BR102019023514A2

BR102019023514A2 - Método para determinar a massa de ar preso em cada cilindro de um motor a combustão interna

Info

Publication number: BR102019023514A2
Application number: BR102019023514-4A
Authority: BR
Inventors: Marco Panciroli
Original assignee: MAGNETI MARELLI S.p.A.
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-05-26
Also published as: CN111156097A; US20200149481A1; US20230358183A1; JP2020076407A; CN111156097B; US11739701B2; JP7398246B2; EP3650678A1

Abstract

método para determinar a massa de ar preso em cada cilindro de um motor a combustão interna método para determinar a massa (m) de ar preso em cada cilindro (3) de um motor a combustão interna (1), que compreende determinar, com base em um modelo que utiliza quantidades físicas medidas e/ou estimadas, um valor para um primeiro grupo quantidades de referência; determinar, com base no dito modelo, o volume interno real (v) de cada cilindro (3) em função da velocidade (n) de rotação do motor a combustão interna (1) e do ângulo de atraso de fechamento (ivc) da válvula de admissão (5); e cálculo da massa (m) de ar preso em cada cilindro (3) em função do primeiro grupo de quantidades de referência e do volume interno real (v) de cada cilindro (3).

Description

MÉTODO PARA DETERMINAR A MASSA DE AR PRESO EM CADA CILINDRO DE UM MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA

Referência cruzada a aplicações relacionadas

[001] Este Pedido de Patente reivindica prioridade do Pedido de Patente Italiano N° 102018000010164 depositado em 8 de novembro de 2018, cuja descrição completa é aqui incorporada como referência.

Campo técnico

[002] A presente invenção se relaciona a um método para determinar a massa de ar presa em cada cilindro de um motor a combustão interna.

Técnica conhecida

[003] Como é conhecido, um motor a combustão interna sobrealimentado {supercharged} por meio de um sistema de sobrealimentação por turbocompressor compreende vários injetores que injetam combustível nos respectivos cilindros, cada um conectado a um coletor de admissão por meio de pelo menos uma respectiva válvula de admissão e a um coletor de exaustão por meio de pelo menos uma respectiva válvula de exaustão.

[004] O coletor de admissão recebe uma mistura de gases que compreende gases de exaustão e ar fresco, isto é, ar saindo do ambiente externo através de um duto de admissão de ar, que é fornecido com um filtro de ar para o fluxo de ar fresco e é regulado por uma válvula borboleta. Ao longo do duto de admissão de ar, de preferência a jusante do filtro de ar, também é fornecido um medidor de fluxo de ar.

[005] O medidor de fluxo de ar é um sensor conectado a uma unidade de controle eletrônico e projetado para detectar o fluxo de ar fresco aspirado pelo motor a combustão interna. A vazão de ar fresco aspirado pelo motor a combustão interna é um parâmetro extremamente importante para o controle do motor, em particular, para determinar a quantidade de combustível a ser injetada nos cilindros, a fim de obter uma determinada relação ar/combustível em um duto de exaustão a jusante do coletor de exaustão. No entanto, o medidor de fluxo de ar normalmente é um componente muito caro e bastante delicado, pois os vapores de combustível e a poeira podem sujá-lo, alterando assim a leitura do valor do fluxo de ar fresco absorvido pelo motor a combustão interna.

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Descrição da invenção

[006] O objetivo da invenção é de fornecer um método para determinar a massa de ar presa em cada cilindro de um motor a combustão interna, sendo o método fácil e econômico para ser implementado.

[007] De acordo com a invenção, é fornecido um método para determinar a massa de ar retido em cada cilindro de um motor a combustão interna, conforme reivindicado nas reivindicações anexas.

Breve descrição das figuras

[008] A invenção será agora descrita com referência aos desenhos anexos, mostrando uma configuração não limitativa da mesma, em que:

- a figura 1 mostra esquematicamente uma configuração preferida de um motor a combustão interna fornecido com uma unidade de controle eletrônico que implementa o método de acordo com a invenção;

- a figura 2 mostra, em detalhes, um cilindro do motor da figura 1;

- as figuras 3 e 4 mostram esquematicamente a fase de sobreposição de uma válvula de admissão e de uma válvula de exaustão do motor da figura 1; e

- a Figura 5 mostra o desenvolvimento da função β usada no método de acordo com a invenção;

Configurações preferidas da invenção

[009] Nas figuras 1 e 2, o número 1 indica, como um todo, um motor a combustão interna, de preferência sobrealimentado por meio de um sistema de sobrealimentação por turbocompressor.

[0010] O motor a combustão interna 1 compreende um número de injetores 2, que injetam combustível diretamente em quatro cilindros 3 (de preferência quatro cilindros dispostos em linha), cada um conectado a um coletor de admissão 4 por meio de pelo menos uma respectiva válvula de admissão 5 (mostrada na figura 3) e a um coletor de exaustão 6 por meio de pelo menos uma respectiva válvula de exaustão 7 (mostrada na figura 2). Para cada cilindro 3 é fornecido um injetor correspondente 2; de acordo com a configuração mostrada na figura 2, a injeção é uma injeção indireta e, portanto, cada injetor 2 é disposto a montante do cilindro 3 em um duto de admissão 8 que conecta o

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3/24 coletor de admissão 4 ao cilindro 3. De acordo com uma configuração alternativa que não é mostrada aqui, a injeção é uma injeção direta e, portanto, cada injetor 2 é parcialmente disposto dentro do cilindro 3 através da extremidade da coroa do cilindro 3.

[0011] De acordo com a figura 1, cada cilindro 3 abriga um respectivo pistão 9, que é conectado mecanicamente, por meio de uma biela, a um eixo motor 10, de modo a transmitir ao próprio eixo motor 10, de uma maneira conhecida, a força gerada pela combustão no interior do cilindro 3.

[0012] O coletor de admissão 4 recebe uma mistura de gases compreendendo gases de exaustão (como descrito em detalhes abaixo) e ar fresco, ou seja, ar proveniente do exterior através do duto de admissão 8, que é de preferência fornecido com um filtro de ar para o fluxo de ar fresco e é regulado por uma válvula borboleta 12, que de preferência é uma válvula controlada eletronicamente e que é móvel entre uma posição de fechamento e uma posição de abertura máxima. Além disso, nenhum medidor de fluxo de ar é fornecido ao longo do duto de admissão 8.

[0013] As válvulas de admissão 5 e/ou as válvulas de exaustão 7 são controladas com um dispositivo WT (variable valve timing, ou válvula com tempo de abertura variável), que atua hidraulicamente no eixo que opera as válvulas de admissão 5 e/ou as válvulas de exaustão 7, respectiva mente, alterando a inclinação das mesmas em relação a um eixo de comando.

[0014] Em particular, a posição de cada válvula de exaustão 7 é controlada diretamente por um eixo árvore 13, que recebe o movimento do eixo motor 10; da mesma forma, a posição de cada válvula de admissão 5 é controlada diretamente por um eixo árvore 14, que recebe o movimento do eixo motor 10.

