ES2350883T3

ES2350883T3 - Aparato de control de la relación aire combustible para un motor de combustión interna.

Info

Publication number: ES2350883T3
Application number: ES07110371T
Authority: ES
Inventors: Shinji Kojima; Yukio Kuroda; Yasuhiro Kuze; Naoki Baba; Hiroshi Sawada; Akihiro Katayama; Toshinari Nagai; Naoto Kato; Takahiro Uchida
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: EP1830058A3; US20040144079A1; EP1830058A2; DE60232335D1; CN1936293A; JPWO2002103181A1; CA2450172C; CN1936291A; US7162862B2; EP1411229A4; CN1516781A; CN1936306A; WO2002103181A1; ES2326959T3; CN1936292A; CN100458112C; EP1411229A1; CN100538040C; DE60235778D1; CN1936306B

Abstract

Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1), comprendiendo: medios de estimación para estimar, en la base de una relación aire combustible de escape del gas de escape fluyente dentro de la unidad catalizador purificador del escape (19) dispuesta en el pasaje de escape (7) del motor (1), por lo menos un valor de la estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de escape (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación aire-combustible está en el lado rico, y por lo menos un valor de estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de la emisión (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación del aire-combustible está en el lado pobre; y medios de ajuste de meta para determinar un estado de meta para cada valor de estimación; y medios de control de la relación aire-combustible para controlar la relación del aire-combustible del motor (1) de tal manera que los valores de estimación estimados por medios de estimación alcance estados de meta fijados por los medios de fijación de meta.

Description

Aparato de control de la relación aire combustible para un motor de combustión interna.

Campo industrial

La presente invención relata un aparato de control de la relación del aire-combustible para un motor de combustión interna.

Técnica anterior

Convencionalmente, para purificar el gas de escape de un motor de combustión interna, una unidad catalizadora purificadora de la emisión (unidad catalizadora de tres vías) está dispuesta en un paso de escape, y el control de retroalimentación se realiza en base de una relación del aire-combustible detectada por medio de un sensor de la relación del aire-combustible provisto en el paso de escape de tal manera que la relación del aire-combustible de una mezcla del aire-combustible suministrada a un motor alcanza a una relación estoicométrica aire-combustible (valor teórico). Así, óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), y los hidrocarburos (HC) son reducidos concurrentemente. La prestación exacta del control de retroalimentación antes dicho es eficaz para mejorar el nivel de purificación del gas de escape de un motor de combustión interna.

Por otra parte, en un esfuerzo para ademas mejorar la prestación purificadora de escape de una unidad catalizadora purificadora de emisión, los estudios se han conducido en un método para eficazmente utilizando un función de almacenaje de oxígeno (acción) de una unidad catalizadora purificadora de la emisión. En este método, cuando una sustancia a-ser-eliminada contenida en el gas de escape se oxida o se reduce, el oxígeno almacenado en una unidad catalizadora purificadora de la emisión o la función de almacenaje de oxígeno de una unidad catalizadora purificadora de la emisión es utilizado.

Un aparato de control divulgado en la solicitud de Patente Japonesa publicada (kokai). H5-195842 es un aparato diseñado para utilizar tal función de almacenaje de oxígeno. Específicamente, el aparato es diseñado para así estimar la cantidad de oxígeno almacenado en la totalidad de una unidad catalizadora purificadora de emisión (cantidad del almacenamiento del oxígeno, nivel real de la carga de oxígeno) en base de un producto de la relación de flujo de aire de admisión, un contenido de oxígeno del aire, y una desviación desde el lambda valor 1 (relación estoicométrica de aire-combustible), y para control de la relación de aire-combustible de tal manera que la cantidad del almacenamiento del oxígeno alcance un valor objetivo fijo.

Sin embargo, el control descrito antes se adapta para mantener la cantidad del almacenamiento del oxígeno en un nivel en la proximidad del valor objetivo, y así, tiene un problema de ser incapaz de realizar el control de la relación del aire-combustible para reducir la emisión de uno o más componentes específicos del gas de escape a un nivel deseado o más pequeño, o control de la relación del aire-combustible para mantenimiento, a un nivel próximo al nivel deseado, la cantidad del almacenamiento del oxígeno almacenada en una parte de la corriente ascendente de una unidad del catalizador, más bien que la cantidad de almacenamiento de oxígeno almacenada en la unidad completa del catalizador.

Debido a lo anterior, el autor de la presente invención ha desarrollado un método para estimar la emisión de un componente específico del gas de escape (o un valor representativo que representa a un estado del gas de escape) que fluye fuera de una unidad catalizadora purificadora de emisión (y ésa es purificado por una unidad catalizadora purificadora de la emisión); y ha encontrado que la prestación purificadora de expulsión de la unidad catalizadora purificadora de emisión puede ser mejorado con la prestación del control de la relación del aire-combustible de manera que el valor de la estimación alcance a un estado meta.

US-A-5924281 y EP-A-1091110 ambas divulgan un aparato de control de la relación aire-combustible.

Exposición de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de control de la relación de aire-combustible para un motor de combustión interna, dicho aparato puede mejorar la eficiencia de purificación del gas de escape de una unidad del catalizadora purificadora de emisión por estimación de la emisión de un componente específico del gas de escape (o un valor representativo que representa a un estado del gas de escape) que fluye fuera de una unidad catalizadora purificadora de la emisión, y realiza el control de la relación del aire-combustible en base del valor estimado.

Un motor cuya relación aire-combustible es controlada por un aparato de control de la relación del aire-combustible de la presente invención incluye una unidad catalizadora purificadora de la expulsión y un aparato de control de la relación aire-combustible de acuerdo a la reivindicación 1.

En virtud de la configuración descrita antes, la relación aire-combustible es controlada de tal manera que el valor de la estimación que es una emisión de un componente específico contenido en el gas de escape fluyente fuera unidad catalizadora purificadora de expulsión o por lo menos un valor representativo que indica el estado del gas de escape fluyente hacia fuera alcanza el estado meta. Por lo tanto, la prestación de purificación del escape se puede mejorar.

Además, en una forma de representación de la presente invención, el valor de la estimación estimado por el medio de la estimación es un valor de estimación después de que un periodo de tiempo predeterminado que indique un valor predicho que la emisión o el valor representativo asuma después transcurrido un periodo de tiempo predeterminado (es decir, en un periodo de tiempo que es más tarde que la actualidad por el periodo de tiempo predeterminado). En virtud de esta configuración, un control más rápido de la relación aire-combustible llega a ser posible, por el que la prestación de purificación del escape puede ser mejorado.

En otra forma de representación de la presente invención, el aparato de control de la relación aire-combustible además comprende el medio del control de temporización del encendido para la temporización del encendido del control del motor, y el medio de control de la relación del aire-combustible tiene una función arbitrariamente del control la abertura de la válvula estranguladora para ajustar una cantidad del aire de admisión del motor. En esta representación, cuando la relación aire-combustible es controlada por el uso del medio de control de la relación aire-combustible de tal manera que el valor de la estimación después del periodo de tiempo predeterminado estimado por el medio de la estimación alcance al estado predeterminado meta, el control para la abertura de la válvula estranguladora es retardada por el medio de control de la relación aire-combustible, y la temporización del encendido es avanzada por el medio del control de temporización del encendido.

Esta configuración posibilita la mejora de la prestación purificadora de expulsión por el control de la relación aire-combustible, mientras que suprime la caída en el par motor.

Además, en el aparato de control de la relación aire-combustible, el estado meta determinado por medios de determinación puede ser un estado en el cual el valor de estimación caiga en un rango predeterminado.

Además, los medios de determinación de la meta pueden ser determinado, como un estado meta, un estado meta en el cual los valores de estimación llegan a ser igual uno a otro.

Además, los medios de estimación pueden reflejar un valor predecible de una abertura del estrangulador en la estimación de valores de estimación.

Además, los medios de estimación pueden reflejar un modelo de comportamiento del combustible en la estimación de los valores estimados.

En otra representación de la presente invención, los medios de estimación estiman un valor de estimación para una región especifica de una pluralidad de regiones definidas por división de la unidad catalizadora purificadora de expulsión en la dirección fluyente del gas de expulsión; los medios de determinación de la meta determinan un estado meta de acuerdo a los valores de estimación para la región especifica; y los medios de control de la relación aire-combustible controlan la relación aire-combustible en tal modo que el valor de estimación para una región especifica alcance el estado meta determinado para la región especifica.

En virtud de esta configuración, el estado del gas de escape en la región específica puede ser causado a la aproximación el estado deseado.

Además, el medio de la estimación se puede configurar para determinada región específica en el lado localizado en la corriente ascendente de (en el lado de la corriente ascendente de) la región mas alejada de la corriente descendente entre la pluralidad de regiones.

En virtud de esta configuración, una región específica situada en el lado de la corriente ascendente de la región de la corriente descendente más alejada es utilizada para el control de la relación del aire-combustible. Por lo tanto, el control rápido de la relación aire-combustible se convierte en posible, e incluso cuando el resultado del control en la región específica difiere del estado meta, el gas de escape puede ser purificado por la acción catalítica de una región(es)
de la corriente descendente, por el que la prestación de purificación del escape puede ser mejorado.

En este caso, el medio de la estimación se puede configurar al cambio de la región específica de acuerdo con la condición operativa del motor. Este además mejora prestación de purificación del escape.

Por otra parte, el aparato de control de la relación aire-combustible puede ser configurado de tal manera que el medio de la estimación seleccione dos regiones como la región específica y los valores de estimación estimados para estas regiones específicas; los medio de ajuste de la meta determinan un estado meta con respecto a cada uno de los valores de la estimación para las regiones específicas; y los medios de control de la relación del aire-combustible controlan la relación del aire-combustible de tal manera que los valores estimación para las regiones específicas alcancen al estado correspondiente meta. Puesto que esta configuración posibilita un control mas exacto de la relación aire-combustible, la prestación purificadora de expulsión puede ser además mejorada.

Además, en el caso donde una pluralidad de las regiones específicas son seleccionadas como se describe anteriormente, para realizar un control mas exacto de la relación del aire-combustible, el medio de control de la relación aire-combustible se puede configurar para fijarse individualmente, para cada región específica, a un nivel de influencia en el control de la relación aire-combustible.

Además, el medio de control de la relación del aire-combustible se puede configurar para cambiar el nivel de influencia de cada región específica de acuerdo con una condición operativa del motor.

En otra representación de la presente representación, el medio de control de la relación aire-combustible comprende un sensor en la corriente descendente de la relación del aire-combustible para detectar la relación aire-combustible del escape del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificadora del escape; y medio de corrección del modelo de la estimación para corregir el modelo de la estimación en base del valor de la estimación estimado por el medio de la estimación y un resultado de la detección por el sensor de la corriente descendente de la relación del aire-combustible. Esta configuración mejora la precisión de la estimación del valor de la estimación por el modelo de la estimación.

En otra representación de la presente representación, el medio de control de la relación aire-combustible comprende un sensor en la corriente descendente de la relación aire-combustible para detectar la relación aire-combustible del escape del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificadora del escape; y el medio de diagnóstico del sensor para diagnosticar al sensor de la corriente descendente de la relación aire-combustible en base del valor de la estimación estimado por el medio de la estimación y un resultado de la detección por el sensor de la corriente descendente de la relación aire-combustible. Esta configuración posibilita el diagnóstico del
sensor.

En otra representación de la presente representación, en el caso donde una unidad del catalizador purificador del escape de la corriente ascendente y una unidad del catalizador purificador de la corriente descendente están provistos en el paso de escape como la unidad del catalizador purificadora del escape, los medios de estimación estiman el valor de la estimación para ambos unidades del catalizador purificador del escape de la corriente ascendente y la corriente descendente.

En este caso, en el caso donde el aparato de control de la relación aire-combustible además comprende un sensor intermedio de la relación aire-combustible para detectar una relación aire-combustible del escape de gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificadora del escape de la corriente ascendente y fluyente en la unidad del catalizador purificador del escape de la corriente descendente, el medio de control de la relación aire-combustible es configurado preferiblemente para controlar la relación aire-combustible del escape del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificadora del escape de la corriente ascendente y fluyente en el unidad del catalizador purificador del escape de la corriente descendente en base del valor de la estimación con respecto a la unidad del catalizador purificador del escape de la corriente ascendente y a un resultado de la detección por el sensor intermedio de la relación del aire-combustible.

Por otra parte, preferiblemente, el valor de la estimación con respecto a la unidad del catalizador purificador del escape de la corriente ascendente relaciona a una cantidad de oxígeno exceso-deficiente en el gas de escape; y los medios de ajuste meta determinan el estado de la meta con respecto al valor de la estimación de manera que un valor acumulativo de la cantidad de oxígeno exceso-deficiente en el gas de escape fluyente en el unidad del catalizador purificador del escape de la corriente descendente se convierta en cero.

La presente invención también proporciona un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna en el cual una unidad del catalizador purificadora del escape esté dispuesta en un paso de escape, la unidad del catalizador que incluye un espacio a través de el cual los gases del flujo de entrada pasan, y una capa de revestimiento expuesta al espacio y transportadora de una sustancia para proporcionar una función catalítica y una sustancia para proporcionar una función de almacenamiento-liberación del oxígeno. El aparato de control de la relación aire-combustible comprende: medios de estimación para estimar, como valores de la estimación, los valores correspondientes a las emisiones de los componentes específicos contenidos en el gas de escape del motor que han pasado a través de la totalidad o de una porción de la unidad del catalizador purificadora del escape; y medio de control de la relación aire-combustible para el control la relación aire-combustible del gas de escape fluyente en el la unidad del catalizador purificadora del escape de manera que por lo menos uno de los valores de la estimación estimados por el medio de la estimación alcance a un estado predeterminado de
meta.

En virtud de la configuración descrita antes, la relación aire-combustible es controlada de acuerdo con la emisión estimada (concentración o los similares) del componente específico del gas de escape, por el que la prestación de purificación de escape es mejorada.

En este caso, el componente específico es por lo menos un componente seleccionado del grupo consistente en los componentes de la reducción el cual son contenidos en el gas de escape del motor fluyente en la unidad del catalizador purificador de escape y que tenia una función de reducción, y de los componentes del almacenamiento que son contenidos en el gas de escape y capaces de proveer oxígeno a los componentes de la reducción; y los medios de estimación estiman el valor de la estimación en base de un modelo de la estimación que es formado en la consideración de los restos de la masa del componente específico.

Por otra parte, el modelo de los medios de estimación pueden ser formados como sigue. La atención es prestada a una región específica entre una pluralidad de regiones obtenidas dividiendo la unidad del catalizador purificadora del escape en la dirección de flujo del gas de escape; y el modelo de la estimación es formado en base de una cantidad del componente específico fluyente en el espacio de la región específica, de una cantidad del componente específico fluyente fuera del espacio de la región específica, y de una cantidad del componente específico difundido del espacio de la región específica a la capa de revestimiento en la región específica.

Por otra parte, el modelo de estimación de los medios de estimación esta formado en base de una cantidad del componente específico difundido del espacio de la región específica a la capa del revestimiento en la región específica, y de una cantidad del componente específico consumido en la capa de revestimiento.

En el caso donde las emisiones de un componente específico son estimada por uso de tal modelo, el componente específico es preferiblemente oxígeno, o oxígeno y monóxido de carbono, debido a la facilidad del cálculo.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1 es una vista seccionada transversalmente que muestra a un motor de combustión interna el cuál incluye una representación de un aparato de control de la presente invención.

Figura 2 es una vista externa de la unidad catalizadora purificadora de emisión mostrada en la Figura 1.

Figura 3 es una vista parcial seccionada transversalmente de la unidad catalizadora purificadora de emisión mostrada en la Figura 2.

Figura 4 es un diagrama esquemático para explicar un modelo de la estimación (modelo del catalizador) utilizado en la presente invención.

Figura 5 es un diagrama esquemático para explicar el modelo de la estimación utilizado en la presente invención.

Figura 6 es un diagrama esquemático para explicar un esquema "upwind" utilizado en el modelo de la estimación de la presente invención.

Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra un programa para obtener la concentración de oxígeno en gas de escape de acuerdo con el modelo de la estimación de la presente invención.

Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra un programa para obtener la concentración de monóxido de carbono en gas de escape de acuerdo con el modelo de la estimación de la presente invención.

Figura 9 es un diagrama de flujo que muestra un programa para obtener la concentración de hidrocarburo en gas de escape de acuerdo con el modelo de la estimación de la presente invención.

Figura 10 es un diagrama de flujo que muestra un programa para obtener la concentración de óxido de nitrógeno (monóxido de nitrógeno) en gas de escape de acuerdo con el modelo de la estimación de la presente invención.

Figura 11 es un diagrama de flujo que muestra un programa para obtener densidad del almacenamiento del oxígeno de acuerdo con el modelo de la estimación de la presente invención.

Figura 12 es un mapa para obtener los coeficientes Kstor, i y Krel, i del nivel de la degradación del catalizador (deterioro) y de la temperatura del catalizador.

Figura 13 es un mapa (tabla) que define la relación entre la relación aire-combustible del escape y la concentración del monóxido de carbono y que es utilizado determinar la concentración de monóxido de carbono fluyente en una unidad catalizadora purificadora de la emisión.

Figura 14 es un gráfico que muestra la relación entre la relación del aire-combustible del escape y la concentración de hidrocarburo fluyentes en una unidad catalizadora purificadora de la emisión.

Figura 15 es un gráfico que muestra la relación entre la temperatura del escape y la concentración de hidrocarburo fluyentes dentro de una unidad catalizadora purificadora de la emisión.

Figura 16 es un gráfico que muestra la relación entre la relación del aire-combustible del escape y la concentración de monóxido de nitrógeno fluyendo dentro de una unidad catalizadora purificadora de la emisión.

Figura 17 es un gráfico que define la relación entre la cantidad del aire de admisión en-cilindro y la concentración de monóxido de nitrógeno fluyendo dentro de una unidad catalizadora purificadora de la emisión.

Figura 18 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una primera representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 19 es un mapa que muestra la relación entre CgoutO2 y la cantidad de la corrección de la retroalimentación.

Figura 20 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una segunda representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 21 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una tercera representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 22 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una cuarta representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 23 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una quinta representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 24 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una sexta representación del aparato de control de la presente invención. Figura 25 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una séptima representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 26 es un mapa que muestra la relación entre la condición operativa y la posición de una región específica para el caso donde la condición operativa es la cantidad del aire de admisión.

Figura 27 es un mapa que muestra la relación entre la condición operativa y la posición de una región específica para el caso donde la condición operativa es cambiada en abertura del acelerador (\Delta abertura del acelerador).

Figura 28 es un mapa que muestra la relación entre la condición operativa y la posición de una región específica para el caso donde la condición operativa es la actividad del catalizador.

