BR112015030397B1

BR112015030397B1 - Motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112015030397B1
Application number: BR112015030397-8A
Authority: BR
Inventors: Naoya Kaneko; Shinichi Mitani; Daisuke Uchida
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2022-08-23
Also published as: EP3006691B1; BR112015030397A2; JP5907313B2; JPWO2014196267A1; EP3006691A4; US20160131091A1; CN105264191A; CN105264191B; WO2014196267A1; EP3006691A1; US9587597B2

Abstract

MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA A presente invenção se refere a um motor de combustão interna com uma válvula injeção combustível dentro do cilindro e um dispositivo de fornecimento de ar secundário e é formado de modo tornar possível o controle de aquecimento do primeiro catalisador e controle de aquecimento do segundo catalisador que promove a elevação da temperatura de um gás de exaustão purificação catalisador. O controle de aquecimento do primeiro catalisador compreende controlar a injeção de combustível a partir da válvula injeção combustível dentro do cilindro durante o curso de compressão para formar um estado estratificado, e o controle para grandemente retardar o tempo de ignição. O controle de aquecimento do segundo catalisador compreende controlar o fornecimento de ar secundário a uma passagem de gás de exaustão do motor. O motor de combustão interna executa o controle de aquecimento do primeiro catalisador após a partida e, após o controle de aquecimento do primeiro catalisador ser executado, realiza o controle (controle de aquecimento do terceiro catalisador) para executar o controle de aquecimento do primeiro catalisador e o controle de aquecimento do segundo catalisador simultaneamente

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a um motor de combustão interna.

Antecedentes da Técnica

[002] É conhecido se arranjar um catalisador de purificação de exaustão em uma passagem de exaustão de motor de um motor de combustão interna para remover o monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC), e adicionalmente óxidos de nitrogênio (NOX) e outros componentes que são contidos no gás de exaustão. O catalisador de purificação de exaustão tem uma temperatura de ativação que permite que os componentes do gás de exaustão sejam removidos em uma alta eficiência. Logo após a partida de um motor de combustão interna após parar o mesmo por um longo período de tempo etc., o catalisador de purificação de exaustão é menor do que a temperatura de ativação. É desejável se elevar rapidamente o catalisador de purificação de exaustão a uma temperatura de ativação ou mais.

[003] A Publicação de Patente Japonesa No. 11-324765A descreve um tipo de injeção por centelha de injeção direta de motor de combustão interna que aquece um catalisador de purificação de exaustão no período de tempo a partir do tempo de partida a quando o catalisador de purificação de exaustão é ativado. No referido motor de combustão interna, quando se controla a razão ar-combustível da mistura de ar e combustível para aquele estequiométrica para combustão, combustível é injetado no curso de admissão de modo a formar uma mistura homogênea de ar e combustível que é mais pobre do que a estequiométrica na câmara de combustão como um todo. Adicionalmente, combustível é injetado no curso de compressão de modo a formar e queimar uma mistura de ar e combustível que é relativamente mais rica do que a estequiométrica em um estado estratificado em torno da vela de ignição. Isso descreve que o referido motor de combustão interna pode aumentar a razão de CO que é contida no gás queimado e pode facilmente reagir por uma reação de oxidação e pode reduzir a razão de HC. Adicionalmente, isso descreve se ajustar o tempo de ignição ao lado retardado.

[004] A Publicação de Patente Japonesa No. 2001-182586A descreve um dispositivo de elevação de temperatura de exaustão que injeta uma quantidade de combustível para localmente gerar uma mistura rica de ar e combustível em torno da vela de ignição em um curso de compressão quando uma elevação na temperatura do gás de exaustão é necessária. O dispositivo de elevação de temperatura de exaustão controla os parâmetros de controle do motor de modo que a parte do combustível que é incompletamente queimada quando o combustível é inflamado e queimado queima por ser misturado com o excesso oxigênio no cilindro. A mesma descreve que o referido dispositivo de elevação de temperatura de exaustão controla um injetor de combustível de modo que a razão ar-combustível geral na câmara de combustão se torna uma razão ar-combustível que é relativamente mais pobre do que a razão ar-combustível estequiométrica.

[005] A Publicação de Patente Japonesa No. 2004-124824A descreve um motor de combustão interna que é proporcionado com um dispositivo de alimentação de ar secundário em que a alimentação de ar secundário é proibida até que a temperatura da porta de exaustão se torna uma predeterminada temperatura ou mais e desse modo a porta de exaustão é impedida de ser resfriada pelo ar secundário. Adicionalmente, a referida publicação descreve que se a alimentação de ar secundário imediatamente após a partida do motor de combustão interna, uma vez que o ar secundário é baixo em temperatura, o monóxido de carbono e os hidrocarbonetos no gás de exaustão não reagem por pós combustão e a porta de exaustão termina sendo resfriada pela baixa temperatura ar secundário. Lista de Citação Literatura de Patente PLT 1. Publicação de Patente Japonesa No. 11-324765A PLT 2. Publicação de Patente Japonesa No. 2001-182586A PLT 3. Publicação de Patente Japonesa No. 2004-124824A PLT 4. Publicação de Patente Japonesa No. 2008-088875A PLT 5. Publicação de Patente Japonesa No. 2004-052602A PLT 6. Publicação de Patente Japonesa No. 2010-059791A PLT 7. Publicação de Patente Japonesa No. 2009-024682A PLT 8. Publicação de Patente Japonesa No. 2004-332558A PLT 9. Publicação de Patente Japonesa No. 2011-099381A

Sumário da Invenção Problema Técnico

[006] Quando se aquece um catalisador de purificação de exaustão no momento de partida do motor de combustão interna etc., é possível se diretamente injetar combustível dentro de um cilindro e causar a combustão estratificada com a razão ar-combustível da câmara de combustão em um estado pobre de modo a retardar o tempo de ignição e desse modo fazer com que a temperatura do gás de exaustão suba. Adicionalmente, é possível se usar um dispositivo de alimentação de ar secundário para alimentar oxigênio dentro do gás de exaustão com a razão ar- combustível da câmara de combustão em um estado rico de modo a oxidar os hidrocarbonetos não queimados etc. que são contidos no gás de exaustão e fazer com que a temperatura do gás de exaustão suba. Ao fazer com que a temperatura do gás de exaustão suba, o catalisador de purificação de exaustão pode ser produzido de modo a elevar a temperatura em um curto período de tempo.

[007] Em relação a isso, aprimoramento das propriedades do gás de exaustão que é descarregado dentro da atmosfera tem sido uma necessidade. Em outras palavras, é desejável se reduzir a quantidade de descarga dentro da atmosfera dos hidrocarbonetos, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, e outros componentes que são contidos no gás de exaustão e que devem ser removidos. Quando a temperatura do catalisador de purificação de exaustão suficientemente eleva e se torna a temperatura de ativação ou mais, o catalisador de purificação de exaustão pode suficientemente remover os hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio, etc. Ou seja, é possível se alcançar um alto coeficiente de remoção. Entretanto, logo após a partida fria de um motor de combustão interna etc., há uma baixa capacidade de purificar a exaustão e a quantidade de descarga de hidrocarbonetos etc. se torna maior. Por essa razão, em particular, é desejável se reduzir a quantidade de hidrocarbonetos etc. que são descarregados dentro da atmosfera no período de tempo quando se aquece o catalisador de purificação de exaustão. Aqui, no controle para usar a combustão estratificada para grandemente retardar o tempo de ignição ou no controle para usar um dispositivo de alimentação de ar secundário para alimentar oxigênio para o gás de exaustão, é possível se promover o aquecimento do catalisador de purificação de exaustão e reduzir a quantidade de descarga dos componentes a serem removidos, mas em anos recentes tem sido desejado se reduzir mais a quantidade de descarga de componentes a serem removidos.

[008] A presente invenção tem como seu objetivo proporcionar um motor de combustão interna que é compreendido de um catalisador de purificação de exaustão e dispositivo de alimentação de ar secundário onde o catalisador de purificação de exaustão é incentivado a elevar a temperatura em um curto período de tempo e a quantidade de descarga de componentes que são contidos em gás de exaustão e que deve ser removida é reduzida.

Solução para o Problema

[009] O motor de combustão interna da presente invenção compreende um injetor de combustível dentro do cilindro que injeta combustível ao lado de dentro da câmara de combustão, um catalisador de purificação de exaustão que é arranjado em uma passagem de exaustão de motor, um dispositivo de alimentação de ar secundário que alimenta ar em um lado à montante do catalisador de purificação de exaustão na passagem de exaustão de motor, e um dispositivo de controle que controla o injetor de combustível dentro do cilindro e dispositivo de alimentação de ar secundário, em que o dispositivo de controle é formado para ser capaz de realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador que promove a elevação da temperatura do catalisador de purificação de exaustão. O primeiro controle de aquecimento de catalisador inclui o controle de injeção de combustível a partir do injetor de combustível dentro do cilindro em um curso de compressão para formar uma região de alta concentração onde a concentração de combustível na parte da câmara de combustão eleva e uma região de baixa concentração onde a concentração do combustível é menor do que aquela da região de alta concentração e o controle que retarda o tempo de ignição para fazer com que a temperatura do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão se eleve. O segundo controle de aquecimento de catalisador inclui o controle de alimentação de ar dentro da passagem de exaustão de motor para fazer com que os componentes que são contidos no gás de exaustão oxidem para fazer com que a temperatura do gás de exaustão se eleve. O dispositivo de controle realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador após a partida do motor de combustão interna e realiza o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador após realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador.

[010] Na presente invenção, o motor pode adicionalmente compreender um dispositivo de ignição que inflama uma mistura de ar-combustível de combustível e ar na câmara de combustão, em que o primeiro controle de aquecimento de catalisador pode incluir um controle que forma um primeiro estado estratificado onde a razão ar-combustível da câmara de combustão como um todo se torna pobre e onde a razão ar-combustível da região de alta concentração se torna rica, e o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador pode incluir o controle que forma um segundo estado estratificado onde a razão ar-combustível da câmara de combustão como um todo se torna rica e onde o grau de estratificação é mais fraco do que o primeiro estado estratificado.

