BR112018003933B1

BR112018003933B1 - Método para desempenhar frenagem de motor para um motor de combustão interna, controlador para uso com um motor de combustão interna, motor de combustão interna e controlador para um motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112018003933B1
Application number: BR112018003933-0A
Authority: BR
Inventors: Matei ALEXANDRU
Original assignee: Jacobs Vehicle Systems, Inc
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2022-12-20
Also published as: BR112018003933A2; EP3388656B1; EP3344861B1; US20170058787A1; EP3388656A1; US10132247B2; EP3344861A1; CN108350811B; CN108350811A; WO2017040736A1; JP6671462B2; JP2018526572A; KR101952556B1; EP3344861A4; KR20180034689A

Abstract

MÉTODO, CONTROLADOR E MOTOR PARA FRENAGEM DE MOTOR POR EXAUSTÃO E LIBERAÇÃO DE COMPRESSÃO COMBINADOS. Um controlador de um motor de combustão interna recebe uma solicitação de frenagem de motor e, em resposta à mesma, ativa um subsistema de frenagem de exaustão. Além disso, após passagem de um período de tempo, o controlador adicionalmente ativa um subsistema de frenagem com liberação de compressão. O período de tempo é preferencialmente selecionado para permitir desenvolvimento de contrapressão aumentada em um sistema de exaustão do motor de combustão interna antes da ativação do subsistema de frenagem com liberação de compressão. Além disso, em seguida à ativação do subsistema de frenagem de exaustão, o controlador pode, se o subsistema de frenagem de exaustão falhou e, se assim for, fazer o subsistema de frenagem com liberação de compressão para operar em um modo de potência de frenagem reduzida, por exemplo, a menos do que a potência de frenagem total potencialmente até e incluindo nenhuma potência de frenagem.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório US 62/213.002 intitulado “System and Method for Controlling Backpressure and System Loading” e depositado em 1° de setembro de 2015, cujos ensinamentos são incorporados no presente documento mediante essa referência.

CAMPO

[002] A presente revelação se relaciona de modo geral a frenagem de motor e, mais particularmente, a um método e aparelho para frenagem de motor por exaustão e liberação de compressão combinados.

ANTECEDENTES

[003] Sistemas de frenagem de motor são conhecidos e usados há décadas em conjunto com motores de combustão interna, particularmente motores a diesel. Tais sistemas incluem freios com liberação de compressão e freios de exaustão. Esses sistemas de frenagem podem ser usados sozinhos ou em combinação um com o outro.

[004] Em termos simples, um freio com liberação de compressão tira a carga do freio de serviço padrão transformando o motor de combustão interna em um compressor de ar absorvedor de energia usando um mecanismo com liberação de compressão. Quando um freio do tipo com liberação de compressão é ativado, as válvulas de exaustão de um ou mais cilindros sem combustível são abertas perto da parte superior do curso de compressão. Isso libera o ar altamente comprimido através do sistema de exaustão com pouca energia devolvida para o pistão. À medida que o ciclo se repete, a energia do movimento do veículo para a frente (conforme transmitida através do sistema de transmissão do veículo para o motor) é dissipada, fazendo o veículo diminuir a velocidade.

[005] Em contrapartida, um freio de exaustão usa contrapressão de exaustão dentro do motor para aumentar significativamente a potência de frenagem pela restrição do fluxo de gases de exaustão e aumento de contrapressão do lado de dentro do motor. Conforme usado no presente documento, contrapressão de exaustão de motor é aquela pressão produzida pelo motor para superar a resistência hidráulica do sistema de exaustão do motor a fim de descarregar os gases na atmosfera. A contrapressão aumentada no motor cria resistência contra os pistões, diminuindo a rotação dos virabrequins e ajudando a controlar a velocidade do veículo.

[006] Como é conhecido na técnica, freios de motor com liberação de compressão e de exaustão podem ser usados juntos para conseguir níveis substanciais de potência de frenagem. Infelizmente, uma das desvantagens em um freio com combinação de liberação de compressão e exaustão é o alto carregamento do sistema visto pelo overhead ou trem de válvula, isto é, aqueles componentes que normalmente transmitem movimentos de atuação de válvula para as válvulas de motor, tais como cames, balancins, seguidores de came (de rolo ou retos), etc. particularmente durante um evento transitório. Um exemplo disso é ilustrado na Figura 1.

