BR112018003259B1 - Dispositivo de controle de motor e método para controle de motor - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIVO DE CONTROLE DE MOTOR E MÉTODO PARA CONTROLE DE MOTOR. Um motor inclui um mecanismo de razão de compressão variável adaptado para alterar uma razão de compressão de um motor e um supercompressor adaptado para fornecer um ar comprimido ao motor. Um dispositivo de controle de motor que controla o motor controla o mecanismo de razão de compressão variável definindo-se a razão de compressão-alvo de modo que, quanto mais for a responsividade de uma elevação de pressão de supercompressão pelo supercompressor, menor será a razão de compressão- alvo.

Description

CAMPO DA TÉCNICA
[001] A presente invenção se refere a um dispositivo de controle de um motor e a um método para controle de um motor.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
[002] O documento JP2011-21524A revela que, em um motor de razão de compressão variável que tem um turbossupercompressor, quando a reaceleração é realizada após a desaceleração, uma razão de compressão é diminuída após ser determinado que a detonação está propensa a ocorrer.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[003] De acordo com o documento supracitado, a razão de compressão é diminuída após ser determinado que a detonação é propensa a ocorrer, porém, se a elevação de uma pressão de supercompressão através do turbossupercompressor for mais rápida do que uma velocidade de alteração de razão de compressão, a detonação não pode ser suprimida.
[004] Um objetivo da presente invenção consiste em suprimir a detonação em um motor de razão de compressão variável que tem um supercompressor.
[005] De acordo com uma modalidade da presente invenção, um motor compreende um mecanismo de razão de compressão variável adaptado para alterar uma razão de compressão de um motor e um supercompressor adaptado para fornecer um ar comprimido ao motor. Um dispositivo de controle de motor que controla o motor controla o mecanismo de razão de compressão variável definindo-se a razão de compressão-alvo de modo que, quanto mais for a responsividade de uma elevação de pressão de supercompressão pelo supercompressor, menor será a razão de compressão-alvo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[006] A Figura 1 é uma vista explicativa da configuração inteira de um sistema de motor.
[007] A Figura 2 é uma vista explicativa de um motor de razão de compressão variável.
[008] A Figura 3 é uma primeira vista para explicar um método para alteração de razão de compressão pelo motor de razão de compressão variável.
[009] A Figura 4 é uma segunda vista para explicar um método para alteração de razão de compressão pelo motor de razão de compressão variável.
[010] A Figura 5 é um gráfico de tempo de controle de alteração de razão de compressão.
[011] A Figura 6 é um fluxograma do controle de alteração de razão de compressão.
[012] A Figura 7 é um mapa de um valor de limiar de velocidade de revolução de T/C adquirido a partir de uma velocidade de revolução de motor.
[013] A Figura 8 é um mapa de uma razão de compressão-alvo adquirida a partir da velocidade de revolução de motor e da velocidade de revolução de T/C.
[014] A Figura 9 é um mapa de uma razão de compressão definida adquirida a partir da velocidade de revolução de motor e uma carga.
[015] A Figura 10 é um gráfico em uma relação entre uma diferença de razão de compressão e a velocidade de revolução de T/C.
[016] A Figura 11 é uma vista explicativa de uma relação entre a velocidade de alteração de razão de compressão e uma velocidade de alteração de pressão de supercompressão.
[017] A Figura 12 é uma vista de configuração de um sistema de motor em uma segunda modalidade.
[018] A Figura 13 é uma vista explicativa da velocidade de revolução de T/C em relação a uma temperatura de escape.
[019] A Figura 14 é uma vista de configuração de um sistema de motor em uma terceira modalidade.
[020] A Figura 15 é uma vista explicativa da velocidade de revolução de T/C em relação a uma pressão de escape.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES
[021] As modalidades da presente invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos em anexo e similares. (Primeira modalidade)
[022] A Figura 1 é uma vista explicativa da configuração inteira de um sistema de motor. Um motor 100 em um sistema de motor 1 é um motor de razão de compressão variável. O motor de razão de compressão variável tem capacidade para alterar uma razão de compressão mecânica através da operação de um atuador. Um exemplo de um mecanismo do motor de razão de compressão variável será descrito posteriormente.
[023] Ademais, o motor 100 inclui um turbossupercompressor 7. O turbossupercompressor 7 inclui um compressor 7a e uma turbina 7b conectados por uma haste 7c. O compressor 7a é disposto em uma passagem de entrada 51a do motor 100. A turbina 7b é disposta em uma passagem de escape 52a do motor 100. Como resultado, quando a turbina 7b é girada pela energia de escape do motor 100, o compressor 7a também é girado e alimenta por pressionamento um ar de entrada a um lado a jusante. No presente documento, a energia de escape se refere à energia de um escape do motor que aciona um supercompressor tipo escape como o turbossupercompressor 7, e como um índice de sua intensidade, uma velocidade de revolução do supercompressor, uma temperatura de escape ou uma pressão em um lado a montante do supercompressor pode ser exemplificada. Na explicação a seguir, uma velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 é denominada simplesmente como uma velocidade de revolução de T/C em alguns casos. A velocidade de revolução de T/C é obtida através de um sensor de velocidade de revolução de T/C 32.
[024] Ademais, o motor 100 inclui um sensor de ângulo de manivela 37. O sensor de ângulo de manivela 27 detecta um ângulo de manivela no motor 100. O sensor de ângulo de manivela 37 é conectado a um controlador 50 e o controlador 50 pode obter um ângulo de manivela do motor 10.
[025] Ademais, na passagem de entrada 51a do motor 100 em um lado a jusante do compressor 7a, é disposto um refrigerador intermediário 31. Ademais, na passagem de entrada 51a, uma aceleração de controle eletrônico 41 é fornecida a jusante de um refrigerador intermediário 31 e uma abertura de aceleração é controlada pelo controlador 50. Ademais, mais a jusante da aceleração de controle eletrônico 41, é fornecido um tanque coletor 46.