[011] Na presente invenção, o motor pode adicionalmente compreender um mecanismo de mudança de ângulo de operação que muda um ângulo de operação de uma válvula de admissão, em que o dispositivo de controle pode realizar o controle para mudar a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador e para fazer com que o ângulo de operação da válvula de admissão diminua.

[012] Na presente invenção, o dispositivo de controle pode switch o primeiro controle de aquecimento de catalisador para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador no período de tempo durante o qual a carga após a partida do motor de combustão interna é constante.

[013] Na presente invenção, o dispositivo de controle pode realizar o controle que alterna o primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador e que faz com que a quantidade de combustível que é injetado a partir do injetor de combustível dentro do cilindro no curso de compressão diminua.

[014] Na presente invenção, o motor pode adicionalmente compreender um dispositivo de mudança de pressão de injeção que muda a pressão de injeção do injetor de combustível dentro do cilindro, em que o dispositivo de controle pode realizar o controle que faz com que a pressão de injeção do injetor de combustível dentro do cilindro diminua de modo a fazer com que a quantidade de combustível que é injetado a partir do injetor de combustível dentro do cilindro no curso de compressão diminua.

[015] Na presente invenção, o dispositivo de controle pode fazer com que o tempo de injeção do injetor de combustível dentro do cilindro no curso de compressão avance quando se alterna a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador.

Efeitos vantajosos da invenção

[016] De acordo com a presente invenção, é possível se proporcionar um motor de combustão interna que é proporcionado com um catalisador de purificação de exaustão e dispositivo de alimentação de ar secundário onde o catalisador de purificação de exaustão pode ter a sua temperatura elevada em um curto período de tempo e a quantidade de descarga de componentes que são contidos no gás de exaustão mas que podem ser removidos pode ser reduzida.

Breve Descrição dos Desenhos

[017] A figura 1 é uma vista esquemática de um motor de combustão interna em uma modalidade.

[018]A figura 2 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão no momento de controle de aquecimento sem carga.

[019]A figura 3 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão no momento de realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador.

[020]A figura 4 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão no momento de simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador.

[021]A figura 5 é um gráfico de tempo do tempo de partida do motor de combustão interna na Modalidade 1.

[022]A figura 6 é um gráfico de fluxo do tempo de partida do motor de combustão interna na Modalidade 1.

[023]A figura 7 é uma vista esquemática em seção transversal das partes da válvula de admissão e da válvula de exaustão que explica um mecanismo de mudança de ângulo de operação na Modalidade 2.

[024]A figura 8 é uma vista esquemática em perspectiva de um mecanismo de mudança de ângulo de operação.

[025]A figura 9 é um gráfico do ângulo de manivela e de quantidade de elevação de válvula na Modalidade 2.

[026]A figura 10 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão quando orienta uma válvula de admissão por um ângulo normal de operação.

[027]A figura 11 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão quando reduz um ângulo de operação para orientar uma válvula de admissão.

[028]A figura 12 é um gráfico que explica o coeficiente de flutuação de combustão quando se faz com que um ângulo de operação da válvula de admissão mude.

[029]A figura 13 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão quando se avança o tempo de injeção de combustível na Modalidade 2.

[030]A figura 14 é outro esquemática vista em seção transversal da câmara de combustão quando se avança o tempo de injeção de combustível na Modalidade 2.

[031]A figura 15 é um gráfico de tempo no momento de partida do motor de combustão interna na Modalidade 2.

Descrição das Modalidades Modalidade 1

[032]Com referência da figura 1 à figura 6, um motor de combustão interna na Modalidade 1 será explicado. Na presente modalidade, um motor de combustão interna que é montado em um veículo será tomado como um exemplo para a explicação.

[033] A figura 1 é uma vista esquemática de um motor de combustão interna na presente modalidade. O motor de combustão interna na presente modalidade é um do tipo de ignição por centelha. O motor de combustão interna é proporcionado com uma porção de corpo de motor 1. A porção de corpo de motor 1 inclui uma porção de bloco de cilindro 2 e uma porção de cabeça de cilindro 4. Na parte de dentro da porção de bloco de cilindro 2, pistões 3 são arranjados. Os pistões 3 se alternam dentro de orifícios que são formados na porção de bloco de cilindro 2.

[034] Na presente modalidade, os espaços que são circundados pelas superfícies de topo dos pistões 3, a porção de cabeça de cilindro 4, e os orifícios da porção de bloco de cilindro 2 serão referidos como "câmaras de combustão". A câmara de combustão 5 é formada para cada cilindro. Em cada câmara de combustão 5, uma passagem de admissão de motor e passagem de exaustão de motor são conectadas. A passagem de admissão de motor é a passagem que alimenta ar ou uma mistura de ar-combustível de combustível e ar para as câmaras de combustão 5. A passagem de exaustão de motor é a passagem para descarregar o gás de exaustão que é produzido por combustão de combustível a partir das câmaras de combustão 5.

[035] A porção de cabeça de cilindro 4 é formada com portas de admissão 7 e portas de saída 9. Uma válvula de admissão 6 é arranjada em uma parte de extremidade de cada porta de admissão 7 e é formada para ser capaz de abrir e fechar a passagem de admissão de motor que é comunicada com a câmara de combustão 5. Uma válvula de exaustão 8 é arranjada em uma parte de extremidade de cada porta de exaustão 9 e é formada para ser capaz de abrir e fechar a passagem de exaustão de motor que é comunicada com a câmara de combustão 5. A porção de cabeça de cilindro 4 tem dispositivos de ignição, constituídos por velas de ignição 10, fixadas a mesma.

[036] O motor de combustão interna na presente modalidade é proporcionado com injetores de combustível dentro do cilindro que injeta combustível no lado de dentro das câmaras de combustão 5, constituídas pelos injetores de combustível 11. Cada injetor de combustível 11 diretamente injeta combustível dentro do interior do um cilindro. O motor de combustão interna da presente modalidade é proporcionado com uma bomba de baixa pressão 82 e uma bomba de alta pressão 83 que alimenta combustível que é armazenado em um tanque de combustível 81 para os injetores de combustível 11. Na superfície de topo de cada pistão 3, uma cavidade 3a é formada que se estende a partir de baixo de um injetor de combustível 11 para abaixo da vela de ignição 10. Por um injetor de combustível 11 injetar combustível no curso de compressão, uma mistura de ar e combustível que contém combustível flui ao longo da cavidade 3a. O combustível pode juntar próximo da vela de ignição 10 e elevar a concentração de combustível. Por exemplo, por injetar combustível em um predeterminado tempo, o combustível se junta em torno da vela de ignição 10 de modo que a região de alta concentração da elevada concentração de combustível é formada na parte da câmara de combustão 5. Em torno da região de alta concentração, uma região de baixa concentração de uma concentração de combustível inferior do que a região de alta concentração é formado. Ou seja, é possível se elevar o grau de estratificação e realizar a combustão estratificada.

[037] A porta de admissão 7 de cada cilindro é conectada através de um correspondente conduto de admissão 13 a um tanque de compensação 14. O tanque de compensação 14 é conectado através de um conduto de admissão 15 a um purificador de ar 23. No lado de dentro do conduto de admissão 15, um detector de ar de admissão que detecta a quantidade de ar que é alimentado para a câmara de combustão 5, constituído por um medidor de vazão de ar 16, é arranjado. Dentro do conduto de admissão 15, a válvula de estrangulamento 18 que é acionada por um motor de passo 17 é arranjada.

[038] Por outro lado, a porta de exaustão 9 de cada cilindro é conectada a uma tubulação de exaustão 19. A tubulação de exaustão 19 é conectada através de um tubo de exaustão 22 a um dispositivo de tratamento de exaustão 21. O dispositivo de tratamento de exaustão 21 na presente modalidade inclui um catalisador de purificação de exaustão 20. Como o catalisador de purificação de exaustão 20, é possível se empregar qualquer catalisador que tenha uma temperatura de ativação para alcançar um predeterminado coeficiente de remoção. Por exemplo, um catalisador de três vias, catalisador de oxidação, e, adicionalmente, catalisador de remoção de NOX, ou outro catalisador pode ser empregado.

[039] O motor de combustão interna na presente modalidade é proporcionado com uma unidade de controle eletrônico 31 que funciona como um dispositivo de controle. A unidade de controle eletrônico 31 na presente modalidade inclui um computador digital. A unidade de controle eletrônico 31 inclui componentes que são conectados um com o outro através de um barramento bidirecional 32 tal como a RAM (memória de acesso aleatório) 33, ROM (memória de apenas leitura) 34, CPU (microprocessador) 35, porta de entrada 36, e porta de saída 37.

[040] Um sinal de saída do medidor de vazão de ar 16 é informado para a porta de entrada 36 através de um correspondente conversor de AD 38. Em um pedal acelerador 40, um sensor de carga 41 é conectado. Um sensor de carga 41 gera uma voltagem de saída que é proporcional à quantidade de pressão do pedal acelerador 40. A referida voltagem de saída é informada através de um correspondente conversor de AD 38 para a porta de entrada 36.

[041] Um sensor de ângulo de manivela 42, por exemplo, gera um pulso de saída a cada vez que o eixo de manivela gira por um predeterminado ângulo. O referido pulso de saída é informado para a porta de entrada 36. A saída do sensor de ângulo de manivela 42 permite que a velocidade do motor seja detectada. Adicionalmente, a saída do sensor de ângulo de manivela 42 permite que o ângulo de manivela a qualquer momento seja detectado.

