BR112018016423B1

BR112018016423B1 - Método de controle e dispositivo de controle de motor de combustão interna de injeção direta

Info

Publication number: BR112018016423B1
Application number: BR112018016423-2A
Authority: BR
Inventors: Yoshihiro Imaoka; Takao Inoue; Takeshi Tsuyuki
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2022-02-01
Also published as: CN108700009B; WO2017138144A1; CN108700009A; RU2685757C1; JPWO2017138144A1; EP3415751B1; KR20180099894A; JP6579202B2; CA3014157C; EP3415751A4; MX2018009412A; CA3014157A1; BR112018016423A2; US20190040830A1; EP3415751A1; US10273922B2; MX367000B; KR101910784B1

Abstract

Um objetivo de um método de controle para controlar um motor de combustão interna de injeção direta que injeta diretamente combustível em um cilindro é reduzir um aumento em PN causado por fixação do combustível em uma extremidade distal de válvula de injeção de combustível. O método de controle resfria o combustível antes de uma temperatura de combustível quando o combustível passa através de um orifício de injeção em uma válvula de injeção de combustível atingir uma temperatura na qual uma quantidade de combustível fixado na extremidade distal de válvula de injeção de combustível aumenta.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um controle de motor de combustão interna de injeção direta que injeta diretamente combustível em um cilindro.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] JPH9-256926A revela uma técnica que resfria uma válvula de injeção de combustível usando refrigerante em uma temperatura mais baixa que o refrigerante do motor como um controle de um motor de combustão interna de injeção direta. Essa técnica resfria ativamente combustível para evitar um fenômeno causado por um aumento de temperatura da válvula de injeção de combustível como uma falha de acionamento e uma variação de uma quantidade de injeção da válvula de injeção de combustível para injeção estável de combustível.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] Atualmente, a partir de um aspecto de um problema ambiental, regulações de gás descarregado são rigorosas. O número de micropartículas contidas no gás descarregado (matéria particulada: a seguir mencionada como PM), o denominado Número de partículas (PN), também está sujeito à regulação. Em vista disso, vários estudos e desenvolvimentos foram realizados para diminuir o PN. Os inventores descobriram através dos estudos que um aumento de uma temperatura de combustível quando o combustível passa através de um orifício de injeção em uma válvula de injeção de combustível aumenta uma quantidade de combustível líquido fixado em uma área periférica do orifício de injeção e combustão desse combustível líquido aumenta o PN.

[004] A literatura tem como objetivo exclusivamente estabilizar a injeção de combustível e não menciona de modo algum redução em aumento de PN. É evidente que uma temperatura de combustível na qual a quantidade de combustível líquido fixada na área periférica do orifício de injeção acima descrito aumenta é mais baixa que uma temperatura na qual uma falha como a falha de acionamento da válvula de injeção de combustível ocorre.

[005] Isto é, a técnica revelada na Literatura possivelmente falha em reduzir o aumento em PN.

[006] Um objetivo da presente invenção é reduzir o aumento em PN em um motor de combustão interna de injeção direta.

[007] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um método de controle de motor de combustão interna de injeção direta que injeta diretamente combustível em um cilindro. O método de controle resfria o combustível antes que uma temperatura de combustível quando o combustível passa através de um orifício de injeção em uma válvula de injeção de combustível atinja uma temperatura na qual uma quantidade de combustível fixado na extremidade distal da válvula de injeção de combustível aumente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] A figura 1 é um diagrama de configuração esquemática de passagens de refrigerante de acordo com uma primeira modalidade.

[009] A figura 2 é um diagrama de circuito das passagens de refrigerante na figura 1.

[010] A figura 3 é uma vista em seção transversal de um cilindro em um motor de combustão interna.

[011] A figura 4 é uma vista ampliada de uma porção de extremidade distal de injetor.

[012] A figura 5 é um desenho para descrever um mecanismo de um aumento de PN.

[013] A figura 6 é um desenho de transição de estado de operação de motor do motor de combustão interna.

[014] A figura 7 é um fluxograma ilustrando uma rotina de controle para reduzir o aumento de PN.

[015] A figura 8 é um mapa de temperatura de extremidade distal de injetor.

[016] A figura 9 é uma tabela de coeficiente de correção com base em uma temperatura de trilho comum.

[017] A figura 10 é uma tabela de coeficiente de correção com base em uma temperatura de água de resfriamento.

[018] A figura 11 é um gráfico de timing quando um controle da primeira modalidade é executado.

[019] A figura 12 é um gráfico de timing ilustrando um trânsito do PN.

[020] A figura 13 é um desenho ilustrando uma relação entre uma razão de diluição de óleo e uma temperatura de refrigerante em um bloco de cilindro.

[021] A figura 14 é um desenho ilustrando uma relação entre temperaturas do bloco de cilindro e um cabeçote de cilindro e uma quantidade de HC descarregado.

[022] A figura 15 é um desenho ilustrando uma relação entre desempenhos exigidos para o motor de combustão interna e as temperaturas de refrigerante no bloco de cilindro.

[023] A figura 16 é uma tabela para conversão da temperatura de refrigerante no bloco de cilindro em uma temperatura de parede de bloco de cilindro.

[024] A figura 17 é um desenho para descrever uma relação entre um acionamento de um jato de óleo e o PN.

[025] A figura 18 é um desenho para descrever uma quantidade de protrusão da válvula de injeção de combustível.

[026] A figura 19 é um desenho ilustrando uma relação entre a quantidade de protrusão e o PN.

[027] A figura 20 é um diagrama de configuração esquemática de passagens de refrigerante de acordo com uma segunda modalidade.

