BR112012022483B1 - Aparelho de injeção de combustível para motor de combustão interna - Google Patents

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Abstract

aparelho de injeção de combustível para motor de combustão interna. para um motor de combustão interna que usa um combustível misturado de gasolina e álcool, um aparelho de injeção de combustível é provido que é capaz de inibir, com uma estrutura simples, as emissões de serem agravadas durante o uso do combustível misturado. o aparelho de injeção de combustível para o motor de combustão interna inclui: um injetor de combustível 26 que tem uma porção de extremidade condutora 261 que tem um espaço interno 263 no qual o combustível é acumulado e uma porta de injeção 262 para injetar combustível; e um absorvente 58 disposto no espaço interno 263, o adsorvente 58 sendo capaz de adsorver seletivamente um componente de álcool em um combustível misturado de gasolina e álcool. neste aparelho de injeção de combustível, é determinado se ou não uma pressão de combustível é mais alta do que uma pressão de combustível baixa predeterminada quando uma solicitação é expedida para trazer um motor de combustão interna 10 a uma parada. se for determinado que a pressão de combustível é maior do que a pressão de combustível baixa, a pressão de combustível é mantida na pressão de combustível baixa durante um período de tempo predeterminado antes do motor de combustão interna 10 ser trazido a uma parada. preferivelmente, o período de tempo predeterminado é um período de tempo requerido para pelo menos uma de cada sequência de injeção de combustível ser efetuada em cada um dos cilindros motor de combustão interna 10.

Description

CAMPO TÉCNICO
[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de injeção decombustível para um motor de combustão interna.
TÉCNICA ANTERIOR
[002] Um motor de combustão interna conhecido pode usar umcombustível misturado que é uma mistura de gasolina e álcool tal como etanol ou metanol. A figura 7 é um gráfico mostrando uma relação entre uma taxa de destilação e uma temperatura de E80 (um combustível misturado com 80% de etanol), E20 (um combustível misturado com 20% de etanol) e E0 (100% de gasolina). A gasolina é composta de múltiplos componentes incluindo um que tem um baixo ponto de ebulição que contribui para uma característica de vaporização notável mesmo em baixas temperaturas. O álcool, por outro lado, é composto de um componente único e, assim, tem um ponto de ebulição fixo que é alto (cerca de 70oC para etanol). Como é sabido a partir da figura 7, portanto, um combustível misturado tendo uma alta concentração de álcool, tal como E80, tem um inconveniente de que o combustível é extremamente difícil de vaporizar em temperaturas mais baixas do que o ponto de ebulição de álcool. Notar que um combustível misturado que tem uma concentração de álcool relativamente baixa, tal como E20, pode atualmente vaporizar mais prontamente do que 100% de gasolina por causa do fenômeno azeotrópico.
[003] Pelas razões descritas acima, quando um combustível misturado que tem uma alta concentração de álcool é usado, substancialmente somente o componente de gasolina vaporiza do combustível misturado injetado a partir de um injetor de combustível durante o arranque a frio do motor de combustão interna, com muito pouco do componente de álcool vaporizando. Isto resulta em uma quantidade insuficiente de combustível vaporizado que contribui para combustão, colocando assim um problema de tendência para fraca capacidade de arranque. Além disso, o arranque conta somente com o componente de gasolina do combustível misturado injetado, de modo que uma grande quantidade de combustível precisa ser injetada no arranque a fim de compensar a insuficiência. Uma quantidade do componente de álcool muitas vezes a quantidade do componente de gasolina que contribui para a combustão falha para vaporizar e queimar, fluindo diante de uma câmara de combustão em uma via de escapamento em uma forma de HC. Isto resulta em um problema em que a quantidade de HC descarregado dentro da atmosfera tende a ser extremamente grande durante um arranque a frio.
[004] JP-A-2008-248840 divulga um motor de combustão internaao qual um combustível misturado de gasolina e etanol é suprido, em que água é adicionada a um tanque de combustível que acumula o combustível misturado para deste modo separar e extrair a água do etanol a partir do combustível misturado e a água do álcool é deixada ser injetada dentro de uma porta de entrada durante operação de carga pesada. O motor de combustão interna inclui: um tanque principal que se comunica com uma válvula de injeção de gasolina; e um sub- tanque que se comunica com uma válvula de injeção de água de eta- nol. O tanque principal acumula o combustível residual (gasolina) ao qual a água foi adicionada, e o subtanque acumula a água de etanol separada. Sendo capaz de injetar gasolina ou água de etanol em qualquer momento desejado, o motor de combustão interna pode resolver o problema acima.
DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR Documentos de Patente
[005] Documento de Patente 1: JP-A-2008-248840
SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA A SER RESOLVIDO PELA INVENÇÃO
[006] A técnica relacionada, no entanto, requer dois sistemas desuprimento separados, cada um incluindo um injetor de combustível, um tubo de liberação, e uma via de combustível, um para injeção de gasolina e o outro para injeção de álcool. Isto dobra substancialmente o custo, peso e requisitos de espaço dos sistemas de suprimento de combustível, levando a um custo substancialmente aumentado, a uma economia de combustível agravada devido ao peso aumentado, e à capacidade de montagem agravada. Adicionalmente, nos sistemas da técnica relacionada, o subtanque tem uma superfície superior comunicando-se com uma superfície de fundo do tanque principal e um limite entre eles é definido por uma placa defletora tendo uma pluralidade de orifícios. Como um resultado, provavelmente menos combustíveis são misturados juntos e, assim, separados inadequadamente sob condições de funcionamento do veículo. O aparelho da técnica relacionada, portanto, não resolve propriamente os problemas da capacidade de arranque e de emissões de HC dentro da atmosfera.
[007] A presente invenção foi produzida para resolver os problemas acima e é um objetivo da presente invenção prover um aparelho de injeção de combustível para um motor de combustão interna usando um combustível misturado de gasolina e álcool, capaz de inibir, com uma estrutura simples, as emissões de serem agravadas durante o uso do combustível misturado.
MEIOS PARA RESOLVER O PROBLEMA
[008] Na realização do objetivo acima, de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um aparelho de injeção de combustível para um motor de combustão interna que tem uma porção de extremidade condutora que tem um espaço interno no qual o combustível é acumulado e uma porta de injeção para injetar combustível; e um adsorvente disposto no espaço interno, o adsorvente sendo capaz de adsorver seletivamente um componente de álcool em um combustível misturado de gasolina e álcool, o adsorvente tendo uma característica de que uma quantidade adsorvida de álcool é pequena quando uma pressão de combustível é baixa e grande quando a pressão de combustível é alta, o aparelho de injeção de combustível compreendendo:
[009] meio para determinar se ou não existe uma solicitação paratrazer o motor de combustão interna a uma parada;
[0010] meio para determinar se ou não a pressão de combustível émais alta do que uma pressão de combustível baixa predeterminada quando é determinado que exista uma solicitação;
[0011] meio para manter a pressão de combustível na pressão decombustível baixa durante um período de tempo predeterminado quando é determinado que a pressão de combustível seja mais alta do que a pressão de combustível baixa; e
[0012] meio para trazer o motor de combustão interna a uma parada após um lapso do período de tempo predeterminado.
[0013] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção,é provido o aparelho de injeção de combustível como descrito no primeiro aspecto, em que:
[0014] o período de tempo predeterminado é um período de temporequerido para pelo menos uma de cada sequência de injeção de combustível seja efetuada em cada um dos cilindros no motor de combustão interna.
[0015] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção,é provido um aparelho de injeção de combustível como descrito no primeiro ou segundo aspecto, em que:
[0016] a pressão de combustível baixa permite que uma boa partedo álcool adsorvido no adsorvente seja dessorvida.
EFEITOS DA INVENÇÃO
[0017] O injetor de combustível da presente invenção inclui o ad-sorvente disposto no espaço interno da porção de extremidade condutora do mesmo, o adsorvente sendo capaz de adsorver seletivamente o componente de álcool no combustível misturado de gasolina e álcool. O injetor de combustível da presente invenção pode, portanto, reduzir a concentração de álcool do combustível para ser injetado imediatamente quando necessário (por exemplo, durante arranque a frio). Uma vez que o efeito acima pode ser obtido sem ter um injetor de combustível para uso exclusivamente para álcool, o sistema de suprimento de combustível pode ser simplificado para redução em custo e peso.
[0018] No primeiro aspecto da presente invenção, é determinadose ou não a pressão de combustível é mais alta do que a pressão de combustível baixa predeterminada quando há uma solicitação para trazer o motor de combustão interna a uma parada. Se a pressão de combustível é mais alta do que a pressão de combustível baixa, a pressão de combustível é mantida na pressão de combustível baixa durante um período de tempo predeterminado antes do motor de combustão interna ser lavado a uma parada. De acordo com a presente invenção, o álcool adsorvido no adsorvente é, portanto, dessorvido antes do motor de combustão interna ser levado a uma parada. Assim, uma situação pode ser eficazmente evitada em que a concentração de álcool do combustível misturado a ser injetado a partir do injetor de combustível não pode ser eficazmente diminuída durante o próximo arranque do motor.
[0019] No segundo aspecto da presente invenção, se a pressão decombustível é mais alta do que a pressão de combustível baixa prede-terminada quando a solicitação é expedida para parar o motor de combustão interna, a pressão de combustível é trazida para a pressão de combustível baixa. O motor de combustão interna é trazido a uma parada após pelo menos uma de cada sequência de injeção de combustível ser efetuada em cada um dos cilindros do motor de combustão interna. De acordo com a presente invenção, portanto, o álcool dessorvido a partir do adsorvente é eficazmente descarregado do espaço interno antes do motor de combustão interna ser levado a uma parada.