[0015] Ao longo do tubo de admissão 8, de preferência é disposto um intercooler, que cumpre a função de resfriar o ar aspirado e é preferencialmente embutido no coletor de admissão 4. O coletor de exaustão 6 é conectado a um duto de exaustão 18, que alimenta os gases de exaustão produzidos pela combustão para um sistema de exaustão, que libera os gases produzidos pela combustão na atmosfera e normalmente compreende pelo menos um conversor catalítico (se necessário, provido com um filtro de partículas diesel) e pelo menos um silencioso disposto a jusante do catalisador.

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[0016] O sistema de sobrealimentação do motor a combustão interna 1 compreende um turbocompressor provido de uma turbina, que é disposta ao longo do duto de exaustão 18 para girar em alta velocidade devido à ação dos gases de exaustão expelidos dos cilindros 3, e um compressor, que é disposto ao longo do duto de admissão 8 e é mecanicamente conectado à turbina, de modo a causar a rotação da própria turbina, a fim de aumentar a pressão do ar presente no duto de alimentação 8.

[0017] A descrição acima se refere explicitamente a um motor a combustão interna 1 sobrealimentado por meio de um turbocompressor. Alternativa mente, o método de controle descrito acima pode encontrar uma aplicação vantajosa em qualquer motor a combustão interna sobrealimentado, por exemplo, por meio de um compressor dinâmico ou volumétrico.

[0018] De acordo com uma variante preferida, ao longo do duto de exaustão 18 é previsto um duto de derivação, que é conectado em paralelo à turbina de modo a ter suas extremidades conectadas a montante e a jusante da própria turbina.

[0019] O motor a combustão interna 1 compreende vantajosa mente, além disso, um circuito de recirculação de gases de exaustão de alta pressão EGRHP, que compreende, por sua vez, um duto de derivação conectado em paralelo ao conjunto constituído pelos quatro cilindros 3, o coletor de admissão 4 e o coletor de exaustão 6. Ao longo do duto de derivação, é fornecida uma válvula EGR, projetada para ajustar o fluxo dos gases de exaustão que fluem através do duto de derivação e é controlada por um motor elétrico. Ao longo do duto de derivação, a jusante da válvula EGR, é previsto um trocador de calor, que cumpre a função de resfriar os gases que saem do coletor de exaustão.

[0020] Alternativa mente, ao longo do duto de admissão 8 é previsto um duto de derivação, que é conectado em paralelo ao compressor, de modo a ter suas extremidades conectadas a montante e a jusante do próprio compressor; ao longo do duto de derivação, é fornecida uma válvula P_Off, que é projetada para ajustar o fluxo do ar que flui através do duto de derivação e é controlada por um atuador elétrico.

[0021] O motor a combustão interna 1 é controlado por uma unidade de controle eletrônico 30, que controla a operação de todos os componentes do motor a combustão

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5/24 interna 1. Em particular, a unidade de controle eletrônico 30 é conectada a sensores que medem a temperatura To e a pressão P_o ao longo do duto de entrada 8 a montante do compressor e a sensores que medem a temperatura e a pressão ao longo do duto de entrada 8 a montante da válvula borboleta 12, bem como a um sensor 31 que mede a temperatura e a pressão da mistura de gás presente no coletor de admissão 4. Além disso, a unidade de controle eletrônico 30 é conectada a um sensor que mede a posição angular (e, portanto, a velocidade de rotação) do eixo motor 10 e a um sensor (normalmente um sensor linear de oxigênio UHEGO ou UEGO - que é conhecido e não descrito em detalhes) que mede a razão ar/combustível dos gases de exaustão a montante do conversor catalítico e, finalmente, um sensor que mede o curso das válvulas de admissão e/ou de exaustão.

[0022] De acordo com uma variante preferida, o motor a combustão interna 1 compreende finalmente um circuito de recirculação de gases de exaustão de baixa pressão EGRlp, que compreende por sua vez, um duto de derivação originário do duto de exaustão 18, preferencialmente a jusante do conversor catalítico, e levando ao duto de admissão 8, de preferência a montante do compressor; o duto de derivação é conectado em paralelo ao turbocompressor. Ao longo do duto de derivação, é fornecida uma válvula EGR, projetada para ajustar o fluxo dos gases de exaustão que fluem através do duto de derivação. Ao longo do duto de derivação, a montante da válvula EGR, também é fornecido um trocador de calor, que cumpre a função de resfriar os gases que saem do coletor de exaustão 6 e entram no compressor.

[0023] Na unidade de controle eletrônico 30, é armazenado um modelo de cálculo, que é usado para determinar, entre outras coisas, a massa de ar m preso em cada cilindro 3 (para cada ciclo) e a massa Mtot de ar aspirada pela combustão interna motor 1.

[0024] O modelo inclui uma pluralidade de parâmetros de entrada, entre os quais existem: o número de rotações (rpm), o valor da pressão no coletor de admissão 4 e outras condições secundárias (como, por exemplo, a temperatura no interior do coletor de admissão 4 e a temperatura do fluido de refrigeração usado no motor a combustão interna sobrealimentado 1).

[0025] Uma vez que o dispositivo WT varia o momento de abertura das válvulas 5

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6/24 de aspiração e de sua inter-relação cruzada cos as válvulas 7 de exaustão (isto é, a fase na qual a válvula 5 de aspiração e a válvula 7 de exaustão são abertas simultaneamente), o modelo necessita conhecer também os seguintes parâmetros de admissão para cada um dos cilindros 3, alguns dos quais estão ilustrados na figura 5 (com relação ao ponto morto superior TDC e ao ponto morto inferior BDC):

IVCref - referência do ângulo de fechamento da válvula de admissão 5;

IVOref - referência do ângulo de abertura da válvula de admissão 5;

EVCref - referência do ângulo de fechamento da válvula de exaustão 7; EVOref - referência do ângulo de abertura da válvula de exaustão 7; IVC - ângulo de avanço de fechamento da válvula de admissão 5;

IVO - ângulo de avanço de abertura da válvula de admissão 5;

EVC - ângulo de avanço de fechamento da válvula de exaustão 7; e

EVO - ângulo de avanço de abertura da válvula de exaustão 7.

[0026] Através dos parâmetros de entrada listados acima, os seguintes parâmetros são definidos:

WTi = IVC - IVCref = IVO - IVOref [1]

WTe = EVO - EVOref = EVC - EVCref [2]

WTi - extensão angular da diferença de abertura ou fechamento em relação aos valores de referência relativos à válvula de admissão 5; e

WTe - extensão angular da diferença de abertura ou fechamento em relação aos valores de referência relativos à válvula de exaustão 7.

[0027] Para determinar a massa de ar m presa em cada cilindro 3 para cada ciclo, o modelo utiliza a lei dos gases ideal (conhecida na literatura), segundo a qual:

m = (P * V) / (R * T) [3]

P - média da pressão para o ciclo do motor dentro do coletor de admissão 4;

T - temperatura da mistura de ar fresco e/ou gases de exaustão no interior do coletor de admissão 4;

R - constante da mistura de ar fresco e/ou gases de exaustão;

V - volume interno do cilindro 3, quando a respectiva válvula de admissão 5 e a

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7/24 respectiva válvula de exaustão 7 estão fechadas).

