BR102018073933A2 - Dispositivo de controle para motor de combustão interna e método de controle para motor de combustão interna - Google Patents

Dispositivo de controle para motor de combustão interna e método de controle para motor de combustão interna Download PDF

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Abstract

a presente invenção refere-se um dispositivo de controle para um motor de combustão interna (100) incluindo uma unidade de controle eletrônico (200). a unidade de controle eletrônico é configurada para controlar uma quantidade de injeção e um período de injeção de combustível a uma quantidade de injeção alvo e um período de injeção alvo definido com base em um estado de operação do motor, detectar um período de ignição de combustível com base em um componente de vibração de um corpo do motor (1) em uma largura de banda de frequência específica, e corrigir, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo com base em um desvio entre o período de ignição detectado e um período de ignição alvo de acordo com o estado de operação do motor. a largura de banda de frequência específica é uma largura de banda em um lado de baixa frequência de uma largura de banda de frequência onde o corpo do motor passa por vibração elástica.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere a um dispositivo de controle para um motor de combustão interna e um método de controle para um motor de combustão interna.
Descrição da Técnica Relacionada [002] A Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada 2010-203342 (JP 2010-203342 A) divulga, como um dispositivo de controle para um motor de combustão interna da arte relacionada, um dispositivo de controle configurado para detectar um tempo de ignição de combustível baseado em um valor de saída de um sensor de detonação submetido a processamento de filtro com um filtro de banda de passagem tendo uma largura de banda de frequência predeterminada (cerca de 5 kHz a cerca de 10 kHz) como uma largura de banda.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [003] No entanto, o valor de saída do sensor de batidas, isto é, a vibração detectada pelo sensor de detonação inclui vibração (doravante denominada vibração de combustão) que é gerada pela combustão e vibração (doravante denominada vibração mecânica) que é gerado por um fator mecânico diferente da combustão. No dispositivo de controle descrito na JP 2010-203342 A, não é difícil excluir suficientemente uma influência da vibração mecânica. Por esse motivo, há um caso em que é difícil detectar o tempo de ignição do combustível com alta precisão.
[004] A invenção fornece um dispositivo de controle para um mo
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2/46 tor de combustão interna e um método de controle para um motor de combustão interna que detectam um período de ignição de combustível com alta precisão.
[005] Um primeiro aspecto da invenção se refere a um dispositivo de controle para um motor de combustão interna. O motor de combustão interna inclui um corpo do motor, uma válvula de injeção de combustível configurada para injetar combustível em uma câmara de combustão do corpo do motor, e um sensor de vibração configurado para detectar vibração do corpo do motor. O dispositivo de controle inclui uma unidade de controle eletrônico. A unidade de controle eletrônico é configurada para definir uma quantidade de injeção alvo e um período de injeção alvo com base em um estado de operação do motor. A unidade de controle eletrônico é configurada para controlar uma quantidade de injeção e um período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível à quantidade de injeção alvo e ao período de injeção alvo. A unidade de controle eletrônico é configurada para detectar um período de ignição de combustível com base em um componente de vibração do corpo do motor em uma largura de banda de frequência específica. A unidade de controle eletrônico é configurada para corrigir, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo com base em um desvio entre o período de ignição detectado e um período de ignição alvo de acordo com o estado de operação do motor. A largura de banda de frequência específica é uma largura de banda em um lado de baixa frequência de uma largura de banda de frequência onde o corpo do motor passa por vibração elástica. A largura de banda de frequência específica é uma largura de banda onde uma razão de um componente de vibração de combustão que é gerado quando o corpo do motor é submetido à pressão de combustão aos componentes de vibração detectados pelo sensor de vibração se torna igual a ou maior que um valor predeterminado.
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3/46 [006] No dispositivo de controle, a largura de banda de frequência específica pode ser uma largura de banda de frequência de 0,1 kHz a 1,8 kHz.
[007] No dispositivo de controle, a largura de banda de frequência específica pode ser uma largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz.
[008] No dispositivo de controle, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para tornar a largura de banda de frequência específica mais estreita quando uma velocidade de rotação do motor for mais alta.
[009] No dispositivo de controle, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para calcular um nível de vibração do corpo do motor com base em um componente de vibração do corpo do motor na largura de banda de frequência específica. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para calcular um nível de vibração mecânica do corpo do motor com base no estado de operação do motor. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para subtrair o nível de vibração mecânica do nível de vibração para calcular um nível de vibração de combustão. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para detectar, como um período de ignição de combustível, um período no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que um limite de determinação de combustão predeterminado.
[0010] No dispositivo de controle, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para especificar, com base em uma forma de onda do nível de vibração de combustão em cada ângulo da manivela simplificado usando uma pluralidade de limites, uma porção de vibração principal quando combustível para gerar torque solicitado é queimado. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para detectar, como um período de ignição de combustível, um período no
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4/46 qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que o limite de determinação de combustão na porção de vibração principal. [0011] No dispositivo de controle, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para controlar a quantidade de injeção e o período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível, de modo que o combustível faça com que a ignição compressiva carregada de pré-mistura em uma região operacional em um lado de baixa carga e combustível faça com que a combustão difusora em uma região operacional em um lado de alta carga. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para, quando o combustível for queimado por ignição compressiva carregada de pré-mistura, tornar o limite de determinação de combustão menor que quando o combustível for queimado por combustão difusora.
[0012] No dispositivo de controle, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para corrigir o nível de vibração de combustão com base em um valor médio de movimento do desvio para um curto período e um valor médio de movimento do desvio por um longo período.
[0013] Um segundo aspecto da invenção se refere a um método de controle para um motor de combustão interna. O motor de combustão interna inclui um corpo do motor, uma válvula de injeção de combustível configurada para injetar combustível em uma câmara de combustão do corpo do motor, e um sensor de vibração configurado para detectar a vibração do corpo do motor. O método de controle inclui: definir, por uma unidade de controle eletrônico, uma quantidade de injeção alvo e um período de injeção alvo com base em um estado de operação do motor; controlando, pela unidade de controle eletrônico, uma quantidade de injeção e um período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível à quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo, respectivamente; detectar, pela
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5/46 unidade de controle eletrônico, um período de ignição de combustível com base em um componente de vibração do corpo do motor em uma largura de banda de frequência específica; e corrigir, pela unidade de controle eletrônico, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo com base em um desvio entre o período de ignição detectado e um período de ignição alvo de acordo com o estado de operação do motor. A largura de banda de frequência específica é uma largura de banda em um lado de baixa frequência de uma largura de banda de frequência onde o corpo do motor passa por vibração elástica. A largura de banda de frequência específica é uma largura de banda onde uma razão de um componente de vibração de combustão que é gerado quando o corpo do motor é submetido à pressão de combustão aos componentes de vibração detectados pelo sensor de vibração se torna igual a ou maior que um valor predeterminado.
[0014] De acordo com os aspectos da invenção, é possível detectar um período de ignição de combustível com alta precisão.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0015] Características, vantagens e significância técnica e industrial de modalidades exemplificativas da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais numerais iguais denotam elementos semelhantes e em que:
[0016] Figura 1 é um diagrama de configuração esquemático de um motor de combustão interna e uma unidade de controle eletrônico configurada para controlar o motor de combustão interna de acordo com uma primeira modalidade da invenção;
[0017] Figura 2 é um gráfico comparando um nível de vibração de um corpo do motor em cada frequência calculada submetendo um valor de saída de um sensor de batidas ao processamento de banda de 1/3 de oitava durante a motorização e durante uma operação estável;
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6/46 [0018] Figura 3 é um fluxograma ilustrando controle de detecção de um período de ignição de acordo com a primeira modalidade da invenção;
[0019] Figura 4A é um gráfico que mostra a razão entre um nível de vibração detectado quando uma largura de banda de frequência específica é definida a uma largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz e pressão dentro do cilindro;
[0020] Figura 4B é um gráfico que mostra a razão entre um nível de vibração detectado quando a largura de banda de frequência específica for definida para uma largura de banda de frequência de 0,1 kHz a 1,8 kHz e pressão dentro do cilindro;
[0021] Figura 4C é um gráfico que mostra a razão entre um nível de vibração detectado quando a largura de banda de frequência específica é definida a uma largura de banda de frequência de 1,0 kHz a 3,0 kHz e a pressão dentro do cilindro como um exemplo comparativo;
[0022] Figura 5 é um fluxograma ilustrando controle de injeção de combustível de acordo com a primeira modalidade da invenção;
[0023] Figura 6 é um gráfico comparando um nível de vibração mecânica em uma largura de banda de frequência de cerca de 1,8 kHz ou menor quando uma velocidade de rotação do motor é baixa e quando a velocidade de rotação do motor é alta;
[0024] Figura 7 é um fluxograma ilustrando controle de detecção de um período de ignição de acordo com uma segunda modalidade da invenção;
[0025] Figura 8A é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão obtida quando a injeção de estágios múltiplos é realizada para tornar combustível queimado por combustão difusora em certo estado de operação do motor;
[0026] Figura 8B é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão submetida ao processamento de simplificação
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7/46 usando três limites de um primeiro limite a um terceiro limite mostrado na Figura 8A;
[0027] Figura 9 é um fluxograma ilustrando controle de detecção de um período de ignição de acordo com uma terceira modalidade da invenção;
[0028] Figura 10 é um gráfico que mostra uma região operacional de um corpo do motor;
[0029] Figura 11 é um gráfico comparando uma forma de onda de vibração por combustão em certo estado de operação do motor durante um modo CC e durante um modo de PCCI;
[0030] Figura 12 é um fluxograma ilustrando controle de detecção de um período de ignição de acordo com uma quarta modalidade da invenção;
[0031] Figura 13A é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão durante a combustão difusora em certo estado de operação do motor;
[0032] Figura 13B é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura em certo estado de operação do motor;
[0033] Figura 14 é um fluxograma ilustrando controle de detecção de um período de ignição de acordo com uma quinta modalidade da invenção;
[0034] Figura 15A é um gráfico comparando uma forma de onda de vibração por combustão em certo estado de operação do motor durante a combustão difusora e durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura;
[0035] Figura 15B é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão durante a combustão difusora submetida ao processamento de simplificação usando três limites de um primeiro limite a um terceiro limite mostrado na Figura 15A;
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8/46 [0036] Figura 15C é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura submetida ao processamento de simplificação usando os três limites do primeiro limite ao terceiro limite mostrado na Figura 15A; [0037] Figura 16 é um fluxograma ilustrando controle de detecção de um período de ignição de acordo com uma sexta modalidade da invenção;
[0038] Figura 17 é um fluxograma ilustrando o controle de detecção de um período de ignição de acordo com uma sétima modalidade da invenção; e [0039] Figura 18 é um fluxograma ilustrando processamento de cálculo do valor de correção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES [0040] A seguir, as respectivas modalidades da invenção serão descritas em detalhe, referindo-se aos desenhos. Na descrição seguinte, os mesmos elementos constituintes são representados pelos mesmos números de referência.
