СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1. Система управления двигателем внутреннего сгорания, содержащая датчик воздушно-топливного отношения, который расположен в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, и устройство управления двигателем, которое управляет двигателем внутреннего сгорания в соответствии с выходным сигналом упомянутого датчика воздушно-топливного отношения, при этом
упомянутый датчик воздушно-топливного отношения выполнен так, что поданное напряжение, при котором выходной ток становится равным нулю, меняется в соответствии с воздушно-топливным отношением выхлопного газа, и при этом, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой стехиометрическое воздушно-топливное отношение, при увеличении поданного напряжения на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения, выходной ток увеличивается вместе с ним, и при этом
когда упомянутый датчик воздушно-топливного отношения определяет воздушно-топливное отношение в выхлопном газе, поданное напряжение на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения зафиксировано на постоянное напряжение, и упомянутое постоянное напряжение представляет собой напряжение, которое отличается от напряжения, при котором выходной ток становится нулем, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа является стехиометрическим воздушно-топливном отношением, и является напряжением, при котором выходной ток становится равным нулю, когда выхлопное воздушно-топливное отношение представляет собой воздушно-топливное отношение, которое отличается от стехиометрического воздушно-топливного отношения.
2. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 1, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения содержит первый электрод, который через диффузионный регулирующий слой подвергается воздействию выхлопного газа, для которого должно быть определено воздушно-топливное отношение; второй электрод, который подвергается воздействию эталонной атмосферы; слой из твердого электролита, который расположен между упомянутым первым электродом и упомянутым вторым электродом; и устройство подачи напряжения, которое подает напряжение через упомянутый первый электрод и упомянутый второй электрод, при этом упомянутое поданное напряжение представляет собой напряжение, которое подано устройством подачи напряжения, при этом
упомянутый датчик воздушно-топливного отношения выполнен так, чтобы иметь, для каждого воздушно-топливного отношения выхлопного газа, область увеличения тока, которая представляет собой область напряжения, где выходной ток увеличивается вместе с увеличением поданного напряжения, и область меньшего увеличения тока, которая представляет собой область напряжения, где степень увеличения выходного тока по отношению к степени увеличения поданного напряжения меньше, чем в упомянутой области увеличения тока благодаря наличию упомянутого диффузионного регулирующего слоя; и
упомянутое постоянное напряжение представляет собой напряжение в упомянутой области меньшего увеличения тока, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
3. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 1, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения выполнен так, чтобы иметь, для каждого воздушно-топливного отношения выхлопного газа, область предельного тока, которая представляет собой область напряжения, где упомянутый выходной ток является предельным током; и
упомянутое постоянное напряжение представляет собой напряжение в упомянутой области предельного тока, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
4. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 1, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения выполнен таким образом, чтобы иметь для каждого воздушно-топливного отношения выхлопного газа в отношении взаимосвязи между упомянутым поданным напряжением и выходным током пропорциональную область, которая представляет собой область напряжения, где выходной ток увеличивается пропорционально возрастанию поданного напряжения, область разложения влаги, которая представляет собой область напряжения, где выходной ток меняется в соответствии с изменением поданного напряжения из-за разложения влаги, и промежуточную область, которая представляет собой область напряжения между указанными пропорциональной областью и областью разложения влаги; и
упомянутое постоянное напряжение представляет собой напряжение в упомянутой промежуточной области, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
5. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 1, в которой упомянутое постоянное напряжение установлено на напряжение между напряжением, при котором выходной ток становится нулем, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа на 1% больше, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и напряжением, при котором выходной ток становится нулем, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа на 1% меньше, чем стехиометрическое воздушно-топливного отношение.
6. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 1, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения выполнен так, что для каждого воздушно-топливного отношения выхлопного газа в отношении взаимосвязи между упомянутым поданным напряжением и выходным током выходной ток увеличивается до первой точки искривления при увеличении поданного напряжения, выходной ток увеличивается от первой точки искривления до второй точки искривления при увеличении поданного напряжения, выходной ток увеличивается от второй точки искривления при увеличении поданного напряжения, и в области напряжения между первой точкой искривления и второй точкой искривления, степень возрастания выходного тока по отношению к степени возрастания поданного напряжения становится меньше, чем в других областях напряжения; и
упомянутое постоянное напряжение установлено на напряжение между упомянутой первой точкой искривления и упомянутой второй точкой искривления, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
7. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 1, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения содержит первый электрод, который через диффузионный регулирующий слой подвергается воздействию выхлопного газа, для которого должно быть определено воздушно-топливное отношение; второй электрод, который подвергается воздействию эталонной атмосферы; слой из твердого электролита, который расположен между упомянутым первым электродом и упомянутым вторым электродом; и устройство подачи напряжения, которое подает напряжение через упомянутый первый электрод и упомянутый второй электрод, при этом упомянутый диффузионный регулирующий слой образован с использованием оксида алюминия, а упомянутое поданное напряжение представляет собой напряжение, которое подано устройством подачи напряжения, и
упомянутое постоянное напряжение установлено на 0,1-0,9 В.
