BR102016004466A2 - motor de combustão interna equipado com turbocompressor - Google Patents

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BR102016004466A2
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Hirohiko Oota
Kazushiro Fujimura
Tomohiko Matsushita
Tomoko Yamada
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Toyota Motor Co Ltd
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Abstract

a presente invenção refere-se a um motor de combustão in-terna equipado com turbocompressor que inclui uma turbina de des-carga (27), um filtro de descarga (84), um detector de pressão diferen-cial (92), um sensor de pressão atmosférica (93), e uma unidade de controle eletrônico (90). a unidade de controle eletrônico (90) está con-figurada para controlar o motor de combustão interna de modo que a quantidade de acumulação de uma matéria particulada no filtro de descarga (84) seja regulada. a unidade de controle eletrônico (90) está configurada para controlar o motor de combustão interna de modo que a quantidade de acumulação da matéria particulada no filtro de des-carga (84) seja aumentada, quando uma diferença de pressão detec-tada pelo detector de pressão diferencial (92) é um limite inferior ou menos. a unidade de controle eletrônico (90) está configurada para ajustar o limite inferior de modo que o limite inferior torne-se um valor mais alto conforme a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica (93) torna-se mais baixa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA EQUIPADO COM TURBOCOMPRES-SOR".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
1. CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção refere-se a um motor de combustão interna equipado com turbocompressor.
2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
[0002] Convencionalmente, é frequentemente utilizado um motor de combustão interna equipado com turbocompressor no qual uma turbina de descarga está provida em uma passagem de descarga, como descrito na Publicação de Pedido de Patente Japonesa 201477412.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0003] No motor de combustão interna equipado com turbocompressor, sob um ambiente no qual a pressão atmosférica é baixa, como exemplificado pelo ambiente de terras altas, a pressão (pressão a jusante de turbina) em um lado a jusante de descarga da passagem de descarga relativa à turbina de descarga facilmente diminui e, portanto, a razão de expansão da turbina de descarga (o valor que resulta de dividir a pressão de descarga PU em um lado a montante de descarga pela pressão a jusante de turbina PB [= PU / PB]) facilmente aumenta. Então, um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga causa uma diminuição no desempenho de durabilidade da turbina de descarga.
[0004] Aqui, o motor de combustão interna descrito na JP 201477412 A está provido com um turbocompressor que inclui um mecanismo de bocal variável com múltiplas aletas de bocal que estão dispostas ao redor de uma roda de turbina. Empregando tal turbocompressor e ajustando o grau de abertura de aleta do mecanismo de bo- cal variável para um grau de abertura no lado aberto quando a pressão atmosférica é baixa, é possível suprimir a razão de expansão da turbina de descarga para uma baixa razão. No entanto, em tal motor de combustão interna, a pressão de supercompressão diminui, e por meio disto, o rendimento de motor diminui.
[0005] A invenção provê um motor de combustão interna equipado com turbocompressor que torna possível suprimir a diminuição no rendimento de motor e suprimir a diminuição no desempenho de durabilidade da turbina de descarga.
[0006] Um motor de combustão interna equipado com turbocompressor de acordo com um aspecto da invenção inclui uma turbina de descarga, um filtro de descarga, um detector de pressão diferencial, um sensor de pressão atmosférica, e uma unidade de controle eletrônico. A turbina de descarga está provida dentro de uma passagem de descarga do motor de combustão interna. O filtro de descarga está provido em um lado a jusante de descarga da passagem de descarga em relação à turbina de descarga. O filtro de descarga está configurado para coletar matéria particulada no gás de descarga. O detector de pressão diferencial está configurado para detectar uma diferença de pressão entre um lado a montante de descarga e um lado a jusante de descarga da passagem de descarga em relação ao filtro de descarga. O sensor de pressão atmosférica está configurado para detectar a pressão atmosférica. A unidade de controle eletrônico está configurada para controlar o motor de combustão interna de modo que quantidade de acumulação da matéria particulada no filtro de descarga seja regulada. A unidade de controle eletrônico está configurada para controlar o motor de combustão interna de modo que a quantidade de acumulação da matéria particulada no filtro de descarga é aumentada, quando a diferença de pressão detectada pelo detector de pressão diferencial está em um limite inferior ou menos. A unidade de controle eletrônico está configurada para ajustar o limite inferior de modo que o limite inferior torne-se um valor mais alto conforme a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica torna-se mais baixa.
[0007] No motor de combustão interna equipado com turbocompressor de acordo com o aspecto acima, conforme a pressão atmosférica torna-se mais baixa, a pressão (pressão a jusante de turbina) no lado a jusante de descarga da passagem de descarga em relação à turbina de descarga facilmente diminui e, portanto, a razão de expansão da turbina de descarga facilmente aumenta. Portanto, é provável que um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga possa ser suprimido se a pressão a jusante de turbina puder ser mantida em uma alta pressão sem ser diminuída, quando a pressão atmosférica é baixa.
[0008] No motor de combustão interna acima, o filtro de descarga está provido no lado a jusante de descarga da passagem de descarga em relação à turbina de descarga, e o limite inferior da diferença de pressão entre o lado a montante de descarga e o lado a jusante de descarga em relação ao filtro de descarga (daqui em diante, referida como meramente a "diferença de pressão") torna-se um valor mais alto conforme a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica torna-se mais baixa. Portanto, quando a pressão atmosférica é baixa e a pressão a jusante de turbina facilmente diminui, a diferença de pressão do filtro de descarga detectada pelo detector de pressão diferencial facilmente cai abaixo do limite inferior, e o controle de atuação de uma unidade de regulação é facilmente executado de tal modo que a quantidade de acumulação de PM aumenta, resultando no aumento na quantidade de acumulação da matéria particulada (PM) no filtro de descarga. Por meio disto, a resistência de passagem do filtro de descarga aumenta, e por uma quantidade que corresponde a isto, a pressão de descarga no lado a montante de descarga em rela- ção ao filtro de descarga (= pressão a jusante de turbina) aumenta. Assim, de acordo com o motor de combustão interna acima, quando a pressão atmosférica é baixa e a pressão a jusante de turbina facilmente diminui, é possível aumentar a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga, e aumentar a pressão a jusante de turbina por uma quantidade que corresponde a isto. Portanto, é possível manter a pressão a jusante de turbina em uma alta pressão. Por meio disto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga, e suprimir a diminuição no desempenho de durabilidade da turbina de descarga.