[028] A figura 21 é um diagrama de configuração de um trilho comum de acordo com a segunda modalidade.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[029] O que segue descreve modalidades da presente invenção com referência aos desenhos em anexo.

Primeira modalidade

[030] A figura 1 é um diagrama de configuração esquemática de passagens de refrigerante de acordo com a primeira modalidade. A figura 2 é um desenho ilustrando as passagens de refrigerante na figura 1 por um diagrama de circuito. A figura 3 é uma vista em seção transversal de um cilindro. Deve ser observado que a figura 2 e a figura 3 omitem um dispositivo de injeção de combustível descrito posteriormente.

[031] Um motor de combustão interna 1 inclui o denominado dispositivo de injeção de combustível de trilho comum que injeta combustível acumulado em um trilho comum 4 em um estado de pressão alta a partir de injetores 5. Um controlador 100 executa controles dos injetores 5 como um timing de injeção de combustível em uma quantidade de injeção de combustível. O controlador 100 controla um timing de ignição de um bujão de ignição 9 além dos controles acima descritos.

[032] O injetor 5 é um motor de combustão interna de injeção direta de cilindro que injeta diretamente gasolina como o combustível no interior de um cilindro para queimar a mistura de ar-combustível por ignição por centelha por um bujão de ignição 21.

[033] Uma passagem de refrigerante do motor de combustão interna 1 é constituída incluindo passagens do lado do bloco WB, que são dispostas em um bloco de cilindro 2 ao longo de uma fileira de cilindros, e passagens do lado do cabeçote WH, que são dispostas em um cabeçote de cilindro 3 ao longo da fileira de cilindros. As passagens do lado de bloco WB e as passagens do lado de cabeçote WH são independentes entre si.

[034] Como ilustrado na figura 3, as passagens do lado do bloco WB são constituídas de uma passagem do lado de admissão de ar WBin e uma passagem do lado de ar de descarga WBex. A passagem do lado de admissão de ar WBin e a passagem do lado de ar de descarga WBex são unidas à jusante em uma direção de fluxo de refrigerante e se tornam uma passagem de saída de bloco W2. A passagem de saída de bloco W2 é acoplada a uma segunda válvula de controle de passagem de fluxo (uma Válvula de controle de multifluxo: MCV) 8.

[035] Como ilustrado na figura 3, a passagem do lado de cabeçote WH é constituída de uma passagem do lado de admissão de ar WHin, que é disposta entre um orifício de entrada 22 e uma parede lateral do cabeçote de cilindro, uma passagem do lado de ar de descarga WHex, que é disposta entre um orifício de descarga 23 e a parede lateral do cabeçote de cilindro, e passagens centrais WHc, que são dispostas entre o orifício de entrada 22 e o orifício de descarga 23. A passagem do lado de admissão de ar WHin, a passagem do lado de ar de descarga WHex, e as passagens centrais WHc se unem à jusante na direção de fluxo de refrigerante e se tornam uma passagem de saída de cabeçote W3. A passagem de saída de cabeçote W3 se ramifica novamente. Um lado é acoplado a uma primeira válvula de controle de passagem de fluxo (MCV) 7 e o outro lado é acoplado a uma válvula de acelerador 11 descrita posteriormente.

[036] À primeira MCV 7, uma passagem para a segunda MCV 8, uma passagem para um radiador 16 e uma passagem para um núcleo de aquecedor 10 são acopladas. A primeira MCV 7 tem uma função que muda uma passagem para uma passagem de qualquer uma das passagens através das quais o refrigerante flui. Adicionalmente, a primeira MCV 7 pode interromper o fluxo de refrigerante.

[037] À segunda MCV 8, uma passagem para a primeira MCV 7 e uma passagem para o resfriador de óleo 14 e um aquecedor de óleo 15 são acopladas. A segunda MCV 8 também tem uma função similar à primeira MCV 7.

[038] Como ilustrado na figura 2, a passagem de refrigerante a partir da primeira MCV 7 dirigindo para o núcleo de aquecedor 10 é acoplada a partir do núcleo de aquecedor 10 a uma bomba de água 6 através de um resfriador EGR (EGR/C) 13. Como ilustrado na figura 2, a passagem de refrigerante a partir da primeira MCV 7 dirigindo para o radiador 16 é acoplada à bomba de água 6 através do radiador 16.

[039] A passagem de refrigerante a partir da segunda MCV 8 dirigindo para o resfriador de óleo 14 e o aquecedor de óleo 15 se ramifica em uma passagem dirigindo para o resfriador de óleo 14 disposto no motor de combustão interna 1 e uma passagem dirigindo para uma transmissão (CVT no desenho). As passagens se unem após passar através do resfriador de óleo 14 e aquecedor de óleo 15 e a passagem unida é acoplada à bomba de água 6.

[040] A passagem de refrigerante ramificada a partir da passagem de saída de cabeçote W3 dirigindo para a válvula de acelerador 11 se une a uma passagem acoplando ao núcleo de aquecedor 10 e o resfriador de EGR 13 através da válvula de acelerador 11 e uma válvula EGR (EGR/V) 12.

[041] Uma vez que o circuito de resfriamento descrito acima inclui as passagens de refrigerante independentes, as passagens do lado de bloco WB e as passagens do lado de cabeçote WH, dentro do motor de combustão interna 1, uma temperatura do bloco de cilindro 2 e uma temperatura do cabeçote de cilindro 3 podem ser independentemente controladas.

[042] A seguir, o que se segue descreve um aumento em PN causado pelo combustível fixado em uma extremidade distal do injetor 5, que é um problema resolvido por essa modalidade.