[007] Em particular, a Figura 1 ilustra um sinal de controle 104 usado para controlar operação de um subsistema de freio de motor de exaustão, um outro sinal de controle 106 usado para controlar a operação de um subsistema de freio de motor com liberação de compressão e um traço 102 ilustrando a força aplicada a componentes de trem de válvula resultante da pressão de cilindro como uma função do tempo, medido em segundos. Como é de conhecimento na técnica, cada pico ilustrado no traço 102 representa as forças de pico aplicadas ao trem de válvula através de cada ciclo de pistão de um dado cilindro de motor. Quando os sinais de controle 104, 106 fazem a transição, nesse exemplo, de baixo para cima para ativar ambos os subsistemas de freio de motor por liberação de compressão e por exaustão aproximadamente ao mesmo tempo, isso resulta em um típico pico transitório com liberação de compressão 108, seguido por um período prolongado de picos anormalmente altos 110 antes da operação normal, em estado estável 112. Como resultado do período de cargas excessivamente altas 110, dano pode ser infligido sobre o trem de válvula ou overhead.

[008] Técnicas que superam esses problemas iriam representar um avanço bem-vindo à técnica.

SUMÁRIO

[009] A presente revelação descreve métodos e aparelhos para frenagem de motor por exaustão e liberação de compressão combinados que superam substancialmente as deficiências notadas acima de sistemas da técnica anterior. Em uma primeira modalidade, um controlador usado em conjunto com um motor de combustão interna recebe uma solicitação de frenagem de motor e, em resposta à mesma, ativa um subsistema de frenagem de exaustão do motor de combustão interna. Além disso, após a passagem de um período de tempo, o controlador adicionalmente ativa um subsistema de frenagem de liberação de compressão do motor de combustão interna. O período de tempo é preferencialmente selecionado para permitir desenvolvimento de contrapressão aumentada em um sistema de exaustão do motor de combustão interna.

[010] Em uma segunda modalidade que pode ser realizada além da primeira modalidade, ou separadamente da mesma, o controlador ativa o subsistema de frenagem de exaustão em resposta à solicitação de frenagem de motor. Nessa modalidade, o controlador adicionalmente determina, em seguida à ativação do subsistema de frenagem de exaustão, se o subsistema de frenagem de exaustão falhou e, se assim for, o controlador faz o subsistema de frenagem de liberação de compressão operar em um modo de potência de frenagem reduzida, por exemplo, a menos do que a potência de frenagem total potencialmente até e incluindo nenhuma potência de frenagem. O modo de potência de frenagem reduzida pode ser alcançado com o controlador ativando apenas uma porção do subsistema de frenagem de liberação de compressão. Além disso, o controlador pode causar uma alteração na configuração do sistema de exaustão em um esforço para aumentar a contrapressão no sistema de exaustão. A fim de determinar se o subsistema de frenagem de exaustão falhou, o controlador pode determinar que a contrapressão no sistema de exaustão é mais alta do que um limiar. Em uma implantação, a determinação de que a contrapressão excedeu o limiar é adicionalmente baseada em uma determinação de que a pressão de reforço em um sistema de admissão do motor de combustão interna é mais alta do que um limiar.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] Os recursos descritos nessa revelação são apresentados com particularidade nas reivindicações anexas. Esses recursos e vantagens presentes se tornarão evidentes a partir da consideração da descrição detalhada a seguir, tomada em conjunto com os desenhos anexos. Uma ou mais modalidades são agora descritas, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos anexos em que numerais de referência semelhantes representam elementos semelhantes e nos quais: A Figura 1 é um gráfico de tempo de sinais de controle e forças aplicadas em componentes de trem de válvula em sistemas compreendendo subsistemas de frenagem de motor de exaustão e de liberação de compressão e de acordo com técnicas previamente conhecidas; A Figura 2 é uma vista em corte transversal, esquemática, de um cilindro de motor e de sistemas de atuação de válvula de acordo com a presente revelação; A Figura 3 é uma ilustração esquemática de um motor de combustão interna de acordo com a presente revelação; A Figura 4 é um fluxograma ilustrando processamento de acordo com a presente revelação; e A Figura 5 é um gráfico de tempo de sinais de controle e forças aplicadas em componentes de trem de válvula em sistemas compreendendo subsistemas de frenagem de motor de exaustão e de liberação de compressão e de acordo com a presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS PRESENTES MODALIDADES

