BR102017013414A2

BR102017013414A2 - Dispositivo de controle para motor de combustão interna

Info

Publication number: BR102017013414A2
Application number: BR102017013414-8A
Authority: BR
Inventors: Tsukamoto Shota; Suzuki Kotaro
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2018-01-23
Also published as: CN107575329A; TW201809455A; AU2017203240B2; MX2017008841A; JP6763805B2; AU2017203240A1; KR20180005115A; RU2656071C1; CN107575329B; KR101928661B1; MX370245B; TWI647383B; PH12017000195A1; PH12017000195B1; JP2018009562A

Abstract

dispositivo de controle para motor de combustão interna em um controle de aquecimento de catalisador, uma injeção inicial é realizada por um injetor em um curso de admissão. uma injeção complementar é realizada com uma quantidade menor do que a injeção inicial em um curso de expansão após um ponto morto superior de compressão. no controle de aquecimento de catalisador, um intervalo a partir do início do período de ignição de uma vela de incandescência até a conclusão da injeção complementar é controlado pela ecu de modo que a chama inicial gerada a partir de uma mistura de arcombustível que contém o jato de combustível injetado pela injeção inicial seja colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção complementar.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE CONTROLE PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (51) Int. Cl.: F02M 45/02; F02D 35/02 (52) CPC: F02M 45/02,F02D 35/028,F02D 2200/0802 (30) Prioridade Unionista: 05/07/2016 JP 2016133436, 05/07/2016 JP 2016-13343628/02/2017 JP 2017-035824 (73) Titular(es): TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA (72) Inventor(es): SHOTATSUKAMOTO; KOTARO SUZUKI (74) Procurador(es): DANIEL ADVOGADOS (ALT.DE DANIEL & CIA) (57) Resumo: DISPOSITIVO DE CONTROLE PARA MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA Em um controle de aquecimento de catalisador, uma injeção inicial é realizada por um injetor em um curso de admissão. Uma injeção complementar é realizada com uma quantidade menor do que a injeção inicial em um curso de expansão após um ponto morto superior de compressão. No controle de aquecimento de cataiisador, um intervalo a partir do início do período de ignição de uma vela de incandescência até a conclusão da Injeção complementar é controlado pela ECU de modo que a chama inicial gerada a partir de uma mistura de arcombustível que contém o jato de combustível injetado pela injeção inicial seja colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção complementar.

'40

1/35 “DISPOSITIVO DE CONTROLE PARA MOTOR DE COMBUSTÃO

INTERNA”

REFERÊNCIAS CRUZADAS AOS PEDIDOS RELACIONADOS [001 ]O presente pedido reivindica prioridade disposta no Título 35 do U.S.C. §119 dos Pedidos de Patente sob n² JP 2016-133436, depositado em 5 de julho de 2016 e n^e 2017-35824, depositado em 28 de fevereiro de 2017. Os conteúdos desses pedidos são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.

CAMPO DA TÉCNICA [002]O presente pedido refere-se a um dispositivo de controle para um motor de combustão interna e, mais particularmente, a um dispositivo de controle que é aplicado a um motor de combustão interna dotado de uma vela de incandescência e um injetor no cilindro.

ANTECEDENTES [003]Um motor de combustão interna revelado na Literatura de Patente 1 (JP 2011-106377 A) compreende: um injetor que tem uma pluralidade de orifícios de injeção; e uma vela de incandescência, sendo que o injetor e a vela de incandescência são fornecidos em uma parte superior de uma câmara de combustão. No motor de combustão interna, uma distância a partir de uma posição central de uma lacuna de descarga da vela de incandescência até uma posição central do orifício de injeção que está mais próximo à vela de incandescência dentre a pluralidade de orifícios de injeção é estabelecido dentro de uma faixa específica. No motor de combustão interna, um controle para aplicar uma alta tensão à vela de incandescência é realizado ao longo de um período de um ponto temporal após um

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 73/124

2/35 decorrer de um tempo predeterminado a partir do início de uma injeção de combustível até um ponto temporal quando a injeção de combustível é concluída.

[004]No controle supracitado, um período de injeção de combustível do injetor sobrepõe-se a um período de aplicação da alta tensão à vela de incandescência. Quando o combustível for injetado pelo injetor que é abastecido com o combustível em uma condição pressurizada, uma área de baixa pressão é formada por ar de arrasto ao redor do jato de combustível injetado a partir de cada orifício de injeção (arrastamento). Portanto, quando o controle supracitado for realizado, uma centelha de descarga gerada na lacuna de descarga é atraída para a área de baixa pressão formada pelo jato de combustível a partir do orifício de injeção mais próximo à vela de incandescência. O motor de combustão interna pode, assim, aprimorar a capacidade de ignição de uma mistura de ar-combustível formada ao redor da vela de incandescência.

[005]A Literatura de Patente 1 introduz adicionalmente a ativação de um catalisador de limpeza de gás de escape como aplicações da ação de atração supracitada. Embora não seja mencionado na Literatura de Patente 1, o catalisador de limpeza de gás de escape é geralmente ativado alterando-se um período de ignição, que é normalmente estabelecido próximo a um ponto morto superior de compressão (isto é, um período de aplicação de uma alta tensão à vela de incandescência), até um período retardado a partir do ponto morto superior de compressão.

[006]Quando controle supracitado da Literatura de Patente 1 for aplicada para a ativação geral do catalisador de limpeza de gás de escape, o período de ignição estabelecido em um lado retardado a partir do ponto morto superior de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 74/124

3/35 compressão sobrepõe-se a um período de injeção de combustível para aprimorar a capacidade de ignição da mistura de ar-combustível formada ao redor da vela de incandescência. Entretanto, se um ambiente de ignificação for alterado devido a alguns fatores e, portanto, estiver fora de uma faixa desejada, um estado de combustão pode se tornar instável apesar da ação de atração supracitada. Nos ciclos de combustão durante o controle para ativar o catalisador de limpeza de gás de escape, quando número de ciclos de combustão em que essa situação ocorre for aumentado, uma flutuação de combustão entre ciclos torna-se grande, e capacidade de condução é afetada.

[007]O presente pedido aborda os problemas acima, e um objetivo do presente pedido é suprimir a flutuação de combustão entre ciclos quando o controle realizado de modo que o período de injeção de combustível do injetor sobreponhase ao período de aplicação da alta tensão à vela de incandescência for aplicado para a ativação do catalisador de limpeza de gás de escape.

SUMÁRIO [008]Um dispositivo de controle para um motor de combustão interna de acordo com o presente pedido é um dispositivo para controlar um motor de combustão interna que compreende: um injetor, uma vela de incandescência e um catalisador de limpeza de gás de escape. O injetor é configurado para ser fornecido em uma parte superior de uma câmara de combustão e é configurado para injetar combustível a partir de uma pluralidade de orifícios de injeção no interior de um cilindro. A vela de incandescência é configurada para ignificar uma mistura de arcombustível no cilindro com o uso de uma centelha de descarga e é fornecida em um lado a jusante do combustível injetado a partir da pluralidade de orifícios de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 75/124

4/35 injeção e acima de uma superfície de contorno do padrão de jato de combustível que está mais próximo à vela de incandescência dentre os padrões de jato de combustível injetados a partir da pluralidade de orifícios de injeção. O catalisador de limpeza de gás de escape é configurado para limpar um gás de escape da câmara de combustão.

