conséquence, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est capable d'être soit une valeur positive, soit une valeur négative. En variante, conformément à un autre mode de réalisation exemplaire, l'état dans lequel le catalyseur 419 a complètement évacué la totalité de son oxygène est détecté et ce point peut être fait la référence (quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM = 0). Dans ce cas, la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM est prise seulement comme valeur positive et seule la valeur limite supérieure 02SUMmax est établie. De cette manière, il est concevable que la commande puisse être réalisée seulement du côté de la valeur limite supérieure 02SUMmax, sans que la commande utilise à la fois la valeur limite supérieure 02SUMmax et la valeur limite inférieure 02SUMmin.
Huitième mode de réalisation exemplaire
De plus, conformément au mode de réalisation exemplaire qui précède, la commande de détection de capacité de stockage d'oxygène est autorisée lorsqu'à la fois la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur d'une plage déterminée et que la variation (taux de changement) de celle-ci est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée.
Toutefois, il est également possible de demander que seule l'une de ces deux conditions soit remplie pour autoriser la détection de la capacité de stockage d'oxygène. La figure 17 représente un organigramme dans le cas où la seule exigence pour permettre la détection est que la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM se situe à l'intérieur de la plage prédéterminée. Dans
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l'organigramme représenté sur la figure 17 également, lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM ne se situe pas à l'intérieur de la plage prédéterminée, elle est commandée de façon à être à l'intérieur de la plage prédéterminée. Les étapes dans l'organigramme représenté sur la figure 17 qui sont les mêmes que les étapes de l'organigramme représenté sur la figure 16 sont représentées par des références numériques identiques, de sorte que leur explication sera omise.
Neuvième mode de réalisation exemplaire
La figure 18 représente un organigramme dans le cas où la seule demande pour permettre la détection est que la variation (taux de changement) de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM soit égale ou inférieure à une valeur prédéterminée. Dans l'organigramme représenté sur la figure 8, de même, lorsque la variation (taux de changement) de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène 02SUM n'est pas égale ou inférieure à la valeur prédéterminée, elle est commandée de façon à devenir égale ou inférieure à la valeur prédéterminée.
Les étapes dans l'organigramme représenté sur la figure 18 qui sont les mêmes que les étapes de l'organigramme représenté sur la figure 16 sont représentées par des références numériques identiques, de sorte que leur explication est omise.
Les contrôleurs (par exemple, l'ECU 42 et l'ECU 418) du mode de réalisation illustré sont mis en oeuvre comme un ou plusieurs ordinateurs d'usage général programmés. L'homme de l'art appréciera que le contrôleur peut être mis en oeuvre en utilisant un circuit intégré spécialisé unique (par exemple, un ASIC) comportant une section de processeur principal ou central, pour la commande générale, au niveau du système, et des sections séparées dédiées à l'exécution de calculs spécifiques divers et différents, des fonctions et autres traitements sous la commande de la section de processeur central. Le contrôleur peut être une pluralité de circuits séparés dédiés ou intégrés programmables ou
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autres circuits électroniques ou dispositifs (par exemple, électronique câblée ou circuits logiques tels que des circuits à éléments discrets, ou des dispositifs logiques programmables, tels que des PLD, PLA, PAL ou analogues). Le contrôleur peut être mis en oeuvre en utilisant un ordinateur universel programmé approprié, par exemple, un microprocesseur, un microcontrôleur, ou autre dispositif processeur (CPU ou MPU) soit seul soit en liaison avec un ou plusieurs dispositifs de traitement de données et de signaux périphériques (par exemple, circuits intégrés). En général, tout dispositif ou ensemble de dispositifs sur lequel, une machine à l'état fini capable de mettre en oeuvre les procédures décrites ici peut être utilisée comme contrôleur. Une architecture à traitement réparti peut être utilisée pour une capacité et une vitesse de traitement de données/signaux maximales.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant aux modes de réalisation préférés de celle-ci, on comprendra que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ou constructions préférés. A l'opposé, l'invention vise à couvrir diverses modifications et dispositions équivalentes. De plus, bien que les divers éléments de modes de réalisation préférés soient représentés dans diverses combinaisons et configurations, qui sont à titre d'exemple, d'autres combinaisons et configurations, comprenant plus, moins ou un seul élément unique, sont également à l'intérieur de l'esprit et de la portée de l'invention.