[0020] No terceiro aspecto da presente invenção, uma boa partedo álcool adsorvida no adsorvente pode ser dessorvida antes do motor de combustão interna ser trazido a uma parada. De acordo com a presente invenção, portanto, uma situação pode ser eficazmente evitada em que a concentração de álcool no combustível misturado a ser injetado a partir do injetor de combustível pode não ser eficazmente diminuída durante o próximo arranque do motor.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0021] A figura 1 é um diagrama para ilustrar uma configuração dosistema de uma primeira modalidade da presente invenção.
[0022] A figura 2 é uma ilustração mostrando esquematicamenteum sistema de combustível que supre o motor de combustão interna com combustível.
[0023] A figura 3 é uma vista em seção transversal aumentadamostrando uma porção de extremidade condutora do injetor de combustível.
[0024] A figura 4 é um gráfico mostrando uma relação entre apressão de combustível e a quantidade adsorvida de álcool no adsor- vente.
[0025] A figura 5 é um gráfico para ilustrar uma relação entre aconcentração de álcool e uma quantidade de injeção requerida durante o arranque.
[0026] A figura 6 é um gráfico de luxo mostrando uma rotina que é executada de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.
[0027] A figura 7 é um gráfico mostrando uma relação entre umataxa de destilação e uma temperatura de E80, E20 e E0.
MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO
[0028] Uma modalidade da presente invenção será descrita abaixocom referência aos desenhos anexos. Em cada um dos desenhos, elementos semelhantes ou iguais são identificados pelos mesmos números de referência e as descrições para os mesmos não serão duplicadas. As modalidades a serem descritas abaixo não são destinadas a limitar a presente invenção.
PRIMEIRA MODALIDADE Arranjos da primeira modalidade
[0029] A figura 1 é um diagrama para ilustrar uma configuração dosistema de uma primeira modalidade da presente invenção. Com referência à figura 1, o sistema de acordo com esta modalidade inclui um motor de combustão interna 10. O motor de combustão interna 10 é usado, por exemplo, como uma fonte de força motriz para um veículo. O motor de combustão interna 10 desta modalidade é um tipo de quatro cilindros em-linha; no entanto, o número e arranjo dos cilindros do motor de combustão interna de acordo com este modalidade não são especificamente limitados. A figura 1 é uma vista em seção transversal de um cilindro único do motor de combustão interna 10.
[0030] O motor de combustão interna 10 é operável não somentecom gasolina, mas também um combustível que é uma mistura composta de gasolina e etanol, metanol, ou outro tipo de álcool (daqui em diante referido também como um “combustível misturado com álcool” ou um “combustível misturado”). Neste caso, o combustível misturado com álcool pode estar na faixa de um que tem uma baixa concentração (por exemplo, cerca de vários por cento) de um componente de álcool (relação do componente de álcool) para um que tem uma alta concentração (por exemplo, 80% ou mais).
[0031] O motor de combustão interna 10 é conectado com uma viade entrada 12 e uma via de escapamento 14. Um medidor de fluxo de ar 16 para detectar uma quantidade de ar de entrada é disposto na via de entrada 12. Uma válvula borboleta 18 é disposta a jusante do medidor de fluxo de ar 16. A válvula borboleta 18 tem uma abertura ajustada pela operação de um motor de borboleta 20. Um sensor de posição borboleta 22 para detectar a abertura da válvula borboleta 18 é disposta próximo à válvula borboleta 18. Um catalisador 15 para purificar um gás de escapamento é disposto na via de escapamento 14.
[0032] Um injetor de combustível 26 para injetar combustível dentro de uma porta de entrada 11 é disposto em cada cilindro do motor de combustão interna 10. Além disso, uma válvula de entrada 28, uma vela de ignição 30, e uma válvula de escapamento 32 estão dispostos em cada cilindro do motor de combustão interna 10.
[0033] Um sensor de ângulo de manivela 38 capaz de detectar umângulo rotacional de um eixo de manivela 36 (ângulo de manivela) é disposto próximo ao eixo de manivela 36 do motor de combustão interna 10. O sensor de ângulo de manivela 38 pode detectar o ângulo de manivela e uma velocidade do motor de combustão interna 10.