Figura 29 es un mapa que muestra la relación entre la condición operativa y la posición de una región específica para el caso donde la condición operativa es un cambio en la relación del aire-combustible (\Delta A/F).

Figura 30 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación del aire-combustible en una octava representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 31 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación del aire-combustible en una novena representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 32 es un mapa que muestra la relación entre la posición de una región específica y las ganancias G1 y G2 del control.

Figura 33 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en la undécima representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 34 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en una undécima representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 35 es un motor de combustión interna para una duodécima y decimotercera representación de la presente invención.

Figura 36 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en la duodécima representación del aparato de control de la presente invención.

Figura 37 es un diagrama de flujo que muestra el control de la relación aire-combustible en la decimotercera representación del aparato de control de la presente invención.

El mejor modo para realizar la invención

Las representaciones de un aparato de control de la relación aire-combustible de la presente invención serán descritas ahora con referencia a los dibujos. La Figura 1 muestra la configuración de un motor de combustión interna que incorpora el aparato de control de la relación aire-combustible. El aparato de control de la relación aire-combustible controla un motor 1 de un tipo de combustión interna.

El motor 1 es un motor con varios cilindros, y la Figura 1. muestra solamente un cilindro del motor en la sección transversal. El motor 1 genera un par del accionamiento encendiendo una mezcla del aire-combustible dentro de cada cilindro 3 por medio de una bujía de encendido 2. El motor 1 admite el cilindro 3 una mezcla del aire-combustible que sea formada con mezcla del aire tomado de la parte exterior vía un paso de admisión 4 y del combustible inyectado desde un inyector 5. Una válvula de admisión 6 esta provista para establecer y romper la comunicación entre el interior del cilindro 3 y el paso de admisión 4. Un paso de escape 7 esta provisto para descarga, como gas de escape, la mezcla del aire-combustible que es quemada en el cilindro 3. Una válvula de escape 8 esta provista para establecer y romper la comunicación entre el interior del cilindro 3 y el paso de escape 7.

Una válvula de estrangulación 9 esta provista en el paso de admisión 4 para ajustar la cantidad de aire de admisión tomado en el cilindro 3. Un sensor de posición 10 de la estrangulación se conecta a la válvula estranguladora 9 para detectar la abertura de eso. Además, la válvula estranguladora 9 se conecta a un motor estrangulador 11, que abre y cierra la válvula estranguladora 9. Un sensor de posición del acelerador 12 está dispuesto en la proximidad de la válvula estranguladora 9 para detectar una cantidad de operación de un pedal del acelerador (abertura del acelerador). En virtud de la configuración antes dicha, la abertura de la válvula estranguladora 9 es electrónicamente controlada. Es decir el motor 1 emplea un control electrónico del sistema de estrangulación.

Por otra parte, el motor 1 incluye un contador del flujo de aire 13 para detectar la cantidad de aire de admisión (caudal del aire de admisión); un sensor de posición del cigüeñal 1 detectar la posición de un cigüeñal y generar una señal, de la cual la posición de un pistón 15 dentro del cilindro 3 y la velocidad de rotación del motor NE es determinada; un sensor del golpeo 16 para detectar el golpeteo del motor 1; y un sensor de la temperatura del agua 17 para detectar la temperatura de la agua de refrigeración. Una unidad catalizadora purificadora de la emisión (convertidor del catalizador; de aquí en adelante puede ser referido simplemente como la "unidad catalizadora") 19 está dispuesta en el paso de escape 7. En algunos casos, una pluralidad de tales unidades catalizadoras están provistas en el paso de escape. Por ejemplo, una pluralidad de unidades catalizadoras puede ser provistas en serie con respecto al flujo de gas de escape. En un motor que tiene divididos los pasos de escape, una sola unidad catalizadora puede ser provista en cada uno de los pasos de escape de la división (más específicamente, en el caso de un motor de cuatro cilindros, una unidad catalizadora está dispuesta en una posición donde los tubos de escape de dos cilindros se unen, y otra unidad catalizadora está dispuesta en una posición donde los tubos de escape de los dos cilindros restantes se unen). En la presente representación, la sola unidad catalizadora 19 esta dispuesta en la corriente descendente de una posición donde los tubos de escape de los cilindros individuales 3 se unen.

Además, el motor 1 incluye un sensor de temperatura del catalizador 21 para la medición de la temperatura de la unidad catalizador 19; un recipiente 23 del carbón vegetal; una válvula de control de la purga 24 para purgar hacia el paso de admisión 4 el vapor del combustible fluyendo desde un depósito de combustible y recogido por medio del recipiente 23 del carbón vegetal; un sensor de la relación aire-combustible en la corriente ascendente 25 unido en el lado de la corriente ascendente a la unidad catalizadora 19; y un sensor de la relación aire-combustible de la corriente descendente unido al lado de la corriente descendente de la unidad catalizadora 19.

Cada uno de los sensores de la relación del aire-combustible 25 y 26 detecta la relación aire-combustible de gas de escape (relación aire-combustible del escape del gas de escape, relación del aire-combustible del escape) de la concentración de oxígeno del gas de escape en la posición correspondiente de la fijación. El sensor de la relación del aire-combustible 25 es un sensor de la relación del aire-combustible lineal que detecta la relación aire-combustible lineal, mientras que el sensor de la relación aire-combustible 26 es un sensor del tipo concentración celular que determina si la relación aire-combustible está en el lado rico o en el lado pobre.

La bujía de encendido 2 descrita antes, el inyector 5, el sensor de posición de la estrangulación 10, el motor estrangulador 11, el sensor de posición del acelerador 12, el contador del flujo de aire 13, el sensor de posición de la manivela 14, el sensor del golpeteo 16, el sensor de la temperatura del agua 17, el sensor de la temperatura del catalizador 21, la válvula de control de la purga 24, el sensor de la relación aire-combustible de la corriente ascendente 25, y el sensor de la relación aire-combustible en la corriente descendente 26 son conectados a una unidad de control electrónico (ECU) 18, que controla el motor 1. Estos componentes son controlados en base a las señales del ECU 18, o transmite resultados de la detección al ECU 18.

El ECU 18 incluye una CPU para realizar el cálculo, una RAM para almacenar diferentes datos tales como resultados del cálculo, una RAM de la reserva cuyos datos del almacenamiento son mantenidos por medio de una batería, y el ROM para almacenar un programa del control y otros datos. El ECU 18 realiza diferentes tipos de computo y de cálculo para llevar a cabo el control de la cantidad de combustible inyectada desde el inyector 5, el control de la temporización del encendido, el cálculo de la cantidad del almacenamiento del oxígeno, la corrección del modelo, el cual sera descrito mas tarde, y el diagnóstico de los sensores arriba mencionados.

Función de almacenamiento de Oxígeno (acción) del catalizador

Siguiente, la configuración y el la función de almacenaje de oxígeno de la unidad del catalizador 19 sera des-
crito.

Como se muestra en la Figura 2, que muestra la vista externa de la unidad del catalizador19, la unidad del catalizador 19 un catalizador de tres vías en columna (llamado un convertidor del catalizador monolito) que tiene una sección transversal elíptica (dA seccionado transversalmente del área: constante). Como se muestra en la Figura 3, que es una vista seccionada transversalmente ampliada de la unidad del catalizador 19 tomada a lo largo de un plano perpendicular al eje, el interior de la unidad del catalizador 19 se divide en los espacios axiales que extienden a lo largo del sentido axial por medio de un vehículo 19a hecho de cordierita, que es un tipo de cerámico. Cada espacio axial tiene generalmente una forma cuadrada cuando corta a lo largo de un plano perpendicular al eje, y es también llamado una célula. El vehículo 19a es revestido con una capa de revestimiento 19b, que se hace de la alúmina y lleva a un componente activo (componente catalítico) formado de un metal noble tal como platino (Pt), y ceria (CeO2) o similares.

Cuando la relación del aire-combustible de gas fluyente en la unidad del catalizador 19 es la relación estoicométrica del aire-combustible, la unidad del catalizador 19 exhibe una función de oxidar los componentes no quemados (HC, CO) y simultáneamente de reducir los óxidos del nitrato (NOx) (de aquí en adelante esta sera referida como una "función catalítica" o "función de oxidación y de reducción"). Puesto que la unidad del catalizador 19 lleva ceria o los similares descritos antes, la unidad del catalizador 19 tiene características para almacenar (el adsorber) y liberar (separar) las moléculas del oxígeno contenidas en el gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 (de aquí en adelante esta sera referida como "la función de almacenaje de oxígeno"). En virtud de esta función de almacenaje de oxígeno, la unidad del catalizador 19 puede eliminar HC, el CO, y NOx incluso cuando la relación del aire-combustible del gas se desvía de la relación estoicométrica del aire-combustible a un cierto
nivel.

Específicamente, cuando la relación del aire-combustible de una mezcla del aire-combustible tenida en el motor (de aquí en adelante, la relación del aire-combustible se puede referir simplemente como "relación del aire-combustible del motor"; esta relación del aire-combustible del motor es igual "a la relación del aire-combustible del escape", que es la relación del aire-combustible de gas fluyente dentro la unidad del catalizador 19) se ha desplazado al lado pobre con el resultado que el gas fluyente en la unidad del catalizador 19 contiene una cantidad de exceso de oxígeno y una gran cantidad de óxidos del nitrato NOx, la unidad del catalizador 19 almacena la porción del exceso de oxígeno, y elimina el oxígeno de los óxidos de nitrato NOx (reduciendo NOx) y almacena el oxígeno eliminado, de tal modo para eliminar NOx. Cuando la relación del aire-combustible del motor se ha desplazado al lado rico con el resultado que el gas fluyente en la unidad del catalizador 19 contiene una gran cantidad de componentes no quemados tales como hidrocarburos HC y monóxido de carbono CO, la unidad del catalizador 19 imparte las moléculas almacenadas del oxígeno a estos componentes no quemados para oxidarlos, de tal modo eliminar HC y el
CO.

Por consiguiente, si la unidad del catalizador 19 ha almacenado ya el oxígeno a un límite del almacenamiento del oxígeno (es decir, cuando la cantidad del almacenamiento del oxígeno OSA ha alcanzado la cantidad máxima de oxígeno almacenado OSAmax (= Cmax)), la unidad del catalizador 19 no puede almacenar el oxígeno cuando la relación del aire-combustible del escape del gas fluyente dentro de la unidad del catalizador 19 cambia al lado pobre, y así la unidad del catalizador 19 falla para eliminar suficientemente NOx. En cambio, si la unidad del catalizador 19 tiene oxígeno totalmente liberado y no almacena el oxígeno (es decir, cuando la cantidad del almacenamiento del oxígeno OSA ha llegado a cero), la unidad del catalizador 19 no puede liberar oxígeno cuando la relación del aire-combustible del escape del gas fluyente dentro de la unidad del catalizador 19 cambia al lado rico, y así la unidad del catalizador 19 falla para eliminar suficientemente HC o el CO. Por lo tanto, es deseable exactamente la estimación de la cantidad del almacenamiento del oxígeno OSA de la unidad del catalizador 19 y el control de la relación del aire-combustible del gas fluyente dentro de la unidad del catalizador 19 para así mantener la cantidad del almacenamiento del oxígeno OSA en un nivel predeterminado, de tal modo para posibilitar la unidad del catalizador 19 para eliminar suficientemente los componentes perjudiciales del gas fluyente dentro de la unidad del catalizador 19 incluso cuando la relación del aire-combustible del gas transitoriamente cambia al lado pobre o al lado rico para un considerable
nivel.

Cuando el gas fluyente en la unidad del catalizador 19 tiene una relación del aire-combustible en el lado pobre, una cantidad de oxígeno más grande se almacena en una porción de la corriente ascendente de la unidad del catalizador 19. Cuando el gas fluyente dentro de la unidad del catalizador 19 tiene una relación del aire-combustible del lado rico, el consumo almacenado del oxígeno empieza desde la porción de la corriente ascendente de la unidad del catalizador 19. Por lo tanto, si el total de cantidades del almacenamiento del oxígeno OSA en las posiciones respectivas, situado de la posición de la corriente ascendente mas alejada de una posición arbitraria de la unidad del catalizador 19, es estimado, y el control de la relación del aire-combustible se realiza en base del valor de la estimación, llega a ser más fácil evitar que la cantidad global del almacenamiento del oxígeno de la unidad del catalizador 19 llegue a ser cero o alcance la cantidad máxima de almacenamiento de oxígeno Cmax. Así, la emisión puede ser reduzca con eficacia, con independencia del retardo del control que ocurre inevitablemente en el control de la relación del aire-combustible. Además, si la concentración de un componente gaseoso específico del gas fluyente fuera de la unidad del catalizador 19 (o del gas purificado por una porción o la totalidad de la unidad del catalizador 19) puede ser estimada, la emisión del componente especifico gaseoso puede ser suprimido exactamente con la prestación del control de la relación del aire-combustible en base del componente gaseoso específico.

Debido a los requisitos descritos antes, el aparato de control de la relación del aire-combustible estima la concentración (emisión) de un componente gaseoso específico y la cantidad del almacenamiento del oxígeno por medio de un modelo de la estimación (modelo del catalizador). Estos valores de la estimación corresponden a la emisión por lo menos de un componente específico contenido en el gas de escape fluyente de la totalidad de catalizador purificador de emisión o una región predeterminada (porción) del interior del catalizador purificador de emisión, o por lo menos a un valor representativo que represente un estado del gas de escape fluyente-hacia fuera.

Modelo del catalizador

Siguiente, el modelo del catalizador sera descrito. Como esquemáticamente mostrado en la Figura 4, la unidad del catalizador 19 esta primero dividida en una pluralidad de regiones (también llamados "bloques") por medio de planos perpendiculares a un eje que extiende desde una entrada de gas (lado del flujo de entrada) Fr a una salida de gas (lado del flujo de salida) Rr. Es decir, la unidad del catalizador 19 se divide en una pluralidad de regiones a lo largo de la dirección de flujo del gas de escape. La longitud de cada región según lo medido a lo largo del sentido axial es representada por L (puesto que la longitud es muy pequeña, es también representada por el dx). Como se describe anteriormente, el área de sección transversal dA de la unidad del catalizador 19 es
constante.

Aunque este modelo del catalizador se constituye a través de la división de la unidad del catalizador en una pluralidad de regiones, un similar modelo del catalizador puede ser constituido mientras que la unidad completa del catalizador se considera como una sola región para ser descrita aquí abajo; es decir, sin la división de la unidad del catalizador en una pluralidad de regiones.

Siguiente, una región específica arbitraria se selecciona de la pluralidad de regiones, y los restos de la masa de un paso específico de las especies químicas (componente específico) a través de la región específica se consideran. El término "especies químicas" se refiere a un componente del gas de escape, tal como el oxígeno O2, monóxido de carbono CO, hidrocarburos HC, y óxidos de nitrógeno NOx. Notablemente, el término "especies químicas" también refiere a un grupo de componentes (componentes ricos) las cuales son contenidas en el gas de escape fluyente en la unidad del catalizador cuando la relación del aire-combustible del gas de escape está en el lado rico, o un grupo de componentes (componentes pobres) los cuales están contenidos en el gas de escape fluyente en la unidad del catalizador cuando la relación del aire-combustible del gas de escape está en el lado pobre.

Aquí, diferentes valores utilizados en el presente modelo del catalizador son definidos como sigue.

1

Ahora, los restos del las especies químicas en la región específica durante un período dado de t a t+\Deltat se consideran. Como muestra la Figura 5, un cambio \DeltaM de las especies químicas en la fase del gas de escape (también llamado simplemente "fase gaseosa") de la región específica es igual al resultado de la sustracción del total de una cantidad Mout de las especies químicas fluyentes fuera de la región específica y de una cantidad de Mcoat de las especies químicas tenidas por la capa de revestimiento desde una cantidad Min de la especie química fluyente en de la región específica, como se muestra en la siguiente expresión (1). Como descrito en este modo, el modelo del catalizador se construye en base de los restos de la masa de un componente específico en la región específi-
ca.

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2

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De aquí en adelante, los términos respectivos de la expresión (1) serán discutidos individualmente. Primero, el cambio \DeltaM de las especies químicas en el lado izquierdo de la expresión (1) puede ser obtenido por la siguiente expresión (2). En la expresión (2), el producto de un cambio de la concentración de las especies químicas en el período dado antedicho (un valor obtenido a través de la integración de los cambios del tiempo en curso en la concentración Cg de las especies químicas durante un período dado) y un volumen infinitesimal \sigma\cdotdA\cdotdx se integra a través de la región específica (a lo largo del sentido axial).

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3

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Min, que es el primer término del lado derecho de la expresión (1), es un valor obtenido con la integración del Cgin\cdotVgin\cdotdA durante un período dado, donde Cgin\cdotVgin\cdotdA es el producto de la concentración Cgin de la especie química contenida en el gas fluyente en la región específica y el "producto (Vgin\cdotdA) de la velocidad de flujo vgin del gas fluyente en la región específica y el área seccionado transversalmente dA de la región específica (en la realidad, el producto de la velocidad de flujo real Vgin/\sigma y la área seccionada transversalmente efectiva \sigma\cdotdA, porque el gas de los flujos de la velocidad Vgin fluya en una unidad del catalizador que seccionado transversalmente es el dA y que la relación de apertura es \sigma), "que el producto es un valor correspondiente al volumen de un gas fluyente en la región específica durante una unidad de tiempo. Además, Mout, que es el segundo término del lado derecho de la expresión (1), es un valor obtenido con la integración Cgin\cdotVgin\cdotdA sobre el período dado, donde Cgin\cdotVgin\cdotdA es el producto de la concentración Cgout de la especie química contenida en el gas fluyente fuera de la región específica y el producto el (vgout\cdotdA) de la velocidad de flujo vgout del gas fluyente fuera de la región específica y del seccionado transversalmente de el área dA de la región específica (en la realidad, el producto de la velocidad de flujo real Vgout/\sigma y la área seccionada transversalmente efectiva \sigma- dA). Es decir, los primeros y segundos términos del lado derecho de la expresión (1) pueden ser expresados por la siguiente expresión
(3).

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4

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Incidentemente, puesto que no gran diferencia existe entre la velocidad de flujo vgin del gas fluyente en la región específica y la velocidad de flujo vgout del gas fluyente fuera de la región específica, se asume la relación vg = vgin = vgout. Así, la expresión (3) puede ser modificada a la siguiente expresión (4).