[009]Para ativar o catalisador de limpeza de gás de escape, o dispositivo de controle é configurado para controlar a vela de incandescência com a finalidade de gerar a centelha de descarga em um período de ignição retardado de um ponto morto superior de compressão, e controlar o injetor com a finalidade de realizar a primeira injeção em uma temporização avançada do ponto morto superior de compressão e segunda injeção em uma temporização retardada do ponto morto superior de compressão, sendo que a segunda injeção é realizada de modo que um período de injeção sobreponha-se a pelo menos uma parte do período de ignição.

[010]Quando for determinado que um parâmetro relacionado à flutuação de combustão entre ciclos excede um limite, o dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com o presente pedido, é configurado adicionalmente para controlar a vela de incandescência e o injetor de modo que um intervalo a partir de uma temporização de início do período de ignição até uma temporização de conclusão de um período de injeção da segunda injeção seja aumentado em comparação a um caso em que é determinado que o parâmetro é menor do que o limite.

[011]Uma mistura de ar-combustível que contém o jato de combustível pela primeira injeção gera uma chama inicial no período de ignição. Quando a segunda injeção for realizada de modo que um período de injeção se sobreponha a pelo

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 76/124

5/35 menos uma parte do período de ignição, pelo menos a chama inicial é atraída para a área de baixa pressão formada ao redor do jato de combustível injetado a partir do orifício de injeção que está mais próximo à vela de incandescência. Quando a segunda injeção for realizada, a chama inicial atraída é colocada em contato com a jato de combustível injetado pela segunda injeção e a flutuação para aumentar a chama inicial deve ser promovida.

[012]Entretanto, se esse contato não for suficiente, a combustão para aumentar a chama inicial torna-se instável. Quando número de ciclos em que a combustão para aumentar a chama inicial se torna instável for aumentado, a flutuação de combustão entre ciclos torna-se grande.

[013]Em relação a isso, quando for determinado que o parâmetro relacionado à flutuação de combustão entre ciclos excede o limite, o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da segunda injeção torna-se mais longo controlando-se de modo que o intervalo a partir da temporização de início do período de ignição até a temporização de conclusão da temporização de injeção da segunda injeção é maior em comparação ao caso em que é determinado que o parâmetro é menor do que o limite, e o início da segunda injeção é aguardada até que a chama inicial seja aumentada até certo ponto. Consequentemente, a situação que a chama inicial atraída e centelha de descarga e o jato de combustível injetado pela segunda injeção não são suficientemente contatados por ser evitada.

[014]Quando o parâmetro exceder o limite, o dispositivo de controle pode alterar uma quantidade crescente do intervalo de acordo com uma quantidade do desvio entre o parâmetro e o limite.

[015]Quando for determinado que o parâmetro relacionado à flutuação de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 77/124

6/35 combustão entre ciclos excede o limite, a quantidade crescente do intervalo é alterada de acordo com a quantidade do desvio entre o parâmetro e o limite, permitindo assim o contato confiável e suficiente entre a chama inicial atraída e o jato de combustível injetado pela segunda injeção.

[016]A segunda injeção pode ser concluída em uma temporização avançada a partir da temporização de conclusão do período de ignição.

[017]Quando a segunda injeção for concluída em uma temporização retardada a partir da temporização de conclusão do período de ignição, apenas a chama inicial é atraída para a área de baixa pressão. Por outro lado, quando a segunda injeção for completada em uma temporização avançada a partir da temporização de conclusão do período de ignição, tanto a chama inicial quanto a centelha de descarga são atraídas para a área de baixa pressão. Tanto a chama inicial quanto a centelha de descarga assim atraídas são colocadas em contato com o jato de combustível injetado pela segunda injeção. Portanto, quando a segunda injeção for concluída na temporização avançada a partir da temporização de conclusão do período de ignição, a combustão para aumentar a chama inicial é promovida adicionalmente em comparação a um caso em que a segunda injeção é concluída na temporização retardada da temporização de conclusão do período de ignição.

[018]O parâmetro pode ser uma variação do tempo necessário até que um virabrequim seja girado por um ângulo predeterminado, ou uma variação de um período de ângulo de manivela a partir da temporização de início do período de ignição até que uma fração em massa queimada atinja uma razão predeterminada.

[019]Quando o parâmetro relacionado à flutuação de combustão entre ciclos

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 78/124

7/35 for a variação de tempo necessário até que o virabrequim seja girado pelo ângulo predeterminado, ou a variação do período de ângulo de manivela a partir da temporização de início do período de ignição até que a fração em massa queimada atinja a razão predeterminada, a flutuação de combustão entre ciclos é detectada com uma precisão superior.

[020]Um dispositivo de controle para um motor de combustão interna de acordo com o presente pedido pode suprimir uma flutuação de combustão entre ciclos quando um controle realizado de modo que um período de injeção de combustível de um injetor sobreponha-se a um período de aplicação de uma alta tensão a uma vela de incandescência for aplicado para a ativação de um catalisador de limpeza de gás de escape.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [021 ]A Figura 1 é um diagrama que ilustra uma configuração de sistema de acordo com uma modalidade do presente pedido;

[022]A Figura 2 é um diagrama que ilustra um esboço de um controle de aquecimento de catalisador;

[023]A Figura 3 é um diagrama que ilustra uma injeção de curso de expansão;

[024]A Figura 4 é um diagrama que ilustra uma ação de atração de uma centelha de descarga e chama inicial pela injeção de curso de expansão;

[025]A Figura 5 é um gráfico que mostra uma relação entre um intervalo a partir de um início de um período de ignição até uma conclusão de uma injeção de curso de expansão (intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção) e uma taxa de flutuação de combustão;

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 79/124

8/35 [026]A Figura 6 é um diagrama que ilustra um exemplo de um mapa de valor adaptativo de base;

[027]A Figura 7 é um gráfico que mostra a transição de uma temporização de ignição de uma vela de incandescência 32 (mais precisamente, a temporização de início do período de ignição) e uma temperatura de refrigerante de motor em uma partida a frio de um motor de combustão interna;

[028]A Figura 8 é um diagrama que ilustra um estado no cilindro quando uma velocidade de crescimento de uma chama inicial é lenta;

[029]A Figura 9 é um diagrama para ilustrar o estado no cilindro quando uma distância entre um padrão de jato externo e uma parte de eletrodo 34 for aumentada;

[030]A Figura 10 é um gráfico que mostra os problemas quando a temporização de ignição for avançada;

[031 ]A Figura 11 é um gráfico que mostra um método de modificação do intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão;

[032]A Figura 12 é um diagrama que ilustra o estado no cilindro quando um valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão;

[033]A Figura 13 é um gráfico que explica os efeitos quando o valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão;

[034]A Figura 14 é um fluxograma que ilustra um exemplo de um processo realizado por uma ECU 40 na modalidade do presente pedido;

[035]A Figura 15 é um gráfico que mostra um exemplo de um Gat 30 quando

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 80/124

9/35 o motor de combustão interna for iniciado a frio, e transição de uma variação σ do Gat 30;

[036]A Figura 16 é um gráfico que mostra a relação entre a diferença entre a variação σ do Gat 30 e o critério e o valor de correção para aumentar o intervalo;

[037]A Figura 17 é um gráfico que mostra a relação entre a taxa de flutuação de combustão e a variação σ do SA-CA10 quando o motor de combustão interna for iniciado a frio; e [038]A Figura 18 é um gráfico que mostra um exemplo da transição da variação σ do SA-CA10.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [039]Posteriormente no presente contexto, as modalidades do presente pedido são descritas com base nos desenhos. Observe que elementos comuns nas respectivas figuras são denotados pelos mesmos sinais, e as descrições duplicadas são omitidas. O presente pedido não é limitado pelas seguintes modalidades.