[0034] O sistema desta modalidade geralmente inclui um sensorde posição de acelerador 24, um sensor de temperatura de refrigerante 42, uma unidade de partida 44, uma bomba de combustível 46, um sensor de propriedade do combustível 48 e uma ECU (unidade de controle eletrônico) 50. Especificamente, o sensor de posição do acelerador 24 detecta uma quantidade de depressão de um pedal de acelerador em um lado do assento do motorista do veículo em que o motor de combustão interna 10 está montado. O sensor de temperatura de refrigerante 42 detecta uma temperatura de refrigerante do motor de combustão interna 10. A unidade de arranque 44 inclui um motor para acionar giratoriamente o eixo de manivela 36 no arranque do motor de combustão interna 10. Os sensores e atuadores de vários tipos incluindo os acima são eletricamente conectados à ECU 50.
[0035] A figura 2 é uma ilustração mostrando esquematicamenteum sistema de combustível que supre o motor de combustão interna 10 com combustível. Com referência à figura 2, o sistema desta modalidade inclui um tanque de combustível 52. O tanque de combustível 52 é conectado a um tubo de liberação 56 através de uma via de suprimento de combustível 54. A bomba de combustível 46 que pressuriza o combustível é disposta a meio caminho da via de suprimento de combustível 54. Este, no entanto, não é o único local possível no qual dispor a bomba de combustível 46; em vez disso, a bomba de combustível 46 pode ser disposta, por exemplo, dentro do tanque CE com-bustível 52.
[0036] O combustível acumulado no tanque de combustível 52 épressurizado pela bomba de combustível 46 e enviado ao tubo de liberação 56 através da via de suprimento de combustível 54. O tubo de liberação 56 distribui p combustível para o injetor de combustível 26 de cada cilindro. A bomba de combustível 46 é adaptada para ser capaz de enviar combustível ao tubo de liberação 56 regulando uma pressão de combustível para um valor comandado pela ECU 50. Especificamente, no sistema desta modalidade, a pressão de combustível dentro do injetor de combustível 26 (especificamente, uma pressão de injeção de combustível) é ajustável com a bomba de combustível 46.
[0037] A concentração de álcool no combustível a ser suprido aoinjetor de combustível 26, especificamente, o combustível acumulado no tanque de combustível 52 (daqui em diante referido como “combustível no tanque”) aumenta ou diminui de acordo com a concentração de álcool do combustível selecionado para abastecimento por um usu- ário. Nesta modalidade, a concentração de álcool no combustível no tanque pode ser detectada pelo sensor de propriedade do combustível 48 disposto a meio caminho da via de suprimento de combustível 54. Para o sensor de propriedade do combustível 48, um tipo de sensor pode ser usado que detecta a concentração de álcool, por exemplo, medindo a constante dielétrica ou o índice de refração do combustível. A posição na qual o sensor de propriedade do combustível 48 é disposto na figura não é o único arranjo possível. Por exemplo, o sensor de propriedade do combustível 48 pode ser disposta no tanque de combustível 52 ou no tubo de liberação 56. Além disso, na presente invenção, o método para detectar a concentração de álcool do combustível no tanque não é limitado a um que usa o sensor de propriedade do combustível 48. Por exemplo, a concentração de álcool do combustível pode ser detectada (estimada) a partir de um valor aprendido em um controle de realimentação da relação de ar-combustível. Especificamente, a gasolina e o álcool têm valores da relação de ar- combustível estequiométricos diferentes, de modo que o valor da relação de ar-combustível estequiométrico do combustível misturado com álcool varia dependendo da concentração de álcool. Isto permite que a concentração de álcool do combustível no tanque seja detectada (estimada) baseada no valor da relação de ar-combustível estequiométri- co aprendido usando um sinal realimentado a partir de um sensor da relação de ar-combustível (não mostrado) disposto na via de escapa- mento 14.
[0038] A figura 3 é uma vista em seção transversal aumentadamostrando uma porção de extremidade condutora do injetor de combustível 26 incluído no motor de combustão interna 10 desta modalidade. Com referência à figura 3, o injetor de combustível 26 tem uma porção de extremidade condutora 261. A porção de extremidade condutora 261 inclui uma porta de injeção 262 para injetar combustível eum espaço interno 263 em que o combustível é acumulado (carregado com combustível). Uma válvula de agulha 264 como uma válvula de injeção é passada através do espaço interno 263. A válvula de agulha 264 abre e fecha a porta de injeção 262. Um êmbolo 265 é integralmente formado em um lado da extremidade proximal da válvula de agulha 264. Uma espiral solenoide 266 é disposta em torno do êmbolo 265. Quando a espiral solenoide 266 é energizada, o êmbolo 265 é puxado na espiral solenoide 266, de modo que o embolo 265 e a válvula de agulha 264 movem-se para o lado da extremidade proximal que abre a porta de injeção 262. Isto permite que o combustível no espaço interno 263 a ser injetado a partir da porta de injeção 262. Quando a espiral solenoide 266 é desenergizada, o êmbolo 265 e a válvula de agulha 264 são trazidos de volta às suas posições originais por uma força de compulsão de uma mola não mostrada. Isto fecha a porta de injeção 262 para parar a injeção. Tal pressão de combustível no espaço interno 263 do injetor de combustível 26 (daqui em diante referidatambém simplesmente como a “pressão de combustível”) pode ser controlada para variar a partir de baixa para alta por um comando expedido a partir da ECU 50 para a bomba de combustível 56 como descrito anteriormente.