[043] A figura 4 é uma vista ampliada perto da extremidade distal do injetor 5. Para simplificação, esse desenho ilustra o caso de um orifício de injeção 5A.

[044] Uma vez que o combustível é injetado a partir do trilho comum de alta pressão 4 para o interior do tubo, ebulição de fulgor é provável de ocorrer em uma temperatura de combustível alta. Causar a ebulição de fulgor aumenta um ângulo de pulverização injetado a partir do orifício de injeção 5A. Por exemplo, indicar o ângulo de pulverização com a temperatura de combustível quando o combustível passa através do orifício de injeção 5A em uma temperatura normal (em torno de 25°C) por θ1 e indicar o ângulo de pulverização com a temperatura alta de combustível (em torno de 90°C) por θ2, θ1 < θ2 é atendido. À medida que o ângulo de pulverização aumenta, o combustível é provável de se fixar na área periférica do orifício de injeção 5A. Isto é, à medida que a temperatura do combustível se eleva, o combustível é provável de se fixar na área periférica do orifício de injeção 5A (a saber, a extremidade distal do injetor 5).

[045] Deve ser observado que embora mesmo que o combustível na temperatura normal possivelmente se fixe na área periférica do orifício de injeção 5A, a quantidade é extremamente residual e, portanto, o combustível fixado não afeta o PN. Essa modalidade designa a fixação do combustível na extremidade distal dos injetores 5 até o ponto de envolver o aumento em PN como “uma extremidade distal molhada” (chip molhado). O aumento em quantidade de combustível fixado é mencionado como “um aumento em quantidade molhada.”

[046] A figura 5 é um desenho para descrever um mecanismo do aumento de PN causado pelo aumento em quantidade molhada. A figura 5 ilustra o caso dos dois orifícios de injeção 5A.

[047] Se o combustível se tornar uma temperatura alta e a ebulição de fulgor ocorrer, a extremidade distal molhada ocorre. Especialmente, com a pluralidade de orifícios de injeção 5A, o aumento em ângulo de pulverização devido ao aumento da temperatura de combustível integra as pulverizações de combustível injetadas a partir dos orifícios de injeção adjacentes 5A, resultando em aumentos adicionais em quantidade molhada.

[048] Uma reação do combustível líquido fixado na extremidade distal do injetor 5 com gás de combustão gera um denominado depósito. Se uma situação na qual a extremidade distal molhada ocorre repetidamente estiver presente, o combustível é absorvido no depósito. Quando o combustível desse modo absorvido no depósito acende através do aumento da temperatura de extremidade distal de injetor, uma propagação de uma chama queimada ou um motivo similar, o combustível gera uma chama luminosa e queima, envolvendo o aumento em PN.

[049] Portanto, essa modalidade executa o controle descrito abaixo para reduzir a extremidade distal molhada.

[050] A figura 6 é um desenho para descrever uma transição de um modo de operação de motor assumindo o controle dessa modalidade.

[051] Para iniciar a operação, primeiramente o modo de operação de motor faz transição de um modo de controle de IGN desligada para um modo Reserva e então faz transição para um modo de Fluxo zero (o modo de Fluxo zero no desenho) ou um modo de controle de passagem de fluxo de radiador (um controle de passagem de fluxo RAD no desenho) de acordo com a temperatura de refrigerante, uma temperatura externa ou uma temperatura similar.

[052] O modo de Fluxo zero é um modo para acelerar um aumento de uma temperatura de água óleo do motor de combustão interna 1 em uma partida a frio. Especificamente, fechar a primeira MCV 7 e a segunda MCV 8 interrompe o fluxo do refrigerante para reter o refrigerante no interior do motor de combustão interna 1 e acelerar o aumento de temperatura do refrigerante. A interrupção do refrigerante também retém o refrigerante no resfriador de óleo 14, desse modo acelerando também um aumento de temperatura do óleo de motor. Deve ser observado que a primeira MCV 7 e a segunda MCV 8 são abertas antes do refrigerante ferver.

[053] O modo de Fluxo zero termina quando um comutador de aquecedor é ligado e o estado entra em um estado de aquecimento. Alternativamente, mesmo se essas condições não forem atendidas, o modo de Fluxo zero entra em um decurso de um período predeterminado (por exemplo, alguns minutos) a partir do início do modo de Fluxo zero. Ao término do modo de Fluxo zero, o modo faz transição para o modo de controle de passagem de fluxo do radiador.

[054] Similar ao controle de passagem de fluxo geral, o modo de controle de passagem de fluxo de radiador circula o refrigerante com uma rota desviando o radiador 16 com a temperatura de refrigerante igual a ou menor que a temperatura predeterminada e circula o refrigerante com uma rota passando através do radiador 16 com a temperatura de refrigerante em excesso da temperatura predeterminada. Observe que, o motor de combustão interna 1 dessa modalidade pode controlar independentemente a temperatura respectiva do bloco de cilindro 2 e temperatura do cabeçote de cilindro 3 como descrito acima. O modo de controle de passagem de fluxo de radiador é adicionalmente dividido em dois modos. Um (um primeiro modo) é um modo que controla o bloco de cilindro e o cabeçote de cilindro em uma temperatura idêntica, e o outro (um segundo modo) é um modo que controla o cabeçote de cilindro em uma temperatura mais baixa que o bloco de cilindro. No caso onde uma carga se torna mais alta que uma carga predeterminada ou uma velocidade de rotação de motor se torna mais alta que uma velocidade de rotação predeterminada, o segundo modo é executado e o primeiro modo é executado em outros casos. Deve ser observado que para reduzir um controle complicado, histereses podem ser fornecidas para uma carga predeterminada e uma velocidade de rotação predeterminada para determinar se o primeiro modo faz transição para o segundo modo ou não e uma carga predeterminada e uma velocidade de rotação predeterminada para determinar se o segundo modo faz transição para o primeiro modo ou não. As temperaturas de refrigerante no interior das passagens do lado de cabeçote WH e as temperaturas de refrigerante no interior das passagens do lado de bloco WB no primeiro modo e segundo modo serão descritas posteriormente.