[0028] A lei dos gases ideais [3] foi ajustada experimentalmente para o modelo, incorporando a constante R da mistura de ar fresco e/ou gases de exaustão, de modo que a massa de ar m preso em cada cilindro 3 para cada ciclo seja expressa da seguinte forma:

m = P * V * fi(T, P) * f₂(T_H2o, P) [4] em que Τηςο é a temperatura do motor a combustão interna 1 (de preferência expressa através da temperatura do líquido refrigerante do motor a combustão interna 1).

[0029] Parâmetros P, V, T, por outro lado, têm o significado descrito acima para a fórmula [3].

[0030] Finalmente, a lei ideal dos gases [4] foi ajustada experimental mente para o modelo de enchimento, de modo que a massa de ar m preso em cada cilindro 3 para cada ciclo leva em consideração os gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 (porque os mesmos não saíram do cilindro 3 ou porque foram aspirados novamente para o cilindro 3):

m = (P * V - OFF) * fi(T, P) * f₂(T_H2o, P) [5] em que OFF é a variável (massa) que leva em consideração os gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 (porque não saíram do cilindro 3 ou porque foram aspirados novamente para o cilindro 3).

[0031] Os parâmetros P, V, T, novamente, têm o significado descrito acima para a fórmula [3].

[0032] Em condições de referência, para calibrar o modelo, assume-se que a temperatura Th₂o do motor a combustão interna 1, ou seja, a temperatura do líquido refrigerante do motor a combustão interna 1, seja igual a 90 °C e a temperatura T é assumida igual a 40 °C.

[0033] As funções fi e f₂ mencionadas acima são definidas em uma fase experimental através de mapas (2d) como uma função, respectivamente, da pressão P dentro do coletor de admissão 4 e da temperatura T dentro do coletor de admissão 4 para a função fi e da pressão P no interior do coletor de admissão 4 e da temperatura Th₂o do

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8/24 motor a combustão interna 1 para a função Í2. É evidente que, nas condições de referência (por exemplo, a referencia de temperatura no interior do coletor de admissão 4 é igual a 25 °C), funções fl e f2 possuem um valor unitário.

[0034] O volume interno V do cilindro 3 é variável (do ponto de vista geométrico) em função do ângulo de fechamento avançado IVC da respectiva válvula de admissão 5. De fato, o volume interno real V do cilindro 3 resulta da soma do volume morto Vcc da câmara de combustão do cilindro 3 (isto é, o volume que não é eliminado pelo respectivo pistão 9) e do volume Vc eliminado pelo respectivo pistão 9 até o fechamento da respectiva válvula de admissão 5 (isto é, do ângulo de rotação do eixo de manivelas em relação ao ponto morto superior PMS).

[0035] A seguir, você pode encontrar a lei cinemática (conhecida na literatura e não descrita em detalhes) usada para calcular o volume interno V do cilindro 3 na área do ângulo do eixo de manivelas indicada com a:

V(a)= Vcc + V_c(a)

F(a) = F_cc+5*r*

d (l+2)^:

- COSff -

[6]

V - volume interno do cilindro 3;

Vcc - volume morto da câmara de combustão do cilindro 3;

α - ângulo de rotação da manivela em relação ao ponto morto superior PMS;

r - raio da manivela;

S - área da superfície do pistão 9;

L - comprimento da biela;

d - deslocamento entre o eixo do cilindro 3 e o eixo de rotação do eixo motor 10; λ - razão r/L; e δ - razão d/L.

[0036] De acordo com uma variante preferida, de um modo geral, o volume interno V do cilindro 3 é variável em função de um fator geométrico representado pelo ângulo de avanço do fechamento IVC da respectiva válvula de admissão 5, por um fator dinâmico

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9/24 representado pela velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1 (ou número de rotações rpm) e pela pressão P medida para o ciclo do motor dentro do coletor de admissão 4.

[0037] Em particular, a lei [6] para determinar o volume interno V do cilindro 3 foi ajustada experimentalmente para o modelo através da introdução das duas funções f_v e f_pe é expressa da seguinte forma:

V = f_v(IVC, n) * f_P(P, n) [7]

[0038] Os parâmetros P, n, IVC têm o significado já discutido acima.

[0039] Além disso, devemos levar em consideração o fato de que, no início do curso de admissão de qualquer ciclo do motor, dentro do cilindro 3 existem também os gases residuais da combustão do ciclo anterior do motor.

[0040] Do ponto de vista geométrico, o volume ocupado pelos gases residuais da combustão do ciclo anterior do motor pode ser expresso pela soma do volume morto Vcc da câmara de combustão do cilindro 3 e de um volume Vc eliminado pelo respectivo pistão 9 dentro do cilindro 3.

[0041] O volume Vc eliminado pelo pistão 9 dentro do cilindro 3 é variável em função do parâmetro TVC, que é melhor descrito abaixo.

[0042] Em particular, de acordo com uma primeira variante, o volume Vc removido, ou purgado pelo pistão 9 de dentro do cilindro 3 corresponde ao volume removido pelo dito pistão 9 até o instante em que a dita válvula de exaustão 7 fecha, no caso da respectiva válvula de admissão 5 abrir após o fechamento da respectiva válvula de exaustão 7.

[0043] De acordo com uma segunda variante, o volume VC eliminado pelo pistão 9 dentro do cilindro 3 corresponde ao volume removido pelo dito pistão 9 até o instante em que a respectiva válvula de admissão 5 se abre, no caso da respectiva válvula de exaustão 7 fechar após a abertura da respectiva válvula de admissão 5.

[0044] De acordo com uma terceira variante, o volume Vc removido pelo pistão dentro do cilindro 3 corresponde ao volume removido pelo dito pistão 9 até o ponto morto superior PMS, caso o instante de abertura da respectiva válvula de admissão 5 seja

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10/24 anterior ao dito ponto morto superior PMS (TDC). É evidente que, neste caso, o volume Vc eliminado pelo respectivo pistão dentro do cilindro 3 em zero e o volume interno V do cilindro 3 corresponde ao volume morto Vcc da câmara de combustão do cilindro 3.

[0045] Em outras palavras, o parâmetro TVC pode alternativamente corresponder ao ângulo de avanço de fechamento EVC da válvula de exaustão 7 ou ao maior valor entre zero e o menor valor entre o ângulo de avanço de fechamento EVC da válvula de exaustão 7 e o ângulo de avanço de abertura IVO da válvula de admissão 5.

[0046] Como o sistema WT altera o tempo das válvulas de admissão 5 e de sua sobreposição com as válvulas de exaustão 7, o modelo também permite determinar o fluxo de massa que flui durante a fase de sobreposição entre cada válvula de admissão 5 e a respectiva válvula de exaustão 7. Na descrição abaixo, o termo sobreposição define a fase (intervalo de tempo) na qual cada válvula de admissão 5 e a respectiva válvula de exaustão 7 estão simultaneamente abertas.