[012] A Figura 2 vista esquemática, em corte transversal, de um cilindro de motor e de sistemas de atuação de válvula de acordo com a presente revelação. Conforme mostrado, o cilindro de motor 202 tem disposto no mesmo um pistão 204 que executa movimento que alterna para cima e para baixo repetidamente tanto durante geração de potência positiva (isto é, combustão de combustível para acionar o pistão 204) e operação de frenagem de motor (isto é, uso do pistão para conseguir compressão de ar) do cilindro 202. Na parte superior do cilindro 202, pode haver pelo menos uma válvula de admissão 206 e pelo menos uma válvula de exaustão 208. A válvula de admissão 206 e a válvula de exaustão 208 podem ser abertas e fechadas para fornecer comunicação com uma passagem de admissão de gás 210 e uma passagem de exaustão de gás 212, respectivamente. A válvula de admissão 206 e a válvula de exaustão 208 podem ser abertas e fechadas por subsistemas de atuação de válvula 214, tais como, por exemplo, um subsistema de atuação de válvula de admissão 216, um subsistema de atuação de válvula de exaustão de potência positiva 218, e um subsistema de atuação de válvula de exaustão de frenagem de motor 220. O subsistema de atuação de válvula de exaustão de potência positiva 218 e o subsistema de atuação de válvula de exaustão de frenagem de motor 220 podem ser integrados em um único sistema em algumas modalidades, ou ser separados em outras.

[013] Os subsistemas de atuação de válvula 214 podem incluir qualquer número de elementos de trem de válvula mecânicos, hidráulicos, hidromecânicos, eletromagnéticos, ou outro tipo. Por exemplo, como é de conhecimento na técnica, os subsistemas de atuação de válvula de exaustão 218 e/ou 220 podem incluir um ou mais cames, seguidores de came, balancins, pontes de válvula, tubos de pressão, etc. usados para transferir movimento de atuação de válvula para as válvulas de exaustão 208. Além disso, um ou mais componentes de movimento perdido podem ser incluídos em qualquer dos subsistemas de atuação de válvula 214 pelo qual alguns dos ou todos os movimentos de atuação de válvula tipicamente levados pelos subsistemas de atuação de válvula 214 são impedidos de chegar às válvulas 206, 208, isto é, eles são “perdidos”.

[014] Os subsistemas de atuação de válvula 214 podem atuar a válvula de admissão 206 e a válvula de exaustão 208 para produzir eventos de válvula de motor, tais como, porém, sem se limitar a: admissão principal exaustão principal, frenagem com liberação de compressão, e outros movimentos auxiliares de atuação de válvula. Os subsistemas de atuação de válvula 214 podem ser controlados por um controlador 222 para controlar seletivamente, por exemplo, a quantidade e periodicidade das atuações de válvula de motor. O controlador 222 pode compreender qualquer tipo de dispositivo de controle eletrônico, mecânico, hidráulico, eletrohidráulico, ou de outro tipo para se comunicar com os subsistemas de atuação de válvula 214 e fazer com que algumas das ou todas as atuações de válvula de admissão e exaustão possíveis sejam transferidas para a válvula de admissão 206 e para a válvula de exaustão 208. O controlador 222 pode incluir um microprocessador e instrumentação ligados a outros componentes de motor para determinar e selecionar a operação apropriada das válvulas de motor com base em entradas tais como velocidade do motor, velocidade do veículo, temperatura do óleo, temperatura do refrigerante, temperatura de coletor (ou de porta), pressão de coletor (ou de porta), temperatura de cilindro, pressão de cilindro, informações de particulados, outros parâmetros de gás de exaustão, entradas do motorista (tais como solicitações para iniciar frenagem de motor), entradas de transmissão, entradas do controlador do veículo, ângulo de manivela de motor, e vários outros parâmetros do motor e do veículo. Em particular, e de acordo com modalidades descritas em maior detalhe abaixo, o controlador pode ativar o subsistema de atuação de válvula de exaustão de frenagem de motor 220 em resposta a uma solicitação de frenagem de motor.

[015] Conforme notado acima, a pressão desenvolvida no cilindro 202 através de movimento alternado do pistão 204 coloca cargas nos subsistemas de atuação de válvula 214 durante a abertura das válvulas de motor 206, 208. Por exemplo, quando o pistão 204 está na ou perto da sua posição de ponto morto inferior, a pressão dentro do cilindro 202 será relativamente baixa e a carga colocada nos subsistemas de atuação de válvula 214 quando da abertura de qualquer das válvulas 206, 208 será relativamente baixa também. Por outro lado, quando o pistão 204 está na ou perto de sua posição de ponto morto superior, a pressão dentro do cilindro 202 será relativamente alta e a carga colocada nos subsistemas de atuação de válvula 214 quando da abertura de qualquer das válvulas 206, 208 será relativamente alta também. Este último cenário é particularmente verdadeiro onde, diferente da operação de geração de potência positiva, a válvula de exaustão 208 é inicialmente aberta quando o pistão 204 está muito próximo de sua posição de ponto morto superior.