[055] Quando a temperatura de combustível se eleva durante a execução do modo de controle de passagem de fluxo do radiador, para reduzir a extremidade distal molhada, o modo faz transição para um modo de controle de temperatura de combustível descrito posteriormente.

[056] A figura 7 é um fluxograma para uma rotina de controle determinando se deve executar o modo de controle de temperatura de combustível ou não.

[057] Na etapa S100, o controlador 100 obtém uma temperatura de extremidade distal de injetor Ttip e uma temperatura de refrigerante Tw. Com um sensor de temperatura para detectar a temperatura de extremidade distal do injetor 5 montado, o controlador 100 lê um valor detectado por esse sensor de temperatura. Com o sensor de temperatura não montado no injetor 5, o controlador 100 estima a temperatura de extremidade distal do injetor Ttip através de uma operação descrita posteriormente. O controlador 100 lê um valor detectado por um sensor de temperatura de água também montado no motor de combustão interna geral como a temperatura de refrigerante.

[058] Aqui, o que se segue descreve o método de estimação da temperatura de extremidade distal de injetor Ttip.

[059] A figura 8 é um mapa ilustrando uma relação entre uma carga de motor e uma velocidade de rotação de motor e a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip. O controlador 100 calcula a carga de motor com base no valor detectado por um sensor de grau de abertura de pedal acelerador (não ilustrado) e calcula a velocidade de rotação do motor com base no valor detectado por um sensor de ângulo de manivela. O controlador 100 se refere ao mapa na figura 8 para calcular a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip. Para cálculo altamente preciso adicional da temperatura de extremidade distal de injetor Ttip, a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip calculada do mapa na figura 8 pode ser corrigida usando um coeficiente de correção com base em uma temperatura de trilho comum e um coeficiente de correção com base na temperatura de refrigerante. O coeficiente de correção com base na temperatura de trilho comum é preestabelecida com base, por exemplo, em uma relação entre a temperatura de trilho comum e a temperatura de extremidade distal de injetor como ilustrado na figura 9. Similarmente, o coeficiente de correção com base na temperatura de refrigerante é preestabelecida com base, por exemplo, em uma relação entre a temperatura de refrigerante e a temperatura de extremidade distal de injetor como ilustrado na figura 10.

[060] Quando o controlador 100 obtém a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip e a temperatura de refrigerante Tw como descrito acima, o controlador 100 determina se a temperatura de refrigerante Tw é mais alta que uma temperatura predeterminada T1 ou não na etapa S102. O controlador 100 executa um processo na Etapa S104 com o resultado de determinação de positivo e termina a rotina nesse momento com o resultado de determinação de negativo.

[061] A temperatura predeterminada T1 é um limiar para determinar se o motor de combustão interna 1 está ou não no estado de aquecimento. Isto é, quando o resultado de determinação dessa etapa é negativo, o motor de combustão interna 1 está em um estado de resfriamento, e o controlador 100 executa o controle para o modo de Fluxo zero diferente dessa rotina.

[062] Na etapa S104, o controlador 100 determina se a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip é mais alta que uma temperatura predeterminada T2 ou não. Com o resultado de determinação de positivo, o controlador 100 executa um processo na Etapa S106 e com o resultado de determinação de negativo, o controlador 100 termina a rotina nesse momento.

[063] Essa etapa é para determinar se o aumento da temperatura de combustível necessita ser reduzido ou não. Em vista disso, a temperatura mais baixa que uma temperatura na qual a ebulição de fulgor de combustível ocorre em vários °C é preestabelecida como a temperatura predeterminada T2. É somente necessário que “a temperatura mais baixa em vários °C” seja uma temperatura na qual o aumento da temperatura de combustível até a temperatura na qual a ebulição de fulgor ocorre pode ser evitado desde que um controle de temperatura de extremidade distal descrito posteriormente seja iniciado. Especificamente, a temperatura predeterminada T2 é ajustada de modo a ser adequado.

[064] Na etapa S106, o controlador 100 executa o modo de controle de temperatura de combustível. Como descrito posteriormente, essa modalidade resfria o injetor 5 para controlar a temperatura de combustível; portanto, na seguinte descrição, o modo de controle da temperatura de combustível é mencionado como “um controle de temperatura de extremidade distal.”

[065] O controle de temperatura de extremidade distal é um controle para reduzir o aumento da temperatura de combustível para evitar a ebulição de fulgor. A extremidade distal molhada é causada pela ebulição de fulgor devido ao aumento da temperatura de combustível como descrito acima. O motivo do aumento da temperatura de combustível inclui o combustível passando através do injetor de temperatura elevada 5 sendo exposto sob a chama queimada e o gás de combustão. Por conseguinte, diminuir a temperatura do injetor 5, especialmente a parte de extremidade distal com o orifício de injeção 5A assegura a diminuição da temperatura de combustível. Por conseguinte, essa modalidade controla a temperatura do injetor 5 para controlar a temperatura de combustível para evitar a ebulição de fulgor. Especificamente, o controle é executado usando a segunda MCV 8 de modo que uma taxa de fluxo de refrigerante do cabeçote de cilindro 3 é aumentada para reduzir o aumento da temperatura de combustível e a taxa de fluxo de refrigerante é diminuída para reduzir a diminuição da temperatura de combustível. Isso é porque, uma vez que os injetores 5 são montados no cabeçote de cilindro 3, a diminuição da temperatura do cabeçote de cilindro 3 também diminui a temperatura dos injetores 5. A taxa de fluxo de refrigerante é controlada de modo a atender as seguintes condições.