[026] Uma passagem de recirculação 34 se ramifica a partir da passagem de entrada 51a e é conectada a uma passagem de entrada 51b. A passagem de recirculação 34 se desvia do compressor 7a. Na passagem de recirculação 34, é fornecida uma válvula de recirculação 33, e a abertura/o fechamento da mesma é controlado pelo controlador 50. Controlando-se a abertura/o fechamento da válvula de recirculação 33, uma pressão de supercompressão a jusante do compressor 7a é ajustada de modo a não se tornar muito alta.
[027] Ademais, um medidor de fluxo de ar 38 é fornecido na passagem de entrada 51b no lado a montante do compressor 7a. O medidor de fluxo de ar 38 é conectado ao controlador 50. Então, o controlador 50 obtém uma quantidade de entrada que passa através da passagem de entrada 51b.
[028] Na passagem de escape 52a, é fornecida uma passagem de desvio que se desvia da turbina 7b. E é fornecida uma válvula de guilhotina de resíduos 19 para controlar a abertura/o fechamento dessa passagem de desvio. A válvula de guilhotina de resíduos 19 tem sua abertura/seu fechamento controlado pelo controlador 50.
[029] Em uma passagem de escape 52b, são fornecidos os catalisadores de escape 44 e 45 para a purificação de escape. Para os catalisadores de escape 44 e 45, são usados catalisadores de três vias ou similares.
[030] A passagem de entrada 51b e a passagem de escape 52b são conectadas através de uma passagem de EGR 53. Na passagem de EGR 53, é fornecido um refrigerador de EGR 43. Ademais, na passagem de EGR 53, é fornecida uma válvula de EGR 42. A válvula de EGR 42 é conectada ao controlador 50. Então, de acordo com uma condição de operação do motor 100, a abertura da válvula de EGR 42 é controlada pelo controlador 50.
[031] Na passagem de escape 52b, uma válvula de admissão 39 é fornecida entre uma porção de conexão com a passagem de EGR 53 e o medidor de fluxo de ar 38. A válvula de admissão 39 tem sua abertura/seu fechamento controlado pelo controlador 50 e é gerada uma pressão diferencial entre a passagem de entrada 51b e a passagem de escape 52b. Então, por meio de sua pressão diferencial, um gás de EGR da passagem de escape 52 pode ser introduzido mais facilmente.
[032] O controlador 50 lê uma saída dos vários sensores supracitados e dos outros sensores, não mostrados, e executa o controle de temporização de ignição, uma razão de ar-combustível e similares com base nos mesmos. Ademais, o controlador 10 executa o controle de alteração de razão de compressão que será descrito posteriormente.
[033] Subsequentemente, um exemplo de um mecanismo do motor de razão de compressão variável 100 será descrito. Como o motor de razão de compressão variável 100, um motor de razão de compressão variável configurado da forma a seguir pode ser empregado, por exemplo.
[034] A Figura 2 é uma vista explicativa do motor de razão de compressão variável. O motor 100 inclui um mecanismo de razão de compressão variável 101 que altera continuamente a razão de compressão mecânica através da alteração de um curso de pistão. Nessa modalidade, um mecanismo de razão de compressão variável de ligação dupla que é bem conhecido através do documento JP2001- 227367A, por exemplo, é aplicado como um mecanismo de razão de compressão variável. Doravante no presente documento, o motor 100 que inclui esse mecanismo de razão de compressão variável de ligação dupla é denominado o “motor de razão de compressão variável 100”.
[035] No motor de razão de compressão variável 100, um pistão 122 e uma haste de manivela 121 são acoplados por duas ligações (ligação superior (primeira ligação) 111, ligação inferior (segunda ligação) 112), e a ligação inferior 112 é controlada por uma ligação de controle (terceira ligação) 113, de modo a alterar a razão de compressão mecânica.
[036] A ligação superior 111 tem sua extremidade superior acoplada ao pistão 122 através de um pino de pistão 124 e uma extremidade inferior acoplada a uma extremidade da ligação inferior 112 através de um pino de acoplamento 125. O pistão 122 é encaixado de modo deslizável com um cilindro 120 formado em um bloco de cilindro 123 e reciproca no cilindro 120 através do recebimento de uma pressão de combustão.
[037] A ligação inferior 112 tem uma extremidade acoplada à ligação superior 111 através do pino de acoplamento 125 e a outra extremidade acoplada à ligação de controle 113 através de um pino de acoplamento 126. Ademais, a ligação inferior 112 tem um pino de manivela 121b da haste de manivela 121 inserido em um orifício de acoplamento substancialmente em um centro e oscila através do uso do pino de manivela 121b como uma haste central. A ligação inferior 112 pode ser dividida em dois membros de direita e esquerda. A haste de manivela 121 inclui uma pluralidade de munhões 121a e o pino de manivela 121b. O munhão 121a é sustentado de modo giratório pelo bloco de cilindro 123 e uma armação de escada 128. O pino de manivela 121b é excêntrico em relação ao munhão 121a em uma quantidade predeterminada, e no presente documento, a ligação inferior 112 é acoplada com capacidade para oscilar.
[038] A ligação de controle 113 é acoplada à ligação inferior 112 através do pino de acoplamento 126. Ademais, a ligação de controle 113 tem a outra extremidade acoplada a uma haste de controle 114 através de um pino de acoplamento 127. A ligação de controle 113 oscila ao redor desse pino de acoplamento 127. Ademais, uma engrenagem é formada na haste de controle 114, e essa engrenagem é entrelaçada com um pinhão 132 fornecido em uma haste giratória 133 de um atuador de alteração de razão de compressão 131. A haste de controle 114 é girada pelo atuador de alteração de razão de compressão 131, e o pino de acoplamento 127 é movido.
[039] A Figura 3 é uma primeira vista para explicar um método para alteração de razão de compressão pelo motor de razão de compressão variável. A Figura 4 é uma segunda vista para explicar o método para alteração de razão de compressão pelo motor de razão de compressão variável.
[040] O motor de razão de compressão variável 100 altera a razão de compressão mecânica girando-se a haste de controle 114 por meio de controle do atuador de alteração de razão de compressão 131 pelo controlador 50 de modo a alterar para uma posição do pino de acoplamento 127. Como ilustrado em (A) na Figura 3 e na Figura 4, por exemplo, definindo-se o pino de acoplamento 127 em uma posição P, uma posição de ponto morto superior (TDC) se torna alta, e uma razão de compressão se torna alta.