[016] A Figura 2 ilustra adicionalmente o conceito de contrapressão 213 onde, nesse contexto, a resistência de fluxo de fluido hidráulico do sistema de exaustão se manifesta como uma força aplicada à válvula de exaustão 208 em oposição à pressão induzida no cilindro 202. Como é de conhecimento na técnica, a ativação de um sistema de frenagem de exaustão resulta na contrapressão aumentada dentro do sistema de exaustão. No entanto, tal contrapressão aumentada pode levar um período de tempo para se desenvolver. Dado isso, e com referência mais uma vez à Figura 1, o período de cargas excessivamente altas 110, referido no presente documento como um pulso de inércia de fluxo de massa (MFIP), resulta da súbita aplicação das pressões de cilindro desenvolvidas pelo subsistema de frenagem de liberação de compressão antes do desenvolvimento de contrapressão aumentada que iria de outro modo se opor à carga aplicada ao trem de válvula 218, 220.

[017] Com referência agora à Figura 3, um motor de combustão interna 300 é mostrado operativamente conectado a um sistema de exaustão 330. O motor de combustão interna 300 compreende uma pluralidade de cilindros 302, um coletor de admissão 304 e um coletor de exaustão 306. Conforme será observado por aqueles versados na técnica, o número e configuração dos cilindros 302 bem como a configuração dos coletores de admissão e de exaustão 304, 306 podem diferir do exemplo ilustrado por uma questão de escolha de projeto. A Figura 3 também ilustra esquematicamente um subsistema de frenagem de liberação de compressão 220 para atuar uma ou mais válvulas de exaustão, como é de conhecimento na técnica. Por sua vez, o sistema de exaustão 330 compreende, além da tubulação usual, um subsistema de frenagem de exaustão 332 e, na modalidade ilustrada, um turbocarregador 334. Como é de conhecimento na técnica, o turbocarregador 334 pode compreender uma turbina 336 operativamente conectada a um compressor 338 no qual gases de exaustão (ilustrados pelas setas pretas) emitidos pelo coletor de exaustão 306 giram a turbina 336 que, por sua vez, opera o compressor 338. O subsistema de frenagem de exaustão 332 pode compreender qualquer um dentre diversos freios de exaustão comercialmente disponíveis.

[018] Conforme mostrado adicionalmente na Figura 3, vários componentes podem formar um sistema de admissão que fornece ar para o coletor de admissão 304. No exemplo ilustrado, um cano de entrada 308 fornece ar ambiente para o compressor 338 que, por sua vez, fornece ar pressurizado através de um cano de saída de compressor 310 para um resfriador de ar (intercooler) de carga 312 que resfria o ar pressurizado. A emissão do resfriador de ar de carga 312 encaminha o ar resfriado e comprimido para uma entrada do coletor de admissão 314. Como é de conhecimento na técnica, o nível de compressão (ou pressão de reforço) fornecido pelo compressor 338 depende da pressão dos gases de exaustão que escapam através do sistema de exaustão 330.

[019] Conforme adicionalmente mostrado na Figura 3, um controlador 222 é fornecido e operativamente conectado ao subsistema de frenagem de liberação de compressão 220 e ao subsistema de frenagem de exaustão 332. Dessa maneira, o controlador 222 controla a operação tanto do subsistema de frenagem de liberação de compressão 220 quanto do subsistema de frenagem de exaustão 332. Na modalidade ilustrada, o controlador 222 compreende um processador ou dispositivo de processamento 342 acoplado a um componente de armazenamento ou memória 344. A memória 204, por sua vez, compreende instruções executáveis e dados armazenados. Em uma modalidade, o processador 342 pode compreender um ou mais dentre um microprocessador, microcontrolador, processador de sinal digital, co-processador ou semelhante ou combinações dos mesmos com capacidade de executar as instruções armazenadas e operar os dados armazenados. De maneira semelhante, a memória 204 pode compreender um ou mais dispositivos tais como memória volátil ou não volátil incluindo, porém, sem limitação, memória de acesso aleatório (RAM) ou memória apenas para leitura (ROM). Disposições de processador e armazenamento dos tipos ilustrados na Figura 2 são bem conhecidas daqueles tendo habilidade comum na técnica. Em uma modalidade, as técnicas de processamento descritas no presente documento são implantadas como uma combinação de instruções executáveis e dados dentro da memória 344 executada/operada pelo processador 342.