Primeira Modalidade [0041] A Figura 1 é uma configuração esquemática de um motor de combustão interna 100 e uma unidade de controle eletrônico 200 configurada para controlar o motor de combustão interna 100 de acordo com uma primeira modalidade da invenção.
[0042] Conforme mostrado na Figura 1, o motor de combustão interna 100 inclui um corpo do motor 1 tendo uma pluralidade de cilindros 10, um dispositivo de abastecimento de combustível 2, um dispositivo de entrada 3, um dispositivo de escape 4, um dispositivo operacional da válvula de admissão 5 e um dispositivo operacional da válvula de escape 6.
[0043] O corpo do motor 1 faz com que o combustível seja queimado por combustão de alto-ignição dentro de uma câmara de forma
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9/46 de combustão em cada cilindro 10, por exemplo, para gerar energia para conduzir um veículo ou similar. No corpo do motor 1, um par de válvulas de admissão 50 e um par de válvulas de escape 60 são fornecidos para cada cilindro. Um sensor de batidas 210 que detecta a vibração do corpo do motor 1 é fixado ao corpo do motor 1. O sensor de batidas 210 é um tipo de sensor de vibração (sensor de aceleração) incluindo um elemento piezelétrico, e emite um valor de tensão de acordo com a vibração do corpo do motor 1.
[0044] O dispositivo de abastecimento de combustível 2 inclui uma válvula de injeção de combustível do tipo controle eletrônico 20, um tubo de administração 21, uma bomba de abastecimento 22, um tanque de combustível 23, um tubo de bombeamento 24, e um sensor de pressão de combustível 211.
[0045] A única válvula de injeção de combustível 20 é fornecida em cada cilindro 10 para voltar-se à câmara de combustão de cada cilindro 10, de modo que o combustível possa ser injetado diretamente à câmara de combustão. Um período de abertura da válvula (quantidade de injeção) e um período de abertura da válvula (período de injeção) da válvula de injeção de combustível 20 são mudados por 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 da válvula de injeção de combustível 20 à câmara de combustão.
[0046] O tubo de administração 21 é conectado ao tanque de combustível 23 através do tubo de bombeamento 24. No meio do tubo de bombeamento 24, a bomba de abastecimento 22 que pressuriza o combustível armazenado no tanque de combustível 23 e fornece combustível ao tubo de administração 21 é fornecido. O tubo de administração 21 temporariamente armazena combustível de alta pressão bombeado da bomba de abastecimento 22. Quando a válvula de inje
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10/46 ção de combustível 20 é aberta, combustível de alta pressão armazenado no tubo de administração 21 é injetado diretamente da válvula de injeção de combustível 20 à câmara de combustão.
[0047] A bomba de abastecimento 22 é configurada para ser capaz de mudar uma quantidade de ejeção, e a quantidade de ejeção da bomba de abastecimento 22 é mudada de acordo com um sinal de controle da unidade de controle eletrônico 200. Com o controle da quantidade de ejeção da bomba de abastecimento 22, a pressão do combustível dentro do tubo de administração 21, isso é, a pressão da injeção da válvula de injeção de combustível 20 é controlada.
[0048] O sensor de pressão de combustível 211 é fornecido no tubo de administração 21. O sensor de pressão de combustível 211 detecta a pressão do combustível dentro do tubo de administração 21, isto é, pressão (pressão da injeção) de combustível a ser injetado de cada válvula de injeção de combustível 20 em cada cilindro 10.
[0049] O dispositivo de entrada 3 é um dispositivo que guia o ar de admissão para dentro da câmara de combustão, e é configurado para ser capaz de mudar um estado (pressão de admissão (pressão de supercarga), temperatura de admissão, quantidade do gás de recirculação do gás de escape (EGR, gás de escape recirculação) de ar de admissão a ser sugado na câmara de combustão. O dispositivo de entrada 3 inclui um tubo de admissão 30 e um coletor de admissão 31 a ser uma passagem de admissão, e uma passagem de EGR 32.
[0050] O tubo de admissão 30 tem uma primeira extremidade conectada a um limpador de ar 34, e uma segunda extremidade conectada a um coletor de admissão 31a do coletor de admissão 31. No tubo de admissão 30, um medidor de fluxo de ar 212, um compressor 71 de um turbocarregador de escape 7, um radiador 35, e uma válvula do acelerador 36 são fornecidos na ordem de um lado a montante.
[0051] O medidor de fluxo de ar 212 detecta uma taxa de vazão de
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11/46 ar que flui dentro do tubo de admissão 30 e é finalmente sugada no cilindro 10.
[0052] O compressor 71 inclui um alojamento do compressor 71a e uma roda do compressor 71b disposta dentro do alojamento do compressor 71a. A roda do compressor 71b é giratoriamente acionada por uma roda de turbina 72b do turbocarregador de escape 7 fixado no mesmo eixo, e comprime e ejeta a ar de admissão que flui para dentro do alojamento do compressor 71a. Em uma turbina 72 do turbocarregador de escape 7, um bocal variável 72c que controla uma velocidade de rotação da roda de turbina 72b é fornecido. Com o controle da velocidade de rotação da roda de turbina 72b pelo bocal variável 72c, a pressão (pressão de supercarga) de ar de admissão a ser sugada de dentro do alojamento do compressor 71a é controlada.
[0053] O radiador 35 é um trocador de calor que arrefece o ar de admissão que foi comprimido pelo compressor 71 e que atingiu uma alta temperatura utilizando, por exemplo, ar circulante, um refrigerante ou semelhante.
[0054] A válvula do acelerador 36 muda uma área transversal de passagem do tubo de admissão 30, ajustando assim a quantidade de ar de admissão a ser introduzida ao coletor de admissão 31. A válvula do acelerador 36 é acionada para ser aberta e fechada por um atuador do acelerador 36a, e um grau de abertura (grau de abertura do acelerador) da válvula do acelerador 36 é detectado por um sensor do acelerador 213.
[0055] O coletor de admissão 31 é conectado a uma porta de admissão 14 formada no corpo do motor 1 e uniformemente distribui ar de admissão que flui do tubo de admissão 30 a cada cilindro 10 através da porta de admissão 14. No coletor de admissão 31a do coletor de admissão 31, um sensor de pressão de admissão 214 que detecta pressão (pressão de admissão) do ar de admissão a ser sugado den
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12/46 tro do cilindro, e um sensor de temperatura de admissão 215 que detecta uma temperatura (temperatura de admissão) do ar de admissão a ser sugado dentro do cilindro são fornecidos.
[0056] A passagem de EGR 32 é uma passagem que se comunica com um coletor de escape 41 e o coletor de admissão 31a do coletor de admissão 31, e retorna uma parte do gás de escape descarregado de cada cilindro 10 ao coletor de admissão 31a usando uma diferença de pressão. A seguir, o gás de escape que flui na passagem de EGR 32 é referido como gás EGR, e uma razão de uma quantidade de gás EGR em uma quantidade de gás no cilindro, isto é, uma taxa de recirculação de gás de escape é referida como uma taxa de EGR. O gás EGR é recirculado ao coletor de admissão 31a e, por sua vez, cada cilindro 10, pelo qual é possível reduzir uma temperatura de combustão e para suprimir a descarga de óxido de nitrogênio (NOx). Na passagem de EGR 32, um refrigerador de EGR 37 e uma válvula de EGR 38 são fornecidos na ordem de um lado a montante.
[0057] O refrigerador de EGR 37 é um trocador de calor que resfria gás EGR usando, por exemplo, o ar de percurso, um refrigerante, ou similar.
[0058] A válvula de EGR 38 é uma válvula eletromagnética na qual um grau de abertura é ajustável de forma contínua ou em etapas e o grau de abertura da válvula de EGR 38 é controlado pela unidade de controle eletrônico 200 de acordo com um estado de operação do motor. Com o controle do grau de abertura da válvula de EGR 38, uma taxa de vazão de gás EGR a ser recirculado ao coletor de admissão 31a é ajustada.
[0059] O dispositivo de escape 4 é um dispositivo que descarrega gás de escape de dentro do cilindro, e inclui um coletor de escape 41 e uma passagem de escape 42.
[0060] O coletor de escape 41 é conectado a uma porta de escape
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13/46 formada no corpo do motor 1. O coletor de escape 41 coleta o gás de escape descarregado de cada cilindro 10 e introduz o gás de escape na passagem de escape 42.
[0061] Na passagem de escape 42, a turbina 72 do turbocarregador de escape 7 e dispositivo pós-tratamento de escape 43 são fornecidos na ordem de um lado a montante.
[0062] A turbina 72 inclui um invólucro da turbina 72a e a roda de turbina 72b disposta no invólucro da turbina 72a. A roda de turbina 72b é giratoriamente acionada pela energia de gás de escape que flui ao invólucro da turbina 72a e aciona a roda do compressor 71b fixada ao mesmo eixo.
