BR102017012696A2

BR102017012696A2 - Internal combustion engine and internal combustion engine control method

Info

Publication number: BR102017012696A2
Application number: BR102017012696-0A
Authority: BR
Inventors: Okada Yoshihiro; Tsuru Fumitsugu
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-01-09
Also published as: CN107524536A; RU2649412C1; JP6414143B2; EP3258088A3; JP2017223179A; EP3258088A2; KR101934198B1; US20170363020A1; US10578032B2; KR20170142112A; CN107524536B; EP3258088B1

Abstract

uma unidade de controle eletrônico (200) de um motor de combustão interna (100) é configurada para controlar a válvula de injeção de combustível (20) e para controlar uma vela de ignição (16), se necessário, de tal modo que o combustível é queimado por combustão de ignição por compressão pré-mistura ou combustão por propagação de chama. a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para realizar combustão homogênea em uma faixa de operação de ignição de chama quando não ocorreu falha de comutação, sendo a combustão homogênea a combustão em que o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão (11) é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado por combustão por propagação de chama. a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para realizar combustão estratificada guiada por pulverização em uma segunda faixa de operação quando a falha de comutação ocorreu, sendo a combustão estratificada guiada por pulverização a combustão em que o combustível no percurso de injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama.

Description

(54) Título: MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E MÉTODO DE CONTROLE DE MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (51) Int. Cl.: F01L 1/047; F01L 1/344; F02B 1/02 (30) Prioridade Unionista: 16/06/2016 JP 2016120069 (73) Titular(es): TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA (72) Inventor(es): YOSHIHIRO OKADA; FUMITSUGU TSURU (74) Procurador(es): DANIEL ADVOGADOS (ALT.DE DANIEL & CIA) (57) Resumo: Uma unidade de controle eletrônico (200) de um motor de combustão interna (100) é configurada para controlar a válvula de injeção de combustível (20) e para controlar uma vela de ignição (16), se necessário, de tal modo que o combustível é queimado por combustão de ignição por compressão pré-mistura ou combustão por propagação de chama. A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para realizar combustão homogênea em uma faixa de operação de ignição de chama quando não ocorreu falha de comutação, sendo a combustão homogênea a combustão em que o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão (11) é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado por combustão por propagação de chama. A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para realizar combustão estratificada guiada por pulverização em uma segunda faixa de operação quando a falha de comutação ocorreu, sendo a combustão estratificada guiada por pulverização a combustão em que o combustível no percurso de injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama.

1/65 “MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E MÉTODO DE CONTROLE DE MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA”

Antecedentes Da Invenção

1. Campo Da Invenção [001 ]A invenção refere-se a um motor de combustão interna e a um método de controle de um motor de combustão interna.

2. Descrição Do Estado Da Técnica Relacionado [002]O pedido de patente japonesa com número de publicação 2011-214477 (JP 2011-214477 A) descreve um motor de combustão interna que inclui um mecanismo de comutação característico que pode comutar uma característica de elevação de uma válvula de escape entre uma primeira característica de elevação em que a válvula de escape é aberta em um curso de escape e uma segunda característica de elevação em que a válvula de escape é aberta em um curso de escape e em um curso de admissão. O documento JP 2011-214477 A também descreve um controlador para um motor de combustão interna configurado para comutar a característica de elevação da válvula de escape para a primeira característica de elevação em uma faixa de operação em que o combustível é queimado por combustão por propagação de chama e para comutar a característica de elevação da válvula de escape para a segunda característica de elevação em uma faixa de operação em que o combustível é queimado por combustão de ignição por compressão pré-mistura. Em JP 2011-214477 A, o gás de escape com alta temperatura descarregado a partir de um cilindro em um curso de escape é aspirado de volta para o cilindro em um curso de admissão subsequente, abrindo a válvula de escape novamente no curso de admissão na faixa de operação em que o combustível é queimado por combustão de ignição por compressão pré-mistura, e uma temperatura do cilindro é aumentada para uma temperatura na qual a combustão de ignição por compressão pré-mistura pode ser realizada.

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Descrição Resumida Da Invenção [003]No entanto, na técnica descrita em JP 2011-214477 A, não é considerado um caso em que o mecanismo de comutação característico falha. Consequentemente, quando o mecanismo de comutação característico falha por uma determinada razão e a característica de elevação da válvula de escape não pode ser comutada a partir da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação, o gás de escape com alta temperatura é aspirado para dentro do cilindro na faixa de operação em que o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama. Por conseguinte, há a preocupação de que a temperatura do cilindro possa tornar-se excessivamente elevada na faixa de operação em que o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama e uma combustão anormal como a pré-ignição ou detonação irá ocorrer.

[004]A invenção evita a ocorrência de combustão anormal quando um mecanismo de comutação característico falha.

[005]Um primeiro aspecto da invenção é um motor de combustão interna. O motor de combustão interna inclui um corpo do motor, uma válvula de injeção de combustível, uma vela de ignição, um mecanismo de comutação característico e uma unidade de controle eletrônico. A válvula de injeção de combustível é configurada para injetar combustível diretamente em uma câmara de combustão do motor de combustão interna. Uma porção de eletrodo da vela de ignição está disposta em um dentre o interior de um percurso de injeção de combustível e a adjacência do percurso de injeção de combustível. O mecanismo de comutação característico é configurado para comutar uma característica de elevação entre uma primeira característica de elevação e uma segunda característica de elevação. A primeira característica de elevação é uma característica de elevação de uma válvula de escape de abertura da válvula de escape em um curso de escape. A segunda característica de elevação é uma característica de elevação da válvula de escape de

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3/65 abertura da válvula de escape no curso de escape e em um curso de admissão. A unidade de controle eletrônico está configurada para controlar a válvula de injeção de combustível e a vela de ignição de tal modo que o combustível é queimado por uma dentre combustão de ignição por compressão pré-mistura e combustão por propagação de chama. A unidade de controle eletrônico é configurada para comutar a característica de elevação da válvula de escape para a segunda característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico em uma primeira faixa de operação predeterminada. A primeira faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma parte de uma faixa de operação de ignição por compressão. A faixa de operação de ignição por compressão é uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão de ignição por compressão pré-mistura. A unidade de controle eletrônico é configurada para comutar a característica de elevação da válvula de escape para a primeira característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico em uma segunda faixa de operação predeterminada. A segunda faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma faixa de operação de ignição de chama. A faixa de operação de ignição de chama é uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama. A unidade de controle eletrônico é configurada para determinar se ocorreu falha de comutação. A falha de comutação é uma falha em que a característica de elevação da válvula de escape não é comutável a partir da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico. A unidade de controle eletrônico é configurada para realizar combustão homogênea na faixa de operação da ignição de chama quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação não ocorreu. A combustão homogênea é a combustão em que o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão é inflamado usando a vela de ignição e é queimado pela combustão por propagação de chama. A unidade de controle

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4/65 eletrônico é configurada para realizar combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação ocorreu. A combustão estratificada guiada por pulverização é a combustão em que o combustível no percurso de injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição e é queimado pela combustão por propagação de chama.

[006]De acordo com esta configuração, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal quando o mecanismo de comutação característico está enguiçado.

[007]No motor de combustão interna, o motor de combustão interna pode ainda incluir uma válvula de borboleta que está disposta em uma passagem de ar de admissão. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para controlar um nível de abertura da válvula de borboleta de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura alvo com base em uma carga do motor. Quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação ocorreu, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para controlar o nível de abertura da válvula de borboleta de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura de um nível de abertura máximo e um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo na segunda faixa de operação.

[008]De acordo com esta configuração, na segunda faixa de operação em que o nível de abertura da borboleta é controlado para o nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor, uma quantidade de ar de admissão que flui como ar novo para dentro da câmara de combustão através de uma abertura de admissão em um curso de admissão pode ser aumentada. Consequentemente, mesmo quando a válvula de escape é aberta no curso de admissão na segunda faixa de operação, uma quantidade de gás de escape aspirado de volta para a câmara de combustão através de uma abertura de

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5/65 escape pode ser diminuída em uma quantidade correspondente ao aumento da quantidade de ar de admissão e, assim, é possível diminuir uma quantidade de gás EGR interno. Como resultado, uma vez que um aumento da temperatura do cilindro pode ser suprimido, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal. Uma vez que a quantidade de gás EGR interno também diminui, é possível evitar a ocorrência de falha de ignição.

[009]No motor de combustão interna, o motor de combustão interna pode incluir ainda um turbocompressor que está disposto em uma passagem de gás de escape e um regulador de gás de escape. O regulador de gás de escape pode ser configurado para ajustar um caudal de gás de escape que flui para dentro de uma turbina do turbocompressor. O regulador de gás de escape pode ser um dentre uma válvula corrediça de descarga e um bocal variável. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para controlar um nível de abertura do regulador de gás de escape de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura alvo com base em uma carga do motor. Quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação ocorreu, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para controlar o nível de abertura do regulador de gás de escape de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura de um nível de abertura máximo e um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo na segunda faixa de operação.

[010]De acordo com esta configuração, na segunda faixa de operação em que a válvula corrediça de descarga é controlada para o nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor para controlar a turbocompressão, é possível diminuir uma proporção de gás de escape que permanece em uma abertura de escape ou em uma tubulação de escape no gás de escape descarregado da câmara de combustão no curso de escape. Consequentemente, mesmo quando a válvula de escape é aberta no curso de

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6/65 admissão em uma faixa de operação SI de sobrealimentação, uma quantidade de gás de escape aspirado de volta para a câmara de combustão através da abertura de escape no curso de admissão pode ser diminuída e, assim, é possível diminuir uma quantidade de gás EGR interno. Como resultado, uma vez que um aumento da temperatura do cilindro pode ser suprimido, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal. Uma vez que a quantidade de gás EGR interno também diminui, é possível evitar a ocorrência de falha de ignição.

[011]No motor de combustão interna, o motor de combustão interna pode ainda incluir um mecanismo de fase de escape variável. O mecanismo de fase de escape variável pode ser configurado para alterar uma fase de escape. A fase de escape pode ser uma fase de um eixo de comando de escape em relação a um eixo de manivela. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para alterar a fase de escape de tal modo que uma temporização de abertura de válvula da válvula de escape em um curso de admissão seja uma temporização predeterminada na segunda faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico determina que ocorreu a falha de comutação. A temporização predeterminada é uma temporização em que uma taxa de variação no volume da câmara de combustão no curso de admissão é relativamente pequena. De acordo com esta configuração, a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão é controlado para uma temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão é relativamente pequena. Consequentemente, em comparação com um caso em que a temporização de abertura de válvula é controlada para uma temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão é relativamente grande, é possível diminuir uma quantidade de gás de escape aspirado de volta para a câmara de combustão através da abertura de escape no curso de admissão e diminuir uma quantidade de gás EGR interno.

[012]No motor de combustão interna, a unidade de controle eletrônico pode

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7/65 ser configurada para alterar a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão seja um estágio inicial do curso de admissão quando a unidade de controle eletrônico determina que ocorreu a falha de comutação. De acordo com esta configuração, uma vez que um período em que o gás em um cilindro é arrefecido por troca de calor com uma superfície de parede interna do cilindro pode ser prolongado no curso de admissão alterando a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão é um estágio inicial do curso de admissão, é possível suprimir eficazmente um aumento na temperatura do cilindro. Consequentemente, é possível suprimir de forma mais eficaz a combustão anormal.

[013]No motor de combustão interna, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para alterar a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão seja um estágio final do curso de admissão quando a unidade de controle eletrônico determina que ocorreu a falha de comutação. De acordo com esta configuração, uma vez que o gás de escape é aspirado de volta após certa quantidade de ar (ar novo) ser aspirada para dentro do cilindro alterando a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão é um estágio final do curso de admissão, é possível suprimir eficazmente um aumento na quantidade de gás EGR interno. Consequentemente, é possível suprimir de forma mais eficaz a falha de ignição.

[014]No motor de combustão interna, o motor de combustão interna pode ainda incluir um mecanismo de fase de admissão variável. O mecanismo de fase de admissão variável é configurado para alterar uma fase de admissão. A fase de admissão é uma fase de um eixo de comando de admissão em relação a um eixo de manivela. Quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação ocorreu, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para

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8/65 alterar a fase de admissão na segunda faixa de operação e para controlar uma temporização de fechamento de válvula de uma válvula de admissão alterada por um dos seguintes controles: (i) a temporização de fechamento de válvula é avançada em uma direção em que a temporização de fechamento de válvula se afasta de um ponto morto inferior de admissão em comparação com um caso em que a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação não ocorreu, (ii) a temporização de fechamento de válvula é retardada em uma direção em que a temporização de fechamento de válvula se afasta de um ponto morto inferior de admissão em comparação com um caso em que a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação não ocorreu. De acordo com esta configuração, uma taxa de compressão real é diminuída avançando ou atrasando a fase de admissão usando o mecanismo de fase de admissão variável para avançar ou atrasar a temporização de fechamento de válvula da válvula de admissão em uma direção na qual a temporização se afasta do ponto morto inferior de admissão em comparação com um estado normal. Consequentemente, uma vez que a temperatura do cilindro (uma temperatura final de compressão) pode ser diminuída em comparação com o estado normal, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal.

[015]No motor de combustão interna, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para realizar a combustão estratificada guiada por pulverização em todas as faixas de operação quando a unidade de controle eletrônico determina que ocorreu a falha de comutação. De acordo com esta configuração, é possível evitar que a combustão seja desestabilizada por comutação de um modo de operação.

[016]No motor de combustão interna, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para determinar se ocorreu falha de comutação na faixa de operação de ignição da chama. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para proibir uma operação em uma área predeterminada e para queimar

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9/65 combustível pela combustão de ignição por compressão pré-mistura na primeira faixa de operação quando um estado de funcionamento do motor transita a partir da segunda faixa de operação para a primeira faixa de operação após a falha de comutação ter ocorrido. A área predeterminada pode ser pelo menos uma dentre a segunda faixa de operação em um lado com carga mais elevada do que a primeira faixa de operação e a segunda faixa de operação em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que a primeira faixa de operação. De acordo com esta configuração, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal ou similar que ocorra fazendo com que o motor de combustão interna funcione na segunda operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação ocorreu.