[0009] Aqui, como acima descrito, no motor de combustão interna que emprega o turbocompressor incluindo o mecanismo de bocal variável e que ajusta o grau de abertura de aleta do mecanismo de bocal variável para um grande grau de abertura, a diminuição na razão de expansão da turbina de descarga causa uma grande diminuição no rendimento de motor. Em contraste, o motor de combustão interna acima aumenta a quantidade de acumulação da PM no filtro de descarga, e por meio disto, aumenta a pressão a jusante de turbina para diminuir a razão de expansão da turbina de descarga. Por meio disto, é possível diminuir a razão de expansão da turbina de descarga, sem diminuir a pressão de supercompressão. Portanto, de acordo com o motor de combustão interna acima, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga, sem causar uma grande diminuição no rendimento de motor.
[0010] No motor de combustão interna equipado com turbocompressor de acordo com o aspecto acima, a unidade de controle eletrônico pode estar configurada para ajustar o limite inferior de modo que o limite inferior tome-se a valor mais alto em uma faixa de operação na qual a pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação à turbina de descarga é mais alta.
[0011] Em uma faixa de operação na qual a pressão de descarga (pressão a montante de turbina) no lado a montante de descarga em relação à turbina de descarga é mais alta, uma pressão a jusante de turbina mais alta é necessária para manter a razão de expansão da turbina de descarga em uma razão apropriada, levando ao aumento na quantidade de acumulação de PM necessária mínima para manter a razão de expansão da turbina de descarga em uma razão apropriada. De acordo com o motor de combustão interna acima, no caso de uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina é alta, o limite inferior torna-se um valor mais alto, comparado com o caso de uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina é baixa. Portanto, no caso de uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina é alta, a diferença de pressão do filtro de descarga detectada pelo detector de pressão diferencial facilmente cai abaixo do limite inferior, e o controle de atuação da unidade de regulação é facilmente executado de tal modo que a quantidade de acumulação de PM aumenta. Portanto, é possível aumentar a quantidade de acumulação da PM no filtro de descarga. Por meio disto, em uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina é alta, é possível manter a pressão a jusante de turbina em uma alta pressão e, portanto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga.
[0012] No motor de combustão interna equipado com turbocompressor de acordo com o aspecto acima, a unidade de controle eletrônico pode estar configurada para ajustar o limite inferior para um valor mais alto conforme a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica torna-se mais baixa, e uma relação entre a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica e o limite inferior é uma relação na qual a quantidade de mudança do limite inferior associada com a mudança na pressão atmosférica aumenta conforme a pressão atmosférica torna-se mais baixa.
[0013] A relação entre a diferença de pressão necessária mínima do filtro de descarga para manter a razão de expansão da turbina de descarga em uma razão apropriada e a pressão atmosférica é uma relação na qual a diferença de pressão necessária mínima acima do filtro de descarga aumenta conforme a pressão atmosférica torna-se mais baixa. Mais ainda, a relação é uma relação na qual a quantidade de mudança diferença de pressão necessária mínima acima associada com a mudança na pressão atmosférica aumenta conforme a pressão atmosférica torna-se mais baixa. De acordo com o motor de combustão interna acima, é possível ajustar o limite inferior da diferença de pressão do filtro de descarga, de acordo com tal relação e, portanto, é possível manter a razão de expansão da turbina de descarga em uma razão apropriada, dependendo da pressão atmosférica.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0014] Características, vantagens, e significância técnica e industrial de modalidades exemplares da invenção serão abaixo descritas com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais números iguais denotam elementos iguais, e em que: Figura 1 é um diagrama simplificado que mostra uma configuração esquemática de um motor de combustão interna em uma primeira modalidade;
Figura 2 é um gráfico que mostra uma relação entre quantidade de acumulação de PM e diferença de pressão de um filtro de descarga;
Figura 3 é um gráfico que mostra uma relação entre a pressão a jusante de turbina e a diferença de pressão do filtro de descarga;
Figura 4 é um gráfico de tempo que mostra um modo de execução exemplar de um processo de parada na primeira modalidade;
Figura 5 é um gráfico que mostra uma relação entre o limite inferior da diferença de pressão do filtro de descarga e a pressão atmosférica;
Figura 6 é um fluxograma que mostra um procedimento de execução do processo de parada na primeira modalidade;
Figura 7 é um fluxograma que mostra um procedimento de execução de um processo de comutação na segunda modalidade;
Figura 8 é um gráfico que mostra uma relação entre pressão de injeção de combustível e quantidade de geração de PM;
Figura 9 é um gráfico que mostra uma relação entre tempo de injeção de combustível e a quantidade de geração de PM; e Figura 10 é um gráfico que mostra uma relação entre taxa de EGR e a quantidade de geração de PM.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES
[0015] Daqui em diante, uma primeira modalidade de um motor de combustão interna equipado com turbocompressor será descrita. Como mostrado na Figura 1, um motor de combustão interna 11 inclui uma passagem de admissão 12, câmaras de combustão 13 e passagem de descarga 14. Na parte superior da passagem de admissão 12, um filtro de ar 15 para purificar o ar admitido dentro da passagem de admissão 12 está provido. Ainda, dentro da passagem de admissão 12, um compressor 17 de um turbocompressor 16, um resfriador intermediário 18 e uma válvula borboleta de admissão 19 estão dispostos em ordem do filtro de ar 15 para o lado a jusante de admissão. A passagem de admissão 12 ramifica em um coletor de admissão 21 provido no lado a jusante de admissão em relação à válvula borboleta de admissão 19, e através das partes ramificadas, a passagem de admissão 12 está conectada com as câmaras de combustão 13 para os respectivos cilindros do motor de combustão interna 11.
[0016] No motor de combustão interna 11, uma válvula de injeção de combustível 22 para injetar o combustível que é suprido para a combustão na câmara de combustão 13 está provida para cada cilindro. Com cada válvula de injeção de combustível 22, um trilho comum 23 para a acumulação de pressão de combustível de alta pressão está conectado. Para o trilho comum 23, o combustível de alta pressão descarregado da bomba de combustível 24 é alimentado.