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5

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Siguiente, Mcoat, que es el tercer término del lado derecho de la expresión (1) y representa la cantidad de las especies químicas que se transmite (mueve) a la capa de revestimiento, sera discutida. Puesto que la área superficial geométrica Sgeo es una área superficial por el volumen unitario de la unidad del catalizador, el cual el área superficial contribuye a la reacción de las especies químicas, la área superficial que contribuye a la reacción de la especie química en la área específico es representada por Sgeo\cdotdA\cdotdx, y la área superficial por la unidad de longitud del área específico que contribuye a la reacción es representada por Sgeo\cdotdA. De la ley de Fick, la cantidad de las especies químicas transmitidas a la capa de revestimiento pueden ser consideradas proporcionales a la diferencia entre la concentración Cg de las especies químicas en la fase gaseosa y la concentración Cwa de la especie química en la capa de revestimiento. De éstos, se obtiene la siguiente expresión (5). Aunque el hD es un constante proporcional, es un valor llamado "coeficiente de transferencia de masa" como indicado en la tabla ante-
dicha.

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6

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Por consiguiente, la siguiente expresión (6) se obtiene de las expresiones descritas antes (1), (2), (4), y (5).

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7

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Cuando una aproximación al estado casi firme se aplica a la expresión (6), el lado izquierdo de la expresión (6) puede ser considerado para ser el "cero" (\deltaCG/\delta t = 0) (es decir, la concentración el Cg puede ser considerado para alcanzar instantáneamente a un valor del estado estacionario), por el que la siguiente expresión (7) es obtenida.

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8

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Aquí, cuando la velocidad de difusión evidente (velocidad de difusión eficaz) RD es definida como se muestra en la expresión (8), la expresión (7) puede ser escrito como expresión (9).

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9

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Siguientes, los restos del las especies químicas (los restos de la masa de un componente específico) en la capa de revestimiento en la región específica sera considerada de manera semejante como se describe anteriormente. Como se muestra en la siguiente expresión (10), el cambio del curso del tiempo (cambio por unidad de tiempo) \DeltaMc de las especies químicas dentro de la capa de revestimiento es un valor obtenido restando una cantidad de Mr de la especie química que sea consumido con una reacción por la capa de revestimiento durante la unidad de tiempo desde una cantidad de Md de las especies químicas que se transmita a partir de la fase del gas de escape a la capa de revestimiento durante la unidad de tiempo.

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10

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Como se muestra en la siguiente expresión (11), el lado izquierdo de la expresión (10) (el cambio del curso del tiempo de las especies químicas dentro de la capa de revestimiento) El \DeltaMc puede ser obtenido multiplicando un cambio en la concentración de las especies químicas (\deltacw/\deltat) por el volumen ((1 - \sigma)\cdotdA\cdotdx); y el primer término en el lado derecho (la cantidad de Md de la especie química transmitida a partir de la fase del gas de escape a la capa de revestimiento durante el unidad de tiempo) puede ser descrito como se muestra en la siguiente expresión (12), para la misma razón que descrito en lo referente a la expresión (5); es decir, en la consideración de la ley de Fick.

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11

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Por otra parte, el segundo término en el lado derecho de la expresión (10) (la cantidad de Mr de las especies químicas consumidas con una reacción por la capa de revestimiento durante el unidad de tiempo) puede ser obtenido por la siguiente expresión (13), que usa la velocidad R del consumo de la especie química en la capa de revestimiento.

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12

Por consiguiente, la siguiente expresión(14) se obtiene desde las expresiones (10) a (13).

13

Cuando una aproximación al estado cuasi -fijo se aplica a la expresión (14) (\delta CW/\deltat = 0), la siguiente expresión (15) es obtenida.

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14

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Con la aplicación de la expresión (8) a la expresión (15), se obtiene la siguiente expresión (16).

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15

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En breve, las expresiones (9) y (16) son expresiones básicas del modelo del catalizador. La expresión (9) muestra que los restos están establecidos entre (la cantidad de determinada especie química fluyente en la región específica) y (la cantidad de la especie química que se difunde a partir de la fase del gas de escape en la capa de revestimiento + la cantidad de la determinada especie química fluyente fuera de la región específica), mientras que la expresión (16) muestra que los restos están establecidos entre (la cantidad de las especies químicas que difunden a partir de la fase del gas de escape a la capa de revestimiento) y (la cantidad de las especies químicas consumidas en la capa de revestimiento).

Siguiente, aquí sera descrita un método para realmente calcular la concentración Cgout de especie química específica i fluyente desde la región específica por medio del modelo descrito antes del catalizador. Primero, cuando la expresión (9) está individualizada, se obtiene la siguiente expresión (17). Notablemente, en la siguiente expresión, el dx antes dicho es representado por el L.

16

Como conceptualmente mostrado en la Figura 6, la concentración Cgout de la especie química fluyente fuera de una región específica I es considerado para ser fuertemente influenciados por la concentración Cg (I) de las especies químicas en la región específica I. Por lo tanto, la concentración de Cgout puede ser determinado como se muestra en la siguiente expresión (18). Esta aproximación es llamada el "esquema del upwind". Es decir el esquema "upwind" esta basado en el concepto que "las especies químicas que están presentes en una región corriente ascendente (I-1) adyacente a la región específica I y tiene una concentración un Cg (I-1) fluye en la región específica I", y así pueden ser descritas como se muestra en la siguiente expresión (19).

17

Incidentemente, bajo la teoría de la velocidad de reacción, la velocidad R del consumo de determinadas especies químicas es una función fcw de la concentración media Cw de las especies químicas en la capa de revestimiento (es decir, igual a Cw a la n-th potencia). Por lo tanto, cuando esta función fxc es definido como fcw (x) = x, que es la forma más simple, la velocidad del consumo R puede ser expresada por la siguiente expresión (20). Notablemente, por conveniencia, en la siguiente descripción R* en la expresión (20) sera el llamado "constante de velocidad del consumo".

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18

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Cuando la expresión (20) se aplica a la expresión descrita antes (16) (R = RD (Cg-Cw) (16)), se obtiene la siguiente expresión (21). Cuando la expresión (21) es modificado, se obtiene la siguiente expresión (22).

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19

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Por otra parte, desde que Cg = Cgout en el esquema antedicho del upwind, la expresión (22) puede ser reescrita como la siguiente expresión (23).

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20

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Cuando la relación Cg = Cgout se aplica a la expresión descrita antes (17) de tal modo para eliminar el Cg, y Cw se elimina de la expresión (17) y de la expresión descrita antes (23), se obtiene la siguiente expresión (24).

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21

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Cuando un valor SP es definido como se muestra de la siguiente expresión (25), la expresión (24) puede ser reescrita como se muestra por expresión (26). Puesto que el valor SP es fuertemente influenciado por la velocidad de difusión evidente RD o la constante de velocidad del consumo R*, cualquiera es más pequeño, el valor SP representa si la transmisión de la masa (RD) o la reacción química (R*) determina la velocidad de un cambio en Cgout. Por lo tanto, el valor sp también es llamado "factor determinante de la velocidad de reacción".

22

Como es evidente del antes dicho, una vez la constante de velocidad del consumo R* y la velocidad de difusión evidente RD son determinados, la concentración Cgout de las especies químicas fluyentes fuera de la región específica pueden ser obtenidas en base de las expresiones (25) y (26) si la concentración Cgin de las especies químicas fluyentes en la región específica se da. La descripción antedicha ilustra el concepto básico del método de calcular la concentración Cgout de las especies químicas.

Siguiente, aquí se describirá un ejemplo específico de un método de determinar el constante de velocidad del consumo R* antes mencionado y la velocidad de difusión evidente RD y de obtener la concentración Cgout de las especies químicas fluyentes fuera de la región específica. En este ejemplo (modelo del catalizador), una reacción de tres vías, que es una reacción del redox en la unidad del catalizador, se asume al extremo instantáneamente y totalmente; y la atención es prestada a un almacenamiento de oxígeno o una reacción de liberación que ocurre dependiendo del exceso resultante o de la deficiencia del oxígeno. Notablemente, esta suposición (modelo del catalizador) es realista, y rendimientos de precisión excelente.

En este caso, las especies químicas i a las cuales atención son prestadas son las especies químicas seleccionadas desde la especie química (agentes del almacenamiento) que generan (llevan) el oxígeno, tal como oxígeno O2 y del monóxido de nitrógeno NO, que es un tipo de óxido de nitrógeno, y las especies químicas (agentes de la reducción) que consumen el oxígeno, tal como monóxido de carbono CO y hidrocarburos HC.

Por otra parte, en la siguiente descripción, Cgout de especies químicas i que sirve como agente del almacenamiento es representado por Cgout, stor, i; Cw de las especies químicas i es representado Cw, stor, i; Cgin de las especies químicas i es representado por Cgin, stor, i; la velocidad de difusión evidente RD de las especies químicas i es representada por RD, i; la velocidad del consumo de las especies químicas i es representada por Rstor, i; el constante de velocidad del consumo de las especies químicas i es representado por R*stor, i; y el factor determinante de la velocidad de reacción de las especies químicas i es representado por SPstor, i (en este caso, la especie química i es O2 o NO).

Semejantemente, Cgout de especies químicas i que sirve como agente reductor es representado por Cgout, reduc, i; Cw de las especies químicas i es representado por Cw, reduc, i; Cgin de las especies químicas i es representado por Cgin, reduc, i; la velocidad de difusión evidente RD de las especies químicas i es representada por RD, i; la velocidad del consumo de las especies químicas i es representada por Rreduc, i; la constante de velocidad del consumo de las especies químicas i es representado por R*reduc, i; y el factor determinante de la velocidad de reacción de las especies químicas i es representado por SPreduc, i (en este caso, las especies químicas i son CO, HC, o similares). Cuando los valores respectivos son representados en las maneras descrita antes, las siguientes expresiones (27) a (34) son obtenidas de las expresiones descritas antes (20), (23), (25), y (26).

23

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230

Para obtener Cgout, sotr, i (específicamente, Cgout, O2, la concentración de oxígeno fluyente fuera de la región específica y del Cgout, NO, la concentración de monóxido de nitrógeno fluyente fuera de la región específica) y Cgout, reduc, i (específicamente, Cgout, CO, la concentración de monóxido de carbono fluyente fuera de la región específica y Cgout, HC, la concentración de hidrocarburos fluyentes fuera de la región específica) en base de las expresiones (27) a (34), los constantes de velocidad del consumo R*stor, i y R*reduc, son primero obtenido.

Incidentemente, según la teoría de la velocidad de reacción, la velocidad (velocidad del almacenamiento del oxígeno) Rstor, i en el cual el oxígeno sea almacenado por la capa de revestimiento en la región específica se considera para ser proporcional al valor de una función f1 (Cw, stor, i) de la concentración Cw, stor, i de un agente del almacenamiento (O2, NOx, etc.) en la capa de revestimiento (es decir., Cw, O2 o Cw, NO) y también proporcional al valor de una función f2 (Ostmax-Ost) de la diferencia (Ostmax-Ost) entre la densidad máxima del almacenamiento del oxígeno de la capa de revestimiento en la región específica y un real densidad del almacenamiento del oxígeno (en ese momento). La diferencia (Ostmax-Ost) entre la densidad máxima del almacenamiento del oxígeno y la densidad real del almacenamiento del oxígeno

\hbox{representa el margen del
almacenamiento del  oxígeno en la región específica bajo
consideración.}

Cuando la relación f1 (x) = f2 (x) = x se asume para la simplificación, se obtiene la siguiente expresión (35). kstor, i en la expresión (35) es un coeficiente de la velocidad del almacenamiento del oxígeno (coeficiente de la velocidad de reacción del lado de almacenamiento, coeficiente de la velocidad del consumo de un agente del almacenamiento), que es un coeficiente representado por la ecuación bien conocida de Arrhenius y variando dependiendo de temperatura y que pueda ser obtenido en base de la temperatura del catalizador Temp detectada por separado o estimado y una función predeterminada (o un mapa que define la relación entre el coeficiente de la velocidad del almacenamiento del oxígeno kstor, i y la temperatura del catalizador Temp). Notablemente, desde el coeficiente de la velocidad del almacenamiento del oxígeno kstor,i cambia dependiendo del nivel de degradación del catalizador, el coeficiente de la velocidad del

\hbox{almacenamiento del oxígeno kstor,i puedo  ser determinado
en base del nivel de degradación del catalizador.}

24

Por consiguiente, la siguiente expresión (36) se obtiene de las expresiones (27) y (35), y el constante de velocidad del consumo R*stor, i puede ser obtenida por medio de la expresión (36).

25

En este modelo, en el cual la atención es prestada solamente al almacenamiento (absorción) y a la liberación del oxígeno, puesto que el agente reductor es utilizado solamente para la liberación del oxígeno almacenada en la capa de revestimiento, la velocidad del consumo Rredcu, i del agente reductor es igual a la velocidad (velocidad de liberación del oxígeno) Rrel, i en la cual oxígeno almacenado en la capa de revestimiento es liberado.

Por lo tanto, la velocidad de liberación del oxígeno Rel,i sera discutida. Como en el caso de la velocidad del almacenamiento del oxígeno Rstor, i, bajo la teoría de la velocidad de reacción, la velocidad de liberación del oxígeno Rrel, i se considera para ser proporcional al valor de una función g1 (Cw, reduc, i) de una concentración Cw, reduc, i (es decir., Cw, CO o Cw, HC) de la especie química (es decir., CO o HC) que consume el oxígeno en la capa de revestimiento y también para ser

\hbox{proporcional al valor de una función g2 (Ost) de la
densidad  Ost del almacenamiento del oxígeno.}

Cuando la relación g1 (x) = g2 (x) = x se asume por simplicidad, se obtiene la siguiente expresión(37). krel, i en la expresión (37) es un coeficiente de la velocidad de liberación del oxígeno (coeficiente de la velocidad de reacción del lado de liberación). Como en el caso del coeficiente de la velocidad del almacenamiento del oxígeno kstor, i, krel, i es un coeficiente que es representado por la ecuación del Arrhenius y varía dependiendo de temperatura, y puede ser obtenida en base de la temperatura del catalizador Temp detectada por separado o estimada y una función predeterminada (o un mapa que define la relación entre el coeficiente de la velocidad de liberación del oxígeno krel, i y la temperatura del catalizador Temp). Notablemente, desde el coeficiente de la velocidad de liberación del oxígeno krel,i cambia dependiendo del nivel de degradación del catalizador, el coeficiente de la velocidad de liberación del oxígeno krel,i puedo ser determinado en base del nivel de degradación del catalizador.

26

Desde la velocidad del consumo Rreduc, i el agente reductor es igual a la velocidad de liberación Rrel, i del oxígeno de la capa de revestimiento como se describe anteriormente, la constante de velocidad del consumo R*reduc,i puede ser obtenida en base de la siguiente expresión (38), que se obtiene con comparación entre las expresiones (31) y (37).

27

Como es aparente de lo dicho anteriormente, una vez que se obtenga la densidad del almacenamiento del oxígeno Ost (el método para obtener la densidad del almacenamiento del oxígeno Osr sera más tarde descrito), la constante de velocidad del consumo R*stor, i (es decir, R*O2) puede ser obtenida desde la expresión (36). Mientras tanto, la velocidad de difusión evidente RD,i (es decir, RD, O2) puede ser experimental obtenida en función de temperatura y del caudal (una función de la temperatura de la unidad del catalizador y del caudal del paso del gas a través de la unidad del catalizador), porque la velocidad de difusión evidente RD, i es igual que Sgeo,hD, i como se muestra en la expresión (8). Desde SPstor, i (es decir., SPstor, O2) se determina desde la expresión (29), cuando Cgin, stor, i (es decir, Cgin, O2) se da como condición de la frontera, Cgout, stor, i (es decir, Cout, O2) se obtiene desde la expresión (30). Además, un nuevo Cw, stor, i (es decir, Cw, O2) se obtiene desde la expresión (28).

Semejantemente, una vez que se obtenga la densidad Ost del almacenamiento del oxígeno, la constante de velocidad del consumo R*reduc, i (es decir, R*reduc, CO) puede ser obtenida de la expresión (38). Mientras tanto, la velocidad de difusión evidente RD, i (es decir., RD, CO) puede ser obtenida experimental en función de temperatura y del caudal (una función de la temperatura de la unidad del catalizador y del caudal del paso del gas a través de la unidad del catalizador), porque la velocidad de difusión evidente RD, i es igual a Sgeo-hD, i como se muestra en la expresión (8). Desde SPreduc, i (es decir, SPreduc, CO) se determina de la expresión (33), cuando Cgin, reduc, i (es decir., Cgin, CO) se da como condición de la frontera, Cgout, reduc, i (es decir, Cgout, CO) se obtiene desde la expresión (34). Además, un nuevo Cw, reudc, i (es decir, Cw, CO) se obtiene desde la expresión (32).

Siguiente, el método para obtener la densidad Ost del almacenamiento del oxígeno requerido para obtener Cgout, stor, i y Cgout, reduc, i sera descrito.

Primero, los restos del oxígeno (especies químicas) en la capa de revestimiento son considerados. Puesto que los restos son la diferencia entre una cantidad de oxígeno almacenada en la capa de revestimiento y una cantidad de oxígeno liberada de la capa de revestimiento, los restos son expresados por la siguiente expresión (39). dA.L en la expresión (39) representa el dV del volumen de la región específica.

28

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Cuando se modifica la expresión (39), se obtiene la siguiente expresión (40).

29

Cuando la expresión (40) es individualizada por medio de las expresiones (35) y (37), se obtiene la siguiente expresión (41).

30

Cuando se modifica la expresión (41), las siguientes expresiones (42) a (44) son obtenidas, y la densidad del almacenamiento del oxígeno Ost puede ser obtenida (puede ser actualizada) por medio de estas expresiones.

31

Como se describe anteriormente, puesto que la densidad Ost del almacenamiento del oxígeno se obtiene de las expresiones (42) a (44), Cgout, el stor, i y Cgout, reduc, i pueden ser obtenidas en la manera como se describe anteriormente. Además, puesto que se obtiene la densidad Ost del almacenamiento del oxígeno, la cantidad del almacenamiento del oxígeno OSA en la región específica puede ser obtenido en base de la siguiente expresión (45).

32

Por consiguiente, cuando la concentración Cgin, i del las especies químicas fluyentes en la unidad del catalizador se da como condición de la frontera, la cantidad del almacenamiento del oxígeno OSA de cada bloque (región específica) puede ser obtenida secuencialmente por medio de la expresión (45), desde un bloque (región específica) en el extremo de la corriente ascendente de la unidad del catalizador, por el que la distribución de la cantidad del almacenamiento del oxígeno dentro de la unidad del catalizador puede ser exactamente estimada. Además, cuando las cantidades del almacenamiento del oxígeno OSA de los bloques respectivos son sumadas a través de la unidad completa del catalizador, la cantidad del almacenamiento del oxígeno de la unidad del catalizador completa puede ser exactamente estimada también.