[Descrição de Configuração de Sistema] [040]A Figura 1 é um diagrama que ilustra uma configuração de sistema de acordo com a modalidade do presente pedido. Conforme ilustrado na Figura 1, um sistema de acordo com a presente modalidade compreende um motor de combustão interna 10 montado em um veículo. O motor de combustão interna 10 é um motor de um ciclo de quatro tempos. O motor de combustão interna 10 tem uma pluralidade de cilindros, e um cilindro 12 é ilustrado na Figura 1. O motor de combustão interna 10 compreende um bloco de cilindro 14 em que o cilindro 12 é formado, e uma cabeça de cilindro 16 disposta no bloco de cilindro 14. Um pistão 18 é disposto no cilindro 12, em que o pistão 18 se move de modo alternado de vaivém em uma

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 81/124

10/35 direção axial do pistão 18 (uma direção vertical na presente modalidade). Uma câmara de combustão 20 do motor de combustão interna 10 é definida por pelo menos uma superfície de parede do bloco de cilindro 14, uma superfície de fundo da cabeça de cilindro 16 e uma superfície de topo do pistão 18.

[041]Duas portas de admissão 22 e duas portas de escape 24 que são comunicadas com a câmara de combustão 20 são formadas na cabeça de cilindro 16. Uma válvula de admissão 26 é fornecida em uma abertura da porta de admissão 22 que é comunicada com a câmara de combustão 20. Uma válvula de escape 28 é fornecida em uma abertura da porta de escape 24 que é comunicada com a câmara de combustão 20. Um injetor 30 é fornecido no cabeça de cilindro 16 de modo que uma ponta do injetor 30 esteja voltado para a câmara de combustão 20 a partir do substancialmente centro de uma parte superior da câmara de combustão 20. O injetor 30 está conectado a um sistema de abastecimento de combustível que compreende um tanque de combustível, um trilho comum, uma bomba de abastecimento e similares. A ponta do injetor 30 tem uma pluralidade de orifícios de injeção dispostos radialmente. Quando uma válvula do injetor 30 for aberta, o combustível é injetado a partir desses orifícios de injeção em um estado de alta pressão.

[042]Na cabeça de cilindro 16, uma vela de incandescência 32 é fornecida com a finalidade de estar localizada sobre o lado de válvula de escape 28 do injetor 30 e na parte superior da câmara de combustão 20. A vela de incandescência 32 tem uma parte de eletrodo 34 em uma ponta da mesma, sendo que a parte de eletrodo 34 compreende um eletrodo de centro e um eletrodo de terra. A parte de eletrodo 34 é disposta com a finalidade de se projetar para uma área acima de uma

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 82/124

11/35 superfície de contorno de um padrão de jato de combustível (doravante também chamado de padrão de jato externo) injetado a partir do injetor 30 (isto é, uma área a partir do padrão de jato externo até a superfície de fundo da cabeça de cilindro 16). Mais particularmente, a parte de eletrodo 34 é disposta com a finalidade de se projetar para a área acima da superfície de contorno do padrão de jato de combustível que está mais próximo à vela de incandescência 32 dentre os padrões de jato de combustível injetado radialmente a partir dos orifícios de injeção do injetor 30. Observe que uma linha de contorno desenhada na Figura 1 representa a superfície de contorno do padrão de jato de combustível que está mais próxima à vela de incandescência 32 dentre os padrões de jato de combustível injetados a partir do injetor 30.

[043]A porta de admissão 22 se estende substancialmente reta a partir de uma entrada em um lado de passagem de admissão em direção à câmara de combustão 20. Uma área em corte transversal de passagem de fluxo da porta de admissão 22 é reduzida em um gargalo 36 que é uma parte de conexão com a câmara de combustão 20. Esse formato da porta de admissão 22 gera um fluxo do tipo tumble em ar de admissão que flui a partir da porta de admissão 22 para o interior da câmara de combustão 20. O fluxo do tipo tumble turbilhona na câmara de combustão 20. Mais particularmente, o fluxo do tipo tumble prossegue a partir do lado de porta de admissão 22 para o lado de porta de escape 24 na parte superior da câmara de combustão 20 e, então, prossegue a partir da parte superior da câmara de combustão 20 para baixo no lado de porta de escape 24. O fluxo do tipo tumble prossegue a partir do lado de porta de escape 24 até o lado de porta de admissão 22 na parte inferior da câmara de combustão 20 e, então, prossegue a

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 83/124

12/35 partir da parte inferior da câmara de combustão 20 para cima no lado de porta de admissão 22. Uma reentrância é formada sobre a superfície de topo do pistão 18 que forma a parte inferior da câmara de combustão 20 a fim de conservar o fluxo do tipo tumble.

[044]Conforme ilustrado na Figura 1, o sistema de acordo com a presente modalidade compreende uma ECU (Unidade de Controle Eletrônico) 40 como meio de controle. A ECU 40 compreende uma RAM (Memória de Acesso Aleatório), uma ROM (Memória de Somente Leitura), uma CPU (Unidade de Processamento Central) e similares. A ECU 40 recebe sinais de vários sensores montados no veículo e processa os sinais recebidos. Os vários sensores compreendem pelo menos um sensor de ângulo de manivela 42 que detecta um ângulo de rotação de um virabrequim conectado ao pistão 18, um sensor de abertura de acelerador 44 que detecta uma quantidade de depressão de um pedal de acelerador operado por um condutor e um sensor de temperatura 46 que detecta uma temperatura de refrigerante no motor de combustão interna 10 (doravante referida como temperatura de refrigerante de motor). A ECU 40 processa os sinais recebidos a partir dos sensores individuais para operar vários atuadores de acordo com um programa de controle predeterminado. O atuador operado pela ECU 40 compreende pelo menos o injetor 30 e a vela de incandescência 32 descrita acima.

[Controle de Partida pela ECU 40] [045]Na presente modalidade, o controle para promover a ativação de um catalisador de limpeza de gás de escape (doravante também chamado de controle de aquecimento de catalisador) é realizado pela ECU 40 ilustrada na Figura 1 como controle imediatamente após a partida a frio do motor de combustão interna 10. O

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 84/124

13/35 catalisador de limpeza de gás de escape é um catalisador que é fornecido em uma passagem de escape do motor de combustão interna 10. Um exemplo do catalisador de limpeza de gás de escape compreende um catalisador de três vias que limpa óxidos de nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos (HC) e monóxido de carbono (CO) no gás de escape quando a atmosfera do catalisador em um estado ativado estiver próxima à estequiometria.

[046]O controle de aquecimento de catalisador realizado pela ECU 40 é descrito com referência às Figuras 2 a 7. A Figura 2 ilustra uma temporização da injeção pelo injetor 30 e uma temporização inicial de um período de ignição da vela de incandescência 32 (uma temporização inicial de um período de descarga da parte de eletrodo 34) durante o controle de aquecimento de catalisador. Conforme ilustrado na Figura 2, durante o controle de aquecimento de catalisador, o injetor 30 realiza a injeção inicial (primeira injeção) em um curso de admissão e, então, realiza a injeção complementar (segunda injeção) com uma quantidade (como um exemplo, cerca de 5 mm³/st) menor do que a injeção inicial em um curso de expansão após um ponto morto superior de compressão. Observe que, na seguinte descrição, a injeção inicial (primeira injeção) é referida como injeção de curso de admissão, e a injeção complementar (segunda injeção) é referida como injeção de curso de expansão. Conforme ilustrado na Figura 2, durante o controle de aquecimento de catalisador, a temporização inicial do período de ignição da vela de incandescência 32 é estabelecida em uma temporização retardada a partir do ponto morto superior de compressão. Na Figura 2, a injeção de curso de expansão é realizada em uma temporização retardada a partir da temporização inicial do período de ignição, mas a injeção de curso de expansão pode ser iniciada em uma temporização avançada a

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 85/124

14/35 partir da temporização inicial do período de ignição. Em relação a isso, a descrição é dotada de referência à Figura 3.