[041] Então, como ilustrado na Figura 3(B) e na Figura 4, definindo-se o pino de acoplamento 127 em uma posição Q, a ligação de controle 113 é impulsionada para cima e a posição do pino de acoplamento 126 é elevada. Como resultado, a ligação inferior 112 é girada em um sentido anti-horário ao redor do pino de manivela 121b, em que o pino de acoplamento 125 é rebaixado e a posição do pistão 122 no ponto morto superior do pistão é rebaixada. Portanto, a razão de compressão mecânica se torna uma razão de compressão baixa.
[042] O motor de razão de compressão variável como acima foi descrito na presente modalidade, porém, uma forma do motor de razão de compressão variável não é limitada ao mesmo.
[043] A Figura 5 é um gráfico de tempo do controle de alteração de razão de compressão. Na Figura 5, com um eixo geométrico lateral para o tempo e um eixo geométrico vertical para uma solicitação de desaceleração/aceleração, uma velocidade de veículo, uma velocidade de revolução de T/C, uma pressão de supercompressão e uma razão de compressão mecânica são indicadas. Na razão de compressão mecânica na Figura 5, uma linha sólida indica a razão de compressão mecânica na presente modalidade e uma linha tracejada indica a razão de compressão mecânica em um exemplo de referência. No presente documento, primeiro, o gráfico de tempo no exemplo de referência será descrito e, então, o gráfico de tempo nessa modalidade será descrito em comparação com o exemplo de referência de modo a explicar um conceito da presente modalidade.
[044] No presente documento, a solicitação de desaceleração/aceleração é uma solicitação de desaceleração/aceleração para o motor 100. Quando o sistema de motor 1 tem adicionalmente um motor elétrico como potência, a solicitação de desaceleração/aceleração para o motor 100 também é tornada diferente por uma saída suportada pelo motor elétrico. Até mesmo se a solicitação de aceleração for realizada, por exemplo, se o motor elétrico sustentar a maior parte da carga, pode ser uma solicitação de desaceleração realizada para o motor 100 em alguns casos.
[045] Quando uma solicitação de aceleração é realizada para o motor 100, o controlador 50 controla de modo que a aceleração de controle eletrônico 41 seja adicionalmente aberta. Por outro lado, quando uma solicitação de desaceleração é realizada para o motor 100, o controle é executado de modo que a aceleração de controle eletrônico 41 seja adicionalmente fechada. Ademais, quando não há a solicitação de aceleração nem a solicitação de desaceleração para o motor 100, a abertura da aceleração eletrônica 41 é mantida como está. Dessa forma, a solicitação de desaceleração/aceleração para o motor 100 corresponde à abertura da aceleração de controle eletrônico 41.
[046] Até o tempo t1, a solicitação de desaceleração/aceleração é neutra. Até o tempo t1, a velocidade de veículo é mantida em V2 alta, e a velocidade de revolução de T/C também é mantida em T2 alta. Ademais, visto que a velocidade de revolução de T/C é alta, a pressão de supercompressão também é mantida em P2 alta. Entretanto, visto que a pressão de supercompressão é mantida alta, a razão de compressão mecânica é mantida a uma razão de compressão mecânica baixa C1 para a supressão de detonação.
[047] No tempo t1, a solicitação de desaceleração/aceleração se torna a solicitação de desaceleração. Então, após um ligeiro atraso, a velocidade de veículo começa a diminuir no tempo t2. Ademais, após um ligeiro atraso, a velocidade de revolução de T/C também começa a diminuir no tempo t2. A pressão de supercompressão começa a diminuir imediatamente após o tempo t1 quando a solicitação de desaceleração/aceleração inicia a solicitação de desaceleração.
[048] No exemplo de referência, no time t1, quando a solicitação de desaceleração/aceleração se torna uma solicitação de desaceleração, uma alteração da razão de compressão mecânica é iniciada de modo que a razão de compressão mecânica se torne alta. Isso se deve ao caso de que, visto que a velocidade de revolução de T/C diminui e a pressão de supercompressão diminui com a desaceleração da velocidade de revolução de motor, mesmo se a razão de compressão mecânica for definida alta, a detonação dificilmente ocorre, e a eficácia de combustível pode ser aprimorada.
[049] Posteriormente, no tempo t4, a velocidade de veículo diminui até V1, e a velocidade de revolução de T/C também diminui até próximo de T1. Ademais, a pressão de supercompressão também diminui até P1. No presente documento, presume-se que a solicitação de aceleração seja realizada novamente no tempo t4. Então, a velocidade de revolução de T/C começa a ser elevada imediatamente. Quando a velocidade de revolução de T/C é elevada, a pressão de supercompressão também é elevada e, portanto, o controle é executado de modo a diminuir a razão de compressão mecânica, de modo que a detonação não ocorra.
[050] No motor, há uma solicitação de uma razão de compressão baixa em que a detonação possa ocorrer facilmente, exceto se a razão de compressão mecânica for rebaixada até uma certa razão de compressão a uma certa pressão de supercompressão ou mais. No caso da pressão de supercompressão superior ao valor de limiar de pressão de supercompressão Pt indicado na Figura 5, por exemplo, a detonação ocorre facilmente se a razão de compressão mecânica não tiver sido diminuída para C1. Dessa forma, há uma solicitação para diminuir a razão de compressão mecânica para C1 até o momento em que a pressão de supercompressão foi elevada a partir de P1 para o valor de limiar de pressão de supercompressão Pt.
[051] Na Figura 5, a solicitação de desaceleração/aceleração se torna a solicitação de aceleração no tempo t4, porém, a razão de compressão mecânica começa a diminuir imediatamente após o tempo t4. Ademais, com um atraso após o tempo t4, a velocidade de revolução de T/C começa a se elevar no tempo t5 e com um atraso adicional posteriormente, a pressão de supercompressão começa a se elevar no tempo t6. Entretanto, visto que a velocidade de alteração da razão de compressão mecânica é inferior à velocidade de elevação da velocidade de revolução de T/C, a pressão de supercompressão se eleva mais rápido do que a diminuição da razão de compressão mecânica. Então, como no exemplo de referência, em um ponto no tempo t8, quando a pressão de supercompressão se torna o valor de limiar de pressão de supercompressão Pt, a razão de compressão mecânica ainda está em um estado superior a C1. E a razão de compressão mecânica continua a estar no estado superior a C1 até o tempo t7.