[0063] Fora da roda de turbina 72b, o bocal variável descrito acima 72c é fornecido. O bocal variável 72c funciona como uma válvula do acelerador, e um grau de abertura do bocal (grau de abertura da válvula) do bocal variável 72c são controlados pela unidade de controle eletrônico 200. O grau de abertura do bocal do bocal variável 72c é mudado, pelo qual é possível mudar uma velocidade do fluxo de gás de escape acionando a roda de turbina 72b dentro do invólucro da turbina 72a. Isto é, o grau de abertura do bocal do bocal variável 72c é mudado, pelo qual é possível mudar a velocidade de rotação da roda de turbina 72b para mudar a pressão de supercarga. Especificamente, quando o grau de abertura do bocal do bocal variável 72c se torna pequeno (o bocal variável 72c é estrangulado), a velocidade do fluxo do gás de escape aumenta para aumentar a velocidade de rotação da roda de turbina 72b, e a pressão de supercarga aumenta.
[0064] O dispositivo pós-tratamento de escape 43 é um dispositivo que controla o gás de escape e descarrega o gás de escape para o ar externo, e inclui vários catalisadores de controle do gás de escape que controla as substâncias perigosas, um filtro que amarra as substâncias perigosas e similares.
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14/46 [0065] O dispositivo operacional da válvula de admissão 5 é um dispositivo que aciona uma válvula de admissão 50 de cada cilindro 10 a ser aberto e fechado, e é fornecido no corpo do motor 1. O dispositivo operacional da válvula de admissão 5 de acordo com a primeira modalidade é configurado para acionar a válvula de admissão 50 a ser aberta e fechada, por exemplo, por um acionador eletromagnético, de modo que um período de abertura e fechamento da válvula de admissão 50 possa ser controlado. Entretanto, a invenção não é limitada a isso. A válvula de admissão 50 pode ser configurada para ser acionada para ser aberta e fechada por um eixo de comando de admissão, e um mecanismo operacional da válvula variável que muda um ângulo de fase relativa do eixo de comando de admissão com razão a um eixo de comando através do controle hidráulico pode ser fornecido em uma porção da extremidade do eixo de comando de admissão, permitindo assim que o período de abertura e fechamento da válvula de admissão 50 seja controlado.
[0066] O dispositivo operacional da válvula de escape 6 é um dispositivo que aciona uma válvula de escape 60 de cada cilindro 10 a ser aberto e fechado, e é fornecida no corpo do motor 1. O dispositivo operacional da válvula de escape 6 de acordo com a primeira modalidade é configurado para acionar a válvula de escape 60 a ser aberta e fechada, por exemplo, por um acionador eletromagnético, de modo que um período de abertura e fechamento da válvula de escape 60 possa ser controlada. Entretanto, a invenção não é limitada a isso. A válvula de escape 60 pode ser configurada para ser acionada para ser aberta e fechada por um eixo de comando de escape, e um mecanismo operacional da válvula variável que muda um ângulo de fase relativa do eixo de comando de escape com razão ao eixo de comando através do controle hidráulico pode ser fornecido em uma porção da extremidade do eixo de comando de escape, permitindo assim que o
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15/46 período de abertura e fechamento da válvula de escape 60 seja controlado. Por exemplo, um perfil do came pode ser mudado por pressão hidráulica ou similar, permitindo assim que o período de abertura e fechamento ou uma quantidade elevada da válvula de escape 60 seja mudado.
[0067] A unidade de controle eletrônico 200 é constituída por um computador digital, e inclui uma memória somente leitura (ROM) 202, uma memória de acesso aleatório (RAM) 203, uma unidade de processamento central (CPU) (microprocessador) 204, uma porta de entrada 205, e uma porta de saída 206 conectadas entre si por um barramento bidirecional 201.
[0068] Um sinal de saída do sensor de pressão de combustível descrito acima 211 ou similar é inserido na porta de entrada 205 através de cada conversor analógico-digital (AD) 207. Um sinal de saída de um sensor de carga 217 que gera uma tensão de saída proporcional a uma quantidade de depressão de um pedal acelerador 220 é inserido como um sinal para detectar uma carga do motor na porta de entrada 205 através do conversor AD correspondente 207. Um sinal de saída de um sensor do ângulo da manivela 218 que gera um pulso de saída toda vez que o eixo de comando do corpo do motor 1 girar, por exemplo, a 15°, é inserido como um sinal para calcular a velocidade de rotação do motor ou similar à porta de entrada 205. Conforme descrito acima, os sinais de saída de vários sensores necessários para controlar o motor de combustão interna 100 são inseridos na porta de entrada 205.
[0069] A porta de saída 206 é conectada a cada componente de controle da válvula de injeção de combustível 20 ou similar através de um circuito de acionamento correspondente 208.
[0070] A unidade de controle eletrônico 200 emite um sinal de controle para controlar cada componente de controle da porta de saída
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206 com base nos sinais de saída de vários sensores inseridos na porta de entrada 205 para controlar o motor de combustão interna 100. A seguir, o controle do motor de combustão interna 100 na unidade de controle eletrônico 200 de acordo com a primeira modalidade será descrito.
[0071] A unidade de controle eletrônico 200 realiza o controle da válvula de injeção de combustível 20 com base no estado de operação do motor (velocidade de rotação do motor e carga do motor), de modo que um período de ignição de combustível se torne um período de ignição alvo.
[0072] Na primeira modalidade, a unidade de controle eletrônico 200 define uma quantidade de injeção e um período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20 em uma quantidade de injeção alvo e um período de injeção alvo definido de acordo com o estado de operação do motor, de modo que combustível é queimado por combustão difusora em toda a região operacional. Especificamente, a unidade de controle eletrônico 200 realiza a injeção de estágios múltiplos (na primeira modalidade, injeção piloto, injeção principal, e após injeção) e controla a quantidade de injeção e o período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20, de modo que o combustível injetado na câmara de combustão pela injeção principal seja queimado com um curto período de atraso de ignição (um período até o combustível injetado na câmara de combustão alcançar autoignição) sem atraso substancial após a injeção de combustível.
[0073] Aqui, quando o período de ignição é desviado do período de ignição alvo, a emissão do gás de escape pode ser deteriorada ou a saída do corpo do motor 1 pode ser reduzida para causar flutuação no torque. Por esta razão, quando o período de ignição de combustível é detectado, e há um desvio igual a ou maior que um valor prede
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17/46 terminado entre o período de ignição detectado e o período de ignição alvo, a fim de corrigir o desvio, é desejável corrigir, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20.
[0074] Como um método para detectar o período de ignição, por exemplo, um método que fixa um sensor de pressão dentro do cilindro ao corpo do motor 1 e detecta o período de ignição com base em um valor de saída do sensor de pressão dentro do cilindro é exemplificado. De acordo com o método, visto que a flutuação na pressão dentro de cada cilindro pode ser diretamente detectada pelo sensor de pressão dentro do cilindro, é possível detectar o período de ignição com alta precisão. Entretanto, visto que os sensores de pressão dentro do cilindro correspondentes ao número de cilindros são necessários e o preço unitário do sensor de pressão dentro do cilindro sozinho é alto, o custo aumenta.
[0075] Quando o período de ignição pode ser detectado com base em um valor de saída do sensor de batidas 210 com alta precisão, visto que o sensor de batidas 210 é baixo no preço unitário e um mínimo de um sensor de batidas 210 pode ser fixado ao corpo do motor 1, é possível suprimir um aumento no custo.
[0076] Entretanto, o valor de saída do sensor de batidas 210, isto é, vibração a ser detectada pelo sensor de batidas 210 inclui vibração por combustão que é gerada quando o corpo do motor 1 é submetido à pressão de combustão, e vibração mecânica que é gerada por um fator mecânico diferente da vibração por combustão. A vibração mecânica é a vibração que é indispensavelmente gerada quando o eixo de comando é girado independentemente da presença ou ausência de combustão, e é, por exemplo, vibração que é gerada quando o corpo do motor 1 é submetido à força externa de um pistão ou similar, vibra
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18/46 ção (vibração gerada de uma cadeia de tempo, ou similar) acompanhada com uma ordem de rotação.
[0077] Certamente, a vibração mecânica é indispensavelmente incluída como ruído no valor de saída do sensor de batidas 210, e um nível de vibração (a seguir, referido como um nível de vibração detectado) [dB] do corpo do motor 1 que é calculado submetendo o valor de saída do sensor de batidas 210 a vários tipos de processamento podem ser considerados como um nível obtido adicionando um nível de vibração de combustão devido à vibração por combustão a um nível de vibração mecânica devido à vibração mecânica.
[0078] Por exemplo, ao detectar o período de ignição com base no valor de saída do sensor de batidas 210 com alta precisão, há uma necessidade de excluir a influência da vibração mecânica a ser ruída do valor de saída do sensor de batidas 210 o máximo possível. Os inventores estudaram a fim de excluir a influência da vibração mecânica do valor de saída do sensor de batidas 210, e descobriram que há uma largura de banda de frequência onde a vibração mecânica é reduzida.
[0079] A Figura 2 é um gráfico comparando um nível de vibração (nível de vibração detectado) do corpo do motor 1 em cada frequência calculada submetendo o valor de saída do sensor de batidas 210 ao processamento de banda de 1/3 de oitava durante a motorização (um estado no qual o eixo de comando está girando sem realizar a combustão) e durante uma operação estável na qual o corpo do motor 1 está operando com dado torque de saída (80 Nm e 140 Nm). Na Figura 2, o nível de vibração detectado durante a motorização é um exemplo do nível de vibração mecânica, e o nível de vibração detectado durante a operação estável é um exemplo do nível obtido adicionando o nível de vibração de combustão ao nível de vibração mecânica.