[017]Um segundo aspecto da invenção é um método de controle de um motor de combustão interna. O motor de combustão interna inclui um corpo do motor, uma válvula de injeção de combustível, uma vela de ignição, um mecanismo de comutação característico e uma unidade de controle eletrônico. A válvula de injeção de combustível é configurada para injetar combustível diretamente em uma câmara de combustão do motor de combustão interna. Uma porção de eletrodo da vela de ignição está disposta em um dentre o interior de um percurso de injeção de combustível e a adjacência do percurso de injeção de combustível. O mecanismo de comutação característico é configurado para comutar uma característica de elevação entre uma primeira característica de elevação e uma segunda característica de elevação. A primeira característica de elevação é uma característica de elevação de uma válvula de escape de abertura da válvula de escape em um curso de escape. A segunda característica de elevação é uma característica de elevação da válvula de escape de abertura da válvula de escape no curso de escape e em um curso de admissão. O método de controle inclui: controlar, através da unidade de controle

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10/65 eletrônico, a válvula de injeção de combustível e a vela de ignição de tal modo que o combustível seja queimado por uma dentre combustão de ignição por compressão pré-mistura e combustão por propagação de chama; comutar, através da unidade de controle eletrônico, a característica de elevação da válvula de escape para a segunda característica de elevação em uma primeira faixa de operação predeterminada; comutar, através da unidade de controle eletrônico, a característica de elevação da válvula de escape para a primeira característica de elevação em uma segunda faixa de operação predeterminada; determinar, através da unidade de controle eletrônico, se ocorreu falha de comutação; realizar, através da unidade de controle eletrônico, combustão homogênea na faixa de operação de ignição de chama quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação não ocorreu; e realizar, através da unidade de controle eletrônico, combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico determina que a falha de comutação ocorreu. A primeira faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma parte de uma faixa de operação de ignição por compressão. A faixa de operação de ignição por compressão é uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão de ignição por compressão pré-mistura. A segunda faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma faixa de operação de ignição de chama. A faixa de operação de ignição de chama é uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama. A falha de comutação é uma falha em que a característica de elevação da válvula de escape não é comutável a partir da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação pela unidade de controle eletrônico. A combustão homogênea é a combustão em que o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão é inflamado utilizando a vela de ignição e é queimado pela combustão por propagação de chama. A combustão estratificada guiada por pulverização é a combustão em que o

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11/65 combustível no percurso de injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição e é queimado pela combustão por propagação de chama.

[018]De acordo com esta configuração, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal quando um mecanismo de comutação característico está enguiçado.

Breve Descrição Das Figuras [019]Características, vantagens e significado técnico e industrial de formas de realização exemplificativas da invenção serão descritos abaixo com referência às figuras anexas, nas quais números iguais designam elementos iguais, e em que:

[020]FIG. 1 é um diagrama que ilustra esquematicamente uma configuração de um motor de combustão interna e uma unidade de controle eletrônico que controla o motor de combustão interna, de acordo com uma primeira forma de realização da invenção;

[021]FIG. 2 é uma vista em corte de um corpo do motor do motor de combustão interna, de acordo com a primeira forma de realização da invenção;

[022]FIG. 3 é uma vista esquemática em perspectiva de um mecanismo de engrenagem de válvula de admissão, de acordo com a primeira forma de realização da invenção;

[023]FIG. 4 é uma vista esquemática em corte de um mecanismo de fase de admissão variável, de acordo com a primeira forma de realização da invenção;

[024]FIG. 5 é uma vista esquemática em perspectiva de um mecanismo de engrenagem de válvula de escape, de acordo com a primeira forma de realização da invenção;

[025]FIG. 6 é uma vista esquemática em corte de um mecanismo de comutação característico, de acordo com a primeira forma de realização da invenção;

[026]FIG. 7 é um diagrama que ilustra faixas de operação de um corpo do

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12/65 motor;

[027]FIG. 8A é um diagrama que ilustra um exemplo de operações de abertura de válvula de uma válvula de admissão e de uma válvula de escape em um modo de operação SI;

[028]FIG. 8B é um diagrama que ilustra um exemplo de operações de abertura de válvula da válvula de admissão e da válvula de escape em um modo de operação Cl;

[029]FIG. 9 é um fluxograma que ilustra o controle de determinação de falha de comutação para determinar se ocorreu falha de comutação;

[030]FIG. 10 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com a primeira forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[031 ]FIG. 11 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com uma segunda forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[032]FIG. 12 é um gráfico de tempo que ilustra operações de vários parâmetros de acordo com a segunda forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[033]FIG. 13 é um diagrama que ilustra a comparação de uma quantidade de gás EGR interno e uma temperatura final de compressão quando uma temporização na qual a válvula de escape aberta em um curso de admissão é controlada em um estágio inicial, um estágio intermediário e um estágio final do curso de admissão;

[034]FIG. 14 é um diagrama que ilustra um exemplo em que uma fase de escape é avançada ou atrasada em relação a uma fase de referência por um mecanismo de fase de escape variável e uma temporização na qual a válvula de escape aberta em um curso de admissão é controlada em um estágio inicial, um estágio intermediário e um estágio final do curso de admissão;

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13/65 [035]FIG. 15 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com uma terceira forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[036]FIG. 16 é um gráfico de tempo que ilustra operações de vários parâmetros de acordo com a terceira forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[037]FIG. 17 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com uma quarta forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[038]FIG. 18 é um gráfico de tempo que ilustra operações de vários parâmetros de acordo com a quarta forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[039]FIG. 19 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma temporização de abertura de válvula da válvula de admissão e da válvula de escape quando ocorreu falha de comutação;

[040]FIG. 20 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com uma quinta forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação;

[041]FIG. 21 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão, de acordo com uma sexta forma de realização da invenção; e [042]FIG. 22 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com a sexta forma de realização da invenção, quando ocorreu falha de comutação.

Descrição Detalhada Das Formas De Realização [043]A seguir, as formas de realização da invenção serão descritas em detalhe com referência às figuras anexas. Na descrição que se segue, elementos iguais serão referenciados por sinais de referência iguais.

[044]A Figura 1 é um diagrama que ilustra esquematicamente configurações

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14/65 de um motor de combustão interna (100) e uma unidade de controle eletrônico (200) que controla o motor de combustão interna (100) de acordo com uma primeira forma de realização da invenção. A Figura 2 é uma vista em corte de um corpo do motor (1) do motor de combustão interna (100).

[045]O motor de combustão interna (100) inclui um corpo do motor (1) que inclui uma pluralidade de cilindros (10), um dispositivo de abastecimento de combustível (2), um dispositivo de admissão (3), um dispositivo de escape (4), um mecanismo de engrenagem de válvula de admissão (5) e um mecanismo de engrenagem de válvula de escape (6).

[046]O corpo do motor (1) queima combustível em uma câmara de combustão (11) (ver Figura 2) que está estabelecida em cada cilindro (10) e gera energia para conduzir, por exemplo, um veículo. No corpo do motor (1), uma vela de ignição (16) é disposta para facear para a câmara de combustão (11) do cilindro (10) para cada cilindro. O corpo do motor (1) é fornecido com um par de válvulas de admissão (50) e um par de válvulas de escape (60) para cada cilindro. Conforme ilustrado na Figura 2, um pistão (12) que alterna no cilindro (10) com uma pressão de combustão é acomodado em cada cilindro (10). O pistão (12) está conectado a um eixo de manivela através de uma biela e o movimento de vaivém do pistão (12) é convertido em um movimento rotacional pelo eixo de manivela.

[047]O dispositivo de abastecimento de combustível (2) inclui uma válvula de injeção de combustível controlada eletronicamente (20), um tubo de distribuição (21), uma bomba de alimentação (22), um depósito de combustível (23) e um tubo de bombeamento (24).

[048]A válvula de injeção de combustível (20) está disposta na parte superior do centro da câmara de combustão (11) e está disposta para facear a câmara de combustão (11) do cilindro (10) para cada cilindro (10). Conforme ilustrado na Figura 2, nesta forma de realização, a válvula de injeção de combustível (20) está disposta

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15/65 adjacente à vela de ignição (16) de tal modo que uma porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) está localizada no interior de uma área de injeção de combustível R da válvula de injeção de combustível (20) ou na adjacência da área de injeção de combustível R para realizar combustão estratificada guiada por pulverização a ser descrita posteriormente. Um tempo de abertura de válvula (uma quantidade de combustível injetado) e uma temporização de abertura de válvula (uma temporização de injeção) da válvula de injeção de combustível (20) são alterados com base em um sinal de controle da unidade de controle eletrônico (200) e quando a válvula de injeção de combustível (20) é aberta, o combustível é injetado diretamente na câmara de combustão (11) a partir da válvula de injeção de combustível (20).

[049]O tubo de distribuição (21) está conectado ao depósito de combustível (23) através do tubo de bombeamento (24). No meio do tubo de bombeamento (24), a bomba de alimentação (22) que pressuriza o combustível armazenado no depósito de combustível (23) e fornece o combustível ao tubo de distribuição (21) está disposta. O tubo de distribuição (21) armazena temporariamente o combustível de alta pressão bombeado da bomba de alimentação (22). Quando a válvula de injeção de combustível (20) é aberta, o combustível de alta pressão armazenado no tubo de distribuição (21) é injetado diretamente na câmara de combustão (11) a partir da válvula de injeção de combustível (20). O tubo de distribuição (21) é provido com um sensor de pressão de combustível (211) que detecta uma pressão de combustível no tubo de distribuição (21), isto é, uma pressão de combustível (uma pressão de injeção) injetada no cilindro a partir da válvula de injeção de combustível (20).

[050]A bomba de alimentação (22) é configurada para alterar uma quantidade de combustível ejetada e a quantidade de combustível ejetada da bomba de alimentação (22) é alterada com base em um sinal de controle da unidade de controle eletrônico (200). Controlando a quantidade de combustível ejetada da

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16/65 bomba de alimentação (22), a pressão de combustível no tubo de distribuição (21), ou seja, a pressão de injeção da válvula de injeção de combustível (20) é controlada.

[051 ]O dispositivo de admissão (3) é um dispositivo que guia o ar de admissão para dentro da câmara de combustão (11) e está configurado para alterar um estado de admissão (uma pressão de ar de admissão, uma temperatura de ar de admissão ou uma quantidade de gás de recirculação de gás de escape (EGR) externo) de ar de admissão aspirado para dentro da câmara de combustão (11). O dispositivo de admissão (3) inclui uma passagem de ar de admissão (30), uma tubulação de admissão (31) e uma passagem EGR (32).

[052]Uma extremidade da passagem de ar de admissão (30) está conectada a um filtro de ar (34) e a outra extremidade da mesma está conectada a um coletor de ar de admissão (31a) da tubulação de admissão (31). Na passagem de ar de admissão (30), um medidor de fluxo de ar (212), um compressor (71) de um turbocompressor (7), um radiador intermédio (35) e uma válvula de borboleta (36) estão dispostos sequencialmente a partir do lado a montante.

[053]O medidor de fluxo de ar (212) detecta um caudal de ar (a seguir designado por “quantidade real de ar de admissão”) que flui para a passagem de ar de admissão (30) e é aspirado para dentro de cada cilindro (10).

[054]O compressor (71) inclui um alojamento do compressor (71a) e uma roda do compressor (71b) que está disposta no alojamento do compressor (71a). A roda do compressor (71b) é acionada rotativamente por uma roda da turbina (72b) do turbocompressor (7) disposto coaxialmente à mesma e comprime e ejeta o ar de admissão que flui para dentro do alojamento do compressor (71a).

[055]O radiador intermédio (35) é um permutador de calor que arrefece o ar de admissão, que foi comprimido e aumentado em temperatura pelo compressor (71), por exemplo, utilizando ar de deslocamento ou água de refrigeração.

[056]A válvula de borboleta (36) ajusta uma quantidade de ar de admissão

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17/65 que é introduzida na tubulação de admissão (31) mudando uma área de passagem em corte da passagem de ar de admissão (30). A válvula de borboleta (36) é aberta e fechada por um acionador da borboleta (36a) e um nível de abertura da mesma (um nível de abertura da borboleta) é detectado por um sensor da borboleta (213).

[057]A tubulação de admissão (31) está conectada a uma abertura de admissão (14) (ver Figura 2) formada no corpo do motor (1) e distribui uniformemente o ar de entrada que flui da passagem de ar de admissão (30) para os cilindros (10) através da abertura de admissão (14). O coletor de ar de admissão (31a) da tubulação de admissão (31) é proporcionado com um sensor de pressão de ar de admissão (214) que detecta uma pressão de ar de admissão (uma pressão de ar de admissão) aspirado para dentro do cilindro e um sensor de temperatura de ar de admissão (215) que detecta uma temperatura de ar de admissão (uma temperatura de ar de admissão) aspirado para dentro do cilindro.

[058]A passagem EGR (32) é uma passagem que faz com que a tubulação de escape (41) e o coletor de ar de admissão (31a) da tubulação de admissão (31) comuniquem entre si e retorne uma parte de gás de escape descarregado do cilindro (10) para o coletor de ar de admissão (31 a) por uma diferença de pressão. Daqui em diante, o gás de escape que flui para dentro da passagem EGR (32) é referido como “gás EGR externo”. A temperatura de combustão pode ser diminuída para evitar a descarga de óxido de nitrogênio (NOx) por recirculação do gás EGR externo para o coletor de ar de admissão (31a) e cada cilindro (10). Na passagem EGR (32), um radiador EGR (37) e uma válvula EGR (38) estão dispostos sequencialmente a partir do lado a montante.

[059]O radiador EGR (37) é um permutador de calor que arrefece o gás EGR externo, por exemplo, utilizando ar de deslocamento ou água de refrigeração.

[060]A válvula EGR (38) é uma válvula eletromagnética que pode ajustar de forma contínua ou escalonada um nível de abertura e o nível de abertura é

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18/65 controlado pela unidade de controle eletrônico (200) dependendo de um estado de funcionamento do motor. Controlando o nível de abertura da válvula EGR (38), o caudal do gás EGR externo que é recirculado para o coletor de ar de admissão (31a) é ajustado.

[061 ]O dispositivo de escape (4) é um dispositivo que descarrega gás de escape a partir do cilindro e inclui uma tubulação de escape (41), uma passagem de gás de escape (42), um dispositivo de pós-processamento de gás de escape (43) e uma passagem de derivação de gás de escape (44).