[0039] Um adsorvente 58 é disposto no espaço interno 263 naporção de extremidade condutora 261 do injetor de combustível 26. De acordo com o arranjo mostrado na figura, o adsorvente 58 é disposto em uma forma tubular ao longo de uma periferia interna do espaço interno 263. Especificamente, o adsorvente 58 é disposto de modo a circundar um lado de periferia externa da válvula de agulha 264. Um tipo tendo uma propriedade de adsorver seletivamente o componente de álcool no combustível misturado com álcool é selecionado como o ad- sorvente 58. Como um material de componente de tal adsorvente 58, um corpo poroso, altamente hidrofílico tendo poros em um nível molecular que podem tomar nas moléculas de álcool pode ser usado; tipicamente,zeólito é preferivelmente usado. Particularmente preferivelmente, um tipo de zeólito tendo uma forte polaridade é usado. O uso do zeólito que tem a forte polaridade permite que as moléculas de álcool que tem uma forte polaridade sejam confiavelmente e seletivamente adsorvidas a partir do combustível contendo o componente de gasolina. Notar também que, por exemplo, o tamanho de poro varia dependendo de uma estrutura esqueletal do corpo poroso usado para o adsorvente 58 (por exemplo, tipo A, tipo Y e tipo X para zeólito). Ao selecionar uma estrutura esqueletal ótima de acordo com o tamanho da molécula de álcool em questão, portanto, uma propriedade de ad- sorção de álcool favorável pode ser obtida. Para adsorver etanol, por exemplo, zeólito do tipo A pode ser particularmente preferivelmente usado.
Operações na primeira modalidade Adsorção e dessorção de álcool no adsorvente
[0040] O adsorvente 58 tem uma propriedade que a quantidade deálcool adsorvida sobre o adsorvente 58 (daqui em diante referida como uma “quantidade de adsorvente de álcool” ou uma “quantidade de ad- sorvente”) é pequena quando uma pressão de combustível ambiente é baixa e a quantidade adsorvida de álcool é grande quando a pressão do combustível é alta. A modalidade utiliza esta propriedade para controlar a quantidade de adsorvente de álcool no adsorvente 58, deste modo permitindo que a concentração de álcool do combustível injetado a partir do injetor de combustível 26 seja mais baixa do que a do combustível suprido no mesmo (especificamente, o combustível no tanque). Especificamente, quando a pressão de combustível é aumentada a partir de um estado de pressão baixa no qual a quantidade adsorvida de álcool é pequena para um estado de pressão alta em que a quantidade adsorvida de álcool é grande, o componente de álcool do com- bustível misturado residente no espaço interno 263 é seletivamente adsorvido sobre o adsorvente 58. Isto resulta em uma concentração de álcool diminuída do combustível misturado residente no espaço interno 263, e uma concentração de gasolina aumentada do mesmo. Aumentando a pressão do combustível e injetando o combustível a partir do injetor de combustível 26, portanto, a concentração de álcool do combustível injetado a partir do injetor de combustível 26 pode ser produzida mais baixa do que a concentração de álcool no combustível no tanque.
[0041] A figura 4 é um gráfico mostrando uma relação entre apressão do combustível e a quantidade adsorvida de álcool sobre o adsorvente 58. Como descrito anteriormente, a quantidade adsorvida de álcool é pequena quando a pressão de combustível é baixe e grande quando a pressão de combustível é alta. Adicionalmente, a quantidade adsorvida de álcool tem uma histerese relativa a uma história da pressão de combustível como indicado pelas setas afixadas às curvas na figura 4. Especificamente, a curva à direita da figura 4 represente mudanças na quantidade adsorvida de álcool em um processo de ad- sorvente 58 adsorvendo o álcool quando a pressão de combustível é aumentada a partir de uma pressão baixa para uma pressão alta. A curva à esquerda na figura 4 representa trocas na quantidade adsorvi- da de álcool em um processo do adsorvente 58 dessorvendo o álcool adsorvido quando a pressão de combustível é diminuída a partir de uma pressão alta para uma pressão baixa.
