BR112015012206B1

BR112015012206B1 - Dispositivo de controle para motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112015012206B1
Application number: BR112015012206-0A
Authority: BR
Inventors: Toshiya Nakajima; Koji Kitano; Isamu Gotou; Naoki Suzuki
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2021-11-30
Also published as: EP2924268A4; CN104813010B; BR112015012206A2; RU2597252C1; US9617942B2; JP5867624B2; JPWO2014081009A1; CN104813010A; KR20150069026A; EP2924268B1; EP2924268A1; WO2014081009A1; KR101716595B1; US20150300283A1

Abstract

dispositivo de controle para motor de combustão interna. trata-se de um dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna que inclui uma unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro configurada para obter uma concentração de oxigênio no cilindro, uma unidade de obtenção de temperatura no cilindro configurada para obter uma temperatura no cilindro, uma unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro configurada para obter uma temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal com base na concentração de oxigênio no cilindro obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro, e uma unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro configurada para executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro para controlar uma concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto realizada antes da injeção principal baseado na diferença entre a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal obtida pela unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001]A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle para um motor de combustão interna.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]Na técnica relacionada, dispositivos de controle para motores de combustão interna que realizam a injeção piloto antes da injeção principal são conhecidos como dispositivos de controle para motores de combustão interna. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 revela, como um de tais dispositivos de controle, um dispositivo de controle que controle a injeção piloto baseado no índice de cetano de um combustível de modo que a iniciação da combustão do combustível durante a injeção piloto preceda a iniciação da combustão do combustível para a injeção principal.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[003] PTL 1: Publicação do Pedido de Patente JP No. 2004-308440 (JP 2004-308440 A)

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] No caso da técnica de acordo com a Literatura de Patente 1, o índice de cetano que pode ser aplicado ao dispositivo de controle precisa ser definido com antecedência e a injeção piloto precisa ser realizada dentro do intervalo do índice de cetano estabelecido inicialmente. Logo, é difícil controlar apropriadamente a injeção piloto com a técnica de acordo com a Literatura de Patente 1 em um caso em que se utiliza um combustível com um índice de cetano que é inferior ao índice de cetano estabelecido inicialmente. Por conseguinte, o estado de combustão do motor de combustão interna pode ser deteriorado em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado e acordo com a técnica revelada na Literatura de Patente 1.

[005]A invenção visa a proporcionar um dispositivo de controle para um motor de combustão interna que é capaz de suprimir a deterioração do estado de combustão de um motor de combustão interna mesmo em um caso em que se utiliza um combustível com um baixo índice de cetano.

[006] Um dispositivo de controle para um motor de combustão interna de acordo com a invenção inclui uma unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro configurada para obter uma concentração de oxigênio no cilindro como a concentração de oxigênio em um cilindro do motor de combustão interna, uma unidade de obtenção de temperatura no cilindro configurada para obter uma temperatura no cilindro como a temperatura no cilindro, uma unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro configurada para obter uma temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal baseado na concentração de oxigênio no cilindro obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro, e uma unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro configurada para executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro para controlar uma concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto realizada antes da injeção principal baseado na diferença entre a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal obtida pela unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro.

[007] De acordo com o dispositivo de controle para um motor de combustão interna da invenção, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro durante a injeção principal pode ser reduzida. Por conseguinte, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna.

[008] Na configuração descrita acima, a unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro pode diminuir a temperatura alvo no cilindro obtida à medida que a concentração de oxigênio no cilindro obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro aumenta.

[009]A quantidade de geração de calor resultante da combustão no cilindro aumenta à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta, e assim, a temperatura no cilindro também sobe. Por conseguinte, a temperatura alvo no cilindro pode diminuir à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Por conseguinte, uma temperatura alvo no cilindro apropriada de acordo com a concentração de oxigênio no cilindro pode ser obtida de acordo com esta configuração.

[010] Na configuração descria acima, a unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro pode aumentar a temperatura alvo no cilindro obtida à medida que o índice de cetano de um combustível usado no motor de combustão interna diminui.

[011] É preferível que a temperatura alvo no cilindro seja alta, pois a capacidade de ignição diminui à medida que o índice de cetano diminui. Por conseguinte, uma temperatura alvo no cilindro apropriada de acordo com o índice de cetano pode ser obtida de acordo com esta configuração.

[012] Na configuração descrita acima, o motor de combustão interna pode ser provido de uma válvula borboleta disposta em uma passagem de admissão e uma válvula EGR (Recirculação de Gases de Escape) disposta em uma passagem EGR, e a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro pode controlar a válvula EGR a ser fechada após diminuir uma quantidade de estrangulamento em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada, a válvula EGR é aberta, e a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta excede um valor predeterminado.

[013] Em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada, a válvula EGR é aberta, a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta excede um valor predeterminado, e a válvula EGR é fechada sem diminuir a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta, um lado da passagem de admissão adicionalmente a jusante da válvula borboleta pode ter uma pressão negativa e uma falha na ignição pode ocorrer como resultado da mesma. De acordo com esta configuração, entretanto, a ocorrência da falha na ignição pode ser suprimida porque a válvula EGR é controlada para ser fechada após a quantidade de estrangulamento ser diminuída em um caso em que a válvula EGR está aberta e a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta excede um valor predeterminado.

[014]Na configuração descrita acima, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro pode executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro em um caso em que o índice de cetano do combustível usado no motor de combustão interna é igual ou menor do que um valor predeterminado.

[015]A configuração descrita acima pode adicionalmente incluir uma unidade de controle de quantidade de injeção adicional configurada para controlar uma quantidade de injeção adicional como a quantidade de injeção de combustível durante a injeção adicional após a injeção principal de acordo com um incremento na concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. De acordo com esta configuração, a quantidade de injeção adicional durante a injeção adicional pode ser controlada de acordo com o incremento na concentração de oxigênio no cilindro mesmo em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. Por conseguinte, uma redução na temperatura do gás de escape resultante de um aumento na concentração de oxigênio no cilindro pode ser suplementada por um aumento na temperatura do gás de escape causada pela injeção adicional. Como resultado, uma redução no desempenho de um aparelho de controle de gás de escape do motor de combustão interna pode ser suprimida, e assim, a deterioração da emissão do gás de escape pode ser suprimida.

[016] Na configuração descrita acima, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro pode permitir que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto seja maior em um caso em que a temperatura no cilindro obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro é menor do que a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal calculada pela unidade de cálculo de temperatura alvo no cilindro do que em um caso em que a temperatura no cilindro é igual ou maior do que a temperatura alvo no cilindro.

[017] Na configuração descrita acima, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro pode aumentar a quantidade de ar circulando para o cilindro ao aumentar a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto.

[018] De acordo com a invenção, é possível proporcionar um dispositivo de controle para um motor de combustão interna que é capaz de suprimir a deterioração do estado de combustão de um motor de combustão interna mesmo em um caso em que se utiliza um combustível com um baixo índice de cetano.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[019]A FIG. 1 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um motor de combustão interna de acordo com uma primeira concretização.

[020]A FIG. 2 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com a primeira concretização.

[021]A FIG. 3(a) é um diagrama esquemático ilustrando uma relação entre um índice cetano, um índice de estado de combustão, e uma temperatura no cilindro durante a injeção principal, a FIG. 3(b) é um diagrama visualizando um mapa que é usado quando uma temperatura alvo no cilindro é obtida com base em uma concentração de oxigênio no cilindro, e a FIG. 3(c) é um diagrama visualizando um mapa que é usado quando uma temperatura TDC alvo é obtida baseado em um sensor A/C (ar/combustível), em uma quantidade de ar (Ga) ou em uma quantidade de oxigênio no cilindro.

[022]A FIG. 4(a) é um diagrama de blocos funcional de um dispositivo de controle para um caso em que o dispositivo de controle controla uma válvula borboleta, uma quantidade de injeção piloto e a temporização de injeção piloto, e as FIGS. 4(b) e 4(c) são diagramas para mostrar uma técnica para calcular uma quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg).

[023]A FIG. 5 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com um primeiro exemplo de modificação da primeira concretização.

[024]A FIG. 6(a) é um diagrama esquemático ilustrando uma relação entre um índice de cetano, um índice de estado de combustão e uma temperatura no cilindro durante a injeção principal, e a FIG. 6(b) é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante a obtenção de uma temperatura alvo no cilindro de acordo com o primeiro exemplo de modificação da primeira concretização.

[025]A FIG. 7 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com um segundo exemplo de modificação da primeira concretização.

[026]A FIG. 8 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com um terceiro exemplo de modificação da primeira concretização.

[027]A FIG. 9 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para controle da quantidade de ar por um dispositivo de controle de acordo com uma segunda concretização durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro.

[028]A FIG. 10 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para controle da quantidade de ar por um dispositivo de controle de acordo com um primeiro exemplo de modificação da segunda concretização durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro.

[029]A FIG. 11(a) é um diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para controle da quantidade de ar por um dispositivo de controle de acordo com uma terceira concretização durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro, e a FIG. 11(b) é um diagrama ilustrando esquematicamente uma alteração dependente do tempo na quantidade de ar circulando para um cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a terceira concretização.

[030]A FIG. 12(a) é um diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para controle da quantidade de ar por um dispositivo de controle de acordo com um primeiro exemplo de modificação da terceira concretização durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro, e a FIG. 12(b) é um diagrama visualizando um mapa de um valor de aumento da quantidade de ar.

[031]A FIG. 13 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com uma quarta concretização.

[032]A FIG. 14(a) é um diagrama visualizando um mapa que é usado quando uma temperatura alvo no cilindro é obtida com base em uma concentração de oxigênio no cilindro, a FIG. 14(b) é um diagrama ilustrando esquematicamente a presença ou ausência de uma falha na ignição no caso da degradação de um sensor de fluxo de ar, e a FIG. 14(c) é um diagrama ilustrando esquematicamente a presença ou ausência de uma falha de ignição no caso da degradação de um sensor A/C.

[033]A FIG. 15 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com um primeiro exemplo de modificação da quarta concretização.

[034]A FIG. 16 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um motor de combustão interna de acordo com uma quinta concretização.

[035]A FIG. 17 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle da quantidade de injeção adicional por um dispositivo de controle de acordo com a quinta concretização.

[036]A FIG. 18 é um diagrama ilustrando de maneira esquemática uma relação entre uma temperatura de gás de escape e a quantidade de ar circulando para um cilindro.

[037]A FIG. 19 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle da quantidade de injeção adicional por um dispositivo de controle de acordo com uma sexta concretização.

[038]A FIG. 20 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle da quantidade de injeção adicional por um dispositivo de controle de acordo com uma sétima concretização.

[039]A FIG. 21 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um motor de combustão interna de acordo com uma oitava concretização.

[040]A FIG. 22 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com a oitava concretização.

[041]A FIG. 23(a) é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante o cálculo de uma temperatura alvo no cilindro de acordo com a oitava concretização, e a FIG. 23(b) é um diagrama esquemático ilustrando uma relação entre a temperatura alvo no cilindro e a economia de combustível do motor de combustão interna.

[042]A FIG. 24 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro por um dispositivo de controle de acordo com uma nona concretização.

[043]A FIG. 25 é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante o cálculo de uma temperatura alvo no cilindro de acordo com a nona concretização.

MODOS PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[044] Daqui em diante, serão descritas concretizações da invenção.

Primeira Concretização

[045] Um dispositivo de controle (doravante chamado de dispositivo de controle 100) para um motor de combustão interna de acordo com uma primeira concretização da invenção será descrito. Um exemplo da configuração do motor de combustão interna à qual o dispositivo de controle 100 é aplicado será descrito primeiramente e então o dispositivo de controle 100 será descrito em detalhes. A FIG. 1 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um motor de combustão interna 5 ao qual o dispositivo de controle 100 é aplicado. O motor de combustão interna 5 que é ilustrado na FIG. 1 é montado em um veículo. Nesta concretização, um motor de combustão interna do tipo ignição por compressão é usado como um exemplo do motor de combustão interna 5. O motor de combustão interna 5 é provido de um corpo principal do motor 10, uma passagem de admissão 20, uma passagem de exaustão 21, uma válvula borboleta 22, uma válvula de injeção de combustível 30, um trilho comum 40, uma bomba 41 uma passagem de recirculação de gases de escape (EGR) 50, uma válvula EGR 51, um superalimentador 60, um resfriador intermediário 70, vários sensores e o dispositivo de controle 100.

[046]O corpo principal do motor 10 tem um bloco de cilindro onde um cilindro 11 é formado, um cabeçote de cilindro que é disposto em uma parte superior do bloco de cilindro, e um pistão que é disposto no cilindro 11. Nesta concretização, uma pluralidade de (especificamente, quatro) cilindros 11 é proporcionada. A passagem de admissão 20 se ramifica em um lado a jusante a ser conectado aos respectivos cilindros 11. O ar fresco circula para dentro a partir de uma parte de extremidade do lado à montante da passagem de admissão 20. A passagem de exaustão 21 se ramifica em um lado à montante a ser conectado aos respectivos cilindros 11. A válvula borboleta 22 é disposta na passagem de admissão 20. A válvula borboleta 22 é aberta e fechada em resposta a uma instrução do dispositivo de controle 100 de modo que a quantidade de ar introduzida nos cilindros 11 seja ajustada.

[047]A tubulação permite que a válvula de injeção de combustível 30, o trilho comum 40 e a bomba 41 se comuniquem uns com os outros. Um combustível que é armazenado em um tanque de combustível 42 (utiliza-se óleo diesel como o combustível nesta concretização) é bombeado pela bomba 41, alimentado ao trilho comum 40, é aumentado na pressão no trilho comum 40, e então é alimentado à válvula de injeção de combustível 30. Nesta concretização, uma pluralidade de válvulas de injeção de combustível 30 é disposta no corpo principal do motor 10 de modo a injetar diretamente o combustível nos respectivos cilindros 11. Os locais onde as válvulas de injeção de combustível 30 são dispostas não se limitam aos da configuração ilustrada na FIG. 1. Por exemplo, as válvulas de injeção de combustível 30 podem ser dispostas para injetar o combustível na passagem de admissão 20.

[048]A passagem EGR 50 é uma passagem para recirculação de parte do gás de escape descarregado dos cilindros 11 para os cilindros 11. Daqui em diante, o gás de escape introduzido nos cilindros 11 será chamado de gás EGR. A passagem EGR 50 de acordo com esta concretização conecta o meio da passagem da passagem de admissão 20 e o meio da passagem da passagem de exaustão 21 um ao outro. A válvula EGR 51 é disposta na passagem EGR 50. A válvula EGR 51 é aberta e fechada em resposta a uma instrução do dispositivo de controle 100 de modo que a quantidade do gás EGR seja ajustada.

[049]O superalimentador 60 é um dispositivo que comprime o ar que é sugado para dentro do motor de combustão interna 5. O superalimentador 60 de acordo com a presente concretização é provido de uma turbina 61 que é disposta na passagem de escape 21 e um compressor 62 que é disposto na passagem de admissão 20. A turbina 61 e o compressor 62 são conectados um ao outro por um membro de conexão. Em um caso em que a turbina 61 gira em resposta a uma força do gás de escape que passa através da passagem de escape 21, o compressor 62 que é conectado à turbina 61 também gira. O ar na passagem de admissão 20 é comprimido como resultado da rotação do compressor 62. Então, o ar que flui para os cilindros 11 é superalimentado. O resfriador intermediário 70 é disposto em um lado da passagem de admissão 20 mais à jusante do compressor 62 e mais à montante da válvula borboleta 22. Um refrigerante é introduzido no resfriador intermediário 70. O resfriador intermediário 70 resfria a ar na passagem de admissão 20 usando o refrigerante que é introduzido no resfriador intermediário 70. A taxa de fluxo do refrigerante que é introduzido no resfriador intermediário 70 é controlada pelo dispositivo de controle 100.

[050] Na FIG. 1, um sensor de fluxo de ar 80, um sensor de temperatura 81, um sensor A/C 82, e um sensor de pressão no cilindro 83 são ilustrados como exemplos dos vários sensores. O sensor de fluxo de ar 80 é disposto em um lado da passagem de admissão 20 mais à montante do compressor 62. O sensor de fluxo de ar 80 detecta a quantidade do ar (g/s) na passagem de admissão 20 e transmite o resultado da detecção para o dispositivo de controle 100. O dispositivo de controle 100 obtém a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80. O sensor de temperatura 81 é disposto em um local da passagem de admissão 20 em um lado mais a jusante da válvula borboleta 22. O sensor de temperatura 81 detecta a temperatura do ar na passagem de admissão 20 e transmite o resultado da detecção para o dispositivo de controle 100. O sensor A/C 82 é disposto em um local da passagem de exaustão 21 em um lado mais a jusante da turbina 61. O sensor A/C 82 detecta a razão ar-combustível (A/C) do gás de escape na passagem de exaustão 21 e transmite o resultado da detecção para o dispositivo de controle 100. O sensor de pressão no cilindro 83 é disposto no corpo principal do motor 10. O sensor de pressão no cilindro 83 detecta uma pressão no cilindro, que é a pressão no cilindro 11, e transmite o resultado da detecção ao dispositivo de controle 100. O motor de combustão interna 5 é provido de vários outros sensores, tal como um sensor de posição do virabrequim, em adição a esses sensores.