Siguiente, un ejemplo específico de un método para obtener las concentraciones Cgout, O2, Cgout, CO, Cgout, HC, y Cgout, NO de oxígeno O2, el monóxido de carbono CO, los hidrocarburos HC, y los óxidos de nitrógeno (aquí, monóxido de nitrógeno) NO en una unidad del catalizador real serán descritos por medio de diagrama de flujo. En este ejemplo también, una reacción de tres vías, que es una reacción del redox en la unidad del catalizador, se asume al extremo instantáneamente y totalmente; y la atención es prestada a un oxígeno que almacena o que libera de la reacción que ocurre, dependiendo del exceso o de la deficiencia resultante del oxígeno.

Cada vez que transcurre un tiempo predeterminado del período, la CPU del ECU 18 ejecuta los programas representados por una serie de diagrama de flujo de Figuras. 7 a 11, del programa mostrado en la Figura 7. Estos programas son dedicados para un bloque I entre un numero de bloques (regiones específicas) de la unidad del catalizador 19; y la CPU ejecuta concurrentemente los programas totalmente idénticos para los distintos bloques en paralelo.

Cuando se alcanza una temporización predeterminada, la CPU empieza un procedimiento desde la etapa 700 de la Figura 7, y procede a la etapa 705 para almacenar una concentración de oxígeno Cw, O2 (k+1) de la capa de revestimiento calculada en la etapa 745 (para ser más tarde descrito) durante la ejecución previa del programa presente, como Cw, O2 (k), que es un valor presente (valor por este tiempo) de la concentración de oxígeno Cw, O2 de la capa de revestimiento. En la etapa subsiguiente 710, la CPU almacena una densidad Ost (k+1) del almacenamiento del oxígeno calculada en la etapa 1125 de la Figura 11 (para ser mas tarde descrito) durante la ejecución previa del presente programa, como Ost (k), que es

\hbox{un valor presente
(valor por este tiempo)  de la densidad Ost del almacenamiento del
oxígeno.}

Posteriormente, en la etapa 715, la CPU determina un coeficiente de la velocidad del almacenamiento del oxígeno kstor, O2 (k) en base de la temperatura Temp de la unidad del catalizador 19 y un valor de índice REKKA de la degradación que indica el nivel de degradación de la unidad del catalizador 19, referente a un mapa (tabla de consulta) MapkstorO2 mostrado en Figura 12.

La temperatura Temp del catalizador se puede detectar por medio del sensor de temperatura 21, o puede ser estimada en base de las condiciones operativas del motor 1 (es decir, de la cantidad de aire de admisión Ga y la velocidad de rotación del motor NE).

El valor de índice REKKA de la degradación es un valor obtenido desde la máxima cantidad de almacenamiento de oxígeno Cmax de la unidad del catalizador19 (es decir, una función de aumento monotonamente de la cantidad máxima de almacenamiento de oxígeno Cmax). De la cantidad máxima de almacenamiento de oxígeno Cmax se obtiene como sigue. Es decir, en el caso donde el motor 1 funciona en un estado estacionario predeterminado, cuando el sensor de la corriente descendente 26 detecta una relación del aire-combustible del lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, la CPU mantiene la relación del aire-combustible de gas fluyente en la unidad del catalizador 19 en una relación predeterminada del aire-combustible del lado rico para consumir totalmente el oxígeno almacenado en la unidad del catalizador 19.

Consecuentemente, el sensor de la corriente descendente 26 saca un valor correspondiente a una relación del aire-combustible del lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, en vez de un valor correspondiente a una relación del aire-combustible del lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible. En ese tiempo, el t1, la CPU fija la relación del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19 a una relación predeterminada del aire-combustible del lado pobre, y obtiene la cantidad de oxígeno contenido en el gas fluyente en la unidad del catalizador 19 en base de las siguientes expresiones (46) y (47) por el tiempo t2 en el cual el sensor de la corriente descendente 26 saca un valor correspondiente a una relación del aire-combustible del lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, en vez de un valor correspondiente a una relación del aire-combustible del lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible. El valor acumulado O2storage (= Cmax1) obtenido desde la expresión (47) se emplea como la cantidad máxima de almacenamiento de oxígeno Cmax.

33

0.23: la relación en peso de oxígeno en el aire.

AF: la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 (la relación del aire-combustible detectada por el sensor de la relación del aire-combustible 25).

AFstoich: la relación teórica del aire-combustible (relación ideal del aire-combustible, relación estoicométrica del aire-combustible).

Gf: la masa del combustible suministrado por unidad de tiempo.

\newpage

\global\parskip0.950000\baselineskip

34

Notablemente, la CPU puede obtener cantidad máxima de almacenamiento del oxígeno Cmax en la siguiente manera. Después del tiempo t2, la CPU mantiene la relación del aire-combustible de gas fluyente en la unidad del catalizador 19 en una relación predeterminada del aire-combustible del lado rico. Posteriormente, por el tiempo t3 en los cuales el sensor de la corriente descendente saca un valor correspondiente a una relación del aire-combustible del lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible en lugar de un valor correspondiente a una relación del aire-combustible del lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, la CPU obtienen una cantidad deficiente por la unidad de tiempo del oxígeno contenido en el gas fluyente en la unidad del catalizador 19 por medio de una expresión similar a la expresión antedicha (46), acumula la cantidad deficiente del oxígeno por unidad de tiempo sobre el período desde el t2 al t3 por medio de una expresión similar a la expresión antedicha (47), y emplea el valor acumulativo así-obtenido Cmax2 como cantidad máxima de almacenamiento del oxígeno Cmax. Alternativamente, la CPU emplea el medio de la cantidad máxima del almacenamiento Cmax1 del oxígeno y de la cantidad máxima

\hbox{del almacenamiento Cmax2 del oxígeno como
cantidad máxima de almacenamiento  del oxígeno Cmax.}

Posteriormente, en la etapa 720, la CPU obtiene un constante de velocidad R*stor, O2 (k) del consumo para el oxígeno de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 720 (véase la expresión descrita antes (36)). Notablemente, aunque la densidad máxima Ostmax del almacenamiento del oxígeno utilizada en la etapa 720 puede ser un valor constante, se determina deseable de acuerdo con el valor de índice descrito antes REKKA de la degradación del catalizador (o cantidad máxima de almacenamiento del oxígeno Cmax) (esto se aplica a la siguiente descripción). Posteriormente, en la etapa 725, la CPU determina una velocidad de difusión evidente RD, O2 (k) de la temperatura Temp del catalizador y el mapa MapRDO2.

En la etapa posterior 730, la CPU obtiene un factor determinante SPstor, O2 de la velocidad de reacción para el oxígeno de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 730 (véase la expresión descrita antes (29)). En la etapa 735, la CPU trae una concentración Cgout, O2 (k) del oxígeno fluyente fuera de un bloque I-1, que precede (se localiza corriente ascendente desde) el bloque I que el programa presente maneja, como concentración Cgin, O2 (k) del oxígeno fluyente en el bloque I.

Cuando el bloque I actualmente manejado es ademas el bloque de la corriente ascendente de la unidad del catalizador 19, ningún bloque previo I-1 está presente. Por lo tanto, Cgout, O2 (k) del bloque previo en la etapa 735 es una concentración de oxígeno Cgin, O2 del gas fluyente en la unidad del catalizador 19. Esta concentración de oxígeno Cgin, O2 del gas fluyente en la unidad del catalizador 19 puede ser obtenida por medio de una función fO2 basada en la relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19 y el caudal del gas. El lado derecho de la siguiente expresión(48) es un ejemplo específico de la función fO2.

35

donde símbolos y constante de la expresión (48) son como sigue.

kgmol: un coeficiente para convertir masa en un numero de mol.

0.23: la relación en peso de oxígeno en el aire.

AF: la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 (relación aire-combustible detectada por el sensor 25 de la relación del aire-combustible).

Ga: la masa del aire tenida adentro por unidad de tiempo.

(el caudal de flujo de aire de admisión medido por el contador del flujo de aire 13).

Gf: la masa del combustible suministrado por unidad de tiempo.

El procedimiento de derivar la expresión arriba descrita (48) sera descrito brevemente. La relación AF del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 es representada por Ga/Gf. Cuando la masa del aire requerida para alcanzar a la relación estoicométrica del aire-combustible para Gf es representada por Gastoich, la relación estoicométrica AFstoich del aire-combustible es representada por Gastoich/Gf. Mientras tanto, en el caso donde la relación del aire-combustible se convierte en AF cuando la masa suministrada del combustible es Ga, la masa del aire excesivo con respecto a la masa del aire requerida para alcanzar a la relación estoicométrica AFstoich del aire-combustible es representada por Ga - Gastoich. Por lo tanto, cuando la masa del oxígeno es representada por MassO2, se obtiene la siguiente expresión(49), y la expresión descrita antes (48) se obtiene de la expresión (49).

36

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 740 para obtener Cgout, O2 (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 740 (véase la expresión descrita antes (30)). El valor Vg es un caudal de aire de admisión detectado por el contador 13 del flujo de aire. Como se describe anteriormente, en la etapa 740, la CPU calcula nuevamente la concentración Cgout, O2 del oxígeno fluyente fuera del bloque I actualmente siendo manejado. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 745 para obtener así Cw, O2 (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 745 (véase la expresión descrita antes (28)). Es decir, en la etapa 745, la CPU calcula nuevamente la concentración de oxígeno Cw, O2 en la capa de revestimiento del bloque I actualmente siendo manejado, y después procede a la etapa 800 mostrada en la Figura 8 vía la etapa 795. De esta manera, el programa mostrado por la Figura 7 constituye el medio para estimar la concentración de oxígeno de la fase del gas de escape en la región específica I y significa para estimar la concentración de oxígeno en la capa de revestimiento.

Posteriormente, la CPU procede de la etapa 800 a la etapa 805 en orden para almacenar una concentración del monóxido de carbono Cw,CO (k+1) de la capa de revestimiento calculada en la etapa 840 (para ser descrito mas tarde) durante la ejecución previa del presente programa, como Cw, CO (k), que es un valor presente (valor por este tiempo) de la concentración del monóxido de carbono Cw,CO de la capa de revestimiento.

Posteriormente, en la etapa 810, la CPU determina un coeficiente, Krel,CO (k) de la temperatura Temp de la unidad del catalizador 19 y el valor de índice REKKA de la degradación de la unidad del catalizador 19, con referencia a un mapa MapkrelCO como se muestra en la Figura 12. Posteriormente, en la etapa 815, la CPU obtiene un constante de velocidad R*reduc, CO (k) del consumo de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 815 (véase la expresión descrita antes (38)). Posteriormente, en la etapa 820, la CPU determina una velocidad de difusión evidente RD, CO (k) de la temperatura Temp del catalizador y el mapa MapRDCO.

En la etapa posterior 825, la CPU obtiene un factor determinante SPreduc, CO de la velocidad de reacción para el monóxido de carbono de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 825 (véase la expresión descrita antes (33)). En la etapa 830, la CPU trae una concentración Cgout, CO (k) del monóxido de carbono fluyente fuera del bloque I-1, que precede (se localiza corriente ascendente desde) el bloque I que el programa presente maneja, como concentración Cgin, CO (k) del monóxido de carbono fluyente en el bloque I.

Cuando el bloque actualmente manejado I es ademas el bloque de la corriente ascendente de la unidad del catalizador 19, ningún bloque previo I-1 está presente. Por lo tanto, Cgout, CO (k) del bloque previo en la etapa 830 es una concentración Cgin, CO del monóxido de carbono del gas fluyente en la unidad del catalizador 19, que puede ser obtenida en base de un mapa mostrado en la Figura 13 que definen la relación entre la relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19 y la concentración del monóxido de carbono, Cgin,CO.

Aquí, la relación entre la relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador y la concentración Cgin, CO del monóxido de carbono se obtiene previamente con un experimento, y la concentración descrita antes Cgin, CO del monóxido de carbono se obtiene en base de esta relación y de una relación real A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador. Sin embargo, la concentración Cgin,CO del monóxido de carbono puede ser obtenido con mucha mas precisión por un método alternativo en el cual además de la relación entre la concentración Cgin, CO del monóxido de carbono y relación A/F del aire combustible, la relación entre la concentración Cgin, CO del monóxido de carbono, y por lo menos un parámetro relevante, tal como temporización del encendido, temperatura de la agua de refrigeración del motor 1, y caudal de gas fluyente en la unidad del catalizador (velocidad igual al caudal de aire de admisión detectado por el contador 13 del flujo de aire), se obtenga previamente con un experimento, y la concentración descrita antes Cgin, CO del monóxido de carbono se obtiene en base de esta relación y de un valor real del parámetro.

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Posteriormente, la CPU procede a la etapa 835 para obtener Cgout, CO (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 835 (véase la expresión descrita antes (34)). Es decir, la CPU calcula nuevamente la concentración Cgout, CO del monóxido de carbono fluyente fuera del bloque I actualmente siendo manejado. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 840 para obtener Cw, CO (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 840 (véase la expresión descrita antes (32)). Es decir, en la etapa 840, la CPU calcula nuevamente la concentración del monóxido de carbono Cw, CO en la capa de revestimiento del bloque I actualmente siendo manejado, y después procede a la etapa 900 mostrada en la Figura 9 vía la etapa 895. De esta manera, el programa mostrado por la Figura 8 constituye el medio para estimar la concentración del monóxido de carbono de la fase del gas de escape en la región específica I y medios para estimar la concentración del monóxido de carbono en la capa de revesti-
miento.

El programa mostrado en la Figura 9 es un programa para realizar cálculos en lo referente a los hidrocarburos HC, y es similar al programa previamente descrito de la Figura 8 para realizar cálculos en lo referente al monóxido de carbono CO.

Brevemente, la CPU procede de la etapa 900 a la etapa 905 para almacenar una concentración del monóxido de carbono Cw, HC (k+1) de la capa de revestimiento calculada en la etapa 940 (para ser descrito mas tarde) durante la ejecución previa del programa presente, como Cw, HC (k), que es un valor presente (valor por este tiempo) de la concentración del monóxido de carbono Cw, HC de la capa de revestimiento.

Posteriormente, en la etapa 910, la CPU determina el coeficiente krel, HC (k) desde la temperatura Temp de la unidad del catalizador 19 y el valor de índice REKKA de la degradación de la unidad del catalizador 19, con referencia a un mapa MapkrelHC como se muestra en la Figura 12. Posteriormente, en la etapa 915, la CPU obtiene un constante de velocidad R*reduc, HC (k) del consumo de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 915 (véase la expresión descrita antes (38)). Posteriormente, en la etapa 920, la CPU determina una velocidad de difusión evidente RD, HC (k) de la temperatura Temp del catalizador y el mapa MapRDHC.

En la etapa posterior 925, la CPU obtiene un factor determinante SPreduc, HC de la velocidad de reacción para el hidrocarburo de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 925 (véase la expresión descrita antes (33)). En la etapa 930, la CPU trae una concentración Cgout, HC (k) del hidrocarburo fluyente fuera del bloque I-1, que precede (se localiza corriente ascendente desde) el bloque I que el programa presente maneja, como concentración Cgin, HC (k) del hidrocarburo fluyente en el bloque I.

Cuando el bloque actualmente manejado I es el bloque además el bloque de la corriente ascendente de la unidad del catalizador 19, ningún bloque previo I-1 está presente. Por lo tanto, Cgout, HC (k) en la etapa 930 es una concentración Cgin, HC del hidrocarburo del gas fluyente en la unidad del catalizador 19. La relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19 y la concentración Cgin, HC del hidrocarburo tiene una relación como se muestra en el gráfico de la Figura 14; y la temperatura del escape del motor 1 y de la concentración Cgin, HC del hidrocarburo tiene una relación como se muestra en el gráfico de la Figura 15. Por lo tanto, la relación entre la relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19, la temperatura del escape del motor 1, y la concentración Cgin, HC del hidrocarburo se obtiene previamente con experimentos, y se almacena bajo la forma de mapa. La CPU obtiene la concentración antes dicha Cgin, HC del hidrocarburo de una relación real A/F del aire-combustible del gas, de una temperatura real del escape del motor 1, y del mapa.

Notablemente, la concentración antes dicha Cgin,HC del hidrocarburo puede ser obtenido mas exactamente por un método alternativo en el cual además de la relación entre la concentración Cgin, HC de hidrocarburos y relación A/F del aire-combustible y temperatura del escape del motor 1, la relación entre la concentración Cgin HC del hidrocarburo, y por lo menos un parámetro relevante, tal como la temporización del encendido, temperatura de la agua de refrigeración del motor 1, y caudal de gas fluyente en la unidad del catalizador (velocidad igual al caudal de aire de admisión detectado por el contador 13 del flujo de aire), es previamente obtenido con un experimento, y la concentración descrita antes Cgin, HC del hidrocarburo se obtiene en base de esta relación y de un valor real del parámetro.

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 935 para obtener Cgout, HC (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 935 (véase la expresión descrita antes (34)). Es decir, la CPU calcula nuevamente la concentración Cgout, HC del hidrocarburo fluyente fuera del bloque I actualmente siendo manejado. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 940 para así obtener Cw, HC (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 940 (véase la expresión descrita antes (32)). Es decir, en la etapa 940, la CPU calcula nuevamente la concentración del hidrocarburo Cw, HC en la capa de revestimiento del bloque actualmente siendo manejado, y después procede a la etapa 1000 mostrada en la Figura 10 vía la etapa 995. De esta manera, el programa mostrado por la Fig. 9 constituye el medio para estimar la concentración del hidrocarburo de la fase del gas de escape en la región específica I y medios para estimar la concentración del hidrocarburo en la capa de revestimiento.

El programa mostrado en Figura 10 es un programa para realizar cálculos en lo referente a los óxidos de nitrógeno (aquí, monóxido de nitrógeno NO se selecciona como representativo de óxido de nitrógeno), los cálculos siendo similares a ésos realizados por los programas mostrados en las Figuras. 7 a 9.

Brevemente, la CPU procede desde la etapa 1000 a la etapa 1005 para almacenar una concentración del monóxido de nitrógeno Cw, NO (k+1) de la capa de revestimiento calculada en la etapa 1040 (para ser descrito mas adelante) durante la ejecución previa del programa presente, como Cw,NO (k+1), que es un valor presente (valor por este tiempo) de la concentración del monóxido de nitrógeno Cw, NO de la capa de revestimiento.

Posteriormente, en la etapa 1010, la CPU determina un coeficiente de la velocidad del almacenamiento del oxígeno kstor,NO (k) desde la temperatura Temp de la unidad del catalizador 19 y el valor de índice REKKA de la degradación de la unidad del catalizador 19, con referencia a un mapa MapkstorNO como se muestra en la Figura 12. Posteriormente, en la etapa 1015, la CPU obtiene una constante de velocidad R*stor, NO (k) del consumo de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 1015 (véase la expresión descrita antes (36)). Posteriormente, en la etapa 1020, la CPU determina una velocidad de difusión evidente RD,NO (k) desde la temperatura Temp del catalizador y el mapa MapRDNO.