[020] Embora o controlador 222 tenha sido descrito como uma forma para implantar as técnicas descritas no presente documento, aqueles tendo habilidade comum na técnica irão observar que outras técnicas, funcionalmente equivalentes podem ser empregadas. Por exemplo, como é de conhecimento na técnica, uma parte da ou toda a funcionalidade implantada por meio de instruções executáveis pode também ser implantada usando-se dispositivos de firmware e/ou hardware tais como circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), arranjos lógicos programáveis, máquinas de estado, etc. Além disso, outras implantações do controlador 222 podem incluir um maior ou menor número de componentes do que aquele ilustrado. Mais uma vez, aqueles de habilidade comum na técnica irão observar o amplo número de variações que pode ser usado dessa maneira. Adicionalmente ainda, embora um único controlador 222 seja ilustrado na Figura 3, é entendido que uma combinação de tais dispositivos de processamento pode ser configurada para operar em conjunto com, ou independentemente, um do outro para implantar os ensinamentos da presente revelação.

[021] Com referência agora à Figura 4, o processamento de acordo com a presente revelação é ilustrado. Em particular, o processamento ilustrado na Figura 4 pode ser implantado pelo controlador 222 conforme descrito acima. Começando no bloco 402, o controlador recebe uma solicitação de frenagem de motor. Conforme indicado acima, uma solicitação como essa pode ser fornecida na forma de uma entrada de usuário tal como através de ativação de um comutador ou outro mecanismo selecionável por usuário como é de conhecimento na técnica. Independente disso, em resposta à solicitação recebida, o processamento continua no bloco 404 onde o controlador 404 ativa o subsistema de frenagem de exaustão. Como é de conhecimento na técnica, a ativação de um subsistema de frenagem (seja de exaustão, com liberação de compressão ou de um outro tipo) pode ser efetuada através do controle, por exemplo, de um solenoide que, por sua vez, controla o fluxo de fluido hidráulico para um sistema de movimento perdido ou atuador que inicia a operação de frenagem de motor. Um exemplo de um sinal 504 usado para esse propósito é ilustrado na Figura 5 onde fazer a transição do sinal 504 de uma baixa tensão para uma alta tensão corresponde a ativação do sistema de frenagem de exaustão. Aqueles tendo habilidade na técnica irão observar que a forma particular de sinais de controle ilustrada no presente documento não é a título de limitação e, na prática, outras formas (por exemplo, fazer uma transição de alta para baixa) podem ser igualmente empregadas.

[022] Depois disso, no bloco 408, é feita uma determinação quanto a se um período de tempo foi completado subsequentemente à ativação do sistema de frenagem de exaustão. Isto é, substancialmente de modo simultâneo à ativação do subsistema de frenagem de exaustão, o controlador inicia um temporizador que mede o período de tempo de acordo com técnicas bem conhecidas e então verifica continuamente 408 se o temporizador expirou (nesse exemplo). Em uma modalidade, o período de tempo é suficiente em duração para permitir ativação do freio de exaustão para desenvolver contrapressão aumentada no sistema de exaustão de modo que as cargas colocadas no trem de válvula de exaustão possam a pressão de cilindro pode ser mais eficazmente resistida, desse modo minimizando ou eliminando qualquer período de altas cargas 110, conforme descrito acima. Na prática, o período desejado de tempo será função de velocidade do motor, fluxo de gás de exaustão e volume do sistema de exaustão e irá, portanto, necessariamente variar dependendo da implantação específica e da operação do motor e do sistema de exaustão. Por exemplo, testes têm revelado que em alguns motores e sistemas de exaustão comumente disponíveis, o período de tempo deve ser de pelo menos um segundo.

[023] Independente do período específico de tempo empregado, uma vez que o período de tempo tenha passado, o processamento continua no bloco 410 onde o subsistema de frenagem de liberação de compressão é ativado. Isso é mais uma vez mostrado na Figura 5 onde, após a conclusão do período de tempo 510, um sinal de controle 506 para o subsistema de frenagem de liberação de compressão faz a transição de uma baixa tensão para uma alta tensão. Consequentemente, conforme adicionalmente mostrado na Figura 5, as forças aplicadas para o trem de válvula são aumentadas começando com uma típica liberação de compressão transitória 508. No entanto, diferente do sistema ilustrado na Figura 1, não há ou há muito pouco período induzido por MFIP de cargas excessivamente altas 110. Mais uma vez, a contrapressão desenvolvida durante o período de tempo 510 durante o qual apenas o subsistema de frenagem de exaustão é ativado significativamente neutraliza as cargas 110 que de outro modo resultariam altas.