[0042] A ECU 50 pode controlar a adsorção de álcool sobre, ou adessorção de álcool a partir de, do adsorvente 58 trocando ao longo do valor de uma pressão fixada da bomba de combustível 46 entre uma pressão baixa e uma pressão alta para deste modo variar a pressão de combustível no espaço interno 263 do injetor de combustível 26. A quantidade adsorvida de álcool sobre o adsorvente 58 é satura- da quando a pressão de combustível eleva-se até P2 na figura 4. Consequentemente, a pressão de combustível é preferivelmente fixada para mais do que P2 quando o álcool deve ser adsorvido pelo adsor- vente 58. Isto permite que uma capacidade de adsorção de álcool do adsorvente 58 seja completamente extraída. Notar, no entanto, que o álcool pode ser adsorvido sobre o adsorvente 58 com uma pressão de combustível de P1 ou mais na figura 4. Para deixar o álcool ser adsor- vido sobre o adsorvente 58, portanto, a pressão de combustível tem somente que ser aumentada para um valor mais alto do que pelo menos P1.
[0043] Quando a pressão de combustível é diminuída de umacondição em que a quantidade adsorvida de álcool sobre o adsorvente 58 é saturada, substancialmente nenhuma quantidade de álcool é dessorvida a partir do adsorvente 58 com uma pressão de até P3 na figura 4. Quando a pressão de combustível é mais baixa do que P3, a dessorção de álcool a partir do adsorvente 58 é rapidamente iniciada e, quando a pressão é diminuída para P4 na figura 4, a quantidade ad- sorvida de álcool é substancialmente zero. Para dessorver o álcool a partir do adsorvente 58, portanto, a pressão de combustível é preferivelmente fixada em um valor de P4 ou mais baixo. Isto permite que uma quantidade substancialmente total de álcool adsorvido sobre o adsorvente 58 seja dessorvida a partir do mesmo. Notar, no entanto, que a dessorção de álcool começa com uma pressão de combustível de P3 na figura 4 como descrito acima. Para deixar o álcool ser des- sorvido a partir do adsorvente 58, portanto, a pressão de combustível tem somente que ser diminuída para um valor menor do que pelo menos P3.
Controle da redução da concentração de álcool durante arranque a frio
[0044] Um controle da redução da concentração de álcool durante arranque a frio do motor de combustão interna 10 será descrito abaixo com referência à figura 5. A figura 5 é um gráfico para ilustrar uma relação entre a concentração de álcool e uma quantidade de injeção requerida durante o arranque. Como mostrado na figura, a quantidade de injeção requerida durante o arranque aumenta em concentração mais altas de álcool em uma faixa de temperatura da temperatura ambiente ou menos (25oC ou menos). Mais especificamente, a quantidade de injeção requerida durante o arranque aumenta acentuadamente em uma concentração de álcool próxima de 50 a 60%. Esta tendência é mais particularmente ressaltada em temperaturas baixas de 10oC ou menos. Durante o arranque a frio do motor de combustão interna 10, portanto, uma grande quantidade de combustível com altas concentrações de álcool é injetada, que coloca um problema de emissões de HC agravadas como um resultado da descarga de álcool não queimado.
[0045] Nesta modalidade, portanto, o controle é efetuado usando a função acima mencionada de modo que, durante o arranque a frio do motor de combustão interna 10, a concentração de álcool do combustível injetado a partir do injetor de combustível 26 é mais baixa do que a concentração de álcool do combustível no tanque. Isto permite que o combustível com uma baixa concentração de álcool e uma concentração de gasolina mais alta do que o combustível no tanque (daqui em diante referido como um “concentração de álcool de combustível reduzido”) seja injetado a partir do injetor de combustível 26 durante o arranque a frio, mesmo se a concentração de álcool do combustível no tanque for alta. A capacidade de arranque com boa combustão pode, portanto, ser obtida e uma quantidade suficiente de emissões de HC na atmosfera pode ser reduzida.
[0046] Neste aparelho em particular, a concentração de álcool decombustível reduzido pode ser gerada no espaço interno 263 disposto imediatamente antes da porta de injeção 262, que permite que a con- centração de álcool de combustível reduzido seja injetada na primeira sequência de injeção progressivamente durante o arranque. Em contraste, em um arranjo no qual a concentração de álcool de combustível reduzido é gerada em uma posição antes do injetor de combustível 26 (por exemplo, o tubo de liberação 56), a concentração de álcool de combustível reduzido pode ser injetada somente após a sequência de injeção de combustível ser repetidamente efetuada pelo menos para substituir o combustível na quantidade adsorvida de álcool no injetor de combustível 26 com a concentração de álcool de combustível reduzido.