[062]A tubulação de escape (41) está conectada a uma abertura de escape (15) que é formada no corpo do motor (1) e recolhe e introduz gás de escape descarregado a partir do cilindro (10) para a passagem de gás de escape (42).

[063]Na passagem de gás de escape (42), a turbina (72) do turbocompressor (7) e o dispositivo de pós-processamento de gás de escape (43) estão dispostos sequencialmente a partir do lado a montante.

[064]A turbina (72) inclui um alojamento da turbina (72a) e uma roda da turbina (72b) que está disposta no alojamento da turbina (72a). A roda da turbina (72b) é acionada rotativamente com a energia do gás de escape que flui para dentro do alojamento da turbina (72a) e aciona a roda do compressor (71b) ligada coaxialmente à mesma.

[065]O dispositivo de pós-processamento de gás de escape (43) é um dispositivo que purifica e descarrega gás de escape para o exterior e inclui vários catalisadores de purificação de gás de escape para remover substâncias tóxicas ou um filtro para coletar substâncias tóxicas.

[066]A passagem de derivação de gás de escape (44) é uma passagem que está conectada à passagem de gás de escape (42) a montante da turbina (72) e a passagem de gás de escape (42) a jusante da turbina (72) para contornar a turbina (72).

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19/65 [067]A passagem de derivação de gás de escape (44) é proporcionada com uma válvula corrediça de descarga (45) que é acionada por um acionador da válvula de descarga (não ilustrado) e pode ajustar continuamente ou gradualmente uma área de passagem em corte da passagem de derivação de gás de escape (44). Quando a válvula corrediça de descarga (45) é aberta, uma parte ou todo gás de escape que flui na passagem de gás de escape (42) a montante a partir da turbina (72) flui para a passagem de derivação de gás de escape (44), contorna a turbina (72) e é descarregada para o exterior. Consequentemente, ajustando um nível de abertura da válvula corrediça de descarga (45) (daqui em diante referido como um “nível de abertura da válvula de descarga”), um caudal de gás de escape que flui para dentro da turbina (72) pode ser ajustado para controlar uma velocidade de rotação da turbina (72). Isto é, é possível controlar uma pressão de ar (uma pressão de sobrealimentação) comprimida pelo compressor (71), ajustando o nível de abertura da válvula de descarga.

[068]O mecanismo de engrenagem de válvula de admissão (5) é um dispositivo que abre e fecha a válvula de admissão (50) de cada cilindro (10) e está disposto no corpo do motor (1). O mecanismo de engrenagem de válvula de admissão (5) de acordo com esta forma de realização está configurado para abrir a válvula de admissão (50) de cada cilindro (10) em um curso de admissão. Uma configuração detalhada do mecanismo de engrenagem da válvula de admissão (5) será descrita mais adiante com referência às Figuras 3 e 4.

[069]O mecanismo de engrenagem de válvula de escape (6) é um dispositivo que abre e fecha a válvula de escape (60) de cada cilindro (10) e está disposto no corpo do motor (1). O mecanismo de engrenagem de válvula de escape (6) de acordo com esta forma de realização está configurado para abrir a válvula de escape (60) de cada cilindro (10) em um curso de escape e para abrir a válvula de escape (60) em um curso de admissão, se necessário. Uma configuração detalhada

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20/65 do mecanismo de engrenagem da válvula de escape (6) será descrita mais adiante com referência às Figuras 5 e 6.

[070]A unidade de controle eletrônico (200) é constituída por um computador digital e inclui uma memória somente de leitura (ROM) (202), uma memória de acesso aleatório (RAM) (203), uma unidade central de processamento (CPU: microprocessador) (204), uma porta de entrada de dados (205) e uma porta de saída de dados (206) que estão conectadas entre si por um barramento bidirecional (201).

[071]Um sinal de saída do sensor de pressão de combustível (211) ou similar é introduzido na porta de entrada de dados (205) através de um conversor AC (207) correspondente. Uma voltagem de saída de um sensor de carga (217) que gera uma voltagem de saída proporcional a um nível de depressão de um pedal de acelerador (220) (daqui em diante referido como um “nível de depressão do acelerador”) como um sinal para detectar uma carga do motor é introduzida na porta de entrada de dados (205) através do conversor AD (207) correspondente. Um sinal de saída de um sensor de ângulo de manivela (218) que gera um impulso de saída sempre que o eixo de manivela do corpo do motor (1) roda, por exemplo, por 15 graus como um sinal para calcular uma velocidade de rotação do motor ou similar é introduzido na porta de entrada de dados (205). Desta forma, os sinais de saída de vários sensores necessários para controlar o motor de combustão interna (100) são introduzidos na porta de entrada de dados (205).

[072]A porta de saída de dados (206) está conectada a vários componentes de controle tais como a válvula de injeção de combustível (20) através de circuitos de acionamento (208) correspondentes.

[073]A unidade de controle eletrônico (200) emite sinais de controle para controlar vários componentes de controle a partir da porta de saída de dados (206) com base nos sinais de saída de vários sensores introduzidos na porta de entrada de dados (205) para controlar o motor de combustão interna (100).

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21/65 [074]A Figura 3 é uma vista esquemática em perspectiva do mecanismo de engrenagem de válvula de admissão (5) de acordo com esta forma de realização.

[075]O mecanismo de engrenagem de válvula de admissão (5) inclui um eixo de comando de admissão (51) que se estende em uma direção da linha do cilindro, um mecanismo de acionamento de válvula de admissão (52) que aciona a válvula de admissão (50) e um mecanismo de fase de admissão variável (53) que altera uma fase do eixo de comando de admissão (51) (de aqui em diante referido como uma “fase de admissão”) em relação ao eixo de manivela.

[076]O eixo de comando de admissão (51) está ligado ao corpo do motor (1) para poder rodar livremente em relação ao corpo do motor (1). O eixo de comando de admissão (51) está ligado ao eixo de manivela com uma correia ou uma corrente através de uma roda dentada (55) disposta em uma extremidade do mesmo, e roda axialmente em conjunto com o eixo de manivela. Um carne de admissão (54) que roda em conjunto com o eixo de comando de admissão (51) está fixo ao eixo de comando de admissão (51) para cada cilindro.

[077]O mecanismo de acionamento de válvula de admissão (52) inclui um eixo de suporte de admissão (521) e um balancim em forma de Y (522).

[078]O eixo de suporte de admissão (521) está disposto abaixo do eixo de comando de admissão (51), prolonga-se na direção da linha do cilindro paralela ao eixo de comando de admissão (51) e é suportado fixamente pelo corpo do motor (1).

[079]Uma ponta do balancim em forma de Y (522) bifurca e o eixo de suporte de admissão (521) é inserido em uma extremidade de base do mesmo para oscilar (mover para cima e para baixo) em uma faixa de rotação predeterminada em torno do eixo do eixo de suporte de admissão (521). Uma porção de haste (50a) da válvula de admissão (50) é fixada à ponta do balancim em forma de Y (522) que bifurca. O balancim em forma de Y (522) inclui um rolamento de agulha (522a) em contacto deslizante com o carne de admissão (54) na sua porção central e, quando o

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22/65 eixo de comando de admissão (51) roda juntamente com o eixo de manivela, o rolamento de agulha (522a) é pressionado pelo carne de admissão (54). Em conformidade, o balancim em forma de Y (522) oscila na faixa de rotação predeterminada em torno do eixo do eixo de suporte de admissão (521) para abrir a válvula de admissão (50).

[080]O mecanismo de fase de admissão variável (53) está disposto em uma extremidade do eixo de comando de admissão (51). O mecanismo de fase de admissão variável (53) será descrito abaixo com referência adicional à Figura 4.

[081 ]A Figura 4 é uma vista esquemática em corte do mecanismo de fase de admissão variável (53).

[082]Conforme ilustrado na Figura 4, o mecanismo de fase de admissão variável (53) inclui um alojamento cilíndrico (531), um eixo de rotação (532), uma pluralidade de paredes divisórias (533), uma lâmina (534), uma câmara de pressão de óleo de avanço (535), uma câmara de pressão de óleo de retardo (536) e uma válvula de controle de fornecimento de óleo hidráulico (56). O alojamento cilíndrico (531) roda juntamente com a roda dentada (55). O eixo de rotação (532) roda juntamente com o eixo de comando de admissão (51) e pode rodar em relação ao alojamento cilíndrico (531). A pluralidade de paredes divisórias (533) prolonga-se a partir da superfície circunferencial interior do alojamento cilíndrico (531) para a superfície circunferencial exterior do eixo de rotação (532). A lâmina (534) prolongase a partir da superfície circunferencial exterior do eixo de rotação (532) para a superfície circunferencial interior do alojamento cilíndrico (531) entre as paredes divisórias (533). A câmara de pressão de óleo de avanço (535) e a câmara de pressão de óleo de retardo (536) são formadas em ambos os lados de cada lâmina (534). A válvula de controle de fornecimento de óleo hidráulico (56) executa o controle de distribuição de óleo hidráulico para a câmara de pressão de óleo de avanço (535) e para a câmara de pressão de óleo de retardo (536).

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23/65 [083]A válvula de controle de fornecimento de óleo hidráulico (56) inclui uma entrada de pressão de óleo de avanço (561) que está conectada à câmara de pressão de óleo de avanço (535), uma entrada de pressão de óleo de retardo (562) que está conectada à câmara de pressão de óleo de retardo (536), uma entrada de alimentação (563) que é abastecida com óleo hidráulico ejetado a partir de uma bomba hidráulica (57), uma primeira entrada de dreno (564), uma segunda entrada de dreno (565) e uma válvula tipo carretei (566) que executa o controle de interceptação de comunicação entre as entradas (tal como a entrada de pressão de óleo de avanço (561), entrada de pressão de óleo de retardo (562), a entrada de alimentação (563), a primeira entrada de dreno (564) e a segunda entrada de dreno (565)).

[084]Quando a fase de admissão é avançada, a válvula tipo carretei (566) move para a direita na Figura 4, o óleo hidráulico fornecido a partir da entrada de alimentação (563) é fornecido para a câmara de pressão de óleo de avanço (535) através da entrada de pressão de óleo de avanço (561). O óleo hidráulico na câmara de pressão de óleo de retardo (536) é descarregado a partir da segunda entrada de dreno (565). Neste momento, o eixo de rotação (532) roda na direção da seta em relação ao alojamento cilíndrico (531).

[085]Por outro lado, quando a fase de admissão é atrasada, a válvula tipo carretei (566) move para a esquerda na Figura 4, o óleo hidráulico fornecido a partir da entrada de alimentação (563) é fornecido para a câmara de pressão de óleo de retardo (536) através da entrada de pressão de óleo de retardo (562). O óleo hidráulico na câmara de pressão de óleo de avanço (535) é descarregado a partir da primeira entrada de dreno (564). Neste momento, o eixo de rotação (532) roda na direção oposta à direção da seta em relação ao alojamento cilíndrico (531).

[086]Quando o eixo de rotação (532) roda em relação ao alojamento cilíndrico (531) e a válvula tipo carretei (566) é retornada a uma posição neutra na

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Figura 4, a rotação relativa do eixo de rotação (532) é parada e o eixo de rotação (532) é mantido na posição de rotação relativa naquele momento. Deste modo, a fase de admissão pode ser avançada ou atrasada por uma quantidade desejada utilizando o mecanismo de fase de admissão variável (53).

[087]A Figura 5 é uma vista esquemática em perspectiva do mecanismo de engrenagem de válvula de escape (6) de acordo com esta forma de realização.

[088]O mecanismo de engrenagem de válvula de escape (6) inclui um eixo de comando de escape (61) que se prolonga na direção da linha do cilindro, um mecanismo de acionamento de válvula de escape (62) que aciona a válvula de escape (60), um mecanismo de fase de escape variável (63) que altera uma fase do eixo de comando de escape (61) (daqui em diante referido como uma “fase de escape”) em relação ao eixo de manivela, e um mecanismo de comutação característico (64) que pode comutar uma característica de elevação da válvula de escape (60) entre uma primeira característica de elevação de abertura da válvula de escape (60) em um curso de escape e uma segunda característica de elevação de abertura da válvula de escape (60) em um curso de escape e em um curso de admissão.

[089]O eixo de comando de escape (61) está ligado ao corpo do motor (1) para poder rodar livremente em relação ao corpo do motor (1). O eixo de comando de escape (61) está ligado ao eixo de manivela com uma correia ou uma corrente através de uma roda dentada (67) disposta em uma extremidade do mesmo e roda axialmente juntamente com o eixo de manivela.

[090]Um primeiro carne de escape (65) e um segundo carne de escape (66) que rodam juntamente com o eixo de comando de escape (61) são fixados ao eixo de comando de escape (61) para cada cilindro. O primeiro carne de escape (65) é um carne que abre a válvula de escape (60) de cada cilindro (10) em um curso de escape. O segundo carne de escape (66) é um carne que abre a válvula de escape

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25/65 (60) de cada cilindro (10) em um curso de escape e em um curso de admissão. O segundo came de escape (66) inclui um topo do came (66a) que abre a válvula de escape (60) no curso de escape e um topo do came (66b) que abre a válvula de escape (60) no curso de admissão. O topo do came (66a) e o topo do came (66b) do segundo came de escape (66) são formados de tal modo que um nível de elevação da válvula de escape (60) no curso de admissão é menor do que o nível de elevação da válvula de escape (60) no curso de escape.

[091 ]O mecanismo de acionamento de válvula de escape (62) inclui um eixo de suporte de escape (621) e um balancim em forma de Y (622).

[092]O eixo de suporte de escape (621) está disposto abaixo do eixo de comando de escape (61), prolonga-se na direção da linha do cilindro em paralelo ao eixo de comando de escape (61) e é suportado fixamente pelo corpo do motor (1).