[0017] As partes de conexão da passagem de descarga 14 com as câmaras de combustão 13 formam portas de descarga 25. Na passagem de descarga 14, um coletor de descarga 26 para coletar o gás de descarga ejetado das câmaras de combustão 13 através das portas de descarga 25, e uma turbina de descarga 27 do turbocompressor 16 estão providos.
[0018] No motor de combustão interna 11, o ar admitido na passagem de admissão 12 é purificado pelo filtro de ar 15, e após isto, é introduzido no compressor 17 do turbocompressor 16. No compressor 17. por uma roda de compressor 17A para girar no interior, o ar introduzido é comprimido e é descarregado para o resfriador intermediário 18. O ar que tem uma alta temperatura pela compressão é resfriado pelo resfriador intermediário 18, e após isto, é distribuído e alimentado para as câmaras de combustão 13 para os respectivos cilindros, através da válvula borboleta de admissão 19 e do coletor de admissão 21. A taxa de fluxo do ar dentro da passagem de admissão 12 é regulada por um controle de grau de abertura da válvula borboleta de admissão 19.
[0019] Para as câmaras de combustão 13 dentro das quais o ar foi introduzido, o combustível é injetado das válvulas de injeção de combustível 22, por cursos de compressão dos cilindros. Então, a mistura de ar-combustível do ar introduzido através da passagem de admissão 12 e o combustível injetado das válvulas de injeção de combustível 22 é queimada dentro das câmaras de combustão 13. Pelo gás de com- bustão que é gerado neste tempo e que tem uma alta temperatura e uma alta pressão, os pistões (não ilustrados) são alternados, e um eixo de manivelas 20, o qual é um eixo de saída, é girado, de modo que a força de acionamento do motor de combustão interna 11 é obtida.
[0020] O gás de descarga gerado pela combustão dentro das câmaras de combustão 13 é introduzindo na turbina de descarga 27 do turbocompressor 16 através do coletor de descarga 26. Pela energia de fluxo do gás de descarga introduzido, uma roda de turbina 27A dentro da turbina de descarga 27 é acionada e girada, e então, em conjunto com isto, a roda de compressor 17A dentro do compressor 17 provido dentro da passagem de admissão 12 é acionada e girada, de modo que a compressão do ar acima é executada. Aqui, o turbocompressor 16 acima inclui um mecanismo de bocal variável 34 para regular a velocidade de fluxo do gás de descarga para soprar sobre a roda de turbina 27A. O mecanismo de bocal variável 34 inclui múltiplas aletas de bocal (não ilustradas) dispostas ao redor da roda de turbina 27A em intervalos de ângulo iguais. Então, aumentando o grau de abertura (grau de abertura de bocal) das aletas de bocal (especificamente, atuando as aletas de bocal de modo que a distância entre aletas de bocal adjacentes aumenta), a velocidade de fluxo do gás de descarga para soprar sobre a roda de turbina 27A é diminuída.
[0021] A passagem de descarga 14 do motor de combustão interna 11 está provida com um aparelho de controle de gás de descarga 81 para purificar o gás de descarga. O aparelho de controle de gás de descarga 81 inclui uma válvula de adição de combustível 82 para adicionar combustível ao gás de descarga, assim como um catalisador de oxidação 83 para oxidar HC (hidrocarboneto) no gás de descarga e um filtro de descarga 84 para coletar a matéria particulada (PM) dentro do gás de descarga.
[0022] O catalisador de oxidação 83 é provido no lado a jusante de descarga da passagem de descarga 14 em relação à turbina de descarga 27, e suporta um catalisador para purificar o gás de descarga pela oxidação de HC e CO (monóxido de carbono) no gás de descarga. O filtro de descarga 84 está provido no lado a jusante de descarga da passagem de descarga 14 em relação ao catalisador de oxidação 83 acima. O filtro de descarga 84 está formado de um material poroso que permite a passagem de componentes de gás no gás de descarga e que bloqueia a passagem da PM no gás de descarga, e suporta um catalisador para promover a oxidação da PM. A válvula de adição de combustível 82 está provida no lado a montante de descarga da passagem de descarga 14 em relação à turbina de descarga 27 acima (em detalhes, dentro do coletor de descarga 26). A válvula de adição de combustível 82 está conectada com a bomba de combustível 24 acima através de uma passagem de combustível 82A, e injeta o combustível suprido da bomba de combustível 24, no gás de descarga.
[0023] O motor de combustão interna 11 está provido com vários sensores para detectar o estado de operação. Como os vários sensores, por exemplo, um sensor de manivela 91 para detectar a velocidade do eixo de manivelas 20 (velocidade de motor NE), um sensor de pressão diferencial 92 que é um detector de pressão diferencial para detectar a diferença (diferença de pressão ΔΡ) em pressão de gás de descarga entre o lado a montante de descarga e o lado a jusante de descarga da passagem de descarga 14 em relação ao filtro de descarga 84, um sensor de pressão atmosférica 93 para detectar a pressão atmosférica, e similares estão providos.
[0024] Ainda, o motor de combustão interna 11 inclui uma unidade de controle eletrônico 90 que, por exemplo, está configurada principalmente por um microcomputador, e a unidade de controle eletrônico 90 recebe os sinais de saída dos vários sensores. A unidade de controle eletrônico 90 executa várias computações com base nos sinais de saída dos vários sensores, e executa vários controles relevantes para a operação do motor de combustão interna 11, com base nos resultados de computação. Os vários controles incluem o controle de atuação da válvula borboleta de admissão 19, o controle de atuação da válvula de injeção de combustível 22, o controle de atuação da bomba de combustível 24, o controle de atuação do mecanismo de bocal variável 34, e similares. Na modalidade, a unidade de controle eletrônico 90 controla a válvula de adição de combustível 82 do motor de combustão interna 11, para regular a quantidade de acumulação da matéria particulada dentro do filtro de descarga 84.