Claims (17)

Revendications
1. Appareil de détection de détérioration de catalyseur pour un moteur à combustion interne (10), caractérisé en ce qu'il comprend : i) un catalyseur côté amont (32) disposé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne (10) ; ii) un catalyseur côté aval (34) disposé en aval du catalyseur côté amont (32) ; iii) un premier capteur d'oxygène (38) qui détecte une concentration en oxygène des gaz d'échappement qui circulent hors du catalyseur côté amont (32) ; iv) un moyen de détection d'état d'oxygène stocké maximal (42) destiné à détecter un état d'oxygène stocké maximal du catalyseur côté amont (32) à partir duquel les gaz d'échappement comportant une quantité excessive d'oxygène circulent en aval, sur la base d'une valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; v) un moyen de détection d'état d'oxygène stocké minimal (42) destiné à détecter un état d'oxygène stocké minimal du catalyseur côté amont (32) à partir duquel les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent en aval, sur la base de la valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; vi) un moyen d'enrichissement forcé (42) destiné à forcer le rapport air-carburant d'un mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10), à être riche à partir du moment où le catalyseur côté amont (32) a atteint l'état d'oxygène stocké maximal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal ; vii) un moyen d'appauvrissement forcé (42) destiné à forcer le rapport air-carburant du mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être pauvre à partir du moment où le catalyseur côté amont (32) a atteint l'état d'oxygène stocké
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minimal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal ; viii) un moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (42) destiné à détecter sélectivement comme capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont (32) une quantité d'oxygène évacuée par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké maximal à l'état d'oxygène stocké minimal et une quantité d'oxygène stocké par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal ; ix) un moyen de détermination de détérioration (42) destiné à déterminer un état de détérioration du catalyseur côté amont (32) sur la base de la capacité de stockage d'oxygène ; x) un moyen de détermination d'état approprié (42) destiné à déterminer si le catalyseur côté aval (34) est dans un état approprié pour aussi bien stocker autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée, qu'évacuer autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée ; et xi) un moyen d'autorisation du démarrage de la détermination (42), destiné à autoriser une série de'processus afin de déterminer l'état de détérioration du catalyseur côté amont (32) à démarrer seulement lorsque le catalyseur côté aval (34) est dans l'état approprié.
2. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : un moyen d'ajustement de rapport air-carburant (42) destiné à commander le rapport air-carburant du mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) lorsque le catalyseur côté aval (34) n'est pas dans l'état approprié d'une manière
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telle que le catalyseur côté aval (34) devienne dans l'état approprié.
3. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que : i) le moyen de détermination d'état approprié (42) comprend : un moyen de détection de limite de stockage d'oxygène (42) destiné à détecter un état limite de stockage d'oxygène du catalyseur côté aval (34), dans lequel le catalyseur côté aval (34) est incapable de stocker autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée d'oxygène, et un moyen de détection de limite d'évacuation d'oxygène (42) destiné à détecter un état limite d'évacuation d'oxygène du catalyseur côté aval (34), dans lequel le catalyseur côté aval (34) est incapable d'évacuer autant ou plus qu'une quantité d'oxygène prédéterminée ; et ii) le moyen d'ajustement de rapport air-carburant (42) comprend : un moyen d'ajustement côté riche (42) destiné à forcer le rapport air-carburant du mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être riche jusqu'à ce que le catalyseur côté aval (34) atteigne l'état approprié, lorsque le catalyseur côté aval (34) est dans l'état limite de stockage d'oxygène, et un moyen d'ajustement côté pauvre (42) destiné à forcer le rapport air-carburant du mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être pauvre jusqu'à ce que le catalyseur côté aval (34) atteigne l'état approprié, lorsque le catalyseur côté aval (34) est dans l'état limite d'évacuation d'oxygène.