[093]Uma ponta do balancim em forma de Y (622) bifurca e o eixo de suporte de escape (621) é inserido em uma extremidade de base do mesmo para oscilar em uma faixa de rotação predeterminada em torno do eixo do eixo de suporte de escape (621). Uma porção de haste (60a) da válvula de escape (60) é fixada à ponta do balancim em forma de Y (622) que bifurca. O balancim em forma de Y (622) inclui um rolamento de agulha (622a) em contacto deslizante com um dentre o primeiro came de escape (65) e o segundo came de escape (66) dependendo de um estado de comutação do mecanismo de comutação característico (64) na sua porção central e, quando o eixo de comando de escape (61) roda juntamente com o eixo de manivela, o rolamento de agulha (622a) é pressionado por um dentre o primeiro came de escape (65) e o segundo came de escape (66) dependendo do estado de comutação do mecanismo de comutação característico (64). Consequentemente, o balancim em forma de Y (622) oscila na faixa de rotação predeterminada em torno do eixo do eixo de suporte de escape (621) para abrir a válvula de escape (60).

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26/65 [094]O mecanismo de fase de escape variável (63) está disposto em uma extremidade do eixo de comando de escape (61). A configuração do mecanismo de fase de escape variável (63) é a mesma que o mecanismo de fase de admissão variável (53) e, assim, a sua descrição não será repetida. A fase de escape pode ser avançada ou atrasada por uma quantidade desejada pelo mecanismo de fase de escape variável (63).

[095]O mecanismo de comutação característico (64) está disposto na outra extremidade do eixo de comando de escape (61). O mecanismo de comutação característico (64) será descrito abaixo com referência adicional à Figura 6.

[096]A Figura 6 é uma vista esquemática em corte do mecanismo de comutação característico (64).

[097]O mecanismo de comutação característico (64) inclui um alojamento cilíndrico (641), um cursor (642), um eletroímã (643) e uma mola helicoidal (644).

[098]O alojamento cilíndrico (641) é um alojamento que está disposto na outra extremidade do eixo de comando de escape (61) e acomoda o cursor (642), o eletroímã (643), a mola helicoidal (644) e uma parte do eixo de comando de escape (61).

[099]O cursor (642) está disposto na outra extremidade do eixo de comando de escape (61) e roda juntamente com o eixo de comando de escape (61). O cursor (642) é formado por uma substância magnética. O cursor (642) é acomodado no alojamento cilíndrico (641) para deslocar-se para uma extremidade (para a direita na figura) na direção axial do eixo de comando de escape (61) juntamente com o eixo de comando de escape (61) contra uma força de mola da mola helicoidal (644) quando uma corrente de excitação flui no eletroímã (643).

[01 OOjO eletroímã (643) está disposto em torno do cursor (642). A corrente de excitação no eletroímã (643) é controlada pela unidade de controle eletrônico (200).

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27/65 [0101]A mola helicoidal (644) está disposta no alojamento cilíndrico (641) com um comprimento mais curto do que um comprimento natural da mesma, e normalmente pressiona o cursor (642) para a outra extremidade (à esquerda na figura) na direção axial do eixo de comando de escape (61).

[0102]O controle do motor de combustão interna (100) que é realizado pela unidade de controle eletrônico (200) será descrito a seguir.

[0103]A unidade de controle eletrônico (200) comuta um modo de operação do corpo do motor (1) para qualquer um dentre um modo de operação de ignição por faísca (daqui em diante referido como um “modo de operação SI”) e um modo de operação de ignição por compressão (daqui em diante referido como um “modo de operação Cl”) com base em um estado de funcionamento do motor (uma velocidade de rotação do motor e uma carga do motor).

[0104]Especificamente, a unidade de controle eletrônico (200) comuta o modo de operação para o modo de operação Cl quando o estado de funcionamento do motor está em uma faixa de operação de ignição por compressão (daqui em diante referido como uma “faixa de operação Cl”) que estão rodeados com uma linha contínua na Figura 7. A unidade de controle eletrônico (200) comuta o modo de operação para o modo de operação SI quando o estado de funcionamento do motor está em uma faixa de operação de ignição por faísca (daqui em diante referido como uma “faixa de operação SI”) diferente da faixa de operação Cl. A unidade de controle eletrônico (200) executa o controle do corpo do motor (1) com base nos modos de operação.

[0105]Conforme ilustrado na Figura 7, nesta forma de realização, a sobrealimentação é realizada em uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada na faixa de operação Cl, e a sobrealimentação é realizada em uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada na faixa de operação SI. Na descrição que se segue, quando uma faixa na qual a sobrealimentação é realizada e uma faixa

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28/65 na qual a sobrealimentação não é realizada, necessitam serem particularmente distinguidas uma da outra, as faixas de operação nas quais a sobrealimentação é realizada na faixa de operação Cl e na faixa de operação SI são referidas como uma “faixa de operação Cl de sobrealimentação” e uma “faixa de operação SI de sobrealimentação”, respectivamente. As faixas de operação em que a sobrealimentação não é realizada na faixa de operação Cl e na faixa de operação SI são referidas como uma “faixa de operação Cl de admissão natural” e uma “faixa de operação SI de admissão natural”, respectivamente.

[0106]Quando o modo de operação é o modo de operação SI, a unidade de controle eletrônico (200) forma uma pré-mistura de ar-combustível homogênea em uma relação estequiométrica ar-combustível ou na adjacência da relação estequiométrica ar-combustível na câmara de combustão (11) injetando basicamente combustível em um curso de admissão, inflama a pré-mistura de arcombustível usando a vela de ignição (16) e queima a pré-mistura de ar-combustível por combustão por propagação de chama para operar o corpo do motor (1). Ou seja, quando o modo de operação é o modo de operação SI, a unidade de controle eletrônico (200) executa a combustão homogênea de combustível de ignição que é difundido uniformemente para dentro da câmara de combustão (11) utilizando a vela de ignição (16) e queima o combustível por combustão por propagação de chama.

[0107]Quando o modo de operação é o modo de operação Cl, a unidade de controle eletrônico (200) forma uma pré-mistura de ar-combustível em uma relação ar-combustível (por exemplo, 30 a 40) que é mais deficiente que a relação estequiométrica ar-combustível na câmara de combustão (11) injetando basicamente combustível em um curso de compressão e queimando a pré-mistura de ar-combustível por combustão de ignição por compressão para operar o corpo do motor (1). Isto é, a combustão de ignição por compressão pré-mistura é a Ignição por Compressão de Carga Pré-misturada (PCCI - Premixed Charge Compression

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Ignition).

[0108]A combustão da ignição por compressão pré-mistura pode ser realizada mesmo quando a relação ar-combustível é mais deficiente do que na combustão por propagação de chama e pode ser realizada quando a taxa de compressão é maior do que na combustão por propagação de chama. Consequentemente, ao realizar a combustão de ignição por compressão prémistura, é possível melhorar a eficiência de combustível e melhorar a eficiência térmica. Uma vez que a combustão de ignição por compressão pré-mistura é menor na temperatura de combustão do que a combustão por propagação de chama, é possível evitar a produção de NOx. Uma vez que oxigênio suficiente está presente em torno do combustível, é possível evitar a produção de HC não queimado.

[0109]Quando se pretende realizar a combustão de ignição por compressão pré-mistura, a temperatura do cilindro precisa ser aumentada para uma temperatura à qual uma pré-mistura de ar-combustível pode ser auto-inflamada e a temperatura do cilindro precisa ser ajustada para uma temperatura mais elevada do que quando a pré-mistura de ar-combustível é queimada na câmara de combustão (11) por combustão por propagação de chama como no modo de operação SI.

[0110]Por conseguinte, nesta forma de realização, no modo de operação SI, a característica de elevação da válvula de escape (60) é comutada para a primeira característica de elevação pelo mecanismo de comutação característico (64) para abrir a válvula de escape (60) apenas no curso de escape, conforme ilustrado na Figura 8A.

[0111]Conforme ilustrado na Figura 8B, no modo de operação Cl, a característica de elevação da válvula de escape (60) é comutada para a segunda característica de elevação pelo mecanismo de comutação característico (64) para abrir a válvula de escape (60) no curso de admissão além do curso de escape. Ao executar uma operação de abertura dupla da válvula de escape de abrir a válvula de

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30/65 escape (60) novamente no curso de admissão, o gás de escape com alta temperatura descarregado a partir de um cilindro no curso de escape pode ser aspirado de volta para o cilindro em um curso de admissão subsequente. No modo de operação Cl, a temperatura do cilindro é aumentada executando a operação de abertura dupla da válvula de escape e a temperatura do cilindro de cada cilindro (10) é mantida a uma temperatura à qual a combustão de ignição por compressão prémistura pode ser realizada. Na descrição que se segue, com o propósito de distinguir o gás EGR externo, o gás de escape aspirado de volta para dentro do cilindro pela operação de abertura dupla da válvula de escape, é referido como “gás EGR interno”.

[0112]Desta forma, nesta forma de realização, a característica de elevação da válvula de escape (60) é comutada para a primeira característica de elevação pelo mecanismo de comutação característico (64) no modo de operação SI. No modo de operação Cl, a característica de elevação da válvula de escape (60) é comutada para a segunda característica de elevação pelo mecanismo de comutação característico (64).

[0113]Nesta forma de realização, no modo de operação Cl, a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada comutando a característica de elevação da válvula de escape (60) para a segunda característica de elevação em todas as faixas de operação da faixa de operação Cl, mas quando a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada na faixa de operação em um lado de carga mais elevada na faixa de operação Cl, a temperatura do cilindro pode ser excessivamente aumentada. Neste caso, a operação de abertura dupla da válvula de escape pode ser executada comutando a característica de elevação da válvula de escape (60) para a segunda característica de elevação em apenas uma faixa de operação parcial nos lados de carga baixa e média na faixa de operação de Cl. Na descrição que se segue, uma faixa de operação em que a operação de abertura

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31/65 dupla da válvula de escape é realizada quando a falha de comutação não ocorreu (daqui em diante referido como um “estado normal”) é referida como uma “primeira faixa de operação, se necessário. Por outro lado, uma faixa de operação na qual a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal é referida como uma “segunda faixa de operação”, se necessário. Por conseguinte, nesta forma de realização, como ilustrado na Figura 7, toda a faixa de operação na faixa de operação Cl é a primeira faixa de operação e toda a faixa de operação na faixa de operação Sl é a segunda faixa de operação.

[0114]Existe a preocupação de que uma falha (daqui em diante referida como “falha de comutação”) na qual a característica de elevação da válvula de escape (60) não pode ser comutada para a primeira característica de elevação após ser comutada para a segunda característica de elevação por uma determinada razão tal como quando a força da mola da mola helicoidal (644) que influencia o cursor (642) para a outra extremidade na direção axial do eixo de comando de escape (61) está enfraquecida devido à degradação da mola helicoidal (644) ou similar ou quando os fios estão em curto-circuito e a corrente de excitação fluindo continuamente no eletroímã (643) ocorrer no mecanismo de comutação característico (64).

[0115]Quando ocorre a falha de comutação, ocorre o seguinte problema na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal.

[0116]lsto é, quando toda a faixa de operação na faixa de operação Sl é a segunda faixa de operação, como nesta forma de realização, e tiver ocorrido a falha de comutação para executar a operação de abertura dupla da válvula de escape no modo de operação Sl, a temperatura do cilindro pode ser excessivamente aumentada e existe a preocupação de que a pré-ignição na qual uma pré-mistura de ar-combustível é auto-inflamada antes de ser inflamada pela vela de ignição (16) irá

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32/65 ocorrer. No modo de operação SI, uma pré-mistura de ar-combustível homogênea é formada em toda a câmara de combustão (11) e é queimada por combustão por propagação de chama. Por conseguinte, quando a temperatura do cilindro é excessivamente aumentada, uma pré-mistura de ar-combustível não queimada (gás final) presente em torno da superfície de parede interna do cilindro (10) pode ser pressionada contra o pistão (12) ou a superfície de parede interna do cilindro (10) durante a propagação de chama depois de ter sido inflamada pela vela de ignição (16), e existe a preocupação de que ocorra detonação, na qual o gás final é autoinflamado.

[0117]Quando uma faixa de operação parcial em um lado de carga elevada na faixa de operação Cl, além da faixa de operação completa na operação SI, é a segunda faixa de operação, a temperatura do cilindro na faixa de operação parcial no lado de carga elevada na faixa de operação Cl é excessivamente aumentada. Consequentemente, existe a preocupação de que uma pré-mistura de arcombustível provoque a auto-ignição precoce antes da temporização de auto-ignição normal.

[0118]Desta maneira, quando a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal, existe a preocupação de que a combustão anormal tal como a pré-ignição, detonação ou auto-ignição precoce irá ocorrer intermitente ou continuamente e há a preocupação de que o corpo do motor (1) irá degradar.

[0119]Quando a falha de comutação ocorreu e a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada no modo de operação SI, uma grande quantidade de gás de escape é aspirada de volta para dentro do cilindro (10) e assim há a preocupação de que a homogeneização de uma pré-mistura de ar-combustível não seja alcançada, a combustão seja desestabilizada, e a falha de ignição seja

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33/65 causada, por exemplo, devido à interrupção da propagação da chama.

[0120]Por conseguinte, nesta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação e o estado de funcionamento do motor está na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal, o modo de operação é comutado para um modo de operação de prevenção contra falha (para prevenir o deslocamento). Especificamente, o modo de operação é comutado para um modo de operação de ignição por faísca guiado por pulverização (daqui em diante referido como “modo de operação SGSI”).

[0121 ]O modo de operação SGSI é um modo de operação no qual o corpo do motor (1) opera por realização de combustão estratificada na qual é formada uma mistura estratificada de ar-combustível na adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) pela chamada guia de pulverização e a mistura ar-combustível estratificada é queimada por combustão por propagação de chama (daqui em diante referida como “combustão estratificada guiada por pulverização”).

[0122]A guia de pulverização é uma técnica para formar uma mistura de arcombustível estratificada incluindo uma camada de combustível e uma camada de ar e realizando a combustão estratificada, e uma guia de parede (wall guide) ou uma guia de ar (air guide) além da guia de pulverização é conhecida como a técnica para formar uma mistura de ar-combustível estratificada e realizar a combustão estratificada.

[0123]A guia de parede é uma técnica de injeção de combustível em uma cavidade formada sobre a superfície da coroa do pistão, guiando o combustível para a adjacência da vela de ignição (16) utilizando a cavidade e formando parcialmente uma camada de combustível na adjacência da vela de ignição (16) pra formar uma mistura de ar-combustível estratificada.