[0047] De acordo com o que é mostrado esquematicamente na figura 4, são definidas as seguintes quantidades geométricas (em relação ao ponto morto superior TDC) e ao ponto morto inferior BDC):

OVL - duração da fase de sobreposição compreendida entre o ângulo de avanço de fechamento EVC da válvula de exaustão 7 e o ângulo de avanço de abertura IVO da válvula de admissão 5;

G - centro de gravidade da fase de sobreposição entre cada válvula de admissão 5 e a respectiva válvula de exaustão 7;

g - diferença entre o ponto morto superior PMS (TDC) e o centro de gravidade G. [0048] A seguir, você pode encontrar a lei (conhecida na literatura e não descrita em detalhes) usada para calcular o fluxo de massa através de uma seção de um duto (ou através de um orifício). Nesse caso, a lei é usada para calcular a massa Movl que flui da exaustão para a entrada através da válvula de admissão 5 e da válvula de exaustão 7:

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A - área da seção de passagem;

Cd - coeficiente de descarga;

P - pressão a jusante da seção de passagem;

Po - pressão na entrada da seção de passagem;

To - temperatura na entrada da seção de passagem;

R - constante do fluido que flui na seção de passagem;

B - função de compressibilidade de fluxo expressa na seguinte equação [8']:

2K

K-l

[8Ί em que K representa a razão entre o calor específico C_p a pressão constante e o calor específico C_v em volume constante.

[0049] A lei [8] é ajustada experimentalmente para o modelo, integrando-o entre o instante ti em que a fase de sobreposição começa e o instante t2 em que a fase de sobreposição termina de acordo com a equação [9] abaixo:

[9]

[0050] Se substituirmos a variável dt por dO/ω (em que θ representa o ângulo do motor e ω representa a velocidade de rotação do motor a combustão interna 1), obtemos a seguinte equação [10]:

[10]

[0051]

Por fim, assumindo que a velocidade ω de rotação do motor a combustão interna 1 seja constante durante a fase de sobreposição, a equação [10] pode ser simplificada na seguinte equação [11]:

[11]

[0052] Nas equações anteriores, Ais representa a área isentrópica.

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[0053] Dentro da unidade de controle eletrônico 30, a equação [11] é ainda ajustada experimentalmente para o modelo, de modo a obter a massa Movl da seguinte maneira:

” [12]

Sid - Seção ideal;

n - velocidade do motor a combustão interna (1);

Po_ref - pressão de referencia a montante da seção de passagem;

To_ref - temperatura de referencia a montante da seção de passagem;

To - temperatura a montante da seção de passagem;

Po, P - pressão a montante e a jusante, respectiva mente, da seção de passagem;

B - razão de compressão.

[0054] A seção ideal Sid da passagem é obtida do produto de duas funções, em que a primeira função A é determinada experimentalmente através da variável de mapa (2d) como uma função da velocidade n do motor a combustão interna 1 e do parâmetro OVL, enquanto que a segunda função G é determinada experimentalmente através de uma variável de mapa (2d) em função da velocidade n do motor a combustão interna 1 e do parâmetro g.

[0055] A câmara de combustão do cilindro 3 é considerada como uma seção de passagem (de preferência a montante e a jusante das respectivas válvulas 5, 7). Caso a pressão de admissão seja maior que a pressão de exaustão, a pressão e a temperatura a montante a serem levadas em consideração são a pressão e a temperatura a montante da válvula de admissão 5 (e, portanto, medidas pelo sensor presente no coletor de admissão 4); considerando que a pressão e a temperatura a jusante a serem levadas em consideração são a pressão e a temperatura a jusante das válvulas de exaustão 7 e, portanto, a pressão e a temperatura dos gases de exaustão (normalmente obtidas de um modelo ou, se possível, medidas por meio de um sensor dedicado).

[0056] Se a pressão de exaustão for maior que a pressão de admissão, a lógica reversa será aplicada; ou seja, a pressão e a temperatura a jusante a serem levadas em

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13/24 consideração são a pressão e a temperatura a montante da válvula de admissão 5 (e, portanto, medidas pelo sensor presente no coletor de admissão 4); considerando que a pressão e a temperatura a montante a serem levadas em consideração são a pressão e a temperatura a jusante das válvulas de exaustão 7 e, portanto, a pressão e a temperatura dos gases de exaustão (normalmente obtidas de um modelo ou, se possível, medidas por meio de um sensor dedicado).

[0057] Em ambos os casos, estamos lidando com valores médios ao longo do ciclo do motor, ou seja, acima dos 720° de rotação do eixo motor 10.

[0058] No caso da pressão no coletor de exaustão 6 ser maior que a pressão no coletor de admissão 4, uma porção dos gases de exaustão produzidos pela combustão flui da câmara de combustão em direção ao coletor de admissão 4; durante o ciclo de combustão a seguir, a dita porção de gás de exaustão será reintroduzida na câmara de combustão através da válvula de admissão 5. Este modo de operação é indicado como EGR interno e a fórmula [12] é ajustada substituindo a pressão à jusante Po pela pressão de exaustão Pexh e substituindo a temperatura a jusante To pela temperatura de exaustão Texh. Portanto, neste caso, o Movl de massa é expresso da seguinte forma:

[13]

[0059] A massa Megri do EGR interno pode ser expressa da seguinte forma:

Megri = Movl + Pexh * Vcc / (R * Texh) [14]

[0060] Os parâmetros Movl, Peaxh, Vcc, R e Texh têm o significado já discutido acima.

[0061] No caso da pressão no coletor de admissão 4 ser maior que a pressão no coletor de exaustão 6, a porção indicada com Mscav de ar fresco dentro do coletor de admissão 4 durante a fase de sobreposição é diretamente direcionada ao coletor de exaustão 6 através da respectiva válvula de exaustão 7, também arrastando em direção ao coletor de exaustão 6 uma vazão residual Mexh.scav dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão. Este fenômeno, por outro lado, é indicado como eliminação e a fórmula [12] é ajustada substituindo a pressão a jusante Po pela pressão

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P do ar que entra (fluindo para o coletor de admissão 4), substituindo a pressão a montante P com a pressão de exaustão Pexh e substituindo a pressão a jusante To pela temperatura Tair do ar que entra (fluindo para o coletor de admissão 4). Portanto, neste caso, o Movl de massa é expresso da seguinte forma:

[15]

[0062] A vazão residual Mexh.scav dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão e arrastados em direção ao coletor de exaustão 6 pode ser expressa da seguinte forma:

Mexh_scav = fscAv(MovL,n) * Pexh * Vcc / (R * Texh) [16]

[0063] Os parâmetros Movl, n, Pexh, Vcc, R e Texh têm o significado já discutido acima. A função fscAvé determinada experimentalmente através de uma variável de mapa (2d) em função da velocidade n do motor a combustão interna 1 e do Movl de massa.