[024] Como é de conhecimento na técnica, a falha de um subsistema de frenagem de exaustão pode ter efeitos deletérios significativos sobre um motor. Se o subsistema de frenagem de exaustão falha de um modo em que a restrição no sistema de exaustão é mantida mesmo após o subsistema de frenagem de exaustão ter sido desativado, haverá aumento significativo na contrapressão durante geração de potência positiva, o que pode diminuir a geração de potência positiva e, em sistemas equipados com turbocarregador, diminuir a pressão de reforço. Por outro lado, se o subsistema de frenagem de exaustão falha de um modo em que a restrição no sistema de exaustão não é fornecida quando o subsistema de frenagem de exaustão foi ativado, haverá diminuição significativa na contrapressão durante frenagem de motor que, conforme descrito acima, pode resultar em dano em componentes do trem de válvula.

[025] A fim de evitar os efeitos potencialmente danosos de falha do subsistema de frenagem de exaustão durante frenagem de motor em um sistema de frenagem de motor combinado de exaustão/liberação de compressão, o processamento que seria de outro modo opcional (ilustrado com linhas pontilhadas) mostrado na Figura 5 também pode ser realizado. É observado que, seja qual for o processamento opcional na Figura 5 mostrado em conjunto com o método descrito para minimizar ou eliminar as altas cargas de trem de válvula 110 descritas acima, isso não é uma exigência da presente revelação. Isto é, o processamento de outro modo opcional na Figura 5 (particularmente blocos 406 e 414) em conjunto com o processamento dos blocos 402 e 404 pode ser implantado separadamente, por exemplo, em um sistema no qual apenas um subsistema de frenagem de exaustão é fornecido.

[026] A despeito disso, nessa modalidade adicional, subsequente à ativação do subsistema de frenagem de exaustão, é determinado no bloco 406 se houve ou não uma falha do subsistema de frenagem de exaustão. Na prática, isso pode ser conseguido de diversos modos. Em particular, onde o subsistema de frenagem de exaustão falha em fornecer a restrição necessária no sistema de exaustão, essa falha pode ser detectada quando é determinado que a contrapressão no sistema de exaustão está abaixo de um limiar. Por exemplo, e com referência à Figura 3, isso poderia ser determinado através de medição de pressão dentro do coletor de exaustão ou daquela porção do sistema de exaustão entre o turbocarregador 334 e o subsistema de frenagem de exaustão 332. Em mais uma outra modalidade, é observado que a presença da restrição no sistema de exaustão através de operação normal do subsistema de frenagem de exaustão servirá para reduzir a pressão de reforço na saída do compressor 338 (ou conforme medido, por exemplo, no coletor de admissão 304 ou antes ou depois do resfriador de ar de carga 312). Consequentemente, uma medição de um nível de reforço sustentado ou mesmo aumentado após ativação do subsistema de frenagem de exaustão é indicativa de uma falha do subsistema de frenagem de exaustão em fornecer a restrição necessária.

[027] Independente da maneira em que a mesma é determinada, se nenhuma falha do subsistema de frenagem de exaustão é determinada no bloco 406, o processamento continua conforme descrito acima no bloco 408. No entanto, se uma falha é detectada no bloco 406, o processamento continua no bloco 414 onde, em vez de ativar o subsistema de frenagem de liberação de compressão da maneira usual no bloco 410, o sistema de frenagem com liberação de compressão é operado em um modo de potência de frenagem reduzida. Conforme usado no presente documento, um modo de potência de frenagem reduzida é caracterizado por menos do que a potência de frenagem total que poderia de outro modo ser fornecida pelo subsistema de frenagem de liberação de compressão até, e incluindo, absolutamente nenhuma potência de frenagem. Por exemplo, para conseguir um modo de potência de frenagem reduzida, o controlador poderia operar o subsistema de frenagem de liberação de compressão de uma tal maneira que apenas uma porção do subsistema de frenagem de liberação de compressão seja operada. Desse modo, em uma modalidade, não todos os cilindros podem ser operados de acordo com técnicas de frenagem com liberação de compressão de motor. Em uma outra modalidade, onde for possível, a periodicidade da abertura das válvulas de exaustão durante frenagem com liberação de compressão poderia ser modificada de modo que elas não sejam abertas em ou próximo de períodos de pressão pico de cilindro, desse modo diminuir as cargas que seriam de outro modo colocadas no trem de válvulas.

[028] Em mais uma outra modalidade, onde for possível, o controlador pode também configurar um ou mais componentes do sistema de exaustão (outros que não o subcomponente de frenagem de exaustão) para aumentar a contrapressão no sistema de exaustão. Por exemplo, e com referência à Figura 3, se o turbocarregador 334 é um assim chamado turbocarregador de geometria variável (VGT) como é de conhecimento na técnica, a configuração do turbocarregador (por exemplo, a razão de aspecto da pá de turbina na turbina 336) pode ser ajustada para aumentar a contrapressão do sistema de exaustão 330.