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19/46 [0080] Conforme mostrado na Figura 2, o nível de vibração durante a motorização, isto é, o nível de vibração mecânica considera um valor mínimo D1 em uma largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz ou menos, e considera um valor mínimo D2 em uma largura de banda de frequência de cerca de 0,2 kHz a cerca de 0,8 kHz para ser menor que o valor mínimo D1. Conforme descrito acima, no exemplo mostrado na Figura 2, entende-se que o nível de vibração mecânica é inferior na largura de banda de frequência de cerca de 0,2 kHz a 0,8 kHz do que em outras larguras de banda de frequência.
[0081] Então, no exemplo mostrado na Figura 2, a vibração na largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz ou menor é a vibração que é gerada quando o corpo do motor 1 passa por vibração de corpo rígido e vibração em uma largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz ou mais é a vibração que é gerada quando o corpo do motor 1 passa por vibração elástica. A vibração de corpo rígido é a vibração que é gerada quando o formato do corpo do motor 1 não for mudado e o corpo do motor 1 for deslocado enquanto mantém o formato. A vibração elástica é a vibração que é gerada quando o formato do corpo do motor 1 é mudado.
[0082] Certamente, pode ser considerado que o nível de vibração mecânica considera o valor mínimo D1 em uma largura de banda de frequência (a seguir, referido como uma largura de banda de frequência de corpo rígido) onde o corpo do motor 1 passa pela vibração de corpo rígido, é inferior que o valor mínimo D1 uma vez em uma largura de banda em uma lado de baixa frequência de uma largura de banda de frequência (a seguir, referida como uma largura de banda de frequência elástica) onde o corpo do motor 1 passa por vibração elástica, e se torna maior que o valor mínimo D1 em uma largura de banda em um lado de alta frequência da largura de banda de frequência elástica.
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20/46 [0083] Conforme mostrado na Figura 2, entende-se que, diferente do nível de vibração durante a motorização, o nível de vibração (= nível de vibração mecânica + nível de vibração de combustão) durante a operação estável não tem uma largura de banda de frequência onde o nível de vibração é claramente reduzido, e considera um valor comparavelmente mais alto que o nível de vibração durante a motorização em uma largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz a cerca de 1,8 kHz. [0084] Certamente, pode ser considerado que a largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz a cerca de 1,8 kHz, e, em particular, a largura de banda de frequência de cerca de 0,2 kHz a cerca de 0,8 kHz é uma largura de banda de frequência onde uma razão do nível de vibração mecânica ao nível de vibração durante a operação estável se torna menor que uma razão do nível de vibração de combustão em comparação com outras larguras de banda de frequência.
[0085] Isto é, pode ser considerado que a largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz a cerca de 1,8 kHz, e, em particular, a largura de banda de frequência de cerca de 0,2 kHz a cerca de 0,8 kHz é uma largura de banda de frequência onde uma razão do nível de vibração de combustão ao nível de vibração detectado se torna igual a ou maior que um valor predeterminado, e uma largura de banda de frequência onde a influência da vibração mecânica é reduzida em comparação com outras larguras de banda de frequência.
[0086] Na primeira modalidade, o período de ignição é detectado com base no valor de saída do sensor de batidas 210 submetido ao processamento do filtro usando um filtro passa-banda tendo, como uma largura de banda, a largura de banda de frequência (a seguir, referido como uma largura de banda de frequência específica) onde a influência da vibração mecânica é reduzida. A seguir, detecção do controle do período de ignição e controle de injeção de combustível de acordo com a primeira modalidade será descrito.
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21/46 [0087] A Figura 3 é um fluxograma ilustrando a detecção do controle do período de ignição de acordo com a primeira modalidade.
[0088] Na etapa S1, a unidade de controle eletrônico 200 lê a velocidade de rotação do motor calculada com base no valor de saída do sensor de batidas 210 e o sinal de saída do sensor do ângulo da manivela 218.
[0089] Na etapa S2, a unidade de controle eletrônico 200 submete o valor de saída do sensor de batidas 210 para filtrar o processamento usando um filtro passa-banda tendo a largura de banda de frequência específica como uma largura de banda, e calcula uma forma de onda da vibração obtida extraindo um componente de vibração em cada ângulo da manivela da largura de banda de frequência específica. Na primeira modalidade, a largura de banda de frequência específica é definida a uma largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz.
[0090] Na etapa S3, a unidade de controle eletrônico 200 submete a forma de onda da vibração calculada na etapa S2 para envolver o processamento para calcular a magnitude da amplitude da forma de onda da vibração em cada ângulo da manivela, isto é, o nível de vibração detectado em cada ângulo da manivela. Na primeira modalidade, visto que a largura de banda de frequência específica é definida na largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz, uma frequência de referência durante o processamento do envelope é definida a cerca de 0,4 kHz a cerca de 0,5 kHz para ser o centro da largura de banda de frequência específica.
[0091] Na etapa S4, a unidade de controle eletrônico 200 se refere a um mapa na qual a velocidade de rotação do motor é associada com o nível de vibração mecânica em cada ângulo da manivela, e calcula o nível de vibração mecânica em cada ângulo da manivela com base na velocidade de rotação do motor. Conforme descrito acima, a vibração mecânica é vibração que é indispensavelmente gerada quando o eixo
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22/46 de comando é girado independentemente da presença ou ausência de combustão. Por esta razão, quando o nível de vibração mecânica em cada ângulo da manivela para cada velocidade de rotação do motor é calculada por um experimento ou similar antecipadamente, é possível criar um mapa no qual a velocidade de rotação do motor é associada com o nível de vibração mecânica em cada ângulo da manivela. O nível de vibração mecânica é um exemplo do nível de vibração detectado durante a motorização conforme descrito acima, e o mapa pode ser corrigido com base no nível de vibração detectado durante corte de combustível.
[0092] Na etapa S5, a unidade de controle eletrônico 200 subtrai o nível de vibração mecânica do nível de vibração detectado para calcular o nível de vibração de combustão e calcula uma forma de onda (a seguir, referida como a forma de onda de vibração por combustão) do nível de vibração de combustão em cada ângulo da manivela.
[0093] Na etapa S6, a unidade de controle eletrônico 200 se refere à forma de onda de vibração por combustão e detecta, como o período de ignição, um ângulo da manivela no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que um limite de determinação de combustão predeterminado.
[0094] Como na primeira modalidade, quando a injeção de estágios múltiplos é realizada e o combustível é queimado, enquanto há uma necessidade de detectar um período de combustão de injeção principal de combustível para gerar torque solicitado como o período de ignição, o nível de vibração de combustão é alto mesmo em um período de combustão de injeção piloto de combustível ou em um período de combustão após a injeção de combustível. Por esta razão, quando a injeção de estágios múltiplos é realizada, é desejável definir o limite de determinação de combustão a ser mais alto que o nível de vibração de combustão no momento da combustão de combustível de
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23/46 injeção piloto ou no momento da combustão após injeção de combustível.
[0095] A Figura 4A é um gráfico que mostra a razão entre o nível de vibração detectado quando a largura de banda de frequência específica é definida para a largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz e a pressão dentro do cilindro. A Figura 4B é um gráfico que mostra a razão entre o nível de vibração detectado quando a largura de banda de frequência específica é definida para a largura de banda de frequência de 0,1 kHz a 1,8 kHz e a pressão dentro do cilindro. A Figura 4C é um gráfico que mostra a razão entre o nível de vibração detectado quando a largura de banda de frequência específica é definida para uma largura de banda de frequência de 1,0 kHz a 3,0 kHz e a pressão dentro do cilindro como um exemplo comparativo.
[0096] Conforme mostrado na Figura 4A, quando a largura de banda de frequência específica é definida a largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz, o nível de vibração detectado é mais alto que o limite de determinação de combustão correspondente à combustão (um aumento na pressão dentro do cilindro) de combustível de injeção principal. Entende-se que o nível de vibração detectado é inferior ao limite de determinação de combustão em outros períodos.
[0097] Conforme mostrado na Figura 4B, quando a largura de banda de frequência específica é definida para a largura de banda de frequência de 0,1 kHz a 1,8 kHz, enquanto o ruído é elevado mais que quando a largura de banda de frequência específica é definida para a largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz, o nível de vibração detectado é mais alto que o limite de determinação de combustão correspondente à combustão de combustível de injeção principal. Entende-se que o nível de vibração detectado é inferior ao limite de determinação de combustão em outros períodos.
[0098] Conforme mostrado na Figura 4C, quando a largura de
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24/46 banda de frequência específica é definida para a largura de banda de frequência de 1,0 kHz a 3,0 kHz, entende-se que o ruído é elevado, e o nível de vibração detectado é mais alto que o limite de determinação de combustão mesmo em um período diferente do período de combustão de combustível de injeção principal. Por esta razão, um período diferente do período de combustão de combustível de injeção principal pode ser erroneamente detectado como o período de ignição.
[0099] Conforme descrito acima, de acordo com a primeira modalidade, o nível de vibração detectado é calculado com base no valor de saída do sensor de batidas 210 submetido ao processamento de filtro usando o filtro passa-banda tendo a largura de banda de frequência específica como uma largura de banda, pela qual é possível tornar a razão do nível de vibração mecânica ao nível de vibração detectado pequena, e inversamente, tornar a razão do nível de vibração de combustão grande. Por esta razão, visto que é possível detectar um componente de vibração de combustão incluído na vibração detectada pelo sensor de batidas 210 com alta precisão, é possível detectar o período de ignição de combustível com alta precisão.
[00100] Como na primeira modalidade, quando o nível de vibração detectado em cada ângulo da manivela é calculado submetendo o valor de saída do sensor de batidas 210 ao processamento de filtro usando o filtro passa-banda tendo a largura de banda de frequência específica como a largura de banda, um atraso de detecção (um atraso até a vibração por combustão ser detectada) devido ao processamento de filtro ocorre. O atraso de detecção devido ao processamento de filtro basicamente tem um valor fixo determinado antecipadamente de acordo com a estrutura, material, ou similar do corpo do motor 1.