[0064] A porção Mscav de ar fresco dentro do coletor de admissão 4 direcionada diretamente para o coletor de exaustão 6 através da respectiva válvula 7 durante a fase de sobreposição, pode portanto, ser expressa da seguinte forma:

Mscav = Movl - Mexh_scav [17]

[0065] Em outras palavras, a porção Mscav de ar fresco dentro do coletor de admissão 4 direcionada diretamente para o coletor de exaustão 6 é igual à massa Movl menos o fluxo residual Mexh.scav dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão e arrastada em direção ao coletor de exaustão 6.

[0066] Finalmente, o modelo é adequado para determinar a variável OFF, que leva em consideração os gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 (porque eles não saíram do cilindro 3 ou porque foram aspirados novamente para dentro do cilindro 3). O cálculo da variável OFF muda em função das condições de trabalho, em particular em função da razão entre a pressão no coletor de admissão 4 e a pressão no coletor de exaustão 6.

[0067] Caso a pressão no coletor de exaustão 6 seja maior que a pressão no coletor de admissão 4 (modo de operação EGR interno), a variável OFF corresponde à massa

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15/24 total Megri do EGR. interno expressa pela fórmula [14]

[0068] Por outro lado, se a pressão no coletor de admissão 4 for maior que a pressão no coletor de exaustão 6 (modo de operação lavagem), a variável OFF é expressa pela seguinte fórmula [18]:

OFF = Pexh * Vcc / (R * Texh) - Mexh_scav [18]

[0069] No caso da pressão no coletor de admissão 4 ser maior que a pressão no coletor de exaustão 6, de fato, os gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 (porque não saíram do cilindro 3) são pelo menos parcialmente diretamente direcionados para o coletor de exaustão 6 durante a fase de sobreposição através da respectiva válvula de exaustão 7. O valor assumido pela variável OFF é essencialmente positivo ou igual a zero no caso de toda a vazão dos gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presente no interior do cilindro 3 ser direcionada diretamente para o coletor de exaustão 6 durante a fase de sobreposição; a unidade de controle eletrônico 30 está configurada para saturar a variável OFF para o valor zero.

[0070] De acordo com uma variante adicional, no caso, devida aos efeitos dinâmicos de esfriamento da câmara de combustão do cilindro 3, a variável OFF assume um valor negativo, a unidade de controle eletrônico 30 está configurada para saturar a variável OFF para um valor negativo.

[0071] De acordo com uma variante adicional, a lei de gás ideal [5] pode ser ainda mais generalizada da maneira expressa pelas fórmulas [19] e [20] abaixo, a fim de estimar a massa de ar m preso no cilindro 3:

m = (P*V -OFF) * Kt * Ki(WTi, WT_E) * K2(WT_E, n) [19] m = (P * V(IVC,n) * K(P,n) - OFF) * K_t * Κι* K2 [20]

[0072] Kt representa 0 produto das funções previamente discutidas fi(T, P) e f2(TH2o, P);

[0073] Variável OFF (massa), levando em consideração os gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 (porque não saíram do cilindro 3 ou porque foram aspirados novamente para 0 cilindro 3);

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16/24

[0074] Coeficiente multiplicador Kl (WTi, WTe), levando em consideração a extensão angular WTi da diferença em relação aos valores de referência da válvula de admissão 5 e a extensão angular WTe da diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão 7; e

[0075] Coeficiente de multiplicação K2 (WTe, n), levando em consideração a extensão angular WTe da diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão 7 e a velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1 (ou número de rotações rpm).

[0076] A lei [19] usada para obter a massa de ar m retido no cilindro 3 é usada como modelo para calcular a quantidade de combustível a ser injetado no cilindro 3, a fim de obter um valor objetivo da razão ar/combustível dos gases de exaustão. Em outras palavras, uma vez que a massa de ar m retido em cada cilindro 3 para cada ciclo tenha sido determinada através do modelo, a unidade de controle eletrônico 30 é configurada para determinar a quantidade de combustível a ser injetado no dito cilindro 3, permitindo o valor objetivo da relação ar/combustível dos gases de exaustão a atingir.

[0077] Uma vez obtido o Mobj de massa de ar de combustão necessário para cada cilindro 3 para obter o dito valor de torque Ct*, a unidade de controle eletrônico 30 é projetada para usar a lei [19] ou [20] do modelo de maneira inversa em relação ao quanto discutido acima. Em outras palavras, para um dado valor da massa Mobj do ar de combustão necessária para cada cilindro 3 (que, neste caso, corresponde à massa de ar m preso em cada cilindro 3 para cada ciclo da formula [19] ou [20]) a lei [19] ou [20] é usada para calcular o valor da pressão objetiva Pobj dentro do coletor de admissão 4. Em particular, substituindo a massa de ar m preso em cada cilindro 3 por cada ciclo pela massa de ar de combustão necessária para cada cilindro 3 e substituindo o P médio da pressão do ciclo do motor dentro do coletor de admissão 4 pelo valor da pressão objetiva POBJ dentro do coletor de admissão 4 na fórmula [20], é obtida a seguinte lei [21]:

Pobj = [m_Obj/(Kt*Ki*K2) + OFF] /(V(IVC,n) * K(P,n)) [21]

[0078] A válvula borboleta 12 é controlada pela unidade de controle eletrônico 30, de modo a obter, dentro do coletor de admissão 4, o valor da pressão objetiva Pobj

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YJ/7A determinado por lei [21].

[0079] O modelo armazenado dentro da unidade de controle eletrônico 30 usa quantidades físicas medidas e/ou estimadas (como, por exemplo, os valores de temperatura e pressão) e quantidades físicas medidas e/ou objetivas (como, por exemplo, o tempo WT das válvulas de admissão 5 e da sua sobreposição com as válvulas de exaustão 7).

[0080] No caso de o motor a combustão interna 1 compreender o circuito de recirculação de gases de exaustão de baixa pressão EGRlp, a massa total Megrtot recirculada através do circuito de baixa pressão EGRlp é calculada pela fórmula [8], que foi discutida na descrição acima.

[0081] Por outro lado, o Megr de massa recirculado através do circuito de baixa pressão EGRlp para cada cilindro 3 é calculado pela seguinte fórmula:

Megr = Megr_tot/ (n*120*NcYL) [22] n - velocidade de rotação do motor a combustão interna 1 (ou número de rotações rpm);

Ncyl - número de cilindros; e

Megr_tot massa total recirculada através do circuito de baixa pressão EGRlp calculado pela unidade de controle eletrônico 30 com um modelo ou, alternativa mente, medido por meio de um sensor dedicado.

Megr - massa recirculada através do circuito de baixa pressão EGREP para cada cilindro 3.

[0082] Portanto, as leis [19] e [20] podem ser generalizadas ainda a seguir, a fim de também levar em consideração a massa Megr recirculada através do circuito de baixa pressão EGRlp:

m = (P*V -OFF) * K_t * Κι * K2 - Megr [23] m = (P * V(IVC,n) * K(P,n) - OFF) * K_t * Κι* K2 - Megr [24]

Kt - representa 0 produto das funções discutidas anteriormente fi (T, P) e f2 (Th2o, p);

OFF - variável (massa), levando em consideração os gases produzidos pela

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18/24 combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 (porque não saíram do cilindro 3 ou porque foram aspirados novamente para o cilindro 3);

Megr - massa recirculada através do circuito EGR para cada cilindro 3

Κι K2 - coeficientes de multiplicação empírica, levando em consideração a extensão angular WTi da diferença em relação aos valores de referência da válvula de admissão 5, a extensão angular WTe da diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão 7 e a velocidade n de rotação da válvula interna motor a combustão 1 (ou número de rotações rpm).