[052] Como descrito acima, se a pressão de supercompressão for superior ao valor de limiar de pressão de supercompressão Pt, se a razão de compressão mecânica não for diminuída para C1, a detonação pode ocorrer facilmente. Ou seja, como uma razão de compressão efetiva, pode ser considerada uma razão de compressão na qual a detonação pode ocorrer facilmente. Se a detonação puder ocorrer, é necessária uma medida de retardamento da temporização de ignição ou similares para evitar isso. E como um resultado, ocorre um problema de que uma resposta de torque deteriora ou uma economia de combustível em uso é diminuída.
[053] Por outro lado, nessa modalidade, mesmo se houver uma solicitação de desaceleração no tempo t1, a razão de compressão mecânica não é alterada até que a velocidade de revolução de T/C caia para o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt ou menos, e a razão de compressão mecânica seja mantida na razão de compressão baixa C1. Então, após a velocidade de revolução de T/C cair para o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt ou menos, o controle é executado de modo que a razão de compressão mecânica seja aumentada.
[054] Dessa forma, na Figura 5, a razão de compressão mecânica é aumentada no tempo t3 e posteriormente. Visto que o exemplo de referência e essa modalidade usam o mecanismo de razão de compressão variável comum 101, as velocidades de alteração das razões de compressão mecânica de ambos são iguais. Dessa forma, a inclinação de um segmento de linha que representa a razão de compressão mecânica da presente modalidade a partir do tempo t3 até o tempo t4 é substancialmente igual à inclinação de um segmento de linha que representa a razão de compressão mecânica do exemplo de referência a partir do tempo t1 para o tempo t4. De modo similar, a inclinação de um segmento de linha que representa a razão de compressão mecânica da presente modalidade a partir do tempo t4 até o tempo t7 é substancialmente igual à inclinação de um segmento de linha que representa a razão de compressão mecânica do exemplo de referência a partir do tempo t4 para o tempo t9.
[055] Como descrito acima, visto que a temporização inicial para aumentar a razão de compressão mecânica é atrasada até que a velocidade de revolução de T/C seja diminuída para o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt, mesmo se a solicitação de aceleração for realizada novamente no tempo t4, a razão de compressão mecânica foi elevada apenas até C2.
[056] Nessa modalidade, também, o controle é executado de modo que, quando a solicitação de desaceleração/aceleração se torna a solicitação de aceleração, a razão de compressão mecânica é diminuída. Nessa modalidade, visto que a razão de compressão mecânica se tornou C2 no tempo t4, mesmo se o controle para diminuir a razão de compressão mecânica for iniciado no presente documento, a razão de compressão mecânica pode ser diminuída para C1 até o tempo t7 antes do tempo t8, quando a pressão de supercompressão alcança o valor de limiar de pressão de supercompressão Pt.
[057] O caso em que a razão de compressão mecânica é aumentada para C2 é descrito no presente documento, porém, a razão de compressão mecânica pode ser superior a C2, contanto que a razão de compressão mecânica possa ser diminuída para C1 até o tempo t8. Tal razão de compressão mecânica é uma razão de compressão-alvo que será descrita posteriormente.
[058] Executando-se o controle como na presente modalidade, mesmo se a diminuição da razão de compressão mecânica for iniciada no tempo t4 e posteriormente, a razão de compressão mecânica pode ser diminuída para C1 antes do tempo t8 quando a pressão de supercompressão alcança o valor de limiar de pressão de supercompressão Pt. E a ocorrência de detonação na solicitação de reaceleração após a solicitação de desaceleração pode ser suprimida.
[059] Subsequentemente, o controle de alteração de razão de compressão para realizar o gráfico de tempo na modalidade supracitada será descrito com referência a um fluxograma.
[060] A Figura 6 é um fluxograma do controle de alteração de razão de compressão. Essa rotina de controle é executada pelo controlador 50. Essa rotina é executada repetidamente em um curto intervalo de aproximadamente 10 milissegundos, por exemplo.
[061] O controlador 50 determina se a solicitação de desaceleração/aceleração é uma solicitação de desaceleração para o motor 100 ou não (S1). A possibilidade de a solicitação de desaceleração/aceleração ser a solicitação de desaceleração ou não pode ser determinada com base na abertura da aceleração de controle eletrônico 41 como descrito acima.
[062] Se for determinado na Etapa S1 que a solicitação de desaceleração/aceleração é a solicitação de desaceleração, o controlador 50 determina a possibilidade de a velocidade de revolução de T/C é o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt ou menos (S2). O valor de limiar de velocidade de revolução de T/C é um acionador para iniciar o controle de aumento da razão de compressão mecânica como descrito acima.
[063] O valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt é uma velocidade de revolução de T/C na qual a pressão de supercompressão não alcança o valor de limiar de pressão de supercompressão Pt até que a razão de compressão mecânica retorne para a razão de compressão mecânica (C1 na Figura 5) que pode suprimir a detonação mesmo se a solicitação de desaceleração/aceleração comutar da solicitação de desaceleração para a solicitação de aceleração e a velocidade de revolução de T/C for elevada enquanto a razão de compressão mecânica for diminuída.
[064] A Figura 7 é um mapa do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C adquirido a partir da velocidade de revolução de motor. No mapa na Figura 7, o eixo geométrico lateral indica a velocidade de revolução de motor e o eixo geométrico vertical indica o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C. Tal mapa do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C é armazenado no controlador 50. No mapa do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C ilustrado na Figura 7, à medida em que a velocidade de revolução de motor aumenta, o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C tende a diminuir. Isso se deve ao fato de que, quanto mais a velocidade de revolução de motor aumentar, mais a pressão de supercompressão aumenta facilmente e, assim, o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C precisa ser definido baixo.