[00101] Certamente, quando o atraso de detecção devido ao processamento de filtro descrito acima não é negligenciável na precisão de detecção do período de ignição, um período obtido subtraindo um
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25/46 ângulo da manivela correspondente ao atraso de detecção devido ao processamento de filtro do período de ignição detectado na etapa S6 do fluxograma da Figura 3 descrito acima pode ser empregado como o período de ignição.
[00102] A Figura 5 é um fluxograma ilustrando o controle de injeção de combustível de acordo com a primeira modalidade.
[00103] Na etapa S11, a unidade de controle eletrônico 200 lê a carga do motor detectada pelo sensor de carga 217 e a velocidade de rotação do motor calculada com base no sinal de saída do sensor do ângulo da manivela 218, e detecta o estado de operação do motor.
[00104] Na etapa S12, a unidade de controle eletrônico 200 se refere ao mapa criado antecipadamente e calcula a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20 com base no estado de operação do motor.
[00105] Na etapa S13, a unidade de controle eletrônico 200 lê o período de ignição detectado através do controle de detecção do período de ignição em um ciclo de combustão prévia e calcula um desvio entre o período de ignição detectado e o período de ignição alvo definido antecipadamente de acordo com o estado de operação do motor como um desvio do período de ignição AC.
[00106] Na etapa S14, a unidade de controle eletrônico 200 determina se ou não um valor absoluto do desvio do período de ignição AC é menor que um desvio predeterminado. Quando o valor absoluto do desvio do período de ignição AC é menor que o desvio predeterminado, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S15. Quando o valor absoluto do desvio do período de ignição AC é igual a ou maior que o desvio predeterminado, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S16.
[00107] Na etapa S15, a unidade de controle eletrônico 200 realiza o controle, de modo que o dispositivo de abastecimento de combustí
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26/46 vel injeta combustível da quantidade de injeção alvo da válvula de injeção de combustível 20 no período de injeção alvo.
[00108] Na etapa S16, a unidade de controle eletrônico 200 corrige, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo, de modo que o período de ignição detectado se torna o período de ignição alvo. Na primeira modalidade, quando o desvio do período de ignição AC tem um valor positivo, isto é, quando o período de ignição detectado é atrasado posteriormente que o período de ignição alvo, a unidade de controle eletrônico 200 corrige o período de injeção alvo em um lado de avanço, de modo que o período de ignição detectado se torna o período de ignição alvo. Quando o desvio do período de ignição AC tem um valor negativo, isto é, quando o período de ignição detectado é avançado mais que o período de ignição alvo, a unidade de controle eletrônico 200 corrige o período de injeção alvo em um lado de atraso, de modo que o período de ignição detectado se torna o período de ignição alvo.
[00109] De acordo com a primeira modalidade descrito acima, a unidade de controle eletrônico 200 (dispositivo de controle) que controla o motor de combustão interna 100 incluindo o corpo do motor 1, a válvula de injeção de combustível 20 configurada para injetar combustível na câmara de combustão do corpo do motor 1, e o sensor de batidas 210 (sensor de vibração) configurado para detectar a vibração do corpo do motor 1 inclui um controlador de injeção de combustível configurado para controlar a quantidade de injeção e o período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20 à quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo definido com base no estado de operação do motor, e uma unidade de detecção do período de ignição configurada para detectar o período de ignição de combustível com base no componente de vibração do corpo do motor 1 na largura de banda de frequência específica.
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27/46 [00110] Então, o controlador de injeção de combustível é configurado para corrigir, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo com base no desvio do período de ignição AC entre o período de ignição detectado pela unidade de detecção do período de ignição e o período de ignição alvo de acordo com o estado de operação do motor. A largura de banda de frequência específica é a largura de banda no lado de baixa frequência da largura de banda de frequência onde o corpo do motor 1 passa pela vibração elástica e a razão do componente de vibração de combustão que é gerado quando o corpo do motor 1 é submetido à pressão de combustão aos componentes de vibração detectados pelo sensor de batidas 210 se torna igual a ou maior que o valor predeterminado. Especificamente, a largura de banda de frequência específica é a largura de banda de frequência de 0,1 kHz to 1,8 kHz, e preferivelmente, a largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz.
[00111] Conforme descrito acima, o período de ignição de combustível é detectado com base no componente de vibração do corpo do motor 1 na largura de banda onde a razão do componente de vibração de combustão que é gerada quando o corpo do motor 1 é submetido à pressão de combustão se torna igual a ou maior que o valor predeterminado, pelo qual é possível detectar o componente de vibração de combustão incluído na vibração detectado pelo sensor de batidas 210 com alta precisão. Por esta razão, é possível detectar o período de ignição de combustível com alta precisão.
Segunda Modalidade [00112] Uma segunda modalidade da invenção será descrita. A segunda modalidade é diferente da primeira modalidade em que a largura de banda do filtro passa-banda, isto é, a largura de banda de frequência específica é mudada de acordo com a velocidade de rotação do motor.
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28/46 [00113] A Figura 6 é um gráfico comparando um nível de vibração mecânica em uma largura de banda de frequência de cerca de 1,8 kHz ou menor quando a velocidade de rotação do motor é baixa e quando a velocidade de rotação do motor é alta.
[00114] Na primeira modalidade descrita acima, a largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz ou menor é definida como a largura de banda de frequência de corpo rígido onde o corpo do motor 1 passa pela vibração de corpo rígido, e a largura de banda de frequência de cerca de 0,1 kHz a cerca de 1,8 kHz da largura de banda de frequência elástica de cerca de 0,1 kHz ou mais é definido como a largura de banda de frequência específica.
[00115] Entretanto, visto que a vibração de corpo rígido depende principalmente da vibração devido a um componente de um sistema de rotação recíproca, como um pistão, vibração de um componente de primeira ordem rotacional, ou similar, a largura de banda de frequência de corpo rígido é mudada de acordo com a velocidade de rotação do motor. Especificamente, quando a velocidade de rotação do motor é mais alta, a largura de banda de frequência de corpo rígido tende a ser mais expandida a um lado de alta frequência.
[00116] Por esta razão, conforme mostrado na Figura 6, quando a velocidade de rotação do motor é alta, uma frequência na qual o valor mínimo D1 é tomado na largura de banda de frequência de corpo rígido tende a ser uma frequência em um lado de alta frequência. Por esta razão, uma frequência de limite inferior (na primeira modalidade descrita acima, cerca de 0,2 kHz) da largura de banda de frequência específica tende a aumentar, e uma frequência de limite superior (na primeira modalidade descrita acima, cerca de 0,8 kHz) da largura de banda de frequência específica tende a reduzir. Como um resultado, uma largura de banda de frequência (na primeira modalidade descrita acima, uma largura de banda de frequência de cerca de 0,2 kHz a cer
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29/46 ca de 0,8 kHz) onde o nível de vibração mecânica é particularmente pequeno tende a se tornar estreito e uma largura de banda de frequência onde a influência da vibração mecânica é reduzida tende a se tornar estreita como um todo.
[00117] Na segunda modalidade, quando a velocidade de rotação do motor é mais alta, a largura de banda do filtro passa-banda, isto é, a largura de banda de frequência específica se torna mais estreita para detectar o período de ignição. A seguir, controle de detecção do período de ignição de acordo com a segunda modalidade será descrita.
[00118] A Figura 7 é um fluxograma ilustrando o controle de detecção do período de ignição de acordo com a segunda modalidade. Na Figura 7, o processamento de conteúdo das Etapas S1 a S6 são os mesmos que na primeira modalidade e assim, a descrição será repetida aqui.
[00119] Na etapa S21, a unidade de controle eletrônico 200 define a largura de banda de frequência específica com base na velocidade de rotação do motor. Especificamente, a unidade de controle eletrônico 200 torna a frequência de limite inferior da largura de banda de frequência específica mais alta e torna a frequência de limite superior da largura de banda de frequência específica inferior quando a velocidade de rotação do motor é mais alta, assim estreitando a largura de banda de frequência específica.
[00120] A unidade de detecção do período de ignição da unidade de controle eletrônico 200 de acordo com a segunda modalidade descrito acima é configurada para tornar a largura de banda de frequência específica mais estreita quando a velocidade de rotação do motor é mais alta.
[00121] Com isso, é possível detectar o componente de vibração de combustão incluída na vibração detectada pelo sensor de batidas 210 com alta precisão em conformidade com a largura de banda de fre
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30/46 quência de corpo rígido que muda de acordo com a velocidade de rotação do motor. Por esta razão, os mesmos efeitos que na primeira modalidade são obtidos, e é possível detectar o período de ignição de combustível com mais alta precisão.
Terceira Modalidade [00122] Uma terceira modalidade da invenção será descrito. A terceira modalidade é diferente da primeira modalidade em que uma porção de vibração (a seguir, referida como uma porção de vibração principal) quando combustível para gerar torque solicitado é queimado é especificado em uma forma de onda de vibração por combustão para detectar um período de ignição. A seguir, a descrição será fornecida focando na diferença descrita acima.
[00123] Nas respectivas modalidades descritas acima, o período no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que o limite de determinação de combustão predeterminado é detectado como o período de ignição, isto é, o período de combustão de combustível para gerar torque solicitado. Neste momento, a fim de restringir um período de aumento de um nível de vibração de combustão devido à combustão de combustível de injeção piloto ou similar diferente do combustível para gerar torque solicitado de ser erroneamente detectado como o período de ignição, há uma necessidade de definir o limite de determinação de combustão a um grande valor a uma certa extensão. Entretanto, quando o limite de determinação de combustão é maior, visto que o período de ignição a ser detectado se torna um ângulo da manivela em um lado de atraso com razão a um período de ignição real, a precisão de detecção do período de ignição é degradada.