[047]A Figura 3 é um diagrama que ilustra uma relação de temporização entre um período de injeção e um período de ignição na injeção de curso de expansão. A Figura 3 ilustra quatro injeções A, B, C e D que são iniciadas em temporizações diferentes, respectivamente. As injeções A, B, C e D são iniciadas em temporizações diferentes, respectivamente, porém todos os períodos de injeção das mesmas têm a mesma extensão na injeção de curso de expansão. O período de ignição ilustrado na Figura 3 é igual ao período de ignição durante o controle de aquecimento de catalisador (período de estabelecimento). Na presente modalidade, a injeção B realizada durante a qual o período de ignição é iniciado, a injeção C realizada durante o período de ignição e a injeção D realizada durante a qual o período de ignição é concluído, conforme ilustrado na Figura 3, correspondem à injeção de curso de expansão. A injeção A realizada em uma temporização avançada a partir da temporização de início do período de ignição não corresponde à injeção de curso de expansão na presente modalidade. Isso se deve ao fato de que é necessário que pelo menos uma parte do período de injeção sobreponha-se ao período de ignição na injeção de curso de expansão a fim de alcançar uma ação de atração descrita posteriormente.

[Ação de Atração por Injeção de Curso de Expansão] [048]A Figura 4 é um diagrama que ilustra uma ação de atração de uma centelha de descarga e chama inicial na injeção de curso de expansão. Uma parte superior e uma parte intermediária (ou uma parte inferior) da Figura 4 ilustra dois estados diferentes da centelha de descarga gerada pela parte de eletrodo 34

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 86/124

15/35 durante o período de ignição da vela de incandescência 32 e da chama inicial gerada pela centelha de descarga a partir de uma mistura de ar-combustível que contém o jato de combustível injetado pela injeção de curso de admissão, respectivamente. A parte superior da Figura 4 ilustra um estado em que a injeção de curso de expansão não é realizada. A parte intermediária (ou a parte inferior) da Figura 4 ilustra um estado em que a injeção de curso de expansão é realizada. Observe que, para conveniência da descrição, a Figura 4 ilustra apenas o padrão de jato de combustível que está mais próximo à vela de incandescência 32 dentre os padrões de jato de combustível injetados pela injeção de curso de expansão.

[049]Conforme ilustrado na parte superior da Figura 4, quando a injeção de curso de expansão não for realizada, a centelha de descarga gerada pela parte de eletrodo 34 e pela chama inicial se estendem em uma direção de fluxo do tipo tumble. Por outro lado, conforme ilustrado na parte intermediária da Figura 4, quando a injeção de curso de expansão for realizada, uma área de baixa pressão é formada ao redor do jato de combustível (arrastamento), e a centelha de descarga gerada pela parte de eletrodo 34 e pela chama inicial são atraídas em uma direção oposta à direção de fluxo do tipo tumble. Portanto, conforme ilustrado na parte inferior da Figura 4, a centelha de descarga atraída e chama inicial são colocadas em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, são arrastadas no jato de combustível, e crescem rapidamente. O crescimento da chama inicial causada tanto pela centelha de descarga quanto pela assim atraída ocorre nas injeções B e C ilustradas na Figura 3. O crescimento da chama inicial na injeção D na Figura 3 é descrito posteriormente.

[050]O jato de combustível injetado no curso de expansão é afetado pelo

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 87/124

16/35 fluxo do tipo tumble e pela pressão no cilindro. Quando a injeção de curso de expansão for realizada em uma temporização avançada a partir da temporização inicial do período de ignição da vela de incandescência 32 (consulte a injeção A na Figura 3), o jato de combustível injetado por essa injeção muda em seu formato antes de atingir a parte de eletrodo 34. Como um resultado, uma concentração da mistura de ar-combustível ao redor da vela de incandescência é instável e uma flutuação de combustão entre ciclos torna-se grande. Entretanto, se a injeção de curso de expansão for realizada de modo que pelo menos uma parte do período de injeção sobreponha-se ao período de ignição (consulte as injeções B, C na Figura 3), a ação de atração ilustrada na parte intermediária da Figura 4 pode ser alcançada. Até mesmo se o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão mudar em seu formato, a combustão para aumentar a chama inicial (doravante também chamado de combustão inicial) pode ser estabilizada, suprimindo assim a flutuação de combustão entre ciclos. Ademais, a combustão após a combustão inicial ou a chama inicial aumentada pode estabilizar a combustão que envolve adicionalmente a mistura de ar-combustível que contém o jato de combustível injetado pela injeção de curso de admissão (doravante também chamada de combustão principal). Na injeção D ilustrada na Figura 3, a centelha de descarga desaparece quando o período de ignição for concluído, mas a chama inicial permanece. A ação de atração causada pelo jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão permite que a chama inicial seja colocada em contato com o jato de combustível. Consequentemente, a chama inicial é estabilizada de modo semelhante aos casos das injeções B, C ilustradas na Figura 3, suprimindo assim a flutuação de combustão entre ciclos.

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 88/124

17/35 [Controle de Intervalo] [051 ]No controle de aquecimento de catalisador, a ECU 40 controla um intervalo a partir do início do período de ignição da vela de incandescência 32 até a conclusão da injeção de curso de expansão. A Figura 5 é um gráfico que mostra uma relação entre o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão (intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção) e uma taxa de flutuação de combustão. A taxa de flutuação de combustão na Figura 5 é obtida alterando-se a temporização de início da injeção de curso de expansão cujo período de injeção (isto é, quantidade de injeção) é fixo ao mesmo tempo em que fixa a temporização de início e temporização de conclusão do período de ignição. Conforme mostrado na Figura 5, uma linha que indica a taxa de flutuação de combustão em relação ao intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção é uma linha convexa para baixo. Na Figura 5, quando a temporização de início do período de ignição (início de ignição) e a temporização de início da injeção de curso de expansão (início de injeção) forem correspondidas, a taxa de flutuação de combustão indica o menor valor no lado retardado da temporização do início de ignição que é a mesma que a temporização do início de injeção.

[052]A ROM da ECU 40 armazena um mapa de um valor do intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção quando a taxa de flutuação de combustão indica o menor valor conforme mostrado na Figura 5 (doravante também chamado de valor adaptativo de base) associado ao estado de operação de motor (doravante também chamado de mapa de valor adaptativo de base), e o mapa é lido a partir da ROM quando o controle de aquecimento de catalisador for realizado. A Figura 6 é um diagrama que ilustra um exemplo do mapa de valor adaptativo de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 89/124

18/35 base. Conforme ilustrado na Figura 6, o mapa de valor adaptativo de base é criado como um mapa bidimensional definindo-se uma velocidade de motor e uma carga de motor k1 como ambos os eixos geométricos. Visto que o mapa de valor adaptativo de base é criado por cada uma das regiões de temperatura de refrigerante de motor divididas em intervalos de temperatura predeterminada, existe uma pluralidade desses mapas bidimensionais, na realidade. Conforme indicado por uma seta na Figura 6, o valor adaptativo de base é estabelecido para ter um valor no lado retardado à medida que velocidade de motor se torna maior ou à medida que carga de motor se torna menor. Esse motivo se deve ao fato de que o crescimento da chama inicial é relativamente retardado quando a velocidade de motor está alta e o crescimento da chama inicial é relativamente rápidos à medida que o ambiente no cilindro é aprimorado quando a carga de motor estiver alta.