En la etapa posterior 1025, la CPU obtiene un factor determinante SPstor, NO de la velocidad de reacción para el monóxido de nitrógeno de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 1025 (véase la expresión descrita antes (29)). En la etapa 1030, la CPU trae una concentración Cgout, NO (k) de monóxido de nitrógeno fluyente fuera del bloque I-1, que precede (se localiza corriente ascendente desde) el bloque I que el programa presente maneja, como concentración Cgin, NO (k) de monóxido de nitrógeno fluyente en el bloque I.

Cuando el bloque actualmente manejado I es ademas el bloque de la corriente ascendente de la unidad del catalizador 19, ningún bloque previo está presente. Por lo tanto, Cgout, NO (k) del bloque previo en la etapa 1030 es una concentración monóxido de nitrógeno Cgin, NO del gas fluyente en la unidad del catalizador 19. La relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19 y la concentración Cgin, NO del monóxido de nitrógeno tiene una relación como se muestra en el gráfico de la Figura 16; y el caudal Mc del aire de admisión por la carrera de la admisión (cantidad del aire de admisión del en-cilindro) de un solo cilindro del motor 1 y de la concentración Cgin, NO del monóxido de nitrógeno tiene una relación como se muestra por el gráfico de la Figura 17. Por lo tanto, la relación entre la relación A/F del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19, la cantidad del aire de admisión del en-cilindro, y la concentración Cgin, NO del monóxido de nitrógeno se obtiene previamente con experimentos, y se almacena bajo la forma de mapa. La CPU obtiene la concentración antedicha Cgin, NO del monóxido de nitrógeno de una relación real A/F del aire-combustible del gas, de una cantidad real del aire de admisión del en-cilindro, y del mapa.

Notablemente, la concentración antedicha Cgin,NO del monóxido de nitrógeno puede ser obtenido mas exactamente por un método alternativo en el cual además de la relación entre la concentración Cgin,NO del monóxido de nitrógeno, y la relación A/F del aire-combustible y la cantidad del aire de admisión del en-cilindro, la relación entre la concentración Cgin,NO del monóxido de nitrógeno, y por lo menos un parámetro relevante, tal como temporización del encendido, temperatura de la agua de refrigeración del motor 1, y caudal de gas fluyente en la unidad del catalizador (velocidad igual al caudal de aire de admisión detectado por el contador 13 del flujo de aire), se obtenga previamente con un experimento, y la concentración descrita antes Cgin, NO del monóxido de nitrógeno se obtiene en base de esta relación y valor real del parámetro.

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 1035 para obtener Cgout, NO (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 1035 (véase la expresión descrita antes (30)). Es decir, la CPU calcula nuevamente la concentración Cgout, NO de monóxido de nitrógeno fluyente fuera del bloque I actualmente manejado. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 1040 para obtener Cw, NO (k+1) de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de la etapa 1040 (véase la expresión descrita antes (28)). Es decir, en la etapa 1040, la CPU calcula nuevamente la concentración del monóxido de nitrógeno Cw,NO en la capa de revestimiento del bloque I actualmente manejado, y después procede a la etapa 1100 mostrada en Figura 11 vía la etapa 1095. De esta manera, el programa mostrado por Fig. 10 constituye el medio para estimar la concentración del monóxido de nitrógeno de la fase del gas de escape en la región específica I y medios para estimar la concentración del monóxido de nitrógeno en la capa de revestimiento.

El programa mostrado en Figura 11 es utilizado para calcular la densidad del almacenamiento del oxígeno (concentración) del almacenamiento del oxígeno Ost. Específicamente, en la etapa 1105, la CPU obtiene un coeficiente P de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de etapa 1105, que es basada en la expresión descrita antes (43). En la etapa posterior 1120, la CPU obtiene un coeficiente Q de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de etapa 1120, que es basada en la expresión descrita antes (44). Posteriormente, en la etapa 1125, la CPU obtiene una densidad Ost (k+1) del almacenamiento del oxígeno de acuerdo con la expresión descrita en el bloque de etapa 1125, que es basada en la expresión descrita antes (42). En la etapa posterior 1195, la CPU finaliza los programas mostrados en Figuras. 7 a 11. Notablemente, el programa de la Figura 11 se pueden configurar de manera que la CPU proceda de la etapa 1125 a la etapa 1195 después de obtener la cantidad del almacenamiento OSA del oxígeno, I del bloque presente I en base de la expresión descrita antes (45). De esta manera, el programa de la Figura 11 constituye cantidad del medio de cálculo de la densidad

\hbox{del almacenamiento  del
oxígeno y del medio de cálculo del almacenamiento del
oxígeno.}

Como se describe anteriormente, la concentración Cgout, i del especie química i en el bloque I manejado se obtiene actualmente, y el esquema antedicho del upwind es utilizado para sucesivamente obtener la concentración Cgout, i de la especie química i en un bloque adyacente I. Semejantemente, la densidad Ost del almacenamiento de oxígeno de cada bloque I se obtiene, y la cantidad del almacenamiento OSA del oxígeno de cada bloque I se obtiene por medio de la expresión descrita antes (45). Además, con la acumulación de la cantidad del almacenamiento OSA, del oxígeno de cada bloque I de la entrada de la unidad del catalizador a un bloque arbitrario K, la cantidad acumulada del almacenamiento OSA, K del oxígeno de la unidad del catalizador hasta el bloque K se obtiene. Cuando el bloque K es el bloque en la salida de la unidad del catalizador, del oxígeno de OSAall del almacenamiento se obtiene la cantidad de la unidad del catalizador.

Siguientes, las representaciones del control que utilizan el aparato de control de la relación del aire-combustible antes descrito sera descritas sucesivamente.

Primero, una primera representación sera descrita con referencia a la Figura 18, que muestras un diagrama de flujo del control por eso. En la presente representación, la cantidad de oxígeno en gas de escape (en realidad, la concentración de oxígeno descargada de la unidad del catalizador 19) y la cantidad de monóxido de carbono en el gas de escape (en realidad, la concentración de monóxido de carbono descargada de la unidad del catalizador 19) obtenido como los valores estimados descritos antes. Además, en control de la relación del aire-combustible, la cantidad del oxígeno se maneja como un exceso o un déficit de la cantidad de oxígeno. Es decir, cuando el oxígeno está presente en una cantidad excesiva, la cantidad del oxígeno asume un valor positivo, y cuando el oxígeno es deficiente, la cantidad del oxígeno asume un valor negativo. Por otra parte, en la presente representación, la totalidad de la unidad del catalizador 19 se considera para ser una sola región (región específica).

En la reacción de la purificación del gas de escape en la unidad del catalizador 19, el oxígeno se consume para oxidar un componente a-ser-eliminado del gas de escape (es decir, oxidar los hidrocarburos HC y el monóxido de carbono CO, que están no quemados en el combustible). Por lo tanto, cuando el gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador 19 contiene estos componentes que se oxidarán, la cantidad del oxígeno es considerada para ser deficiente. Es decir, el valor de la estimación asume un valor negativo. Notablemente, aquí, el monóxido de carbono CO representa los componentes no quemados.

En cambio, cuando oxígeno producido como resultado de la reducción de un componente a-ser-eliminado (óxido de nitrógeno NOx) del gas de escape y oxígeno contenido en el gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 no puede ser almacenado totalmente en la unidad del catalizador 19 por medio de la función del almacenamiento del oxígeno (acción) de la unidad 19, los flujos del catalizador del componente del oxígeno de la unidad del catalizador 19. En tal caso, la cantidad del oxígeno es considerada excesiva. Es decir, el valor de la estimación asume un valor positivo. Notablemente, aquí, el oxígeno O2 representa los componentes que relacionan a la función del almacenamiento del oxígeno.

El aparato de control presente de la relación del aire-combustible realiza el control de la relación del aire-combustible mientras usando un valor de la estimación con respecto al oxígeno. Específicamente, como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 18, en la etapa 10, la CPU del aparato de control de la relación del aire-combustible obtiene la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador19 (relación aire-combustible del escape) detectada por medio del sensor de la relación del aire-combustible de la corriente ascendente 25; y en la siguiente etapa, la etapa 30, la CPU calcula Rosc (es decir, R*stor, O2, R*reudc, CO) y RD (RD, O2, RD, los CO)) por medio de la densidad previa Ost del almacenamiento del oxígeno (obtenido en la etapa 55, que sera descrita mas adelante, durante la ejecución previa del programa presente).

En este tiempo, cuando la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 está en el lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, la siguiente expresión(50) basada en la expresión ya descrita (8) es utilizada para el cálculo del RD, y la siguiente expresión(51) basada en la expresión ya descrita (36) es utilizada para el cálculo de Rosc.

38

Cuando la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 está en el lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, la siguiente expresión (52) basada en la expresión ya descrita (8) es utilizada para el cálculo del RD, y la siguiente expresión (53) basada en la expresión ya descrita (38) es utilizada para el cálculo de Rosc.

39

Rosc es una función de, por ejemplo, temperatura. Aquí, por ejemplo, el hD es una función de la temperatura, y, como se muestra en la Figura 12, cada uno de ksotr, O2 y el krel, CO es una función de la temperatura y un nivel de degradación del catalizador. La temperatura se detecta por medio del sensor de temperatura 21, y Rosc se calcula en base de la temperatura detectada y por medio de un mapa o de la función formula almacenada en el ROM del ECU 18.

En la etapa posterior 40, la CPU calcula Cgout, O2 (= CgoutO2) por medio de la expresión descrita antes (30) cuando la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 está en el lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, y Cgout, CO por medio de la expresión descrita antes (34) cuando la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 está en el lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible. Cuando se obtiene Cgout, CO, la relación Cgout, O2 = -2 Cgout, CO se aplica para obtener finalmente Cgout, O2.

Además, Cgin, O2 y Cgin,CO son necesarias para el cálculo de Cgout, O2 (Cgout, O2 antes del reemplazo con Cgout, CO) y Cgout, CO en la etapa 40. En la etapa 40, Cgin, O2 se obtiene de la expresión descrita antes (48). En este tiempo, cuando la relación del aire-combustible del escape está en el lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, y el Cgin, O2 calculado de acuerdo con la expresión (48) asume un valor positivo, que el valor está empleado como Cgin, O2 mientras que es; y cuando el Cgin, O2 calculado de acuerdo con la expresión (48) asume un valor negativo, el 1/2 del valor absoluto de ese valor se emplea como Cgin, CO.

Posteriormente, en la etapa 50, la CPU obtiene concentraciones respectivas de las especies químicas Cw (Cw, O2, Cw, CO) de la capa de revestimiento en base de las expresiones (28) y (32). En la etapa 55, la CPU calcula Ost (valor presente (el valor por este tiempo)) por medio de las expresiones (42) a (44). En la etapa 60, la CPU calcula una cantidad de la corrección de la retroalimentación (cantidad de la corrección de F/B) para el control de la relación del aire-combustible de, por ejemplo, (Cgout, O2 - O2ref) G. Aquí, O2ref representa una meta del control (estado de la meta), y G representa una ganancia del control. Figura 19 es un gráfico que muestra la relación entre Cgout,O2 y la cantidad de la corrección de F/B. En la presente representación, la meta del control se determina bajo la forma de intervalo predeterminado. La determinada cantidad de la corrección de F/B se refleja en el control de la relación del aire-combustible como uno de coeficientes de corrección con respecto a la cantidad de la inyección de combustible que determina la relación del aire-combustible.

Siguiente, una segunda representación sera descrita con referencia a la Figura 20, que muestras un diagrama de flujo del control de eso. En la presente representación, los componentes ricos y pobres del gas de escape son utilizado como los valores descritos antes de la estimación. Además, en la presente representación, la totalidad de la unidad del catalizador 19 se considera para ser una sola región (región específica).

El componente rico refiere colectivamente a los componentes cuyo contenido en el gas de escape aumentan cuando la relación del aire-combustible del escape está en el lado rico, y es un valor representativo que muestra el estado del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador 19. Específicamente, es un valor representativo que sirve de índice colectivo que representa las cantidades de CO y de HC contenidos en el gas de escape. Mientras tanto, el componente pobre refiere colectivamente a los componentes cuyo contenido en el gas de escape aumenta cuando la relación del aire-combustible del escape está en el lado pobre, y es un valor representativo que muestra el estado del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador 19. Específicamente, es un valor representativo que sirve un índice colectivo que representa las cantidades de NOx y de O2 contenidos en el gas de escape.

En la presente representación, el control de la relación del aire-combustible se realiza por medio de los dos valores descritos antes de la estimación, y por lo tanto, Cgout del componente rico es representado por CgoutR como sigue.

40

Específicamente, CgoutR = Cgout, reduc, CO + Cgout, reduc, HC.

Además, Cgout del componente pobre es representado por CgoutL como sigue.

41

Específicamente, CgoutL = Cgout, stor, O2 + Cgout, stor, NO. En la presente representación, los siguientes cálculos son realizados por medio de CgoutR y CgoutL determinado de esta manera.

Como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 20, en la primera etapa, la etapa 70, la CPU estima CginR y CginL de los componentes ricos y pobres contenidos en el gas de escape producido como resultado de la combustión en el motor 1 (gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19). En la estimación del componente rico CginR y el componente pobre CginL, la reacción del redox (reacción de tres vías) y la reacción de la almacenamiento-liberación del oxígeno en la unidad del catalizador 19 son tenidos en la consideración. Fórmulas químicas referentes a la reacción de tres vías son mostrado en la expresión (54). Además, fórmulas químicas referentes a la reacción de la almacenamiento-liberación del oxígeno son mostrados en la expresión (55). Notablemente, coeficientes de la velocidad de reacción de las reacciones respectivas en la reacción de la almacenamiento-liberación del oxígeno son representado por KO2 (= Kstor, O2), KNO (= Kstor, NO), KCO (= Krel, CO), y KHC (= Krel, HC), respectivamente. En la expresión (55) para la almacenamiento-liberación del oxígeno, el cerio (Ce) es descrito como metal del vehículo para proporcionar la función de la almacenamiento-liberación del oxígeno.

42

43

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 100, y calcula Rosc (es decir, R*stor, O2, R*stor, NO, R*reduc, CO, R*reudc, HC) y RD (es decir, RD, O2, RD, NO, RD, CO, RD, HC) de manera semejante como en la primera representación. En la etapa posterior 110, la CPU calcula CgoutR (= Cgout, reduc, CO + Cgout, reduc, HC) por medio de la expresión descrita antes (34), y CgoutL (= Cgout, stor, O2 + Cgout, stor, NO) por medio de la expresión descrita antes (30).

Por otra parte, en la etapa 120, la CPU obtiene concentraciones respectivas de las especies químicas Cw (Cw, O2, Cw, NO,Cw, CO, Cw, HC) de la capa de revestimiento por medio de las expresiones (28) y (32). En la etapa 125, la CPU calcula Ost (valor presente (el valor por este tiempo)) por medio de las expresiones (42) a (44). En la etapa 130, la CPU calcula una cantidad de la corrección de la retroalimentación (cantidad de la corrección de F/B) para el control de la relación del aire-combustible desde (CgoutR-Ref)xGR + (CgoutL-Referencia) xGL. Aquí, (CgoutR-Ref) xGR es una porción correspondiente al componente rico, y (CgoutL-Ref) xGL es una porción correspondiente al componente pobre. La referencia representa una meta del control (estado de la meta), y GR y GL representa el conjunto de las ganancias del control para los componentes respectivos.

El control de la relación del aire-combustible es realizado de tal manera que CgoutR y de CgoutL llega a ser igual el uno al otro. Específicamente, las cantidades de la corrección (CgoutR-Ref)xGR de F/B y (CgoutL-Ref) xGL correspondiente a los componentes respectivos son determinados de tal manera que cada uno de CgoutR y de CgoutL se convierta en el valor objetivo Ref. Además, en la presente representación, la meta del control se determina bajo la forma de intervalo predeterminado. La determinada cantidad de la corrección de F/B se refleja en el control de la relación del aire-combustible como uno de los coeficientes de corrección con respecto a la cantidad de la inyección de combustible, que determina la relación del aire-combustible.

Notablemente, más específicamente, la cantidad de la corrección de F/B es determinada por la siguiente expresión (56).

45

Siguiente, una tercera representación sera descrita con referencia a la Figura 21, que muestras un diagrama de flujo del control de eso. En la presente representación, las emisiones (en realidad, concentraciones) del oxígeno, el monóxido de carbono, y el monóxido de nitrógeno contenidas en el gas de escape son utilizados como los valores de estimación descritos antes. Además, en la presente representación, la totalidad de la unidad del catalizador 19 se considera para ser una sola región (región específica). En la presente representación, puesto que el control de la relación del aire-combustible se realiza por medio de los tres valores antedichos de la estimación, en la siguiente descripción, Cgout en lo referente a la emisión del oxígeno es representado por CgoutO2 (Cgout, O2), Cgout en lo referente a la emisión del monóxido de carbono es representado por CgoutCO (Cgout, CO), y Cgout en lo referente a la emisión del monóxido de nitrógeno es representado por CgoutNO (Cgout, NO).

Como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 21, en la primera etapa, la etapa 140, la CPU estima CginR (Cgin, CO) y CginL (Cgin, O2, Cgin, NO) de los componentes ricos y pobres contenidos en el gas de escape producido como resultado de la combustión en el motor 1 (gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19) en la manera descrita antes. En la etapa posterior 170, la CPU calcula Rosc (es decir, R*stor, O2, R*stor, NO, R*reduc, CO) y RD (es decir, RD, O2, RD, NO, RD, CO). En la etapa posterior 180, la CPU calcula CgoutR (Cgout, reduc, CO) por medio de la expresión descrita antes (34), y CgoutL (Cgout, stor, O2 = CgoutO2 y Cgout, stor, NO = CgoutNO) por medio de la expresión descrita antes (30).

Por otra parte, en la etapa 190, la CPU obtiene concentraciones respectivas de las especies químicas Cw (Cw, O2, Cw, NO, Cw, CO) de la capa de revestimiento por medio de las expresiones (28) y (32). En la etapa 195, la CPU calcula Ost (valor presente (el valor por este tiempo)) por medio de las expresiones (42) a (44). En la etapa 200, la CPU calcula una cantidad de la corrección de la retroalimentación (cantidad de la corrección de F/B) que se retro actuará al control de la relación del aire-combustible, de la expresión (CgoutO2-O2ref) xGO2 + (CgoutNO-NOref) xGNO + (CgoutCO-COref) xGCO. Aquí, (CgoutO2-O2ref) xGO2 es una porción correspondiente al componente del oxígeno, el (CgoutNO-NOref)xGCO es una porción correspondiente al componente del monóxido de nitrógeno, y (CgoutCO-COref) xGCO es una porción correspondiente al componente del monóxido de carbono. O2ref, NOref, y COref representan las metas del control de los componentes respectivos. GO2, GNO, y GCO representan el conjunto de las ganancias del control para los componentes respectivos. La determinada cantidad de la corrección se refleja en el control de la relación del aire-combustible como uno de los coeficientes de corrección con respecto a la cantidad de la inyección de combustible, que determina la relación del aire-combustible. Notablemente, en la presente representación, la meta del control se puede determinar bajo la forma de intervalo predeterminado.