[051]O dispositivo de controle 100 é um dispositivo que controla o motor de combustão interna 5. Nesta concretização, uma unidade eletrônica de controle que é provida de uma unidade central de processamento (CPU) 101, uma memória somente leitura (ROM) 102 e uma memória de acesso aleatório (RAM) 103 é usada como um exemplo do dispositivo de controle 100. A CPU 101 é um dispositivo que executa o processamento de controle, o processamento de cálculo, entre outros. A ROM 102 e a RAM 103 são dispositivos que possuem a função de uma unidade de armazenamento para armazenar informações necessárias para a operação da CPU 101. Cada uma das etapas em cada um dos fluxogramas (limitação diferencial) é executada pela CPU 101.

[052]O dispositivo de controle 100 controla as válvulas de injeção de combustível 30 para executar a injeção principal. Além disso, o dispositivo de controle 100 controla as válvulas de injeção de combustível 30 para executar a injeção piloto para injeção de combustível antes da injeção principal. Em outras palavras, a injeção piloto é uma injeção de combustível que é realizada antes da injeção principal. Quando a injeção piloto é executada, um aumento rápido na pressão de combustão e na temperatura de combustão pode ser suprimido durante a injeção principal. Além disso, o dispositivo de controle 100 obtém uma concentração de oxigênio no cilindro que é a concentração de oxigênio nos cilindros 11, obtém uma temperatura no cilindro que é a temperatura nos cilindros 11, obtém uma temperatura alvo no cilindro que é uma temperatura alvo no cilindro para a injeção principal baseado na concentração de oxigênio no cilindro, e executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro para controlar a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto baseado na diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro. Detalhes do controle de concentração de oxigênio no cilindro são como se segue, com referência a um fluxograma abaixo.

[053]A FIG. 2 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100. O dispositivo de controle 100 executa o fluxograma na FIG. 2 durante a execução da injeção piloto (mais especificamente, imediatamente antes da execução da injeção piloto). O dispositivo de controle 100 executa repetidamente o fluxograma na FIG. 2 em um ciclo predeterminado. O dispositivo de controle 100 obtém o índice de cetano (CN) do combustível do motor de combustão interna 5 primeiramente (Etapa S10). Aqui, a densidade relativa e o índice de cetano do combustível tendem a serem inversamente proporcionais uma à outra, e assim, o índice de cetano pode ser obtido com base na densidade relativa do combustível. Na Etapa S10, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém o índice de cetano baseado na densidade relativa do combustível. Neste caso, o motor de combustão interna 5 é provido de um sensor de densidade relativa (não ilustrado) que detecta a densidade relativa do combustível no tanque de combustível 42. Um mapa associando a densidade relativa e o índice de cetano do combustível um ao outro é armazenado na unidade de armazenamento. Na Etapa S10, o dispositivo de controle 100 obtém o mesmo índice de cetano por meio da obtenção, a partir do mapa, de um índice de cetano que corresponde à densidade relativa do combustível que é detectada pelo sensor de densidade relativa. O método específico pelo qual o dispositivo de controle 100 obtém um índice de cetano não se limita ao mesmo, podendo-se utilizar técnicas conhecidas.

[054] Então, o dispositivo de controle 100 determina se o índice de cetano que é obtido na Etapa S10 é ou não igual ou menor do que um valor predeterminado (Etapa S20). Nesta concretização, um valor no qual uma falha na ignição ocorre no motor de combustão interna 5 em um caso em que o índice de cetano é igual ou menor do que esse valor predeterminado e o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização não é executado é usado o como o valor predeterminado. Nesta concretização, utiliza- se 48 como um exemplo do valor predeterminado. O valor específico do valor predeterminado não se limita ao mesmo. O valor predeterminado é armazenado na unidade de armazenamento. Na Etapa S20, o dispositivo de controle 100 determina se o índice de cetano que é obtido na Etapa S10 é ou não igual ou menor do que um valor predeterminado que é armazenado na unidade de armazenamento.

[055] No caso de uma determinação negativa (Não) na Etapa S20, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. Neste caso, o dispositivo de controle 100 controla a abertura da válvula borboleta 22 até uma abertura predeterminada (daqui em diante, esta abertura predeterminada será chamada de valor normal em alguns casos). No caso de uma determinação positiva (Sim) na Etapa S20, o dispositivo de controle 100 obtém a condição do motor de combustão interna 5 (Etapa S30). A condição do motor de combustão interna 5 significa que a condição do motor de combustão interna 5 que é necessária para o cálculo da concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S40 (descrita posteriormente). Na Etapa S30, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a quantidade de ar circulando para os cilindros 11 e o volume de uma câmara de combustão na temporização de injeção de combustível como as condições do motor de combustão interna 5. O dispositivo de controle 100 obtém a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80. O dispositivo de controle 100 obtém o volume da câmara de combustão (espaço que é circundado pelo pistão, pelo bloco de cilindro e pelo cabeçote de cilindro) na temporização de injeção de combustível baseado na posição do pistão na temporização de injeção de combustível. O dispositivo de controle 100 obtém a posição do pistão baseado em um ângulo de virabrequim que é detectado pelo sensor de posição de virabrequim.

[056] Então, o dispositivo de controle 100 obtém a concentração de oxigênio no cilindro que é a concentração de oxigênio nos cilindros 11 (Etapa S40). O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a concentração molar (mol/cc) do oxigênio nos cilindros 11 como a concentração de oxigênio no cilindro. Especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém a concentração molar do oxigênio nos cilindros 11 baseado na quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 e no volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível. Mais especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém a concentração molar do oxigênio nos cilindros 11 de acordo com a seguinte equação (1) e usando a quantidade do ar flui circulando para os cilindros 11 e o volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível obtida na Etapa S30.

[057]A concentração molar do oxigênio nos cilindros 11=(quantidade do ar circulando para os cilindros 11x0.23)x(32xvolume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível)...(1)

[058]O método específico pelo qual a concentração de oxigênio no cilindro é obtida não se limita a isto. Por exemplo, o dispositivo de controle 100 pode obter a concentração de oxigênio no cilindro usando um mapa a partir do qual a concentração de oxigênio no cilindro pode ser extraída. Além disso, em um caso em que o motor de combustão interna 5 é provido de um sensor que é capaz de detectar diretamente a concentração de oxigênio no cilindro, o dispositivo de controle 100 pode obter a concentração de oxigênio no cilindro baseado em um resultado de detecção deste sensor.

[059] Então, o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura alvo no cilindro (Etapa S50) baseado na concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40. A Etapa S50 será descrita com referência às FIGS. 3(a) e 3(b). A FIG. 3(a) é um diagrama esquemático ilustrando uma relação entre o índice de cetano, um índice que mostra o estado de combustão do motor de combustão interna 5 (doravante designado como o índice de estado de combustão em alguns casos), e a temperatura no cilindro durante a injeção principal. O eixo vertical na FIG. 3(a) representa o índice de estado de combustão. Especificamente, o eixo vertical representa a quantidade de hidrocarbonetos (HC) no gás de escape ou o grau de retardo de ignição como um exemplo do índice de estado de combustão. O eixo horizontal na FIG. 3(a) representa a temperatura no cilindro durante a injeção principal.

[060] Na FIG. 3(a), uma curva que mostra o índice de estado de combustão de um caso em que um combustível tendo um índice de cetano (CN) de 40 é usado, uma curva que mostra o índice de estado de combustão de um caso em que um combustível tendo um índice de cetano de 50 é usado, e uma curva que mostra o índice de estado de combustão de um caso em que um combustível tendo um índice de cetano de 80 é usado são ilustradas. O índice de cetano é um índice que mostra capacidade de ignição. Quanto maior o valor, mais fácil se torna a ignição. Quanto menor o valor, maior a possibilidade do retardo de ignição. Quando o retardo de ignição ocorre, a quantidade de HC aumenta. Na Fig. 3(a), o valor de eixo vertical diminui, para cada uma das três curvas, em direção ao lado direito no eixo horizontal. Os valores de eixo vertical das três curvas convergem para um valor predeterminado quando a temperatura no cilindro durante a injeção principal é T (oC).

[061]Como é aparente na FIG. 3(a), o retardo de ignição torna-se menos provável de ocorrer e a quantidade HC diminui à medida que a temperatura no cilindro durante a injeção principal aumenta. Como é aparente na FIG. 3(a), uma temperatura no cilindro durante a injeção principal (ToC) na qual o índice de estado de combustão é constante (especificamente, o retardo de ignição é constante e a quantidade HC também é constante), independente de se o valor do índice de cetano está presente.

[062] Na Etapa S50 na FIG. 2, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a temperatura no cilindro durante a injeção principal (ToC) na qual o índice de estado de combustão é constante, independente do valor do índice de cetano como a temperatura alvo no cilindro. No presente pedido, ser constante inclui não somente ser constante no sentido estrito da palavra com o valor não sofrendo alteração nenhuma, mas também inclui estar dentro de um intervalo constante (isto é, a flutuação estando dentro de um intervalo predeterminado). Especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura alvo no cilindro baseado na concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40. A FIG. 3(b) é um diagrama visualizando um mapa que é usado quando a temperatura alvo no cilindro é obtida com base na concentração de oxigênio no cilindro. A linha sólida ilustrada na FIG. 3(b) (daqui em diante chamada de linha de referência) representa a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual a quantidade HC é constante (incluindo o caso de estar dentro de um intervalo constante) independentemente do valor do índice de cetano. A FIG. 3(b) é um mapa no qual a temperatura alvo no cilindro é definida em associação com a concentração de oxigênio no cilindro de modo que a temperatura alvo no cilindro obtida diminua à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. O mapa da FIG. 3(b) é obtido com antecedência por um experimento, simulação ou similar, e é armazenado na unidade de armazenamento.

[063] Na Etapa S50, o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura alvo no cilindro mediante a extração da temperatura alvo no cilindro correspondendo à concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40 a partir do mapa na unidade de armazenamento. Por exemplo, o dispositivo de controle 100 obtém a T (°C) como a temperatura alvo no cilindro em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40 é D (mol/cc). A temperatura alvo no cilindro que é obtida dessa maneira é a temperatura no cilindro durante a injeção principal (ToC) na qual o índice de estado de combustão (HC nesta concretização) é constante, independente do valor do índice de cetano. O mapa que é usado na Etapa S50 não se limita à FIG. 3(b). Por exemplo, a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual o grau do retardo de ignição é constante (inclusive o caso de estar dentro de um intervalo constante) independentemente do índice de cetano também pode ser usada como a linha de referência que é ilustrada na FIG. 3(b).

[064] Na Etapa S50, o dispositivo de controle 100 também pode usar a temperatura no ponto morto superior (TDC) durante a injeção principal na qual o índice de estado de combustão é constante, independentemente do índice de cetano (doravante designada como a temperatura alvo TDC) como a temperatura alvo no cilindro. Além disso, o dispositivo de controle 100 também pode obter a temperatura alvo TDC não baseado na concentração de oxigênio no cilindro, mas baseado na relação A/C, em uma quantidade de ar (Ga) ou em uma quantidade de oxigênio no cilindro. A FIG. 3(c) é um diagrama visualizando um mapa que é usado quando a temperatura alvo TDC é obtida com base na relação A/C, na quantidade de ar (Ga) ou na quantidade de oxigênio no cilindro. A linha sólida (linha de referência) que é ilustrada na FIG. 3(c) representa a temperatura alvo TDC durante a injeção principal na qual o grau do retardo de ignição ou temporização de ignição é constante (inclusive o caso de estar dentro de um intervalo constante), independentemente do índice de cetano. Neste caso, o dispositivo de controle 100 obtém a relação A/C, a quantidade de ar (Ga) ou a quantidade de oxigênio no cilindro na Etapa S40 na FIG. 2 e obtém a temperatura alvo TDC correspondendo ao valor que é obtido na Etapa S40 a partir do mapa da FIG. 3(c) na Etapa S50. Na Etapa S50, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização não usa o mapa da FIG. 3(c). Em vez disso, a temperatura alvo no cilindro é obtida usando o mapa da FIG. 3(b) descrito acima.

[065] Referindo-se à FIG. 2, o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura no cilindro após a Etapa S50, e determina (Etapa S60) se a temperatura no cilindro obtida é ou não inferior à temperatura alvo no cilindro que é obtida na Etapa S50. Na descrição seguinte, a temperatura no cilindro que é obtida na Etapa S60 será chamada de temperatura real no cilindro. Esta temperatura real no cilindro é a temperatura no cilindro no momento presente. O método específico pelo qual a temperatura real no cilindro é obtida pelo dispositivo de controle 100 não se limita exclusivamente, podendo-se usar técnicas conhecidas. Como exemplo, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização estima a temperatura real no cilindro com base em um índice que tem uma correlação com a temperatura real no cilindro. O dispositivo de controle 100 usa a temperatura do ar na passagem de admissão 20 (temperatura do ar) e a carga do motor de combustão interna 5 como exemplos do índice. Quanto maior a temperatura do ar, maior a temperatura real no cilindro. Quanto maior a carga, maior a temperatura real no cilindro. Neste caso, um mapa no qual a temperatura real no cilindro é definida em associação com a temperatura do ar ou a carga (o número de rotações é usado como exemplo da carga nesta concretização) é armazenado na unidade de armazenamento do dispositivo de controle 100. O dispositivo de controle 100 obtém a temperatura do ar na passagem de admissão 20 baseado no resultado da detecção do sensor de temperatura 81 e obtém o número de rotações (rpm) do motor de combustão interna 5 com base no resultado da detecção do sensor de posição do virabrequim. O dispositivo de controle 100 extrai a temperatura real no cilindro do mapa na unidade de armazenamento e, baseado na temperatura do ar o obtida e no número de rotações, obtém a temperatura real no cilindro extraída como a temperatura real no cilindro para a Etapa S60.

[066]O método pelo qual a temperatura real no cilindro é obtida pelo dispositivo de controle 100 não se limita ao método descrito acima. Como outro exemplo, o dispositivo de controle 100 também pode estimar a temperatura real no cilindro com base na pressão no cilindro que é detectada pelo sensor de pressão no cilindro 83, uma vez que a pressão no cilindro e a temperatura real no cilindro possuem uma correlação. Em um caso em que o motor de combustão interna 5 é provido de um sensor de temperatura que é capaz de detectar diretamente a temperatura real no cilindro, o dispositivo de controle 100 também pode obter a temperatura real no cilindro com base no resultado de detecção do sensor de temperatura.

[067] No caso de uma determinação negativa na Etapa S60, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. Neste caso, o dispositivo de controle 100 controla a abertura da válvula borboleta 22 para o valor normal. No caso de uma determinação positiva na Etapa S60, o dispositivo de controle 100 aumenta a concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S70). Especificamente, o dispositivo de controle 100 controla a abertura da válvula borboleta 22 de modo que a quantidade do ar sugado para os cilindros 11 aumente. Mais especificamente, o dispositivo de controle 100 diminui a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 mediante o controle da abertura da válvula borboleta 22 para exceder o valor normal e aumentar a quantidade do ar sugado para dentro dos cilindros 11. À medida que a quantidade de ar aumenta, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto aumenta. À medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta, a combustão nos cilindros 11 se torna ativa, e a temperatura real no cilindro aumenta. Então, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro durante a injeção principal pode ser diminuída. Em outras palavras, a Etapa S70 corresponde ao controle de concentração de oxigênio no cilindro para controlar a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto de modo que a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro durante a injeção principal seja diminuída. Então, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma.

[068]A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que obtém a concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S40 corresponde a uma unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro que obtém a concentração de oxigênio no cilindro. A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que o obtém a temperatura alvo no cilindro na Etapa S50 corresponde a uma unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro. A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que obtém a temperatura real no cilindro na Etapa S60 corresponde a uma unidade de obtenção de temperatura no cilindro que obtém a temperatura no cilindro. A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S70 corresponde a uma unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro. Especificamente, a CPU 101 do dispositivo de controle 100 que executa a Etapa S70 corresponde à unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro que permite que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto seja maior em um caso em que a temperatura no cilindro que é obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro é excedida pela temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal que é calculada pela unidade de cálculo de temperatura alvo no cilindro do que em um caso em que a temperatura no cilindro é igual ou maior do que a temperatura alvo no cilindro. Além disso, a CPU 101 do dispositivo de controle 100 que executa a Etapa S70 corresponde à unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro que aumenta a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 ao aumentar a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto.