[066] Em primeiro lugar, a temperatura de combustível quando o combustível passa através dos orifícios de injeção 5A é igual a ou menor que a temperatura na qual a ebulição de fulgor ocorre. Em segundo lugar, a temperatura de refrigerante é igual a ou maior que uma temperatura de limite inferior na qual o aumento em PN e um aumento em diluição de óleo pelo combustível não ocorre. Em terceiro lugar, a temperatura de refrigerante é igual a ou menor que uma temperatura de limite superior na qual o refrigerante não é fervido.

[067] Representando um valor de limite mais baixo de uma faixa de temperatura atendendo ás condições acima descritas por T3 e um valor de limite superior por T4, uma relação T3 < T2 < T4 é atendida.

[068] A figura 11 é um gráfico de timing quando a rotina de controle na figura 7 é executada durante uma operação em um modo de teste de gás descarregado. Deve ser observado que uma temperatura de extremidade distal de injetor Ttip2 indicada pela linha tracejada no desenho é um exemplo comparativo. Esse exemplo comparativo ilustra um trânsito da temperatura de extremidade distal de injetor no caso onde os circuitos de resfriamento do bloco de cilindro e cabeçote de cilindro não são independentes e a rotina de controle na figura 7 não é executada.

[069] Em associação com o início de operação, a temperatura de refrigerante Tw aumenta gradualmente e excede a temperatura predeterminada T1 em um timing TM1. Quando a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip1 excede a temperatura predeterminada T2 no timing TM2, o controlador 100 inicia o controle de temperatura de extremidade distal. Por conseguinte, a temperatura da extremidade distal de injetor Ttip1 não excede a temperatura na qual o combustível passando através do orifício de injeção 5A causa a ebulição de fulgor. Em contraste com isso, no exemplo comparativo, a temperatura de extremidade distal de injetor Ttip2 aumenta em associação ao decurso do período de operação e o aumento em velocidade de veículo e excede a temperatura na qual o combustível passando através do orifício de injeção 5A causa ebulição de fulgor.

[070] Desse modo, essa modalidade pode reduzir a ebulição de fulgor do combustível injetado pelo controle de temperatura de extremidade distal.

[071] A figura 12 ilustra um trânsito do PN durante a operação no modo de teste de gás descarregado. A linha cheia no desenho indica uma quantidade de PN descarregado dessa modalidade e a linha tracejada é o exemplo comparativo similar á figura 7. O eixo de tempo (o eixo horizontal) é comum à figura 11.

[072] No exemplo comparativo, o PN aumenta em associação ao decurso do período de operação. Isso corresponde ao comportamento da temperatura de extremidade distal de injetor Ttip2 na figura 11. Em contraste com isso, o PN quando essa modalidade é executada é mantido quase constante após o aumento imediatamente após o início da operação. Isto é, o aumento em PN causado pela extremidade distal molhada é reduzido.

[073] Aqui, a descrição é dada da temperatura de refrigerante nas passagens do lado de bloco WB (a seguir também mencionado como “uma temperatura de líquido de bloco”) e a temperatura de refrigerante nas passagens do lado de cabeçote WH (a seguir também mencionada como “uma temperatura de líquido de cabeçote”) no primeiro modo e segundo modo no modo de controle de passagem de fluxo de radiador.

[074] A figura 13 é um desenho ilustrando uma relação entre a temperatura de líquido de bloco e a razão de diluição de óleo após o estado entrar no estado de aquecimento.

[075] A diluição de óleo onde o combustível fixado na parede de cilindro ou um elemento similar mistura com óleo de motor (a seguir também simplesmente mencionado como “óleo”) possivelmente ocorre durante a operação do motor de combustão interna 1. À medida que a razão de diluição de óleo se torna alta, o desempenho de óleo é deteriorado; portanto, é necessário fornecer um limite de diluição e não exceder o limite de diluição.

[076] Como ilustrado na figura 13, a razão de diluição de óleo se torna alta à medida que a temperatura de líquido de bloco diminui. Isso é porque quanto mais baixa a temperatura de líquido de bloco, mais baixa a temperatura da parede do bloco de cilindro, e o combustível é provável de fixar. Portanto, a temperatura de líquido de bloco necessita ser controlada até uma temperatura de modo que a razão de diluição de óleo não exceda o limite de diluição. Deve ser observado que uma temperatura de líquido de bloco TWB1 no desenho é um valor de referência da temperatura de líquido de bloco na figura 14 descrito posteriormente.

[077] A figura 14 é um desenho para descrever sensibilidade da quantidade de HC descarregado à temperatura de líquido de bloco e a temperatura de líquido de cabeçote.

[078] O eixo horizontal indica a quantidade de HC descarregado por 15 segundos a partir da partida do motor e o eixo vertical indica a temperatura de ar de descarga após 15 segundos da partida do motor. O lado inferior de uma linha curva A-C é uma região (uma região OK) na qual uma quantidade de valor de regulação de HC descarregada pode ser removida e o lado superior é uma região na qual a quantidade de valor de regulação de HC descarregada não pode ser removida (uma região inaceitável) descrita posteriormente.