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4. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : i) un moyen de répétition de commande (42) destiné à commander le rapport air-carburant alternativement avec le moyen d'enrichissement forcé (42) et le moyen d'appauvrissement forcé (42) jusqu'à ce que la capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont (32) soit détectée un nombre de fois prédéterminé ; ii) le moyen de détermination de détérioration (42) destiné à déterminer un état de détérioration du catalyseur côté amont (32) sur la base de la capacité de stockage d'oxygène détectée le nombre de fois prédéterminé ; et iii) un moyen de correction forcée du rapport air-carburant (42) destiné à corriger au moins l'un parmi un paramètre de commande du moyen d'enrichissement forcé (42) et un paramètre de commande du moyen d'appauvrissement forcé (42) d'une manière telle que le catalyseur côté aval (34) passe à l'état approprié lorsque le catalyseur côté aval (34) n'est pas dans l'état approprié après que la série de processus destinée à déterminer l'état de détérioration du catalyseur côté amont (32) ait commencé et avant que la capacité de stockage d'oxygène ait été détectée le nombre de fois prédéterminé.
5. Appareil de détection de détérioration de catalyseur pour un moteur à combustion interne (10) caractérisé en ce qu'il comprend : i) un catalyseur côté amont (32) disposé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne (10) ii) un catalyseur côté aval (34) disposé en aval du catalyseur côté amont (32) ;
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iii) un premier capteur d'oxygène (38) qui détecte une concentration en oxygène des gaz d'échappement qui circulent hors du catalyseur côté amont (32) ; iv) un moyen de détection d'état d'oxygène stocké maximal (42) destiné à détecter un état d'oxygène stocké maximal du catalyseur côté amont (32) à partir duquel les gaz d'échappement comportant une quantité excessive d'oxygène circulent en aval, sur la base d'une valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; v) un moyen de détection d'état d'oxygène stocké minimal (42) destiné à détecter un état d'oxygène stocké minimal du catalyseur côté amont (32) à partir duquel les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent en aval, sur la base de la valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; vi) un moyen d'enrichissement forcé (42) destiné à forcer le rapport air-carburant d'un mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10), à être riche après lequel le catalyseur côté amont (32) a atteint l'état d'oxygène stocké maximal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal ; vii) un moyen d'appauvrissement forcé (42) destiné à forcer le rapport air-carburant du mélange devant être délivré'au moteur à combustion interne (10) à être pauvre après lequel le catalyseur côté amont (32) a atteint l'état d'oxygène stocké minimal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal ; viii) un moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (42) destiné à détecter sélectivement comme capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont (32) une quantité d'oxygène évacuée par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké maximal à l'état d'oxygène stocké minimal et une quantité d'oxygène stocké par le catalyseur côté amont
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(32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal ; ix) un moyen de détermination de détérioration (42) destiné à déterminer un état'de détérioration du catalyseur côté amont (32) sur la base de la capacité de stockage d'oxygène ; x) un moyen de détermination d'état approprié (42) destiné à déterminer si le catalyseur côté aval (34) est dans un état approprié pour aussi bien stocker autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée, qu'évacuer autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée ; et xi) un moyen de correction forcée du rapport air-carburant (42) destiné à corriger au moins l'un parmi un paramètre de commande du moyen d'enrichissement forcé (42) et un paramètre de commande du moyen d'appauvrissement forcé (42) d'une manière telle que le catalyseur côté aval (34) devienne dans l'état approprié lorsque le catalyseur côté aval (34) n'est pas dans l'état approprié.
6. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de détermination d'état approprié (42) comprend : i) un deuxième capteur d'oxygène (40) qui détecte la concentration d'oxygène des gaz d'échappement qui circulent hors du catalyseur côté aval (34), ii) un premier moyen de détermination (42) destiné à comparer une sortie du deuxième capteur d'oxygène (40) à une première valeur de détermination indiquant que les gaz d'échappement comportent une quantité excessive d'oxygène ; iii) un deuxième moyen de détermination (42) destiné à comparer la sortie du deuxième capteur d'oxygène (40) à une
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deuxième valeur de détermination indiquant que les gaz d'échappement comportent un manque d'oxygène ; et iv) un moyen de détermination (42) destiné à déterminer que le catalyseur côté aval (34) doit être dans l'état approprié lorsque la sortie du deuxième capteur d'oxygène (40) se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée définie par la première valeur de détermination et la deuxième valeur de détermination.
7. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de détection d'état approprié (42) comprend : i) un premier moyen d'estimation (42) destiné à estimer sélectivement la quantité d'oxygène stockée dans le catalyseur côté aval (34) et la quantité d'oxygène évacuée du catalyseur côté aval (34), sur la base d'une sortie à partir du premier capteur d'oxygène (38) ; ii) un moyen de calcul de quantité d'intégration de stockage d'oxygène (42) destiné à calculer la quantité d'intégration de stockage d'oxygène stockée dans le catalyseur côté aval (34) en intégrant la quantité d'oxygène estimée par le premier moyen d'estimation (42), et iii) un moyen de détermination (42) destiné à déterminer que le catalyseur côté aval (34) doit être dans l'état approprié lorsque la quantité d'intégration de stockage d'oxygène se situe à l'intérieur d'une plage appropriée, définie par une première valeur d'intégration et une deuxième valeur d'intégration, dans lequel la première valeur d'intégration est une valeur limite supérieure de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène, dans laquelle le catalyseur côté aval (34) est capable de stocker autant ou plus d'oxygène que la quantité prédéterminée, et la deuxième valeur d'intégration est une valeur limite inférieure de la quantité d'intégration de stockage d'oxygène dans laquelle le
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catalyseur côté aval (34) est capable d'évacuer autant ou plus d'oxygène que la quantité prédéterminée.
8. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : i) un moyen de détection de coupure de carburant (42) destiné à détecter une coupure de carburant du moteur à combustion interne (10), et ii) un deuxième moyen d'estimation (42) destiné à estimer la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur côté aval (34) au moment de la coupure de carburant, dans lequel le moyen de calcul de quantité d'intégration de stockage d'oxygène (42) calcule la quantité d'intégration de stockage d'oxygène stockée dans le catalyseur côté aval (34) en intégrant la quantité d'oxygène estimée par le premier moyen d'estimation (42) et la quantité d'oxygène estimée par le deuxième moyen d'estimation (42).
9) Appareil de détection de détérioration de catalyseur pour un moteur à combustion interne (401), caractérisé en ce qu'il comprend : i) un moyen de détection de quantité d'oxygène stocké (418) destiné à détecter une quantité d'oxygène stocké dans un catalyseur ; ii) un moyen de commande d'oxygène stocké (418) destiné à commander la quantité d'oxygène stocké dans le catalyseur en commandant le rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement qui circulent dans le catalyseur ; iii) un moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (418) destiné à détecter une capacité de stockage d'oxygène du catalyseur sur la base d'un historique de la quantité d'oxygène stockée détectée par le moyen de détection de
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quantité d'oxygène stockée (418), tout en augmentant et diminuant la quantité d'oxygène stockée avec le moyen de commande de quantité d'oxygène stockée (418) ; et iv) un moyen d'autorisation de démarrage de détection (418) destiné à autoriser que la détection par le moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (418) démarre seulement lorsque la quantité d'oxygène stockée détectée par le moyen de détection de quantité d'oxygène stockée (418) se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée.
10. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que : le moyen de commande de quantité d'oxygène stocké (418) commande la quantité d'oxygène stockée de façon à se situer à l'intérieur de la plage prédéterminée lorsqu'il est déterminé par le moyen d'autorisation de démarrage de détection (418) que la quantité d'oxygène stockée détectée par le moyen de détection de quantité d'oxygène stockée (418) se situe à l'extérieur de la plage prédéterminée.
11. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que : le moyen d'autorisation de démarrage de détection (418) autorise que la détermination de la capacité de stockage d'oxygène par le moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (418) commence seulement lorsque la quantité d'oxygène stocké détectée par le moyen de détection de quantité d'oxygène stocké (418) se situe à l'intérieur de la plage prédéterminée et au moins l'un parmi une variation et un taux de changement dans la quantité d'oxygène stockée est égal ou inférieur à une valeur prédéterminée.
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12) Appareil de détection de détérioration de catalyseur pour un moteur à combustion interne (401), caractérisé en ce qu'il comprend : i) un moyen de détection de quantité d'oxygène stocké (418) destiné à détecter une quantité d'oxygène stockée dans un catalyseur ; ii) un moyen de commande d'oxygène stocké (418) destiné à commander la quantité d'oxygène stockée dans le catalyseur en commandant le rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement qui circulent dans le catalyseur ; iii) un moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (418) destiné à détecter une capacité de stockage d'oxygène du catalyseur sur la base d'un historique de la quantité d'oxygène stockée détectée par le moyen de détection de quantité d'oxygène stockée (418), tout en augmentant et diminuant la quantité d'oxygène stockée avec le moyen de commande de quantité d'oxygène stockée (418) ; et iv) un moyen d'autorisation de démarrage de détection (418) destiné à autoriser la détection par le moyen de détection de capacité de stockage d'oxygène (418) à démarrer seulement lorsque au moins l'un parmi une variation et un taux de changement de la quantité d'oxygène stockée détecté par le moyen de détection de quantité d'oxygène stockée (418) est égal ou inférieur à une valeur prédéterminée.
13. Appareil de détection de détérioration de catalyseur selon la revendication 12, caractérisé en ce que : le moyen de commande de quantité d'oxygène stockée (418) commande la quantité d'oxygène stockée d'une manière telle que la variation devienne égale ou inférieure à la valeur prédéterminée lorsqu'il est déterminé par le moyen d'autorisation de démarrage de détermination (418) qu'au moins l'un parmi la variation et le taux de changement de quantité d'oxygène stockée détecté par le
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moyen de détection de quantité d'oxygène stockée (418) a dépassé la valeur prédéterminée.
14. Procédé de détection de détérioration d'un catalyseur d'un moteur à combustion interne (10) muni d'un catalyseur côté amont (32) disposé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne (10), d'un catalyseur côté aval (34) disposé en aval du catalyseur côté amont (32) et d'un premier capteur d'oxygène (38) qui détecte une concentration en oxygène des gaz d'échappement qui circulent hors du catalyseur côté amont (32), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : détecter un état d'oxygène stocké maximal du catalyseur côté amont (32), à partir duquel les gaz d'échappement comportant une quantité excessive d'oxygène circulent en aval, sur la base d'une valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; détecter un état d'oxygène stocké minimal du catalyseur côté amont (32), à partir duquel les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent en aval, sur la base de la valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; forcer un rapport air-carburant d'un mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être riche après que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état'd'oxygène stocké maximal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal ; forcer le rapport air-carburant du mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être pauvre après que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal ; détecter sélectivement, comme capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont (32), une quantité d'oxygène évacuée par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état
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d'oxygène stocké maximal à l'état d'oxygène stocké minimal et une quantité d'oxygène stockée par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal ; déterminer un état de détérioration du catalyseur côté amont (32) sur la base de la capacité de stockage d'oxygène ; déterminer si le catalyseur côté aval (34) est dans un état approprié pour aussi bien stocker autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée, qu'évacuer autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée ; et autoriser une série de processus afin de déterminer l'état de détérioration du catalyseur côté amont (32) à démarrer seulement lorsque le catalyseur côté aval (34) est dans l'état approprié.