[042] Se referir à razão ar-combustível (hidrocarbonetos) no gás que contém o gás que resulta a partir de combustão na câmara de combustão 5 e é alimentado à montante de um dispositivo de tratamento de exaustão 21 na passagem de exaustão de motor etc. como a "razão ar-combustível (A/F) do gás de exaustão", na passagem de exaustão de motor, um sensor de razão ar-combustível 44 que detecta a razão ar-combustível do gás de exaustão é fixada. Adicionalmente, à montante do catalisador de purificação de exaustão 20, um sensor de temperatura 43 que detecta a temperatura do gás de exaustão é arranjado. As referidas saída do sensor de razão ar-combustível 44 e a saída do sensor de temperatura 43 são informadas através de correspondentes conversores de AD 38 para a porta de entrada 36.

[043] A porta de saída 37 da unidade de controle eletrônico 31 é conectada através dos circuitos de acionamento correspondentes respectivamente 39 para os injetores de combustível 11 e as velas de ignição 10. Adicionalmente, a porta de saída 37 da unidade de controle eletrônico 31 é conectada através dos circuitos de acionamento correspondentes 39 para a bomba de baixa pressão 82 e a bomba de alta pressão 83. A unidade de controle eletrônico 31 na presente modalidade é formada de modo a realizar controle de injeção de combustível e o controle de ignição.

[044] Na presente modalidade, o tempo de injeção de combustível a partir do injetor de combustível 11 e a quantidade de injeção de combustível são controlados pela unidade de controle eletrônico 31. A quantidade de injeção de combustível pode ser ajustada, por exemplo, por mudar a extensão de tempo da abertura do injetor de combustível 11. O tempo de ignição da vela de ignição 10 é controlado pela unidade de controle eletrônico 31. Adicionalmente, a porta de saída 37 é conectada através de um circuito de acionamento correspondente 39 ao motor de passo 17 que aciona a válvula de estrangulamento 18. O motor de passo 17 é controlado pela unidade de controle eletrônico 31.

[045] O motor de combustão interna da presente modalidade é proporcionado com um dispositivo de alimentação de ar secundário 25 que alimenta ar ao lado à montante a partir do catalisador de purificação de exaustão 20 na passagem de exaustão de motor. O dispositivo de alimentação de ar secundário 25 inclui uma passagem de alimentação de ar secundária 26 que conecta o conduto de admissão 15 e a tubulação de exaustão 19. A passagem de alimentação de ar secundária 26 é conectada no conduto de admissão 15 com o lado à jusante do purificador de ar 23 e o lado à montante do medidor de vazão de ar 16. Adicionalmente, o dispositivo de alimentação de ar secundário 25 inclui um motor de acionamento elétrico do tipo de bomba de ar 27 e uma válvula de comutação de ar (ASV) 28. A bomba de ar 27 pressuriza o ar dentro do conduto de admissão 15 e alimenta o mesmo para a tubulação de exaustão 19. Adicionalmente, na passagem de alimentação de ar secundária 26, uma válvula de segurança 29 para evitar refluxo de ar é arranjado. Entre a bomba de ar 27 e a válvula de comutação de ar 28, um detector de pressão que detecta a pressão dentro da passagem de alimentação de ar secundária 26, constituído por um sensor de pressão 30, é arranjado.

[046] A saída de um sensor de pressão 30 é informada para a unidade de controle eletrônico 31. Adicionalmente, a porta de saída 37 da unidade de controle eletrônico 31 é conectada através de circuitos de acionamento correspondentes 39 para a bomba de ar 27 e a válvula de comutação de ar 28. Desse modo, o dispositivo de alimentação de ar secundário 25 é controlado pela unidade de controle eletrônico 31.

[047] O dispositivo de alimentação de ar secundário 25 na presente modalidade é usado no momento da partida fria do motor de combustão interna e em outras condições quando o catalisador de purificação de exaustão 20 não teve a temperatura suficientemente elevada. Se as condições para a partida do dispositivo de alimentação de ar secundário 25 permanecerem, o ar secundário (AI) é alimentado para a passagem de exaustão de motor. Na presente modalidade, a válvula de comutação de ar 28 é aberta e a bomba de ar 27 é acionada. Parte do ar que passa através do purificador de ar 23 é alimentado através da passagem de alimentação de ar secundária 26 para dentro da tubulação de exaustão 19. Oxigênio é alimentado para o gás de exaustão que flui através da tubulação de exaustão 19.

[048] O gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 contém hidrocarbonetos não queimados e monóxido de carbono. O gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 é alto em temperatura. Ao se usar o dispositivo de alimentação de ar secundário para alimentar oxigênio, os hidrocarbonetos não queimados e o monóxido de carbono podem ser oxidados. Em virtude do calor de oxidação nesse momento, a temperatura do gás de exaustão pode ser elevada. É possível se alimentar a alta temperatura gás de exaustão para o catalisador de purificação de exaustão 20 e é possível se promover a elevação da temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20.

[049] Adicionalmente, quando o catalisador de purificação de exaustão 20 tem uma função de oxidação, é possível se alimentar ar para o gás de exaustão de modo a tornar a razão ar-combustível do gás de exaustão pobre e alimentar a mesma para o catalisador de purificação de exaustão 20. No catalisador de purificação de exaustão 20, os hidrocarbonetos não queimados e o monóxido de carbono podem ser oxidados e a elevação na temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 pode ser promovida.

[050] O motor de combustão interna na presente modalidade realiza o controle de modo que a razão ar-combustível no momento de combustão se torna a razão ar-combustível estequiométrica no momento de operação normal após o final do tempo de aquecimento do catalisador de purificação de exaustão, aquecimento da porção de corpo de motor, ou outro aquecimento do motor de combustão interna. O dispositivo de controle do motor de combustão interna na presente modalidade realiza controle de aquecimento de catalisador para promover a elevação da temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 no momento da partida fria e em outros momentos times quando o catalisador de purificação de exaustão 20 é menor do que a temperatura de ativação. O controle de aquecimento de catalisador inclui o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. Adicionalmente, o dispositivo de controle do motor de combustão interna da presente modalidade realiza o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. Em particular, o dispositivo de controle da presente modalidade realiza controle de aquecimento sem carga, primeiro controle de aquecimento de catalisador, e o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador nessa ordem. Na presente modalidade, os referidos controles são realizados durante o período de tempo do estado inativo onde a demanda de carga é zero. Em seguida, o controle de aquecimento de catalisador na presente modalidade será explicado.

[051] A figura 2 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 no momento de realizar o controle de aquecimento sem carga. Na presente modalidade, o controle de aquecimento sem carga é iniciado junto com a partida do motor de combustão interna. No controle de aquecimento sem carga, a ignição é realizada em um estado homogêneo onde a concentração da mistura de ar e combustível na câmara de combustão 5 é uniforme. Ou seja, a combustão homogênea é realizada na câmara de combustão 5. O ciclo de combustão de um motor de combustão interna inclui um curso de admissão, um curso de compressão, um curso de expansão, e um curso de exaustão. Na presente modalidade, o injetor de combustível 11 injeta o combustível no curso de admissão e para a injeção de combustível no curso de compressão para formar o estado homogêneo. O injetor de combustível 11 alimenta combustível de modo que a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna fracamente rica. Nesse caso, o dispositivo de alimentação de ar secundário 25 para e o controle para grandemente retardar o tempo de ignição é parado.

[052] A figura 3 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 no momento de realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador. Na presente modalidade, o controle de aquecimento sem carga é alternado para o primeiro controle de aquecimento de catalisador após a decorrência de um predeterminado tempo. O primeiro controle de aquecimento de catalisador é o controle para realizar a combustão estratificada na câmara de combustão 5. O primeiro controle de aquecimento de catalisador inclui o controle para realizar a combustão estratificada onde a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna rica e adicionalmente o controle para realizar a combustão estratificada onde a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna pobre. No primeiro controle de aquecimento de catalisador, o injetor de combustível 11 injeta combustível no curso de compressão do ciclo de combustão. Combustível é injetado no tempo quando o combustível se junta em torno da vela de ignição 10. A concentração de combustível em torno da vela de ignição 10 se eleva com o que a região de alta concentração 75a com uma alta concentração de combustível e uma região de baixa concentração 75b com a concentração de combustível menor do que a região de alta concentração 75a são formadas. O injetor de combustível 11 injeta combustível no curso de admissão adicionalmente para o curso de compressão. Nesse caso, o injetor de combustível 11 injeta combustível de modo que a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna pobre (razão ar-combustível se torna maior do que a razão ar- combustível estequiométrica). A razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo corresponde a razão ar-combustível média quando se faz a mistura de ar e combustível da câmara de combustão 5 homogênea. A razão ar-combustível da região de alta concentração 75a é rica (razão ar-combustível menor do que a razão ar-combustível estequiométrica). A razão ar-combustível da região de baixa concentração 75b se torna pobre. Desse modo, um estado estratificado é formado para a ignição. Ou seja, a combustão estratificada é realizada na câmara de combustão 5.

[053] Por realizar a combustão estratificada na câmara de combustão 5, o período de tempo de combustão se torna mais longo e o tempo de ignição pode ser grandemente retardado. No primeiro controle de aquecimento de catalisador, o controle é realizado para grandemente retardar o tempo de ignição. Por exemplo, no momento de realizar o controle de aquecimento sem carga da presente modalidade, adicionalmente, o controle é realizado para grandemente retardar o tempo de ignição comparado com o estado inativo após o final do aquecimento do motor de combustão interna. O tempo de ignição pode, por exemplo, ser ajustado a partir de 10° a 20° após o centro morto de topo de compressão (ATDC) na faixa. Por realizar o controle para grandemente retardar o tempo de ignição desse modo, é possível se fazer com que a temperatura do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 suba grandemente. Adicionalmente, quando se alterna o controle de aquecimento sem carga para o primeiro controle de aquecimento de catalisador, a velocidade do motor é preferivelmente mantida substancialmente constante. Aqui, se grandemente retardar o tempo de ignição, a velocidade do motor é reduzida. Por essa razão, no primeiro controle de aquecimento de catalisador, o controle é realizado para retardar o tempo de ignição e fazer com que a quantidade de admissão de ar aumente.