[0124]A guia de ar é uma técnica de guiar o combustível injetado a partir da

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34/65 válvula de injeção de combustível (20) para a adjacência da vela de ignição (16) utilizando um fluxo de gás de ar de admissão aspirado para a câmara de combustão (11) quando a válvula de admissão (50) é aberta e formando uma camada de combustível na adjacência da vela de ignição (16) para formar uma mistura de arcombustível estratificada.

[0125]Por outro lado, na guia de pulverização, sem utilizar a cavidade ou o fluxo de gás de ar de admissão, a vela de ignição (16) está disposta de tal modo que a porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) está localizada no interior de uma área de injeção de combustível R ou na adjacência da área de injeção de combustível R da válvula de injeção de combustível (20). Em seguida, é formada uma mistura de ar-combustível estratificada utilizando uma camada de combustível que é formada temporariamente na adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) antes de o combustível ser difundido para toda a câmara de combustão (11) por injeção direta de combustível para um espaço na adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16).

[0126]Quando a combustão estratificada é realizada utilizando a guia de parede ou a guia de ar, o combustível injetado a partir da válvula de injeção de combustível (20) precisa ser guiado para a adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) utilizando a cavidade ou o fluxo de gás de ar de admissão. Em conformidade, é necessário um intervalo de tempo predeterminado até que uma mistura de ar-combustível estratificada seja formada após o combustível ser injetado. Consequentemente, é necessário executar a ignição após o tempo predeterminado decorrer após o combustível ser injetado e, deste modo, um intervalo de tempo predeterminado estar presente entre uma temporização de injeção de combustível e uma temporização de ignição. A injeção de combustível tem de ser realizada enquanto o pistão (12) está localizado em uma posição predeterminada ou até que o fluxo de gás do ar de admissão seja atenuado, e assim

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35/65 a temporização de injeção de combustível é limitada.

[0127]Por outro lado, na combustão estratificada guiada por pulverização, o combustível é injetado diretamente em um espaço na adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) sem utilizar a cavidade ou o fluxo de gás do ar de admissão. Por conseguinte, a combustão estratificada é realizada por ignição de uma camada de combustível (uma mistura de ar-combustível estratificada) que é formada temporariamente na adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) antes que o combustível seja difundido para toda a câmara de combustão (11). Consequentemente, uma vez que a temporização de injeção de combustível não depende da posição do pistão ou similar, a injeção de combustível pode ser realizada em uma temporização arbitrária em uma faixa na qual pode ser formada uma mistura de ar-combustível estratificada. Uma vez que o intervalo de tempo até que uma mistura de ar-combustível estratificada seja formada após o combustível ser injetado é muito curto, é possível inflamar a mistura de arcombustível estratificada quase na mesma temporização que a temporização injeção de combustível.

[0128]lsto é, quando a combustão estratificada guiada por pulverização é realizada, a temporização de injeção de combustível pode ser mais livremente ajustada na faixa em que a mistura de ar-combustível estratificada pode ser formada, em comparação com um caso em que a combustão estratificada é realizada utilizando a guia de parede ou a guia de ar. O intervalo de tempo entre a temporização de injeção de combustível e a temporização de ignição pode ser encurtado.

[0129]Neste caso, o combustível injetado na câmara de combustão (11) provoca gradualmente várias reações químicas com um aumento na temperatura do cilindro e na pressão do cilindro e atinge a auto-ignição. Consequentemente, certo tempo é necessário até que o combustível seja auto-inflamado.

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36/65 [0130]Em consequência, quando ocorre uma falha de comutação, o intervalo de tempo entre a temporização de injeção de combustível e a temporização de ignição pode ser encurtado executando a combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal (a faixa de operação SI nesta forma de realização). Como resultado, é possível realizar a ignição antes da autoignição e evitar a ocorrência de pré-ignição.

[0131]Conforme descrito acima, a combustão estratificada guiada por pulverização consiste em realizar a combustão estratificada por ignição da camada de combustível (uma mistura de ar-combustível estratificada) que é formada temporariamente na adjacência da porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) antes de o combustível ser difundido para toda a câmara de combustão (11). Consequentemente, pode ser formada uma mistura de ar-combustível estratificada incluindo uma camada de combustível na porção central na câmara de combustão (11) e uma camada de ar em torno da superfície de parede interna do cilindro (10). Como resultado, uma vez que uma mistura de ar-combustível não queimada não está basicamente presente em torno da superfície de parede interna do cilindro (10), é também possível evitar a ocorrência de detonação.

[0132]Mesmo em uma situação em que uma grande quantidade de gás de escape é aspirada de volta para dentro do cilindro (10), a homogeneização de uma pré-mistura de ar-combustível não é alcançada e a combustão por propagação de chama é desestabilizada, é possível estabilizar a combustão realizando combustão estratificada de ignição de uma camada de combustível que é parcialmente formada na câmara de combustão (11). Em conformidade, é possível evitar a ocorrência de falhas de ignição.

[0133]Uma variedade de controle que é realizada pela unidade de controle eletrônico (200) será descrita abaixo.

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37/65 [0134]A Figura 9 é um fluxograma que ilustra o controle de determinação de falha de comutação para determinar se ocorreu falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

[0135]No Passo S1, a unidade de controle eletrônico (200) lê uma velocidade de rotação do motor que é calculada com base em um sinal de saída de um sensor de ângulo de manivela (218) e uma carga de motor que é detectada por um sensor de carga (217) e detecta um estado de funcionamento do motor.

[0136]No Passo S2, a unidade de controle eletrônico (200) determina se o estado de funcionamento do motor está na faixa de operação SI. Quando o estado de funcionamento do motor está na faixa de operação SI, a unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S3. Por outro lado, quando o estado de funcionamento do motor está na faixa de operação Cl, a unidade de controle eletrônico (200) termina esta série.

[0137]No passo S3, a unidade de controle eletrônico (200) lê uma quantidade real de ar de admissão que é detectada pelo medidor de fluxo de ar (212).

[0138]No passo S4, a unidade de controle eletrônico (200) determina se ocorreu falha de comutação. Especificamente, a unidade de controle eletrônico (200) determina que ocorreu uma falha de comutação, quando um valor diferencial obtido subtraindo a quantidade real de ar de admissão de uma quantidade alvo de ar de admissão que é predeterminada dependendo da carga do motor é igual ou superior a um valor limiar predeterminado. A razão pela qual pode ser determinado se a falha de comutação ocorreu utilizando este método é que quando a falha de comutação ocorre, a quantidade real de ar de admissão é menor do que a quantidade alvo de ar de admissão por uma quantidade de gás de escape que é aspirado de volta no curso de admissão pela operação de abertura dupla da válvula de escape. A

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38/65 unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S5 quando ocorreu uma falha de comutação. Por outro lado, a unidade de controle eletrônico (200) termina esta série quando a falha de comutação não ocorreu.

[0139]O método para determinar se ocorreu falha de comutação não está limitado ao método acima mencionado. Por exemplo, em um caso em que um sensor de detonação ou um sensor de pressão do cilindro está disposto, quando a detonação ocorre em um período predeterminado após o estado de funcionamento do motor mudar da faixa de operação Cl para a faixa de operação SI e o modo de operação ser comutado para o modo de operação SI, pode-se determinar que ocorreu uma falha de comutação.

[0140]No passo S5, a unidade de controle eletrônico (200) ativa uma lâmpada de advertência do motor (MIL) para incitar o condutor a reparar o mecanismo de comutação característico (64).

[0141]No passo S6, a unidade de controle eletrônico (200) ajusta um indicador de determinação de falha de comutação F para 1. O indicador de determinação de falha de comutação F é um indicador cujo valor inicial é ajustado para 0 e é um indicador que é ajustado para 1 quando se determina que ocorreu uma falha de comutação. O indicador de determinação de falha de comutação F é reposto a 0, por exemplo, quando a reparação do mecanismo de comutação característico (64) está concluída.

[0142]A Figura 10 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão quando ocorreu uma falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

[0143]No Passo S11, a unidade de controle eletrônico (200) determina se o indicador de determinação de falha de comutação F está ajustado para 1. Quando o indicador de determinação de falha de comutação F está ajustado para 1, a unidade

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39/65 de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S12. Por outro lado, quando o indicador de determinação de falha de comutação F está ajustado para 0, a unidade de controle eletrônico (200) termina esta séria.

[0144]No Passo S12, a unidade de controle eletrônico (200) determina se o estado de funcionamento do motor está na primeira faixa de operação na qual a operação de abertura dupla da válvula de escape é executada (na faixa de operação Cl nesta forma de realização). A unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S13 quando o estado de funcionamento do motor está na primeira faixa de operação. Por outro lado, a unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S14 quando o estado de funcionamento do motor não está na primeira faixa de operação.

[0145]No Passo S13, a unidade de controle eletrônico (200) comuta o modo de operação para o modo de operação Cl e opera o corpo do motor (1).

[0146]No Passo S14, a unidade de controle eletrônico (200) comuta o modo de operação para o modo de operação SGSI em vez do modo de operação SI e opera o corpo do motor (1).

[0147]De acordo com a forma de realização acima mencionada, o motor de combustão interna inclui o corpo do motor (1), a câmara de combustão (11), a válvula de injeção de combustível (20), a vela de ignição (16), o mecanismo de comutação característico (64) e a unidade de controle eletrônico (200). A válvula de injeção de combustível (20) é configurada para injetar combustível diretamente na câmara de combustão (11). A porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) está disposta em um dentre o interior do percurso de injeção de combustível e a adjacência do percurso de injeção de combustível. O mecanismo de comutação característico (64) é configurado para comutar a característica de elevação entre a primeira característica de elevação e a segunda característica de elevação. A primeira característica de elevação é uma característica de elevação da válvula de

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40/65 escape (60) de abertura da válvula de escape (60) no curso de escape. A segunda característica de elevação é uma característica de elevação da válvula de escape (60) de abertura da válvula de escape (60) no curso de escape e no curso de admissão. A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para controlar a válvula de injeção de combustível (20) e a vela de ignição (16) para queimar o combustível por uma dentre combustão da ignição por compressão pré-mistura e combustão por propagação de chama. A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para comutar a característica de elevação da válvula de escape (60) para a segunda característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico (64) em uma primeira faixa de operação predeterminada. A primeira faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma parte de uma faixa de operação de ignição por compressão. A faixa de operação de ignição por compressão é uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão de ignição por compressão pré-mistura. A unidade de controle eletrônico (200) está configurada para comutar a característica de elevação da válvula de escape (60) para a primeira característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico (64) em uma segunda faixa de operação predeterminada. A segunda faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma faixa de operação de ignição de chama. A faixa de operação de ignição de chama é uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama. A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para determinar se ocorreu uma falha de comutação. A falha de comutação é uma falha na qual a característica de elevação da válvula de escape (60) não é comutável a partir da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico (64). A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para realizar combustão homogênea na faixa de operação de ignição de chama quando a falha de comutação não tiver ocorrido. A combustão homogênea é a

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41/65 combustão na qual o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão (11) é inflamado usando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação da chama. A unidade de controle eletrônico (200) é configurada para realizar combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação quando ocorreu a falha de comutação. A combustão estratificada guiada por pulverização é a combustão na qual o combustível no percurso de injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama.

[0148]Quando ocorre uma falha de comutação deste modo, é possível reduzir o intervalo de tempo desde a temporização de injeção de combustível até à temporização de ignição executando a combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação em que a característica de elevação da válvula de escape (60) é comutada para a primeira característica de elevação no estado normal. Consequentemente, é possível realizar a ignição antes da autoignição ser realizada e evitar a ocorrência de pré-ignição. Quando a segunda faixa de operação inclui uma faixa de operação em um lado de carga elevada na faixa de operação Cl, é possível evitar a ocorrência de auto-ignição precoce na qual a prémistura de ar-combustível é auto-inflamada antes da temporização da auto-ignição normal.

[0149]Ao realizar a combustão estratificada guiada por pulverização, é possível formar uma mistura de ar-combustível estratificada incluindo uma camada de combustível na porção central da câmara de combustão (11) e uma camada de ar em torno da superfície de parede interna do cilindro (10) pode ser formada. Consequentemente, uma vez que uma mistura de ar-combustível não queimada não está basicamente presente em torno da superfície de parede interna do cilindro (10), é possível evitar a ocorrência de detonação.

[0150]Mesmo em uma situação em que uma grande quantidade de gás de

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42/65 escape é aspirada de volta para dentro do cilindro (10), a pré-mistura de arcombustível não é homogeneizada e a combustão é desestabilizada, uma vez que a estabilidade da combustão pode ser alcançada executando a combustão estratificada, é possível evitar a ocorrência de falhas de ignição.

[0151]Uma segunda forma de realização da invenção será descrita a seguir. Nesta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação, o modo de operação é comutado para o modo de operação SGSI na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal e controle diferente daquele no estado normal é realizado na válvula de borboleta (36) e na válvula corrediça de descarga (45). As diferenças serão descritas principalmente abaixo.

[0152]Na primeira forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação, a combustão anormal ou a ocorrência de falha de ignição é impedida pela realização de combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal. No entanto, quando uma quantidade de gás EGR interno aumenta, existe a preocupação de que a combustão anormal ou a ocorrência de falhas de ignição possam não ser satisfatoriamente impedidas mesmo quando a combustão estratificada guiada por pulverização é realizada.

[0153]Por conseguinte, nesta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação, a combustão estratificada guiada por pulverização é realizada na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal (na faixa de operação SI nesta forma de realização) e o controle para reduzir uma quantidade de gás EGR interno (daqui em diante referido como “controle de redução de gás EGR interno”) também é realizado.

[0154]Especificamente, a fim de diminuir a resistência de admissão e aumentar a eficiência de admissão, a válvula de borboleta (36) é controlada de tal

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43/65 modo que o nível de abertura da borboleta é um nível de abertura máximo independentemente da carga do motor. Por conseguinte, na faixa de operação SI de admissão natural, em que o nível de abertura da borboleta é controlado para um nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor, uma quantidade de ar de admissão introduzido como ar novo na câmara de combustão (11) através da abertura de admissão (14) no curso de admissão pode ser aumentada. Consequentemente, mesmo quando a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão na faixa de operação SI de admissão natural, a quantidade de gás de escape que é aspirada de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) pode ser diminuída em uma quantidade correspondente ao aumento da quantidade de ar de admissão e, assim, é possível reduzir a quantidade de gás EGR interno. Quando o estado de funcionamento do motor está na faixa de operação SI de sobrealimentação, a unidade de controle eletrônico (200) controla a válvula de borboleta (36) de tal modo que o nível de abertura da borboleta seja o nível de abertura máximo no estado normal.