[0083] A descrição acima, que trata do cálculo da massa Megr recirculada através do circuito de baixa pressão EGRlp para cada cilindro 3, também pode ser aplicada, de maneira equivalente, no caso de um circuito de recirculação de gases de exaustão de alta pressão EGRhp.

[0084] Por fim, a massa total de Mtot de ar aspirado pelo motor a combustão interna 1 é calculada através da seguinte fórmula:

Mtot = (m + Mscav + Mexh_scav) * Ncyl [23]

Mtot - massa total de ar aspirado pelo motor a combustão interna 1;

m - massa de ar preso em cada cilindro 3;

Mscav - porção de ar fresco dentro do coletor de admissão 4 direcionada diretamente para 0 coletor de exaustão 6 para cada cilindro 3 através da respectiva válvula de exaustão 7 durante a fase de sobreposição e obtida por meio da fórmula [17]; e

Mexh.scav- massa dos gases de exaustão presentes no cilindro 3 do ciclo anterior e expelidos, após 0 exaustão, pelo fluxo de eliminação;

Ncyl - número de cilindros 3

[0085] Por outro lado, a massa de gases OFF produzida pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presente no interior do cilindro 3, caso a pressão do coletor de admissão 4 seja maior que a pressão no coletor de exaustão 6, é calculada através da seguinte equação:

OFF = Pexh * Vcc / (R * Texh) - Mexh_scav

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Pexh - pressão do fluxo de gás no exaustão;

Texh- temperatura do fluxo de gás no exaustão;

Vcc - volume morto da câmara de combustão do cilindro 3;

Mexh_scav - massa residual dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão do cilindro 3 e diretamente direcionados para o coletor de exaustão 6 através da respectiva válvula de exaustão 7; e

R - constante da mistura de ar fresco e/ou gases de exaustão.

[0086] Se o motor a combustão interna 1 compreender um circuito de recirculação de gás de baixa pressão, o método compreende as etapas adicionais de cálculo de uma quantidade Regr indicando a incidência de um circuito de baixa pressão na mistura de gás que flui no duto de admissão 6:

Regr = Megr_lp/Mtot

Mtot - massa da mistura gasosa que flui através do duto de admissão 6

Megr_lp - massa de gases de exaustão recirculada através do circuito de baixa pressão que flui no duto de admissão 6; e cálculo da massa dos gases OFF produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro 3 por meio da seguinte equação:

OFF = Pexh * Vcc / (R * Texh) - Mexh_scav * (1-Regr)

[0087] A massa de gases OFF produzida pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presente no interior do cilindro 3 é igual a zero (está saturada), no caso de toda a vazão de gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presente no interior do cilindro 3 ser diretamente direcionado para o coletor de exaustão 6 durante a fase de sobreposição através da respectiva válvula de exaustão 7.

[0088] Por outro lado, a dita massa residual Mexh.scav dos gases de exaustão é calculada em função da massa Movl que flui da entrada para o exaustão através da válvula de admissão 5 e da válvula de exaustão 7. A dita massa residual Mexh_scav dos gases de exaustão é calculada como uma função da velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1. A dita massa residual Mexh_scav dos gases de exaustão é vantajosamente calculada em função da pressão Pexh e da temperatura Texh do fluxo de gases na exaustão e do volume morto VCC da câmara de combustão do cilindro 3.

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[0089] A massa residual Mexh_scav dos gases de exaustão é calculada, em particular, através da seguinte equação:

Mexh_scav = f(MovL,n) * Pexh * Vcc / (R* Texh) [14]

Pexh, Texh - pressão e temperatura do fluxo de gases na exaustão;

Vcc - volume morto da câmara de combustão do cilindro 3;

n - velocidade de rotação do motor a combustão interna 1;

Movl - massa que flui do escapamento para a admissão e aspirada novamente para o cilindro 3, durante o curso de admissão, através da válvula de admissão 5;

[0090] A dita massa residual Mexh_scav dos gases de exaustão é calculada através da seguinte equação:

Mexh_scav = Movl *f(MovL,n) * gi (G,n) n - velocidade de rotação do motor a combustão interna 1;

Movl - massa que flui da entrada para a exaustão através da válvula de admissão 5 e da válvula de exaustão 7; e

G - centro de gravidade da fase de sobreposição.

[0091] A função gi é definida em uma fase experimental através de um mapa (2d) em função da velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1 e do centro de gravidade G da fase de sobreposição, respectiva mente.

[0092] A dita massa MovlÓ determinada por meio da seguinte equação:

y _ ς

-w_ori--b_rrf P J

·.. ^J 0 / ¹ Ç· V ‘Q ^fí

Sid - seção ideal;

n - velocidade do motor a combustão interna (1);

Po_ref - pressão de referência a montante da seção de passagem sobreposição);

To_ref - temperatura de referência a montante da seção de passagem sobreposição);

To - temperatura a montante da seção de passagem (ou sobreposição); e [0093] Po, P - pressão a montante e a jusante, respectivamente, da seção (ou (ou de

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21/24 passagem (ou sobreposição).

[0094] O desenvolvimento da função β é mostrado na figura 5 como uma função do fator de compressibilidade P/Po. A função β é caracterizada experimentalmente como uma função da velocidade n do motor a combustão interna 1.

[0095] A seção ideal S é calculada por meio do produto entre uma primeira função A da velocidade n do motor a combustão interna 1 e a duração OVL da fase de sobreposição, durante a qual cada válvula de admissão 5 e a respectiva válvula de exaustão 7 são simultaneamente abertas e uma segunda função G da velocidade n do motor a combustão interna 1 e da diferença angular entre o ponto morto superior PMS e o centro de gravidade G da fase de sobreposição.

[0096] A massa (m) de ar preso em cada cilindro 3 é ainda calculada em função de um número de (dois) coeficientes multiplicadores Κι, K2, que levam em consideração a extensão angular WTi de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de entrada 5, a extensão angular WTe de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão 7 e a velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1.

[0097] Em particular, a massa de ar m preso em cada cilindro 3 é calculada em função de um primeiro coeficiente de multiplicação Ki, que leva em consideração a extensão angular WTi de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de admissão 5 e a extensão angular WTe de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão 7 e de um segundo coeficiente multiplicador K2, que leva em consideração a velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1 e a extensão angular WTe de uma diferença em relação ao valores de referência da válvula de exaustão 7.

[0098] Caso 0 motor a combustão interna 1 compreenda ainda 0 circuito de recirculação de gases de exaustão EGRlp, EGRhp, o método envolve determinar a massa de ar m preso em cada cilindro 3 também em função de um Megr de massa recirculado através do circuito EGRlp, EGRhp para cada cilindro 3.