[069] De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro permite que a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro (temperatura real no cilindro) durante a injeção principal seja diminuída de modo que a temperatura no cilindro possa se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal. Desta maneira, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna 5. Especificamente, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a HC do motor de combustão interna 5 pode ser constante. Além disso, a ocorrência da falha na ignição e a deterioração da capacidade de acionamento também podem ser suprimidas.

[070]Como descrito com referência à FIG. 3(b), o mapa que é usado durante a obtenção da temperatura alvo no cilindro de acordo com esta concretização é um mapa no qual a concentração de oxigênio no cilindro e a temperatura alvo são definidas em associação uma com a outra de modo que a temperatura alvo no cilindro obtida diminua à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Uma vez que o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura alvo no cilindro usando esse mapa, o dispositivo de controle 100 pode diminuir o valor da temperatura alvo no cilindro obtida à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Em outras palavras, a unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro do dispositivo de controle 100 reduz o valor da temperatura alvo no cilindro obtida à medida que a concentração de oxigênio no cilindro que é obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Aqui, a quantidade de calor gerada pela combustão nos cilindros 11 aumenta à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta, e, dessa forma, a temperatura no cilindro também sobe. Por conseguinte, a temperatura alvo no cilindro pode diminuir à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Por conseguinte, de acordo com esta configuração, uma temperatura alvo no cilindro apropriada de acordo com a concentração de oxigênio no cilindro pode ser obtida. Como resultado, o controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser executado apropriadamente de acordo com a concentração de oxigênio no cilindro. Dessa maneira, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser efetivamente suprimida.

[071]O dispositivo de controle 100 executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S70) em um caso em que o índice de cetano é igual ou menor do que um valor predeterminado (no caso de uma determinação positiva na Etapa S20). De acordo com esta configuração, o controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser executado em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano, que tende a causar a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5, é realmente usado.

[072]A temperatura real no cilindro também pode ser elevada aumentando a quantidade da injeção piloto. Como resultado, a temperatura real no cilindro pode se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro. Por conseguinte o dispositivo de controle 100 pode elevar a temperatura real no cilindro, por exemplo, aumentando a quantidade da injeção piloto (quantidade de injeção de combustível durante a injeção piloto) em vez de elevar a concentração de oxigênio no cilindro mediante o controle da válvula borboleta na Etapa S70. No entanto, considera-se que permitir que a temperatura real no cilindro se torne mais próxima da temperatura alvo no cilindro mediante o controle da concentração de oxigênio no cilindro é o mais eficaz, pois se considera que a concentração de oxigênio no cilindro tenha o maior efeito sobre a combustão do combustível nos cilindros. Além disso, controlar a válvula borboleta 22 é considerado o mais eficaz para controlar a concentração de oxigênio no cilindro. Por conseguinte, é mais preferível controlar a válvula borboleta 22 na Etapa S70 como nesta concretização do que controlar a quantidade de injeção piloto, uma vez que a temperatura real no cilindro pode se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro de maneira mais eficaz.

[073]Como alternativa, o dispositivo de controle 100 também pode controlar a válvula borboleta 22, a quantidade de injeção piloto, e a temporização de injeção piloto de maneira mais abrangente ao suprimir a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado. A descrição do controle pelo dispositivo de controle 100, neste caso, é como se segue. A FIG. 4(a) é um diagrama de blocos funcional do dispositivo de controle 100 para um caso em que o dispositivo de controle 100 controla a válvula borboleta 22, a quantidade de injeção piloto, e a temporização de injeção piloto. O dispositivo de controle 100 obtém a condição do motor de combustão interna 5, uma condição do ambiente na qual o motor de combustão interna é usado, e o índice de cetano como informação de entrada (INPUT).

[074]O dispositivo de controle 100 executa o controle de alimentação direta (controle F/F) baseado nas informações de entrada obtidas. Especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém uma temperatura alvo no cilindro (Ttrg) durante a injeção principal baseado na condição do motor de combustão interna 5 e na condição do ambiente. Além disso, o dispositivo de controle 100 obtém uma quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg) baseado na temperatura alvo no cilindro. Além disso, o dispositivo de controle 100 obtém uma quantidade de geração de calor piloto (ΔQtrg) que é uma quantidade de geração de calor durante a execução da injeção piloto com um combustível tendo um índice de cetano obtido como a informação de entrada. Então, o dispositivo de controle 100 controla a válvula borboleta 22, a quantidade de injeção piloto, e a temporização de injeção piloto (temporização na qual a injeção piloto é realizada) como saídas (SAÍDAS) de modo que a quantidade de geração de calor piloto (ΔQtrg) se torne igual à quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg).

[075] Uma descrição mais detalhada do controle F/F e das SAÍDAS é como se segue. Primeiramente, uma técnica para calcular a temperatura alvo no cilindro (Ttrg) durante o controle F/F é idêntica à técnica que é descrita com referência à FIG. 3(b) e na Etapa S50 na FIG. 2. Uma técnica para calcular a quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg) é como se segue. As FIGS. 4(b) e 4(c) são diagramas que ilustram a técnica para calcular a quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg). Especificamente, a FIG. 4(b) ilustra esquematicamente uma alteração dependente do tempo na temperatura no cilindro, e a FIG. 4(c) é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante o cálculo da quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg). A temporização na qual o ângulo do virabrequim é CA1 na FIG. 4(b) é a temporização na qual a injeção principal é executada. A curva 200 que é ilustrada pela linha pontilhada na FIG. 4(b) representa a temperatura no cilindro de um caso em que a combustão é na verdade realizada durante a injeção principal. A curva 201 que é ilustrada pela linha sólida na FIG. 4(b) representa a temperatura no cilindro de um caso em que a falha na combustão ocorre durante a injeção principal, fazendo com que a combustão não seja realizada. A temperatura no cilindro para a temporização após o ângulo do virabrequim CA1 na curva 201 na FIG. 4(b) tem um valor que é obtido por cálculo.

[076] Referindo-s à FIG. 4(b), a temperatura no cilindro precisa ser elevada, pelo ΔT (K) que é a diferença entre a curva 200 e a curva 201 durante a injeção principal (CA1), durante a injeção principal de modo a suprimir a ocorrência da falha na ignição em um caso em que se utiliza um combustível com um baixo índice de cetano. Como ilustrado na FIG. 4(c), o dispositivo de controle 100 calcula o valor obtido multiplicando-se m(g), que é a soma da massa do ar e da massa do combustível, pelo valor de ΔT (K) (isto é, mΔT). Então, o dispositivo de controle 100 extrai a quantidade de geração de calor piloto alvo ΔQtrg correspondendo ao mΔT calculado a partir do mapa na FIG. 4(c). Se a quantidade de geração de calor piloto puder ser aumentada pela quantidade de geração de calor piloto alvo extraída ΔQtrg, a temperatura no cilindro pode ser elevada por ΔT a partir da curva 201 onde ocorre a falha na ignição, como ilustrado na FIG. 4(b), e a temperatura no cilindro pode ter a forma da curva 200.

[077]O dispositivo de controle 100 controla, como as SAÍDAS, a válvula borboleta 22, a quantidade de injeção piloto, e a temporização de injeção piloto de modo que a quantidade de geração de calor piloto (ΔQpl) se torne a quantidade de geração de calor piloto alvo (ΔQtrg) que é extraída do mapa da FIG. 4(c). Mesmo em um caso em que a válvula borboleta 22, a quantidade de injeção piloto, e a temporização de injeção piloto são controladas como descrito acima, a ocorrência da falha na ignição do motor de combustão interna 5 no caso do uso de um combustível com um baixo índice de cetano pode ser suprimida. Em outras palavras, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado. O controle de concentração de oxigênio no cilindro com base no controle da válvula borboleta 22 de acordo com a presente concretização que foi descrito com referência às FIGS. 1 a 3 também pode ser executado em combinação com o controle da válvula borboleta 22 no controle que foi descrito com referência à FIG. 4(a). Especificamente, o controle de concentração de oxigênio no cilindro baseado no controle da válvula borboleta 22 relacionado à Etapa S70 na FIG. 2, por exemplo, pode ser executado ao controlar a válvula borboleta 22 como uma das SAÍDAS de acordo com a FIG. 4(a).

(Primeiro Exemplo Modificado)

[078] Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com um primeiro exemplo de modificação da primeira concretização será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização é que o fluxograma na FIG. 5 a ser descrito abaixo é executado em vez do na FIG. 2. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização. A FIG. 5 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação. O fluxograma na FIG. 5 é diferente do fluxograma na FIG. 2 de acordo com a primeira concretização nesta Etapa S50a é proporcionado em vez da Etapa S50. Na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de aquisição de temperatura alvo no cilindro do dispositivo de controle 100) obtém a temperatura alvo no cilindro de acordo com o índice de cetano. Especificamente, na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura alvo no cilindro na qual o estado de combustão do motor de combustão interna 5 durante a injeção principal é constante baseado na concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40 e o índice de cetano que é obtido na Etapa S10.

[079]A etapa S50a será descrita em detalhes. A FIG. 6(a) é um diagrama esquemático ilustrando uma relação entre o índice de cetano, o índice que mostra o estado de combustão do motor de combustão interna 5 (índice de estado de combustão), e a temperatura no cilindro durante a injeção principal. Uma curva que mostra o índice de estado de combustão (a quantidade HC ou o grau do retardo de ignição) de um caso em que um combustível com um índice de cetano (CN) de 80 é usado, uma curva que mostra o índice de estado de combustão de um caso em que um combustível com um índice de cetano de 40 é usado, uma curva que mostra o índice de estado de combustão de um caso em que um combustível com um índice de cetano de 30 é usado, e uma curva que mostra o índice de estado de combustão de um caso em que um combustível com um índice de cetano de 20 é usado são ilustrados na FIG. 6(a). As curvas mostrando os índices cetano de 40 e 80 se mesclam uma com a outra no momento em que a temperatura no cilindro é T1. A curva mostrando o índice de cetano de 30 se mescla com as curvas mostrando os índices cetano de 40 e 80 no momento em que a temperatura no cilindro é T2. A curva mostrando o índice de cetano de 20 e 80 se mescla com as outras curvas no momento em que a temperatura no cilindro é T3.

[080]Como fica aparente a partir da FIG. 6(a), a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual o índice de estado de combustão pode ser constante está no lado de uma temperatura maior do que T1 em um caso em que o índice de cetano é extremamente baixo (especificamente, em um caso em que o índice de cetano é menor do que 40). Por conseguinte, pode-se dizer que é preferível aumentar a temperatura alvo no cilindro à medida que o índice de cetano do combustível diminui, mesmo em um caso em que o combustível contendo um índice de cetano extremamente baixo que é menor do que 40 é usado, de modo que a deterioração do estado de combustão pode ser efetivamente suprimido.

[081] Na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 aumenta a temperatura alvo no cilindro à medida que o índice de cetano diminui. A FIG. 6(b) é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante a obtenção da temperatura alvo no cilindro de acordo com este exemplo de modificação. Na FIG. 6(b), uma linha de referência de um caso em que o índice de cetano é igual ou maior do que 40, uma linha de referência de um caso em que o índice de cetano é 30, e uma linha de referência de um caso em que o índice de cetano é 20 são ilustradas como exemplos da linha de referência. Essas linhas de referência possuem posições maiores à medida que o valor do índice de cetano diminui. Em outras palavras, o mapa da FIG. 6(b) é um mapa no qual a temperatura alvo no cilindro é definida em associação com a concentração de oxigênio no cilindro e o índice de cetano de modo que a temperatura alvo obtida no cilindro diminua à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta e a temperatura alvo obtida no cilindro aumenta à medida que o índice de cetano diminui. Este mapa é obtido antecipadamente por um experimento, simulação ou similar, e é armazenado na unidade de armazenamento do dispositivo de controle 100.

[082] Na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 seleciona a linha de referência correspondendo ao índice de cetano (CN) que é obtido na Etapa S10 e obtém, na linha de referência selecionada, a temperatura alvo no cilindro correspondendo à concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40. A descrição de um exemplo do mesmo referindo-se à FIG. 6(b) é como se segue. Em um caso em que o índice de cetano que é obtido na Etapa S10 é 30, e a concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40 é D (mol/cc), por exemplo, o dispositivo de controle 100 obtém T2 (oC) como a temperatura alvo no cilindro. A temperatura alvo no cilindro que é obtida dessa maneira diminui à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta e aumenta à medida que o índice de cetano diminui. Então, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S60 usando a temperatura alvo no cilindro que é obtida na Etapa S50a. Em um caso em que o mapa da FIG. 6(b) não possui uma linha de referência correspondendo diretamente ao índice de cetano que é obtido na Etapa S10, o dispositivo de controle 100 pode selecionar a linha de referência com o valor que é mais próximo do índice de cetano obtido na Etapa S10. Como alternativa, o dispositivo de controle 100 pode usar uma linha de referência de um valor interpolado.

[083]De acordo com o dispositivo de controle 100 deste exemplo de modificação, os efeitos a seguir podem ser alcançados em adição aos efeitos da primeira concretização. Especificamente, a capacidade de ignição diminui à medida que o índice de cetano diminui, e assim, uma temperatura alvo maior no cilindro é considerada como sendo preferível. De acordo com o dispositivo de controle 100, a temperatura alvo no cilindro obtida é aumentada à medida que o índice de cetano do combustível diminui na Etapa S50a. Por conseguinte, uma temperatura alvo no cilindro apropriada de acordo com o índice de cetano pode ser obtida. Por conseguinte, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida de maneira mais eficaz de acordo com o dispositivo de controle 100.

(Segundo Exemplo de Modificação)

[084] Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com um segundo exemplo de modificação da primeira concretização será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização é que o fluxograma na FIG. 7 a ser descrito abaixo é executado em vez do na FIG. 2. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização. A FIG. 7 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação. O fluxograma na FIG. 7 é diferente do fluxograma na FIG. 2 de acordo com a primeira concretização nesta Etapa S70a é proporcionado em vez da Etapa S70.

[085] Na Etapa S70a, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) aumenta a concentração de oxigênio no ar sugado para dentro dos cilindros 11 mediante a redução da temperatura do ar sugado para dentro dos cilindros 11 (doravante chamada de temperatura de admissão em alguns casos) ao aumentar a concentração de oxigênio no cilindro. A concentração de oxigênio (especificamente, concentração molar) no ar sugado para dentro dos cilindros 11 aumenta em um caso em que a temperatura de admissão é reduzida, pois a redução na temperatura de admissão resulta em um aumento na densidade do ar sugado para dentro dos cilindros 11 e isto, por sua vez, faz a concentração de oxigênio no ar subir.

[086] Especificamente, o dispositivo de controle 100 aumenta a taxa de fluxo do refrigerante que é introduzido no resfriador intermediário 70 ao reduzir a temperatura de admissão de acordo com a Etapa S70a. Mais especificamente, o dispositivo de controle 100 aumenta a taxa de fluxo do refrigerante que é introduzido no resfriador intermediário 70 mediante o aumento do número de rotações de uma bomba (não ilustrada na FIG. 1), que introduz o refrigerante no resfriador intermediário 70. À medida que a taxa de fluxo do refrigerante para o resfriador intermediário 70 aumenta, a capacidade de resfriamento de admissão do resfriador intermediário 70 é aprimorada, e, assim, a temperatura de admissão pode ser reduzida. A técnica específica para executar a Etapa S70a não se limita à mesma.

[087]O controle de concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S70a) é executado mesmo no dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação, e assim, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro durante a injeção principal pode ser diminuída. Por conseguinte, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna 5. O dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da primeira concretização pode executar a Etapa S70a de acordo com este exemplo de modificação.

(Terceiro Exemplo de Modificação)

[088] Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com um terceiro exemplo de modificação da primeira concretização será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização é que o fluxograma na FIG. 8 a ser descrito abaixo é executado em vez do na FIG. 2. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização. A FIG. 8 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação. O fluxograma na FIG. 8 é diferente do fluxograma na FIG. 2 de acordo com a primeira concretização nesta Etapa S70b é proporcionado em vez da Etapa S70.

[089]A concentração de oxigênio no cilindro tende a aumentar à medida que a posição do pistão se torna mais próxima do ponto morto superior (TDC). Por conseguinte, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção de combustível pode ser aumentada, uma vez que a temporização de injeção de combustível é uma temporização mais próxima do ponto morto superior. O dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) permite que a temporização da injeção piloto se torne mais próxima do ponto morto superior, comparado com a temporização da injeção piloto do caso de uma determinação negativa na Etapa S20 ou na Etapa S60 (isto é, a temporização da injeção piloto de um caso em que o controle de concentração de oxigênio no cilindro não é executado, que é chamada de temporização de injeção normal), durante o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70b.