[0047] Ser capaz de injetar a concentração de álcool de combustível reduzido na primeira sequência de injeção progressivamente durante o arranque é extremamente eficaz para reduzir a quantidade de emissões de HC na atmosfera pelas seguintes razões. No início do arranque a frio, o catalisador 15 ainda deve ser aquecido pelo gás de escapamento e permanecer inativo. Como um resultado, a maior parte de HC descarregado a partir do motor de combustão interna 10 é descarregada na atmosfera sem ser purificada. Quando a combustão depois disso começa no motor de combustão interna 10, o gás de esca- pamento começa a fluir para dentro do catalisador 15 para deste modo aquecer o catalisador 15, de modo que o catalisador 15 começa a demonstrar a atividade catalítica, resultando em HC ser purificado pelo catalisador 15. A fim de reduzir a quantidade de emissões de HC na atmosfera durante o arranque a frio, portanto, é extremamente importante reduzir a quantidade de HC descarregado a partir do motor de combustão interna 10 durante os primeiros vários ciclos durante os quais o catalisador 15 deve ainda ser aquecido. A este respeito, este aparelho pode injetar a concentração de álcool de combustível reduzido iniciando com a primeira sequência de injeção durante o arranque, de modo que a quantidade de componente de álcool fluindo para a via de escapamento 14 sem ser queimado pode ser confiavelmente reduzida. Assim, a quantidade de emissões de HC na atmosfera durante arranque a frio pode ser eficazmente reduzida.
[0048] Quando a quantidade adsorvida de álcool no adsorvente 58é saturada, o adsorvente 58 não mais adsorve o álcool. Como um resultado, a concentração de álcool de combustível injetado é trazida de volta ao nível original, especificamente, a concentração de álcool do combustível no tanque, através do processo de sequências de injeção de combustível repetidas efetuadas a partir do injetor de combustível 26 após o motor de combustão interna 10 ter sido iniciado. No entanto, o catalisador 15 é aquecido o bastante durante o processo para demonstrar a atividade, que inicia a purificação de HC com o catalisador 15. A descarga de HC na atmosfera pode, portanto, ser suficientemente inibida. Entretanto, o motor de combustão interna 10 também é aquecido durante um período através do qual a concentração de álcool de combustível injetado a partir do injetor de combustível 26 retorna ao nível original, que promove a vaporização do componente de álcool. O agravamento da estabilidade em acionamento do motor de combustão interna 10 após iniciar pode, portanto, ser suficientemente inibida.
Operações características da primeira modalidade
[0049] Como descrito anteriormente, quando o controle reduzidoda concentração de álcool é efetuado durante o arranque a frio do motor de combustão interna 10, o álcool é adsorvido sobre o adsorvente 58. Preferivelmente, portanto, o álcool adsorvido é dessorvido durante a operação do motor de combustão interna 10 na preparação para o subsequente arranque a frio. Quando o motor de combustão interna 10 é aquecido, portanto, o processo é normalmente efetuado para abaixar a pressão de combustível. O álcool adsorvido sobre o adsorvente 58 é deste modo dessorvido eficazmente para o subsequente arranque a frio.
[0050] No entanto, presume-se que, dependendo de uma condiçãode operação do motor de combustão interna 10, uma solicitação de parada de motor é expedida imediatamente após o motor de combustão interna 10 ter sido iniciado a frio. Nestes casos, o motor é trazido a uma parada com o álcool deixado adsorvido sobre o adsorvente 58, de modo que o álcool não é eficazmente adsorvido durante o subsequente arranque a frio, resultando em uma grande quantidade de álcool não queimado ser descarregada.
[0051] Nesta modalidade, portanto, se o álcool é ainda adsorvidosobre o adsorvente 58 quando a solicitação de parada de motor é expedida, o álcool é primeiro dessorvido e então o motor é trazido a uma parada. Mais especificamente, se a pressão de combustível é fixada em uma pressão de combustível alta quando a solicitação de parada do motor é expedida, a pressão de combustível é fixada a uma pressão de combustível baixa durante um período de tempo predeterminado. O álcool adsorvido sobre o adsorvente 58 é deste modo eficazmente dessorvido antes da injeção ser efetuada a partir do injetor de combustível 26.
[0052] Preferivelmente, o período de tempo que começa quando apressão de combustível é fixada para a pressão de combustível baixa e termina quando o motor é parado é fixado para um período de tempo requerido para pelo menos uma de cada sequência de injeção de combustível ser efetuada em cada um dos cilindros do motor de combustão interna 10. Isto permite que a concentração de álcool no espaço interno 263 seja abaixada a um nível equivalente ao do combustível no tanque. A concentração de álcool pode, deste modo, ser eficazmente reduzida durante o próximo arranque a frio.
Processo específico efetuado na primeira modalidade
[0053] O processo específico efetuado nesta modalidade serádescrito abaixo com referência à figura 6. A figura 6 é um gráfico de fluxo mostrando uma rotina efetuada pela ECU 50 nesta modalidade para obter o controle de parada de motor descrito acima, Com referênciaà rotina mostrada na figura 6, é primeiro determinado se ou não uma solicitação para parar o motor de combustão interna 10 é expedida (etapa 100). Especificamente, é determinado no presente documento se ou não uma ignição (IG) é desativada. Se for determinado, como um resultado, que a solicitação para parar o motor de combustão interna 10 deve ainda ser expedida, a etapa 100 é efetuada repetidamente.