[0099] Portanto, a massa de ar m preso em cada cilindro 3 é calculada por meio da seguinte fórmula:

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22/24 m = (P * V - OFF) * fi (T, P) * f₂(TH20, P)* - Megr [22] fi Í2 - funções que levam em consideração a temperatura T dentro do coletor de admissão 4, a pressão de admissão Pea temperatura Τηςο do fluido de refrigeração do motor a combustão interna 1;

OFF - massa de gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes o interior do cilindro 3;

Megr - massa recirculada através do circuito EGR para cada cilindro 3;

[00100] 0 volume morto VCC da câmara de combustão do cilindro 3 é uma função da velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1 e de um primeiro parâmetro TVC, que é alternativa mente igual ao ângulo de atraso de fechamento EVC da válvula de exaustão 7 ou até o maior valor entre zero e o menor valor entre o ângulo de atraso de fechamento EVC da válvula de exaustão 7 e o valor do ângulo de avanço de abertura IVO da válvula de admissão 5 multiplicado por -1. O volume é determinado por meio de um mapa, que é uma função da velocidade de rotação n do motor a combustão interna 1 e do primeiro parâmetro TVC, e por meio de um mapa, que é uma função da velocidade n de rotação do motor a combustão interna 1 e da duração OVL da fase de sobreposição.

[00101] O método ainda compreende ainda determinar, com base em um modelo de cálculo usando quantidades físicas medidas e/ou estimadas, a massa de ar de combustão necessária para cada cilindro 3, a fim de atender à solicitação de torque Ct*; e determinar o valor da pressão objetiva Pobj dentro do coletor de admissão 4 com base no referido modelo em função do Mobj de massa de ar de combustão necessário para cada cilindro 3, a fim de atender à solicitação de torque Ct*, do volume interno real V de cada cilindro 3 e do primeiro grupo de quantidades de referência. O método envolve ainda o controle da válvula borboleta 12 para obter o valor da pressão objetivo Pobj dentro do coletor de admissão 4.

[00102] Finalmente, o método compreende detectar uma primeira extensão angular WTi da diferença de abertura ou fechamento em relação aos valores de referência relativos à válvula de admissão 5; adquirir o ângulo de fechamento de referência IVCref da válvula de admissão 5; e determinar o ângulo de atraso de fechamento IVC da válvula de

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23/24 admissão 5 por meio do respectivo ângulo de referência IVCref e por meio da referida primeira extensão angular WTi. Além disso, o método compreende detectar uma segunda extensão angular WTe da diferença de abertura ou fechamento em relação aos valores de referência relativos à válvula de exaustão 7; adquirir o ângulo de fechamento de referência EVCref da válvula de exaustão 7; e determinar o ângulo de atraso de fechamento EVC da válvula de exaustão 7 por meio do respectivo ângulo de referência EVCref e por meio da dita segunda extensão angular WTe.

[00103] A massa Mscav de ar fresco no interior do coletor de admissão 4 diretamente direcionada para o coletor de exaustão 6 é calculada através da diferença entre a massa Movl que flui através da sobreposição e a massa residual Mexh_scav dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão do cilindro 3 e diretamente direcionado para o coletor de exaustão 6 através da respectiva válvula de exaustão 7.

[00104] No caso de o motor a combustão interna 1 compreender o circuito de recirculação de gases de exaustão de baixa pressão, o método compreende o cálculo da quantidade Regr e o cálculo da massa Mscav de ar fresco no interior do coletor de admissão 4 direcionado diretamente para o coletor de exaustão 6 por meio da fórmula a seguir:

Mscav = (Movl - Mexh_scav) * (1- Regr)

[00105] É então possível usar as massas para cada cilindro 3 e para cada ciclo do motor, a fim de calcular as vazões do motor a combustão interna 1, levando em consideração o número de cilindros 3 e a velocidade do motor n (em particular, multiplicando a número de cilindros 3 pela velocidade do motor n multiplicado por V2).

[00106] A descrição acima se refere explicitamente a um motor a combustão interna 1 sobrecarregado, mas a estratégia aqui descrita também pode encontrar uma aplicação vantajosa em um motor a combustão interna 1 que não é fornecido com um sistema de sobrecarga.

[00107] As vantagens do modelo aqui descrito são evidentes a partir da descrição acima.

[00108] Em particular, 0 modelo aqui descrito representa um método que permite aos fabricantes determinar a massa de ar m preso em cada cilindro 3, a massa total Mtot

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24/24 de ar aspirado pelo motor a combustão interna 1, a massa eliminadora Mscav e a massa interna de EGR Megri de maneira que seja considerada eficiente (com precisão adequada), eficaz (com rapidez e sem exigir um poder de cálculo excessivo para a unidade de controle eletrônico 30) e econômica (sem exigir a instalação de componentes adicionais caros e/ou sensores, como, por exemplo, o medidor de fluxo de ar).

Claims

Reivindicações

1. Método para determinar a massa de ar (m) presa em cada cilindro (3) de um motor a combustão interna (1); sendo que o motor a combustão interna (1) compreende um número de cilindros (3), cada um conectado a um coletor de admissão (4), o qual recebe ar fresco através de pelo menos uma respectiva válvula de admissão (5) e a um coletor de exaustão (6), no qual se introduz os gases de exaustão produzidos pela combustão através de pelo menos uma respectiva válvula de exaustão (7); e em que as válvulas de admissão (5) e/ou as válvulas de exaustão (7) são controladas de modo a alterar o tempo das mesmas; o método compreendendo:

detectar a pressão P dentro do coletor de admissão (4), a velocidade n de rotação do motor a combustão interna (1) e um ângulo de atraso de fechamento IVC da válvula de admissão (5);

determinar uma massa OFF dos gases produzidos pela combustão no ciclo de trabalho anterior e presentes no interior do cilindro (3) determinar o volume interno V de cada cilindro (3) em função da velocidade n de rotação do motor a combustão interna (1) e do ângulo de atraso de fechamento IVC da válvula de admissão (5); e determinar a massa de ar preso em cada cilindro (3) através do produto da pressão P pelo volume interno V de cada cilindro (3), a partir do qual a massa OFF dos gases é subtraída;

o método sendo caracterizado por o fato de que a etapa de determinação da massa OFF dos gases compreende as sub etapas de:

- calcular a massa Movl de gases que flui, durante uma fase de sobreposição em que cada válvula de admissão (5) e a respectiva válvula de exaustão (7) são simultaneamente abertas, do exaustão para a admissão e são aspirados novamente para o cilindro (3), durante a fase de admissão a seguir, através da válvula de admissão (5) por meio da seguinte fórmula, na qual a câmara de combustão do cilindro (3) representa a seção de passagem:

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2/5

Sid - área da seção ideal de passagem;

η - velocidade do motor a combustão interna (1);

Po_ref - pressão de referencia a montante da seção de passagem; To_ref - temperatura de referencia a montante da seção de passagem; To - temperatura a montante da seção de passagem;