[065] Na Etapa S2, o controlador 50 adquire a velocidade de revolução de motor atual com base no valor a partir do sensor de ângulo de manivela 37. Então, o controlador 50 adquire o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C correspondente de acordo com o mapa do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C na Figura 7 a partir da velocidade de revolução de motor adquirida.
[066] No presente documento, presume-se que o “valor de limiar de velocidade de revolução de T/C” seja um valor alterado de acordo com a velocidade de revolução de motor, porém, pode ser um valor constante.
[067] Então, quando a velocidade de revolução de T/C é o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt ou menos, o controlador 50 determina uma razão de compressão-alvo com base na velocidade de revolução de motor e na velocidade de revolução de T/C (S3). O controlador 50 pode adquirir a velocidade de revolução de motor com base em uma saída do sensor de ângulo de manivela 37 como descrito acima. Alternativamente, o controlador 50 pode adquirir a velocidade de revolução de T/C a partir do sensor de velocidade de revolução de T/C 32.
[068] A Figura 8 é um mapa de uma razão de compressão-alvo adquirida a partir da velocidade de revolução de motor e da velocidade de revolução de T/C. No mapa da razão de compressão-alvo na Figura 8, o eixo geométrico lateral indica a velocidade de revolução de motor e o eixo geométrico vertical indica a velocidade de revolução de T/C. O controlador 50 armazena o mapa da razão de compressão-alvo ilustrado na Figura 8.
[069] A razão de compressão-alvo é uma razão de compressão mecânica de tal grau de altura que possa diminuir a razão de compressão mecânica para a razão de compressão baixa C1 (a razão de compressão mecânica na qual a detonação não pode ocorrer facilmente) na Figura 5 supracitada antes que a velocidade de revolução de T/C alcance o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Pt mesmo se a solicitação de desaceleração comutar para a solicitação de aceleração.
[070] Quanto maior for a velocidade de revolução de motor, menor a razão de compressão-alvo tende a ser. Quando a velocidade de revolução de motor é alta, a pressão de supercompressão pode aumentar facilmente e, assim, uma quantidade de ar de entrada também aumenta e a detonação pode ocorrer mais facilmente. Dessa forma, quanto maior a velocidade de revolução de motor, menor a razão de compressão-alvo precisa ser definida.
[071] Ademais, quanto maior for a velocidade de revolução de T/C, menor a razão de compressão-alvo tende a ser. Se a velocidade de revolução de T/C for alta, a pressão de supercompressão poderá aumentar facilmente e, assim, a quantidade de ar de entrada também aumentará e a detonação poderá ocorrer mais facilmente. Dessa forma, quanto maior a velocidade de revolução de T/C, menor a razão de compressão-alvo precisa ser definida. Em outras palavras, quanto maior for a velocidade de revolução de T/C, maior será a responsividade da elevação de pressão de supercompressão. Dessa forma, pode ser considerado que quanto maior for a responsividade da elevação de pressão de supercompressão pelo turbossupercompressor 7, menor a razão de compressão-alvo será definida. Ademais, como descrito acima, como um índice da intensidade da energia de escape, uma temperatura de escape ou uma pressão de escape no lado a montante do supercompressor pode ser exemplificada diferente da velocidade de revolução do supercompressor e, assim, pode ser também determinado que quanto maior for a temperatura de escape ou a pressão de escape no lado a montante do supercompressor, maior será a responsividade da elevação de pressão de supercompressão.
[072] O controlador 50 adquire a razão de compressão-alvo consultando-se o mapa da razão de compressão-alvo na Figura 8 da velocidade de revolução de motor e da velocidade de revolução de T/C. Então, a alteração da razão de compressão mecânica é iniciada de modo que a razão de compressão-alvo adquirida seja realizada (S4).
[073] Por outro lado, na Etapa S2, se for determinado que a velocidade de revolução de T/C não é o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt ou menos, o controlador 50 não altera a razão de compressão mecânica (S5). Configurando-se como acima, tal controle pode ser executado de modo que a razão de compressão mecânica não seja aumentada até que a velocidade de revolução de T/C caia para o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C ou menos (a partir do tempo t1 para o tempo t3 na Figura 5).
[074] Ademais, a razão de compressão mecânica é aumentada apenas para a razão de compressão-alvo supracitada, mesmo se a razão de compressão mecânica for aumentada após a velocidade de revolução de T/C cair para o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt ou menos (o tempo t4 na Figura 5). Dessa forma, mesmo se a velocidade de revolução de T/C for elevada pela solicitação de reaceleração, a razão de compressão mecânica pode ser diminuída para a razão de compressão baixa C1 até que a pressão de supercompressão seja elevada para o valor de limiar de pressão de supercompressão Pt (o tempo t7 na Figura 5). E a ocorrência da detonação pode ser suprimida.
[075] Na Etapa S1, se for determinado que a solicitação de desaceleração/aceleração não é a solicitação de desaceleração, o controlador 50 executa o controle normal (S6). O controle normal é controlado de modo que a razão de compressão mecânica se torne uma razão de compressão definida. A razão de compressão definida é uma razão de compressão mecânica adquirida a partir de uma carga para o motor 100.
[076] A Figura 9 é um mapa da razão de compressão definida adquirida a partir da velocidade de revolução de motor e da carga. No mapa na Figura 9, o eixo geométrico lateral indica a velocidade de revolução de motor e o eixo geométrico vertical indica a carga para o motor 100. Então, o mapa da razão de compressão definida na Figura 9 indica a razão de compressão definida adquirida a partir da velocidade de revolução de motor e da carga do motor 100. O controlador 50 armazena o mapa da razão de compressão definida ilustrada na Figura 9.
[077] No presente documento, novamente, quanto maior for a velocidade de revolução de motor, menor a razão de compressão definida tende a ser. Se a velocidade de revolução de motor for alta, a pressão de supercompressão pode ser elevada facilmente e, assim, a quantidade de ar de entrada aumenta, e a detonação pode ocorrer mais facilmente. Dessa forma, quanto maior for a velocidade de revolução de motor, menor a razão de compressão definida precisa ser definida.