[053]No controle de aquecimento de catalisador, especificamente, a temporização de início do período de ignição da vela de incandescência 32 e a temporização de conclusão da injeção de curso de expansão são decididas conforme a seguir. Em primeiro lugar, a temporização de início do período de ignição da vela de incandescência 32 é decidida de acordo com uma temporização de ignição básica e uma quantidade de correção de retardo. Então, a temporização de conclusão da injeção de curso de expansão é decidida adicionando-se o valor adaptativo de base obtido a partir do mapa de valor adaptativo de base e do estado de operação de motor até a temporização de início decidida do período de ignição. A Figura 7 é um gráfico que mostra a transição da temporização de ignição da vela de incandescência 32 (mais precisamente, a temporização de início do período de ignição) e a temperatura de refrigerante de motor na partida a frio do motor de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 90/124

19/35 combustão interna. Quando o motor for iniciado em um tempo to indicado na Figura 7, um modo de operação para realizar o controle de aquecimento de catalisador (doravante também chamado de modo de aquecimento de catalisador) é iniciado a partir de um tempo ti imediatamente após o tempo to, e a temporização de ignição é gradualmente estabelecida como um valor no lado retardado. O modo de aquecimento de catalisador é concluído em um tempo t2 quando a temperatura de refrigerante de motor atingir um critério (como um exemplo, 50 °C), e, então, a temporização de ignição é gradualmente estabelecida como o valor no lado retardado.

[054]Observe que a temporização de ignição básica é armazenada na ROM da ECU 40 como um valor de acordo com as condições de operação de motor (principalmente, a quantidade de ar de admissão e a velocidade de motor). A quantidade de correção de retardo é decidida com base no mapa da quantidade de correção de retardo associada à temperatura de refrigerante de motor (doravante também chamada de mapa de quantidade de correção de retardo). O mapa de quantidade de correção de retardo é armazenado na ROM da ECU 40 de modo semelhante ao mapa de valor adaptativo de base, e é lido a partir da ROM quando o controle de aquecimento de catalisador for realizado.

[Problemas Quando o Ambiente de Ignificação Está Fora da Faixa Desejada] [055]No sistema ilustrado na Figura 1, se um ambiente de ignificação for alterado devido a alguns fatores e, portanto, estiver foram de uma faixa desejada, um estado de combustão pode facilmente se tornar apesar da ação de atração supracitada causada pela injeção de curso de expansão. Por exemplo, quando depósitos são acumulados nos orifícios de injeção do injetor 30, a quantidade de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 91/124

20/35 injeção da injeção de curso de admissão é reduzida. Até mesmo quando a quantidade de ar é lida incorretamente em uma quantidade menor do que a quantidade original quando a quantidade de injeção da injeção de curso de admissão for calculada, a quantidade de injeção da injeção de curso de admissão é reduzida. Quando a quantidade de injeção da injeção de curso de admissão for reduzida, a concentração de combustível ao redor da vela de incandescência 32 torna-se menor e a velocidade de crescimento da chama inicial (referida como uma velocidade de crescimento da chama inicial antes de contatar o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, o mesmo se aplicará doravante) tornase mais lenta. Em um caso de aprendizado insatisfatório em relação às temporizações de válvula da válvula de admissão 26 e a válvula de escape 28, uma razão de gás de escape restante na câmara de combustão 20 é aumentada e a velocidade de crescimento da chama inicial torna-se mais lenta. Quando a velocidade de crescimento da chama inicial torna-se mais lenta, a chama inicial pode não ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão e uma flutuação de combustão entre ciclos torna-se grande.

[056]A Figura 8 é um diagrama que ilustra o estado no cilindro quando a velocidade de crescimento da chama inicial é lenta. Uma parte superior da Figura 8 ilustra o estado no cilindro quando o ambiente de ignificação estiver dentro da faixa desejada, sendo que o estado no cilindro é o mesmo que o estado no cilindro ilustrado na parte inferior da Figura 4. Nesse caso, a centelha de descarga e chama inicial geradas pela parte de eletrodo 34 são atraídas e colocadas em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, e a chama inicial é rapidamente aumentada conforme descrito acima. Isto é, não há problema particular

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 92/124

21/35 na velocidade de crescimento da chama inicial nesse caso. Por outro lado, a parte inferior da Figura 8 ilustra o estado no cilindro quando a velocidade de crescimento da chama inicial é lenta. Nesse caso, a centelha de descarga gerada pela parte de eletrodo 34 é atraída para o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, mas a atração pretendida da chama inicial cuja velocidade de crescimento é lenta pode não ser alcançada. Portanto, a chama inicial pode não ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão. A combustão inicial torna-se instável, e a combustão principal após a combustão inicial também se torna instável.

[057]Por exemplo, quando uma quantidade projeção da parte de eletrodo 34 para a câmara de combustão 20 é reduzida devido a substituição da vela de incandescência 32, e quando o ângulo de jato for alterado devido ao acúmulo de depósitos nos orifícios de injeção do injetor 30, a distância entre um padrão de jato externo e a parte de eletrodo 34 é reduzida. Quando a distância entre o padrão de jato externo e a parte de eletrodo 34 for aumentada, a chama inicial pode não ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, e a flutuação de combustão entre ciclos pode se tornar grande.

[058]A Figura 9 é um diagrama para ilustrar o estado no cilindro quando a distância entre o padrão de jato externo e a parte de eletrodo 34 for aumentada. Uma parte superior da Figura 9 ilustra o estado no cilindro quando o ambiente de ignificação estiver dentro da faixa desejada, sendo que o estado no cilindro é igual ao estado no cilindro ilustrado na parte inferior da Figura 4 e na parte superior da Figura 8. Por outro lado, a parte inferior da Figura 9 ilustra o estado no cilindro quando a distância entre o padrão de jato externo e a parte de eletrodo 34 for

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 93/124

22/35 aumentada. Nesse caso, visto que a distância entre a área de baixa pressão e a centelha de descarga e chama inicial geradas pela parte de eletrodo 34 é aumentada, em que a área de baixa pressão é formada ao redor do jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, a atração pretendida pode não ser alcançada. Portanto, a chama inicial pode não ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão. Observe que uma linha de contorno desenhada na Figura 9 representa a superfície de contorno do padrão de jato de combustível que está mais próxima à vela de incandescência 32 dentre os padrões de jato de combustível injetados a partir do injetor 30.

[059]Se a temporização de início do período de ignição for avançada, o ambiente no cilindro é aprimorado. Quando a velocidade de crescimento da chama inicial for reduzida (consulte a parte inferior da Figura 8), a chama inicial pode ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão atenuando-se a redução da velocidade de crescimento. Quando a distância entre o padrão de jato externo e a parte de eletrodo 34 for aumentada (consulte a parte inferior da Figura 9), a chama inicial pode ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão promovendose a velocidade de crescimento da chama inicial. Entretanto, se a temporização de início do período de ignição for avançada, a energia de escape que pode ser aplicada ao catalisador de limpeza de gás de escape é reduzida, e o tempo é necessário para a ativação do catalisador de limpeza de gás de escape.