[090] Especificamente, o dispositivo de controle 100 usa a temporização que é mais antecipada do que o ponto morto superior como a temporização de injeção normal. Na Etapa S70b, o dispositivo de controle 100 realiza a injeção piloto no ponto morto superior. Mais especificamente, na Etapa S70b, o dispositivo de controle 100 obtém o ângulo do virabrequim (CA) baseado no resultado da detecção do sensor de posição do virabrequim e controla a válvula de injeção de combustível 30 de modo que a injeção piloto seja executada em um caso em que o ângulo de virabrequim obtido é o ponto morto superior. A técnica específica para executar a Etapa S70b não se limita à mesma.

[091]O controle de concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S70b) é executado mesmo no dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação, e assim, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro durante a injeção principal pode ser diminuída. Por conseguinte, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna 5. O dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da primeira concretização pode executar a Etapa S70b de acordo com este exemplo de modificação.

Segunda Concretização

[092] Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma segunda concretização da invenção será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização (especificamente, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização pelo fato de que o fluxograma na FIG. 9 a ser descrito abaixo é executado em vez da Etapa S70 na FIG. 2 de acordo com a primeira concretização. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização. A FIG. 9 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para controle da quantidade de ar pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. No caso de uma determinação positiva na Etapa S60 na FIG. 2, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S100 na FIG. 9. Na Etapa S100, o dispositivo de controle 100 determina se o gás EGR é ou não introduzido nos cilindros 11. Especificamente, na Etapa S100, o dispositivo de controle 100 determina se a válvula EGR 51 está ou não aberta, pois o gás EGR é introduzido nos cilindros 11 em um caso em que a válvula EGR 51 está aberta.

[093] No caso de uma determinação positiva na Etapa S100, o dispositivo de controle 100 determina se a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 é ou não igual ou maior do que um valor predeterminado (Etapa S110). A quantidade de ar na passagem de admissão 20 diminui e a quantidade do ar circulando para dentro dos cilindros 11 também diminui à medida que a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 aumenta. Nesta concretização, uma quantidade de estrangulamento na qual um lado da passagem de admissão 20 mais a jusante da válvula borboleta 22 tem uma pressão negativa em um caso em que a válvula EGR 51 é fechada em um estado em que a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 excede o valor predeterminado é usada como o valor predeterminado. O valor predeterminado é obtido antecipadamente e é armazenado na unidade de armazenamento. O valor predeterminado não se restringe ao valor descrito acima. A quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 pode ser obtida com base na abertura da válvula borboleta 22.

[094] No caso de uma determinação positiva na Etapa S110, o dispositivo de controle 100 aumenta a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 (Etapa S120) por meio da redução da quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22. Especificamente, na Etapa S120, o dispositivo de controle 100 permite que a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 seja menor do que a quantidade de estrangulamento do caso de uma determinação negativa na Etapa S20 na FIG. 2 ou a quantidade de estrangulamento do caso de uma determinação negativa na Etapa S60 (daqui em diante, essa quantidade de estrangulamento será chamada de quantidade de estrangulamento normal). A concentração de oxigênio no cilindro aumenta à medida que a Etapa S120 é executada. Então, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro diminui. Como resultado, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida.

[095] Então, o dispositivo de controle 100 determina se a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 alcança ou não uma quantidade de ar de referência predeterminada (Etapa S130). Nesta concretização, uma quantidade de ar levando à falha na ignição é usada como a quantidade de ar de referência. Neste caso, a falha na ignição ocorre em um caso em que a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 não alcança a quantidade de ar de referência. A quantidade de ar de referência é obtida antecipadamente e é armazenada na unidade de armazenamento. A quantidade de ar de referência não se limita à quantidade de ar que leva à falha na ignição.

[096] No caso de uma determinação positiva na Etapa S130, o dispositivo de controle 100 aumenta a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 (Etapa S140) por meio d controle da válvula EGR 51 a ser fechada. A execução da Etapa S140 também faz a concentração de oxigênio no cilindro aumentar. Dessa maneira, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro diminui. Como resultado, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida. Então, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma.

[097] No caso de uma determinação negativa na Etapa S100 (isto é, em um caso em que a válvula EGR 51 é fechada), o dispositivo de controle 100 aumenta a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 por meio da redução da quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 (Etapa S150). Os detalhes da Etapa S150 são similares aos da Etapa S120, e, portanto, a descrição dos mesmos será omitida aqui. Então, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma.

[098] No caso de uma determinação negativa na Etapa S110 (isto é, em um caso em que a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 é igual ou menor do que um valor predeterminado), o dispositivo de controle 100 aumenta a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 (Etapa S160) mediante o controle da válvula EGR 51 a ser fechada. Os detalhes da Etapa S160 são similares aos da Etapa S140, e, portanto, a descrição dos mesmos será omitida aqui. Então, o dispositivo de controle 100 determina se a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 é insuficiente (Etapa S170). Os detalhes da Etapa S170 são similares aos da Etapa S130, e, portanto, a descrição dos mesmos será omitida aqui. No caso de uma determinação positiva na Etapa S170, o dispositivo de controle 100 aumenta a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 (Etapa S180) por meio da redução da quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22. Os detalhes da Etapa S180 são similares aos da Etapa S120, e, portanto, a descrição dos mesmos será omitida aqui. Então, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. O dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma mesmo no caso de uma determinação negativa na Etapa S170.

[099] De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização descrita acima, concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada controlando a válvula EGR 51 a ser fechada (Etapa S140) após a quantidade de estrangulamento ser diminuída (após a execução da Etapa S120) em um caso em que a válvula EGR 51 está aberta (no caso de uma determinação positiva na Etapa S100) e a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 excede um valor predeterminado (no caso de uma determinação positiva na Etapa S110) em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada. Aqui, um lado da passagem de admissão 20 mais a jusante da válvula borboleta 22 pode ter uma pressão negativa em um caso em que a válvula EGR 51 está aberta, a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 excede um valor predeterminado, e a válvula EGR 51 é fechada sem diminuir a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22. Como resultado, a falha na ignição pode ocorrer. De acordo com o dispositivo de controle 100, no entanto, a válvula EGR 51 é controlada para ser fechada após a quantidade de estrangulamento ser diminuída em um caso em que a válvula EGR 51 é aberta e a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 excede um valor predeterminado. Por conseguinte, a ocorrência da falha na ignição pode ser suprimida. O dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da primeira concretização pode executar o controle de aumento de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com esta concretização.

(Primeiro Exemplo Modificado)

[0100]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com um primeiro exemplo de modificação da segunda concretização será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a segunda concretização é que o fluxograma na FIG. 10 a ser descrito abaixo é executado em vez do na FIG. 9. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a segunda concretização. A FIG. 10 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para o controle da quantidade de ar pelo dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. O fluxograma na FIG. 10 é diferente do fluxograma na FIG. 9 pelo fato de que a Etapa S110a é proporcionada em vez da Etapa S110.

[0101]Na Etapa S110a, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) determina se a razão ar-combustível (A/C) do gás de escape na passagem de exaustão 21 é ou não menor do que um valor predeterminado. Neste exemplo de modificação, uma quantidade de estrangulamento na qual um lado da passagem de admissão 20 mais a jusante da válvula borboleta 22 tem uma pressão negativa em um caso em que a válvula EGR 51 é fechada em um estado em que a razão ar-combustível é menor do que o valor predeterminado é usada como o valor predeterminado. O valor predeterminado é obtido antecipadamente e é armazenado na unidade de armazenamento. O valor predeterminado não se restringe ao valor descrito acima. Na Etapa S110a, o dispositivo de controle 100 determina se a razão ar-combustível obtida com base no resultado de detecção do sensor A/C 82 é ou não menor do que o valor predeterminado armazenado na unidade de armazenamento. Efeitos similares aos da segunda concretização podem ser alcançados com o dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação.

Terceira Concretização

[0102]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma terceira concretização da invenção será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização (especificamente, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização pelo fato de que o fluxograma na FIG. 11(a) a ser descrito abaixo é executado durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70 na FIG. 2 de acordo com a primeira concretização. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização. A FIG. 11(a) é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para o controle da quantidade de ar pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. O dispositivo de controle 100 executa a Etapa S200 na FIG. 11(a) no caso de uma determinação positiva na Etapa S60 na FIG. 2.

[0103]Na Etapa S200, o dispositivo de controle 100 obtém uma primeira quantidade de ar alvo (Gatrg) como o valor alvo para a quantidade do ar circulando para os cilindros 11. Especificamente, o dispositivo de controle 100 usa a quantidade do ar circulando para os cilindro 11 no caso da execução da Etapa S70 na FIG. 2 como a primeira quantidade de ar alvo. Mais especificamente, na Etapa S200, o dispositivo de controle 100 define, como a primeira quantidade de ar alvo, a quantidade de ar tendo um valor que é uma quantidade predeterminada maior do que a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 no caso de uma determinação negativa na Etapa S20 na FIG. 2 ou no caso de uma determinação negativa na Etapa S60.

[0104]Então, o dispositivo de controle 100 obtém uma segunda quantidade de ar alvo (Gatrg1), que tem um valor excedendo o da primeira quantidade de ar alvo, como o valor alvo para a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 (Etapa S210). Especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém, como a segunda quantidade de ar alvo, o valor obtido multiplicando-se um coeficiente predeterminado (C (>0)) pela primeira quantidade de ar alvo que é obtida na Etapa S200. Então, o dispositivo de controle 100 controla a válvula borboleta 22 (Etapa S220) de modo que a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 se torne a segunda quantidade de ar alvo que é obtida na Etapa S210. Especificamente, o dispositivo de controle 100 controla a válvula borboleta 22 de modo que a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 se torne igual a um primeiro valor correspondendo à segunda quantidade de ar alvo.

[0105]Então, o dispositivo de controle 100 determina se a quantidade de ar (Ga) que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 excede a primeira quantidade de ar alvo (Etapa S230). O dispositivo de controle 100 executa a Etapa S210 no caso de uma determinação negativa na Etapa S230. Em outras palavras, o controle na Etapa S220 é executado até que a quantidade de ar real (Ga) que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 exceda a primeira quantidade de ar alvo. No caso de uma determinação positiva na Etapa S230, o dispositivo de controle 100 controla a válvula borboleta 22 (Etapa S240) de modo que a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 se torne igual à primeira quantidade de ar alvo. Especificamente, o dispositivo de controle 100 controla a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 para ter um segundo valor (valor excedendo o primeiro valor) correspondendo à primeira quantidade de ar alvo. Então, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma.

[0106]A FIG. 11(b) é um diagrama ilustrando esquematicamente uma alteração dependente do tempo na quantidade do ar circulando para os cilindros 11 durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização. O eixo vertical na FIG. 11(b) representa a quantidade do ar circulando para os cilindros 11, e o eixo horizontal na FIG. 11(b) representa o tempo. A primeira quantidade de ar alvo (Gatrg) e a segunda quantidade de ar alvo (Gatrg1) são ilustradas no eixo vertical. No caso da execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização, a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 se torna igual à segunda quantidade de ar alvo, que excede a primeira quantidade de ar alvo, primeiro e então converge para a primeira quantidade de ar alvo.

[0107]Os efeitos do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização podem ser resumidos como se segue. Primeiramente, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 pode ser aumentada uma vez que a Etapa S220 ou a Etapa S240 é executada durante o controle de concentração de oxigênio no cilindro. Por conseguinte, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto pode ser aumentada. Como resultado, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna 5.

[0108]Além disso, o controle para aumentar a quantidade de ar usando a válvula borboleta 22 leva tempo entre uma mudança na abertura da válvula borboleta 22 e um aumento real na quantidade do ar circulando para os cilindros 11, e assim, uma responsividade adequada pode não ser assegurada em alguns casos. De acordo com o dispositivo de controle 100 da presente concretização, entretanto, a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 é reduzida ao primeiro valor correspondendo à segunda quantidade de ar alvo primeiro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S220) e então a quantidade de estrangulamento é controlada para ter o segundo valor (quantidade de estrangulamento correspondendo à primeira quantidade de ar alvo) excedendo o primeiro valor (Etapa S240). Desta maneira, a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 pode ser aumentada para exceder a primeira quantidade de ar alvo e então pode ser controlada para se tornar igual á primeira quantidade de ar alvo conforme descrito com referência à FIG. 11(b). Como resultado, a responsividade do controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser aprimorada. Desta maneira, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser efetivamente suprimida em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna 5.

[0109]O dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da primeira concretização pode adicionalmente executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com esta concretização. Além disso, o dispositivo de controle 100 de acordo com a segunda concretização ou o dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da segunda concretização pode adicionalmente executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização. Em um caso em que o dispositivo de controle 100 de acordo com a segunda concretização ou o dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da segunda concretização executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização, o controle na FIG. 11(a) é executado quando a válvula borboleta 22 é controlada de acordo com a Etapa S120, a Etapa S150 ou a Etapa S180.

(Primeiro Exemplo Modificado)

[0110]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com um primeiro exemplo de modificação da terceira concretização será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a terceira concretização é que o fluxograma na FIG. 12(a) a ser descrito abaixo é executado em vez do na FIG. 11. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a terceira concretização. A FIG. 12(a) é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para o controle da quantidade de ar pelo dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. O fluxograma na FIG. 12(a) é diferente do fluxograma na FIG. 11(a) pelo fato de que a Etapa S201 é adicionalmente proporcionado e pelo fato de que a Etapa S210a é proporcionada em vez da Etapa S210.

[0111]Após a Etapa S200, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) executa a Etapa S201. Na Etapa S201, o dispositivo de controle 100 obtém um valor de aumento de quantidade de ar (Ga2). A FIG. 12(b) é um diagrama visualizando um mapa do valor de aumento de quantidade de ar. O eixo vertical na FIG. 12(b) representa o valor de aumento de quantidade de ar, e o eixo horizontal na FIG. 12(b) representa a diferença entre a temperatura alvo no cilindro que é obtida na Etapa S50 na FIG. 2 e a temperatura real no cilindro que é obtida na Etapa S60 na FIG. 2 (chamada de diferença de temperatura em alguns casos neste exemplo de modificação). A FIG. 12(b) é um mapa no qual o valor de aumento de quantidade de ar é definido em associação com a diferença de temperatura de modo que o valor de aumento de quantidade de ar aumente à medida que a diferença de temperatura aumenta. Este mapa é obtido com antecedência e é armazenado na unidade de armazenamento do dispositivo de controle 100. Na Etapa S201 na FIG. 12(a), o dispositivo de controle 100 obtém o valor de aumento de quantidade de ar (Ga) mediante a extração, a partir do mapa da FIG. 12(b), do valor de aumento de quantidade de ar correspondendo à diferença entre a temperatura alvo no cilindro que é obtida na Etapa S50 na FIG. 2 e a temperatura real no cilindro que é obtida na Etapa S60 na FIG. 2.

[0112]Após a Etapa S201, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S210a. Na Etapa S210a, o dispositivo de controle 100 obtém, como a segunda quantidade de ar alvo, o valor obtido somando-se o valor de aumento de quantidade de ar (Ga2) que é obtido na Etapa S201 à primeira quantidade de ar alvo que é obtida na Etapa S200. A segunda quantidade de ar alvo que é calculada dessa maneira tem um valor que excede o da primeira quantidade de ar alvo. Em outras palavras, o dispositivo de controle 100 calcula a segunda quantidade de ar alvo baseado na diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro (diferença de temperatura).

[0113]O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação pode melhorar a responsividade do controle de concentração de oxigênio no cilindro, como é o caso da terceira concretização. Além disso, de acordo com o dispositivo de controle 100 deste exemplo de modificação, a responsividade do controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser efetivamente melhorada de acordo com a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro, uma vez que a segunda quantidade de ar alvo é calculada com base na diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro. Por conseguinte, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5 pode ser suprimida de maneira mais eficaz.

[0114]O dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da primeira concretização pode adicionalmente executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com este exemplo de modificação. Além disso, o dispositivo de controle 100 de acordo com a segunda concretização ou o dispositivo de controle 100 de acordo com o primeiro exemplo de modificação da segunda concretização pode adicionalmente executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com este exemplo de modificação.

Quarta Concretização

[0115]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma quarta concretização da invenção será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização pelo fato de que o fluxograma na FIG. 7 a ser descrito abaixo é executado em vez do fluxograma na FIG. 2 de acordo com a primeira concretização. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a primeira concretização. A FIG. 13 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização. O fluxograma na FIG. 13 é diferente do fluxograma na FIG. 2 pelo fato de que a Etapa S31, a Etapa S32 e a Etapa S33 são adicionalmente proporcionadas e pelo fato de que a Etapa S40a é proporcionada em vez da Etapa S40.