[079] A linha curva A indica a relação entre a quantidade de HC descarregado e a temperatura de ar de descarga no aso onde a temperatura de líquido de bloco e a temperatura de líquido de cabeçote têm, cada, valores de referência predeterminados (TWB1 e TWH1). Deve ser observado que o valor de referência TWB1 da temperatura de líquido de bloco e o valor de referência TWH1 da temperatura de líquido de cabeçote têm a temperatura idêntica.

[080] Uma linha curva B indica uma relação entre a quantidade de HC descarregado e a temperatura de ar de descarga no caso onde somente a temperatura de líquido de cabeçote é diminuída mais que a linha de curva A e é definida como TWH2. Como ilustrado no desenho, a linha curva B dificilmente muda da linha curva A. Isto é, somente diminuir a temperatura de líquido de cabeçote dificilmente muda a região OK.

[081] Uma linha curva C ilustra a relação entre a quantidade de HC descarregado e a temperatura de ar de descarga no caso onde a temperatura de líquido de bloco é diminuída mais que a linha curva B e é definida como TWB2. A temperatura de líquido de bloco da linha curva C é idêntica à temperatura de líquido de cabeçote. Em outras palavras, pode ser dito que a linha curva C é o caso de diminuir a temperatura de líquido de bloco e a temperatura de líquido de cabeçote a partir da linha curva A. Deve ser observado que a temperatura de líquido de bloco TWB2 e a temperatura de líquido de cabeçote TWBH2 têm a temperatura idêntica na linha curva C.

[082] Como ilustrado no desenho, a linha curva C tem a região OK mais estreita que aquelas das linhas curvas A e B.

[083] Por conseguinte, pode ser visto que a quantidade de HC descarregado tem sensibilidade alta à temperatura de líquido de bloco e sensibilidade baixa à temperatura de líquido de cabeçote. Para evitar que a quantidade de HC descarregado aumente, a temperatura de líquido de bloco é preferivelmente mantida como sendo o valor de referência.

[084] O desempenho exigido para a operação do motor de combustão interna 1 inclui, além da solicitação de PN acima descrita, quantidade de solicitação de HC descarregado e solicitação de diluição de óleo, uma solicitação de estabilidade de combustão, uma solicitação de desempenho de economia de combustível e uma solicitação de desempenho de saída. Esses desempenhos também têm a relação com a temperatura de refrigerante.

[085] A figura 15 é um sumário de temperaturas de líquido de bloco atendendo as solicitações respectivas acima descritas.

[086] Como ilustrado no desenho, em comparação com a temperatura de líquido de bloco atendendo a quantidade de solicitação de HC descarregado e a solicitação de diluição de óleo, a temperatura de líquido de bloco atendendo a estabilidade de combustão, o desempenho de economia de combustível e o desempenho de saída é baixa. A temperatura de líquido de bloco atendendo a solicitação PN é adicionalmente mais baixa que a temperatura de líquido de bloco atendendo a estabilidade de combustão e desempenho similar.

[087] Portanto, o primeiro modo controla a passagem de fluxo de resfriamento e a taxa de fluxo de resfriamento de modo que a temperatura de líquido de bloco mantém a temperatura atendendo a quantidade de solicitação de HC descarregado e a solicitação de diluição de óleo, por exemplo, a TWB1 acima descrita. Em relação à solicitação de estabilidade de combustão, a solicitação de desempenho de economia de combustível e a solicitação de desempenho de saída, a temperatura de líquido de cabeçote pode ter a temperatura idêntica à temperatura de líquido de bloco. Em relação à solicitação de PN, a quantidade de solicitação de HC descarregado e a solicitação de diluição de óleo, a sensibilidade da temperatura de líquido de cabeçote é pequena. Em vista disso, o primeiro modo executa o controle de modo que a temperatura de líquido de cabeçote se torna a temperatura idêntica à temperatura de líquido de bloco.

[088] Por outro lado, no segundo modo, que é executado no caso da carga alta ou velocidade de rotação alta, barulho precisa ser evitado. Portanto, embora a temperatura de líquido de bloco seja mantida na temperatura idêntica ao primeiro modo, a temperatura de líquido de cabeçote é diminuída, por exemplo, até a TWH2 acima descrita. O motivo que somente a temperatura de líquido de cabeçote é diminuída é que a solicitação de PN, a quantidade de solicitação de HC descarregado, e a solicitação de diluição de óleo podem ser atendidas desde que a temperatura de líquido de bloco não seja alterada.

[089] Deve ser observado que para controlar a temperatura de líquido de bloco e a temperatura de líquido de cabeçote, não sentindo diretamente a temperatura de líquido de bloco e temperatura de líquido de cabeçote, porém o controle com base em uma temperatura de parede de bloco e uma temperatura de parede de cabeçote também pode ser executado. Nesse caso, é somente necessário converter a temperatura de líquido de bloco na temperatura de parede de bloco usando a tabela ilustrada na figura 16. Por exemplo, com a temperatura de líquido de bloco de TWB1, a temperatura de parede de bloco se torna TB1; portanto, é somente necessário controlar a passagem de fluxo de resfriamento e a taxa de fluxo de resfriamento de modo a definir a temperatura de parede de bloco em TB1 enquanto a temperatura de parede de bloco é monitorada. O mesmo se aplica à temperatura de líquido de cabeçote.