Siguiente, una cuarta representación sera descrita. En la presente representación, como en la primera representación, la cantidad de oxígeno contenida en el gas de escape (concentración de oxígeno descargada de la unidad del catalizador 19) es utilizada como el valor descrito antes de la estimación. Sin embargo, el valor de la estimación es un valor de la estimación después de un periodo de tiempo predeterminado (un valor de la estimación en un momento que es más tardío que la actualidad por el periodo de tiempo predeterminado). En palabras de la orden, en la presente representación, se realiza el control del "look ahead". Por lo tanto, el método de estimar el valor de la estimación difiere de ése utilizado en la primera representación. El valor de la estimación (cantidad del oxígeno) se agarra como cantidad exceso-deficiente; y

\hbox{la
totalidad de la unidad del catalizador  19 se considera para ser una
sola región (región específica).}

Un modelo de la estimación (método de la estimación) similar a ése utilizado en la primera representación es utilizado a la estimación el valor de la estimación (cantidad exceso-deficiente del oxígeno del escape). En la presente representación, una cantidad del aire de admisión, una cantidad del combustible que contribuye a la combustión, y similares son estimados por medio de los modelos. Aquí, un modelo con respecto a la cantidad del aire de admisión es llamado "modelo del aire", y un modelo con respecto a la cantidad del combustible es llamado "modelo del comportamiento del combustible".

La Figura 22 muestra un diagrama de flujo del control en la cuarta representación. Como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 22, por uso el modelo descrito antes del aire las estimaciones de la CPU primera a la cantidad del aire de admisión después de un periodo de tiempo predeterminado (etapa 210). Aunque la descripción detallada del modelo del aire se omite aquí, en un método del ejemplo, una cantidad del aire de admisión del en-cilindro después de que un periodo de tiempo predeterminado sera estimado por medio de una salida del contador 13 del flujo de aire o de un sensor de la presión interna del tubo de admisión para detectar la cantidad del aire de admisión, así como un cambio del curso del tiempo en la abertura de la válvula de estranguladora 9 o de un valor diferencial o integral de eso, un cambio del curso del tiempo en la velocidad de motor o un valor diferencial o integral de eso, y los similares.

Ahora, un método del ejemplo para estimar la cantidad del aire de admisión por medio de la abertura de la válvula estranguladora 9 sera brevemente descrito.

(1) La CPU detecta una abertura del acelerador actualmente por medio del sensor de posición 12 del acelerador.

(2) La CPU determina una tentativa de abertura meta de la válvula estranguladora en base de la abertura detectada del acelerador actualmente.

(3) La CPU retarda la tentativa determinada abertura meta de la válvula estranguladora por un predeterminado periodo de tiempo para así usarlo como abertura real meta de la válvula estranguladora. Es decir una tentativa de meta de la válvula estranguladora en un momento que sea más temprano que la actualidad por un periodo de tiempo predeterminado es fijado como meta real de abertura de la válvula de estranguladora. La tentativa de abertura meta de la válvula de estranguladora se almacena en una RAM como datos de la serie del tiempo hasta que es utilizada como abertura meta real de la válvula estranguladora.

(4) La CPU controla el motor 11 de la estrangulación de manera que la fijación de abertura real meta de la válvula estranguladora coincida con la abertura de la válvula estranguladora 9.

(5) La CPU determina una longitud del tiempo entre la actualidad y un tiempo (tiempo del cierre de la válvula de admisión) en las cuales la válvula de admisión de un cilindro que después entra en la carrera de la admisión cierra; calcula una abertura de la válvula estranguladora de la meta en la tiempo del cierre de la válvula de admisión del cilindro, en base de la longitud estimada del tiempo y de la tentativa de meta de abertura de la válvula estranguladora meta almacenadas en el RAM; y calcula una abertura estimada de la válvula estranguladora en el tiempo del cierre de la válvula de admisión de la abertura meta de la válvula de estranguladora.

(6) La CPU estima la cantidad de aire de admisión (cantidad del aire de admisión del en-cilindro) Mc, en la tiempo del cierre de la válvula de admisión, del cilindro que después entra la carrera de la admisión, en base de la abertura estimada de la válvula estranguladora, la velocidad de motor, y un mapa.

Posteriormente, la CPU calcula una cantidad base de la inyección de combustible (es decir, una cantidad de la inyección que se requiere para hacer la relación del aire-combustible de una mezcla del aire-combustible tenida en el motor 1 la relación estoicométrica del aire-combustible) en la consideración de los resultados de la estimación en la etapa 210 (etapa 220). Esta cantidad base de la inyección de combustible es corregida por medio de los diferentes coeficientes de corrección para determinar una cantidad final de la inyección de combustible.

Por otra parte, la CPU estima la relación del aire-combustible de gas de escape en base de la cantidad de la inyección de combustible (alternativamente, una cantidad de la inyección de combustible determinada corrigiendo la cantidad base de la inyección de combustible) y del modelo del comportamiento del combustible (etapa 230). Aunque la descripción detallada del modelo del comportamiento del combustible se omite aquí, en un método del ejemplo, una relación del aire-combustible del escape es estimada en la consideración no sólo de la cantidad de la inyección de combustible de las bases en sí mismo, pero también una cantidad de combustible que adhiera a miembros tales como una puerto de admisión y una pared interior del cilindro, y a una cantidad de combustible que separe de la pared interior.

Por ejemplo, de acuerdo con este modelo del combustible, una cantidad adherida de combustible fw (k+1) después de que el combustible se ha inyectado desde el inyector 5 en una cantidad fi (k) puede ser obtenida por la siguiente expresión (57).

46

En la expresión (57), el fw (k) representa la cantidad de combustible que adhiere al puerto de admisión, al etc. antes de la inyección del combustible en una cantidad del fi (k); P representa una relación restante; es decir, una relación de la cantidad de combustible que queda en el puerto de admisión, el etc. después de una sola carrera de admisión a la cantidad de combustible que adhiere ya al puerto de admisión, etc.; y R representa una relación que se adhiere; es decir, una relación de la cantidad de combustible que adhiere directamente al puerto de admisión, etc. a la cantidad de combustible inyectado.

Mientras tanto, una cantidad de combustible tomada en las cámaras de combustión (cilindro), la cantidad de la inyección de combustible fi(k) actualmente, es representada por (1-R) fi (k), mientras que una cantidad de combustible tomada en las cámaras de combustión (cilindro), de la cantidad de combustible ya adherida (cantidad adherida de combustible) fw (k), es representada por (1-P) - fw (k). Es decir, en virtud de la inyección de combustible en este tiempo, el combustible es tomado en el cilindro en una cantidad del fc (k) mostrado en la siguiente expresión (58).

47

Por consiguiente, en realidad, la cantidad de la inyección base de inyección se inyecta desde el inyector 5; la cantidad de la inyección base es sustituida por fi (k) de la expresión (58) para obtener la cantidad del fc (k) del combustible tomada realmente en el cilindro; y la relación del aire-combustible del escape es estimada dividiendo la cantidad de aire de admisión del en-cilindro estimada Mc por la cantidad de combustible fc(k). Además, para el cálculo en la próxima vez, la cantidad de combustible adherido fw (k+1) es obtenida substituyendo la cantidad de la inyección base para fi (k) de la expresión (57).

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 235, y a los sustitutos de la relación aire-combustible del escape, estimada en la etapa antes dicha 230, para el AF en la expresión descrita antes (48) para así estimar CginO2(= Cgin, O2) desde la expresión (48). Además, la CPU estima la concentración del monóxido de carbono CginCO en base de la relación del aire-combustible del escape estimado en la etapa antes dicha 230 y el mapa mostrado en Figura 13 y definiendo la relación entre la relación A/F del aire-combustible y la concentración CginCO del monóxido de carbono de gas fluyente en la unidad del catalizador. En la etapa posterior 240, la CPU estima CgoutO2 de manera semejante a como esta descrito en la primera representación. Este CgoutO2 estimado es un valor de la predicción que indica un valor de CgoutO2 en un momento que sea más tardío que la actualidad por un periodo de tiempo predeterminado, porque la relación descrita antes del aire-combustible del escape es una relación predicha del aire-combustible (mirar hacia delante) en un momento que sea más tardío que la actualidad por el periodo de tiempo predeterminado, y por lo tanto, ambos los valores del CginO2 y de CginCO son valores de CginO2 y de CginCO en un momento que sea más tardío que la actualidad por un periodo de tiempo predeterminado.

En la etapa posterior 250, la CPU determina si CgoutO2 es mayor que cero. Cuando el resultado de la determinación en la etapa 250 es "sí", la CPU realiza el control rico (etapa 260). Cuando el resultado de la determinación en la etapa 250 es "NO", la CPU realiza el control pobre (etapa 270). Es decir, el estado meta (valor objetivo) de CgoutO2 en la presente representación es 0 (cero), y se realiza el control de la relación del aire-combustible de manera que CgoutO2 se convierta en cero.

El control rico refiere al control de la relación del aire-combustible para corregir la relación del aire-combustible (relación del aire-combustible del motor) al lado rico (control para aumentar la cantidad de la inyección), mientras que el control pobre refiere al control de la relación del aire-combustible para corregir la relación del aire-combustible al lado pobre (control para disminuir la cantidad de la inyección). En la presente representación, la cantidad de la corrección es constante para cada control; es decir, cada uno del control rico y del control pobre. Notablemente, la cantidad de la corrección puede ser cambiada de acuerdo con el nivel de separación entre el CgoutO2 estimado y su estado meta. Por otra parte, la corrección se puede realizar como sigue. Un coeficiente de corrección para corregir la relación del aire-combustible al lado rico se calcula en la etapa 260; un coeficiente de corrección para corregir la relación del aire-combustible al lado pobre se calcula en la etapa 270; y el tratamiento tal como multiplicar la cantidad de la inyección base por estos coeficientes de corrección se realiza para reflejar la corrección en el control de la inyección de combustible.

Siguiente, una quinta representación sera descrita. En la presente representación también, el control así llamado "mirar hacia delante" se realiza como en el caso de la cuarta representación. Además, en la presente representación, los valores de la estimación son calculados para una pluralidad de componentes de la emisión en gas de escape. Aquí, son estos valores de estimación (específicamente, Cgout, O2, Cgout, CO, etc.) son indicados como Cgout**. Semejantemente, valores de estimación con respecto al Cgin son indicados como Cgin**. En la presente representación también, la totalidad de la unidad del catalizador 19 se considera para ser una sola región (región específica).

La Figura 23 muestra un diagrama de flujo del control en la quinto representación. Como se muestra del diagrama de flujo de la Figura 23, por uso el modelo descrito antes del aire la CPU primero estima una cantidad del aire de admisión después de un periodo de tiempo predeterminado (etapa 280). Posteriormente, la CPU estima una cantidad de combustible que sera realmente suministrada en el cilindro 3, por medio del modelo descrito antes del comportamiento del combustible (etapa 290), y calculan una relación del aire-combustible en base de los resultados de las etapas 280 y 290 (etapa 300).

Posteriormente, la CPU calcula el Cgin** de cada componente fluyente en la unidad del catalizador 19 en base de la relación calculada del aire-combustible (etapa 310). Además, la CPU estima Cgot** de cada componente y la cantidad del almacenamiento OSA del oxígeno de la unidad del catalizador 19 en la consideración de las reacciones que ocurren en la unidad del catalizador 19 (etapa 320). La estimación del Cgin** y del Cgout** es realizada por el mismo método que utilizada en la representación descrita antes. Además, OSA es estimado en base de las expresiones descritas antes (42) (45).

Posteriormente, la CPU predice si una condición que es desventajosa a la purificación del escape ocurre, en base de condiciones operativas tales como una petición del accionamiento de la estrangulación y un OSA en aquella época. La presencia/la ausencia de la petición del accionamiento de la estrangulación es determinada en base de un cambio del curso del tiempo en la cantidad de operación del pedal del acelerador por un conductor (abertura del acelerador) (valor diferencial de la abertura del acelerador con respecto a tiempo). Además, una determinación si o no la condición es desventajosa a la purificación del escape se hace en base a, por ejemplo, si la actualidad baja dentro de un período de transición en el cual los cambios de la abertura de la estrangulación agudamente. Durante tal período de transición, el estado del almacenamiento del oxígeno de la unidad del catalizador 19 tiende a ser inestable, y el control de la relación del aire-combustible falla para proporcionar la corrección oportuna, por el que la relación de la purificación del escape sea absolutamente probable a la disminución. En tal caso, a través del control electrónico, la CPU retarda la abertura/cierran la operación de la válvula de estranguladora 9 (las disminuciones la velocidad del abierto/cierran la operación) de tal modo para evitar el componente a-ser-eliminado de fluyente hacia fuera al lado corriente descendente de la unidad del catalizador19, mientras que una insuficiencia con respecto a a pares necesarias causadas por el retardo en la operación de la estrangulación se compensa por medio del control de temporización del encendido.

Específicamente, la CPU determina si o no una petición del accionamiento de la estrangulación está presente (etapa 330). Cuando tal petición del accionamiento de la estrangulación es ausente, la CPU determina que una condición desventajosa a la purificación del escape ocurre apenas, y los extremos el control mostrado en el diagrama de flujo de la Figura 23. En cambio, cuando tal petición del accionamiento de la estrangulación está presente, la CPU determina si la relación de la purificación del escape está predicha a la disminución, en base de condiciones operativas tales como OSA en ese momento, calculado Cgout**, valor de la predicción de la abertura de la estrangulación, y cambio del curso del tiempo en la abertura del acelerador (etapa 340). Cuando la CPU determina eso en la relación de la purificación del escape se predice no a la disminución, los accionamientos de la CPU la válvula de estranguladora 9 de acuerdo con la petición del accionamiento (etapa 360).

En cambio, cuando la relación de la purificación del escape se predice a la disminución, la CPU determina una cantidad de retardo en la operación del accionamiento de la estrangulación y una cantidad de compensación de las pares por medio de temporización del encendido; realiza el control de la relación del aire-combustible de manera que el valor de estimación antes dicho de Cgout** alcance al estado meta (etapa 350); y realiza el accionamiento de la estrangulación (etapa 360). La cantidad del retardo de la operación del accionamiento de la estrangulación es una cantidad que se requiere para suprimir cambios agudos en abertura de la válvula de estranguladora. Específicamente, la cantidad del retardo es utilizada obtener una abertura con un retardo de primer orden con respecto a la abertura real descrita antes de la válvula de estranguladora de la meta y al uso él como abertura real de la válvula de estranguladora (reajuste de la abertura real de la válvula de estranguladora). La cantidad de la corrección de temporización del encendido es una cantidad de la corrección (ángulo que avanza) para compensar una caída en los pares del motor que provienen el reajuste de la abertura real de la válvula estranguladora. El control de la relación del aire-combustible para llevar el valor de la

\hbox{estimación Cgout** en el estado de meta es el mismo que
en otras representaciones arriba descritas.}

En cada uno de las representaciones descritas antes, los valores de la estimación respectivos son calculados, mientras la totalidad de la unidad del catalizador 19 se considera para ser una sola región. En cambio, en las siguientes representaciones, la unidad del catalizador 19 se divide en una pluralidad de regiones (bloques) a lo largo de la dirección de flujo del gas de escape; un estado de la meta de cada valor de la estimación es determinado para una región (región específica J) entre la pluralidad de regiones; y se realiza el control de la relación del aire-combustible de manera que cada valor de la estimación alcance al estado meta.

Primero, entre las realizaciones en las cuales la unidad del catalizador 19 se divide en una pluralidad de regiones, una sexta representación sera descrita con referencias a la Figura 24, que muestra un diagrama de flujo del control realizado en la sexta representación. En la presente representación, la unidad del catalizador 19 se divide en n regiones. Aquí, un numero I = 1 a n se aplica secuencialmente a las regiones de la unidad del catalizador 19, a partir de el lado ascendente de eso; y un subíndice I = 1 a n se añade a los valores de la estimación, etc. en lo referente a cada región I.

Además, en la presente representación, una cantidad de oxígeno en el gas de escape (concentración de oxígeno descargada de cada región de la unidad del catalizador 19) y una cantidad de monóxido de carbono en el gas de escape (concentración de monóxido de carbono descargada de cada región de la unidad del catalizador 19) son obtenidos como los valores descritos antes de estimación. Por otra parte, como en el caso de la primera representación, en el control de la relación del aire-combustible, la cantidad del oxígeno se maneja como un exceso o cantidad de oxígeno deficiente. Notablemente, como ya ha sido descrito, los valores numéricos respectivos representados por las expresiones descritas antes (27) a (34), (36), (38), etc. Pueden ser calculados para todas las regiones con una operación secuencial de calcular los valores en base de estas expresiones del lado ascendente de la unidad del catalizador 19.

Ahora, el método de control de la presente representación sera descrito específicamente con referencia al diagrama de flujo mostrado en la Figura 24. Primero, la CPU trae la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19, que la relación del aire-combustible es detectada por el sensor de la corriente ascendente 25 (etapa 370) de la relación del aire-combustible, y reposiciona el valor I que representa la región específica descrita antes a "0" (etapa 380). Posteriormente, la CPU sustituye a I con I+1 en orden a incrementar el valor de I por "1" (etapa 390). En esta etapa, el valor de I se convierte en 1.

Siguiente, la CPU calcula RoscI (es decir, R*stor, O2, I, R*reudc, CO, I) y RDl (RD, O2, I, Rp, CO, I)) para la región I (etapa 410).

En este tiempo, cuando la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 está en el lado pobre con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, la expresión ya descrita (50) es utilizada para el cálculo del RD,I, y de la expresión ya descrita (51) es utilizada para el cálculo de Rosc, I. Cuando la relación aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 está en el lado rico con respecto a la relación estoicométrica del aire-combustible, la expresión ya descrita (52) es utilizada para el cálculo del RD,I, y la expresión ya descrita (53) es utilizada para el cálculo de Rosc, I.

Posteriormente, de manera semejante como en la etapa 40 de la Figura 18 de la primera representación, la CPU calcula CgoutI (Cgout, O2,I y Cgout, CO,I) por medio de las expresiones (30) y (34) (etapa 420). En este tiempo, la CPU calcula Cgin,O2,I, etc., que son necesarios para el procedimiento de la etapa 420, en base de la expresión descrita antes (48) de manera semejante como en la etapa 40. Notablemente, cuando Cgout, CO, I, se obtiene -2 Cgout, CO,I es fijado a Cgout, O2,I.