[0116]Na Etapa S31, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) obtém a quantidade do ar circulando para os cilindros 11 (daqui em diante, simplesmente chamada de quantidade de ar em alguns casos) com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80, obtém a quantidade de ar baseado no resultado de detecção do sensor de A/C 82, e determina se a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 excede ou não a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de A/C 82. O dispositivo de controle 100 obtém, como a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11, o valor obtido multiplicando- se a razão A/C detectada pelo sensor A/C 82 pela quantidade de injeção de combustível pela válvula de injeção de combustível 30. O método específico pelo qual a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é obtida com base no resultado de detecção do sensor A/C 82 não se limita ao mesmo, podendo-se utilizar técnicas conhecidas.

[0117]Considera-se que a precisão de determinação para a Etapa S31 é maior em um caso em que a Etapa S31 é executada com o estado de operação do motor de combustão interna 5 sendo fixo em vez de um caso em que a Etapa S31 é executada com o estado de operação do motor de combustão interna 5 sendo temporário. O dispositivo de controle 100 executa a Etapa S31 em um caso em que o estado de operação do motor de combustão interna 5 é fixo. Especificamente, o dispositivo de controle 100 determina que o estado de operação do motor de combustão interna 5 é fixo e executa a Etapa S31 em um caso em que a quantidade de mudança na abertura da válvula borboleta 22 por tempo unitário é igual ou menor do que um valor predeterminado.

[0118]No caso de uma determinação positiva na Etapa S31 (isto é, em um caso em que a quantidade de ar obtida com base no resultado de detecção do sensor de A/C 82 é menor), o dispositivo de controle 100 adota a quantidade de ar obtida com base no resultado de detecção do sensor de A/C 82 (Etapa S32). Então, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S40a) usando a quantidade de ar que é adotada na Etapa S32. Especificamente, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro usando a quantidade de ar que é adotada na Etapa S32 e de acordo com a equação (1) descrita na Etapa S40 na FIG. 2. No caso de uma determinação negativa na Etapa S31 (isto é, em um caso em que a quantidade de ar obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 é menor), o dispositivo de controle 100 adota a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 (Etapa S33). Então, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro usando a quantidade de ar que é adotada na Etapa S33 (Etapa S40a).

[0119]Uma vez que a Etapa S70 é executada, efeitos similares aos da primeira concretização podem ser obtidos com o dispositivos de controle 100 de acordo com esta concretização. Além disso, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro calcula a concentração de oxigênio no cilindro adotando a menor dentre a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 e a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de A/C 82 (Etapa S31 à Etapa S40a). Daqui em diante, serão descritos os efeitos do cálculo de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização.

[0120]Primeiramente, um dispositivo de controle que não executa a Etapa S31 à Etapa S33 de acordo com esta concretização e calcula a concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S40a usando a quantidade de ar obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 o tempo todo é assumido como um exemplo comparativo (este dispositivo de controle será chamado de dispositivo de controle de acordo com o exemplo comparativo). Em um caso em que o sensor de fluxo de ar 80 se degrada no dispositivo de controle de acordo com o exemplo comparativo, os valores da quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção a partir do sensor de fluxo de ar 80 e na quantidade de ar real são considerados como divergindo um do outro. Como resultado, a concentração de oxigênio no cilindro que é calculada usando a quantidade de ar que é obtida com base no sensor de fluxo de ar degradante 80 difere da concentração de oxigênio no cilindro que é obtida com base no sensor de fluxo de ar não-degradante 80 (isto é, concentração verdadeira de oxigênio no cilindro). Como resultado, a temperatura alvo no cilindro, que é obtida com base na concentração de oxigênio no cilindro também difere da temperatura alvo verdadeira no cilindro.

[0121]Aqui, os problemas causados pelo dispositivo de controle de acordo com o exemplo comparativo descrito acima serão descritos mais especificamente como se segue usando, como exemplo, um caso em que a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 é aumentada para exceder a quantidade de ar real como resultado da degradação do sensor de fluxo de ar 80. A FIG. 14(b), que é similar à FIG. 3(b), é um diagrama visualizando um mapa que é usado quando a temperatura alvo no cilindro é obtida com base na concentração de oxigênio no cilindro. A concentração de oxigênio no cilindro (A) no eixo horizontal na FIG. 14(a) é a concentração de oxigênio no cilindro que é calculada usando a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar não-degradante 80. A concentração de oxigênio no cilindro (B) no eixo horizontal na FIG. 14(a) é a concentração de oxigênio no cilindro que é calculada usando a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar degradante 80.

[0122]Em um caso em que a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 é aumentada para exceder a quantidade de ar real como resultado da degradação do sensor de fluxo de ar 80, a concentração de oxigênio no cilindro (B) que é obtida usando a quantidade de ar que é obtida com base no sensor de fluxo de ar degradante 80 excede a concentração de oxigênio no cilindro (A) que é obtida usando a quantidade de ar que é obtida com base no sensor de fluxo de ar não-degradante 80. Como resultado, uma temperatura alvo no cilindro (B1) que é calculada no caso da degradação do sensor de fluxo de ar 80 se torna menor do que uma temperatura alvo no cilindro (A1) que é calculada no caso da não-degradação do sensor de fluxo de ar 80 em um caso em que o dispositivo de controle de acordo com o exemplo comparativo calcula a temperatura alvo no cilindro com base no mapa da FIG. 14(a). A falha na ignição pode ocorrer no motor de combustão interna 5 em um caso em que o dispositivo de controle de acordo com o exemplo comparativo executa a Etapa S60 e a Etapa S70 usando a temperatura alvo no cilindro (B1), que é menor do que a temperatura alvo verdadeira no cilindro (A1). O dispositivo de controle de acordo com o exemplo comparativo tem o problema da falha na ignição que pode ocorrer no motor de combustão interna 5 no caso da degradação do sensor de fluxo de ar 80 como descrito acima. De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, o problema pode ser solucionado conforme descrito a seguir.

[0123]A FIG. 14(b) ilustra esquematicamente a presença ou ausência da falha na ignição no caso da degradação do sensor de fluxo de ar 80 dentre o sensor de fluxo de ar 80 e a não-degradação do sensor de A/C 82. A FIG. 14(c) ilustra esquematicamente a presença ou ausência da falha na ignição no caso da degradação do sensor de A/C 82 dentre a não-degradação do sensor de fluxo de ar80 e a não-degradação do sensor de A/C 82. Nas FIGS. 14(b) e 14(c), a área sobre o eixo horizontal que mostra o valor verdadeiro da quantidade de ar (quantidade de ar verdadeira) (isto é, a área onde a quantidade de ar obtida com base no resultado da detecção do sensor excede a quantidade de ar verdadeira) é a área onde ocorre a falha na ignição no motor de combustão interna 5 (lado da falha na ignição). Nas FIGS. 14(b) e 14(c), a área sob o eixo horizontal é a área onde não ocorre nenhuma falha na ignição no motor de combustão interna 5 (lado seguro).

[0124]Como ilustrado na FIG. 14(b), a ocorrência da falha na ignição no motor de combustão interna 5 pode ser suprimida, mesmo em um caso em que a degradação do sensor de fluxo de ar 80 faz com que a quantidade de ar obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 exceda ou seja excedida pelo valor verdadeiro, na medida em que o valor do menor dentre o resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 e o resultado de detecção do sensor de A/C 82 é adotado. Como ilustrado na FIG. 14(c), a ocorrência da falha na ignição no motor de combustão interna 5 pode ser suprimida, mesmo em um caso em que a degradação do sensor de A/C 82 faz com que a quantidade de ar obtida com base no resultado da detecção do sensor de A/C 82 exceda ou seja excedida pelo valor verdadeiro, na medida em que o valor do menor dentre o resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 e o resultado de detecção do sensor de A/C 82 é adotado. Em outras palavras, a ocorrência da falha na ignição no motor de combustão interna 5 pode ser suprimida, mesmo no caso da degradação do sensor de fluxo de ar 80 ou do sensor de A/C 82, na medida em que a concentração de oxigênio no cilindro é calculada adotando-se a menor dentre a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 e na quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de A/C 82.

[0125]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a concentração de oxigênio no cilindro é calculada a partir da Etapa S31 à Etapa S40a adotando-se a menor dentre a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de fluxo de ar 80 e na quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 e na quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de A/C 82. Por conseguinte, a ocorrência da falha na ignição no motor de combustão interna 5 pode ser suprimida mesmo no caso da degradação do sensor de fluxo de ar 80 ou do sensor de A/C 82.

[0126]Cada dispositivo de controle de acordo com o primeiro exemplo de modificação, o segundo exemplo de modificação e o terceiro exemplo de modificação da primeira concretização, da segunda concretização, o primeiro exemplo de modificação da segunda concretização, a terceira concretização e o primeiro exemplo de modificação da terceira concretização pode executar o método (Etapa S31 à Etapa S40a na FIG. 13) para obter a concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização.

(Primeiro Exemplo Modificado)

[0127]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com um primeiro exemplo de modificação da quarta concretização será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a quarta concretização é que o fluxograma na FIG. 15 a ser descrito abaixo é executado em vez do na FIG. 13. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a quarta concretização. A FIG. 15 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com este exemplo de modificação. O fluxograma na FIG. 15 é diferente do fluxograma na FIG. 13 pelo fato de que a Etapa S31a é proporcionada em vez da Etapa S31 e a Etapa S32a é proporcionada em vez da Etapa S32.

[0128]A Etapa S31a e a Etapa S32a diferem da Etapa S31 e da Etapa S32 na FIG. 13 pelo fato de que o sensor de pressão no cilindro 83 é usado em vez do sensor de A/C 82. Aqui, a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 pode ser obtida não somente com base no sensor de fluxo de ar 80 e no sensor de A/C 82, mas também com base na pressão no cilindro que é detectada pelo sensor de pressão no cilindro 83. Aqui, o dispositivo de controle 100 usa o sensor de pressão no cilindro 83 em vez do sensor de A/C 82. O método específico pelo qual a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é obtido com base no resultado da detecção do sensor de pressão no cilindro 83 não se limita particularmente, e métodos conhecidos podem ser aplicados ao mesmo, omitindo-se, portanto, a descrição do mesmo.

[0129]Na Etapa S31a, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de aquisição de concentração de oxigênio no cilindro do dispositivo de controle 100) determina se a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 excede a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de pressão no cilindro 83. No caso de uma determinação positiva na Etapa S31a, o dispositivo de controle 100 adota a quantidade de ar que é obtida com base no resultado da detecção do sensor de pressão no cilindro 83 (Etapa S32a). Em seguida, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S40a) usando a quantidade de ar que é adotada na Etapa S32a. No caso de uma determinação negativa na Etapa S31a, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S33. Então, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S40a) usando a quantidade de ar que é adotada na Etapa S33.

[0130]Mesmo com o dispositivo de controle 100 deste exemplo de modificação, a ocorrência da falha na ignição no motor de combustão interna 5 pode ser suprimida, mesmo no caso da degradação do sensor de fluxo de ar 80 ou do sensor de pressão no cilindro 83, uma vez que a concentração de oxigênio no cilindro é calculada (Etapa S31a à Etapa s40a) adotando-se a menor dentre a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de fluxo de ar 80 e a quantidade de ar que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de pressão no cilindro 83.

[0131]Cada dispositivo de controle de acordo com o primeiro exemplo de modificação, o segundo exemplo de modificação e o terceiro exemplo de modificação da primeira concretização, da segunda concretização, o primeiro exemplo de modificação da segunda concretização, a terceira concretização e o primeiro exemplo de modificação da terceira concretização pode executar o método (Etapa S31a à Etapa S40a na FIG. 15) para obter a concentração de oxigênio no cilindro de acordo com este exemplo de modificação.

Quinta Concretização

[0132]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma quinta concretização da invenção será descrito. A FIG. 16 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um motor de combustão interna 5a ao qual o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é aplicado. O motor de combustão interna 5a que é ilustrado na FIG. 16 difere do motor de combustão interna 5 que é ilustrado na FIG. 1 pelo fato de que o motor de combustão interna 5a é adicionalmente provido de um sensor de temperatura 84, um aparelho de controle de gás de escape 110, e uma válvula de adição de combustível 120. Além disso, o motor de combustão interna 5a que é ilustrado na FIG. 16 difere do motor de combustão interna 5 pelo fato de que o motor de combustão interna 5a não é provido do sensor de A/C 82 e do sensor de pressão no cilindro 83. A configuração do motor de combustão interna 5a não se limita à configuração na FIG. 16. Por exemplo, o motor de combustão interna 5a pode ser provido do sensor de A/C 82 e do sensor de pressão no cilindro 83. O sensor de temperatura 84 é disposto em um local em um lado da passagem de exaustão 21 mais a jusante da turbina 61. O sensor de temperatura 84 detecta a temperatura do gás de escape e transmite o resultado da detecção para o dispositivo de controle 100. O local onde o sensor de temperatura 84 é disposto não se limita ao local que é ilustrado na FIG. 16.

[0133]O aparelho de controle de gás de escape 110 é um aparelho que purifica o gás de escape na passagem de exaustão 21. O aparelho de controle de gás de escape 110 de acordo com a presente concretização é provido de um catalisador 111 para controle de gás de escape e um filtro de partículas diesel (DPF) 112. Nesta concretização, o catalisador 111 é disposto em um lado da passagem de exaustão 21 mais a jusante da turbina 61. O DPF 112 é disposto em um lado da passagem de exaustão 21 mais a jusante do catalisador 111. Nesta concretização, um catalisador de oxidação é usado como exemplo do catalisador 111. A DPF 112 é um filtro para coletar matéria particulada (PM). A válvula de adição de combustível 120 é disposta em uma parte da passagem de exaustão 21 entre a turbina 61 e o aparelho de controle de gás de escape 110. A válvula de adição de combustível 120 adiciona um combustível a um lado da passagem de escape 21 mais a montante do aparelho de controle de gás de escape 110 em resposta a uma instrução do dispositivo de controle 100.

[0134]O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização executa o controle de quantidade de injeção adicional para controlar uma quantidade de injeção adicional, que é uma quantidade de injeção de combustível durante a injeção adicional após a injeção principal, de acordo com um incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. Detalhes do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a presente concretização serão descritos como se segue com referências aos fluxogramas.

[0135]A FIG. 17 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle de quantidade de injeção adicional pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização. O dispositivo de controle 100 executa repetidamente, de acordo com esta concretização, o fluxograma na FIG. 17 em um ciclo predeterminado. O fluxograma na FIG. 17 difere do fluxograma ilustrado na FIG. 2 pelo fato de que o fluxograma na FIG. 17 é adicionalmente provido da Etapa S80 à Etapa S83. O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização executa a Etapa S80 após a execução da Etapa S70.

[0136]Na Etapa S80, o dispositivo de controle 100 determina se uma condição de regeneração de PM, que é uma condição de iniciação para um tratamento de regeneração pelo aparelho de controle de gás de escape 110, é ou não satisfeita. Na Etapa S80, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização determina se um índice que tem uma correlação com a quantidade da PM (quantidade de acúmulo) acumulada no DPF 112 do aparelho de controle de gás de escape 110 é ou não igual ou maior do que um valor predeterminado, e determina que a condição de regeneração de PM é satisfeita em um caso em que o índice é igual ou maior do que o valor predeterminado. O dispositivo de controle 100 usa, como exemplo do índice, uma distância de deslocamento do veículo a partir do momento da execução anterior do tratamento de regeneração de acordo com a Etapa S82 (descrito posteriormente). Por conseguinte, na Etapa S80, o dispositivo de controle 100 determina se a distância de deslocamento do veículo a partir do momento da execução do tratamento de regeneração anterior excede ou não um valor predeterminado, e determina que a condição de regeneração da PM é satisfeita em um caso em que a distância de deslocamento se torna igual ou maior do que um valor predeterminado. Um valor no qual é considerado preferível executar o tratamento de regeneração para remover a PM no DPF 112 em um caso em que a quantidade de acúmulo de PM no DPF 112 é igual ou maior do que o valor predeterminado pode ser usado como o valor predeterminado. O valor predeterminado é obtido com antecedência por um experimento, simulação ou similar, e é armazenado na unidade de armazenamento.

[0137]O conteúdo específico da Etapa S80 não se limita ao conteúdo descrito acima. Em um caso em que o DPF 112 do motor de combustão interna 5a é provido de um sensor capaz de detectar a quantidade de acúmulo de PM no DPF 112, por exemplo, o dispositivo de controle 100 pode obter a quantidade de acúmulo de PM mediante a obtenção do resultado de detecção a partir do sensor e também pode determinar se a quantidade de acúmulo de PM obtida é igual ou maior do que um valor predeterminado.