[054] O segundo controle de aquecimento de catalisador é o controle de alimentação de ar para o lado à montante do catalisador de purificação de exaustão na passagem de exaustão de motor. O segundo controle de aquecimento de catalisador inclui o controle para alimentar o ar para a passagem de exaustão de motor de modo a fazer com que os componentes que são contidos no gás de exaustão se oxidem e fazer com que a temperatura do gás de exaustão se eleve. Ou seja, o segundo controle de aquecimento de catalisador inclui o controle para acionar o dispositivo de alimentação de ar secundário 25.

[055] A figura 4 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 quando realiza o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. Na presente modalidade, após a decorrência de um predeterminado tempo, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é alternado para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o controle para realizar combustão estratificada na câmara de combustão 5 e grandemente retardar o tempo de ignição e o controle para alimentar ar secundário para a passagem de exaustão de motor são simultaneamente realizados. Por acionar o dispositivo de alimentação de ar secundário 25, é possível se alimentar o ar para a tubulação de exaustão 19. É possível fazer com que o monóxido de carbono ou os hidrocarbonetos que são contidos no gás de exaustão se oxidem e fazer com que a temperatura do gás de exaustão se eleve.

[056] Quando se realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador, a razão ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 é preferivelmente rica. Se o gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 contém uma grande quantidade de hidrocarbonetos não queimados ou monóxido de carbono, é possível se aumentar a quantidade de oxidação de hidrocarbonetos não queimados e o monóxido de carbono na passagem de exaustão de motor e é possível se efetivamente aumentar a temperatura do gás de exaustão. No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador na presente modalidade, o controle é realizado de modo que a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna rica. Ou seja, o controle é realizado de modo que a razão ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 se torna rica.

[057] Quando se realiza não só o controle para alimentar ar secundário, mas também o controle para grandemente retardar o tempo de ignição, uma combustão estratificada é realizada. Em relação a isso, no período de tempo quando a razão ar- combustível da câmara de combustão 5 como um todo é rica, se injetar uma quantidade similar de combustível como o primeiro controle de aquecimento de catalisador no curso de compressão, a concentração da mistura de ar e combustível em torno da vela de ignição 10 se torna muito alta e falhas na ignição acabam ocorrendo. Ou seja, se a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo é rica e forma um forte estado estratificado em torno da vela de ignição 10, o grau rico se torna muito alto e a combustão de combustível se torna instável.

[058] Os presentes inventores descobriram que quando a razão ar- combustível da câmara de combustão 5 como um todo é rica em estado, por limitar o combustível que é injetado no curso de compressão e enfraquecendo o grau de estratificação em torno da vela de ignição 10, é possível se retardar grandemente o tempo de ignição. Ou seja, eles descobriram que ao se formar um estado estratificado fraco em torno da vela de ignição 10, o tempo de ignição é grandemente retardado.

[059] No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, na câmara de combustão 5, a região de alta concentração 76a é formado em torno da vela de ignição 10 e uma região de baixa concentração 76b é formada no lado de fora da região de alta concentração 76a. As relações de ar e combustível da região de baixa concentração 76b e da região de alta concentração 76a se tornam ricas. Aqui, o grau de estratificação na câmara de combustão 5 é mais fraco do que o grau de estratificação no primeiro controle de aquecimento de catalisador. Por exemplo, a diferença entre a razão ar-combustível da região de alta concentração 76a e a razão ar-combustível da região de baixa concentração 76b no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador é menor do que a diferença entre a razão ar-combustível da região de alta concentração 75a e a razão ar-combustível da região de baixa concentração 75b no primeiro controle de aquecimento de catalisador. No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, ao se fazer a quantidade de injeção de combustível no curso de compressão menor do que o primeiro controle de aquecimento de catalisador, é possível se enfraquecer o grau de estratificação comparado com o primeiro controle de aquecimento de catalisador.

[060] No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, combustível é injetado de modo que a razão ar-combustível na câmara de combustão 5 como um todo se torna rica. No curso de admissão, o injetor de combustível 11 injeta combustível. Adicionalmente, no curso de compressão, o injetor de combustível 11 injeta combustível. Aqui, o combustível é injetado no curso de compressão pelo tempo e a quantidade de injeção pela qual um fraco estado estratificado é formado em torno da vela de ignição 10.

[061] Desse modo, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, por formar um fraco estado estratificado, o tempo de ignição pode ser grandemente retardado e a temperatura do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 pode ser elevada. Adicionalmente, ao se usar o dispositivo de alimentação de ar secundário 25 para alimentar oxigênio para o gás de exaustão, é possível se causar uma reação de oxidação do monóxido de carbono ou hidrocarbonetos não queimados que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 para fazer com que a temperatura do gás de exaustão se eleve. A razão ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 é rica, desse modo é possível oxidar a maior parte do combustível não queimado etc. na passagem de exaustão de motor.

[062] No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, high temperatura gás de exaustão pode ser alimentado para o catalisador de purificação de exaustão 20 e o catalisador de purificação de exaustão 20 podem ser aquecidos em um curto período de tempo. É possível se encurtar o tempo do estado onde o catalisador de purificação de exaustão 20 é menor do que a temperatura de ativação e possível se encurtar o tempo quando as propriedades do gás de exaustão deterioram. Por essa razão, é possível se reduzir a quantidade de descarga dos componentes que são contidos no gás de exaustão e não devem ser removidos. Por exemplo, quando o catalisador de purificação de exaustão 20 tem uma função de oxidação, é possível se reduzir a quantidade de descarga de hidrocarbonetos ou de monóxido de carbono que são descarregados para fora no período de tempo de controle de aquecimento de catalisador.

[063] Aqui, os modos de combustão na câmara de combustão 5 quando realiza o controle de aquecimento sem carga, o primeiro controle de aquecimento de catalisador, e o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador na presente modalidade serão explicados em detalhes. A Tabela 1 mostra os modos de combustão nos diferentes controles. Na Tabela 1, como um exemplo comparativo, o caso onde o estado da mistura de ar e combustível da câmara de combustão 5 é o estado homogêneo e a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo é a razão ar-combustível estequiométrica é descrito. Na presente modalidade, o referido modo de combustão é referido como o estado "homogêneo estequiométrica". Tabela 1

[064] No controle de aquecimento sem carga, o estado da mistura de ar e combustível da câmara de combustão 5 é um estado homogêneo. A razão ar- combustível da câmara de combustão 5 como um todo é rica. Na presente modalidade, o referido modo de combustão será referido como "homogênea rica". No controle que realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador e não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador, o estado da mistura de ar e combustível da câmara de combustão 5 é o "primeiro estado estratificado. A razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo é pobre, enquanto a razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 é rica. Na presente modalidade, o referido modo de combustão é referido como o "estratificado pobre". No controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o estado da mistura de ar e combustível da câmara de combustão 5 é um segundo estado estratificado mais fraco em grau de estratificação do que estratificado pobre. A razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo e razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 se torna rica. Na presente modalidade, o referido modo de combustão é referido como "fraco estratificado rico".

[065] Se comparar os referidos controles, a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo do controle de aquecimento sem carga pode ser produzido substancialmente o mesmo que a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo do controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. Em relação a isso, a razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 no momento de controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador se torna inferior do que no momento de controle de aquecimento sem carga. Adicionalmente, a razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 no momento de controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador se torna inferior do que no momento do primeiro controle de aquecimento de catalisador.

[066] Desse modo, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, a câmara de combustão 5 como um todo é tornada rica, mas por formar um fraco estado estratificado, o tempo de ignição pode ser grandemente retardado. Adicionalmente, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, a razão ar-combustível do gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 se torna rica. Por alimentar o ar secundário para a passagem de exaustão de motor, a temperatura do gás de exaustão pode ser produzida para adicionalmente subir. Desse modo, na presente modalidade, um grande retardamento da ignição e uma elevação de temperatura do gás de exaustão em virtude da alimentação de ar secundário pode ser simultaneamente alcançado.

[067] Aqui, a Tabela 1 descreve os valores das relações de ar e combustível de motores de combustão interna de tamanho médio e de tamanho pequeno. Por exemplo, um motor de combustão interna com um deslocamento de 3 litros ou menos corresponde a um motor de combustão interna de tamanho médio ou de tamanho pequeno. Se se tornar um motor de combustão interna de grande tamanho com um deslocamento maior do que 3 litros, algumas vezes a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo é ajustada para um lado relativamente rico. Ou seja, se um motor de combustão interna se torna grande em tamanho, a razão é algumas vezes ajustada de modo que a concentração de combustível se torna mais densa. Por exemplo, se um motor de seis cilindros ou de oito cilindros ou outro motor de grande tamanho, o deslocamento se torna grande. Nesse caso, por exemplo, a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo no primeiro controle de aquecimento de catalisador é ajustada para a região de 14,6 a 16. Adicionalmente, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo é ajustada para 10 a 14.

[068] Adicionalmente, o grau rico da razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 se torna a fórmula (1) a seguir. Quanto maior o grau rico, mais alta a concentração de combustível na mistura de ar e combustível em torno da vela de ignição 10 e menor a razão ar-combustível. A fórmula a seguir (1) é mostrada pela razão ar-combustível. Fraca estratificado rica < Homogênea rica < Estratificado pobre < Homogênea estequiométrica ...(1)

[069] Em relação a isso, quando se realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador simultaneamente, o gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 se torna rico em razão ar-combustível. Na passagem de exaustão de motor, o ar secundário é alimentado e parte dos hidrocarbonetos não queimados ou monóxido de carbono se queima, mas o gás de exaustão que alcança o catalisador de purificação de exaustão 20 contém hidrocarbonetos não queimados e monóxido de carbono.