[060]Esses problemas são descritos em detalhes com referência à Figura 10. Quando o ambiente de ignificação estiver dentro da faixa desejada, o período até a chama inicial gerada a partir do jato de combustível injetado pela injeção de curso

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 94/124

23/35 de admissão ser aumentada para um tamanho suficiente para ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão pode ser um período dentro de uma faixa adequada. Conforme indicado, uma linha sólida (em um estado normal) em uma parte intermediária da Figura 10, até mesmo quando a temporização de ignição (mais precisamente, a temporização de início do período de ignição) é estabelecida em um ângulo de manivela CAi no lado retardado, a velocidade de crescimento da chama inicial pode ser um valor (vi) dentro da faixa adequada. Conforme indicado em uma linha sólida (no estado normal) em uma parte superior da Figura 10, a taxa de flutuação de combustão pode ser menor do que o critério. Entretanto, quando o ambiente de ignificação for alterado e, portanto, estiver fora de uma fora de uma faixa desejada, o período até a chama inicial gerada a partir do jato de combustível injetado pela injeção de curso de admissão ser aumentada até um tamanho suficiente para ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão é aumentado. Conforme indicado por uma linha quebrada (quando a combustão for deteriorada) na parte intermediária da Figura 10, quando a temporização de ignição for estabelecida para o ângulo de manivela CAi, a velocidade de crescimento da chama inicial é reduzida para um valor (V2) que está fora da faixa adequada. Portanto, conforme indicado por uma linha quebrada (quando a combustão for deteriorada) na parte superior da Figura 10, a taxa de flutuação de combustão excede o critério.

[061]Até mesmo quando o ambiente de ignificação está fora da faixa desejada, a tendência da velocidade de crescimento da chama inicial pode ser alterada mudando-se a temporização de ignição para o lado avançado. Especificamente, se a temporização de ignição for reestabelecida a partir do ângulo

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 95/124

24/35 de manivela CAi para o ângulo de manivela CA2, a velocidade de crescimento da chama inicial pode ser retornada a partir do valor (V2) que está fora da faixa adequada para 0 valor (vi) que está dentro da faixa adequada. Portanto, a chama inicial gerada a partir do jato de combustível injetado pela injeção de curso de admissão pode ser colocada em contato com 0 jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, permitindo assim que a taxa de flutuação de combustão seja menor do que 0 critério. Entretanto, conforme mostrado em uma parte inferior da Figura 10, quando a temporização de ignição for reestabelecida para 0 ângulo de manivela CA2, a energia de escape é reduzida em comparação ao caso em que a temporização de ignição é estabelecida para 0 ângulo de manivela CA1. Portanto, 0 tempo é necessário para a ativação do catalisador de limpeza de gás de escape apenas pela redução da energia de escape.

[062]Na presente modalidade, para evitar essas situações, 0 valor adaptativo de base obtido a partir do mapa de valor adaptativo de base é modificado quando for esperado que a chama inicial não pode ser colocada em contato com 0 jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão devido ao fato de que 0 ambiente de ignificação está alterado. A Figura 11 é um gráfico que mostra um método de modificação do intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão. De modo semelhante à Figura 5, a Figura 11 ilustra uma relação entre 0 intervalo entre 0 início de ignição e a conclusão de injeção e a flutuação de combustão. Como visto a partir da comparação das Figuras 5 e 11, a relação é desenhada por uma linha sólida na Figura 5, mas é desenhada por uma linha quebrada na Figura 11.

[063]Conforme explicado nas Figuras 8 a 10, quando a chama inicial pode

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 96/124

25/35 não ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão, a taxa de flutuação de combustão torna-se grande. Isto é, conforme mostrado na Figura 11, a relação entre o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção e a flutuação de combustão é alterada a partir da relação desenhada por uma linha quebrada para a relação desenhada por uma linha sólida. Entretanto, quando a injeção de curso de expansão for realizada com a taxa de flutuação de combustão estabelecida como o valor adaptativo de base, a taxa de flutuação de combustão excede o critério. Em relação a isso, se o valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção de acordo com a relação indicada pela linha sólida após a alteração, a taxa de flutuação de combustão pode ser menor do que o critério.

[064]Observe que, conforme descrito acima, o valor adaptativo de base é um valor do intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção quando a taxa de flutuação de combustão indica o menor valor no caso em que o ambiente de ignificação está dentro da faixa desejada. Até mesmo quando a injeção de curso de expansão for realizada com base no intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção” modificado, a taxa de própria flutuação de combustão não se torna pequena em comparação ao caso em que o ambiente de ignificação está dentro da faixa desejada. Entretanto, se o valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção, a taxa de flutuação de combustão pode ser feita para se aproximar à taxa de flutuação de combustão no caso em que o ambiente de ignificação está dentro da faixa desejada tornando-se a taxa de flutuação de combustão menor do que o critério.

[065]A Figura 12 é um diagrama que ilustra o estado no cilindro quando o

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 97/124

26/35 valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão. Tanto uma parte superior quanto uma parte inferior da Figura 12 ilustram o estado no cilindro quando o ambiente de ignificação estiver fora da faixa desejada. Como uma diferença entre a parte superior e a parte inferior da Figura 12, a parte superior ilustra o caso em que a temporização de ignição é avançada com o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção fixo ao valor adaptativo de base, e a parte inferior ilustra o caso em que o valor adaptativo de base é modificado para aumentar o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção.

[066]Como visto a partir da comparação da parte superior e da parte inferior da Figura 12, quando o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção é fixo ao valor adaptativo de base (consulte a parte superior), a chama inicial cuja velocidade de crescimento é lenta pode não ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão. Por outro lado, se o valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção (consulte a parte inferior), a chama inicial pode ser colocada em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão em um estágio em que a chama inicial é aumentada até certo ponto. O estado em que a chama inicial entra em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão se aproxima do estado em que tanto a chama inicial quanto o jato de combustível são contatados quando o ambiente de ignificação estiver dentro da faixa desejada. Portanto, a combustão inicial pode ser estabilizada para suprimir a flutuação de combustão, e a combustão principal também pode ser estabilizada.

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 98/124

27/35 [067]Se o valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo entre o início de ignição e a conclusão de injeção, não é necessário avançar em grande parte a temporização de ignição, suprimindo assim a redução da energia de escape a ser aplicada ao catalisador de limpeza de gás de escape. A Figura 13 é um gráfico que explica os efeitos quando o valor adaptativo de base for modificado para aumentar o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão. O valor adaptativo de base (em um estado normal) na Figura 13 representa a energia de escape a ser aplicada ao catalisador de limpeza de gás de escape quando o controle de aquecimento de catalisador for realizado de acordo com o valor adaptativo de base e a taxa de flutuação de combustão no controle de aquecimento de catalisador no caso em que o ambiente de ignificação está dentro da faixa desejada. O valor adaptativo de base (quando a combustão está deteriorada) representa a energia de escape e a taxa de flutuação de combustão quando o controle de aquecimento de catalisador for realizado de acordo com o valor adaptativo de base no caso em que o ambiente de ignificação está fora da faixa desejada. Como visto a partir da comparação de ambos os valores adaptativos de base, a energia de escape correspondente ao valor adaptativo de base (quando a combustão está deteriorada) ” é equivalente àquela correspondente ao valor adaptativo de base (no estado normal), mas a taxa de flutuação de combustão correspondente ao valor adaptativo de base (quando a combustão está deteriorada) é maior do que o critério.

[068]Um ângulo de avanço de ignição (intervalo fixo) na Figura 13 representa a energia de escape e a taxa de flutuação de combustão quando o controle de aquecimento de catalisador for realizado de acordo com o valor

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 99/124

28/35 adaptativo de base ao mesmo tempo em que avança a temporização de ignição (mais precisamente, a temporização de início do período de ignição) no caso em que o ambiente de ignificação está fora da faixa desejada. Como visto a partir da comparação do ângulo de avanço de ignição (intervalo fixo) e do valor adaptativo de base (quando a combustão está deteriorada), a taxa de flutuação de combustão correspondente ao ângulo de avanço de ignição (intervalo fixo) é menor do que o critério, mas a energia de escape correspondente ao ângulo de avanço de ignição (intervalo fixo) ” é reduzida.