15. Procédé de détection de détérioration d'un catalyseur d'un moteur à combustion interne (10) muni d'un catalyseur côté amont (32) disposé dans un passage d'échappement du moteur à combustion interne (10), d'un catalyseur côté aval (34) disposé en aval du catalyseur côté amont (32) et d'un premier capteur d'oxygène (38) qui détecte une concentration en oxygène des gaz d'échappement qui circulent hors du catalyseur côté amont (32), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : détecter un état d'oxygène stocké maximal du catalyseur côté amont (32), à partir duquel les gaz d'échappement comportant une quantité excessive d'oxygène circulent en aval, sur la base d'une valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ; détecter un état d'oxygène stocké minimal du catalyseur côté amont (32), à partir duquel les gaz d'échappement présentant un manque d'oxygène circulent en aval, sur la base de la valeur de détection du premier capteur d'oxygène (38) ;
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forcer un rapport air-carburant d'un mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être riche après que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal ; forcer le rapport air-carburant du mélange devant être délivré au moteur à combustion interne (10) à être pauvre après que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké minimal jusqu'à ce que le catalyseur côté amont (32) ait atteint l'état d'oxygène stocké maximal ; détecter sélectivement, comme capacité de stockage d'oxygène du catalyseur côté amont (32), une quantité d'oxygène évacuée par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké maximal à l'état d'oxygène stocké minimal et une quantité d'oxygène stocké par le catalyseur côté amont (32) pendant un processus dans lequel le catalyseur côté amont (32) passe de l'état d'oxygène stocké minimal à l'état d'oxygène stocké maximal ; déterminer un état de détérioration du catalyseur côté amont (32) sur la base de la capacité de stockage d'oxygène ; déterminer si le catalyseur côté aval (34) est dans un état approprié pour à la fois stocker autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée et évacuer autant ou plus d'oxygène qu'une quantité prédéterminée ; et corriger au moins l'un parmi un paramètre de commande de la partie d'enrichissement forcé et un paramètre de commande de la partie d'appauvrissement forcé d'une manière telle que le catalyseur côté aval (34) devienne dans l'état approprié lorsque le catalyseur côté aval (34) n'est pas dans l'état approprié.
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16. Procédé de détection de détérioration d'un catalyseur pour un moteur à combustion interne (401), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : détecter une quantité d'oxygène stockée dans un catalyseur ; commander la quantité d'oxygène stockée dans le catalyseur en commandant un rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement qui circulent dans le catalyseur ; détecter une capacité de stockage d'oxygène du catalyseur sur la base de l'historique de la quantité d'oxygène stocké, tout en augmentant et diminuant la quantité d'oxygène stockée ; et permettre que la détection de la capacité de stockage d'oxygène commence seulement lorsque la quantité d'oxygène stockée détectée par la partie de détection de quantité d'oxygène stockée se situe à l'intérieur d'une plage prédéterminée.
17. Procédé de détection de détérioration d'un catalyseur pour un moteur à combustion interne (401), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : détecter une quantité d'oxygène stockée dans un catalyseur ; commander la quantité d'oxygène stockée dans le catalyseur en commandant un rapport air-carburant d'échappement des gaz d'échappement qui circulent dans le catalyseur ; détecter une capacité de stockage d'oxygène du catalyseur sur la base de l'historique de la quantité d'oxygène stockée détectée, tout en augmentant et diminuant la quantité d'oxygène stockée ; et
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permettre que la détection de la capacité de stockage d'oxygène commence seulement lorsqu'une variation de la quantité d'oxygène stockée détectée par la partie de détection de quantité d'oxygène stockée est égale ou inférieure à une valeur prédéterminée.
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