[0138]No caso de uma determinação negativa na Etapa S80, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. No caso de uma determinação positiva na Etapa S80, o dispositivo de controle 100 determina se uma condição de adição de combustível, que é uma condição de iniciação para adição de combustível pela válvula de adição de combustível 120, é ou não satisfeita (Etapa S81). O conteúdo específico da Etapa S81 é como segue. Em um caso em que a temperatura do gás de escape é baixa, a combustão do combustível ligada ao DPF 112 não é realizada de maneira eficaz mesmo quando o combustível é adicionado a partir da válvula de adição de combustível 120. Como resultado, considera-se que a regeneração do aparelho de controle de gás de escape 110 não é realizada de maneira eficaz. O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização, no entanto, determina, na Etapa S81, se a temperatura de gás de escape é ou não igual ou maior do que um valor predeterminado considerado para permitir a regeneração do aparelho de controle de gás de escape 110 seja realizada de maneira eficaz, e determina que a condição de adição de combustível é satisfeita em um caso em que a temperatura do gás de escape é igual ou maior do que o valor predeterminado.

[0139]O valor específico do valor predeterminado não se limita em particular. Uma temperatura que é considerada para permitir que uma regeneração eficaz do aparelho de controle de gás de escape 110 seja realizada pela execução da adição de combustível que se relaciona com a Etapa S82 (descrita mais tarde) pode ser apropriadamente usada como o valor predeterminado. Este valor predeterminado é obtido de maneira apropriada e com antecedência por um experimento, simulação ou similar, e é armazenado na unidade de armazenamento. Nesta concretização, utiliza-se 200oC como exemplo do valor predeterminado. Em outras palavras, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização determina, na Etapa S81, se a temperatura e gás de escape é ou não pelo menos 200oC. O dispositivo de controle 100 obtém a temperatura do gás de escape com base no resultado da detecção do sensor de temperatura 84. O método pelo qual a temperatura do gás de escape é obtido pelo dispositivo de controle 100 não se limita ao mesmo. Por exemplo, o dispositivo de controle 100 pode obter a temperatura do gás de escape com base em um índice que tem uma correlação com a temperatura do gás de escape (por exemplo, carga do motor de combustão interna 5a, e, especificamente, o número de rotações do motor de combustão interna 5a, a quantidade da injeção de combustível a partir da válvula de injeção de combustível 30, entre outros).

[0140]No caso de uma determinação positiva na Etapa S81, o dispositivo de controle 100 controla a válvula de adição de combustível 120 de modo que o combustível seja injetado a partir da válvula de adição de combustível 120 (Etapa S82). A PM ligada ao DPF 112 é combustada e removida conforme a Etapa S82 é executada. Especificamente, o combustível que é injetado a partir da válvula de adição de combustível 120 é ligado ao catalisador 111, e a combustão do combustível é promovida no catalisador 111. Como resultado, a temperatura do gás de escape que flui para o DPF 112 pode ser elevada. Então, a PM ligada ao DPF 112 pode ser combustada e removida. Como resultado, a regeneração do DPF 112 pode ser obtida. Após a Etapa S82, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma.

[0141]No caso de uma determinação negativa na Etapa S81, o dispositivo de controle 100 executa o controle de quantidade de injeção adicional (Etapa S33). Especificamente, na Etapa S83, o dispositivo de controle 100 controla a quantidade de injeção adicional de acordo com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70. A significância da execução da Etapa S70 no caso de uma determinação negativa na Etapa S81 será descrita como se segue com referência aos desenhos.

[0142]A FIG. 18 é um diagrama ilustrando de maneira esquemática uma relação entre uma temperatura de gás de escape e a quantidade de ar circulando para os cilindros 11. O eixo vertical na FIG. 18 representa a temperatura do gás de escape, e a temperatura do gás de escape pode ser substituída por uma temperatura do catalisador. A linha sólida que é ilustrada na FIG. 18 representa a alteração na temperatura do gás de escape que resulta de um aumento na quantidade do ar circulando para os cilindros 11. Na realidade, esta linha sólida se move para cima e para baixo de acordo com a carga do corpo principal do motor 10. A temperatura Tx na FIG. 18 é um valor predeterminado que é usado no processamento de determinação da Etapa S81 (200oC nesta concretização). Como fica evidente a partir da linha sólida na FIG. 18, a temperatura do gás de escape tende a ser reduzida à medida que a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 aumenta. Por conseguinte, a temperatura do gás de escape pode ser reduzida para se tornar menor do que Tx em um caso em que a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é aumentada pela execução da Etapa S70 na FIG. 17. Um caso em que a temperatura do gás de escape é reduzida para se tornar menor do que o valor predeterminado (Tx) como resultado do aumento na quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 que é causado pela execução da Etapa S70 corresponde ao caso de uma determinação negativa na Etapa S81. Em um caso em que a temperatura do gás de escape se torna menor do que o valor predeterminado (Tx) como resultado da execução da Etapa S70 (isto é, no caso de uma determinação negativa na Etapa S81), o dispositivo de controle 100 aumenta a temperatura do gás de escape mediante a execução do controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83.

[0143]O tipo específico da injeção adicional não se limita em particular, na medida em que o combustível é injetado a partir da válvula de injeção de combustível 30 após a injeção principal. Pelo menos uma dentre a pós-injeção e a injeção subsequente pode ser usada como um exemplo específico da injeção adicional. Cada uma dentre a pós-injeção e a injeção subsequente é um tipo de injeção para injetar o combustível a partir da válvula de injeção de combustível 30 em uma temporização predeterminada após a injeção principal. Além disso, com respeito à pós-injeção e à injeção subsequente, a injeção subsequente é executada em uma temporização mais cedo do que a pós-injeção (temporização próxima à da injeção principal). O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização realiza a pós-injeção como um exemplo da injeção adicional.

[0144]A Etapa S83 é executada como se segue para ser específico. Primeiramente, o dispositivo de controle 100 usa um decréscimo na quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 como um parâmetro que tem uma correlação com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução da Etapa S70. Um mapa no qual o decréscimo na quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 e na quantidade de injeção adicional são definidos em associação um com o outro é armazenado na unidade de armazenamento do dispositivo de controle 100. Este mapa define o decréscimo na quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 e a quantidade de injeção adicional em associação uma com a outra de modo que a quantidade de injeção adicionada aumente à medida que o decréscimo na quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 aumenta (isto é, à medida que o incremento de concentração de oxigênio no cilindro aumenta). Na Etapa S83, o dispositivo de controle 100 obtém, a partir do mapa, a quantidade de injeção adicional correspondendo ao decréscimo na quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 durante a execução da Etapa S70, e controla a válvula de injeção de combustível 30 de modo que o combustível seja injetado a partir da válvula de injeção de combustível 30 durante a pós-injeção pela quantidade de injeção adicional obtida. Como resultado da execução da Etapa S83 dessa maneira, a quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83 também aumenta à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta durante o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70. Dessa maneira, o dispositivo de controle 100 controla a quantidade de injeção adicional de acordo com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro.

[0145]Na Etapa S83, o dispositivo de controle 100 pode executar a injeção subsequente em vez da pós-injeção ou pode executar tanto a pós-injeção quanto a injeção subsequente como a injeção adicional. Em um caso em que a injeção subsequente é executada em vez da pós-injeção como a injeção adicional, o dispositivo de controle 100 pode controlar a válvula de injeção de combustível 30 de modo que a quantidade da injeção durante a injeção subsequente (esta corresponde à quantidade de injeção adicional) aumente de acordo com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. Em um caso em que tanto a pós- injeção quanto a injeção subsequente são executadas como a injeção adicional, o dispositivo de controle 100 pode controlar a válvula de injeção de combustível 30 de modo que pelo menos uma (esta corresponde à quantidade de injeção adicional) dentre a quantidade da injeção durante a pós-injeção e a quantidade da injeção durante a injeção subsequente aumente de acordo com o incremento da concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro.

[0146]O método específico pelo qual o controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83 é executado não se limita ao método descrito acima. Outro exemplo da Etapa S83 é como se segue. Primeiramente, o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70 é executado de modo que a concentração de oxigênio no cilindro aumente à medida que a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro de acordo com a Etapa S60 aumente. Então, na Etapa S83, o dispositivo de controle 100 pode controlar a válvula de injeção de combustível 30 de modo que a quantidade de injeção adicional aumente à medida que a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro de acordo com a Etapa S60 aumenta. Como resultado, o dispositivo de controle 100 controla a quantidade de injeção adicional de acordo com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro mesmo neste caso. Neste caso, um mapa no qual a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro e a quantidade de injeção adicional são definidas em associação uma com a outra é armazenado na unidade de armazenamento do dispositivo de controle 100, e o dispositivo de controle 100 executa o controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83 por referência a este mapa.

[0147]Ainda outro exemplo da Etapa S83 é como se segue. Especificamente, em um caso em que o dispositivo de controle 100 executa a injeção adicional de acordo com uma fórmula numérica predeterminada (daqui em diante, chamada de fórmula numérica para injeção adicional), a Etapa S83 é executada introduzindo-se um termo de correção predeterminado na fórmula numérica para injeção adicional em vez da execução da Etapa S83 baseado no uso do mapa descrito acima. Especificamente, na Etapa S83, o dispositivo de controle 100 adiciona, à fórmula numérica para injeção adicional, um termo de correção com o qual a quantidade de injeção adicional deverá aumentar de acordo com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70. Mesmo neste caso, o dispositivo de controle 100 pode controlar a quantidade de injeção adicional de acordo com o incremento de concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro.

[0148]Após a Etapa S83, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S82. O dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma após a Etapa S82. Dessa maneira, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização executa a adição de combustível de acordo com a Etapa S82 após a execução do controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83 (pós-injeção nesta concretização) em um caso em que a temperatura do gás de escape é reduzida para se tornar menor do que o valor predeterminado (Tx) pela execução da Etapa S70 (no caso de uma determinação negativa na Etapa S81).

[0149]A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que executa o controle de quantidade de injeção adicional na Etapa S83 corresponde a uma unidade de controle de quantidade de injeção adicional.

[0150]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a temperatura no cilindro pode se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal à medida que a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro (temperatura real no cilindro) durante a injeção principal é diminuída pela execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro. Então, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5a pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano é usado como um combustível do motor de combustão interna 5a. Especificamente, de acordo com o dispositivo de controle 100, uma temperatura no cilindro na qual o estado de combustão do motor de combustão interna 5a durante a injeção principal deverá ser constante é usada como a temperatura alvo no cilindro (Etapa S50), e, dessa forma, o estado de combustão do motor de combustão interna 5a pode ser constante mesmo em um caso em que o combustível com um baixo índice de cetano é usado. Mais especificamente, A HC do motor de combustão interna 5a pode ser constante. Além disso, a ocorrência da falha na ignição e a deterioração da capacidade de acionamento também podem ser suprimidas.

[0151]Além disso, a quantidade de injeção adicional durante a injeção adicional pode ser controlada de acordo com o incremento da concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S83) mesmo em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro (isto é, mesmo em um caso em que a razão ar-combustível se torna pobre), de acordo com o dispositivo de controle 100. Então, a redução na temperatura do gás de escape que resulta de um aumento na concentração de oxigênio no cilindro pode ser suplementada por um aumento na temperatura do gás de escape que resulta da injeção adicional. Como resultado, a redução no desempenho do aparelho de controle de gás de escape 110 pode ser suprimida. Dessa maneira, a deterioração da emissão do gás de escape pode ser suprimida. Como descrito acima, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5a pode ser suprimida e a deterioração da emissão de gás de escape pode ser suprimida, mesmo em um caso em que um combustível com u baixo índice de cetano é usado, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização.

[0152]Como descrito com referência à FIG. 3(b), o mapa que é usado durante a obtenção da temperatura alvo no cilindro de acordo com esta concretização é um mapa no qual a concentração de oxigênio no cilindro e a temperatura alvo são definidas em associação uma com a outra de modo que a temperatura alvo no cilindro obtida diminua à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Uma vez que o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a temperatura alvo no cilindro usando esse mapa, o dispositivo de controle 100 diminui o valor da temperatura alvo no cilindro obtida à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Em outras palavras, a unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro do dispositivo de controle 100 reduz o valor da temperatura alvo no cilindro obtida à medida que a concentração de oxigênio no cilindro que é obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Neste exemplo, a temperatura no cilindro também sobe, uma vez que a quantidade de geração de calor resultante da combustão nos cilindros 11 aumenta à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Por conseguinte, a temperatura alvo no cilindro pode ser diminuída à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Por conseguinte, uma temperatura alvo no cilindro apropriada de acordo com a concentração de oxigênio no cilindro pode ser obtida de acordo com esta configuração. Como resultado, o controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser executado apropriadamente de acordo com a concentração de oxigênio no cilindro. Dessa maneira, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5a pode ser efetivamente suprimida.

[0153]O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro (Etapa S70) em um caso em que o índice de cetano tem um valor que é igual ou menor do que um valor predeterminado (no caso de uma determinação positiva na Etapa S20). De acordo com esta configuração, o controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser executado em um caso em que um combustível tendo um baixo índice de cetano, que tende a causar a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5, é realmente usado.

Sexta Concretização

[0154]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma sexta concretização da invenção será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a quinta concretização pelo fato de que o fluxograma na FIG. 19 a ser descrito abaixo é executado em vez do fluxograma na FIG. 17. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a quinta concretização. A configuração de hardware do motor de combustão interna 5a ao qual o dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização é aplicado é idêntica à da FIG. 16. A FIG. 19 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle de quantidade de injeção adicional pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização. O fluxograma na FIG. 19 difere do fluxograma ilustrado na FIG. 17 pelo fato de que a Etapa S80a é proporcionada em vez da Etapa S80, a Etapa S81 é proporcionada em vez da Etapa S81, e a Etapa S82 não é proporcionada.

[0155]Na Etapa S80a, o dispositivo de controle 100 determina se o motor de combustão interna 5a está ou não realizando a combustão normal. O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização usa, como exemplo da combustão normal, a não-execução do controle de injeção de combustível para a combustão da PM acumulada no DPF 112.

[0156]No caso de uma determinação negativa na Etapa S80a, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. No caso de uma determinação positiva na Etapa S80a, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S81a. Na Etapa S81a, o dispositivo de controle 100 determina se a temperatura do gás de escape é ou não pelo menos uma temperatura de ativação do catalisador (temperatura na qual o catalisador 111 é ativado). Nesta concretização, utiliza-se 200oC como exemplo da temperatura de ativação do catalisador. A temperatura de ativação do catalisador é armazenada na unidade de armazenamento. Em outras palavras, na Etapa S81a, o dispositivo de controle 100 determina se a temperatura do gás de escape que é obtida com base no resultado de detecção do sensor de temperatura 84 é ou não pelo menos a temperatura de ativação do catalisador que é armazenada na unidade de armazenamento (200oC).

[0157]No caso de uma determinação positiva na Etapa S81a (em um caso em que a temperatura do gás de escape é pelo menos a temperatura de ativação do catalisador), o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. No caso de uma determinação negativa na Etapa S81a (em um caso em que a temperatura do gás de escape é menor do que a temperatura de ativação do catalisador), o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S83. A Etapa S83 é similar à Etapa S83 na FIG. 17. Em outras palavras, a unidade de controle de quantidade de injeção adicional do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização executa o controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83 em um caso em que a temperatura do gás de escape é inferior à temperatura de ativação do catalisador. Após a Etapa S823, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma.

[0158]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5a pode ser suprimida, mesmo em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado como o combustível do motor de combustão interna 5a, uma vez que o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70 é executado. Além disso, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a temperatura do gás de escape pode ser elevada pela execução do controle de quantidade de injeção adicional de acordo com a Etapa S83 mesmo em um caso em que a temperatura do gás de escape é menor do que a temperatura de ativação do catalisador devido à execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro (no caso de uma determinação negativa na Etapa S81a). Uma vez que o catalisador 111 pode ser ativado dessa maneira, a atuação do catalisador 111 pode ser exibida o suficiente. Como resultado, a purificação da HC, CO, entre outros, pode ser promovida, e assim, a deterioração da emissão do gás de escape pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado.

Sétima Concretização

[0159]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma sétima concretização da invenção será descrito. O dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a quinta concretização pelo fato de que o fluxograma na FIG. 20 a ser descrito abaixo é executado em vez do fluxograma para a quinta concretização na FIG. 17. O restante da configuração do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é idêntico ao do dispositivo de controle 100 de acordo com a quinta concretização. A configuração de hardware do motor de combustão interna 5a ao qual o dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização é aplicado é idêntica à da FIG. 16. A FIG. 20 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro e do controle de quantidade de injeção adicional pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização. O fluxograma na FIG. 20 difere do fluxograma ilustrado na FIG. 17 pelo fato de que a Etapa S50a é proporcionada em vez da Etapa S50.