[070] Logo após a partida do motor de combustão interna, o catalisador de purificação de exaustão 20 está em um estado de baixa temperatura. Por exemplo, no momento da partida fria etc., a temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 é a mesma que a temperatura da atmosfera em torno do motor de combustão interna. Quando no estado onde o catalisador de purificação de exaustão 20 está em baixa temperatura, se o primeiro controle de aquecimento de catalisador não é realizado mas o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador é realizado, mesmo se hidrocarbonetos não queimados, monóxido de carbono, ou outros componentes do gás de exaustão fluem para dentro, não muito pode ser removido de modo algum, assim o gás é descarregado dentro da atmosfera.

[071] Diferente disso, na presente modalidade, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é realizado, então o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador são simultaneamente realizados. No primeiro controle de aquecimento de catalisador, o gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão 5 está em um estado de uma razão ar-combustível pobre, desse modo os hidrocarbonetos não queimados e o monóxido de carbono podem ser queimados na passagem de exaustão de motor, ou seja, a assim chamada reação pós-combustão pode ser promovida. Por essa razão, os hidrocarbonetos não queimados e o monóxido de carbono podem ser impedidos de fluir para dentro do catalisador de purificação de exaustão 20. Mesmo no estado de baixa atividade do catalisador de purificação de exaustão 20, os hidrocarbonetos não queimados etc. podem ser impedidos de ser descarregados.

[072] Por realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador, o catalisador de purificação de exaustão 20 gradualmente eleva a temperatura. Se o catalisador de purificação de exaustão 20 eleva em temperatura, mesmo se menos do que a temperatura de ativação, um predeterminado coeficiente de remoção pode ser realizado. Ao se iniciar o controle para simultaneamente realizando o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador no estado onde um predeterminado coeficiente de remoção pode ser realizado, mesmo os hidrocarbonetos não queimados etc. que podem não ser completamente oxidados por alimentar o ar secundário pode ser removido pelo catalisador de purificação de exaustão 20. Por essa razão, os hidrocarbonetos não queimados etc. podem ser impedidos de serem descarregados na atmosfera.

[073] Por realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador, então realizar o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador desse modo, a descarga de hidrocarbonetos etc. dentro da atmosfera pode ser suprimida enquanto o catalisador de purificação de exaustão 20 pode ser elevado em temperatura para a temperatura de ativação ou mais em um curto período de tempo. Por essa razão, o gás de exaustão que é descarregado dentro da atmosfera pode ser aprimorado em propriedades. Ou seja, a quantidade dos componentes que são contidos no gás de exaustão e que devem ser removidos que é descarregada dentro da atmosfera pode ser reduzida. Observar que, no primeiro controle de aquecimento de catalisador da presente modalidade, o controle é realizado de modo que a razão ar-combustível da câmara de combustão como um todo se torna pobre e a razão ar-combustível da região de alta concentração se torna rica, mas a presente invenção não é limitada a isso. Na câmara de combustão, a região de alta concentração e uma região de baixa concentração com a concentração de combustível menor do que a região de alta concentração pode ser formada. Por exemplo, a razão ar-combustível da região de alta concentração pode ser produzida a razão ar-combustível estequiométrica.

[074] A figura 5 é um gráfico de tempo de controle no momento de partida de um motor de combustão interna na presente modalidade. No momento t0, o motor de combustão interna é iniciado alto. A velocidade do motor temporariamente eleva junto com a partida do motor de combustão interna. Na presente modalidade, o controle é realizado de modo que após a velocidade do motor temporariamente alta, a velocidade do motor é mantida constante. Adicionalmente, o controle é realizado de modo que o torque que o motor de combustão interna emite é mantido constante. Ou seja, uma pluralidade de tipos de controle de aquecimento de catalisador é realizada no estado inativo onde a demanda de carga é zero.

[075] No exemplo que é mostrado na figura 5, o controle de aquecimento sem carga é realizada junto com a partida do motor de combustão interna. O controle de retardamento de ignição para retardar o tempo de ignição e controle de alimentação de ar secundário para alimentar o ar secundário são parados. O controle é realizado de modo que na câmara de combustão 5, a razão ar- combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna fracamente rica no estado de uma mistura homogênea de ar e combustível. Ou seja, o modo é controlado para o modo de combustão homogênea rica.

[076] No controle de aquecimento sem carga da presente modalidade, o combustível é injetado no curso de admissão do ciclo de combustão e a injeção de combustível no curso de compressão é parada. Aqui, a quantidade total de injeção de combustível é a soma da quantidade de combustível que é injetado no curso de admissão e a quantidade de combustível que é injetado no curso de compressão. A razão de injeção do curso de admissão mostra a razão de combustível que é injetado no curso de admissão no combustível que é injetado a partir de um injetor de combustível 11. No controle de aquecimento sem carga, a razão de injeção do curso de admissão se torna "1" e a quantidade de injeção no curso de compressão se torna "0". A razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo e a razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 se torna a mesma. O tempo de ignição é, por exemplo, ajustado para antes do centro morto de topo de compressão. Na presente modalidade, no controle de aquecimento sem carga, o tempo de ignição é ajustado com base na velocidade do motor e na quantidade de injeção de combustível e outros aspectos do estado operacional.

[077] Na presente modalidade, o controle de aquecimento sem carga é realizado por um predeterminado tempo. No momento t1, o controle de aquecimento sem carga é alternado para o primeiro controle de aquecimento de catalisador. No momento t1, o controle de retardamento de ignição para grandemente retardar o tempo de ignição é realizado. Por outro lado, no controle de alimentação de ar secundário para alimentar ar secundário, o estado de parada é mantido. O torque que o motor de combustão interna emite e a velocidade do motor são mantidos substancialmente constantes.

[078] A razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo muda a partir do estado rico para o estado pobre. Adicionalmente, a razão de injeção do curso de admissão é abaixada e a quantidade de injeção de combustível no curso de compressão é produzida para aumentar. Combustível é injetado no curso de compressão para formar um estado estratificado. A razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 se torna o estado rico. No primeiro controle de aquecimento de catalisador, o tempo de ignição é grandemente retardado. Por exemplo, no controle de aquecimento sem carga, a ignição foi realizada antes do centro morto de topo de compressão, mas no primeiro controle de aquecimento de catalisador, a ignição é realizada após o centro morto de topo de compressão. Na presente modalidade, para manter a velocidade do motor substancialmente constante mesmo se retardar o tempo de ignição, a quantidade de ar de admissão é aumentada no momento t1.

[079] Na presente modalidade, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é realizada for um predeterminado tempo. Por realizar o controle de aquecimento sem carga e o primeiro controle de aquecimento de catalisador, é possível se aumentar a temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 a uma predeterminada temperatura. O catalisador de purificação de exaustão 20 pode remover os componentes na exaustão por um predeterminado coeficiente de remoção mesmo se a temperatura não alcançar a temperatura de ativação. O tempo para alternar a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador pode ser julgado por qualquer controle. Por exemplo, é também possível se estimar a temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 e, quando a temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 alcançar um predeterminado valor de julgamento de temperatura, alternar a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador.

[080] No momento t2, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é alternado para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. Embora continuando o controle para retardar o tempo de ignição como é, o dispositivo de alimentação de ar secundário 25 é usado para alimentar o ar secundário para a tubulação de exaustão 19. O controle é realizado de modo que na câmara de combustão 5, a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo se torna rica. Adicionalmente, o combustível é injetado no curso de compressão de modo a formar a fraco estado estratificado em torno da vela de ignição 10.

[081] No exemplo que é mostrado na figura 5, no momento t2, a quantidade total de injeção de combustível é aumentada. Adicionalmente, no momento t2, a razão de injeção do curso de admissão é produzida para aumentar. A quantidade de injeção de combustível no curso de compressão é produzida para diminuir. Na presente modalidade, o tempo de abertura do injetor de combustível 11 é produzido para diminuir de modo a fazer com que a quantidade de injeção de combustível no curso de compressão diminua. Adicionalmente, na presente modalidade, para impedir que o aumento do combustível que é alimentado dentro da câmara de combustão 5 faça com que a velocidade do motor aumente, a quantidade de ar de admissão é reduzida. No momento t2, a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo muda a partir de pobre para rica. A razão ar-combustível em torno da vela de ignição 10 cai.

[082] Desse modo, no momento t2, o primeiro controle de aquecimento de catalisador pode ser alternado para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador. O controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador pode ser finalizado quando o catalisador de purificação de exaustão 20 eleva para a predeterminada temperatura ou mais. Por exemplo, o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador pode ser terminado quando o catalisador de purificação de exaustão 20 se torna a temperatura de ativação ou mais. Alternativamente, é possível se calcular o valor cumulativo da quantidade de ar de admissão a partir do tempo de partida do motor de combustão interna e julgar que o catalisador de purificação de exaustão 20 alcançou a temperatura da temperatura de ativação ou mais quando o valor cumulativo da quantidade de ar de admissão excede um predeterminado julgamento de valor. Adicionalmente, é possível se terminar o controle após a decorrência de um predeterminado tempo.

[083] No momento t3, o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador é terminado. Na presente modalidade, após o final do controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o controle de aquecimento sem carga é realizado. No momento t3, o controle para retardar o tempo de ignição e o controle para alimentar o ar secundário são parados. O controle após o final do controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador não é limitado ao referido. É também possível se realizar o controle sem carga no momento de operação normal onde a razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo é controlada para a razão ar-combustível estequiométrica.

[084] A figura 6 é um gráfico de fluxo de controle operacional no momento de partida na presente modalidade. No gráfico de fluxo que é mostrado na figura 6, o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador será referido como o "terceiro controle de aquecimento de catalisador".