[0025] Como os vários controles, a unidade de controle eletrônico 90 executa um controle de atuação (controle de regeneração de filtro) da válvula de adição de combustível 82 para a recuperação de função do filtro de descarga 84. Dentro do controle de regeneração de filtro, o acionamento de abertura de válvula da válvula de adição de combustível 82 é intermitentemente executado, e por meio disto, o combustível é adicionado no gás de descarga do motor de combustão interna 11. Quando tal controle de regeneração de filtro é executado, o combustível adicionado é oxidado no catalisador de oxidação 83 e o filtro de descarga 84, e por meio disto, a temperatura do filtro de descarga 84 aumenta. No controle de regeneração de filtro, o acionamento de abertura de válvula intermitente da válvula de adição de combustível 82 é executado repetidamente, de modo que o filtro de descarga 84 torna-se um estado de alta temperatura predeterminado (por exemplo, 600°C ou mais alta). Por meio disto, a PM acumulada no filtro de descarga 84 é oxidada, e é ejetada como C02 (dióxido de carbono) e H20 (água). Assim, a regeneração do filtro de descarga 84 é conseguida pelo processo de oxidação da PM.
[0026] Na modalidade, quando a quantidade de acumulação de PM PMsm dentro do filtro de descarga 84 torna-se igual a ou maior do que um valor de determinação de quantidade de acumulação A previamente decidido enquanto o controle de regeneração de filtro não está sendo executado, uma operação de ligar de um sinalizador de execução de regeneração é executada, e a execução do controle de regeneração de filtro é permitida. Então, quando a quantidade de acumulação de PM PMsm torna-se igual a ou menor do que um valor de acabamento de regeneração predeterminado PMe durante a execução do controle de regeneração de filtro, uma operação de desligar do sinalizador de execução de regeneração é executada, e a execução do controle de regeneração de filtro é parada. Aqui, a quantidade de acumulação de PM PMsm acima é um valor estimado da quantidade da PM coletada e acumulada no filtro de descarga 84, e é calculada por uma técnica bem conhecida baseada no estado de operação do motor de combustão interna 11 tal como a diferença de pressão ΔΡ acima.
[0027] Aqui, sob um ambiente no qual a pressão atmosférica é baixa (por exemplo, o ambiente de terras altas), na passagem de descarga 14 do motor de combustão interna 11, a pressão no lado a jusante de descarga em relação à turbina de descarga 27 facilmente diminui e, portanto, a razão de expansão da turbina de descarga 27 (o valor resultante da divisão da pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação à turbina de descarga 27 [pressão a montante de turbina PU] pela pressão de descarga no lado a jusante de descarga [pressão a jusante de turbina PB] [= PU / PB]) facilmente aumenta. Então, existe um temor que um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27 causa uma diminuição no desempenho de durabilidade da turbina de descarga 27.
[0028] Em vista deste ponto, o motor de combustão interna 11 na modalidade ajusta um limite inferior para a diferença de pressão ΔΡ entre o lado a montante de descarga e o lado a jusante de descarga em relação ao filtro de descarga 84. Então, quando a diferença de pressão ΔΡ detectada pelo sensor de pressão diferencial 92 torna-se o limite inferior ou menos, a operação de desligar do sinalizado de execução de regeneração é executada, e a execução do controle de regeneração de filtro é parada.
[0029] Daqui em diante, um modo de ajuste para o limite inferior acima e uma ação devida ao ajuste do limite inferior será descrito em detalhes. Como mostrado na Figura 2, dentro do motor de combustão interna 11, a diferença de pressão ΔΡ entre o lado a montante de descarga e o lado a jusante de descarga em relação ao filtro de descarga 84 aumenta, conforme a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga 84 aumenta. Ainda, como mostrado na Figura 3, a pressão a jusante de turbina PB (em detalhes, a pressão de descarga na parte entre a turbina de descarga 27 e o filtro de descarga 84) aumenta, conforme a diferença de pressão ΔΡ acima aumenta. Como é óbvio das relações, no motor de combustão interna 11, quando a quantidade de acumulação da PM no filtro de descarga 84 aumenta, a resistência de passagem do filtro de descarga 84 aumenta. Portanto, a pressão a jusante de turbina PB sobe, e a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 aumenta, de modo que a razão de expansão da turbina de descarga 27 diminui.
[0030] Como mostrado na Figura 4, na modalidade, o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 está ajustada. Portanto, durante a execução do controle de regeneração de filtro (tempo t11 a tempo t12, ou tempo t13 a tempo t14), quando a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 torna-se o limite inferior ou menos (tempo t12, tempo t14) antes da quantidade de acumulação de PM PMsm no filtro de descarga 84 tornar-se o valor de acabamento de regeneração PMe ou menos, a operação de desligar do sinalizador de execução de regeneração é executada, e a execução do controle de regeneração de filtro é parada. Por meio disto, no período subsequen- te (tempo t12 a tempo t13, ou após o tempo t14), a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga 84 aumenta. Então, a pressão a jusante de turbina PB sobe, e a diferença de pressão ΔΡ aumenta. Portanto, o aumento na razão de expansão da turbina de descarga 27 é suprimido.
[0031] Na modalidade, como o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ, um valor que é adequado para moderadamente suprimir o aumento na razão de expansão da turbina de descarga 27 é ajustado. Em detalhes, o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ é ajustado como segue.
[0032] No motor de combustão interna 11, conforme a pressão atmosférica PA torna-se mais baixa, a pressão a jusante de turbina PB mais facilmente diminui e, portanto, a razão de expansão da turbina de descarga 27 aumenta mais facilmente. Portanto, é provável que um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27 pode ser suprimido se a pressão a jusante de turbina PB puder ser mantida em uma alta pressão sem ser diminuída, quando a pressão atmosférica PA é baixa.
[0033] Em vista deste ponto, como mostrado na Figura 5, na modalidade, uma relação na qual o limite inferior torna-se a valor mais alto conforme a pressão atmosférica PA torna-se mais baixa é decidido como a relação entre o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 e a pressão atmosférica PA detectada pelo sensor de pressão atmosférica 93.