[078] Ademais, quanto maior for a carga, menor a razão de compressão definida tende a ser. Quanto maior for a carga, o motor 100 manuseia a carga necessária aumentando-se a quantidade de ar de entrada e, à medida que a quantidade de ar de entrada aumenta, a detonação pode ocorrer mais facilmente. Dessa forma, quanto maior for a carga, menor a razão de compressão definida precisa ser definida.
[079] O controlador 50 adquire a razão de compressão definida consultando-se o mapa da razão de compressão definida na Figura 9 a partir da velocidade de revolução de motor e a quantidade de ar de entrada. E o controle do motor 100 é executado iniciando-se a alteração da razão de compressão mecânica de modo que a razão de compressão definida adquirida seja realizada.
[080] A Figura 10 é um gráfico em uma relação entre uma diferença de razão de compressão e a velocidade de revolução de T/C. No gráfico na Figura 10, o eixo geométrico lateral indica a velocidade de revolução de T/C e o eixo geométrico vertical indica a diferença de razão de compressão. No presente documento, a diferença de razão de compressão é uma diferença entre a razão de compressão definida e a razão de compressão-alvo. Quanto maior a velocidade de revolução de T/C se tornar, mais ampla a diferença de razão de compressão tenderá a ser. Ou seja, mesmo se a velocidade de revolução de T/C aumentar, na presente modalidade, a razão de compressão-alvo não é definida tão alta quanto a razão de compressão definida. Isso se deve ao fato de que é configurado de modo que, diminuindo-se a razão de compressão-alvo, mesmo se a solicitação de aceleração for realizada novamente, a razão de compressão mecânica pode ser retornada para a razão de compressão baixa anteriormente.
[081] A Figura 11 é uma vista explicativa de uma relação entre a velocidade de alteração de razão de compressão e a velocidade de alteração de pressão de supercompressão. Na Figura 11, o eixo geométrico lateral indica a velocidade de alteração de razão de compressão, e o eixo geométrico vertical indica a velocidade de alteração de pressão de supercompressão. No presente documento, a velocidade de alteração de razão de compressão é uma velocidade na qual o mecanismo de razão de compressão variável 101 pode alterar a razão de compressão mecânica. A velocidade de alteração de pressão de supercompressão é uma velocidade de alteração da pressão de supercompressão no turbossupercompressor 7.
[082] Ademais, a Figura 11 ilustra um limite de velocidade de alteração de razão de compressão. Visto que o mecanismo de razão de compressão variável 101 altera a razão de compressão mecânica pelo atuador de alteração de razão de compressão 131, a velocidade de alteração de razão de compressão é limitada por uma velocidade de operação do atuador de alteração de razão de compressão. Dessa forma, a velocidade de alteração de razão de compressão não pode se tornar superior ao limite de velocidade de alteração de razão de compressão. É desnecessário dizer que a velocidade de alteração de pressão de supercompressão também tem um limite, porém, visto que a velocidade de alteração de razão de compressão é mais lenta do que a velocidade de alteração de pressão de supercompressão, seu limite é anterior.
[083] Ademais, a Figura 11 ilustra uma pluralidade de valores de limiar de características de detonação. As características de detonação são diferentes dependendo do motor 100. O motor com características de detonação excelentes tem uma linha do valor de limiar mais perto de “bom” na Figura, ao passo que o motor com características de detonação insatisfatórias tem uma linha do valor de limiar mais perto de “insatisfatório” na Figura.
[084] Então, de acordo com a linha que indica o valor de limiar das características de detonação, quando a velocidade de alteração de razão de compressão for alta, a velocidade de alteração da pressão de supercompressão também pode se tornar alta. A velocidade de alteração da pressão de supercompressão tem uma relação substancialmente proporcional com a revolução de T/C do turbossupercompressor 7. Dessa forma, se a velocidade de alteração de razão de compressão for alta, o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C da revolução de T/C também pode ser definido alto em geral.
[085] A partir do supracitado, sabe-se que a razão de compressão-alvo pode ser adquirida a partir da velocidade de revolução de motor e da velocidade de revolução de T/C, porém, se a velocidade de operação do atuador de alteração de razão de compressão 131 for alta, e a velocidade de alteração de razão de compressão for alta, o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C também pode ser definido alto para aquela porção.
[086] Na execução do controle supracitado, também pode ser configurado que a válvula de guilhotina de resíduos 19 seja fechada mesmo após a velocidade de revolução de T/C cair abaixo do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C Tt. Configurando-se como o supracitado, a pressão de supercompressão é mantida e a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 pode ser elevada rapidamente na solicitação de reaceleração. E mesmo se a velocidade de revolução de T/C puder ser elevada rapidamente, visto que a razão de compressão mecânica é mantida baixa como descrito acima, a ocorrência de detonação pode ser suprimida.
[087] Subsequentemente, os efeitos da presente modalidade serão descritos.
[088] De acordo com a modalidade supracitada, o motor 100 inclui o mecanismo de razão de compressão variável 101 para alterar a razão de compressão mecânica do motor 100 e o turbossupercompressor 7 para fornecer um ar comprimido ao motor 100. E o controlador 50 controla o mecanismo de razão de compressão variável 101 definindo-se a razão de compressão-alvo de modo que, quanto maior for a responsividade da elevação de pressão de supercompressão pelo turbossupercompressor 7, menor a razão de compressão-alvo se tornará.
[089] Configurando-se como o supracitado, quanto maior for a responsividade da elevação de pressão de supercompressão pelo turbossupercompressor 7, a razão de compressão mecânica pode ser definida como a razão de compressão-alvo mais baixa. E a razão de compressão mecânica pode ser rapidamente retornada para a razão de compressão baixa na qual a detonação não pode ocorrer facilmente mesmo se a pressão de supercompressão for elevada pela solicitação de reaceleração. Ou seja, visto que a ocorrência de detonação na solicitação de reaceleração pode ser suprimida, o retardamento da temporização de ignição pode ser, também, suprimido. E a resposta de torque e a economia de combustível em uso pode ser aprimorada.