[085] Na etapa 111, a partida do motor de combustão interna é detectada, enquanto que na etapa 112, o controle de aquecimento sem carga é iniciado. Observar que, após a partida do motor de combustão interna, é também possível se realizar o controle que estima a temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 e proíbe o controle de aquecimento de catalisador quando a temperatura do catalisador de purificação de exaustão 20 é uma predeterminada temperatura ou mais.

[086] Em seguida, na etapa 113, é julgado se é o tempo para alternar a partir de controle de aquecimento sem carga para o primeiro controle de aquecimento de catalisador. Quando, na etapa 113, não é o tempo para alternar para o primeiro controle de aquecimento de catalisador, o controle de aquecimento sem carga é continuado. Quando, na etapa 113, é o tempo para alternar para o primeiro controle de aquecimento de catalisador, a rotina prossegue para a etapa 114. Na etapa 114, o controle de aquecimento sem carga é alternado para o primeiro controle de aquecimento de catalisador. Ou seja, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é iniciado.

[087] Em seguida, na etapa 115, é julgado se é o tempo para alternar para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, ou seja, o terceiro controle de aquecimento de catalisador. No exemplo que é mostrado na figura 6, é julgado se o tempo durante o qual o primeiro controle de aquecimento de catalisador está sendo realizado é um predeterminado tempo ou mais. Quando o tempo durante o qual o primeiro controle de aquecimento de catalisador é sendo realizada é um predeterminado tempo ou mais, pode ser julgado que é o tempo para alternar. Quando, na etapa 115, não é o tempo para alternar a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para o terceiro controle de aquecimento de catalisador, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é continuado. Se, na etapa 115, é o tempo para alternar para o terceiro controle de aquecimento de catalisador, a rotina prossegue para a etapa 116. Na etapa 116, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é alternado para o terceiro controle de aquecimento de catalisador.

[088] Em seguida, na etapa 117, é julgado se é o tempo para terminar do terceiro controle de aquecimento de catalisador. No exemplo que é mostrado na figura 6, é julgado se um predeterminado tempo decorreu a partir de quando da partida do terceiro controle de aquecimento de catalisador. Se realizar o terceiro controle de aquecimento de catalisador durante o predeterminado tempo, pode ser julgado que é o tempo para terminar do terceiro controle de aquecimento de catalisador. Quando, na etapa 117, não é o tempo para terminar do terceiro controle de aquecimento de catalisador, o terceiro controle de aquecimento de catalisador é continuado. Se, na etapa 117, é o tempo para terminar do terceiro controle de aquecimento de catalisador, a rotina prossegue para a etapa 118.

[089] Na etapa 118, o terceiro controle de aquecimento de catalisador é terminado. Ou seja, o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador é terminado. Na presente modalidade, o controle for se aquece o catalisador de purificação de exaustão é terminado e, por exemplo, controle de aquecimento sem carga é alternado.

[090] Na presente modalidade, controle de aquecimento sem carga é realizada após a partida do motor de combustão interna, mas a presente invenção não é limitada a isso. É também possível não se realizar o controle de aquecimento sem carga, mas se realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador logo após a partida do motor de combustão interna e, após o que, alternar para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador.

[091] Na presente modalidade, um motor de combustão interna que é proporcionado com um injetor do tipo de injeção direta de combustível que injeta combustível diretamente dentro da câmara de combustão foi ilustrado, mas a presente invenção não é limitada ao referido. O motor de combustão interna pode também ser proporcionado com um injetor de combustível que injeta combustível dentro da passagem de admissão de motor adicionalmente para um injetor do tipo de injeção direta de combustível. Ou seja, o motor de combustão interna pode ser proporcionado com um injetor de combustível que realiza injeção de porta adicionalmente para um injetor do tipo de injeção direta de combustível.

[092] No caso de um motor de combustão interna que é proporcionado com um injetor de combustível que realiza injeção de porta, em vez de injetar combustível no curso de admissão, o combustível pode ser injetado a partir do injetor de combustível que realiza injeção de porta. Por injetar combustível na passagem de admissão de motor, é possível se formar um estado homogêneo da mistura de ar e combustível na câmara de combustão. Por exemplo, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, é possível se injetar combustível a partir de a injetor do tipo de injeção direta de combustível no curso de compressão e adicionalmente injetar combustível a partir do injetor de combustível que realiza injeção de porta para realizar o controle de modo que a câmara de combustão como um todo se torna rica para desse modo formar um estado de combustão fraco estratificado rico.

[093] Adicionalmente, na presente modalidade, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é realizado, então o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador é realizada, mas a presente invenção não é limitada a isso. É também possível se realizar o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, então realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador.

Modalidade 2

[094]Com referência à figura 7 à figura 15, um motor de combustão interna na Modalidade 2 será explicado. Como explicado na Modalidade 1, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, mesmo se adicionalmente realizar combustão estratificada no estado de uma rica razão ar-combustível da câmara de combustão 5 como um todo, é possível se formar um fraco estado estratificado e desse modo evitar falha de ignição e continuar a queimar o combustível.

[095] Em relação a isso, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, ignição é grandemente retardado, então ar secundário é alimentado para a passagem de exaustão de motor. Por essa razão, a pressão da passagem de exaustão de motor se torna mais alta. Se a pressão da passagem de exaustão de motor se torna mais alta, a quantidade de gás de exaustão que permanece na câmara de combustão 5 aumenta. Ou seja, a quantidade de EGR interno (gás de exaustão de recirculação) aumenta. Se a quantidade de EGR interno aumenta, a habilidade de combustão se deteriora. Quando se alterna a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, a quantidade de EGR interno aumenta e a capacidade de combustão se deteriora. Portanto, no motor de combustão interna da presente modalidade, quando se alterna a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o controle é realizado para adicionalmente estabilizar a capacidade de combustão de combustível na câmara de combustão 5.

[096] A figura 7 é uma vista esquemática em seção transversal de um dispositivo de acionamento de válvula que aciona uma válvula de admissão e a válvula de exaustão da presente modalidade. O motor de combustão interna na presente modalidade é proporcionado com um mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 que muda o ângulo de operação da válvula de admissão 6. O came de admissão 53 é fixado a um eixo de came de admissão 56. A válvula de admissão 6 é acionada pelo came de admissão 53 através de um braço oscilante 52 e do mecanismo de mudança de ângulo de operação 51. Um came de exaustão 55 é fixado a um eixo de came de exaustão 57. A válvula de exaustão 8 é acionada por um came de exaustão 55 através do braço oscilante 54.

[097] A figura 8 é uma vista esquemática em perspectiva do mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 na presente modalidade. No motor de combustão interna da presente modalidade, duas válvulas de admissão são arranjadas em um cilindro. A figura 8 ilustra um mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 que aciona as duas válvulas de admissão em um cilindro. Com referência à figura 7 e a figura 8, o mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 inclui uma parte de entrada de cilindro 61, um came oscilante cilíndrico 62 que é arranjado em uma extremidade da parte de entrada 61, e um came oscilante cilíndrico 63 que é arranjado no outro lado da parte de entrada 61. A parte de entrada 61 e os cames oscilantes 62 e 63 são respectivamente suportados pelo tubo de suporte 64. A parte de entrada 61 e os cames oscilantes 62 e 63 são formados para serem capazes de girar sobre o tubo de suporte 64.

[098] O tubo de suporte 64 tem um orifício perfurado cilíndrico que se estende na direção axial. No referido orifício perfurado, um eixo de controle 65 é inserido. O eixo de controle 65 é formado para ser capaz de deslizar através do orifício do tubo de suporte 64 na direção axial do tubo de suporte 64. Em uma extremidade da parte do eixo de controle 65, um dispositivo acionador elétrico 66 é conectado. O dispositivo acionador elétrico 66 é formado de modo que o eixo de controle 65 é produzido para se mover com relação ao tubo de suporte 64. O dispositivo acionador elétrico 66 é controlado pela unidade de controle eletrônico 31. Ou seja, o mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 é controlado pela unidade de controle eletrônico 31.

[099] A parte de entrada 61 tem porções de braço 61a e 61b que se prendem em direção para o lado de fora. Entre as porções de braço 61a e 61b, um rolo 61c é arranjado. O rolo 61c é empurrado contra a face do came 53a do came de admissão 53. A parte de entrada 61 gira sobre o tubo de suporte 64 de acordo com o formato da face do came 53a. Por outro lado, os cames oscilantes 62 e 63 têm porções de nariz 62a e 63a que se fixam em direção dos lados de fora. As porções de nariz 62a e 63a são formadas para serem capazes de entrar em contato contra o braço oscilante 52.

[0100] Entre a parte de entrada 61 e os cames oscilantes 62 e 63 e o eixo de controle 65, um mecanismo de acionamento é arranjado. O referido mecanismo de acionamento é formado de modo que se o eixo de controle 65 se move com relação ao tubo de suporte 64 como mostrado pelas setas 91 e 92, a parte de entrada 61 e os cames oscilantes 62 e 63 giram em direções oposta um em relação ao outro. Por exemplo, se o eixo de controle 65 é produzido para se mover com relação ao tubo de suporte 64 na direção que é mostrada pela seta 91, a parte de entrada 61 gira em uma direção que é mostrada pela seta 93, enquanto os cames oscilantes 62 e 63 giram na direção que é mostrada pela seta 94. Se ao fazer o eixo de controle 65 se mover com relação ao tubo de suporte 64 na direção que é mostrada pela seta 92, a parte de entrada 61 gira na direção oposta a partir da direção que é mostrada pela seta 93 e os cames oscilantes 62 e 63 giram na direção oposta à direção que é mostrada pela seta 94. Desse modo, o mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 na presente modalidade pode mudar o ângulo relativo entre o rolo 61c da parte de entrada 61 e as porções de nariz 62a e 63a dos cames oscilantes 62 e 63.