[0034] Decidindo tal relação, como a pressão a jusante de turbina PB mais facilmente diminui porque a pressão atmosférica PA torna-se mais baixa, a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 mais facilmente cai abaixo do limite inferior durante a execução do controle de regeneração de filtro, e o controle de regeneração de filtro é mais facilmente parado. Portanto, a quantidade de acumulação da PM no filtro de descarga 84 aumenta. Por meio disto, a resistência de passagem do filtro de descarga 84 aumenta, e por uma quantidade que corresponde a esta, a pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação ao filtro de descarga 84 (= pressão a jusante de turbina PB) aumenta. Assim, de acordo com o motor de combustão interna 11, quando a pressão atmosférica PA é baixa e a pressão a jusante de turbina PB facilmente diminui, é possível aumentar a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga 84, e aumentar a pressão a jusante de turbina PB por uma quantidade que corresponde a esta. Portanto, é possível manter a pressão a jusante de turbina PB em uma alta pressão. Por meio disto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27, e suprimir a diminuição no desempenho de durabilidade da turbina de descarga 27.
[0035] Ainda, dos resultados de vários experimentos e simulações pelos inventores, foi confirmado que a relação entre a diferença de pressão necessária mínima ΔΡ do filtro de descarga 84 para manter a razão de expansão da turbina de descarga 27 em uma razão apropriada e a pressão atmosférica PA é uma relação na qual a quantidade de mudança da diferença de pressão necessária mínima acima ΔΡ associada com a mudança na pressão atmosférica PA aumenta conforme a pressão atmosférica PA torna-se mais baixa.
[0036] Em vista deste ponto, como mostrado na Figura 5, na modalidade, a relação na qual a quantidade de mudança do limite inferior associado com a mudança na pressão atmosférica PA aumenta conforme a pressão atmosférica PA torna-se mais baixa é decidido, como a relação entre o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ e a pressão atmosférica PA. Especificamente, a relação é uma relação na qual uma quantidade de mudança β1 do limite inferior quando a pressão atmosférica PA muda por uma quantidade predeterminada α em uma faixa na qual a pressão atmosférica PA é baixa é maior do que uma quantidade de mudança β2 do limite inferior quando a pressão atmosférica PA muda por uma quantidade predeterminada α em uma faixa na qual a pressão atmosférica PA é alta. Decidindo tal relação, é possível ajustar o limite inferior para um valor que seja adequado para manter a razão de expansão da turbina de descarga 27 em uma razão apropriada, dependendo da pressão atmosférica PA.
[0037] Mais ainda, em uma faixa de operação de motor na qual a pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação à turbina de descarga 27 (a pressão a montante de turbina PU acima) seja alta, comparada com uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é relativamente baixa, a razão de expansão da turbina de descarga 27 torna-se alta se a pressão a jusante de turbina PB não for alta. Portanto, é provável que a quantidade mínima necessária de acumulação de PM do filtro de descarga 84 para manter a razão de expansão da turbina de descarga 27 em uma razão apropriada aumenta em uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é alta.
[0038] Em vista deste ponto, na modalidade, o limite inferior é ajustado para um valor mais alto, conforme a faixa de operação de motor decidida pela velocidade de motor NE e a quantidade de injeção de combustível esteja em uma faixa na qual a pressão a montante de turbina PU é mais alta. Ajustando tal valor como o limite inferior, em uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é mais alta, a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 mais facilmente cai abaixo do limite inferior durante a execução do controle de regeneração de filtro, e o controle de regeneração de filtro é mais facilmente parado. Portanto, a quantidade de acumulação da PM no filtro de descarga 84 aumenta. Por meio disto, a resistência de passagem do filtro de descarga 84 aumenta, e por uma quantidade que corresponde àquela, a pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação ao filtro de descarga 84 (= pressão a jusante de turbina PB) sobe. Assim, de acordo com o motor de combustão interna 11, em uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é alta, é possível manter a pressão a jusante de turbina PB em uma alta pressão e, portanto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27.
[0039] Aqui, na modalidade, com base em resultados de vários experimentos e simulações, os inventores obtiveram com antecedência uma relação da diferença de pressão ΔΡ que permite que a razão de expansão da turbina de descarga 27 caia dentro de uma faixa per-missível, a faixa de operação de motor decidida pela velocidade de motor NE e a quantidade de injeção de combustível, e a pressão atmosférica PA a ser detectada pelo sensor de pressão atmosférica 93. Mais ainda, com base na relação, uma relação de um valor (o limite inferior) ligeiramente mais alto do que o valor mínimo da diferença de pressão ΔΡ que permite que a razão de expansão da turbina de descarga 27 caia dentro da faixa permissível, a faixa de operação de motor acima e a pressão atmosférica PA é obtida com antecedência, e a relação é armazenada na unidade de controle eletrônico 90, como um mapa de computação a ser utilizado para o cálculo do limite inferior. A relação armazenada como o mapa de computação é uma relação que satisfaz a relação acima descrita entre a pressão atmosférica PA e o limite inferior (a relação mostrada na Figura 5) e a relação entre a faixa de operação de motor e o limite inferior. Então, no tempo da operação do motor de combustão interna 11, o limite inferior é calculado do mapa de computação acima, com base na velocidade de motor NE, na quantidade de injeção de combustível (especificamente, a quantidade do combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 22 em um ciclo de combustão), e a pressão atmosférica PA.
[0040] Aqui, quando a pressão atmosférica PA é baixa, também ajustando o grau de abertura de bocal do mecanismo de bocal variável 34 para um grau de abertura no lado aberto, é possível evitar um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27. No entanto, neste caso, por uma quantidade que corresponde a uma quantidade pela qual o grau de abertura de bocal é ajustado para um grau de abertura no lado aberto, a velocidade de fluxo do gás de descarga para soprar sobre a roda de turbina 27A diminui, e a pressão de supercompressão diminui, causando uma grande diminuição no rendimento de motor. Em contraste, o motor de combustão interna 11 na modalidade aumenta a quantidade de acumulação da PM no filtro de descarga 84, e por meio disto, aumenta a pressão a jusante de turbina PB para diminuir a razão de expansão da turbina de descarga 27. Por meio disto, é possível diminuir a razão de expansão da turbina de descarga 27, sem diminuir a pressão de supercompressão. Portanto, de acordo com o motor de combustão interna 11, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27, sem causar uma grande diminuição no rendimento de motor.