Posteriormente, la CPU obtiene las concentraciones respectivas de las especies químicas CwI(Cw, O2, I,Cw, CO, I) de la capa de revestimiento en base de las expresiones (28) y (32) (etapa 430); calcula OstI (valor presente (el valor por este tiempo)) por medio de las expresiones (42) a (44) (etapa 435); y determina si el valor presente de I es igual o mayor que n (etapa 440). Cuando el valor de I es más pequeño que n, la CPU retorna de nuevo a la etapa 390, y los incrementos del valor de I por "1". Posteriormente, la CPU realiza los mismos cálculos para la siguiente región del lado de la corriente descendente (etapas 410 a 430, etapa 435). En cambio, cuando el valor de I se convierte en igual a o en mayor que n, esto significa ese cálculo del diferente son de los valores completado para todas las regiones. En este caso, la CPU procede de la etapa 440 a la etapa 450.

En la etapa 450, la CPU calcula una cantidad de la corrección de la retroalimentación de la relación del aire-combustible (cantidad de la corrección de F/B) de la expresión (CgoutO2, J- O2ref) XG, en base del valor CgoutO2, J de la estimación para la región específica J (J es igual o más pequeño que a n). Aquí, O2ref representa una meta del control (estado de la meta), y G representa una ganancia del control. La determinada cantidad de la corrección de la retroalimentación se refleja en el control de la relación del aire-combustible como uno de coeficientes de corrección con respecto a la cantidad de la inyección de combustible que determina la relación del aire-combustible.

Como se describe anteriormente, en la presente representación, la unidad del catalizador 19 se divide en una pluralidad de regiones, y los valores de estimación descritos antes para la región específica J se obtienen. Por lo tanto, el estado de la unidad del catalizador 19 puede ser agarrado más exactamente en base de los valores de la estimación de la región específica J. Además, la región específica J puede ser una región en el lado de la corriente ascendente (en el lado localizado la corriente ascendente desde) desde la región mas alejada de corriente descendente, y consecuentemente, la prestación de purificar el gas de escape puede ser mejorada adicionalmente. Es decir cuando el estado de la región específica J (J < n) son controlados a la aproximación del estado ideal, allí puede ser creciente la posibilidad que incluso si una gran cantidad inesperada de flujo de componentes no quemados o de los óxidos de nitrógeno fluyen en la unidad del catalizador 19, estos componentes son eliminó en las regiones J+1 a n subsiguiente a la región específica J. Es decir, un efecto adversamente (aumento de la emisión) causado por un retardo del control de la relación del aire-combustible puede ser minimizada.

Siguiente, una séptima representación sera descrita con referencias a la Figura 25, que muestra un diagrama de flujo del control realizado en la séptima representación. Como preocupaciones el cálculo de los diferentes valores numéricos para cada región, la presente representación es idéntica con la sexta representación. Por lo tanto, las mismas referencias numéricas son impartidas a las mismas etapas del control, y sus descripciones serán omitidas.

En la presente representación, cuando el resultado de la determinación por la CPU en la etapa 440 es "sí" (es decir, cuando el cálculo de diferentes valores numéricos han sido completados para todas las regiones), la CPU obtiene una condición operativa para ser utilizada para determinar una región específica (una región a ser controlada; de aquí en adelante, puede ser la llamada "región de control específica J") (etapa 460), y determina la región de control específica J en base de la condición operativa obtenida (etapa 470). Cualesquiera de diferentes condiciones pueden ser utilizadas como la condición operativa descrita antes. Además, la región de control específica J se puede determinar en base de una pluralidad de condiciones más bien que de una sola condición. Aquí, sera descrita los cuatro ejemplos específicos en los cuales la región de control específica J se determina en base de una sola condición. Figuras. 26 a 29 muestran mapas que son utilizado en los ejemplos respectivos.

La Figura 26 muestra un mapa que muestra la "relación entre la cantidad de aire de admisión y la región específica (región de control específica)" "J" y que es utilizado en el caso donde una cantidad del aire de admisión es utilizada como la condición operativa antes dicha. La cantidad del aire de admisión se detecta por medio del contador 13 del flujo de aire. Cuando este mapa es utilizado, la posición de los cambios de la región específica (región de control específica) J cambia hacia el lado de la corriente ascendente (etapa de la corriente ascendente) como se incrementa la cantidad del aire de admisión.

La Figura 27 muestras un mapa el cual muestra la "relación entre la abertura del acelerador \Delta y región específica (región de control específica)" y que es utilizado en el caso donde un cambio del curso del tiempo en la abertura del acelerador (la abertura del acelerador \Delta) es utilizada como la condición operativa antes dicha. La abertura del acelerador \Delta puede ser obtenido con el procedimiento del resultado de la detección por el sensor de posición 12 del acelerador. Cuando este mapa es utilizado, la posición de los cambios de la región específica (región de control específica) J hacia el lado de la corriente ascendente como aumentos de la abertura del acelerador \Delta.

En cuanto a la cantidad del aire de admisión y la abertura del acelerador \Delta, la posición de la región específica (región de control específica) J es desplazada hacia el lado de la corriente ascendente como su aumento de los valores, y la posición de la región específica (región de control específica) J es desplazada hacia el lado corriente descendente como su disminución de los valores. Esta operación es realizada para cambiar la región específica (región de control específica) J hacia el lado de la corriente ascendente cuando un así llamado"golpe con fenómeno" es probable ocurrir, y cambio la región específica (región de control específica) J utilizada para el control de la relación del aire-combustible hacia el lado corriente descendente cuando el "golpe con fenómeno" no es probable ocurrir. El "golpe con fenómeno" refiere a un fenómeno en el cual aunque la unidad del catalizador 19 en sí mismo ha purificado suficientemente, los componentes a-ser-eliminados del gas de escape fluyen hacia fuera al lado de la corriente descendente sin ser eliminaron suficientemente, porque velocidad de flujo excesivamente alta y/o excesivamente altos caudales.

La Figura 28 muestra un mapa que muestra la "relación entre la actividad del catalizador y la región específica (región de control específica) J" y que es utilizado en el caso donde está utilizada la unidad 19 de la actividad del catalizador como la condición operativa antes dicha. La actividad de la unidad del catalizador 19 puede ser determinada desde la temperatura de la unidad del catalizador 19 detectada por medio del sensor de temperatura 21 del catalizador. Cuando este mapa es utilizado, la posición de los cambios de la región específica (región de control específica) J hacia el lado de la corriente ascendente como la actividad de la unidad del catalizador 19 disminuye (la unidad del catalizador todavía no ha sido activado suficientemente). Esto posibilita las regiones en el lado corriente descendente de la región específica (región de control específica) J para ser utilizado un tapón (regiones separadas para la purificación del escape), por el que los componentes a-ser-eliminados del gas de escape pueden ser eliminados suficientemente.

La Figura 29 muestra un mapa entre el cual muestra la "relación entre la relación aire combustible \Delta y la región específica (región de control específica) J" y es utilizado en el caso donde un cambio del curso del tiempo en la relación del aire-combustible (la relación del aire-combustible del gas fluyente en la unidad del catalizador 19; es decir, la relación del aire-combustible de una mezcla del aire-combustible suministrada al motor 1) (la relación del aire-combustible \Delta) es utilizada como la condición operativa antes dicha. La relación del aire-combustible \Delta puede ser calculada por medio del ECU 18, que realiza el control de la relación del aire-combustible. Cuando este mapa es utilizado, la posición de la región específica (región de control específica) J cambia hacia el lado corriente descendente como la relación del aire-combustible \Delta disminuye (cuando la relación del aire-combustible no cambia
grandemente).

Después determinando la región específica (región de control específica) J en la etapa 470 mostrada en Figura 25, la CPU procede a la etapa 480, y calcula una cantidad de la corrección de la retroalimentación de la relación aire-combustible (cantidad de la corrección de F/B) por la expresión (Cgout, O2, J - O2ref) XG, en base del valor de la estimación Cgout,O2, J para la determinada región específica J. Aquí, O2ref representa una meta del control, y G representa una ganancia del control. La determinada cantidad de la corrección de la retroalimentación se refleja en el control de la relación del aire-combustible como uno de coeficientes de corrección con respecto a la cantidad de la inyección de combustible que determina la relación del aire-combustible. Como se describe anteriormente, la prestación de purificación del gas de escape puede ser ademas mejorado dividiendo la unidad del catalizador 19 en una pluralidad de regiones y cambiando la región específica (región de control específica) J de acuerdo con condiciones operativas.

En las sextas y séptimas representaciones descritas antes, una sola región específica (región de control específica) es determinada. Sin embargo, una pluralidad de regiones específicas (regiones de control específicas) pueden ser determinadas. Esto posibilita una purificación mas eficaz del gas de escape en algunos casos. En una octava representación a ser descrita de aquí en adelante, una pluralidad regiones específicas (regiones de control específicas) son fijadas.

La Figura 30 muestra un diagrama de flujo del control realizado en la octava representación. Como preocupaciones el cálculo de los diferentes valores numéricos para cada región, la presente representación es idéntico con las sextas y séptimas representaciones. Por lo tanto, las mismas referencias numéricas son impartidas a las mismas etapas del control, y sus descripciones serán omitidas.

En la presente representación, cuando el resultado de la determinación por la CPU en la etapa 440 es "sí" (es decir, cuando el cálculo de diferentes valores numéricos ha sido completado para todas las regiones), la CPU procede a la etapa 490 para obtener una cantidad de la corrección de retroalimentación de la relación aire-combustible (cantidad de corrección de F/B) desde la expresión [(Cgout, O2, I1- O2ref) XG1 + (Cgout, O2, I2- O2ref) XG2], en base de los valores de estimación Cgout,O2, I1 y Cgout, O2, I2 para las dos regiones específicas predeterminadas (regiones de control específicas) (región I1 y región I2). Aquí, O2ref representa una meta del control, y en la presente representación, la misma meta del control es utilizada para ambas regiones específicas (región de control específica) I1 y la región específica (región de control específica) I2. La cantidad de la corrección de retroalimentación determinada en la etapa 490 se refleja en el control de la relación del aire-combustible como uno de coeficientes de corrección con respecto a la cantidad de la inyección de combustible que determina la relación del aire-combustible. Notablemente, las metas del control diferentes pueden ser fijadas para la región específica (región de control específica) I1 y la región específica (región de control específica) I2.

Las ganancias de control son G1 y G2 para la región específica (región de control específica) I1 y la región específica (región de control específica) I2. En la presente representación, con el empleo de las diferentes ganancias G1 y G2, el nivel de influencia en el control de la relación del aire-combustible es cambiado entre los valores de la estimación de las regiones específicas respectivas (regiones de control específicas). En virtud de tal fijación, cuando una pluralidad de las regiones específicas (regiones de control específicas) son fijadas, los niveles de influencia de las condiciones de estas regiones específicas (regiones de control específicas) en el control de la relación del aire-combustible puede ser fijado individualmente, por el que de la prestación de la purificación del gas de escape puede ser además mejorado en algunos casos. Como se describe anteriormente, la prestación de la purificación del gas de escape puede ser mejorado adicional dividiendo la unidad del catalizador 19 en una pluralidad de regiones y fijando una pluralidad de regiones específicas (regiones de control específicas).

En la octava representación descrita antes, los valores fijos de las ganancias G1 y G2 del control son predeterminados. Sin embargo, las ganancias del control para la pluralidad de las regiones específicas (regiones de control específicas) no son necesariamente requeridos para ser fijadas a los valores fijos, y pueden ser las variables que cambian de acuerdo con condiciones operativas o distintos factores.

En una novena representación para ser descrita de aquí en adelante, las ganancias del control correspondientes a las regiones específicas respectivas (regiones de control específicas) son variables.

La Figura 31 muestra un diagrama de flujo del control realizado en la novena representación. Como concerniente al cálculo de los diferentes valores numéricos para cada región, la presente representación es idéntica desde las sextas a la octava realización. Por lo tanto, las mismas referencias numéricas son impartidas a las mismas etapas del control, y sus descripciones serán omitidas.

En la presente representación, cuando el resultado de la determinación por la CPU en la etapa 440 es "sí" (es decir, cuando el cálculo de diferentes valores numéricos ha sido completado para todas las regiones), la CPU procede a la etapa 500 para obtener, forma el contador de flujo de aire 13, un caudal Ga del flujo de aire del aire de admisión, que es una condición operativa a ser utilizada para determinar las ganancias del control correspondientes a las regiones específicas respectivas. En la etapa 510, la CPU determina las ganancias del control (G1, G2) para las regiones específicas respectivas (regiones específicas I1 e I2) en base del caudal obtenido Ga del aire de admisión y un mapa mostrado en Figura 32.

En el mapa mostrado en la Figura 32, el eje horizontal representa la posición de una región específica, y el eje vertical representa ganancia del control para ser fijada como G1 y G2. En este mapa, la región específica I1 se sitúa en el lado de la corriente descendente de la región específica I2, y dos curvas son fijadas para el caso donde de la cantidad del aire de admisión Ga es grande y para el caso donde la cantidad del aire de admisión Ga es pequeña. Cada curva es fijada de manera que la ganancia G1 del control en la región específica I1 del lado de la corriente descendente llegue a ser mayor que la ganancia G2 del control en la región específica I2 del contra la corriente-lado. Es decir, cuando la ganancia del control se determina por medio de este mapa, el nivel de influencia, en el control de la relación del aire-combustible, del valor de la estimación para la región específica del lado de la corriente descendente llega a ser más grande. Notablemente, estas curvas se pueden determinar libremente. Por ejemplo, cuando estas curvas son fijadas para incrementar la ganancia del control hacia el lado de la corriente ascendente, el valor de la estimación de la región específica del lado de la corriente ascendente proporciona una influencia más grande.

Por otra parte, en el mapa mostrado en la Figura 32, la curva aplicada para el caso donde de Ga del aire de admisión es grande se sitúa sobre la curva aplicada al caso donde de la cantidad Ga del aire de admisión es pequeña. Por lo tanto, la ganancia de control G1 y G2 son fijadas para aumento como la cantidad Ga del aire de admisión.

Después determinando las ganancias del control en la manera descrita antes, la CPU obtiene una cantidad de la corrección de la retroalimentación de la relación aire-combustible (cantidad de la corrección de F/B) en base de la expresión [(Cgout, O2, I1- O2ref) XG1 + (Cgout, O2, l2- O2ref) XG2] (etapa 520). O2ref representa una meta del control.

Como se describe anteriormente, la prestación de la purificación del gas de escape puede ser ademas mejorado dividiendo la unidad del catalizador en una pluralidad de regiones de tal modo determinando una pluralidad de regiones específicas, y cambiando el nivel de influencia en el control de la relación del aire-combustible de cada región específica de acuerdo con la condición operativa del motor 1.

Notablemente, cualesquiera de las diferentes condiciones operativas se pueden emplear como la condición operativa descrita antes para determinar las ganancias del control. Además, las ganancias del control para las regiones específicas respectivas se pueden determinar en base de una pluralidad de condiciones operativas más bien que de una sola condición. Además, aunque la misma meta del control es utilizada para la región específica I1 y la región específica I2 en la presente representación, las diferentes metas del control pueden ser fijadas para la región específica I1 y la región específica I2.

Siguiente, allí sera descrita una décima representación en la cual el control descrito antes de la relación del aire-combustible basado en valores de la estimación se realice, y en cuál los modelos de la estimación son corregidos por medio de la salida del sensor de la corriente descendente 26 de la relación del aire-combustible. Figura 33 muestras un diagrama de flujo del control realizado en la presente representación. El diagrama de flujo de la Figura 33 no muestra un programa para el control la relación del aire-combustible, sino muestra un programa para corregir los modelos de la estimación. Notablemente, en la presente representación, como en la primera representación,os valores de la estimación son calculado, mientras la unidad del catalizador 19 se considera enteramente como sola región, y la cantidad de oxígeno en el gas de escape (la concentración de oxígeno fluyente fuera de la unidad del catalizador 19) se calcula como uno de los valores de la estimación.

Específicamente, en la etapa 530, la CPU obtiene la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad 19 (relación del catalizador del aire-combustible del escape) detectada por medio del sensor de la relación del aire-combustible de la corriente ascendente, y procede a la etapa 540 para calcular Cgout, O2 (= CgoutO2) en base de la relación del aire-combustible del escape obtenida. En realidad, el tratamiento en base de estas etapas 530 y 540 es conseguido ejecutando el procedimiento similar al procedimiento en base de las etapas 10 a 50 y etapa 55 mostrados en la Figura 18.

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 550 para así estimar (predecir) una salida que el sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 sacara, en base de CgoutO2 calculado en la etapa 540. En la etapa 560, la CPU resta el valor de la estimación de la salida del sensor estimado en la etapa 550 de la salida real del sensor de la relación aire-combustible de la corriente descendente 26 para obtener ErrorO2mdl.

En la etapa posterior 570, la CPU determina si el valor absoluto de ErrorO2mdl es mayor que un error permisible EmdI del modelo predeterminado. Cuando la diferencia entre la salida real del sensor de la corriente descendente 26 de la relación del aire-combustible y el valor de la estimación de la salida estimado en la etapa 550 baja dentro de la margen permisible, el resultado de la determinación en la etapa 570 se convierte en "NO". En este caso, la CPU termina el control mostrado por el diagrama de flujo de la Figura 33, porque el los modelos de la estimación arriba descritos no requieren ser corregido.

En cambio, cuando la diferencia ErrorO2mdl entre el sensor de la salida real de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 y el valor de la estimación de la salida estimado en la etapa 550 excede la margen permisible (error permisible EmdI del modelo), el resultado de la determinación en la etapa 570 se convierte en "sí". En este caso, la CPU procede a la etapa 580 para corregir kstor(kstor, i) y el krel (krel, i) utilizado en los modelos de la estimación (utilizados en las expresiones descritas antes (36), (38), etc).

Como se describe anteriormente, la precisión de la estimación de los modelos de la estimación puede ser ademas mejorada realizando la relación descrita antes del aire-combustible usando valores de la estimación, y corrigiendo los modelos de la estimación por medio de los valores de la estimación y de la salida del sensor de la corriente descendente 26 de la relación del aire-combustible.