[00124] Na terceira modalidade, com a forma de onda de vibração por combustão sendo submetida ao processamento de simplificação, a porção de vibração principal e outras porções de vibração, isto é, uma
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31/46 porção de vibração por combustão de combustível de injeção piloto ou similar diferente do combustível para gerar torque solicitado são especificados, e então, o período de ignição é detectado.
[00125] A seguir, um método de detecção do período de ignição de acordo com a terceira modalidade será descrito com referência às Figuras 8A e 8B.
[00126] A Figura 8A é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão obtida quando a injeção de estágios múltiplos é realizada para tornar o combustível queimado por combustão difusora em certo estado de operação do motor. A Figura 8B é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão submetida ao processamento de simplificação usando três limites de um primeiro limite a um terceiro limite mostrado na Figura 8A.
[00127] Conforme mostrado na Figura 8B, na terceira modalidade, quando o nível de vibração de combustão é menor que o primeiro limite, o nível de vibração de combustão é definido como zero, e quando o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o primeiro limite e menor que o segundo limite, o nível de vibração de combustão é definido ao primeiro limite. Quando o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o segundo limite e menor que o terceiro limite, o nível de vibração de combustão é definido ao segundo limite, e quando o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o terceiro limite, o nível de vibração de combustão é definido ao terceiro limite.
[00128] Com isso, é possível obter uma forma de onda de vibração por combustão onde uma porção tendo o nível de vibração de combustão igual a ou maior que o primeiro limite e menor que o segundo limite parece como uma porção de vibração por combustão de combustível de injeção piloto ou similar diferente do combustível para gerar torque solicitado. É possível obter uma forma de onda de vibração por combustão onde uma porção tendo o nível de vibração de combustão
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32/46 igual a ou maior que o terceiro limite aparece como uma porção de vibração por combustão de combustível para gerar torque solicitado, isto é, a porção de vibração principal.
[00129] Aqui, o segundo limite é um limite que é definido a um valor comparavelmente mais alto que o nível de vibração de combustão que é gerado no período de combustão de combustível de injeção piloto ou no período de combustão após o combustível de injeção, e é um exemplo do limite de determinação de combustão empregado nas respectivas modalidades descritas acima. Certamente, na terceira modalidade, é possível detectar, como o período de ignição, um período no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que o primeiro limite menor que o segundo limite na porção de vibração principal. Por esta razão, é possível melhorar a precisão de detecção do período de ignição tornando o limite de determinação de combustão pequeno.
[00130] A Figura 9 é um fluxograma ilustrando controle de detecção do período de ignição de acordo com a terceira modalidade. Na Figura 9, o processamento do conteúdo das Etapas S1 a S5 são os mesmos que os na primeira modalidade, e assim, a descrição não será repetida aqui.
[00131] Na etapa S31, a unidade de controle eletrônico 200 submete a forma de onda de vibração por combustão ao processamento de simplificação. Especificamente, conforme descrito acima, a unidade de controle eletrônico 200 define o nível de vibração de combustão a zero quando o nível de vibração de combustão é menor que o primeiro limite, e define o nível de vibração de combustão ao primeiro limite quando o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o primeiro limite e menor que o segundo limite. Quando o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o segundo limite e menor que o terceiro limite, o nível de vibração de combustão é definido ao segundo
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33/46 limite, e quando o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o terceiro limite, o nível de vibração de combustão é definido ao terceiro limite.
[00132] Na etapa S32, a unidade de controle eletrônico 200 especifica uma porção tendo o nível de vibração de combustão igual a ou maior que o terceiro limite como a porção de vibração principal.
[00133] Na etapa S33, a unidade de controle eletrônico 200 determina se ou não o número de porções (a seguir, referido como uma primeira contagem excedente ao limite) tendo o nível de vibração de combustão igual a ou maior que o primeiro limite e menor que o segundo limite coincide com uma contagem de injeção de combustível.
[00134] Por exemplo, quando a injeção de estágios múltiplos é realizada, a primeira contagem excedente ao limite deveria coincidir com a contagem de injeção de combustível; entretanto, quando a primeira contagem excedente ao limite é maior que a contagem de injeção de combustível, a determinação pode ser feita sendo o primeiro limite muito pequeno, e há uma porção tendo o nível de vibração de combustão igual a ou maior que o primeiro limite e menor que o segundo limite devido à influência de ruído. Quando a primeira contagem excedente ao limite for menor que a contagem de injeção de combustível, a determinação pode ser feira sendo o primeiro limite muito grande. Quando a primeira contagem excedente ao limite não coincide com a contagem de injeção de combustível, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S35 a fim de atualizar o valor do primeiro limite aumentando ou reduzindo o valor do primeiro limite por um valor predeterminado. Quando a primeira contagem excedente ao limite coincidir com a contagem de injeção de combustível, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S34 sem atualizar o valor do primeiro limite.
[00135] Na etapa S34, a unidade de controle eletrônico 200 detecta,
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34/46 como o período de ignição, um ângulo da manivela no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que o primeiro limite na porção de vibração principal.
[00136] Na etapa S35, a unidade de controle eletrônico 200 atualiza o valor do primeiro limite. Especificamente, a unidade de controle eletrônico 200 aumenta o valor do primeiro limite pelo valor predeterminado quando a primeira contagem excedente ao limite for maior que a contagem de injeção de combustível, e reduz o valor do primeiro limite pelo valor predeterminado quando a primeira contagem excedente ao limite for menor que a contagem de injeção de combustível.
[00137] De acordo com a terceira modalidade descrita acima, é possível especificar uma porção de vibração principal com base em uma forma de onda de vibração por combustão simplificada usando uma pluralidade de limites (na terceira modalidade, o primeiro limite ao terceiro limite). Por esta razão, é possível detectar, como o período de ignição, um período no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que o limite de determinação de combustão na porção de vibração principal à exclusão da influência da injeção de estágios múltiplos. Por esta razão, é possível melhorar a precisão de detecção do período de ignição tornando o limite de determinação de combustão pequeno.
Quarta Modalidade [00138] Uma quarta modalidade da invenção será descrita. A quarta modalidade é diferente da primeira modalidade em que a ignição compressiva carregada de pré-mistura é realizada em uma região operacional predeterminada para realizar a operação do corpo do motor 1. A seguir, a descrição será fornecida focando na diferença descrita acima.
[00139] A unidade de controle eletrônico 200 de acordo com a quarta modalidade alterna um modo operacional do corpo do motor 1 a um de um modo de ignição compressiva carregada de pré-mistura (a se
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35/46 guir, referido como um modo de PCCI) e um modo de combustão difusora (a seguir, referido como um modo CC) com base no estado de operação do motor e realiza a operação do corpo do motor 1.
[00140] Conforme mostrado na Figura 10, a unidade de controle eletrônico 200 alterna o modo operacional ao modo de PCCI quando o estado de operação do motor estiver dentro de uma faixa de PCCI em uma baixa velocidade de rotação e lado de baixa carga, e alterna o modo operacional ao modo CC quando o estado de operação do motor estiver dentro de uma região CC em uma alta velocidade de rotação e lado de alta carga. Então, a unidade de controle eletrônico 200 realiza o controle de cada componente de controle de acordo com cada modo operacional e realiza a operação do corpo do motor 1.
[00141] Especificamente, quando o modo operacional for o MODO CC, como na primeira modalidade descrita acima, a unidade de controle eletrônico 200 realiza a operação do corpo do motor 1 realizando a injeção de estágios múltiplos e controlando a quantidade de injeção, o período de injeção, e similar do respectivo combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20 em uma forma multiestágios, de modo que o combustível injetado na câmara de combustão pela injeção principal seja queimado com um curto período de atraso de ignição sem atraso substancial após a injeção de combustível.
[00142] Quando o modo operacional for o MODO PCCI, a unidade de controle eletrônico 200 realiza a operação do corpo do motor 1 controlando a quantidade de injeção, o período de injeção, e similar de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível 20 para fazer com que a ignição compressiva carregada de pré-mistura onde combustível injetado na câmara de combustão seja queimado após certo período de pré-mistura com ar da injeção de combustível (isto é, com um período de atraso de ignição mais longo que durante a combustão difusora após injeção de combustível).
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36/46 [00143] Conforme descrito acima, quando a operação do corpo do motor 1 for realizada enquanto alterna o modo operacional a uma pluralidade de modos operacionais tendo diferentes formas de combustão, a forma de onda de vibração por combustão pode ser mudada de acordo com o modo operacional.
[00144] A Figura 11 é um gráfico comparando uma forma de onda de vibração por combustão em certo estado de operação do motor durante o MODO CC e durante o MODO PCCI.
[00145] Conforme mostrado na Figura 11, na quarta modalidade, visto que a injeção de estágios múltiplos é realizada durante o MODO CC, o nível de vibração de combustão é alta mesmo no período de combustão do combustível de injeção piloto ou no período de combustão após o combustível de injeção, além do período de combustão de combustível de injeção principal.
[00146] Certamente, conforme descrito acima, durante o MODO CC, a fim de detectar o período de combustão de combustível de injeção principal como o período de ignição, há uma necessidade de definir o limite de determinação de combustão a ser mais alto que o nível de vibração de combustão no período de combustão de combustível de injeção piloto ou no período de combustão após combustível de injeção.
[00147] Em contrapartida ao MODO CC, durante o MODO PCCI, visto que uma pré-mistura é queimada no mesmo período em múltiplos pontos, basicamente, o nível de vibração de combustão é alto apenas em um período de combustão da pré-mistura. Por esta razão, durante o MODO PCCI, diferente MODO CC, não há necessidade de aumentar o limite de determinação de combustão. Inversamente, quando o limite de determinação de combustão durante o MODO PCCI é o mesmo que o limite de determinação de combustão durante o MODO CC, o período de ignição a ser detectado se torna um ângulo da manivela no
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37/46 lado de atraso por uma quantidade quando o limite de determinação de combustão é o mesmo, em comparação com um período de ignição real, e a precisão de detecção do período de ignição é deteriorada. [00148] Na quarta modalidade, o limite de determinação de combustão é mudado durante o MODO PCCI e durante o MODO CC. Especificamente, o limite de determinação de combustão é menor durante o MODO PCCI que durante o MODO CC. Com isso, é possível melhorar a precisão de detecção do período de ignição durante o MODO PCCI. A seguir, controle de detecção do período de ignição de acordo com a quarta modalidade será descrito.