[090] Deve ser observado que, como ilustrado na figura 3, o motor de combustão interna 1 dessa modalidade inclui um jato de óleo 24 para o resfriamento de pistão. A figura 17 ilustra os resultados de medir a quantidade de PN descarregado no caso onde o jato de óleo 24 é acionado e não acionado. A “temperatura média da parede” no eixo horizontal é uma temperatura média calculada por ponderar a temperatura de parede de bloco e a temperatura da parede do cabeçote por valores predeterminados. A região hachurada no desenho é uma região de temperatura no caso onde o controle de acordo com a modalidade é executado. A linha curva no desenho é uma linha característica indicativa da relação entre a temperatura média da parede e o PN criado com base nos resultados de medição. O “alvo” no desenho indica o valor aceitável do PN. Como ilustrado no desenho, na temperatura de parede almejada, o acionamento e não acionamento do jato de óleo 24 não tem tanta influência sobre o PN.

[091] A figura 18 é um desenho para descrever uma quantidade de protrusão do injetor 5. A extremidade distal do injetor 5 casando com a superfície de parede da câmara de combustão é determinada como uma quantidade de protrusão de zero, a extremidade distal do injetor 5 se projetando para o lado da câmara de combustão (o estado indicado pela linha tracejada no desenho) é determinada como a quantidade positiva de protrusão, e o oposto é determinado como a quantidade negativa de protrusão.

[092] A figura 19 é um desenho ilustrando uma relação entre a temperatura de extremidade distal do injetor e o PN causado pela extremidade distal molhada.

[093] Quanto maior a quantidade de protrusão, maior a quantidade de calor recebido da chama queimada e gás de combustão; portanto, a temperatura do injetor 5 se eleva. Consequentemente, a temperatura de combustível quando o combustível é injetado do orifício de injeção 5A se torna alta, aumentando o PN. Por outro lado, a quantidade pequena de protrusão reduz o aumento da temperatura de combustível, desse modo assegurando a redução do aumento em PN.

[094] Isto é, como ilustrado na figura 19, mesmo quando o estado de operação do motor é idêntico, zerar a quantidade de protrusão assegura a redução do PN em comparação com o caso da quantidade positiva de protrusão. A execução do controle dessa modalidade com a quantidade de protrusão sendo zerada aumentando adicionalmente o efeito de redução de PN.

[095] Como descrito acima, essa modalidade resfria o combustível antes da temperatura de combustível quando o combustível passa através do orifício de injeção 5A na válvula de injeção de combustível (o injetor 5) atinge a temperatura na qual a quantidade de combustível fixado para a extremidade distal de válvula de injeção de combustível aumenta. Isso permite reduzir o aumento em extremidade distal molhada, desse modo assegurando a redução do aumento em PN como resultado.

[096] Com essa modalidade, o motor de combustão interna 1 inclui as passagens de resfriamento de motor incluindo as passagens de resfriamento de cabeçote de cilindro (as passagens do lado de cabeçote WH) e as passagens de resfriamento de bloco de cilindro (as passagens do lado de bloco WB) independentes entre si e resfria o combustível através do controle da taxa de fluxo de refrigerante das passagens de resfriamento de cabeçote de cilindro. Isso assegura a redução do aumento em PN causado pela extremidade distal molhada sem envolver o aumento em PN devido à fixação de combustível ao bloco de cilindro, o aumento em quantidade de HC descarregado, o aumento em razão de diluição de óleo e uma falha similar.

[097] Essa modalidade define a temperatura na qual a quantidade de combustível fixado na extremidade distal do injetor 5 aumenta à medida que a temperatura na qual o combustível causa ebulição de fulgor. Uma vez que o aumento em extremidade distal molhada é principalmente causado pela ebulição de fulgor do combustível, essa modalidade pode confiavelmente reduzir o aumento em extremidade distal molhada do injetor 5.

[098] Segunda modalidade

[099] A figura 20 é um diagrama de configuração esquemática de passagens de refrigerante de acordo com a segunda modalidade. A configuração da figura 20 difere daquela na figura 1 em que a configuração da figura 20 tem um circuito de resfriamento para resfriar o trilho comum 4 (um circuito de resfriamento de trilho comum). O circuito de resfriamento de trilho comum é um sistema diferente do circuito de resfriamento descrito na primeira modalidade e inclui uma bomba de água (WP), um radiador (RAD), um inter-refrigerador (I/C), e uma passagem de refrigerante de trilho comum descrita posteriormente dedicada a esse circuito.

[0100] A figura 21 é um diagrama de configuração do trilho comum 4 usado para a segunda modalidade. O trilho comum 4 inclui suportes de injetor 30 e flanges 31 para fixação de parafuso. O trilho comum 4 inclui uma passagem de combustível 33 no interior e uma passagem de refrigerante de trilho comum 32. A passagem de refrigerante de trilho comum 32 é disposta ao longo da passagem de combustível 33. Deve ser observado que as setas no desenho indicam cada direções de fluxo do combustível e refrigerante.

[0101] O combustível enviado para a passagem de combustível 33 do trilho comum 4 por uma bomba de combustível (não ilustrada) é injetado dos injetores 5 montados nos suportes de injetor 30. O refrigerante enviado pela bomba de água dedicada ao circuito de resfriamento de trilho comum flui através do interior da passagem de refrigerante de trilho comum 32.

[0102] A configuração descrita acima resfria o combustível no interior da passagem de combustível 33 pelo refrigerante que flui através da passagem de refrigerante de trilho comum 32. Isto é, enquanto a primeira modalidade resfria os injetores 5 para controlar a temperatura do combustível, a segunda modalidade resfria o combustível para controlar a temperatura do combustível. Tal configuração assegura a redução do aumento em PN causado pela extremidade distal molhada similar à primeira modalidade.

[0103] A segunda modalidade pode controlar a temperatura do combustível independentemente da temperatura de líquido de bloco e temperatura de líquido do cabeçote.