Aunque en la décima representación antes descrita los modelos de la estimación son corregidos en base de la salida del sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26, en una undécima representación a ser descrita de aquí en adelante, anormalmente el sensor de la corriente descendente 26 de la relación del aire-combustible es determinado (diagnosticado) en base de los resultados de la estimación por los modelos de la estimación. Figura 34 muestra un diagrama de flujo del control realizado en la presente representación. El diagrama de flujo de la Figura 34 no muestra un programa para el control la relación del aire-combustible, sino muestra un programa para realizar el diagnóstico (determinación de la anomalía) por el sensor. Notablemente, en la presente representación, como en la primera representación, los valores de la estimación son calculados, mientras la unidad del catalizador 19 se considera enteramente como sola región, y la cantidad de oxígeno en el gas de escape (la concentración de oxígeno fluyente fuera de la unidad del catalizador 19) se calcula como uno de los valores de la estimación.

Específicamente, en la etapa 530, la CPU obtiene la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador 19 (relación del aire-combustible de escape) detectada por medio del sensor 25 de la relación del aire-combustible, y procede a la etapa 540 para calcular CgoutO2 en base de la relación obtenida del aire-combustible del escape. Además, en la etapa 550, la CPU estima (predice) una salida que el sensor 26 de la relación aire combustible de la corriente descendente sacara, en base del CgoutO2 calculado. Estas etapas 530 a 550 son idénticas con las etapas 530 a 550 en la décima representación antes descrita.

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 590 para restar el valor de la estimación del sensor de salida estimado en la etapa 550 desde el sensor de la salida real de la relación del aire-combustible de la corriente descendente 26, de tal modo para obtener ErrorO2sns.

En la etapa posterior 600, la CPU determina si el valor absoluto de ErrorO2sns es mayor que un error permisible Esns del sensor predeterminado. Cuando la diferencia ErrorO2sns entre el sensor de la salida real de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 y el valor de la estimación de la salida estimado en la etapa 550 baja dentro de la margen permisible (error permisible Esns del sensor), el resultado de la determinación en la etapa 600 se convierte en el "NO". En este caso, la CPU finaliza el control mostrado por el diagrama de flujo de la Figura 34, porque el sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 es normal.

En cambio, cuando la diferencia ErrorO2sns entre el sensor de la salida real de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 y el valor de la estimación de la salida del sensor estimado en la etapa 550 excede la margen permisible (error permisible Esns del sensor), el resultado de la determinación en la etapa 600 se convierte "sí". En este caso, la CPU procede a la etapa 610, y determina que el sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 está en un estado anómalo.

En la presente representación, el control de la relación del aire-combustible se realiza por medio de los valores de la estimación descritos antes, y el diagnóstico del sensor de la corriente descendente 26 de la relación del aire-combustible se realiza en base de los valores de la estimación y de la salida del sensor 26 de la relación del aire-combustible.

En la representación de la décima, los modelos de la estimación para obtener los valores de la estimación son corregidos en base de la salida del sensor 26 de la relación del aire-combustible. En cambio, en la undécima representación, el diagnóstico del sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 se realiza en base de los valores de la estimación calculados por medio de los modelos de la estimación. Aunque estas representaciones basadas en los conceptos que se contradicen, estas representaciones puede ser selectivamente utilizado dependiendo de cuáles de los valores de la estimación y del sensor de salida 26 de la relación del aire-combustible tiene una fiabilidad más alta. Además, en el caso donde difieren de los valores de la estimación y de la salida tiene una fiabilidad más alta dependiendo de la condición operativa del motor 1, el control para corregir los modelos de la estimación y el control para diagnosticar el sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 se pueden realizar selectivamente en base de la condición operativa del motor 1. Además, allí se puede emplear una configuración que determine si el sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 está en un estado normal o un estado anómalo como en la undécima representación, y corrija la salida del sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 de acuerdo con ErrorO2sns.

Las realizaciones descritas arriba son aplicadas al motor 1 que tiene una sola unidad del catalizador 19 en el paso de escape 7 como se muestra en la Figura 1. En cambio, en una representación duodécima a ser descrita de aquí en adelante, como se muestra en la Figura 35, la cual muestra la configuración completa de eso, el motor 1 tienen una pluralidad (dos en la siguiente representación) de unidades del catalizador purificadoras del escape 19a y 19b en el paso de escape 7. En la Figura 35, los mismos elementos estructurales que ésos mostrados en Figura 1 son indicado por los mismos números de referencia, y sus descripciones serán omitidas. En la siguiente descripción, solamente porciones que difieren de las del motor mostrado en Figura 1 serán explicadas.

En el motor según la presente representación mostrada en la Figura 35, las unidades del catalizador purificador de escape 19a y 19b dispuestas en dos posiciones en el paso de escape 7. La unidad del catalizador del lado de la corriente ascendente sera llamada la unidad del catalizador purificador de escape de la corriente ascendente 19a (de aquí en adelante, también llamado la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a), y la unidad del catalizador del lado de la corriente descendente sera llamado la unidad del catalizador purificador de escape de la corriente descendente 19b (de aquí en adelante, también llamado la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b).

En algunos casos, por ejemplo, en un motor de cuatro cilindros, dos unidades catalizadoras de la corriente ascendente 19a se pueden disponer en paralelo de manera que una unidad esté dispuesta en una posición donde los tubos de escape de dos cilindros se unen juntos, y la otra unidad está dispuesta en una posición donde los tubos de escape de los dos cilindros que permanecen unen juntos. Notablemente, en tal caso, la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b a menudo se proporciona una porción del tubo de escape en el corriente descendente de una posición donde todos los tubos de escape se unen juntos.

La unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a es también llamado "catalizador del arranque", y está dispuesta a menudo para proporcionar la prestación de purificación de escape rápidamente. La unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a tiene una capacidad pequeña, y está dispuesta en una posición más cercana al cilindro 3, de modo que la unidad 19a del catalizador sea rápidamente calentada a una temperatura de activación después del comienzo frío por medio del calor del gas de escape, y exhibe la prestación de purificación de escape rápidamente.

En cambio, la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b es también llamado "catalizador debajo del piso", y está dispuesta a menudo para eliminar confiablemente los componentes a-ser-eliminados del gas de escape. La unidad del catalizador de la corriente descendente 19btiene suficientemente una gran capacidad, y está dispuesta debajo del suelo del vehículo. Un sensor de la relación aire combustible de la corriente ascendente 25 para detectar la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a está dispuesto en el lado de la corriente ascendente de la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a. Además, un sensor de la relación aire combustible de la corriente descendente 26 para detectar la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b está dispuesto en el lado corriente descendente de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b. Por otra parte, un sensor intermedio 27 de la relación del aire-combustible está dispuesto entre la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a y la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b para detectar la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a y fluyente en la unidad corriente descendente 19b del catalizador.

Estos sensores de la relación del aire-combustible 25, 26, 27, están conectados al ECU 18 para enviar sus resultados de la detección al ECU 18. Cada uno de los sensores 25, 26, y 27 de la relación del aire-combustible incluye un calentador, y es rápidamente calentado por medio de la electricidad suministrada del ECU 18 al calentador. Por otra parte, sensores de temperatura 21 a y 21b están unidos a la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a y a la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b, respectivamente, para detectar las temperaturas de estas unidades.

Siguiente, la operación de la presente representación sera descrita. En la presente representación, el cálculo descrito antes de los valores de la estimación por medio de los modelos de la estimación se realiza para cada uno de la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a y de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b, y el control de la relación del aire-combustible se realiza en base de los valores así-calculados de la estimación. Además, la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a y fluyente en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b es también controlada en base de estos valores de la estimación y del resultado de la detección del sensor intermedio 27 de la relación del aire-combustible. Notablemente, la configuración básica de los modelos de la estimación aplicados a la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a y la configuración básica de los modelos de la estimación aplicaron a la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b son el mismo, salvo que difieren en valores numéricos de los parámetros utilizados en los modelos respectivos.

La Figura 36 muestra un diagrama de flujo del control realizado en la presente representación. El diagrama de flujo de la Figura 36 solamente muestra un programa para calcular valores de la estimación. En la presente representación, se calcula un valor de la estimación, mientras la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a se considera enteramente como sola región, y otro valor de la estimación se calcula, mientras la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b se considera enteramente como sola región. Uno de los valores de la estimación utilizados en la presente representación es la cantidad de oxígeno en el gas de escape (la concentración de oxígeno fluyente fuera de las unidades 19a y 19b del catalizador).

En cuanto a el Cgin y el Cgout descritos antes, las siguientes expresiones son utilizadas para cada unidad del catalizador. Es decir, la concentración de especie química (aquí, oxígeno) fluyente en la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a se expresa como CginO2SC, y la concentración de la especie química fluyente fuera de la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a se expresa como CgoutO2SC. Semejantemente, la concentración de las especies químicas (aquí, oxígeno) fluyentes en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19 b se expresa como CginO2UF, y la concentración de las especies químicas fluyentes fuera de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19bse expresa como CgoutO2UF. Desde las especies químicas fluyentes fuera de la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19 a fluyendo en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b, CgoutO2SC = CginO2UF.

La operación especifica sera descrita de acuerdo con el programa mostrado por el diagrama de flujo de la Figura 36. En la etapa 650, la CPU obtiene la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a detectada por medio del sensor de la relación aire combustible de la corriente ascendente 25. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 652, y calcula CgoutO2SC con respecto a la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19aen base de la relación obtenida del aire-combustible del escape. En realidad, el procedimiento en base de estas etapas 650 y 652 es conseguido ejecutando el procedimiento similar al procedimiento en las bases de las etapas 10 a 50 y etapa 55 mostrados en la Figura 18. En la etapa posterior 654, en base de CgoutO2SC calculado en la etapa descrita antes 652, la CPU estima (predice) una salida que el sensor intermedio de la relación aire-combustible sacara.

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 656, y resta el valor de la estimación de la salida estimado en la etapa 654 de la salida real del sensor intermedio 27 de la relación del aire-combustible para obtener ErrorO2mdl, en la etapa posterior 658, la CPU determina si el valor absoluto de ErrorO2mdl es mayor que un error permisible EmdI del modelo predeterminado. Cuando la diferencia entre la salida real del sensor intermedio 27 de la relación del aire-combustible y el valor de la estimación de la salida estimado en la etapa 654 excede la margen permisible, el resultado de la determinación en la etapa 658 se convierte "sí". En este caso, la CPU procede a la etapa 660 para corregir CgoutO2SC, y después procede a la etapa 662.

La corrección de CgoutO2SC en la etapa 660 es conseguida primero corrigiendo los modelos de la estimación, y calculando CgoutO2SC otra vez por medio de los modelos corregidos de la estimación. La corrección de los modelos de la estimación se realiza de manera semejante como la corrección en la etapa 580 del diagrama de flujo de la Figura 33.

En cambio, cuando la diferencia entre la salida real del sensor intermedio 27 de la relación del aire-combustible y el valor de la estimación de la salida estimado en la etapa 654 baja dentro del margen permisible, el resultado de la determinación en la etapa 658 se convierte en "NO". En este caso, puesto que la corrección del modelo arriba descrito de la estimación es innecesaria, la CPU procede directamente a la etapa 662, y a los sustitutos CgoutO2SC para CginO2UF. Notablemente, cuando la CPU alcanza a la etapa 662 vía la etapa 660, el CgoutO2SC corregido en la etapa 660 es sustituido para CginO2UF.

Posteriormente, en la etapa 664, la CPU calcula CgoutO2UF en base del CginO2UF calculado con respecto a la unidad del catalizador de la corriente descendente, de manera semejante como en la etapa 652. Posteriormente, en etapas no ilustradas, la CPU calcula una cantidad de la corrección de la retroalimentación de la relación aire-combustible en base del CgoutO2SC y del CgoutO2UF así-calculados, y la refleja en el control de la relación del aire-combustible. Como se describe anteriormente, la prestación de purificación del gas de escape puede ademas ser mejorado calculando los valores de la estimación para la pluralidad de las unidades 19a y 19b del catalizador en el paso de escape 7 y realizando el control de la relación del aire-combustible usando estos valores de la estimación.

Siguiente, una decimotercera representación sera descrita. Aunque la presente representación se asemeja a la representación duodécima descrita antes, la corrección de CgoutO2SC no se realiza en la presente representación. Notablemente, el control de la decimotercera representación se puede combinar con el control de la representación duodécima. En la decimotercera representación, para mantener una relación alta de la purificación de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b, la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b es controlada por medio del valor calculado de la estimación. Específicamente, para mantener la relación alta de la purificación de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b, se realiza el control de la relación del aire-combustible de manera que el valor acumulativo de cantidades exceso-deficientes de oxígeno en el gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b se convierta en cero.

El valor acumulativo de cantidades exceso-deficientes de oxígeno en el gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19bindica a un exceso o a estado deficiente durante la operación de llevar al cero el balance (suma total o medio) de las cantidades de oxígeno fluyentes en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b para mantener la relación alta de la purificación de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b. La Figura 37 muestra el diagrama de flujo del control realizado en la presente representación.

La operación del presente aparato sera descrita de acuerdo con este diagrama de flujo. En la etapa 650, la CPU obtiene la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19adetectada por medio del sensor de la relación aire combustible de la corriente ascendente 25. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 652, y calcula CgoutO2SC con respecto a la unidad del catalizador de la corriente ascendente 19a en base de la relación obtenida del aire-combustible del escape. En realidad, el procedimiento en base de estas etapas 650 y 652 es conseguido ejecutando el procedimiento similar al tratamiento en base de las etapas 10 a 50 y etapa 55 mostrados en Figura 18. Posteriormente, la CPU procede a la etapa 662 para sustituir CgoutO2SC, calculado en la etapa 652, para CginO2UF.

Posteriormente, la CPU procede a la etapa 670 para obtener un valor acumulativo de CginO2UF calculado en la etapa 662 (expresada como \SigmaCginO2UF). Es decir, la CPU almacena el valor acumulativo previo \SigmaCginO2UF (k-1), y la CPU calcula un valor acumulativo nuevo \SigmaCginO2UF (k) añadiendo el CginO2UF (k) calculado en la etapa 662 al valor acumulativo almacenado \SigmaCginO2UF (k-1).

En la etapa 672, la CPU determina si el valor acumulativo \SigmaCginO2UF (k) es mayor que cero. Cuando el resultado de la determinación en la etapa 672 es "sí", la CPU procede a la etapa 674 para realizar el control (control rico) al cambio la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19bal lado rico. Mientras tanto, cuando el valor acumulativo \SigmaCginO2UF (k) es igual o más pequeño que cero a la hora de la ejecución de la etapa 672, el resultado de la determinación en la etapa 672 se convierte en "NO", y la CPU procede a la etapa 676 para realizar el control (control pobre) al cambio la relación del aire-combustible del gas de escape fluyente en la unidad del catalizador de la corriente descendente 19bal lado pobre.

Como se describe anteriormente, la prestación de purificación del gas de escape puede ser ademas mejorado calculando los valores de la estimación para las unidades del catalizador de la corriente ascendente y de la corriente descendente 19a y 19b y realizando el control de la relación del aire-combustible en base de estos valores de la estimación para mantener la relación alta de la purificación de la unidad del catalizador de la corriente descendente 19b.

Como se describe anteriormente, en las receptivas representaciones de la presente invención respectivas, en base de la relación del aire-combustible de gas de escape fluyente en un la unidad del catalizador purificadora del escape, la emisión de un componente específico descargado del la unidad del catalizador purificadora del escape (descargada de una región específica, que es la totalidad o una porción del la unidad del catalizador purificadora del escape) es estimado por donde el componente es un componente cuya emisión se incrementa cuando la relación aire combustible esta en el lado rico, y también la emisión del componente cuya emisión se incrementa cuando la relación de aire combustible es en el lado pobre es estimado; un estado meta para el valor estimado de la estimación es fijado; y se realiza el control de la relación del aire-combustible de manera que el valor de la estimación alcance al estado de meta. En virtud de esta operación, de la emisión del componente específico descargado del la unidad del catalizador purificadora del escape o de una región específica (bloque específico) de la unidad del catalizador en el caso donde se divide la unidad del catalizador (incluyendo el estado de gas de escape descargado desde la unidad del catalizador purificadora del escape o la región específica, y el estado de la unidad del catalizador representada por, por ejemplo, una cantidad del almacenamiento del oxígeno de la unidad completa del catalizador o de una porción de la unidad del catalizador, desde la posición de la corriente ascendente mas lejana la región específica de la unidad del catalizador) puede ser controlada a una condición deseada, por el que la prestación de purificación del escape puede ser mejorado.

Claims

1. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1), comprendiendo:

medios de estimación para estimar, en la base de una relación aire combustible de escape del gas de escape fluyente dentro de la unidad catalizador purificador del escape (19) dispuesta en el pasaje de escape (7) del motor (1), por lo menos un valor de la estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de escape (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación aire-combustible está en el lado rico, y por lo menos un valor de estimación referente a un componente del gas de escape fluyente fuera de la unidad del catalizador purificador de la emisión (19) cuya emisión se incrementa cuando la relación del aire-combustible está en el lado pobre; y medios de ajuste de meta para determinar un estado de meta para cada valor de estimación; y medios de control de la relación aire-combustible para controlar la relación del aire-combustible del motor (1) de tal manera que los valores de estimación estimados por medios de estimación alcance estados de meta fijados por los medios de fijación de meta.

2. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1, en donde el estado de meta fijado por el medio de fijación de meta es un estado en el cual los valores de estimación caen dentro de un intervalo predeterminado.

3. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 1, en donde los medios de fijación de meta fijan, como el estado de meta, un estado en los cuales los valores de estimación son iguales el uno al otro.

4. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según cualquier de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los medios de estimación estiman valores de estimación para una región específica de una pluralidad de regiones definidas dividiendo la unidad del catalizador purificador de escape (19) en la dirección de flujo del gas de escape; los medios de fijación de meta fijan un estado de meta con respecto al valor de estimación para la región específica; y los medios de control de la relación aire-combustible controlan la relación aire-combustible de manera que el valor de la estimación para la región específica alcance al conjunto el estado de meta fijado para la región específica.

5. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4, en donde los medios de estimación fijan la región específica en el lado de la corriente ascendente de la región de la corriente descendente más alejada entre la pluralidad de regiones.

6. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4, en donde los medios de estimación cambian la región específica de acuerdo con una condición operativa del motor (1).

7. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 4, en donde los medios de estimación seleccionan dos regiones como la región específica y los valores de la estimación estimados para estas regiones específicas; los medios de fijación de meta fijan un estado de meta con respecto a cada uno de los valores de la estimación para las regiones específicas; y

los medios de control de la relación del aire-combustible controlan la relación aire-combustible de tal manera que los valores de estimación para las regiones específicas lleguen a los estados de meta correspondientes.

8. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 7, en donde los medios de control de la relación aire-combustible individualmente fijan, para cada región específica, un nivel de influencia en el control de la relación del aire-combustible.

9. Un aparato de control de la relación aire-combustible para un motor de combustión interna (1) según la reivindicación 8, en donde los medios de control de la relación aire-combustible cambian el nivel de influencia de cada región específica de acuerdo con una condición operativa del motor (1).