8. Система управления двигателя внутреннего сгорания по любому из пунктов 1-7, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения содержит первый электрод, который через диффузионный регулирующий слой подвергается воздействию выхлопного газа, для которого должно быть определено воздушно-топливное отношение; второй электрод, который подвергается воздействию эталонной атмосферы; слой из твердого электролита, который расположен между упомянутым первым электродом и упомянутым вторым электродом; устройство подачи напряжения, которое подает напряжение через упомянутый первый электрод и упомянутый второй электрод; и устройство определения тока, которое определяет ток, текущий через упомянутый первый электрод и упомянутый второй электрод, при этом упомянутое поданное напряжение представляет собой напряжение, которое подано устройством подачи напряжения, а упомянутый выходной ток является током, определяемым упомянутым устройством определения тока.
9. Система управления двигателем внутреннего сгорания по любому из пунктов 1-3, 5 и 7, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения содержит: измерительную газовую камеру, в которую течет выхлопной газ, для которого должно быть определено воздушно-топливное отношение, насосную ячейку, который закачивает кислород вовнутрь и откачивает его наружу по отношению к выхлопному газу в упомянутой измерительной газовой камере в соответствии с насосным током, и эталонную ячейку, в котором определяемый эталонный ток меняется в соответствии с воздушно-топливным отношением в упомянутой измерительной газовой камере, при этом
упомянутая эталонная ячейка содержит первый электрод, который подвергается воздействию выхлопного газа в упомянутой измерительной газовой камере напрямую или через диффузионный регулирующий слой; второй электрод, который подвергается воздействию эталонной атмосферы; и слой из твердого электролита, который расположен между упомянутым первым электродом и упомянутым вторым электродом, при этом
упомянутый датчик воздушно-топливного отношения содержит устройство подачи эталонного напряжения, которое подает напряжение через первый электрод и второй электрод упомянутой эталонной ячейки; устройство определения эталонного тока, которое определяет ток, текущий через первый электрод и второй электрод упомянутой эталонной ячейки, в качестве упомянутого эталонного тока; устройство управления насосным током, которое управляет насосным током, подаваемым в насосную ячейку, таким образом, что эталонный ток, определенный упомянутым устройством определения эталонного тока становится равным нулю; и устройство определения насосного тока, которое определяет упомянутый насосный ток, и
упомянутое поданное напряжение представляет собой эталонное напряжение, которое подано упомянутым устройством подачи эталонного напряжения, и упомянутый выходной ток является насосным током, который определяется упомянутым устройством определения насосного тока.
10. Система управления двигателем внутреннего сгорания по любому из пунктов 1-7, в которой упомянутое устройство управления двигателем заключает, что воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой заранее определенное воздушно-топливное отношение, которое отличается от стехиометрического воздушно-топливного отношения, когда выходной ток упомянутого датчика воздушно-топливного отношения становится равным нулю.
11. Система управления двигателем внутреннего сгорания по любому из пунктов 1-7, в которой упомянутый двигатель внутреннего сгорания содержит катализатор очистки выхлопного газа, который расположен на впускной стороне упомянутого выпускного канала в направлении потока выхлопного газа относительно упомянутого датчика воздушно-топливного отношения, и который может накапливать кислород, и
упомянутое постоянное напряжение установлено на напряжение, при котором упомянутый выходной ток становится нулем, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой богатое заданное воздушно-топливное отношение, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
12. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 11, в которой упомянутое устройство управления двигателем может управлять воздушно-топливным отношением в выхлопном газе, поступающем в упомянутый катализатор очистки выхлопного газа, и при этом, когда выходной ток упомянутого датчика воздушно-топливного отношения становится равным нулю или менее, целевое воздушно-топливное отношение в выхлопным газе, протекающем в упомянутый катализатор очистки выхлопного газа устанавливается на более бедное, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
13. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 12, в которой упомянутое устройство управления двигателем содержит средство увеличения количества накопленного кислорода для постоянной или периодической установки целевого воздушно-топливного отношения выхлопного газа, текущего в упомянутый катализатор очистки выхлопного газа, беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, когда выходной ток упомянутого датчика воздушно-топливного отношения становится равным нулю или менее, пока количество накопленного кислорода упомянутого катализатора очистки выхлопного газа не станет заданным количеством накопления, которое меньше, чем максимальное количество накопленного кислорода; и средство уменьшения количества накопленного кислорода для постоянной или периодической установки упомянутого целевого воздушно-топливного отношения богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, когда количество накопленного кислорода упомянутого катализатора очистки выхлопного газа становится упомянутым заданным количеством накопления или более, так, чтобы количество накопленного кислорода уменьшалось до нуля, не достигая максимального количества накопленного кислорода.
14. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 13, в которой разница между средней величиной упомянутого целевого воздушно-топливного отношения и стехиометрического воздушно-топливного отношения в период времени, когда целевое воздушно-топливное отношение постоянно или периодически устанавливают беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, с помощью упомянутого средства увеличения количества накопленного кислорода, больше чем разница между средней величиной упомянутого целевого воздушно-топливного отношения и стехиометрического воздушно-топливного отношения в период времени, когда целевое воздушно-топливное отношение постоянно или периодически устанавливают богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, с помощью упомянутого средства уменьшения количества накопленного кислорода.
15. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 13, в которой упомянутое средство увеличения количества накопленного кислорода постоянно поддерживает упомянутое целевое воздушно-топливное отношение беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
16. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 13, в которой упомянутое средство уменьшения количества накопленного кислорода постоянно поддерживает упомянутое целевое воздушно-топливное отношение богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
17. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 11, дополнительно содержащая датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны, который расположен на впускной стороне упомянутого выпускного канала по направлению потока выхлопного газа относительно упомянутого катализатора очистки выхлопного газа, и
упомянутое устройство управления двигателем, управляющее воздушно-топливным отношением выхлопного газа, поступающего в упомянутый катализатор очистки выхлопного газа, так, что воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с впускной стороны, становится целевым воздушно-топливным отношением.
18. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 17, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны выполнен так, что поданное напряжение, при котором выходной ток становится нулем, меняется в соответствии с воздушно-топливным отношением выхлопного газа, и при этом, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа является стехиометрическим воздушно-топливным отношением, при увеличении поданного напряжения на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения с впускной стороны, выходной ток увеличивается вместе с этим, и
поданное напряжение на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения с впускной стороны ниже поданного напряжения упомянутого датчика воздушно-топливного отношения.
19. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 18, в которой поданное напряжение на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения с впускной стороны установлено на напряжение, при котором выходной ток становится равным нулю, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа представляет собой стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
20. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 18, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны содержит: первый электрод, который через диффузионный регулирующий слой подвергается воздействию выхлопного газа, для которого должно быть определено воздушно-топливное отношение; второй электрод, который подвергается воздействию эталонной атмосферы; слой из твердого электролита, который расположен между упомянутым первым электродом и упомянутым вторым электродом; устройство подачи напряжения, которое подает напряжение через упомянутый первый электрод и упомянутый второй электрод; и устройство определения тока, которое определяет ток, текущий через упомянутый первый электрод и упомянутый второй электрод, при этом поданное напряжение на упомянутый датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны представляет собой напряжение, которое подано устройством подачи напряжения упомянутого датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны, а выходной ток упомянутого датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны является током, определяемым упомянутым устройством определения тока датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны.
21. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 18, в которой упомянутый датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны содержит измерительную газовую камеру, в которую течет выхлопной газ, для которого должно быть определено воздушно-топливное отношение, насосную ячейку, которая закачивает и откачивает кислород относительно выхлопного газа, находящегося в упомянутой измерительной газовой камере в соответствии с насосным током, и эталонную ячейку, в которой определяемый опорный ток меняется в соответствии с воздушно-топливным отношением в упомянутой измерительной газовой камере, при этом
эталонная ячейка упомянутого датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны содержит первый электрод, который подвергается воздействию выхлопного газа в упомянутой измерительной газовой камере напрямую или через диффузионный регулирующий слой; второй электрод, который подвергается воздействию эталонной атмосферы; и слой из твердого электролита, который расположен между упомянутым первым электродом и упомянутым вторым электродом, при этом
упомянутый датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны содержит: устройство подачи эталонного напряжения, которое подает напряжение через первый электрод и второй электрод упомянутого эталонной ячейки; устройство определения эталонного тока, которое определяет ток, текущий через первый электрод и второй электрод упомянутой эталонной ячейки в качестве упомянутого эталонного тока; устройство управления насосным током, которое управляет насосным током, подаваемым в насосную ячейку, таким образом, что эталонный ток, определяемый упомянутым устройством определения эталонного тока, становится равным нулю; и устройство определения насосного тока, которое определяет упомянутый насосный ток, при этом
поданное напряжение на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения с впускной стороны представляет собой эталонное напряжение, которое подано устройством подачи эталонного напряжения упомянутого датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны, и выходной ток на упомянутом датчике воздушно-топливного отношения с впускной стороны является насосным током, который определяется устройством определения насосного тока упомянутого датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны.
22. Система управления двигателем внутреннего сгорания по п. 11, в которой упомянутый двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит катализатор очистки выхлопного газа с выпускной стороны, который расположен на выпускной стороне упомянутого выпускного канала по направлению потока выхлопного газа относительно упомянутого датчика воздушно-топливного отношения и который может накапливать кислород.