[0160]Na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 (especificamente, a unidade de aquisição de temperatura alvo no cilindro do dispositivo de controle 100) obtém uma temperatura alvo no cilindro de acordo com o índice de cetano. Especificamente, na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 obtém uma temperatura alvo no cilindro na qual o estado de combustão do motor de combustão interna 5a durante a injeção principal deverá ser constante baseado no índice de cetano que é obtido na Etapa S10, bem como na concentração de oxigênio no cilindro que é obtida na Etapa S40. Mais especificamente, na Etapa S50a, o dispositivo de controle 100 aumenta a temperatura alvo no cilindro à medida que o índice de cetano diminui. A Etapa S50a é idêntica à Etapa S50a na FIG. 5 descrita acima. Por conseguinte, qualquer descrição detalhada adicional da Etapa S50a na FIG. 20 não será proporcionada aqui.

[0161]De acordo com o dispositivo de controle 100 da presente concretização, efeitos idênticos aos da primeira concretização podem ser obtidos, uma vez que o processamento de controle similar ao da quinta concretização é executado, com a única exceção de que a Etapa S50a é executada em vez da Etapa S50 de acordo com a quinta concretização. Além disso, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, os seguintes efeitos podem ser alcançados em adição aos efeitos da quinta concretização. Especificamente, uma temperatura alvo no cilindro superior é considerada como sendo preferível, uma vez que a capacidade de ignição diminui à medida que o índice de cetano diminui. De acordo com o dispositivo de controle 100 da presente concretização, a temperatura alvo no cilindro obtida é aumentada à medida que o índice de cetano do combustível diminui na Etapa S50a, e, portanto, uma temperatura alvo apropriada no cilindro de acordo com o índice de cetano pode ser obtida. Dessa maneira, a deterioração do estado de combustão do motor de combustão interna 5a pode ser efetivamente suprimida.

[0162]O dispositivo de controle 100 de acordo com a sexta concretização pode executar a Etapa S50a de acordo com a presente concretização em vez da Etapa S50 do fluxograma na FIG. 19.

Oitava Concretização

[0163]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma oitava concretização da invenção será descrito. A FIG. 21 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um motor de combustão interna 5b ao qual o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é aplicado. O motor de combustão interna 5b que é ilustrado na FIG. 21 difere do motor de combustão interna 5 da primeira concretização que é ilustrada na FIG. 1 pelo fato de que o motor de combustão interna 5b é adicionalmente provido de um detector de concentração de oxigênio no combustível 86. Além disso, um sensor de posição do virabrequim 85, que não é ilustrado na FIG. 1, é ilustrado na FIG. 21. Além disso, o motor de combustão interna 5b que é ilustrado na FIG. 21 difere do motor de combustão interna 5 pelo fato de que o motor de combustão interna 5b não é provido do sensor de A/C 82 e do sensor de pressão no cilindro 83. A configuração do motor de combustão interna 5b não se limita à configuração na FIG. 21. Por exemplo, o motor de combustão interna 5b pode ser provido do sensor de A/C 82 e do sensor de pressão no cilindro 83.

[0164]O detector de concentração de oxigênio no combustível 86 é um instrumento que detecta a concentração de oxigênio no combustível que é a concentração de oxigênio do combustível do motor de combustão interna 5b ou um índice que tem uma correlação com a concentração de oxigênio no combustível. O detector de concentração de oxigênio de combustível 86 de acordo com esta concretização detecta a concentração de oxigênio o combustível que é armazenada no tanque de combustível 42 e transmite o resultado da detecção ao dispositivo de controle 100. O local específico da detecção da concentração de oxigênio que é detectado pelo detector de concentração de oxigênio no combustível 86 não se limita ao combustível no tanque de combustível 42 como nesta concretização, na medida em que a concentração de oxigênio no combustível pode ser detectada no local.

[0165]Um instrumento sensor conhecido que detecta a concentração de oxigênio de um combustível, tal como um instrumento que detecta a concentração de oxigênio do combustível, por exemplo, por espectroscopia na região do infravermelho (FITR), pode ser usado como o detector de concentração de oxigênio no combustível 86. Como alternativa, a concentração de oxigênio no combustível também pode ser detectada pelo seguinte método. A concentração de oxigênio no combustível tende a aumentar à medida que a concentração do combustível que contém oxigênio (chamado de combustível contendo oxigênio), tal como um biocombustível e um combustível contendo álcool, aumenta, isto é, à medida que a concentração do combustível contendo oxigênio no óleo diesel nesta concretização aumenta. Um sensor de concentração que detecta a concentração do combustível contendo oxigênio do óleo diesel também pode ser usado como o detector de concentração de oxigênio no combustível 86. Neste caso, o dispositivo de controle 100 pode obter a concentração do combustível contendo oxigênio do óleo diesel baseado no resultado da detecção do sensor de concentração e pode obter a concentração de oxigênio no combustível com base na concentração de combustível contendo oxigênio obtida. Vários métodos podem ser usados como o método para obter a concentração de oxigênio no combustível a partir da concentração do combustível contendo oxigênio, exemplos dos quais incluem, por exemplo, um método para obtenção da concentração de oxigênio no combustível baseado em um mapa em que a concentração do combustível contendo oxigênio e a concentração de oxigênio no combustível são definidas em associação uma com a outra, um método para obtenção da concentração de oxigênio no combustível baseado no uso de uma expressão relacional para o cálculo da concentração de oxigênio no combustível a partir do combustível do combustível contendo oxigênio.

[0166]A FIG. 22 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização. O dispositivo de controle 100 executa o fluxograma na FIG. 22 durante a execução da injeção piloto, mais especificamente, imediatamente antes da execução da injeção piloto. O dispositivo de controle 100 executa repetidamente o fluxograma na FIG. 22 em um ciclo predeterminado. O fluxograma na FIG. 22 difere do fluxograma de acordo com a primeira concretização que é ilustrada na FIG. 2 pelo fato de que o fluxograma na FIG. 22 é adicionalmente provido da Etapa S5, é provido da Etapa S40b em vez da Etapa S40, e é provido da Etapa S50b em vez da Etapa S50.

[0167]Na Etapa S5, o dispositivo de controle 100 obtém a concentração de oxigênio no combustível. Especificamente, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a concentração de oxigênio no combustível obtendo o resultado da detecção do detector de concentração de oxigênio no combustível 86. Após a Etapa S5, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S10.

[0168]Na Etapa S40b, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro que é a concentração de oxigênio nos cilindros 11. O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a concentração molar (mol/cc) do oxigênio nos cilindros 11 como a concentração de oxigênio no cilindro. Especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém a concentração molar do oxigênio nos cilindros 11 baseado na quantidade de oxigênio no combustível que é a quantidade do oxigênio contida no combustível, a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 e o volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível. Mais especificamente, o dispositivo de controle 100 obtém a concentração molar do oxigênio nos cilindros 11 baseado na seguinte equação (2).

[0169]A concentração molar do oxigênio nos cilindros 11=((quantidade de oxigênio no combustível+quantidade do ar fluindo para os cilindros 11)x0.23))^(32xvolume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível).. .(2)

[0170]O dispositivo de controle 100 calcula a quantidade de oxigênio no combustível para a equação (2) baseado na concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5. Especificamente, o dispositivo de controle 100 usa o valor obtido multiplicando-se a quantidade do combustível que é injetada durante a injeção piloto pela concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5 como a quantidade de oxigênio no combustível para a equação (2). Além disso, o dispositivo de controle 100 usa, como a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 para a equação (2), a quantidade de ar que é obtida na Etapa S30 (isto é, a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 durante um curso de admissão imediatamente antes da injeção piloto). O dispositivo de controle 100 usa o volume da câmara de combustão que é obtido na Etapa S30 (isto é, o volume da câmara de combustão na temporização de execução da injeção piloto) como o volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível para a equação (2). Como fica aparente na Equação (2), a concentração de oxigênio no cilindro que é calculada na Etapa S40b de acordo com a presente concretização tem um valor maior do à medida que a quantidade de oxigênio no combustível aumenta como resultado de um aumento na concentração de oxigênio no combustível.

[0171]Então, o dispositivo de controle 100 calcula a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal (Etapa S50b). Os detalhes da Etapa S50b serão descritos como se segue com referência aos desenhos. Como descrito com referência à FIG. 3(a) para a primeira concretização, a temperatura no cilindro durante a injeção principal (ToC) na qual o índice de estado de combustão é constante (especificamente, o retardo de ignição é constante e a quantidade HC também é constante), independente de se o valor do índice de cetano está presente. Na Etapa S50b na FIG. 22, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização calcula a temperatura no cilindro durante a injeção principal (ToC) na qual o índice de estado de combustão é constante, independente do valor do índice de cetano como a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal. Especificamente, o dispositivo de controle 100 calcula a temperatura alvo no cilindro baseado na concentração de oxigênio no cilindro que é calculada na Etapa S40b. Ao calcular a temperatura alvo no cilindro com base na concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S50b, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização calcula a temperatura alvo no cilindro usando um mapa a ser descrito abaixo para ser específico.

[0172]A FIG. 23(a) é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante o cálculo da temperatura alvo no cilindro de acordo com esta concretização. A linha 300 que é ilustrada na FIG. 23(a) representa a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual a quantidade de HC é constante, independentemente do valor do índice de cetano. Uma temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual o grau do retardo de ignição é constante independentemente do índice de cetano pode ser usada como a linha 300 que é ilustrada na FIG. 23(a). De acordo com a linha 300 na FIG. 23(a), a temperatura alvo no cilindro obtida diminui à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Como descrito acima, o mapa na FIG. 23(a) de acordo com a presente concretização é um mapa no qual a temperatura alvo no cilindro e a concentração de oxigênio no cilindro são definidas em associação uma com a outra de modo que a temperatura alvo no cilindro obtida diminua à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Este mapa é obtido antecipadamente por um experimento, simulação ou similar, e é armazenado na unidade de armazenamento do dispositivo de controle 100.

[0173]Na Etapa S50b, o dispositivo de controle 100 calcula a temperatura alvo no cilindro extraindo, a partir do mapa na unidade de armazenamento, a temperatura alvo no cilindro correspondendo à concentração de oxigênio no cilindro que é calculada na Etapa S40b. Por exemplo, o dispositivo de controle 100 obtém T1 como a temperatura alvo no cilindro em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro calculada na Etapa S40b é D1 e calcula T2 como a temperatura alvo no cilindro em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro é D2. A concentração de oxigênio no cilindro que é calculada com base na equação (2) como descrito acima tem um valor maior à medida que a quantidade de oxigênio no combustível aumenta como resultado de um aumento na concentração de oxigênio no combustível, e assim, D2 é maior na concentração de oxigênio no combustível do que D1 no mapa da FIG. 23(a). Por conseguinte, a temperatura alvo no cilindro que é calculada com base no mapa da FIG. 23(a) tem um valor menor à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta. Em outras palavras, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização diminui a temperatura alvo no cilindro calculada à medida que a concentração de combustível no oxigênio aumenta.

[0174]Aqui, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização calcula a temperatura alvo no cilindro com base na concentração de oxigênio no cilindro como descrito acima, e, de acordo com esta concretização, a concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5 é usada durante o cálculo da concentração de oxigênio no cilindro na equação (2) conforme descrito acima. Por conseguinte, pode-se dizer que o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização obtém a temperatura alvo no cilindro baseado em um parâmetro predeterminado incluindo a concentração de oxigênio no combustível (especificamente, a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 e o volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível de acordo com a equação (2) em adição à concentração de oxigênio no combustível). Em outras palavras, nesta concretização, a concentração de oxigênio no cilindro é um valor que é calculado em virtude da concentração de oxigênio no combustível, e a temperatura alvo no cilindro também é um valor que é calculado em virtude da concentração de oxigênio no combustível, uma vez que a temperatura alvo no cilindro é calculada com base na concentração de oxigênio no cilindro.

[0175]O cálculo da temperatura alvo no cilindro pelo dispositivo de controle 100 não se limita ao método de cálculo de temperatura alvo no cilindro baseado em mapa descrito acima. Por exemplo, o dispositivo de controle 100 pode calcular a temperatura alvo no cilindro com base na concentração de oxigênio no cilindro usando uma expressão relacional predeterminada definindo uma relação entre a concentração de oxigênio no cilindro e a temperatura alvo no cilindro.

[0176]Referindo-se à FIG. 22, o dispositivo de controle 100 obtém a temperatura real no cilindro após a Etapa S50b, e determina (Etapa S60) se a temperatura real no cilindro obtida é ou não inferior à temperatura alvo no cilindro que é obtida na Etapa S50b. A Etapa S60 é similar à Etapa S60 na FIG. 2, e assim, a descrição detalhada da mesma será omitida. Em um caso em que não é determinado na Etapa S60 que a temperatura real no cilindro é inferior à temperatura alvo no cilindro (caso do Não), o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. Neste caso, o dispositivo de controle 100 controla a abertura da válvula borboleta 22 para o valor normal. Então, o dispositivo de controle 100 executa a injeção piloto.

[0177]Em um caso em que é determinado na Etapa S60 que a temperatura real no cilindro é inferior à temperatura alvo no cilindro (caso do Sim), o dispositivo de controle 100 controla a abertura da válvula borboleta 22 de modo que a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 seja aumentada (Etapa S70). Especificamente, o dispositivo de controle 100 controla a abertura da válvula borboleta 22 para exceder o valor normal (abertura da válvula borboleta 22 no caso de uma determinação Não na Etapa S60) de modo que a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta 22 seja diminuída e a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 seja aumentada. A concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada, uma vez que a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é aumentada. A Etapa S70 é similar à Etapa S70 na FIG. 2, e assim, a descrição detalhada da mesma será omitida.

[0178]Em outras palavras, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização permite que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto seja maior em um caso em que a temperatura real no cilindro é inferior à temperatura alvo no cilindro (no caso de Sim na Etapa S60) em vez de um caso em que a temperatura real no cilindro é igual ou superior à temperatura alvo no cilindro (no caso de Não na Etapa S60). Dessa maneira, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização controla a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto que é realizada antes da injeção principal com base na diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro. A Etapa S70 corresponde ao controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a presente concretização.

[0179]A combustão nos cilindros 11 se torna ativa e a temperatura real no cilindro sobe à medida que a Etapa S70 é executada e a concentração de oxigênio no cilindro é aumentada. Então, a diferença entre a temperatura alvo no cilindro e a temperatura real no cilindro durante a injeção principal pode ser diminuída. Em outras palavras, a temperatura real no cilindro pode se tornar mais próxima à temperatura alvo no cilindro que é calculada por um parâmetro incluindo a concentração de oxigênio no combustível. Após a Etapa S70, o dispositivo de controle 100 termina a execução do fluxograma. Então, o dispositivo de controle 100 executa a injeção piloto.

[0180]A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que obtém a concentração de oxigênio no combustível na Etapa S5 corresponde a uma unidade de obtenção de concentração de oxigênio no combustível que obtém a concentração de oxigênio no combustível. A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que obtém a temperatura alvo no cilindro na etapa S50b corresponde à unidade de cálculo de temperatura alvo no cilindro que calcula a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal com base em um parâmetro predeterminado incluindo a concentração de oxigênio no combustível. A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que obtém a temperatura real no cilindro na Etapa S60 corresponde à unidade de obtenção de temperatura no cilindro que obtém a temperatura no cilindro. A CPU 101 do dispositivo de controle 100 que executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S70 corresponde à unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro que executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro na Etapa S70 corresponde à unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro que executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro para controlar a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto com base na diferença entre a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal calculada pela unidade de cálculo de temperatura alvo no cilindro e na temperatura no cilindro obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro.

[0181]Daqui em diante, os efeitos do dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização serão descritos após os objetos únicos desta concretização serem descritos. Primeiramente, a concentração de oxigênio no combustível é maior em um caso em que o combustível contendo oxigênio é usado como o combustível do motor de combustão interna 5b do que em um caso em que o combustível contendo oxigênio não é usado. Em um caso em que a concentração de oxigênio no combustível se torna maior do que uma concentração de oxigênio assumida inicialmente neste caso, a temperatura no cilindro pode se tornar excessivamente maior do que o valor assumido inicialmente. Como resultado, a emissão do motor de combustão interna 5b pode ser deteriorada e o ruído de combustão também pode ser deteriorado.