[0104] Como descrito acima, a segunda modalidade inclui o trilho comum 4, que acumula o combustível pressurizado e a passagem de resfriamento de trilho comum, que inclui o circuito de circulação separadamente das passagens de resfriamento de motor. O controle da taxa de fluxo de refrigerante da passagem de resfriamento de trilho comum resfria o combustível. Isso assegura a redução do aumento em PN causado pela extremidade distal molhada sem influenciar a temperatura de líquido de bloco e a temperatura de líquido de cabeçote.

[0105] As modalidades da presente invenção descritas acima são meramente ilustração de alguns exemplos de aplicação da presente invenção e não da natureza para limitar o escopo técnico da presente invenção às construções específicas das modalidades acima.

Claims

1. Método de controle de motor de combustão interna (1) de injeção direta que injeta diretamente combustível em um cilindro, e inclui uma passagem de resfriamento de motor incluindo uma passagem de resfriamento de cabeçote de cilindro (WH) e uma passagem de resfriamento de bloco de cilindro (WB) que são independentes uma da outra, e uma válvula de injeção de combustível (5) tendo um orifício de injeção (5A) do combustível, a válvula de injeção de combustível (5) tendo uma propriedade que quando o combustível injetado causa uma ebulição de fulgor, um ângulo de pulverização de combustível aumenta para causar um combustível de injeção a se fixar a uma área periférica do orifício de injeção (5A), o método de controle compreendendo: executar um modo de controle de passagem de fluxo de radiador ajustando respectivamente temperaturas refrigerantes da passagem de resfriamento de cabeçote de cilindro (WH) e uma passagem de resfriamento de bloco de cilindro (WB), o modo de controle de passagem de fluxo de radiador incluindo um primeiro modo e um segundo modo, o primeiro modo sendo configurado para controlar um bloco de cilindro (2) e um cabeçote de cilindro (3) a terem uma temperatura idêntica, e o segundo modo sendo configurado para controlar o cabeçote de cilindro (3) a ter uma temperatura menor que uma temperatura do bloco de cilindro (2), em que o segundo modo é aplicado quando uma carga do motor (1) é maior que uma carga predeterminada ou uma velocidade de rotação do motor (1) é maior que uma velocidade predeterminada e o primeiro modo é aplicado em outros casos; CARACTERIZADO por obter uma temperatura de extremidade distal da válvula de injeção de combustível (5); e executar uma transição de um modo de controle de passagem de fluxo de radiador para o modo de controle de temperatura de combustível quando a temperatura de extremidade distal da válvula de injeção de combustível (5) se eleva para uma temperatura predeterminada durante uma execução do modo de controle de passagem de fluxo de radiador, o modo de controle de temperatura de combustível sendo configurado para aumentar uma taxa de fluxo de refrigerante da passagem de resfriamento de cabeçote de cilindro (WH) para resfriar o combustível antes da temperatura de extremidade distal da válvula de injeção de combustível (5) atingir uma temperatura em que a ebulição de fulgor ocorra.

2. Dispositivo de controle de motor de combustão interna (1) de injeção direta que injeta diretamente combustível em um cilindro e inclui uma passagem de resfriamento de motor incluindo uma passagem de resfriamento de cabeçote de cilindro (WH) e uma passagem de resfriamento de bloco de cilindro (WB) que são independentes uma da outra; uma válvula de injeção de combustível (5) tendo um orifício de injeção (5A) do combustível, a válvula de injeção de combustível (5) tendo uma propriedade que quando o combustível injetado causa uma ebulição de fulgor, um ângulo de pulverização de combustível aumenta para causar um combustível de injeção a se fixar a uma área periférica do orifício de injeção (5A) e uma unidade de controle configurada para: realizar um modo de controle de passagem de fluxo de radiador ajustando respectivamente temperaturas refrigerantes da passagem de resfriamento de cabeçote de cilindro (WH) e uma passagem de resfriamento de bloco de cilindro (WB), o modo de controle de passagem de fluxo de radiador incluindo um primeiro modo e um segundo modo, o primeiro modo sendo configurado para controlar um bloco de cilindro (2) e um cabeçote de cilindro (3) a terem uma temperatura idêntica, e o segundo modo sendo configurado para controlar o cabeçote de cilindro (3) a ter uma temperatura menor que uma temperatura do bloco de cilindro (2), em que o segundo modo é aplicado quando uma carga do motor (1) é maior que uma carga predeterminada ou uma velocidade de rotação do motor (1) é maior que uma velocidade predeterminada e o primeiro modo é aplicado em outros casos, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo compreende adicionalmente: uma unidade de obtenção de temperatura configurada para obter uma temperatura de extremidade distal da válvula de injeção de combustível (5); e uma unidade de resfriamento de combustível configurada para resfriar o combustível que passa através do orifício de injeção (5A); e a unidade de controle é configurada adicionalmente para: executar uma transição de um modo de controle de passagem de fluxo de radiador para o modo de controle de temperatura de combustível quando a temperatura de extremidade distal da válvula de injeção de combustível (5) se eleva para uma temperatura predeterminada durante uma execução do modo de controle de passagem de fluxo de radiador, o modo de controle de temperatura de combustível sendo configurado para aumentar uma taxa de fluxo de refrigerante da passagem de resfriamento de cabeçote de cilindro (WH) para resfriar o combustível antes da temperatura de extremidade distal da válvula de injeção de combustível (5) atingir uma temperatura em que a ebulição de fulgor ocorra.

3. Método de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura predeterminada é ajustada para ser menor que uma temperatura na qual o combustível injetado causa ebulição de fulgor.

4. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura predeterminada é ajustada para ser menor que uma temperatura na qual o combustível injetado causa ebulição de fulgor.