[0041] Daqui em diante, um processo (processo de parada) de parar a execução do controle de regeneração de filtro com base na comparação entre a diferença de pressão ΔΡ e o limite inferior será descrito. A Figura 6 shows um procedimento de execução do processo de parada acima, e uma série de processos mostrados no fluxograma da figure é executada pela unidade de controle eletrônico 90, como um processo de interrupção em um ciclo predeterminado.
[0042] Como mostrado na Figura 6, no processo, primeiro, se a operação de ligar do sinalizador de execução de regeneração foi executada é determinado (etapa S11). Então, no caso onde a operação de desligar do sinalizador de execução de regeneração foi executada (etapa S11: NÃO), o processo é terminado uma vez sem executar o processo seguinte.
[0043] Após isto, quando a operação de ligar do sinalizador de execução de regeneração é executada (etapa S11: SIM), o limite inferior é calculado com base na velocidade de motor NE, na quantidade de injeção de combustível e na pressão atmosférica PA (etapa S12), e se a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 for o limite inferior ou menos é determinado (etapa S13). Então, no caso onde a diferença de pressão ΔΡ é maior do que o limite inferior (etapa S13: NÃO), o processo é terminado uma vez sem parar a execução do controle de regeneração de filtro (sem executar um processo da etapa S14), porque existe uma baixa possibilidade que a razão de expansão da turbina de descarga 27 excessivamente aumente.
[0044] Após isto, quando a diferença de pressão ΔΡ torna-se o limite inferior ou menos (etapa S13: SIM), a operação de desligar do sinalizador de execução de regeneração é executada (etapa S14), para suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27. Por meio disto, a execução do controle de regeneração de filtro é parada, e após isto, a quantidade de acumulação de PM do filtro de descarga 84 aumenta. Portanto, por uma quantidade que corresponde a esta, a pressão a jusante de turbina PB aumenta, de modo que a razão de expansão da turbina de descarga 27 é mantida em uma baixa razão.
[0045] Como acima descrito, de acordo com a modalidade, os seguintes efeitos são obtidos. (1) O limite inferior da diferença de pressão ΔΡ é ajustado para um valor mais alto, já que a pressão atmosférica PA detectada pelo sensor de pressão atmosférica 93 torna-se mais baixa. Portanto, quando a pressão atmosférica PA é baixa e a pressão a jusante de turbina PB facilmente diminui, é possível aumentar a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga 84, e aumentar a pressão a jusante de turbina PB por uma quantidade que corresponde a esta. Portanto, é possível manter a pressão a jusante de turbina PB em uma alta pressão. Por meio disto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27, e suprimir a diminuição no desempenho de durabilidade da turbina de descarga 27. Mais ainda, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27, sem causar uma grande diminuição no rendimento de motor.
[0046] (2) O limite inferior da diferença de pressão ΔΡ é ajustado para um valor mais alto, já que a faixa de operação de motor decidida pela velocidade de motor NE e a quantidade de injeção de combustível torna-se uma faixa na qual a pressão a montante de turbina PU é mais alta. Por meio disto, em uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é alta, é possível manter a pressão a jusante de turbina PB em uma alta pressão e, portanto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27.
[0047] (3) A relação entre a pressão atmosférica PA e o limite inferior é uma relação na qual a quantidade de mudança do limite inferior associada com a mudança na pressão atmosférica PA aumenta conforme a pressão atmosférica PA torna-se mais baixa. Por meio disto, é possível ajustar o limite inferior para um valor que seja adequado para manter a razão de expansão da turbina de descarga 27 em uma razão apropriada, dependendo da pressão atmosférica PA.
[0048] Daqui em diante, uma segunda modalidade do motor de combustão interna equipado com turbocompressor será descrita com um foco sobre as diferenças da primeira modalidade.
[0049] A modalidade é diferente da primeira modalidade no seguinte ponto. Isto é, na primeira modalidade, a diferença de pressão do filtro de descarga e o limite inferior são comparados durante a execução do controle de regeneração de filtro, e quando a diferença de pressão torna-se o limite inferior ou menos, a execução do controle de regeneração de filtro é parada. Em contraste, na modalidade, a diferença de pressão do filtro de descarga e o limite inferior são comparados, independentemente se o controle de regeneração de filtro está sendo executado. Então, quando a diferença de pressão do filtro de descarga torna-se o limite inferior ou menos, o modo de operação do motor de combustão interna é comutado de um modo (modo comum) no qual a quantidade de geração da PM é relativamente pequena para um modo (modo de geração de PM) no qual a quantidade de geração da PM é grande.
[0050] Daqui em diante, um processo (processo de comutação) de comutar o modo de operação do motor de combustão interna com base na comparação entre a diferença de pressão do filtro de descarga e o limite inferior será descrito. Aqui, exceto os constituintes para uma série de processos com base na comparação entre a diferença de pressão do filtro de descarga e o limite inferior, o motor de combustão interna na modalidade é idêntico ao motor de combustão interna na primeira modalidade. Portanto, para constituintes idênticos, caracteres de referência idênticos são designados, e as descrições detalhadas são omitidas.
[0051] A Figura 7 mostra um procedimento de execução do processo de comutação acima, e uma série de processos mostrados no fluxograma da figura são executados pela unidade de controle eletrônico 90, como um processo de interrupção em um ciclo predeterminado. Como mostrado na Figura 7, no processo, primeiro, o limite inferior é calculado com base na velocidade de motor NE, na quantidade de injeção de combustível e na pressão atmosférica PA (etapa S21), e se a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 é o limite inferior ou menos é determinado (etapa S22). Então, quando a diferença de pressão ΔΡ é maior do que o limite inferior (etapa S22: NÃO), a operação de desligar de um sinalizador de geração de PM é executada (etapa S23), já que existe uma baixa possibilidade que a razão de expansão da turbina de descarga 27 excessivamente aumente. O sinalizador de geração de PM é um sinalizador para o qual a operação de ligar resulta na execução da operação de motor no modo de geração de PM enquanto a operação de desligar resulta na proibição da operação de motor no modo de geração de PM. Portanto, no processo da etapa S23, a operação de motor no modo de geração de PM é proibida e a operação de motor no modo comum é executada.
[0052] Por outro lado, quando a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 é o limite inferior ou menos (etapa S22: SIM), a operação de ligar do sinalizador de geração de PM é executada (etapa S24), para suprimir um excessivo aumento na razão de expansão da turbina de descarga 27. Por meio disto, o motor de combustão interna 11 é operado no modo de geração de PM.