[0054] Se for determinado na etapa 100 que a solicitação para parar o motor de combustão interna 10 é expedida, a operação prossegue para a próxima etapa na qual é determinado se ou não a pressão de combustível é fixada na pressão de combustível baixa. Se for determinado, como um resultado, que a pressão de combustível seja fixada na pressão de combustível baixa, é então determinado que o álcooljá tenha sido dessorvido a partir do adsorvente 58. A operação então prossegue para a próxima etapa na qual o motor de combustão interna 10 é trazido a uma parada prontamente.
[0055] Se for determinado na etapa 104 que a pressão de combustível não é fixada na pressão de combustível baixa, é então determinado que o álcool seja ainda adsorvido sobre o adsorvente 58 e a operação prossegue para a próxima etapa na qual um controle de retardo de parada no motor de combustão interna 10 é efetuado (etapa 106). Especificamente, a pressão de combustível do motor de combustão interna 10 é fixada na pressão de combustível baixa. O motor de combustão interna 10 é então operado durante um período de tempo predeterminado. O período de tempo predeterminado é fixado para um período de tempo durante o qual pelo menos uma de cada sequência de injeção de combustível pode ser efetuada em cada um dos cilindros do motor de combustão interna 10. Quando a etapa 106 é efetuada, a operação prosseguir para a etapa 104, de modo que o motor de combustão interna 10 é trazido para uma parada prontamente.
[0056] Como descrito até aqui, no aparelho desta modalidade,quando uma solicitação é expedida para parar o motor de combustão interna 10, o álcool adsorvido sobre o adsorvente 58 é dessorvido e a injeção é efetuada antes do motor de combustão interna 10 ser trazido a uma parada. Isto permite que a concentração de álcool do combustível injetado seja eficazmente abaixada durante o próximo arranque a frio, de modo que o agravamento de emissões causadas por uma descarga de álcool não queimado pode ser eficazmente inibida.
[0057] Na primeira modalidade descrita acima, o desempenho daetapa 100 pela ECU 50 obtém o “meio de determinação” no primeiro aspecto da presente invenção, o desempenho da etapa 102 obtém o “meio de determinação da pressão de combustível” no primeiro aspecto da presente invenção, o desempenho da etapa 106 obtém o “meio para trazer a pressão de combustível a uma pressão de combustível baixa” no primeiro aspecto da presente invenção, e o desempenho da etapa 104 obtém o “meio para trazer o motor de combustão interna a uma parada” no primeiro aspecto da presente invenção, respectivamente. DESCRIÇÃO DOS CARACTERES DE REFERÊNCIA 10 motor de combustão interna 11 porta de entrada 12 via de entrada 14 via de escapamento 15 catalisador 16 medidor de fluxo de ar 18 válvula de borboleta 24 sensor de posição do acelerador 26 injetor de combustível 261 porção de extremidade condutora 262 bocal de injeção 263 espaço interno 264 válvula de agulha 265 êmbolo 266 espiral solenoide 28 válvula de entrada 30 vela de ignição 32 válvula de escapamento 42 sensor de temperatura de refrigerante 50 ECU 52 tanque de combustível 54 via de suprimento de combustível 56 tubo de liberação 58 adsorvente

Claims (3)

1. Aparelho de injeção de combustível para um motor de combustão interna caracterizado pelo fato de que inclui: um injetor de combustível que tem uma porção de extremidade condutora que tem um espaço interno no qual o combustível é acumulado e uma porta de injeção para injetar combustível; e um adsorvente disposto no espaço interno, o adsorvente sendo capaz de adsorver seletivamente um componente de álcool em um combustível misturado de gasolina e álcool, o adsorvente tendo uma característica de que uma quantidade adsorvida de álcool é pequena quando uma pressão de combustível é baixa e grande e quando a pressão de combustível é alta, o aparelho de injeção de combustível compreendendo: meio para determinar se ou não há uma solicitação para trazer o motor de combustão interna a uma parada; meio para determinar se ou não a pressão de combustível é mais alta do que uma pressão de combustível baixa predeterminada quando é determinado que haja uma solicitação; meio para manter a pressão de combustível na pressão de combustível baixa durante um período de tempo predeterminado quando é determinado que a pressão de combustível seja mais alta do que a pressão de combustível baixa; e meio para trazer o motor de combustão interna a uma parada após um lapso de período de tempo predeterminado.
2. Aparelho de injeção de combustível para o motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o período de tempo predeterminado é um período de tempo requerido para pelo menos uma de cada sequência de injeção de combustível a ser efetuada em cada um dos cilindros no motor de combustão interna.
3. Aparelho de injeção de combustível para o motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que: a pressão de combustível baixa permite que uma boa parte de etanol adsorvido sobre o adsorvente seja dessorvida.
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