[00149] A Figura 12 é um fluxograma ilustrando o controle de detecção do período de ignição de acordo com a quarta modalidade. Na Figura 12, os conteúdos de processamento das Etapas S1 a S6 são os mesmos que aqueles na primeira modalidade, e assim, a descrição não será repetida aqui.
[00150] Na etapa S41, a unidade de controle eletrônico 200 determina se um modo operacional atual é o MODO PCCI ou o MODO CC. Quando o modo operacional é o MODO PCCI, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S42. Quando o modo operacional é o MODO CC, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S43.
[00151] Na etapa S42, a unidade de controle eletrônico 200 define o limite de determinação de combustão a um limite (a seguir, referido como um limite de determinação PCCI) THp para o MODO PCCI. [00152] Na etapa S43, a unidade de controle eletrônico 200 define o limite de determinação de combustão a um limite (a seguir, referido como um limite de determinação CC) THd para o MODO CC. O limite de determinação CC THd é um valor maior que o limite de determinação PCCI THp.
[00153] De acordo com a quarta modalidade descrita acima, quan
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38/46 do o combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de pré-mistura, é possível tornar o limite de determinação de combustão menor que quando combustível é queimado pela combustão difusora. Por esta razão, é possível detectar o período de ignição quando combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de prémistura, com alta precisão.
[00154] Visto que uma região operacional quando combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de pré-mistura é uma região em um lado de baixa carga, um componente de vibração (componente de vibração de combustão) devido à combustão é provavelmente ser pequena em comparação com uma região em um lado de alta carga. Entretanto, de acordo com a quarta modalidade, é possível extrair um componente de vibração de combustão mesmo na região operacional no lado de baixa carga descrita acima da exclusão da influência de um componente de vibração mecânica o máximo possível. Por esta razão, é possível detectar o período de ignição da ignição compressiva carregada de pré-mistura que é realizada na região operacional no lado de baixa carga, com alta precisão.
Quinta Modalidade [00155] Uma quinta modalidade da invenção será descrita. A quinta modalidade é diferente da quarta modalidade em que uma forma de combustão é discriminada e o limite de determinação de combustão é mudado de acordo com a forma de combustão. A seguir, a descrição será fornecida focando na diferença descrita acima.
[00156] Na quarta modalidade descrita acima, o limite de determinação de combustão é mudado de acordo com o modo operacional. Entretanto, na quinta modalidade, uma forma de combustão, isto é, se a combustão difusora ou a ignição compressiva carregada de prémistura é realizada é discriminada com base na forma de onda de vibração por combustão e o limite de determinação de combustão é mu
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39/46 dado de acordo com um resultado de discriminação. A seguir, um método de discriminação da forma de combustão de acordo com a quinta modalidade será descrito.
[00157] A Figura 13A é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão durante a combustão difusora em certo estado de operação do motor. A Figura 13B é um gráfico que mostra uma forma de onda de vibração por combustão durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura em certo estado de operação do motor.
[00158] Conforme mostrado nas Figuras 13A e 13B, a forma de onda de vibração por combustão durante a combustão difusora tende a ser mais longa no período de vibração W e menor no valor mínimo H do nível de vibração de combustão que a forma de onda de vibração por combustão durante a ignição compressiva carregada de prémistura. Por esta razão, uma razão H/W do valor mínimo H do nível de vibração de combustão ao período de vibração W tende a ser pequena durante a combustão difusora, e tende a ser grande durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura.
[00159] Na quinta modalidade, quando a razão H/W é menor que uma razão predeterminada, a determinação queima o combustível pela combustão difusora e o limite de determinação de combustão é definido ao limite de determinação CC THd. Quando a razão H/W é igual a ou maior que a razão predeterminada, a determinação queima o combustível pela ignição compressiva carregada de pré-mistura e o limite de determinação de combustão é definido ao limite de determinação PCCI THp. A seguir, o controle de detecção do período de ignição de acordo com a quinta modalidade será descrita.
[00160] A Figura 14 é um fluxograma ilustrando o controle de detecção do período de ignição de acordo com a quinta modalidade. Na Figura 14, o conteúdo de processamento das Etapas S1 a S6, S42, e
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40/46
S43 é o mesmo que o na primeira modalidade e na quarta modalidade, e assim, a descrição não será repetida aqui.
[00161] Na etapa S51, a unidade de controle eletrônico 200 detecta o período de vibração W da forma de onda de vibração por combustão e o valor mínimo H do nível de vibração de combustão com base na forma de onda de vibração por combustão e calcula a razão H/W.
[00162] Na etapa S52, a unidade de controle eletrônico 200 determina se ou não a razão H/W é igual a ou maior que a razão predeterminada. Quando a razão H/W é igual a ou maior que a razão predeterminada, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S42. Quando a razão H/W é menor que a razão predeterminada, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S43.
[00163] De acordo com a quinta modalidade descrita acima, como na quinta modalidade, quando combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de pré-mistura, é possível tornar o limite de determinação de combustão menor que quando combustível é queimado pela combustão difusora. Por esta razão, é possível detectar o período de ignição quando combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de pré-mistura, com alta precisão.
Sexta Modalidade [00164] Uma sexta modalidade da invenção será descrita. A sexta modalidade é diferente da quinta modalidade em que o método de discriminação da forma de combustão é diferente. A seguir, a descrição será fornecida focando na diferença descrita acima.
[00165] A Figura 15A é um diagrama similar às Figuras 13A e 13B, e é um gráfico comparando uma forma de onda de vibração por combustão em certo estado de operação do motor durante a combustão difusora e durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura.
[00166] As Figuras 15B e 15C são gráficos que mostram forma de
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41/46 onda de vibração por combustão difusora e ignição compressiva carregada de pré-mistura submetida ao processamento de simplificação usando três limites de um primeiro limite e um terceiro limite mostrado na Figura 15A, respectivamente.
[00167] Conforme mostrado na Figura 15B, a forma de onda de vibração por combustão é submetida ao processamento de simplificação, pelo qual, durante a combustão difusora, é possível obter uma forma de onda de vibração por combustão onde uma porção de vibração (porção de vibração principal) gerada pela combustão de combustível para gerar torque solicitado e uma porção de vibração a ser gerada pela combustão de combustível de injeção piloto diferente do combustível para gerar torque solicitado. Conforme mostrado na Figura 15C, durante a ignição compressiva carregada de pré-mistura, apenas a porção de vibração principal aparece.
[00168] Por esta razão, a forma de combustão pode ser discriminada pelo número de porções (primeira contagem excedente ao limite) onde o nível de vibração de combustão é igual a ou maior que o primeiro limite e menor que o segundo limite. Na sexta modalidade, a forma de combustão é discriminada de acordo com a primeira contagem excedente ao limite e o limite de determinação de combustão é mudado de acordo com a forma de combustão. A seguir, o controle de detecção do período de ignição de acordo com a sexta modalidade será descrito.
[00169] A Figura 16 é um fluxograma ilustrando o controle de detecção do período de ignição de acordo com a sexta modalidade. Na Figura 16, o conteúdo de processamento das Etapas S1 a S5, S31, S32, S34, S42, e S43 é o mesmo que na primeira modalidade, a terceira modalidade, e a quarta modalidade, e assim, a descrição não será repetida aqui.
[00170] Na etapa S61, a unidade de controle eletrônico 200 calcula a primeira contagem excedente ao limite.
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42/46 [00171] Na etapa S62, a unidade de controle eletrônico 200 discrimina a forma de combustão com base na primeira contagem excedente ao limite. Na sexta modalidade, a unidade de controle eletrônico 200 discrimina a forma de combustão é a ignição compressiva carregada de pré-mistura quando a primeira contagem excedente ao limite for um e discrimina que a forma de combustão é a combustão difusora quando a primeira contagem excedente ao limite for plural.
[00172] Na etapa S63, a unidade de controle eletrônico 200 avança ao processamento da Etapa S42 quando a forma de combustão for a ignição compressiva carregada de pré-mistura, e avança ao processamento da Etapa S43 quando a forma de combustão for a combustão difusora.
[00173] De acordo com a sexta modalidade descrita acima, como na quinta modalidade, quando combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de pré-mistura, é possível tornar o limite de determinação de combustão menor que quando combustível é queimado pela combustão difusora. Por esta razão, é possível detectar o período de ignição quando combustível é queimado pela ignição compressiva carregada de pré-mistura, com alta precisão.
Sétima Modalidade [00174] Uma sétima modalidade da invenção será descrita. A sétima modalidade é diferente da primeira modalidade em que o nível de vibração de combustão é corrigido com base em um valor médio de movimento do desvio do período de ignição AC. A seguir, a descrição será fornecida focando na diferença descrita acima.
[00175] Como um fator para o desvio do período de ignição AC, conforme descrito acima, além do processamento de filtro ao valor de saída do sensor de batidas 210, a mudança no período de atraso de ignição é exemplificada.
[00176] Como um fator para mudança no período de atraso de igniPetição 870180153514, de 22/11/2018, pág. 121/170
43/46 ção, há um fator temporário e um fator permanente. Como o fator temporário, por exemplo, durante uma operação transiente onde uma carga do motor é mudada, o desvio de uma quantidade de ar de admissão de um valor alvo devido a um atraso de resposta de ar de admissão, a mudança no número cetano ou número octano de combustível devido ao reabastecimento, ou similar é exemplificado. Como o fator permanente, flutuação de uma quantidade de injeção a ser injetada da válvula de injeção de combustível 20 devido ao envelhecimento da deterioração do dispositivo de abastecimento de combustível, ou similar é exemplificado.