Po, P - pressão a montante e a jusante, respectivamente, da seção de passagem;

em que a área Sid da seção de passagem ideal é calculada por meio do produto entre uma primeira função (A) da velocidade n do motor a combustão interna (1) e a duração OVL da fase de sobreposição e uma segunda função (G) da velocidade n do motor a combustão interna (1) e da diferença angular entre o ponto morto superior PMS (TDC) e o centro de gravidade G da fase de sobreposição; e

- calcular a massa OFF dos gases em função da massa Movl.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o fato de que compreende as etapas adicionais de:

- detectar a pressão Pexh do fluxo de gás na exaustão e a temperatura Tech do fluxo de gás na exaustão;

- calcular a massa dos gases desligados através da seguinte equação:

OFF= Pexh * Vcc /R* Texh + Movl

Vcc - volume morto da câmara de combustão do cilindro (3); e R - constante da mistura de ar fresco e/ou gases de exaustão.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o fato de que compreende a etapa adicional de cálculo da massa OFF dos gases, no caso de P dentro do coletor de admissão (4) seja maior que a pressão Pexh do fluxo de gás na exaustão, por meio da seguinte equação:

OFF = Pexh * Vcc / (R * Texh) - Mexh_scav [16]

Vcc - volume morto da câmara de combustão do cilindro (3);

Mexh_scav - massa residual dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão do cilindro (3) e direcionados diretamente para o

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3/5 coletor de exaustão (6) através da respectiva válvula de exaustão (7); e

R - constante da mistura de ar fresco e/ou gases de exaustão.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o fato de que o motor a combustão interna (1) compreende um circuito de recirculação de gases de exaustão de baixa pressão; o método compreende as etapas adicionais de cálculo de uma quantidade (Regr) indicando a incidência do circuito de baixa pressão na mistura de gás que flui em um duto de admissão (6); e calcular a massa OFF dos gases também em função da dita quantidade, indicando a incidência do circuito de baixa pressão.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de que o volume interno V de cada cilindro (3) é ainda calculado por meio de um primeiro mapa, que é uma função do ângulo de atraso de fechamento (IVC) da válvula de admissão (5) e da velocidade (n) de rotação do motor a combustão interna (1), bem como por meio de um segundo mapa, que é função da pressão P no interior do coletor de admissão (4) e da velocidade de rotação do motor a combustão interna (1).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de que a massa de ar (m) presa em cada cilindro (3) é multiplicada por um primeiro fator, que é uma função da temperatura (T) dentro do coletor de admissão (4) e de a pressão P e por um segundo fator, que é uma função da temperatura (Thzo) do fluido de refrigeração do motor a combustão interna (1) e da pressão (P).
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de que a massa de ar (m) presa em cada cilindro (3) é calculada em função de um par de coeficientes multiplicadores (Κι, K2), que levam em consideração a extensão angular (WTi) de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de admissão (5), a extensão angular (WTe) de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão (7) e a velocidade (n) de rotação do motor a combustão interna (1).
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por 0 fato de que a massa (m) de ar presa em cada cilindro (3) é calculada em função de um primeiro

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4/5 coeficiente multiplicador (Ki), que leva em conta a extensão angular (WTi) de uma diferença relativa aos valores de referência da válvula de admissão (5) e a extensão angular (WTe) de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão (7) e de um segundo coeficiente multiplicador (K2), que leva em consideração a velocidade (n) de rotação do motor a combustão interna (1) e a extensão angular (WTe) de uma diferença em relação aos valores de referência da válvula de exaustão (7).
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por 0 fato de 0 motor a combustão interna (1) compreender ainda um circuito de recirculação de gases de exaustão EGR (EGRlp, EGRhp), que compreende, por sua vez, um duto de desvio (34, 26); ao longo do duto de desvio (34, 26) está disposta uma válvula EGR (35, 27), que é projetada para ajustar 0 fluxo dos gases de exaustão que fluem através do duto de desvio (34, 26); 0 método compreende determinar a massa (m) de ar preso em cada cilindro (3) em função de uma massa (Megr) recirculada através do circuito EGR (EGRlp, EGRhp) para cada cilindro (3).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por 0 fato de 0 volume morto Vcc da câmara de combustão do cilindro (3) ser uma função da velocidade (n) de rotação do motor a combustão interna (1) e de um primeiro parâmetro (TVC), que é alternativa mente igual ao ângulo de atraso de fechamento (EVC) da válvula de exaustão (7) ou ao maior valor entre zero e 0 menor valor entre 0 ângulo de atraso de fechamento (EVC) da válvula de exaustão (7) e 0 valor do ângulo de avanço de abertura (IVO) da válvula de admissão (5) multiplicado por -1.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por 0 fato de 0 volume (Vcc) da câmara de combustão do cilindro (3) ser determinado por meio de um terceiro mapa, que é uma função da velocidade (n) de rotação do motor a combustão interna (1) e de um primeiro parâmetro (TVC), que é alternativamente igual ao ângulo de atraso de fechamento (EVC) da válvula de exaustão (7) ou ao maior valor entre zero e 0 menor valor entre 0 ângulo de atraso de fechamento (EVC) da válvula de exaustão (7) e 0 valor do ângulo de avanço de abertura (IVO) da válvula de admissão (5) multiplicado por -1 e por meio de um quarto mapa, que é uma função da velocidade (n) da rotação do motor a combustão interna (1) e da duração da

Petição 870190114763, de 08/11/2019, pág. 33/38

5/5 fase de sobreposição (OVL).
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de compreender as etapas adicionais de:

- determinar, com base em um modelo de cálculo usando quantidades físicas medidas e/ou estimadas, a massa (Mobj) do ar de combustão necessária para cada cilindro (3), a fim de atender à solicitação de torque (Cf*); e

- determinar o valor da pressão objetiva (Pobj) dentro do coletor de admissão (4) com base no dito modelo em função da massa (Mobj) do ar de combustão necessária para cada cilindro (3), a fim de atender à solicitação de torque (Ct*), do volume interno real (V) de cada cilindro (3) e do primeiro grupo de quantidades de referência.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o fato de o motor a combustão interna (1) compreender uma válvula (12), que é projetada para ajustar o fluxo da mistura de gases que compreende gases de exaustão e ar fresco, isto é, ar saindo do exterior, através o duto de admissão (8), direcionado para o coletor de admissão (4); o método compreende controlar a referida válvula (12) de modo a obter o valor da pressão objetiva (Pobj) dentro do coletor de admissão.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o fato de compreender a etapa adicional de cálculo da massa (Mscav) de ar fresco dentro do coletor de admissão (4) direcionada diretamente para o coletor de exaustão (6) por meio da diferença entre uma massa (Movl) que flui através da sobreposição, ou seja, através da válvula de admissão (5) e da válvula de exaustão (7) e da massa residual (Mexh_scav) dos gases de exaustão presentes no interior da câmara de combustão do cilindro (3) e direcionados diretamente ao coletor de exaustão (6) através da respectiva válvula de exaustão (7).