[0101] Com referência à figura 7, o rolo 61c é orientado por uma mola 67 em direção ao came de admissão 53. Se o came de admissão 53 gira, a porção de nariz de came 53b empurra contra o rolo 61c da parte de entrada 61 e a parte de entrada 61 gira. Desse modo, os cames oscilantes 62 e 63 giram juntos com a parte de entrada 61. Por os cames oscilantes 62 e 63 giratórios, as porções de nariz 62a e 63a empurram contra o braço oscilante 52. A válvula de admissão 6 se move por ser empurrada contra o braço oscilante 52 com o que a válvula de admissão 6 opens.

[0102] Aqui, a quantidade de movimento da válvula de admissão 6 quando empurrada contra o braço oscilante 52 muda dependendo do ângulo relativo entre o rolo 61c e as porções de nariz 62a e 63a sobre o eixo. Se o ângulo relativo do rolo 61c e as porções de nariz 62a e 63a se torna maior, o período de tempo durante o qual as porções de nariz 62a e 63a empurram contra a válvula de admissão 6 se torna mais longo e a quantidade de movimento se torna maior. Ou seja, quando visto a partir da lateral, se a distância entre a extremidade dianteira do rolo 61c e a extremidade dianteiras das porções de nariz 62a e 63a se torna mais longa, o ângulo de operação da válvula de admissão 6 se torna maior e a quantidade de movimento da válvula de admissão 6 também se torna maior. Diferente disso, se o ângulo relativo entre o rolo 61c e as porções de nariz 62a, 63a se torna menor, o ângulo de operação da válvula de admissão 6 se torna menor e a quantidade de elevação da válvula de admissão 6 se torna menor.

[0103] Se o mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 da presente modalidade faz com que o eixo de controle 65 se mova na direção que é mostrada pela seta 91, o ângulo de operação da válvula de admissão 6 se torna maior e a quantidade de movimento (quantidade de elevação) da válvula de admissão 6 pode ser produzido maior. Adicionalmente, se ao se fazer o eixo de controle 65 se mover na direção que é mostrada pela seta 92, o ângulo de operação da válvula de admissão 6 se torna menor e a quantidade de movimento (quantidade de elevação) da válvula de admissão 6 se torna menor.

[0104] A figura 9 é um gráfico que explica a função do mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 na presente modalidade. A abscissa é o ângulo de manivela, enquanto a ordenada é a quantidade de movimento da válvula de admissão ou válvula de exaustão. No gráfico da válvula de admissão, o caso do ângulo normal de operação é mostrado pela linha sólida, enquanto o caso de um ângulo de operação pequeno ondo ângulo de operação é produzido pequeno é mostrado pela linha pontilhada. O ângulo de operação é uma faixa de ângulo de manivela no período de tempo durante o qual a válvula de admissão ou válvula de exaustão é aberta. No caso de um ângulo normal de operação, o valor de admissão é fechado no ângulo de manivela CA1. Por outro lado, no caso de um pequeno ângulo de operação, a válvula de admissão é fechada no ângulo de manivela CA2.

[0105] O mecanismo de mudança de ângulo de operação 51 pode, como mostrado pela seta 121, mudar o ângulo normal de operação para um pequeno ângulo de operação. Por mudar o ângulo normal de operação para um pequeno ângulo de operação, como mostrado pela seta 122, o tempo de fechamento da válvula de admissão pode ser avançado.

[0106] Na presente modalidade, quando se muda a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o controle para fazer o ângulo de operação da válvula de admissão 6 reduzir é realizado. Ao se fazer o ângulo de operação da válvula de admissão 6 reduzir, o tempo de fechamento da válvula de admissão 6 é avançado. Na presente modalidade, o tempo de fechamento da válvula de admissão 6 é avançado. A válvula de admissão 6 é fechada próximo onde o pistão 3 é posicionado no centro morto de fundo. Pelo tempo de fechamento da válvula de admissão se tornar mais rápido, é possível se elevar a razão de compressão atual na câmara de combustão 5. É possível se fazer a temperatura da câmara de combustão 5 quando o pistão 3 alcançar a elevação do centro morto de topo. Ou seja, é possível se fazer com que a temperatura final de compressão suba. Como um resultado, é possível se estabilizar a combustão na câmara de combustão 5.

[0107] A figura 10 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 quando orienta a válvula de admissão 6 por um ângulo normal de operação. A figura 10 mostra o estado quando a válvula de admissão 6 se moveu ao máximo. No ângulo normal de operação, a quantidade de movimento da válvula de admissão 6 é grande, de modo9 que a área de seção de fluxo do trajeto de fluxo sobre os lados da parte de porção de cabeça da válvula de admissão 6 e dentro da câmara de combustão 5 se torna maior. Por essa razão, na câmara de combustão 5, como mostrado pela seta 123, um fluxo de queda é formado. Um fluxo de queda tem a ação de obstruir o voo de spray de combustível que é injetado a partir do injetor de combustível 11 na segunda metade do curso de compressão. Ou seja, o fluxo de queda agita a mistura de ar e combustível dentro da câmara de combustão 5. Como um resultado, a formação de um estado estratificado na câmara de combustão 5 é obstruída.

[0108] A figura 11 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 no caso de orientar a válvula de admissão 6 por um pequeno ângulo de operação. A figura 11 mostra o estado onde a válvula de admissão 6 se moveu ao máximo. A quantidade de movimento da válvula de admissão 6 se torna menor, de modo que o trajeto de fluxo entre a saída da porta de admissão 7 e a parte de porção de cabeça da válvula de admissão 6 se torna menor. A área de seção de fluxo do trajeto de fluxo sobre os lados da parte de porção de cabeça da válvula de admissão 6 e dentro da câmara de combustão 5 se torna menor. Por essa razão, o ar que flui para dentro a partir da porta de admissão 7, como mostrado pela seta 124, se dispersa em várias direções com o que a ocorrência de fluxo de queda é suprimida.

[0109] Adicionalmente, se ao se orientar a válvula de admissão 6 por um pequeno ângulo de operação, como mostrado na figura 9, um estado é alcançado onde a sobreposição da válvula de admissão 6 e válvula de exaustão 8 é evitada. A válvula de admissão 6 se abre durante o período de tempo quando o pistão 3 desce. Quando a válvula de admissão 6 se abre, a câmara de combustão 5 se torna uma pressão negativa, de modo que o ar flui para dentro a partir de a porta de admissão 7 em uma alta velocidade em um curto período de tempo. Em virtude desse fluxo de ar, a ocorrência de um fluxo de queda é adicionalmente suprimido.

[0110] Ao se fazer o ângulo de operação da válvula de admissão menor desse modo, é possível se suprimir o fluxo de queda que ocorre na câmara de combustão 5. Como um resultado, quando injetar combustível a partir de um injetor de combustível 11 no curso de compressão, o voo do spray de combustível é impedido de ser obstruído e o desejado estado estratificado pode ser formado. Como um resultado, a combustão na câmara de combustão 5 pode ser estabilizada.

[0111] A figura 12 mostra um gráfico do coeficiente de flutuação de combustão quando se faz o ângulo de operação da válvula de admissão 6 mudar. A abcissa é o tempo de injeção de combustível, enquanto a ordenada é o coeficiente de flutuação de combustão. Quanto menor o coeficiente de flutuação de combustão se torna, menor a variação em combustão nos respectivos ciclos de combustão e a combustão de combustível estabiliza. É sabido que em uma ampla faixa do tempo de injeção, o acionamento da válvula de admissão 6 por um pequeno ângulo de operação resulta em um menor coeficiente de flutuação de combustão comparado com o acionamento da válvula de admissão 6 por um ângulo de operação ordinário. Ou seja, é sabido que ao se reduzir o ângulo de operação, a combustão se estabiliza.

[0112] Em seguida, na presente modalidade, quando se alterna a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, para estabilizar a capacidade de combustão de combustível na câmara de combustão 5, o controle para avançar o tempo de injeção de combustível no curso de compressão é realizada.

[0113] A figura 13 é uma vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 que explica outro controle para estabilizar a combustão. A figura 14 mostra outra vista esquemática em seção transversal da câmara de combustão 5 que explica outro controle para estabilizar a combustão. A figura 14 é uma vista esquemática em seção transversal que explica o estado da câmara de combustão 5 quando se usa a vela de ignição 10 para a ignição. Quando a maior parte do combustível que é injetado a partir de um injetor de combustível 11 colide com a cavidade 3a, o combustível se junta em torno da vela de ignição 10.

[0114] Com referência à figura 13, em outro controle para estabilizar a combustão, o tempo de injeção de combustível no curso de compressão é avançado. Por avançar o tempo de injeção de combustível, como mostrado pela seta 125, pelo menos parte do combustível colide na superfície de topo do pistão 3 ao mesmo tempo em que evita a cavidade 3a do pistão 3. Como um resultado, como mostrado na figura 14, é possível se fazer com que o combustível se junte na posição em afastamento a partir da vela de ignição 10. É possível se deslocar a posição da vela de ignição 10 a partir da parte central da região de alta concentração 76a onde a concentração de combustível é alta. Por realizar esse controle, é possível se impedir que a concentração de combustível em torno da vela de ignição 10 se torne muito alta. É possível se enfraquecer com facilidade o grau de estratificação em torno da vela de ignição 10 com o que a combustão de combustível se torna estável na câmara de combustão 5.

[0115] Observar que, no controle que avança o tempo de injeção do injetor de combustível 11, é também possível se formar um estado estratificado reverso que forma uma região de baixa concentração em torno da vela de ignição 10 e forma uma região de alta concentração na periferia da câmara de combustão 5.

[0116] Em seguida, na presente modalidade, quando se alterna a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, para estabilizar a capacidade de combustão do combustível na câmara de combustão 5, o controle que diminui a pressão de injeção do injetor de combustível 11 é realizada.