[0155]A fim de diminuir uma contrapressão e aumentar a eficiência de escape, a válvula corrediça de descarga (45) é controlada de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga é um nível de abertura máximo independentemente do estado de funcionamento do motor. Consequentemente, na faixa de operação SI de sobrealimentação na qual a válvula corrediça de descarga (45) é controlada para um nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor para controlar uma pressão de sobrealimentação, uma razão de gás de escape que permanece na abertura de escape (15) ou na tubulação de escape (41) para o gás de escape descarregado da câmara de combustão (11) no curso de escape pode ser diminuída. Consequentemente, mesmo quando a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão na faixa de operação SI de sobrealimentação, a quantidade de gás de escape que é aspirada de volta para a

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44/65 câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) no curso de admissão pode ser diminuída. Como resultado, é possível diminuir a quantidade de gás EGR interno. Quando o estado de funcionamento do motor se encontra na faixa de operação SI de admissão natural, a unidade de controle eletrônico (200) controla a válvula corrediça de descarga (45) de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga é o nível de abertura máximo no estado normal.

[0156]Nesta forma de realização, a pressão de sobrealimentação é controlada controlando o nível de abertura da válvula corrediça de descarga (45) na faixa de operação SI de sobrealimentação, mas o método de controle da pressão de sobrealimentação não está limitado a ela. Por exemplo, um caudal de gás de escape para acionar a roda da turbina (72b) pode ser alterado no alojamento da turbina (72a), por exemplo, proporcionando um bocal variável como uma válvula de borboleta fora da roda da turbina (72b) e alterando um nível de abertura de bocal (um nível de abertura da válvula) do bocal variável. Isto é, a velocidade de rotação da roda da turbina (72b) pode ser alterada para alterar a pressão de sobrealimentação alterando o nível de abertura de bocal do bocal variável. Uma vez que o caudal de gás de escape aumenta para aumentar a velocidade de rotação da roda da turbina (72b), diminuindo o nível de abertura de bocal do bocal variável (reduzindo o bocal variável), é possível aumentar a pressão de sobrealimentação. Consequentemente, quando a pressão de sobrealimentação é controlada pelo bocal variável e falha de comutação ocorre, o bocal variável é controlado de tal modo que o nível de abertura de bocal é o nível de abertura máximo ou um nível de abertura mais elevado do que o nível de abertura alvo na segunda faixa de operação.

[0157]A Figura 11 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com esta forma de realização quando ocorreu uma falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

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45/65 [0158]Os processos dos Passos S11 a S14 são os mesmos da primeira forma de realização e, assim, a sua descrição não será repetida.

[0159]No Passo S21, a unidade de controle eletrônico (200) executa o controle de redução de gás EGR interno. Nesta forma de realização, a unidade de controle eletrônico (200) controla a válvula de borboleta (36) de tal modo que o nível de abertura da borboleta é um nível de abertura máximo e controla a válvula corrediça de descarga (45) de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga é um nível de abertura máximo, independentemente da carga do motor.

[0160]Nesta forma de realização, a válvula de borboleta (36) é controlada de tal modo que o nível de abertura da borboleta é um nível de abertura total independentemente da carga do motor, mas a válvula de borboleta (36) tem apenas de ser controlada de tal modo que o nível de abertura da borboleta seja um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo no estado normal, dependendo da carga do motor, pelo menos, na faixa de operação SI de admissão natural. A válvula corrediça de descarga (45) é controlada de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga seja um nível de abertura máximo independentemente do estado de carga do motor, mas a válvula corrediça de descarga (45) tem apenas de ser controlada de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga seja um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo no estado normal dependendo do estado de carga do motor, pelo menos, na faixa de operação de SI de sobrealimentação.

[0161 ]A Figura 12 é um gráfico de tempo que ilustra operações de vários parâmetros quando ocorreu falha de comutação. As linhas contínuas na Figura 12 indicam as operações de vários parâmetros quando ocorreu falha de comutação. Por outro lado, as linhas pontilhadas indicam as operações de vários parâmetros no estado normal.

[0162]No instante t1, quando o estado de funcionamento do motor é alterado

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46/65 a partir da faixa de operação Cl (mais especificamente, a faixa de operação Cl de sobrealimentação) para a faixa de operação SI (mais especificamente, a faixa de operação SI de admissão natural), o modo de operação é comutado a partir do modo de operação Cl para o modo de operação SI. Consequentemente, após o instante t1, a válvula de borboleta (36) controlada para o nível de abertura máximo na faixa de operação Cl de sobrealimentação antes do instante t1 é controlada para o nível de abertura alvo dependendo da carga do motor.

[0163]No instante t1, quando o estado de funcionamento do motor é alterado da faixa de operação Cl para a faixa de operação SI, a característica de elevação é comutada da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação. Neste momento, quando ocorre a falha de comutação, o gás de escape é aspirado de volta no cilindro (10) no curso de admissão e assim a quantidade real de ar de admissão torna-se menor do que a quantidade alvo de ar de admissão pela quantidade de gás de escape. Consequentemente, quando ocorre a falha de comutação, a quantidade real de ar de admissão torna-se menor do que a quantidade alvo de ar de admissão, e o torque de saída torna-se menor do que o torque de saída no estado normal após o instante t1.

[0164]No instante t2, quando um valor diferencial obtido subtraindo a quantidade real de ar de admissão da quantidade alvo de ar de admissão no estado normal é igual ou superior a um valor limiar predeterminado, determina-se que ocorreu uma falha de comutação e o indicador de determinação de falha de comutação F é ajustado para 1. Consequentemente, após o instante t2, o modo de operação é comutado do modo de operação SI para o modo de operação SGSI.

[0165]Após o instante t2, independentemente da carga do motor, a válvula de borboleta (36) é controlada de tal modo que o nível de abertura da borboleta é o nível de abertura máximo e a válvula corrediça de descarga (45) é controlada de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga é o nível de abertura máximo.

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47/65 [0166]Por conseguinte, mesmo quando a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão na faixa de operação Sl de admissão natural até o instante t3 no qual o nível de abertura da borboleta é controlado para o nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor no estado normal, a quantidade de gás de escape que é aspirado de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) pode ser diminuída em uma quantidade correspondente ao aumento da quantidade de ar de admissão. Como resultado, é possível diminuir a quantidade de gás EGR interno.

[0167]Mesmo quando a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão na faixa de operação Sl de sobrealimentação após o instante t3 no qual a válvula corrediça de descarga (45) é controlada para o nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor no estado normal, a quantidade de gás de escape que é aspirado de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) no curso de admissão pode ser diminuída. Como resultado, é possível diminuir a quantidade de gás EGR interno.

[0168]A unidade de controle eletrônico (200) (o controlador), de acordo com esta forma de realização, inclui ainda uma unidade de controle da borboleta que controla o nível de abertura da válvula de borboleta (36) disposta na passagem de ar de admissão (30) do motor de combustão interna (100) para o nível de abertura alvo com base na carga do motor. A unidade de controle da borboleta está configurada para controlar o nível de abertura da válvula de borboleta (36) na segunda faixa de operação até o nível de abertura máximo ou um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo quando ocorreu uma falha de comutação.

[0169]Por conseguinte, na faixa de operação Sl de admissão natural em que o nível de abertura da borboleta é controlado para o nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor, é possível aumentar a quantidade de ar de admissão que é introduzido como ar novo na câmara de

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48/65 combustão (11) através da abertura de admissão (14) no curso de admissão. Consequentemente, mesmo quando a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão na faixa de operação SI de admissão natural, a quantidade de gás de escape que é aspirada de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) pode ser diminuída em uma quantidade correspondente ao aumento da quantidade de ar de admissão e assim a quantidade de gás EGR interno pode ser diminuída. Como resultado, uma vez que um aumento na temperatura do cilindro pode ser suprimido, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal. Uma vez que a quantidade de gás EGR interno diminui, é possível evitar a ocorrência de falhas de ignição.

[0170]A unidade de controle eletrônico (200) (o controlador), de acordo com esta forma de realização, inclui ainda uma unidade de controle de pressão de sobrealimentação que controla o nível de abertura da válvula corrediça de descarga (45) ou do bocal variável para ajustar o caudal de gás de escape que flui para dentro da turbina (72) do turbocompressor (7) disposto na passagem de gás de escape (42) do motor de combustão interna (100) para o nível de abertura alvo com base na carga do motor. A unidade de controle de pressão de sobrealimentação está configurada para controlar o nível de abertura da válvula corrediça de descarga (45) ou do bocal variável na segunda faixa de operação para o nível de abertura máximo ou um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo quando ocorreu falha de comutação.

[0171]Consequentemente, na faixa de operação SI de sobrealimentação na qual a válvula corrediça de descarga (45) é controlada para o nível de abertura alvo inferior ao nível de abertura máximo com base na carga do motor, é possível diminuir a razão de gás de escape que permanece na abertura de escape (15) ou na tubulação de escape (41) para o gás de escape descarregado da câmara de combustão (11) no curso de escape. Consequentemente, mesmo quando a válvula

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49/65 de escape (60) é aberta no curso de admissão na faixa de operação SI de sobrealimentação, a quantidade de gás de escape que é aspirada de volta para dentro da câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) no curso de admissão pode ser diminuída e, assim, a quantidade de gás EGR interno pode ser diminuída. Como resultado, uma vez que um aumento na temperatura do cilindro pode ser suprimido, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal. Uma vez que a quantidade de gás EGR interno diminui, é possível evitar a ocorrência de falhas de ignição.

[0172]Uma terceira forma de realização da invenção será descrita a seguir. Esta forma de realização é diferente da segunda forma de realização, em detalhes do controle de redução de gás EGR interno. A diferença será descrita principalmente abaixo.

[0173]Na segunda forma de realização, a válvula de borboleta (36) e a válvula corrediça de descarga (45) são controladas como o controle de redução de gás EGR interno, mas o mecanismo de fase de escape variável (63) é controlado nesta forma de realização. Especificamente, o mecanismo de fase de escape variável (63) é controlado de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é uma temporização em que uma taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui relativamente (uma temporização em que uma velocidade de movimento do pistão (12) diminui relativamente).

[0174]Uma vez que o pistão (12) alterna em cada cilindro (10), a velocidade de movimento do pistão em cada curso é mais elevada no estágio intermediário do que nos estágios inicial e final de cada curso. Isto é, a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) em cada curso é mais elevada no estágio intermediário do que nos estágios inicial e final de cada curso.

[0175]No curso de admissão, quanto maior for a taxa de variação no volume

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50/65 da câmara de combustão (11), maior será o caudal de gás de escape aspirado para dentro da câmara de combustão (11) por unidade de tempo. Consequentemente, a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui relativamente. Consequentemente, em comparação com um caso em que a temporização de abertura de válvula é controlada para a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) aumenta relativamente, é possível diminuir a quantidade de gás de escape que é aspirado de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) no curso de admissão e diminuir a quantidade de gás EGR interno.

[0176]Por conseguinte, nesta forma de realização quando ocorre uma falha de comutação, a combustão estratificada guiada por pulverização é realizada na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal e a fase de escape é avançada ou atrasada em relação à fase de referência pelo mecanismo de fase de escape variável (63). Em conformidade, a temporização em que a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão é controlada para a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui relativamente.

[0177]A Figura 13 é um diagrama que ilustra a comparação da quantidade de gás EGR interno e a temperatura final de compressão quando a fase de escape é avançada ou atrasada em relação à fase de referência pelo mecanismo de fase de escape variável (63), como ilustrado na Figura 14, e a temporização em que a válvula de escape (60) aberta no curso de admissão é controlada em um estágio inicial, um estágio intermediário e um estágio final do curso de admissão. Conforme ilustrado na Figura 14, nesta forma de realização, a fase de escape na qual a válvula de escape (60) é aberta no estágio intermediário do curso de admissão é ajustada

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51/65 como a fase de referência (a fase de escape no estado normal).

[0178]Conforme ilustrado na Figura 13, quando a temporização na qual a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão é controlada para o estágio inicial e o estágio final do curso de admissão, é possível diminuir a quantidade de gás EGR interno e a temperatura final de compressão (a temperatura do cilindro) em comparação com um caso em que a temporização é controlada para o estágio intermediário.

[0179]Neste momento, quando a temporização em que a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão é controlada para o estágio final do curso de admissão, é possível diminuir a quantidade de gás EGR interno em comparação com um caso em que a temporização é controlada para o estágio inicial. Isto porque, quando a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para o estágio final do curso de admissão, o gás de escape é aspirado de volta para dentro do cilindro após certa quantidade de ar (ar novo) ser aspirada para o cilindro.

[0180]Por outro lado, quando a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para o estágio inicial do curso de admissão, é possível diminuir a temperatura final de compressão em comparação com um caso em que a temporização é controlada para o estágio final. Isto porque, quando a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para o estágio inicial do curso de admissão, a quantidade de gás EGR interno aumenta, mas o período em que o gás no cilindro é arrefecido por troca de calor com a superfície de parede interna do cilindro (10) no curso de admissão aumenta, em comparação com a temporização controlada para o estágio final.

[0181]Consequentemente, quando se destina particularmente a evitar uma combustão anormal, a temporização de abertura de válvula da válvula de escape

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52/65 (60) no curso de admissão tem de ser apenas controlada para o estágio inicial do curso de admissão. Por outro lado, quando se destina particularmente a evitar a ocorrência de falhas de ignição, a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão tem de ser apenas controlada para o estágio final do curso de admissão. Para qual do estágio inicial e do estágio final do curso de admissão, a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão seja controlada, pode ser selecionado apropriadamente a partir do ponto de vista acima mencionado.

[0182]A Figura 15 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com esta forma de realização, quando ocorreu falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

[0183]Os processos dos Passos S11 a S14 são os mesmos da primeira forma de realização e, assim, a sua descrição não será aqui repetida.