[0053] Aqui, como mostrado na Figura 8, existe uma tendência que a quantidade da PM contida no gás de descarga do motor de combustão interna 11 aumente conforme a pressão (pressão de injeção de combustível) do combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 22 torna-se mais baixa durante a operação de motor. Ainda, como mostrado na Figura 9, existe uma tendência que a quantidade da PM contida no gás de descarga do motor de combustão interna 11 aumente conforme o tempo (tempo de injeção de combustível) quando um combustível é injetado da válvula de injeção de combustível 22 torna-se mais cedo. Em vista de tal circunstância, o controle de motor na modalidade aumenta a quantidade de geração da PM no tempo da operação de motor no modo de geração de PM comparado com o tempo da operação de motor no modo comum, aumentando a pressão de injeção de combustível ou avançando o tempo de injeção de combustível no modo de geração de PM em relação ao modo comum, na comparação sob a condição que o estado de operação de motor seja idêntico. Na modalidade, a válvula de injeção de combustível 22 corresponde à unidade de regulação.
[0054] Daqui em diante, uma ação devida à execução de tal processo de comutação será descrita. Na modalidade, quando a diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 torna-se o limite inferior ou menos, a operação de motor no modo de geração de PM é executada, para suprimir um suprimir um excessivo aumento na razão de expansão da turbina de descarga 27. Por meio disto, a quantidade da PM contida no gás de descarga do motor de combustão interna 11 aumenta comparara com o tempo da operação de motor no modo comum. Portanto, a quantidade da PM a ser acumulada no filtro de descarga 84 aumenta, e a pressão a jusante de turbina PB sobe, de modo que a razão de expansão da turbina de descarga 27 é mantida em uma baixa razão.
[0055] Aqui, quando a operação de motor é continuada em um estado no qual a temperatura de gás de descarga é extremamente alta, como exemplificado por um estado de operação de altas revoluções e alta carga, o calor do gás de descarga promove a combustão de oxi-dação da PM no filtro de descarga 84. Por meio disto, a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga 84 diminui, e a pressão a jusante de turbina PB sobe. Portanto, existe um temor que a razão de expansão da turbina de descarga 27 excessivamente aumente. Mesmo em tal caso, de acordo com a modalidade, quando a diferença de pressão ΔΡ torna-se o limite inferior ou menos, o motor de combustão interna 11 é operado no modo de geração de PM. Portanto, a quantidade da PM contida no gás de descarga aumenta, e a quantidade de acumulação de PM no filtro de descarga 84 aumenta, de modo que a pressão a jusante de turbina PB sobe. Por meio disto, é possível suprimir um aumento excessivo na razão de expansão da turbina de descarga 27.
[0056] A modalidade provê os mesmos efeitos como os efeitos descritos em (1) a (3) acima. Aqui, as modalidades acima podem ser modificadas como segue. - Na segunda modalidade, como parâmetros a serem regulados para aumentar a quantidade de geração de PM na operação de motor no modo de geração de PM, sem ser limitado à pressão de injeção de combustível e ao tempo de injeção de combustível, um parâmetro de motor arbitrário pode ser empregado se o parâmetro de motor permitir que a quantidade de geração da PM aumente. Por exemplo, no caso de um motor de combustão interna incluir um aparelho de recirculação de gás de descarga que dosa parte do gás de descarga e recicla-o para a câmara de combustão 13, o valor (assim denominado taxa de EGR) que resulta da divisão da quantidade do gás de descarga a ser reciclada para a câmara de combustão 13 pela quantidade do gás a ser levado para a câmara de combustão 13 pode ser empregado como o parâmetro acima. Como mostrado na Figura 10, existe uma tendência que a quantidade da PM contida no gás de descarga do motor de combustão interna aumente conforme a taxa de EGR no tempo da operação de motor sobe. No motor de combustão interna acima, é possível aumentar a quantidade de geração da PM no tempo da operação de motor no modo de geração de PM comparado com o tempo da operação de motor no modo comum, aumentando a taxa de EGR no modo de geração de PM em relação à taxa de EGR no modo comum, na comparação sob a condição que o estado de operação de motor seja idêntico. Em tal motor de combustão interna, um membro a ser atuado para a regulação da taxa de EGR (uma válvula de EGR, um mecanismo de tempo de válvula ou similares) funciona como a unidade de regulação. - Nas modalidades, o cálculo do limite inferior com base na velocidade de motor NE, na quantidade de injeção de combustível e na pressão atmosférica PA pode ser executado utilizando uma fórmula de computação que é previamente armazenada na unidade de controle eletrônico 90, outro que o mapa de computação que é previamente armazenado na unidade de controle eletrônico 90. - Nas modalidades, a relação da velocidade de motor NE, a quantidade de injeção de combustível e o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ podem ser arbitrariamente alterados, desde que o limite inferior seja ajustado para um valor mais alto em uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU seja alta, comparada com uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é baixa. Por exemplo, somente dois valores de um limite inferior A1 para uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é alta e um limite inferior B1 para uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é baixa (aqui, A1 > B1) pode ser decidido como o limite inferior sob a condição que a pressão atmosférica PA seja idêntica. Tal configuração pode ser atualizada previamente obtendo uma relação da velocidade de motor NE, da quantidade de injeção de combustível, da pressão atmosférica PA e do limite inferior da diferença de pressão ΔΡ que satisfaça a relação dos limites inferiores A1, B1, e ajustando a relação como um mapa de computação (ou uma fórmula de computação). Além disso, a configuração acima pode também ser atualizada, por exemplo, ajustando um mapa de alta pressão para ser utilizado para uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é alta e um mapa de baixa pressão para ser utilizado para uma faixa de operação de motor na qual a pressão a montante de turbina PU é baixa, como o mapa de computação a ser utilizado para o cálculo do limite inferior. - Nas modalidades, o valor a ser utilizado para especificar a faixa de operação de motor não está limitado à velocidade de motor NE e à quantidade de injeção de combustível, e é possível empregar um parâmetro de motor arbitrário tal como a quantidade do ar a ser admitido no motor de combustão interna 