[090] Ademais, a razão de compressão-alvo é uma razão de compressão mecânica que pode diminuir a razão de compressão mecânica para um grau com capacidade de suprimir a detonação mesmo se o mecanismo de razão de compressão variável 101 for operado após a solicitação de reaceleração. Configurando-se como o supracitado, a razão de compressão-alvo que pode suprimir ocorrência de detonação na solicitação de reaceleração pode ser apropriadamente determinada.
[091] Ademais, o controlador 50 determina que quanto mais alta for a energia de escape do motor 100, mais alta será a responsividade da elevação de pressão de supercompressão. A energia de escape do motor 100 e a responsividade da elevação de pressão de supercompressão pelo turbossupercompressor 7 têm uma correlação. Dessa forma, configurando-se como o supracitado, a razão de compressão-alvo na qual a detonação não pode ocorrer facilmente pode ser adequadamente determinada com base na energia de escape do motor 100.
[092] Ademais, o controlador 50 determina que quanto maior for a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7, maior será a responsividade da elevação de pressão de supercompressão. A velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 e a responsividade da elevação de pressão de supercompressão pelo turbossupercompressor 7 têm uma correlação. Dessa forma, configurando-se como o supracitado, a razão de compressão-alvo na qual a detonação não pode ocorrer facilmente pode ser adequadamente determinada com base na velocidade de revolução do turbossupercompressor 7.
[093] Ademais, o controlador 50 controla o mecanismo de razão de compressão variável 101 de modo que, quando a velocidade de revolução de T/C cai abaixo do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C, a elevação da razão de compressão mecânica é iniciada. Configurando-se como o supracitado, a economia de combustível após a desaceleração pode ser aprimorada aumentando- se a razão de compressão mecânica. Ademais, a temporização do aumento da razão de compressão mecânica é atrasada até que a velocidade de revolução de T/C caia abaixo do valor de limiar de velocidade de revolução de T/C. Dessa forma, mesmo se a solicitação de desaceleração/aceleração for alterada a partir da solicitação de desaceleração para a solicitação de aceleração, e a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 for elevada, a razão de compressão mecânica pode ser diminuída para a razão de compressão mecânica na qual a detonação não pode ocorrer facilmente. Nesse momento, visto que o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C é determinado considerando-se a velocidade decrescente da razão de compressão mecânica e a velocidade crescente da velocidade de revolução do turbossupercompressor 7, a ocorrência de detonação pode ser suprimida mais confiavelmente.
[094] Ademais, quanto maior for a velocidade de revolução do motor 100, menor o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C é definido. A facilidade de elevação da velocidade de revolução de T/C é diferente dependendo da velocidade de revolução do motor 100. Dessa forma, alterando-se o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C de acordo com a velocidade de revolução do motor de razão de compressão variável 100, o valor de limiar de velocidade de revolução de T/C que regula a temporização da manutenção da razão de compressão mecânica na razão de compressão mecânica baixa pode ser determinado adequadamente.
[095] Ademais, é preferencial que seja fornecida a válvula de guilhotina de resíduos 19, para permitir que o gás de escape entre o motor de razão de compressão variável 100 e o turbossupercompressor 7 escape, e a válvula de guilhotina de resíduos 19 é fechada mesmo após a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 cair abaixo da velocidade predeterminada. Configurando- se como o supracitado, a pressão de supercompressão é mantida e a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 pode ser elevada rapidamente na reaceleração. E mesmo se a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 puder ser elevada rapidamente como descrito acima, visto que a razão de compressão mecânica é mantida baixa, a ocorrência de detonação pode ser suprimida.
[096] Ademais, o sistema de motor 1 inclui o sensor de detecção de velocidade de revolução de T/C 32 para detectar a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7. Configurando-se como o supracitado, visto que a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 pode ser diretamente medida, o mecanismo de razão de compressão variável 101 pode ser controlado com base na velocidade de revolução precisa do turbossupercompressor 7.
[097] Ademais, o controlador 50 obtém uma situação de carga de uma operação do motor 100 e, se a operação do motor 100 for alterada a partir de uma carga baixa para uma carga alta, o controlador 50 altera a razão de compressão a partir da razão de compressão alta para a razão de compressão baixa. Ademais, se a operação do motor 100 for alterada a partir da carga alta para a carga baixa, após a intensidade da energia de escape cair para um valor predeterminado ou menos, a razão de compressão é retornada a partir da razão de compressão baixa para a razão de compressão alta. Configurando-se como o supracitado, a ocorrência de detonação pode ser suprimida na solicitação de reaceleração e, assim, o retardamento da temporização de ignição também pode ser suprimido. E a resposta de torque e a economia de combustível em uso pode ser aprimorada.
[098] Ademais, quando a velocidade de revolução de T/C for obtida e, se a velocidade de revolução de T/C cair para um valor predeterminado ou menos, pode ser determinado que a intensidade da energia de escape se torne um valor predeterminado ou menos. Nesse momento, a velocidade de revolução de T/C pode ser detectada ou pode ser estimada. Ademais, quando a temperatura de escape no lado a montante do turbossupercompressor 7 for obtida, e se a temperatura de escape cair para um valor predeterminado ou menos, pode ser determinado que a intensidade da energia de escape se torne um valor predeterminado ou menos. Nesse momento, a temperatura de escape pode ser detectada ou pode ser estimada. Ademais, quando a pressão de escape no lado a montante do turbossupercompressor 7 for obtida, e se a pressão de escape cair para um valor predeterminado ou menos, pode ser determinado que a intensidade da energia de escape se torne um valor predeterminado ou menos. Nesse momento, a pressão de escape pode ser detectada ou pode ser estimada.
(Segunda modalidade)
[099] A Figura 12 é uma vista de configuração de um sistema de motor em uma segunda modalidade. Na primeira modalidade supracitada, a velocidade de revolução do turbossupercompressor 7 é medida com o uso do sensor de velocidade de revolução de T/C, porém, na segunda modalidade, a temperatura de escape é medida e a velocidade de revolução de T/C é estimada a partir dessa temperatura de escape.