[0182]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, em contrapartida, pode-se dizer que a temperatura alvo no cilindro de acordo com a esta concretização é uma temperatura calculada em virtude da concentração de oxigênio de combustível, uma vez que o parâmetro que é usado durante o cálculo da temperatura alvo no cilindro inclui a concentração de oxigênio no combustível como descrito com referência à Etapa S50b. Como resultado, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é controlada com base na diferença entre a temperatura alvo no cilindro que é calculada em virtude da concentração de oxigênio no combustível e a temperatura no cilindro (temperatura real no cilindro) que é obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro. Desta maneira, a deterioração da emissão e do ruído de combustão do motor de combustão interna 5b pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível contendo oxigênio com um baixo índice de cetano é usado como o combustível.

[0183]Mais especificamente, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é deixada ser maior em um caso em que a temperatura no cilindro (temperatura real no cilindro) obtida pela unidade de obtenção da temperatura no cilindro é menor do que a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal calculada pela unidade de cálculo de temperatura alvo no cilindro como descrito com referência na Etapa S70 do que em um caso em que a temperatura no cilindro é igual ou maior do que a temperatura alvo no cilindro, e assim, a temperatura no cilindro pode se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro que é calculada em virtude da concentração de oxigênio no combustível. Como resultado, um aumento excessivo na temperatura no cilindro pode ser suprimido e a deterioração da emissão e da deterioração do ruído de combustão pode ser suprimida mesmo em um caso em que um combustível contendo oxigênio com um baixo índice de cetano é usado como o combustível.

[0184]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual o índice de estado de combustão é constante independentemente do valor do índice de cetano é usada como a temperatura alvo no cilindro como descrito com referência à FIG. 23(a), e assim, a deterioração da emissão pode ser suprimida de maneira confiável em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é utilizado.

[0185]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a temperatura alvo no cilindro é calculada com base na concentração de oxigênio no cilindro que é calculada com base na equação (2), e assim, a deterioração da economia de combustível pode ser minimizada. A razão para isso é a seguinte: À FIG. 23(b) é um diagrama esquemática ilustrando uma relação entre a temperatura alvo no cilindro e a economia de combustível do motor de combustão interna 5b. O eixo horizontal na FIG. 23(b) representa a temperatura alvo no cilindro, e o eixo vertical na FIG. 23(b) representa o grau de deterioração de economia de combustível. Como ilustrado na FIG. 23(b), a economia de combustível tende a ser deteriorada á medida que a temperatura alvo no cilindro aumenta. Por conseguinte, pode ser impossível suprimir a deterioração da emissão de um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado em um caso em que a temperatura alvo no cilindro é simplesmente ajustada para ser aumentada de modo a suprimir a deterioração da emissão de um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é usado (isto é, em um caso em que a temperatura alvo no cilindro é configurada para ser simplesmente aumentada sem ser baseada na fórmula de cálculo como nesta concretização). Neste caso, no entanto, a economia de combustível pode ser deteriorada. De acordo com esta concretização, no entanto, a temperatura alvo no cilindro é calculada com base na concentração de oxigênio no cilindro que é calculada com base na equação (2), como descrito acima, e assim, a deterioração da economia de combustível pode ser suprimida.

[0186]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é aumentada quando a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada na Etapa S70. Aqui, a temperatura real no cilindro também pode ser elevada por meio do aumento da quantidade de injeção piloto (quantidade de injeção de combustível durante a injeção piloto). Como resultado, a temperatura real no cilindro pode se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro. Por conseguinte, o dispositivo de controle 100 pode elevar a temperatura real no cilindro, por exemplo, aumentando a quantidade da injeção piloto (quantidade de injeção de combustível durante a injeção piloto) em vez de elevar a concentração de oxigênio no cilindro 11 mediante o controle da válvula borboleta 22 na Etapa S70. No entanto, a combustão do combustível nos cilindros é considerada como sendo afetada significativamente pela concentração de oxigênio no cilindro, e o controle da quantidade de ar baseado na válvula borboleta 22 é considerado como sendo um método particularmente eficaz para o controle da concentração de oxigênio no cilindro. Por conseguinte, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto pode ser aumentada com mais eficácia em um caso em que a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é controlada com base no controle da válvula borboleta 22 como nesta concretização do que em um caso em que a quantidade de injeção piloto é aumentada, e assim, pode-se dizer que o controle da quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 baseado no controle da válvula borboleta 22 como nesta concretização é mais preferível pelo fato de que a temperatura real no cilindro pode se tornar mais próxima, de maneira mais eficaz, da temperatura alvo no cilindro.

[0187]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a temperatura alvo no cilindro calculada diminui à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta conforme descrito com referência à FIG. 23(a). Aqui, a quantidade de geração de calor resultante da combustão nos cilindros 11 aumenta à medida que a concentração de oxigênio aumenta, e, dessa forma, a temperatura no cilindro também aumenta. Por conseguinte, a temperatura alvo no cilindro pode diminuir à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta. Por conseguinte, uma temperatura alvo no cilindro apropriada de acordo com a concentração de oxigênio no combustível pode ser calculada de acordo com esta configuração. Dessa maneira, a deterioração da emissão e do ruído de combustão do motor de combustão interna 5b pode ser efetivamente suprimida de acordo com a concentração de oxigênio no combustível.

[0188]De acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70 é executado em um caso em que o índice de cetano é igual ou menor do que um valor predeterminado (especificamente, no caso de uma determinação Sim na Etapa S20). De acordo com esta configuração, o controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser executado em um caso em que um combustível com um índice de cetano que é tão baixo que causa a falha na ignição no motor de combustão interna 5b é realmente usado.

Nona Concretização

[0189]Daqui em diante, o dispositivo de controle 100 para um motor de combustão interna de acordo com uma nona concretização da invenção será descrito. A configuração de hardware do dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização e a configuração de hardware do motor de combustão interna 5b ao qual o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização é aplicado são similares ao dispositivo de controle 100 e ao motor de combustão interna 5b ilustrados na FIG. 21 para a oitava concretização. O dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização é diferente do dispositivo de controle 100 de acordo com a oitava concretização pelo fato de que o fluxograma na FIG. 24 a ser descrito abaixo é executado em vez do fluxograma para a quinta concretização na FIG. 22. A FIG. 24 é uma diagrama ilustrando um exemplo de um fluxograma para a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro pelo dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização. O fluxograma na FIG. 24 é diferente do fluxograma na FIG. 22 pelo fato de que a Etapa S40c é proporcionada em vez da Etapa S40b e a Etapa S50c é proporcionada em vez da Etapa S50.

[0190]Na Etapa S40c, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro baseado na quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 e no volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível. Especificamente, o dispositivo de controle 100 calcula a concentração de oxigênio no cilindro com base na equação (1) descrita acima para a primeira concretização. Esta equação (1) difere da equação (2) para a oitava concretização pelo fato de que a quantidade de oxigênio de combustível é incluída no numerador no lado direito. Em outras palavras, o dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização calcula a concentração de oxigênio no cilindro sem usar a concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5.

[0191]Após a Etapa S40c, o dispositivo de controle 100 executa a Etapa S50c. Na Etapa S50c, o dispositivo de controle 100 calcula a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal. A Etapa S50c de acordo com a presente concretização é idêntica à Etapa S50b de acordo com a oitava concretização pelo fato de que a temperatura no cilindro durante a injeção principal (T°C) na qual o índice do estado de estado de combustão é constante independentemente do valor do índice de cetano é calculado como a temperatura alvo no cilindro, mas difere da Etapa S50b de acordo com a oitava concretização com respeito ao método de cálculo de temperatura alvo no cilindro.

[0192]A FIG. 25 é um diagrama visualizando um mapa que é usado durante o cálculo da temperatura alvo no cilindro de acordo com esta concretização. A linha 301 que é ilustrada na FIG. 25(a) representa a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual a quantidade de HC é constante, independentemente do valor do índice de cetano em um caso em que a concentração de oxigênio no combustível é A. A linha 302 representa a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual a quantidade de HC é constante, independentemente do valor do índice de cetano em um caso em que a concentração de oxigênio no combustível é B (B tem um valor que ultrapassa o de A). De acordo com a linha 301 e a linha 302, a temperatura alvo no cilindro diminui à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta. Além disso, no eixo vertical, a linha 302 é posicionada abaixo da linha 301. Por conseguinte, o mapa da FIG. 25 é um mapa no qual a temperatura alvo no cilindro é definida em associação com a concentração de oxigênio no cilindro e a concentração de oxigênio de combustível de modo que a temperatura alvo calculada no cilindro diminua à medida que a concentração de oxigênio no cilindro aumenta e a temperatura alvo no cilindro calculada diminua à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta. O mapa da FIG. 25 é obtido com antecedência por um experimento, simulação ou similar, e é armazenado na unidade de armazenamento.

[0193]Na Etapa S50c, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização seleciona, a partir do mapa da FIG. 25, a linha que corresponde à concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5, e calcula a temperatura alvo no cilindro mediante a extração, a partir da linha selecionada, da temperatura alvo no cilindro correspondendo à concentração de oxigênio no cilindro calculada na Etapa S40c. Por exemplo, o dispositivo de controle 100 seleciona a linha 301 na FIG. 25 em um caso em que a concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5 seja A. Então, o dispositivo de controle 100 obtém Ta como a temperatura alvo no cilindro em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro que é calculada na Etapa S40c é D. Em um caso em que a concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5 é B (>A), o dispositivo de controle 100 seleciona a linha 302 na FIG. 25. Então, o dispositivo de controle 100 obtém Tb como a temperatura alvo no cilindro em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro que é calculada na Etapa S40c é D.

[0194]Embora somente as duas linhas sejam ilustradas na FIG. 25, é preferível que mais linhas sejam definidas na realidade para corresponder a concentrações de oxigênio de combustível previstas. Pode-se considerar que a linha que corresponde diretamente à concentração de oxigênio no combustível que é obtida na Etapa S5 não está presente no mapa da FIG. 25 mesmo em um caso em que múltiplas linhas são definidas como descrito acima. Neste caso, entretanto, o dispositivo de controle 100 pode selecionar, por exemplo, a linha para o valor que é mais próximo do valor da concentração de oxigênio no combustível que é obtido na Etapa S5.

[0195]Como descrito acima, o dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização usa a concentração de oxigênio no combustível bem como a concentração de oxigênio no cilindro (concentração de oxigênio no cilindro calculada sem usar a concentração de oxigênio no combustível nesta concretização) como um parâmetro predeterminado que é usado durante o cálculo da temperatura alvo no cilindro de acordo com a Etapa S50c. Em outras palavras, mesmo nesta concretização, o parâmetro predeterminado que é usado no cálculo da temperatura alvo no cilindro inclui a concentração de oxigênio do combustível. Especificamente, a concentração de oxigênio no combustível e a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 e o volume da câmara de combustão na temporização de injeção de combustível usada na equação (1) são usados como os parâmetros predeterminados utilizados no cálculo da temperatura alvo no cilindro. Além disso, mesmo nesta concretização, o dispositivo de controle 100 diminui a temperatura alvo no cilindro calculada à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta, uma vez que a temperatura alvo calculada no cilindro diminui à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta de acordo com o mapa da FIG. 25.

[0196]O dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização pode alcançar um efeito similar ao da oitava concretização. Especificamente, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é controlada com base na diferença entre a temperatura alvo no cilindro calculada em virtude da concentração de oxigênio no combustível e a temperatura no cilindro (temperatura real no cilindro) obtida pela unidade de aquisição de temperatura no cilindro mesmo no dispositivo de controle 100 de acordo com a presente concretização, e assim, a deterioração da emissão e o ruído de combustão do motor de combustão interna 5b podem ser suprimidos mesmo em um caso em que um combustível contendo oxigênio com u baixo índice de cetano é usado como o combustível. Além disso, a temperatura no cilindro durante a injeção principal na qual o índice de estado de combustão é constante independentemente do valor do índice de cetano é usada como a temperatura alvo no cilindro mesmo nesta concretização, e assim, a deterioração da emissão pode ser suprimida de maneira confiável em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano é utilizado. Além disso, de acordo com o dispositivo de controle 100 desta concretização, a temperatura alvo no cilindro é calculada com base na concentração de oxigênio no cilindro calculada com base na equação (1) e na concentração de oxigênio no combustível obtida na Etapa S5, e assim, a deterioração da economia de combustível pode ser suprimida, comparado com um caso em que a temperatura alvo no cilindro é ajustada para ser simplesmente aumentada, devido a uma razão similar à na descrição na FIG. 23(b) de acordo com a oitava concretização.

[0197]Mesmo no dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização, a quantidade do ar fluindo para os cilindros 11 é aumentada quando a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada na Etapa S70, e assim, a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto pode ser pode ser efetivamente aumentada, e a temperatura real no cilindro pode se tornar mais próxima da temperatura alvo no cilindro de maneira eficaz. Mesmo no dispositivo de controle 100 de acordo com esta concretização, a temperatura alvo no cilindro calculada diminui à medida que a concentração de oxigênio no combustível aumenta na Etapa S50c, e assim, uma temperatura alvo apropriada no cilindro pode ser calculada de acordo com a concentração de oxigênio no combustível. Por conseguinte, a deterioração da emissão e o ruído de combustão do motor de combustão interna 5b podem ser efetivamente suprimidos de acordo com a concentração de oxigênio no combustível. Mesmo nesta concretização, o controle de concentração de oxigênio no cilindro de acordo com a Etapa S70 é executado em um caso em que o índice de cetano é igual ou menor do que um valor predeterminado (no caso de uma determinação Sim na Etapa S20), e assim, o controle de concentração de oxigênio no cilindro pode ser executado em um caso em que um combustível com um baixo índice de cetano que é tão baixo que causa a falha na ignição no motor de combustão interna 5b é de fato utilizado.

[0198]As concretizações preferidas da invenção foram descritas em detalhes. No entanto, a invenção não se limita às concretizações específicas. A invenção pode ser alterada e modificada de várias formas sem se afastar do escopo da invenção descrito nas reivindicações.

[0199]Lista de Símbolos de Referência 5 MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA 10 CORPO PRINCIPAL DO MOTOR 11 CILINDRO 20 PASSAGEM DE ADMISSÃO 21 PASSAGEM DE EXAUSTÃO 22 VÁLVULA BORBOLETA 30 VÁLVULA DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL 40 TRILHO COMUM 50 PASSAGEM EGR 51 VÁLVULA EGR 60 SUPERALIMENTADOR 70 RESFRIADOR INTERMEDIÁRIO 100 DISPOSITIVO DE CONTROLE

Claims

1. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, CARACTERIZADO por compreender:uma unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro configurada para obter uma concentração de oxigênio no cilindro como a concentração de oxigênio em um cilindro do motor de combustão interna;uma unidade de obtenção de temperatura no cilindro configurada para obter uma temperatura no cilindro como a temperatura no cilindro;uma unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro configurada para obter uma temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal com base na concentração de oxigênio no cilindro obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro; euma unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro configurada para executar o controle de concentração de oxigênio no cilindro para controlar uma concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto realizada antes da injeção principal com base na diferença entre a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal obtida pela unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro e a temperatura no cilindro obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro.

2. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro diminui a temperatura alvo no cilindro obtida à medida que a concentração de oxigênio no cilindro obtida pela unidade de obtenção de concentração de oxigênio no cilindro aumenta.

3. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de obtenção de temperatura alvo no cilindro aumenta a temperatura alvo no cilindro obtida à medida que o índice de cetano de um combustível usado no motor de combustão interna diminui.

4. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,CARACTERIZADO pelo fato de que o motor de combustão interna é provido de uma válvula borboleta disposta em uma passagem de admissão e uma válvula EGR disposta em uma passagem EGR, eem que a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro controla a válvula EGR a ser fechada após diminuir uma quantidade de estrangulamento em um caso em que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto é aumentada, a válvula EGR é aberta, e a quantidade de estrangulamento da válvula borboleta excede um valor predeterminado.

5. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro executa o controle de concentração de oxigênio no cilindro em um caso em que o índice de cetano do combustível usado no motor de combustão interna é igual ou menor do que um valor predeterminado.

6. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:uma unidade de controle de quantidade de injeção adicional configurada para controlar uma quantidade de injeção adicional como a quantidade de injeção de combustível durante a injeção adicional após a injeção principal de acordo com um incremento na concentração de oxigênio no cilindro durante a execução do controle de concentração de oxigênio no cilindro.

7. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro permite que a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto seja maior em um caso em que a temperatura no cilindro obtida pela unidade de obtenção de temperatura no cilindro é menor do que a temperatura alvo no cilindro durante a injeção principal calculada pela unidade de cálculo de temperatura alvo no cilindro do que em um caso em que a temperatura no cilindro é igual ou maior do que a temperatura alvo no cilindro.

8. Dispositivo de controle para um motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de controle de concentração de oxigênio no cilindro aumenta a quantidade de ar fluindo para o cilindro ao aumentar a concentração de oxigênio no cilindro durante a injeção piloto.