[029] Adicionalmente ainda, mesmo quando nenhuma falha é detectada no bloco 406 e frenagem com liberação de compressão é ativada conforme apresentado no bloco 410, pode ser desejável continuar verificando quanto a falha do subsistema de frenagem de exaustão conforme ilustrado pelo bloco 412. No caso em que uma falha como essa é detectada mesmo após ativação do subsistema de frenagem de liberação de compressão, o processamento pode continuar no bloco 414 onde um modo de potência de frenagem reduzida de operação é empregado, conforme descrito acima.

[030] Embora modalidades preferidas particulares tenham sido mostradas e descritas, aqueles versados na técnica irão observar que mudanças e modificações podem ser feitas sem que haja um afastamento dos presentes ensinamentos. É, portanto, considerado que quaisquer das e todas as modificações, variações ou equivalentes dos ensinamentos descritos acima estarão abrangidas pelo escopo dos princípios subjacentes básicos revelados acima e reivindicados no presente documento.

Claims

1. Método para desempenhar frenagem de motor para um motor de combustão interna (300) operativamente conectado a um sistema de exaustão (330), em que o motor de combustão interna (300) compreende um subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o sistema de exaustão (330) compreende um subsistema de frenagem de exaustão (332), e em que um controlador (222) está em comunicação com o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o subsistema de frenagem de exaustão (332), o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende: receber (402), pelo controlador (222), uma solicitação de frenagem de motor; em resposta à solicitação de frenagem de motor, ativar (404), pelo controlador (222), o subsistema de frenagem de exaustão (332); em resposta à solicitação de frenagem de motor e em resposta à ativação do subsistema de frenagem de exaustão (332), determinar (408), pelo controlador (222), que um determinado período de tempo passou desde a ativação do subsistema de frenagem de exaustão (332); desenvolver contrapressão no sistema de exaustão (330); e após o determinado período de tempo passar, e enquanto o subsistema de frenagem de exaustão (332) está operando, ativar, pelo controlador (222), o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o período de tempo é suficiente para permitir desenvolvimento da contrapressão aumentada no sistema de exaustão (330).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o período de tempo é de pelo menos um segundo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar, pelo controlador (222), que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou; e depois de determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou, operar, pelo controlador (222), o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) em um modo de potência de frenagem reduzida.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou compreende adicionalmente: determinar, pelo controlador (222), que a contrapressão no sistema de exaustão (330) é inferior a um limiar.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou compreende adicionalmente: determinar, pelo controlador (222), que a pressão de reforço em um subsistema de admissão do motor de combustão interna (300) é mais alta do que um limiar.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) no modo de potência de frenagem reduzida compreende adicionalmente operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) com menos do que a potência de frenagem total.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) no modo de potência de frenagem reduzida compreende adicionalmente ativar, pelo controlador (222), apenas uma porção do subsistema de frenagem com liberação de compressão (220).

9. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: alterar, pelo controlador (222), a operação do subsistema de frenagem de exaustão (332) para aumentar contrapressão no sistema de exaustão (330).

10. Controlador (222) para uso com um motor de combustão interna (300) operativamente conectado a um sistema de exaustão (330), caracterizado pelo fato de que o motor de combustão interna (300) compreende um subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o sistema de exaustão (330) compreende um subsistema de frenagem de exaustão (332), e em que o controlador (222) está em comunicação com o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o subsistema de frenagem de exaustão (332), o controlador (222) compreendendo: pelo menos um dispositivo de processamento (342); e memória (344) tendo armazenada na mesma instruções executáveis que, quando executadas por o pelo menos um dispositivo de processamento fazem o pelo menos um dispositivo de processamento: receber (402) uma solicitação de frenagem de motor; em resposta à solicitação de frenagem de motor, ativar (404) o subsistema de frenagem de exaustão (332); em resposta à solicitação de frenagem de motor e em resposta à ativação do subsistema de frenagem de exaustão (332), determinar (408) que um determinado período de tempo passou desde a ativação do subsistema de frenagem de exaustão (332); ativar o subsistema de frenagem de exaustão (332) para desenvolver contrapressão no sistema de exaustão (330); e após o determinado período de tempo passar, e enquanto o subsistema de frenagem de exaustão (332) está operando, ativar (410) o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220).

11. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o período de tempo é suficiente para desenvolver contrapressão aumentada em um sistema de exaustão (330) operativamente conectado ao motor de combustão interna (300).

12. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o período de tempo é de pelo menos um segundo.

13. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a memória compreende adicionalmente instruções executáveis que, quando executadas por o pelo menos um processador, fazem o pelo menos um processador: determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou; e depois de determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou, operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) em um modo de potência de frenagem reduzida.

14. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador: determinar que a contrapressão no sistema de exaustão (330) é inferior a um limiar.

15. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador: determinar que a pressão de reforço em um subsistema de admissão do motor de combustão interna (300) é mais alta do que um limiar.

16. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) no modo de potência de frenagem reduzida são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) com menos do que a potência de frenagem total.

17. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) no modo de potência de frenagem reduzida são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador ativar apenas uma porção do subsistema de frenagem com liberação de compressão (220).

18. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a memória compreende adicionalmente instruções executáveis que, quando executadas por o pelo menos um processador, fazem o pelo menos um processador: alterar operação do sistema de exaustão (330) para aumentar contrapressão no sistema de exaustão (330).

19. Motor de combustão interna (300), caracterizado pelo fato de que compreende o controlador (222) definido na reivindicação 10.

20. Método para desempenhar frenagem de motor para um motor de combustão interna (300) operativamente conectado a um sistema de exaustão (330), em que o motor de combustão interna (300) compreende um subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o sistema de exaustão (330) compreende um subsistema de frenagem de exaustão (332), e em que um controlador (222) está em comunicação com o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o subsistema de frenagem de exaustão (332), o método caracterizado pelo fato de que compreende: receber (402), pelo controlador (222), uma solicitação de frenagem de motor; em resposta à solicitação de frenagem de motor, ativar (404), pelo controlador (222), o subsistema de frenagem de exaustão (332); determinar (412), pelo controlador (222), que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou; e depois de determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou, operar (414), pelo controlador (222), o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) em um modo de potência de frenagem reduzida em que o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) é operado com menos do que a potência de frenagem total até, e incluindo, nenhuma potência de frenagem.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou compreende adicionalmente: determinar, pelo controlador (222), que a contrapressão no sistema de exaustão (330) esteja inferior a um limiar de contrapressão.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou compreende adicionalmente: determinar, pelo controlador (222), que a pressão de reforço em um subsistema de admissão (310, 314) do motor de combustão interna (300) é mais alta do que um limiar.

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo fato de que operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) no modo de potência de frenagem reduzida compreende adicionalmente ativar, pelo controlador (222), apenas uma porção do subsistema de frenagem com liberação de compressão (220).

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: alterar, pelo controlador (222), a configuração do sistema de exaustão (330) para aumentar a contrapressão no sistema de exaustão (330).

25. Controlador (222) para um motor de combustão interna (300) operativamente conectado a um sistema de exaustão (330), em que o motor de combustão interna (300) compreende um subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o sistema de exaustão (330) compreende um subsistema de frenagem de exaustão (332), e em que o controlador (222) está em comunicação com o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) e o subsistema de frenagem de exaustão (332), o controlador (222) caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um dispositivo de processamento (342); e memória (344) tendo armazenada nas mesmas instruções executáveis que, quando executadas por o pelo menos um dispositivo de processamento fazem o pelo menos um dispositivo de processamento: receber (402) uma solicitação de frenagem de motor; em resposta à solicitação de frenagem de motor, ativar (404) o subsistema de frenagem de exaustão (332); determinar (412) que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou; e depois de determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou, operar (414) o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) em um modo de potência de frenagem reduzida em que o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) é operado com menos do que a potência de frenagem total até, e incluindo, nenhuma potência de frenagem.

26. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador: determinar que a contrapressão no sistema de exaustão (330) seja inferior a um limiar de contrapressão.

27. Controlador (222), de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador determinar que o subsistema de frenagem de exaustão (332) falhou são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador: determinar que a pressão de reforço em um subsistema de admissão (310, 314) do motor de combustão interna (300) é mais alta do que um limiar.

28. Controlador (222), de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, caracterizado pelo fato de que aquelas instruções executáveis que fazem o pelo menos um processador operar o subsistema de frenagem com liberação de compressão (220) no modo de potência de frenagem reduzida são adicionalmente operativas para fazer o pelo menos um processador ativar apenas uma porção do subsistema de frenagem com liberação de compressão (220).

29. Controlador (222), de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, caracterizado pelo fato de que a memória compreende adicionalmente instruções executáveis que, quando executadas por o pelo menos um processador, fazem o pelo menos um processador: alterar a configuração do sistema de exaustão (330) para aumentar a contrapressão no sistema de exaustão (330).

30. Motor de combustão interna (300), caracterizado pelo fato de que compreende o controlador (222) definido em qualquer uma das reivindicações 25 a 29.