[0100] Dessa forma, no sistema de motor 1 ilustrado na Figura 12, em vez do sensor de velocidade de revolução de T/C, um sensor de temperatura de escape 35 é fornecido na passagem de escape 52. O sensor de temperatura de escape 35 é conectado ao controlador 50. E o controlador 50 pode obter a temperatura de escape.
[0101] A Figura 13 é uma vista explicativa da velocidade de revolução de T/C em relação à temperatura de escape. No gráfico na Figura 13, p eixo geométrico lateral indica a temperatura de escape, e o eixo geométrico vertical indica a velocidade de revolução de T/C. Como ilustrado na Figura 13, quanto maior for a elevação da temperatura de escape, maior a velocidade de revolução de T/C também se tornará.
[0102] O controlador 50 armazena um mapa da velocidade de revolução de T/C em relação à temperatura de escape como ilustrado na Figura 13. E o mesmo estima a velocidade de revolução de T/C com base na temperatura de escape obtida. O controlador 50 executa o controle na primeira modalidade supracitada com base na velocidade de revolução de T/C estimada.
[0103] Configurando-se como o supracitado, mesmo se a velocidade de revolução de T/C não puder ser diretamente medida, a velocidade de revolução de T/C pode ser obtida com base na temperatura de escape, e o controle pode ser executado.
(Terceira modalidade)
[0104] A Figura 14 é uma vista de configuração de um sistema de motor em uma terceira modalidade. Na terceira modalidade, uma pressão de escape é medida e a velocidade de revolução de T/C é estimada a partir dessa pressão de escape. Dessa forma, no sistema de motor 1 ilustrado na Figura 14, em vez do sensor de velocidade de revolução de T/C, um sensor de pressão 36 é fornecido na passagem de escape 52. O sensor de pressão 36 é conectado ao controlador 50. Como resultado, o controlador 50 pode obter uma pressão de escape.
[0105] A Figura 15 é uma vista explicativa da velocidade de revolução de T/C em relação à pressão de escape. No gráfico na Figura 15, o eixo geométrico lateral indica a pressão de escape, e o eixo geométrico vertical indica a velocidade de revolução de T/C. Como ilustrado na Figura 15, à medida em que a pressão de escape se torna alta, a velocidade de revolução de T/C tende a ser alta.
[0106] O controlador 50 armazena um mapa da velocidade de revolução de T/C em relação à pressão de escape como ilustrado na Figura 15. Então, o mesmo estima a velocidade de revolução de T/C com base na pressão de escape obtida. O controlador 50 pode executar o controle obtendo-se a velocidade de revolução de T/C estimada.
[0107] Configurando-se como o supracitado, mesmo se a velocidade de revolução de T/C não puder ser medida diretamente, a velocidade de revolução de T/C pode ser obtida com base na pressão de escape, e o controle pode ser executado.
[0108] As modalidades da presente invenção foram descritas, porém, as modalidades supracitadas ilustram apenas uma parte dos exemplos de aplicação da presente invenção e não são destinadas a limitar o escopo técnico da presente invenção à configuração específica das modalidades supracitadas. Por exemplo, o turbossupercompressor 7 pode ser um supercompressor.
[0109] Cada uma dentre as modalidades supracitadas foi descrita como as respectivas modalidades independentes, porém, as mesmas podem ser combinadas como for adequado.

Claims (6)

1. Dispositivo de controle de um motor (100), CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: um mecanismo de razão de compressão variável (101) adaptado para alterar uma razão de compressão de um motor (100); e um supercompressor (7) adaptado para supercomprimir um ar de entrada com o uso de energia de escape do motor (100), que compreende: um controlador (50) configurado para: adquirir uma situação de carga do motor (100); e controlar o mecanismo de razão de compressão variável (101) para aumentar a razão de compressão de modo que uma carga do motor (100) abaixa, em que o controlador (50) é configurado ainda para: controlar o mecanismo de razão de compressão variável (101) para: impedir a razão de compressão de aumentar enquanto uma velocidade de revolução do supercompressor (7) é maior que um valor predeterminado, e fazer a razão de compressão iniciar a aumentar quando a velocidade de revolução do supercompressor (7) cai para o valor predeterminado ou menos, e definir o valor predeterminado para ser menor conforme a velocidade de revolução do motor (100) aumenta.
2. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um sensor de detecção de velocidade de revolução (32) adaptado para detectar uma velocidade de revolução do supercompressor (7).
3. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (50) é configurado ainda para estimar a velocidade de revolução do supercompressor (7) com base em uma temperatura de escape em uma passagem de escape (52a) em um lado a montante do supercompressor (7) ou uma pressão na passagem de escape (52a) no lado a montante do supercompressor (7).
4. Método para controle de um motor (100), CARACTERIZADO pelo fato de que o motor (100) inclui: um mecanismo de razão de compressão variável (101) adaptado para alterar uma razão de compressão de um motor (100); e um supercompressor (7) adaptado para supercomprimir um ar de entrada com o uso de energia de escape do motor (100), em que o método compreende: adquirir uma situação de carga de uma operação do motor (100); controlar o mecanismo de razão de compressão variável (101) para aumentar a razão de compressão conforme uma carga do motor (100) abaixa; controlar o mecanismo de razão de compressão variável (101) para: impedir a razão de compressão de aumentar enquanto uma velocidade de revolução do supercompressor (7) é maior que um valor predeterminado, e fazer a razão de compressão iniciar a aumentar quando a velocidade de revolução do supercompressor (7) cai para o valor predeterminado ou menos, e definir o valor predeterminado para ser menor conforme a velocidade de revolução do motor (100) aumenta.
5. Método para controle, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: obter uma temperatura de escape em um lado a montante do supercompressor (7); e determinar que uma velocidade de revolução do supercompressor (7) não é maior que um valor predeterminado, quando a temperatura de escape no lado a montante do supercompressor (7) cai para um valor predeterminado ou menos.
6. Método para controle, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: obter uma pressão de escape em um lado a montante do supercompressor (7); e determinar que uma velocidade de revolução do supercompressor (7) não é maior que o valor predeterminado, quando a pressão de escape no lado a montante do supercompressor (7) cai para um valor predeterminado ou menos.
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