11, ou a temperatura de gás de admissão. - Nas modalidades, a relação entre a pressão atmosférica PA e o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ pode ser arbitrariamente alterado, desde que o limite inferior quando a pressão atmosférica PA é baixa seja um valor mais alto comparado com o limite inferior quando a pressão atmosférica PA é alta. Por exemplo, somente dois valores de um limite inferior A2 para o caso onde a pressão atmosférica PA é alta e um limite inferior B2 para o caso onde a pressão atmosférica PA é baixa (aqui, A2 > B2) podem ser decididos como o limite inferior sob a condição que a pressão a montante de turbina PU (especificamente, a faixa de operação de motor decidida pela velocidade de motor NE e a quantidade de injeção de combustível) seja idêntica. Tal configuração pode ser atualizada previamente obtendo uma relação da velocidade de motor NE, da quantidade de injeção de combustível, da pressão atmosférica PA e do limite inferior da diferença de pressão ΔΡ que satisfaça a relação dos limites inferiores A2, B2, e ajustando a relação como um mapa de computação (ou uma fórmula de computação). Além disso, a configuração acima pode ser também atualizada, por exemplo, ajustando um mapa de baixa pressão para ser utilizado quando a quando a pressão atmosférica PA é baixa e um mapa de alta pressão para ser utilizado quando a pressão atmosférica PA é alta, como o mapa de computação para ser utilizado para o cálculo do limite inferior. - Nas modalidades, o limite inferior da diferença de pressão ΔΡ pode ser calculado, utilizando a pressão atmosférica PA como o parâmetro de cálculo para o limite inferior, ao invés de utilizar a velocidade de motor NE e a quantidade de injeção de combustível. Neste caso, um valor fixo (valor de baixa pressão L) a ser utilizado quando a pressão atmosférica PA é uma pressão predeterminada ou mais baixa e um valor fixo (valor de alta pressão H, aqui L > H) para ser utilizado quando a pressão atmosférica PA é mais alta do que a pressão predeterminada pode ser decidido como o limite inferior. - Nas modalidades, a detecção da diferença de pressão ΔΡ do filtro de descarga 84 não está limitada à detecção pelo sensor de pressão diferencial 92. A pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação ao filtro de descarga 84 e a pressão de descarga no lado a jusante de descarga em relação ao filtro de descarga 84 podem ser separadamente detectadas por sensores de pressão, e a diferença entre as pressões de descarga pode ser detectada como a diferença de pressão do filtro de descarga 84.
REIVINDICAÇÕES

Claims (3)

1. Motor de combustão interna equipado com turbocom-pressor, caracterizado por compreender: uma turbina de descarga (27) provida dentro de uma passagem de descarga do motor de combustão interna; um filtro de descarga (84) provido em um lado a jusante de descarga da passagem de descarga em relação à turbina de descarga (27), o filtro de descarga (84) configurado para coletar a matéria parti-culada no gás de descarga; um detector de pressão diferencial (92) configurado para detectar uma diferença de pressão entre um lado a montante de descarga e um lado a jusante de descarga da passagem de descarga em relação à filtro de descarga (84); um sensor de pressão atmosférica (93) configurado para detectar a pressão atmosférica; e uma unidade de controle eletrônico (90) configurada para controlar o motor de combustão interna de modo que a quantidade de acumulação da matéria particulada no filtro de descarga (84) seja regulada, a unidade de controle eletrônico (90) configurada para controlar o motor de combustão interna de modo que a quantidade de acumulação da matéria particulada no filtro de descarga (84) seja aumentada, quando a diferença de pressão detectada pelo detector de pressão diferencial (92) é um limite inferior ou menos, a unidade de controle eletrônico (90) configurada para ajustar o limite inferior de modo que o limite inferior torne-se o valor mais alto conforme a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica (93) torna-se mais baixa.
2. Motor de combustão interna equipado com turbocompressor de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (90) está configurada para ajustar o limite inferior, de modo que o limite inferior torne-se um valor mais alto em uma faixa de operação na qual a pressão de descarga no lado a montante de descarga em relação à turbina de descarga (27) é mais alta.
3. Motor de combustão interna equipado com turbocompressor de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (90) está configurada para ajustar o limite inferior para um valor mais alto conforme a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica (93) torna-se mais baixa, e a relação entre a pressão atmosférica detectada pelo sensor de pressão atmosférica (93) e o limite inferior é uma relação na qual a quantidade de mudança do limite inferior associada com a mudança na pressão atmosférica aumenta conforme a pressão atmosférica torna-se mais baixa.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3870673B2 (ja) 2000-07-04 2007-01-24 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6901751B2 (en) * 2002-02-01 2005-06-07 Cummins, Inc. System for controlling particulate filter temperature
JP4032849B2 (ja) 2002-07-02 2008-01-16 日産自動車株式会社 車両用エンジンの排気浄化装置
JP4259068B2 (ja) 2002-08-21 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4525232B2 (ja) * 2004-08-06 2010-08-18 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気後処理装置
JP2007321575A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Toyota Motor Corp 排気浄化装置
JP4506724B2 (ja) * 2006-06-07 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 Pmトラッパの故障検出システム
JP2008031860A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
FR2917782A3 (fr) * 2007-06-22 2008-12-26 Renault Sas Procede et dispositif d'estimation de la temperature en amont d'un catalyseur d'oxydation en fonction de la en amont d'une turbine
JP4430704B2 (ja) * 2007-10-01 2010-03-10 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7987672B2 (en) * 2008-01-22 2011-08-02 GM Global Technology Operations LLC Turbocharger protection systems and methods
US8347613B2 (en) * 2009-09-29 2013-01-08 Ford Global Technologies, Llc Controlling operation of exhaust of an engine including a particulate filter
US8631642B2 (en) * 2009-12-22 2014-01-21 Perkins Engines Company Limited Regeneration assist calibration
US8596064B2 (en) * 2010-10-29 2013-12-03 Ford Global Technologies, Llc Method and system for limiting output of a boosted engine
JP5853403B2 (ja) * 2011-04-25 2016-02-09 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6026211B2 (ja) 2012-10-11 2016-11-16 日野自動車株式会社 ターボチャージャーの制御装置及び制御方法

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