[069]O valor da presente aplicação na Figura 13 representa a energia de escape e a taxa de flutuação de combustão quando o controle de aquecimento de catalisador for realizado de acordo com o valor adaptativo de base modificado no caso em que o ambiente de ignificação está fora da faixa desejada. Como visto a partir da comparação do valor da presente aplicação e dos outros valores, a taxa de flutuação de combustão correspondente ao valor da presente aplicação pode ser menor do que o critério. A energia de escape correspondente ao valor da presente aplicação pode ser obtida, a qual é menor do que aquela correspondente ao valor adaptativo de base (no estado normal), mas é maior do que aquela correspondente ao valor de ângulo de avanço de ignição com intervalo fixo. Portanto, a energia de escape necessária para ativação antecipada do catalisador de limpeza de gás de escape pode ser assegurada enquanto suprime o aumento de taxa de flutuação de combustão até mesmo quanto o ambiente de ignificação está fora da faixa desejada.

[Processo Específico] [070]A Figura 14 é um fluxograma que ilustra um exemplo de um processo

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 100/124

29/35 realizado pela ECU 40 na modalidade do presente pedido. Observe que as rotinas ilustradas nessa figura são realizadas repetidamente em cada cilindro por ciclo após a partida do motor de combustão interna 10.

[071]Nas rotinas ilustradas na Figura 14, em primeiro lugar, é determinado se a temperatura de refrigerante de motor atinge o critério, ou se um sinalizador relacionado à conclusão do modo de aquecimento de catalisador é estabelecido (etapa S100). Especificamente, na etapa S100, é determinado se a temperatura de refrigerante de motor atinge o critério (consulte a Figura 7) de acordo com um valor de detecção do sensor de temperatura 46, ou se o sinalizador de conclusão (consulte a etapa S110) é estabelecido. Quando for determinado que a temperatura de refrigerante de motor atinge o critério, ou quando for determinado que o sinalizador de conclusão é estabelecido (em um caso de Sim), o processo sai dessa rotina.

[072]Quando for determinado na etapa S100 que a temperatura de refrigerante de motor não atinge o critério e o sinalizador de conclusão não é estabelecido (em um caso de Não), a temporização de início do período de ignição da vela de incandescência 32 e a temporização de conclusão da injeção de curso de expansão são decididas com base no estado de operação de motor (etapa S102). Na etapa S102, em primeiro lugar, a temperatura de refrigerante de motor é obtida de acordo com o valor de detecção do sensor de temperatura 46, e a quantidade de correção de retardo é obtida com base no mapa de quantidade de correção de retardo. A temporização de início do período de ignição da vela de incandescência 32 é decidida de acordo com a quantidade de correção de retardo e a temporização de ignição básica. O valor adaptativo de base é obtido de acordo com a velocidade

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 101/124

30/35 de motor calculada de acordo com o valor de detecção do sensor de ângulo de manivela 42, a carga de motor é calculada de acordo com o valor de detecção do sensor de abertura de acelerador 44, e a temperatura de refrigerante de motor é calculada de acordo com o valor de detecção do sensor de temperatura 46 e o mapa de valor adaptativo de base. A temporização de conclusão da injeção de curso de expansão é decidida adicionando-se o valor adaptativo de base obtido à temporização de início decidida do período de ignição da vela de incandescência 32.

[073]Subsequentemente à etapa S102, é determinado se o ambiente de ignificação é alterado (etapa S104). Na etapa S104, é determinado se a variação (desvio padrão) σ de Gat 30 excede o critério após o início do controle de aquecimento de catalisador, por exemplo. Um rotor do sensor de ângulo de manivela 42 é dotado de dentes que têm intervalos de 30°. O sensor de ângulo de manivela 42 é configurado para transmitir um sinal a cada vez que o virabrequim gira por 30°. O Gat 30 é calculado como um tempo entre os sinais a serem transmitidos, isto é, um tempo necessário para girar o virabrequim por 30°. A Figura 15 é um gráfico que mostra um exemplo do Gat 30 quando o motor de combustão interna for iniciado a frio, e a transição da variação σ do Gat 30. Na Figura 15, a abscissa representa um tempo decorrido após o motor ser iniciado, e um tempo ti representa a temporização de início do controle de aquecimento de catalisador. Conforme mostrado na Figura 15, a flutuação do Gat 30 é pequena entre o tempo ti e o tempo t3. Portanto, determina-se que a variação σ do Gat 30 é menor do que o critério. Quando for determinado que a variação σ do Gat 30 é menor do que o critério (em um caso de Não), o processo prossegue para a etapa S108.

[074]Por outro lado, conforme mostrado na Figura 15, a flutuação do Gat 30

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 102/124

31/35 torna-se grande entre o tempo t3 e o tempo U. Portanto, determina-se que a variação σ do Gat 30 é maior do que o critério. Quando for determinado que a variação σ do Gat 30 excede o critério (em um caso de Yes), pode ser determinado que existem as possibilidades de que o ambiente de ignificação seja alterado devido a alguns fatores e, portanto, está fora da faixa desejada, e a chama inicial pode não entrar em contato com o jato de combustão injetado pela injeção de curso de expansão. Portanto, a temporização de início do período de ignição da vela de incandescência 32 e a temporização de conclusão da injeção de curso de expansão são modificadas (etapa S106). Na etapa S106, em primeiro lugar, a quantidade de correção de retardo é obtida de acordo com a temperatura de refrigerante de motor e o mapa de quantidade de correção de retardo. A temporização de início do período de ignição da vela de incandescência 32 é decidida de acordo com a quantidade de correção de retardo e a temporização de ignição básica. O valor adaptativo de base é obtido de acordo com a velocidade de motor, a carga de motor e a temperatura de refrigerante de motor, e o mapa de valor adaptativo de base. O processo até o momento é igual ao processo na etapa S102. Na etapa S106, o valor adaptativo de base obtido é adicionado à temporização de início decidida do período de ignição da vela de incandescência 32. Ademais, o valor de correção (valor fixo) para aumentar o intervalo é adicionado adicionalmente ao mesmo. A temporização de conclusão da injeção de curso de expansão é decidida.

[075]Subsequentemente à etapa S106, na etapa S108 é determinado se a temperatura de gás de escape excede o critério Ti. Nessa etapa, é determinado se a temperatura de gás de escape excede o critério Ti de acordo com o valor de detecção do sensor de temperatura fornecido no lado a jusante do catalisador de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 103/124

32/35 limpeza de gás de escape, por exemplo. Se for determinado que a temperatura de refrigerante de motor atinge o critério (em um caso de Sim), o sinalizador de conclusão é estabelecido (etapa S110).

[076]De acordo com as rotinas ilustradas na Figura 14, pode ser determinado se o ambiente de ignificação está alterado de acordo com a variação σ do Gat 30 após o controle de aquecimento de catalisador ser iniciado. Quando, como um resultado da determinação, for determinado que existe a possibilidade de que o ambiente de ignificação seja alterado devido a alguns fatores e, portanto, está fora da faixa desejada, o intervalo a partir do início do período de ignição até a conclusão da injeção de curso de expansão pode ser aumentado. Até mesmo quando o ambiente de ignificação está fora da faixa desejada, a flutuação de combustão entre ciclos pode ser suprimida.