[00177] Na sétima modalidade, desvio do período de ignição devido à mudança temporária no período de atraso de ignição é compensado com base em um valor médio de movimento (a seguir, referido como um valor médio de movimento de período curto) do desvio do período de ignição AC por um período curto, e desvio do período de ignição devido à mudança permanente no período de atraso de ignição é compensado com base em um valor médio de movimento (a seguir, referido como a valor médio de movimento de longo prazo) do desvio do período de ignição AC por um longo período. A seguir, controle de detecção do período de ignição de acordo com a sétima modalidade será descrito.
[00178] A Figura 17 é um fluxograma ilustrando o controle de detecção do período de ignição de acordo com a sétima modalidade. Na Figura 17, o conteúdo de processamento das Etapas S1 a S6 é o mesmo que aquele na primeira modalidade, e assim, a descrição não será repetida aqui.
[00179] Na etapa S71, a unidade de controle eletrônico 200 lê um valor de correção Cp calculado através do processamento de cálculo do valor de correção descrito abaixo, adiciona o valor de correção Cp ao nível de vibração de combustão para corrigir o nível de vibração de
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44/46 combustão, e calcula uma forma de onda (forma de onda de vibração por combustão) do nível de vibração de combustão em cada ângulo da manivela. Um valor inicial do valor de correção Cp é zero.
[00180] Na etapa S72, a unidade de controle eletrônico 200 realiza o processamento de cálculo do valor de correção. Detalhes do processamento de cálculo do valor de correção será descrito abaixo com referência à Figura 18.
[00181] A Figura 18 é um fluxograma ilustrando o processamento de cálculo do valor de correção.
[00182] Na etapa S721, a unidade de controle eletrônico 200 calcula um desvio entre o período de ignição detectado na etapa S6 e o período de ignição alvo definido antecipadamente de acordo com o estado de operação do motor como o desvio do período de ignição AC.
[00183] Na etapa S722, a unidade de controle eletrônico 200 calcula um valor médio de movimento de período curto CS do desvio do período de ignição AC com base na Expressão (1) descrita abaixo.
N
ΣΔΟ , .
M’ ' (1)
N — n i=N—n [00184] Na etapa S723, a unidade de controle eletrônico 200 calcula um valor médio de movimento de longo prazo CL do desvio do período de ignição AC com base na Expressão (2) descrita abaixo.
N
ΣΔΟ . .
- ---(2) i-0 [00185] Na etapa S724, a unidade de controle eletrônico 200 calcula um valor obtido multiplicando um valor obtido adicionando o valor médio de movimento de período curto CS e o valor médio de movimento de longo prazo CL por um coeficiente predeterminado k como o valor de correção Cp (= k x (CS + CL)).
[00186] Certamente, na sétima modalidade, quando o valor de cor
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45/46 reção Cp for maior, isto é, quando o período de ignição detectado for atrasado com razão ao período de ignição alvo, é possível corrigir o nível de vibração de combustão para ser mais alto. Com isso, visto que é possível corrigir o desvio do período de ignição devido a mudanças temporárias e permanentes no período de atraso de ignição, é possível detectar o período de ignição com alta precisão.
[00187] Embora as modalidades da invenção tenham sido descritas acima, as modalidades mostram apenas uma parte dos exemplos de aplicação da invenção e não pretendem limitar o escopo técnico da invenção às configurações específicas das formas de realização.
[00188] Por exemplo, até o sensor de batidas 210 detectar uma vibração por combustão, um atraso de acordo com uma velocidade de propagação (velocidade sônica) de vibração ocorre. A velocidade de propagação da vibração é mudada de acordo com uma temperatura do corpo do motor 1. Especificamente, quando a temperatura do corpo do motor 1 é mais alta, a velocidade de propagação de vibração é posteriormente e o atraso é maior.
[00189] Certamente, por exemplo, quando a temperatura de um refrigerante representante da temperatura do corpo do motor 1 é mais alta, o período de ignição detectado na etapa S6 do fluxograma da Figura 3 pode ser corrigido ao lado de avanço.
[00190] Nas respectivas modalidades descritas acima, embora o único sensor de batidas 210 é fixado ao corpo do motor 1, dois ou mais sensores de batidas 210 podem ser fixados, o primeiro sensor de batidas pode ser definido como um sensor principal, e o segundo sensor de batidas pode ser definido como um subsensor. Dessa forma, o valor de saída do sensor pode ser monitorado e a determinação pode ser feita se ou não uma anormalidade ocorrer nos sensores. Então, quando uma anormalidade ocorre no sensor principal, o período de ignição pode ser permitido a ser detectado pela subsensor.
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46/46 [00191] Na segunda modalidade, quando a velocidade de rotação do motor é mais alta, a largura de banda de frequência específica se torna mais estreita. Entretanto, mesmo através da frequência de referência durante o processamento do envelope na etapa S3 do fluxograma da Figura 3 descrito acima é definido para ser mais alto quando a velocidade de rotação do motor é mais alta, os mesmos efeitos são obtidos.

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna (100) incluindo um corpo do motor (1), uma válvula de injeção de combustível (20) configurado para injetar combustível em uma câmara de combustão do corpo do motor (1), e um sensor de vibração (210) configurado para detectar a vibração do corpo do motor (1), o dispositivo de controle caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de controle eletrônico (200) configurada para:
    definir uma quantidade de injeção alvo e um período de injeção alvo com base em um estado de operação do motor;
    controlar uma quantidade de injeção e um período de injeção de combustível a ser injetada da válvula de injeção de combustível (20) para a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo, respectivamente;
    detectar um período de ignição de combustível com base em um componente de vibração do corpo do motor (1) em uma largura de banda de frequência específica, a largura de banda de frequência específica sendo uma largura de banda em um lado de baixa frequência de uma largura de banda de frequência onde o corpo do motor (1) passa por vibração elástica, e a largura de banda de frequência específica sendo uma largura de banda onde uma razão de um componente de vibração de combustão que é gerado quando o corpo do motor (1) é submetido à pressão de combustão aos componentes de vibração detectados pelo sensor de vibração (210) se torna igual ou maior do que um valor predeterminado; e corrigir, pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo com base em um desvio entre o período de ignição detectado e um período de ignição alvo de acordo com o estado de operação do motor.
  2. 2. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 1,
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    2/4 caracterizado pelo fato de que a largura de banda de frequência específica é uma largura de banda de frequência de 0,1 kHz a 1,8 kHz.
  3. 3. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a largura de banda de frequência específica é uma largura de banda de frequência de 0,2 kHz a 0,8 kHz.
  4. 4. Dispositivo de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para tornar a largura de banda de frequência específica mais estreita quando uma velocidade de rotação do motor for mais alta.
  5. 5. Dispositivo de controle, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que:
    a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para calcular um nível de vibração do corpo do motor (1) com base no componente de vibração do corpo do motor (1) na largura de banda de frequência específica;
    a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para calcular um nível de vibração mecânica do corpo do motor (1) com base no estado de operação do motor;
    a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para subtrair o nível de vibração mecânica do nível de vibração para calcular um nível de vibração de combustão; e a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para detectar, como um período de ignição de combustível, um período no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que um limite de determinação de combustão predeterminado.
  6. 6. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:
    a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para especificar, com base em uma forma de onda do nível de vibração de
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    3/4 combustão em cada ângulo da manivela simplificada usando uma pluralidade de limites, uma porção de vibração principal quando combustível para gerar o torque solicitado é queimado; e a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para detectar, como um período de ignição de combustível, um período no qual o nível de vibração de combustão se torna igual a ou maior que o limite de determinação de combustão na porção de vibração principal.
  7. 7. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:
    a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para controlar a quantidade de injeção e o período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível (20), de modo que o combustível cause ignição compressiva carregada de prémistura em uma região operacional em um lado de baixa carga e combustível faz com que a combustão difusora em uma região operacional em um lado de alta carga; e a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para, quando o combustível é queimado por ignição compressiva carregada de pré-mistura, tornar o limite de determinação de combustão menor que quando combustível é queimado por combustão difusora.
  8. 8. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle eletrônico (200) é configurada para corrigir o nível de vibração de combustão com base em um valor médio de movimento do desvio por um período curto e um valor médio de movimento do desvio por um longo período.
  9. 9. Método de controle para um motor de combustão interna (100) incluindo um corpo do motor (1), uma válvula de injeção de combustível (20) configurada para injetar combustível em uma câmara de combustão do corpo do motor (1), e um sensor de vibração (210) con
    Petição 870180153514, de 22/11/2018, pág. 60/170
    4/4 figurado para detectar vibração do corpo do motor (1), o método de controle caracterizado pelo fato de que compreende:
    definir, por uma unidade de controle eletrônico (200), uma quantidade de injeção alvo e um período de injeção alvo com base em um estado de operação do motor;
    controlando, pela unidade de controle eletrônico (200), uma quantidade de injeção e um período de injeção de combustível a ser injetado da válvula de injeção de combustível (20) para a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo, respectivamente;
    detectar, pela unidade de controle eletrônico (200), um período de ignição de combustível com base em um componente de vibração do corpo do motor (1) em uma largura de banda de frequência específica, a largura de banda de frequência específica sendo uma largura de banda em um lado de baixa frequência de uma largura de banda de frequência onde o corpo do motor (1) passa por vibração elástica, e a largura de banda de frequência específica sendo uma largura de banda onde uma razão de um componente de vibração de combustão que é gerado quando o corpo do motor (1) é submetido à pressão de combustão ao componentes de vibração detectados pelo sensor de vibração (210) se torna igual a ou maior que um valor predeterminado; e corrigir, pela unidade de controle eletrônico (200), pelo menos, um dentre a quantidade de injeção alvo e o período de injeção alvo com base em um desvio entre o período de ignição detectado e um período de ignição alvo de acordo com o estado de operação do motor.
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