[0117] Com referência à figura 1, o motor de combustão interna da presente modalidade usa a bomba de alta pressão 83 para alimentar combustível a um injetor de combustível 11. Quando se alterna para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o controle que diminui a pressão de combustível que é alimentado para o injetor de combustível 11 pode ser realizada. Ou seja, no controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador, o controle que diminui a pressão de combustível que é injetado a partir de um injetor de combustível 11 abaixo da pressão no primeiro controle de aquecimento de catalisador pode ser realizado.

[0118] O motor de combustão interna da presente modalidade é proporcionado com um dispositivo de mudança de pressão de injeção que muda a pressão de injeção de um injetor de combustível 11. Na presente modalidade, um sinal de pulso de controle a partir da unidade de controle eletrônico 31 é usado para orientar a bomba de alta pressão 83. A unidade de controle eletrônico 31 muda a razão de trabalho do sinal de pulso de controle (razão de tempo quando o sinal está ligado no tempo total de tempo quando sinal está ligado e tempo quando está desligado) de modo a ajustar a pressão de descarga da bomba de alta pressão 83. O controle para diminuir a pressão do combustível que é alimentado para o injetor de combustível 11 não é limitado a isso. Qualquer dispositivo ou controle pode ser empregado.

[0119] Por realizar o controle para fazer a pressão do combustível que é injetado a partir do injetor de combustível 11 cair, é possível se reduzir a quantidade de injeção de combustível mesmo se a extensão de tempo durante o qual o injetor de combustível 11 é aberto for a mesma. Adicionalmente, a injeção de uma pequena quantidade de combustível se torna possível. Adicionalmente, uma vez que a pressão de injeção é pequena, a força de penetração do spray do combustível é reduzida e o grau de estratificação se torna mais fraco. Desse modo, o estado de um estratificado fraco pode ser facilmente formado e combustão pode ser estabilizada.

[0120] A figura 15 é um gráfico de tempo de controle no momento de partida do motor de combustão interna na presente modalidade. Na presente modalidade, adicionalmente para o controle na Modalidade 1 que é mostrado na figura 5, um controle adicional é realizado. No momento t0, o motor de combustão interna é iniciado enquanto no momento t1, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é iniciado do mesmo modo que na Modalidade 1. No momento t2, o primeiro controle de aquecimento de catalisador é alternado para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador do mesmo modo que na Modalidade 1.

[0121] No controle na presente modalidade, no momento t2, o controle para avançar o tempo de injeção de combustível no curso de compressão é realizado. Na presente modalidade, o tempo é avançado de modo que o combustível que é injetado no curso de compressão alcança a posição em afastamento a partir da cavidade da superfície de topo do pistão. Adicionalmente, no momento t2, o controle para fazer o ângulo de operação da válvula de admissão 6 menor é realizado. Ao se fazer o ângulo de operação da válvula de admissão 6 menor, a abertura tempo da válvula de admissão é retardada e o tempo de fechamento da válvula de admissão é avançado. No exemplo que é mostrado na figura 15, o tempo de fechamento da válvula de admissão é avançado para próximo do centro morto de fundo. Adicionalmente, a quantidade de movimento da válvula de admissão é reduzida. Adicionalmente, no momento t2, o controle é realizado para reduzir a pressão de injeção do combustível. Na presente modalidade, o controle é realizado para reduzir a pressão de descarga da bomba de alta pressão.

[0122] Por empregar pelo menos um controle entre a pluralidade de controles para estabilizar a combustão na presente modalidade, é possível se aprimorar a capacidade de combustão de combustível logo após alternar a partir do primeiro controle de aquecimento de catalisador para controlar para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador ou durante o período de tempo de controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador.

[0123] Na presente modalidade, um mecanismo de mudança de ângulo de operação que pode mudar o ângulo de operação da válvula de admissão de modo contínuo é empregado, mas a presente invenção não é limitada a isso. É possível se empregar qualquer mecanismo que pode mudar o ângulo de operação de uma válvula de admissão. Adicionalmente, é possível se empregar qualquer mecanismo que pode mudar o tempo de fechamento da válvula de admissão. Por exemplo, o mecanismo de mudança de ângulo de operação inclui uma pluralidade de tipos de cames de admissão. Por alternar os cames de admissão, é também possível se mudar o ângulo de operação da válvula de admissão. Adicionalmente, é também possível se mudar a fase do came de admissão eixo de modo a fazer com que o tempo de fechamento da válvula de admissão mude.

[0124] O resto das constituições, ações, e efeitos são similares aos da Modalidade 1, de modo que explicações não serão repetidas aqui.

[0125] As modalidades acima podem ser adequadamente combinadas. Nos procedimentos de controle acima, é possível se mudar de modo adequado as ordens das etapas em uma faixa onde as funções e as ações não são mudadas. Nas figuras acima mencionadas, as mesmas partes ou correspondentes são atribuídas com as mesmas notações de referência. Observar que, as modalidades são ilustrativas e não limitam a presente invenção. Adicionalmente, nas modalidades, as mudanças nas modalidades mostradas nas reivindicações são incluídas. Lista de Sinais de Referência 1. porção de corpo de motor 3. pistão 3a. cavidade 5. câmara de combustão 6. válvula de admissão 7. porta de admissão 10. vela de ignição 11. injetor de combustível 19. tubulação de exaustão 20. catalisador de purificação de exaustão 25. dispositivo de alimentação de ar secundário 27. bomba de ar 28. válvula de comutação de ar 31. unidade de controle eletrônico 51. mecanismo de mudança de ângulo de operação 52. braço oscilante 53. came de admissão 61. parte de entrada 61c. rolo 62. 63. Came oscilante 62a, 63a. porção de nariz 64. tubo de suporte 65. eixo de controle 66. dispositivo acionador elétrico 75a, 76a. região de alta concentração 75b, 76b. região de baixa concentração 81. tanque de combustível 83. bomba de alta pressão

Claims

1. Motor de combustão interna compreendendo: um injetor de combustível dentro do cilindro (11) para injetar combustível para um interior de uma câmara de combustão (5); um catalisador de purificação de exaustão (20) que é arranjado em uma passagem de exaustão de motor; um dispositivo de alimentação de ar secundário (25) para alimentar ar em um lado à montante do catalisador de purificação de exaustão (20) na passagem de exaustão de motor; um dispositivo de controle (31) para controlar o injetor de combustível dentro do cilindro (11) e o dispositivo de alimentação de ar secundário (25); e um dispositivo de ignição para inflamar uma mistura de ar-combustível de combustível e ar na câmara de combustão (5); em que o dispositivo de controle (31) é formado para ser capaz de realizar primeiro controle de aquecimento de catalisador e segundo controle de aquecimento de catalisador que promovem uma elevação da temperatura do catalisador de purificação de exaustão (20), CARACTERIZADO pelo fato de que: o primeiro controle de aquecimento de catalisador inclui um controle que injeta combustível a partir do injetor de combustível dentro do cilindro (11) em um curso de compressão para formar uma região de alta concentração (75a) onde uma concentração de combustível em parte da câmara de combustão (5) se eleva e uma região de baixa concentração (75b) onde a concentração do combustível é menor do que na região de alta concentração (75a), e um controle que retarda um tempo de ignição para fazer com que uma temperatura de um gás de exaustão que flui para fora a partir da câmara de combustão (5) se eleve, o segundo controle de aquecimento de catalisador inclui um controle que alimenta ar para dentro da passagem de exaustão de motor para fazer com que componentes que estão contidos no gás de exaustão oxidem para fazer com que a temperatura do gás de exaustão se eleve, o dispositivo de controle (31) é configurado para realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador após partida do motor de combustão interna no estado em que não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador e realizar controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador após realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador, o controle que realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador no estado em que não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador é um controle que forma um primeiro estado estratificado onde a razão ar-combustível da câmara de combustão (5) como um todo se torna pobre e onde a razão ar- combustível da região de alta concentração (75a) se torna rica, e o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador é um controle que forma um segundo estado estratificado onde a razão ar-combustível da câmara de combustão (5) como um todo se torna rica no momento de ignição e onde o grau de estratificação é mais fraco do que no primeiro estado estratificado.

2. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende um mecanismo de mudança de ângulo de operação (51) para mudar um ângulo de operação de uma válvula de admissão (6), em que o dispositivo de controle (31) é configurado para realizar controle para alternar a partir do controle que realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador no estado em que não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador e para fazer com que o ângulo de operação da válvula de admissão (6) diminua.

3. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle (31) é configurado para alternar a partir do controle que realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador no estado em que não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador no período de tempo durante o qual uma carga após partida do motor de combustão interna é constante.

4. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle (31) é configurado para realizar controle que alterna a partir do controle que realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador no estado em que não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador e que faz com que uma quantidade de combustível que é injetada a partir do injetor de combustível dentro do cilindro (11) no curso de compressão reduza ao mesmo tempo em que se aumenta a razão de combustível injetado através do injetor de combustível dentro do cilindro (11) que é injetada no curso de admissão.

5. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende um dispositivo de mudança de pressão de injeção para mudar uma pressão de injeção do injetor de combustível dentro do cilindro (11), em que o dispositivo de controle (31) é configurado para realizar um controle que faz com que a pressão de injeção do injetor de combustível dentro do cilindro (11) diminua de modo a fazer com que uma quantidade de combustível que é injetada a partir do injetor de combustível dentro do cilindro (11) no curso de compressão diminua.

6. Motor de combustão interna, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de controle (31) é configurado para fazer com que um tempo de injeção do injetor de combustível dentro do cilindro (11) no curso de compressão avance quando se alterna a partir do controle que realiza o primeiro controle de aquecimento de catalisador no estado em que não realiza o segundo controle de aquecimento de catalisador para o controle para simultaneamente realizar o primeiro controle de aquecimento de catalisador e o segundo controle de aquecimento de catalisador.