[0184]No Passo S31, a unidade de controle eletrônico (200) executa o controle de redução de gás EGR interno. Nesta forma de realização, a unidade de controle eletrônico (200) avança ou atrasa a fase de escape em relação à fase de referência utilizando o mecanismo de fase de escape variável (63) e controla a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão para uma temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui relativamente.

[0185]Neste momento, quando a fase de escape é avançada em relação à fase de referência pelo mecanismo de fase de escape variável (63) e a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para o estágio inicial do curso de admissão, um aumento na temperatura do cilindro pode ser eficazmente suprimido e uma combustão anormal pode ser impedida de forma mais eficaz. Por outro lado, quando a fase de escape é atrasada em relação à

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53/65 fase de referência pelo mecanismo de fase de escape variável (63) e a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para o estágio final do curso de admissão, um aumento na quantidade de gás EGR interno pode ser eficazmente suprimido e falha de ignição pode ser impedida de forma mais eficaz.

[0186]A Figura 16 é um gráfico de tempo que ilustra operações de vários parâmetros quando ocorreu falha de comutação. As linhas contínuas na Figura 16 indicam as operações de vários parâmetros quando a falha de comutação ocorreu. Por outro lado, as linhas pontilhadas indicam as operações de vários parâmetros no estado normal.

[0187]No instante t2, quando o valor diferencial obtido subtraindo a quantidade real de ar de admissão da quantidade alvo de ar de admissão no estado normal é igual ou superior a um valor limiar predeterminado e é determinado que ocorreu uma falha de comutação, o indicador de determinação de falha de comutação é ajustado para 1. Consequentemente, após o instante t2, o modo de operação é comutado a partir do modo de operação SI para o modo de operação SGSI.

[0188]Além disso, a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui relativamente pelo mecanismo de fase de escape variável (63). Neste gráfico de tempo, a fase de escape é avançada em relação à fase de referência pelo mecanismo de fase de escape variável (63) e a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para o estágio inicial do curso de admissão. Deste modo, ao controlar a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão para a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui, é possível diminuir a quantidade

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54/65 de gás de escape que é aspirada de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) no curso de admissão, em comparação com um caso em que a temporização de abertura de válvula é controlada para uma temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) aumenta relativamente. Como resultado, é possível diminuir a quantidade de gás EGR interno.

[0189]Nesta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação, apenas o mecanismo de fase de escape variável (63) é controlado. No entanto, tal como na segunda forma de realização, a temporização em que a válvula de escape (60) é aberta no curso de admissão pode ser controlada para a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) diminui relativamente ao controlar a válvula de borboleta (36) de tal modo que o nível de abertura da borboleta é o máximo e ao controlar a válvula corrediça de descarga (45) de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga é o máximo independentemente da carga do motor pelo mecanismo de fase de escape variável (63). Consequentemente, é possível diminuir ainda mais a quantidade de gás EGR interno.

[0190]A unidade de controle eletrônico (200) (o controlador), de acordo com esta forma de realização, inclui ainda uma unidade de controle de fase de escape que controla o mecanismo de fase de escape variável (63) capaz de mudar a fase de escape que é a fase do eixo de comando de escape (61) em relação ao eixo de manivela. Quando a falha de comutação ocorre, a unidade de controle de fase de escape é configurada para mudar a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é a temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) no curso de admissão diminui relativamente na segunda faixa de operação.

[0191]Por conseguinte, em comparação com um caso em que a

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55/65 temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão é controlada para uma temporização em que a taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) aumenta relativamente, é possível diminuir a quantidade de gás de escape que é aspirado de volta para a câmara de combustão (11) através da abertura de escape (15) no curso de admissão e diminuir a quantidade de gás EGR interno. Consequentemente, é possível evitar a ocorrência de falha de ignição e suprimir um aumento na temperatura do cilindro, impedindo assim a ocorrência de combustão anormal.

[0192]Neste momento, alterando a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão seja o estágio inicial do curso de admissão, o período em que o gás no cilindro no curso de admissão é arrefecido por troca de calor com a superfície de parede interna do cilindro (10) e, assim, é possível suprimir eficazmente um aumento na temperatura do cilindro. Consequentemente, é possível prevenir de forma mais eficaz uma combustão anormal.

[0193]Por outro lado, a fase de escape é alterada de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape no curso de admissão é o estágio final do curso de admissão. Consequentemente, uma vez que o gás de escape é aspirado de volta depois de certa quantidade de ar (ar novo) ser aspirado para dentro do cilindro (10), é possível suprimir eficazmente um aumento na quantidade de gás EGR interno. Como resultado, é possível evitar eficazmente falhas de ignição.

[0194]Uma quarta forma de realização da invenção será descrita a seguir. Esta forma de realização é diferente da primeira até a terceira formas de realizações, uma vez que, quando ocorre uma falha de comutação, é realizado um controle para reduzir uma taxa de compressão real. A diferença será descrita principalmente abaixo.

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56/65 [0195]Na segunda e terceira formas de realização, quando ocorre falha de comutação, a temperatura do cilindro é diminuída para evitar a ocorrência de combustão anormal, diminuindo a quantidade de gás EGR interno na segunda faixa de operação. Por outro lado, nesta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação, a temperatura do cilindro (a temperatura final de compressão) é diminuída para evitar a ocorrência de combustão anormal, diminuindo a taxa de compressão real na segunda faixa de operação em comparação com o estado normal.

[0196]Especificamente, a taxa de compressão real é diminuída avançando ou atrasando a fase de admissão usando o mecanismo de fase de admissão variável (53) e avançando ou atrasando uma temporização de fechamento de válvula da válvula de admissão em uma direção na qual a temporização se afasta de um ponto morto inferior de admissão em comparação com o estado normal. Consequentemente, uma vez que a temperatura do cilindro (a temperatura final de compressão) pode ser diminuída em comparação com o estado normal, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal.

[0197]A Figura 17 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com esta forma de realização, quando ocorre falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

[0198]Os processos dos Passos S11 a S14 são os mesmos da primeira forma de realização e, assim, a sua descrição não será aqui repetida.

[0199]No passo S41, a unidade de controle eletrônico (200) diminui a taxa de compressão real avançando ou atrasando a fase de admissão utilizando o mecanismo de fase de admissão variável (53) e avançando ou atrasando a temporização de fechamento de válvula da válvula de admissão na direção em que a temporização se afasta de um ponto morto inferior de admissão em comparação

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57/65 com o estado normal.

[0200]A Figura 18 é um gráfico de tempo que ilustra operações de vários parâmetros quando ocorreu falha de comutação. As linhas contínuas na Figura 18 indicam as operações de vários parâmetros quando a falha de comutação ocorreu. Por outro lado, as linhas pontilhadas indicam as operações de vários parâmetros no estado normal.

[0201 ]No instante t2, quando o valor diferencial obtido subtraindo a quantidade real de ar de admissão da quantidade alvo de ar de admissão no estado normal é igual ou superior a um valor limiar predeterminado e é determinado que ocorreu uma falha de comutação, o indicador de determinação de falha de comutação é ajustado para 1. Consequentemente, após o instante t2, o modo de operação é comutado a partir do modo de operação SI para o modo de operação SGSI.

[0202]Além disso, a taxa de compressão real é diminuída avançando ou atrasando a fase de admissão usando o mecanismo de fase de admissão variável (53) e avançando ou atrasando a temporização de fechamento de válvula da válvula de admissão na direção na qual a temporização se afasta de um ponto morto inferior de admissão em comparação com o estado normal. Neste gráfico de tempo, a temporização de fechamento de válvula da válvula de admissão é atrasada na direção em que a temporização se afasta de um ponto morto inferior de admissão atrasando a fase de admissão em relação à do estado normal utilizando o mecanismo de fase de admissão variável (53). Assim, ao diminuir a taxa de compressão real deste modo, é possível diminuir a temperatura do cilindro (a temperatura final de compressão) em comparação com o estado normal, impedindo assim a ocorrência de combustão anormal.

[0203]Como na segunda forma de realização, a fase de admissão pode ser controlada de tal modo que a temporização de fechamento de válvula da válvula de

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58/65 admissão seja avançada ou atrasada em relação ao ponto morto inferior de admissão utilizando o mecanismo de fase de admissão variável (53) enquanto controla a válvula de borboleta (36) de tal modo que o nível de abertura da borboleta é o máximo e controla a válvula corrediça de descarga (45) de tal modo que o nível de abertura da válvula de descarga é o máximo independentemente da carga do motor. Consequentemente, uma vez que a temperatura do cilindro pode ser ainda mais diminuída, é possível evitar ainda a ocorrência de combustão anormal.

[0204]Além disso, o mecanismo de fase de escape variável (63) pode ser controlado como na terceira forma de realização. Neste caso, por exemplo, tal como ilustrado na Figura 19, avançando a fase de escape tanto quanto possível utilizando o mecanismo de fase de escape variável (63) e atrasando a fase de admissão tanto quanto possível usando o mecanismo de fase de admissão variável (53), é possível encurtar um período em que a válvula de admissão e a válvula de escape (60) são abertas simultaneamente no curso de admissão. Consequentemente, é possível diminuir ainda mais a quantidade de gás EGR interno e diminuir ainda mais a temperatura do cilindro, deste modo, prevenindo ainda a ocorrência de combustão anormal ou falha de ignição.

[0205]A unidade de controle eletrônico (200) (o controlador), de acordo com esta forma de realização, inclui ainda uma unidade de controle de fase de admissão que controla o mecanismo de fase de admissão variável (53) capaz de mudar a fase de entrada que é a fase do eixo de comando de admissão (51) em relação ao eixo de manivela. Quando a falha de comutação ocorre, a unidade de controle de fase de admissão é configurada para mudar a fase de admissão na segunda faixa de operação e para avançar ou atrasar a temporização de fechamento de válvula da válvula de admissão na direção em que a temporização se afasta do ponto morto inferior de admissão em comparação com um caso em que falha de comutação não ocorreu.

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59/65 [0206]Consequentemente, uma vez que a taxa de compressão real pode ser diminuída em comparação com a do estado normal para diminuir a temperatura do cilindro (a temperatura final de compressão), é possível evitar a ocorrência de combustão anormal.

[0207]Uma quinta forma de realização da invenção será descrita a seguir. Esta forma de realização é diferente da primeira forma de realização, na medida em que quando ocorre falha de comutação e então o modo de operação é comutado para o modo de operação SGSI, o modo de operação é mantido no modo de operação SGSI independentemente do estado de funcionamento do motor. A diferença será descrita principalmente abaixo.

[0208]Na primeira até a quarta forma de realização, quando ocorre falha de comutação e depois o estado de funcionamento do motor é alterado para a primeira faixa de operação na qual a operação de abertura dupla da válvula de escape é executada, o modo de operação é comutado a partir do modo de operação SGSI para o modo de operação Cl. Em seguida, quando o modo de operação é comutado para o modo de operação Cl e depois o estado de funcionamento do motor é alterado para a segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal, o modo de operação é comutado para o modo de operação SGSI.

[0209]No entanto, quando o modo de operação é comutado, um modo de combustão é alterado e assim existe a preocupação de que a combustão será temporariamente desestabilizada. Portanto, nesta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação e então o modo de operação é comutado para o modo de operação SGSI, o modo de operação é mantido no modo de operação SGSI independentemente do estado de funcionamento do motor. Isto é, quando ocorre uma falha de comutação, a combustão estratificada guiada por pulverização é realizada em todas as faixas de operação para operar o corpo do motor (1).

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Consequentemente, é possível evitar que a combustão seja desestabilizada por comutação do modo de operação.

[0210]A Figura 20 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com esta forma de realização, quando ocorreu uma falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

[0211]No Passo S51, a unidade de controle eletrônico (200) determina se o indicador de determinação de falha de comutação F é ajustado para 1. Quando o indicador de determinação de falha de comutação F é ajustado para 1, a unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S52. Por outro lado, quando o indicador de determinação de falha de comutação F é ajustado para 0, a unidade de controle eletrônico (200) termina esta série.

[0212]No passo S52, a unidade de controle eletrônico (200) comuta o modo de operação para o modo de operação SGSI independentemente do estado de funcionamento do motor e opera o corpo do motor (1).

[0213]De acordo com a forma de realização mencionada acima, uma unidade de controle de combustão da unidade de controle eletrônico (200) (o controlador) está configurada para realizar combustão estratificada guiada por pulverização em todas as faixas de operação quando ocorre falha de comutação. Consequentemente, é possível evitar que a combustão seja desestabilizada por comutação do modo de operação.

[0214]Uma sexta forma de realização da invenção será descrita a seguir. Esta forma de realização é diferente da primeira forma de realização, na medida em que mesmo quando uma falha de comutação ocorre e então o estado de funcionamento do motor transita para uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada ou em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que a primeira faixa de operação na qual a operação de abertura dupla da válvula de

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61/65 escape é realizada no estado normal, o corpo do motor (1) é operado na primeira faixa de operação. A diferença será descrita principalmente abaixo.

[0215]Na primeira até a quarta forma de realização, quando ocorre uma falha de comutação, a ocorrência de combustão anormal é impedida comutando o modo de operação para o modo de operação SGSI na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal e operando o corpo do motor (1).

[0216]No entanto, mesmo quando o modo de operação é comutado para o modo de operação SGSI e o corpo do motor (1) é operado em uma situação em que ocorreu uma falha de comutação, existe a preocupação de que uma combustão anormal ou similar ocorra na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal.

[0217]Por conseguinte, nesta forma de realização, após a falha de comutação ter ocorrido e o estado de funcionamento do motor transitar uma vez para a primeira faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada no estado normal, mesmo quando o estado de funcionamento do motor transita para uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada ou um lado com velocidade de rotação mais elevada do que a primeira faixa de operação, o corpo de motor (1) é operado na primeira faixa de operação.

[0218]lsto é, como ilustrado na Figura 21, quando ocorre falha de comutação e o estado de funcionamento do motor transita uma vez para um estado de funcionamento do motor P na primeira faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape é executada no estado normal e depois transita para, por exemplo, um estado de funcionamento do motor A em uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada do que a primeira faixa de operação, a carga do motor é limitada a uma carga limite superior A’ na primeira faixa de operação e o corpo de motor (1) é operado com o modo de operação mantido no

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62/65 modo de operação Cl. Quando o estado de funcionamento do motor transita uma vez para o estado de funcionamento do motor P na primeira faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada no estado normal e então transita para, por exemplo, um estado de funcionamento do motor B em uma faixa de operação em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que a primeira faixa de operação, a velocidade de rotação do motor é limitada a uma velocidade de rotação limite superior B’ na primeira faixa de operação e o corpo do motor (1) é operado com o modo de operação mantido no modo de operação Cl.