[Modificação da Modalidade] [077]Na modalidade, o fluxo do tipo tumble formado na câmara de combustão 20 turbilhona a partir da parte superior da câmara de combustão 20 para baixo no lado de porta de escape 24 e a partir da parte inferior da câmara de combustão 20 para cima no lado de porta de admissão 22. Entretanto, o fluxo do tipo tumble pode turbilhonar em uma direção oposta a essa direção de fluxo, isto é, o fluxo do tipo tumble pode turbilhonar a partir da parte superior da câmara de combustão 20 para baixo no lado de porta de admissão 22 e a partir da parte inferior da câmara de combustão 20 para cima no lado de porta de escape 24. Nesse caso, é necessário alterar uma localização da vela de incandescência 32 a partir do lado de válvula de escape 28 para o lado de válvula de admissão 26. Alterando-se, assim, a localização da vela de incandescência 32, a vela de incandescência 32 está

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 104/124

33/35 localizado no lado a jusante do injetor 30 na direção de fluxo do tipo tumble, alcançando, assim, a ação de atração pela injeção de curso de expansão.

[078]Ademais, o fluxo do tipo tumble pode não ser formado na câmara de combustão 20, devido ao fato de que a flutuação de combustão supracitada entre ciclos ocorre independentemente da presença da formação de fluxo do tipo tumble.

[079]Na modalidade, a injeção inicial (primeira injeção) pelo injetor 30 é realizada no curso de admissão, e a injeção complementar (segunda injeção) é realizada no curso de expansão na temporização retardada a partir do ponto morto superior de compressão. Entretanto, a injeção inicial (primeira injeção) também pode ser realizada no curso de compressão. Além disso, a injeção inicial (primeira injeção) pode ser realizada de modo dividido em uma pluralidade de vezes, ou uma parte dividida da injeção inicial também pode ser realizada no curso de admissão e o restante também pode ser realizada no curso de compressão. Portanto, a temporização de injeção e o número de injeções na injeção inicial (primeira injeção) podem ser modificados de várias formas.

[080]Na modalidade supracitada, no processo na etapa S106 da Figura 14, o valor de correção para aumentar o intervalo é definido como um valor fixo. Entretanto, o valor de correção para aumentar o intervalo pode não ser o valor fixo. Por exemplo, o valor de correção para aumentar o intervalo pode ser estabelecido para ser aumentado como uma diferença entre a variação σ do Gat 30 e o critério mostrado na Figura 15 torna-se grande. Quando esse estabelecimento é realizado, um mapa que indica a relação entre a diferença entre a variação σ do Gat 30 e o critério e o valor de correção para aumentar o intervalo (consulte a Figura 16) é armazenado na ROM da ECU 40, e pode ser lida a partir da ROM da ECU 40 no

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 105/124

34/35 processo da etapa S106.

[081 ]Na modalidade supracitada, no processo na etapa S104 da Figura 14, a determinação de se o ambiente de ignificação está alterado é realizada com o uso da variação σ do Gat 30 após o início do controle de aquecimento de catalisador. Ao invés dessa variação σ, a variação σ do período de ângulo de manivela (doravante também chamado de um SA-CA10) a partir da temporização de início do período de ignição até a fração em massa queimada (MFB) atingir 10% pode ser usada para realizar a determinação. A MFB é calculada com base em um resultado de análise dos dados de pressão no cilindro obtido com o uso de um sensor de pressão no cilindro (não ilustrado) fornecido separadamente na câmara de combustão 20 e no sensor de ângulo de manivela 42, e o SA-CA10 é calculado com base na MFB calculada. Observe que um método de cálculo da MFB a partir do resultado de análise dos dados de pressão no cilindro e um método de cálculo do SA-CA10 sâo descritos em detalhes no documento JP 2015-094339 A e documento JP 2015098799 A, e as descrições dos mesmos sâo omitidas.

[082]A Figura 17 é um gráfico que mostra a relação entre a taxa de flutuação de combustão e a variação σ do SA-CA10. A Figura 18 é um gráfico que mostra um exemplo de transição da variação σ do SA-CA10 quando o motor de combustão interna é iniciado a frio. Conforme mostrado na Figura 17, a taxa de flutuação de combustão torna-se grande à medida que a variação σ do SA-CA10 torna-se grande. Isto é, a variação σ do SA-CA10 está correlacionada à taxa de flutuação de combustão. Por exemplo, determina-se que a variação σ do SA-CA10 excede o critério entre o tempo ts e o tempo t6 conforme mostrado na Figura 18 após o início do controle de aquecimento de catalisador, o processo após a etapa S106 da Figura

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 106/124

35/35 pode ser realizado determinando-se que existem as possibilidades de que o ambiente de ignificação seja alterado devido a alguns fatores e, portanto, está fora da faixa desejada, e a chama inicial pode não entrar em contato com o jato de combustão injetado pela variação de injeção de curso de expansão.

[083]Além disso, não apenas o Gat 30 e SA-CA10, mas também o tempo necessário para girar o virabrequim por 60° no período de ignição (Gat60), o período de ângulo de manivela a partir da temporização de início do período de ignição até o MFB atingir 5% (SA-CA5), e o período de ângulo de manivela a partir da temporização de início do período de ignição até o MFB atingir 15% (SA-CA15) pode ser usado. Portanto, os parâmetros que podem determinado o estado em que a chama inicial entra em contato com o jato de combustível injetado pela injeção de curso de expansão (parâmetros relacionados à flutuação de combustão entre ciclos) podem ser usados como índices da determinação de se o ambiente de ignificação está alterado na modalidade acima.

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 107/124

1/2

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, CARACTERIZADO pelo fato de que o motor de combustão interna compreende:

um injetor que é fornecido em uma parte superior de uma câmara de combustão e é configurado para injetar combustível a partir de uma pluralidade de orifícios de injeção no interior de um cilindro;

uma vela de incandescência que é configurada para ignificar uma mistura de ar-combustível no cilindro com o uso de uma centelha de descarga, sendo que a vela de incandescência é fornecida em um lado a jusante do combustível injetado a partir da pluralidade de orifícios de injeção e acima de uma superfície de contorno de um padrão de jato de combustível que está mais próximo à vela de incandescência dentre os padrões de jato de combustível injetados a partir da pluralidade de orifícios de injeção; e um catalisador de limpeza de gás de escape que é configurado para limpar um gás de escape da câmara de combustão, em que para ativar o catalisador de limpeza de gás de escape, o dispositivo de controle é configurado para controlar a vela de incandescência com a finalidade de gerar a centelha de descarga em um período de ignição retardado de um ponto morto superior de compressão, e controlar o injetor com a finalidade de realizar a primeira injeção em uma temporização avançada do ponto morto superior de compressão e segunda injeção em uma temporização retardada do ponto morto superior de compressão, sendo que a segunda injeção é realizada de modo que um período de injeção sobreponha-se a pelo menos uma parte do período de ignição, e quando for determinado que um parâmetro relacionado à flutuação de

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 108/124
2/2 combustão entre ciclos excede um limite, o dispositivo de controle é configurado adicionalmente para controlar a vela de incandescência e o injetor de modo que um intervalo a partir de uma temporização de início do período de ignição até uma temporização de conclusão de um período de injeção da segunda injeção seja aumentado em comparação a um caso em que é determinado que um parâmetro é menor do que o limite.

2. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:

quando o parâmetro exceder o limite, o dispositivo de controle é configurado para alterar uma quantidade crescente do intervalo de acordo com uma quantidade de desvio entre o parâmetro e o limite.
3. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que:

a temporização de conclusão da segunda injeção está em um lado avançado da temporização de conclusão do período de ignição.
4. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que:

o parâmetro é uma variação de um tempo necessário até que um virabrequim seja girado por um ângulo predeterminado, ou uma variação de um período de ângulo de manivela a partir da temporização de início do período de ignição até que uma fração em massa queimada atinja uma razão predeterminada.

Petição 870170042686, de 21/06/2017, pág. 109/124

1/14