[0219]Consequentemente, quando ocorre uma falha de comutação e o estado de funcionamento do motor transita uma vez para a primeira faixa de operação na qual a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada, o torque de saída é limitado a um torque que pode ser produzido na primeira faixa de operação e o corpo do motor (1) pode ser operado com o modo de operação mantido no modo de operação Cl. Consequentemente, quando ocorre uma falha de comutação, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal ou similar que é causada pela operação do corpo do motor (1) na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal.

[0220]Por outro lado, como ilustrado na Figura 21, quando o estado de funcionamento do motor transita uma vez para o estado de funcionamento do motor P na primeira faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada no estado normal e depois transita para, por exemplo, um estado de funcionamento do motor C em uma faixa de operação em um lado de carga mais baixa do que a primeira faixa de operação no qual a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada, o modo de operação é comutado para o modo de operação SGSI e o corpo do motor (1) é operado.

[0221]Consequentemente, uma vez que a estabilidade da combustão na

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63/65 adjacência de uma faixa de operação inativa pode ser garantida, é possível executar, de forma satisfatória, a prevenção do deslocamento.

[0222]A Figura 22 é um fluxograma que ilustra o controle de combustão de acordo com esta forma de realização, quando ocorreu falha de comutação. A unidade de controle eletrônico (200) executa repetidamente esta série com um ciclo de cálculo predeterminado durante o funcionamento de um motor.

[0223]Os processos dos Passos S11 a S14 são os mesmos da primeira forma de realização e, assim, a sua descrição não será aqui repetida.

[0224]No Passo S61, a unidade de controle eletrônico (200) determina se o estado de funcionamento do motor transita uma vez para a primeira faixa de operação na qual a operação de abertura dupla da válvula de escape é realizada no estado normal depois de ter sido determinado que ocorreu uma falha de comutação . A unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S62 quando o estado de funcionamento do motor transita uma vez para a primeira faixa de operação depois de ter sido determinado que ocorreu uma falha de comutação.

[0225]A unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S14 quando o estado de funcionamento do motor não tiver transitado uma vez para a primeira faixa de operação depois de ter sido determinado que ocorreu uma falha de comutação. A razão disso é a seguinte. Nesta forma de realização, se ocorreu uma falha de comutação é determinada na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal (a faixa de operação SI). Consequentemente, quando o torque de saída é limitado ao torque que pode ser produzido na primeira faixa de operação no passo no qual a falha de comutação é detectada, pode ser causada uma variação súbita no torque.

[0226]No Passo S62, a unidade de controle eletrônico (200) determina se o estado de funcionamento do motor está em uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada ou em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que

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64/65 na primeira faixa de operação. A unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S63 quando o estado de funcionamento do motor está em uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada ou em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que na primeira faixa de operação. Por outro lado, a unidade de controle eletrônico (200) executa o processo do Passo S14 quando o estado de funcionamento do motor não está em uma faixa de operação em um lado de carga mais elevada ou em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que na primeira faixa de operação.

[0227]No Passo S63, a unidade de controle eletrônico (200) mantém o modo de operação Cl na primeira faixa de operação, limita o torque de saída ao torque que pode ser produzido na primeira faixa de operação e opera o corpo do motor (1).

[0228]De acordo com a forma de realização mencionada acima, uma unidade de determinação de falha de comutação da unidade de controle eletrônico (200) (o controlador) é configurada para determinar se ocorreu falha de comutação na faixa de operação de ignição por faísca. Quando o estado de funcionamento do motor transita da segunda faixa de operação para a primeira faixa de operação após ocorrer uma falha de comutação, uma unidade de controle de combustão é configurada para proibir uma operação na segunda faixa de operação em um lado de carga mais elevada ou em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que na primeira faixa de operação e para queimar combustível na primeira faixa de operação por combustão de ignição por compressão pré-mistura.

[0229]Portanto, quando ocorre uma falha de comutação, é possível evitar a ocorrência de combustão anormal ou similar que ocorre fazendo com que o corpo do motor (1) funcione na segunda faixa de operação em que a operação de abertura dupla da válvula de escape não é realizada no estado normal.

[0230]Embora formas de realização da invenção tenham sido descritas acima, as formas de realização acima mencionadas descrevem apenas uma parte

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65/65 das aplicações da invenção e não se destinam a limitar o escopo técnico da invenção às configurações específicas das formas de realização.

[0231 ]Por exemplo, nas formas de realização, na combustão de uma prémistura de ar-combustível na câmara de combustão (11) por combustão de ignição por compressão, pode ser realizada a combustão por auto-ignição de ignição assistida na qual uma parte do combustível pode ser queimada por combustão por propagação de chama e a outra parte do combustível é queimada por combustão de ignição por compressão pré-mistura utilizando calor que é gerado nesse momento.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1 .Motor de combustão interna (100) CARACTERIZADO por compreender:

- um corpo do motor (1);

- uma válvula de injeção de combustível (20) configurada para injetar combustível diretamente em uma câmara de combustão (11) do motor de combustão interna (100);

- uma vela de ignição (16), uma porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) estando disposta em um dentre o interior de um percurso de injeção de combustível e a adjacência do percurso de injeção de combustível;

- um mecanismo de comutação característico (64) configurado para comutar uma característica de elevação entre uma primeira característica de elevação e uma segunda característica de elevação, sendo a primeira característica de elevação uma característica de elevação de uma válvula de escape (60) de abertura da válvula de escape (60) em um curso de escape, sendo a segunda característica de elevação uma característica de elevação da válvula de escape (60) de abertura da válvula de escape (60) no curso de escape e em um curso de admissão; e

- uma unidade de controle eletrônico (200) configurada para controlar a válvula de injeção de combustível (20) e a vela de ignição (16) de tal modo que o combustível é queimado por uma dentre combustão de ignição por compressão prémistura e combustão por propagação de chama, a unidade de controle eletrônico (200) sendo configurada para comutar a característica de elevação da válvula de escape (60) para a segunda característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico (64) em uma primeira faixa de operação predeterminada, em que a primeira faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma parte de uma faixa de operação de ignição por compressão, sendo a faixa de operação de ignição por compressão uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão de ignição por compressão préPetição 870170040766, de 14/06/2017, pág. 75/154
2/8 mistura, a unidade de controle eletrônico (200) sendo configurada para comutar a característica de elevação da válvula de escape (60) para a primeira característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico (64) em uma segunda faixa de operação predeterminada, em que a segunda faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma faixa de operação de ignição de chama, sendo a faixa de operação de ignição de chama uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama, a unidade de controle eletrônico (200) sendo configurada para determinar se ocorreu falha de comutação, sendo a falha de comutação uma falha em que a característica de elevação da válvula de escape (60) não é comutável a partir da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação utilizando o mecanismo de comutação característico (64), a unidade de controle eletrônico (200) sendo configurada para realizar combustão homogênea na faixa de operação de ignição de chama quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação não ocorreu, sendo a combustão homogênea a combustão em que o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão (11) é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama, e a unidade de controle eletrônico (200) sendo configurada para realizar combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação ocorreu, sendo a combustão estratificada guiada por pulverização a combustão em que o combustível no percurso de injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama.

2.Motor de combustão interna (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda:

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- uma válvula de borboleta (36) disposta em uma passagem de ar de admissão (30), em que a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para controlar um nível de abertura da válvula de borboleta (36) de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura alvo com base em uma carga do motor e quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação ocorreu, a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para controlar o nível de abertura da válvula de borboleta (36) de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura de um nível de abertura máximo e um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo na segunda faixa de operação.

3. Motor de combustão interna (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO por compreender ainda:

- um turbocompressor (7) disposto em uma passagem de gás de escape (42); e

- um regulador de gás de escape configurado para ajustar um caudal de gás de escape que flui para dentro de uma turbina (72) do turbocompressor (7), sendo o regulador de gás de escape um dentre uma válvula corrediça de descarga (45) e um bocal variável, em que a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para controlar um nível de abertura do regulador de gás de escape de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura alvo com base em uma carga do motor; e quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação ocorreu, a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para controlar o nível de abertura do regulador de gás de escape de tal modo que o nível de abertura se torna um nível de abertura de um nível de abertura máximo e um nível de abertura superior ao nível de abertura alvo na segunda faixa de operação.
4. Motor de combustão interna (100), de acordo com qualquer uma das

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4/8 reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO por compreender ainda:

- um mecanismo de fase de escape variável (63) configurado para alterar uma fase de escape, sendo a fase de escape uma fase de um eixo de comando de escape (61) em relação a um eixo de manivela, em que a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para alterar a fase de escape de tal modo que uma temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) em um curso de admissão é uma temporização predeterminada na segunda faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que ocorreu a falha de comutação, a temporização predeterminada é uma temporização em que uma taxa de variação no volume da câmara de combustão (11) no curso de admissão é relativamente pequena.
5. Motor de combustão interna (100), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pela unidade de controle eletrônico (200) ser configurada para alterar a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão seja um estágio inicial do curso de admissão quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que ocorreu a falha de comutação.
6. Motor de combustão interna (100), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pela unidade de controle eletrônico (200) ser configurada para alterar a fase de escape de tal modo que a temporização de abertura de válvula da válvula de escape (60) no curso de admissão seja um estágio final do curso de admissão quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que ocorreu a falha de comutação.
7. Motor de combustão interna (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO por compreender ainda:

- um mecanismo de fase de admissão variável (53) configurado para alterar uma fase de admissão, sendo a fase de admissão uma fase de um eixo de comando

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5/8 de admissão (51) em relação a um eixo de manivela, em que quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação ocorreu, a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para alterar a fase de admissão na segunda faixa de operação de tal modo que uma temporização de fechamento de válvula de uma válvula de admissão (50) é alterada por um dos seguintes controles:

(i) a temporização de fechamento de válvula é avançada em uma direção em que a temporização de fechamento de válvula se afasta de um ponto morto inferior de admissão em comparação com um caso em que a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação não ocorreu, (ii) a temporização de fechamento de válvula é retardada em uma direção em que a temporização de fechamento de válvula se afasta do ponto morto inferior de admissão em comparação com um caso em que a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação não ocorreu.
8. Motor de combustão interna (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pela unidade de controle eletrônico (200) ser configurada para realizar a combustão estratificada guiada por pulverização em todas as faixas de operação quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que ocorreu a falha de comutação.
9. Motor de combustão interna (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pela unidade de controle eletrônico (200) ser configurada para determinar se ocorreu falha de comutação na faixa de operação de ignição da chama; e a unidade de controle eletrônico (200) ser configurada para proibir uma operação em uma área predeterminada e para queimar combustível pela combustão de ignição por compressão pré-mistura na primeira faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que um estado de funcionamento do

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6/8 motor transita a partir da segunda faixa de operação para a primeira faixa de operação após a falha de comutação ter ocorrido, a área predeterminada é pelo menos uma dentre a segunda faixa de operação em um lado com carga mais elevada do que a primeira faixa de operação e a segunda faixa de operação em um lado com velocidade de rotação mais elevada do que a primeira faixa de operação.
10.Método de controle de um motor de combustão interna (100), em que o motor de combustão interna inclui um corpo do motor (1), uma válvula de injeção de combustível (20), uma vela de ignição (16), um mecanismo de comutação característico (64) e uma unidade de controle eletrônico (200), a válvula de injeção de combustível (20) sendo configurada para injetar combustível diretamente em uma câmara de combustão (11) do motor de combustão interna (100), uma porção de eletrodo (16a) da vela de ignição (16) estando disposta em um dentre o interior de um percurso de injeção de combustível e a adjacência do percurso de injeção de combustível, o mecanismo de comutação característico (64) sendo configurado para comutar uma característica de elevação entre uma primeira característica de elevação e uma segunda característica de elevação, sendo a primeira característica de elevação uma característica de elevação de uma válvula de escape (60) de abertura da válvula de escape (60) em um curso de escape, sendo a segunda característica de elevação uma característica de elevação da válvula de escape (60) de abertura da válvula de escape (60) no curso de escape e em um curso de admissão, o método de controle sendo CARACTERIZADO por compreender:

- controlar, através da unidade de controle eletrônico (200), a válvula de injeção de combustível (20) e a vela de ignição (16) de tal modo que o combustível seja queimado por uma dentre combustão de ignição por compressão pré-mistura e combustão por propagação de chama;

- comutar, através da unidade de controle eletrônico (200), a característica

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7/8 de elevação da válvula de escape (60) para a segunda característica de elevação em uma primeira faixa de operação predeterminada;

- comutar, através da unidade de controle eletrônico (200), a característica de elevação da válvula de escape (60) para a primeira característica de elevação em uma segunda faixa de operação predeterminada;

- determinar, através da unidade de controle eletrônico (200), se ocorreu falha de comutação;

- realizar, através da unidade de controle eletrônico (200), combustão homogênea na faixa de operação de ignição de chama quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação não ocorreu; e

- realizar, através da unidade de controle eletrônico (200), combustão estratificada guiada por pulverização na segunda faixa de operação quando a unidade de controle eletrônico (200) determina que a falha de comutação ocorreu, a primeira faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma parte de uma faixa de operação de ignição por compressão, sendo a faixa de operação de ignição por compressão uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão de ignição por compressão pré-mistura, a segunda faixa de operação predeterminada inclui pelo menos uma faixa de operação de ignição de chama, sendo a faixa de operação de ignição de chama uma faixa na qual o combustível é queimado pela combustão por propagação de chama, a falha de comutação é uma falha em que a característica de elevação da válvula de escape (60) não é comutável a partir da segunda característica de elevação para a primeira característica de elevação pela unidade de controle eletrônico (200), a combustão homogênea é a combustão em que o combustível difundido homogeneamente na câmara de combustão (11) é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama, e a combustão estratificada guiada por pulverização é a combustão em que o combustível no percurso de

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8/8 injeção de combustível é inflamado utilizando a vela de ignição (16) e é queimado pela combustão por propagação de chama.

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