BRPI0702893A2 - aparelho de controle para um motor de combustão interna e método para controlar o mesmo - Google Patents

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BRPI0702893A2
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Abstract

APARELHO DE CONTROLE PARA UM MOTOR DE COMBUSTãO INTERNA E MéTODO PARA CONTROLAR O MESMO. A presente invenção refere-se a um aparelho de controle para um motor de combustão interna tendo um meio de controle de sincronismo de válvula (80) para controlar o sincronismo de abertura e fechamento de uma válvula de entrada (40) disposta em um orifício de entrada se comunicando com um cilindro do motor de combustão interna, quando o motor de combustão interna estiver sendo iniciado de uma condição a frio, a operação de múltiplos tempos é determinada, em que um ciclo de combustão do motor de combustão interna que inclui dois ou mais tempos de entrada e compressão, formado por um primeiro tempo de entrada e um primeiro tempo de compressão, e um segundo tempo de entrada e um segundo tempo de compressão, seguidos por um tempo de combustão e um segundo tempo de exaustáo. O meio de controle de sincronismo de válvula (80) controla uma elevação da válvula de entrada (40) durante o primeiro tempo de entrada e o primeiro tempo de compressão para um valor de elevação baixo, que é menor que o valor de elevação normal exigido para a entrada de uma quantidade de ar de entrada exigida, e controla a elevação da válvula de entrada (40) em um segundo tempo de entrada e um segundo tempo de compressão para o valor de elevação normal.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHODE CONTROLE PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E MÉ-TODO PARA CONTROLAR O MESMO".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
1. CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um aparelho de controle paraum motor de combustão interna e um método para controlar um motor decombustão interna. Mais especificamente, refere-se a um aparelho de con-trole para um motor de combustão interna e um método para controlar ummotor de combustão interna capaz de controlar o sincronismo de quantida-des de abertura e fechamento e da elevação de válvulas de entrada indivi-duais de um motor de combustão interna.
2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
A Publicação de Pedido de Patente Japonesa Ne. JP-A-10-252511 descreve um sistema que controla a abertura e fechamento da vál-vula de entrada e da válvula de exaustão por um mecanismo de acionamen-to de válvula capaz de
ajustar de modo variável o sincronismo da abertura e fechamento das válvu-las de entrada e exaustão dispostas em cada cilindro de um motor de com-bustão interna. Neste sistema, durante a operação normal, em que a com-bustão no motor de combustão interna é estável, o motor de combustão in-terna é operado por um ciclo de combustão de quatro tempos compreen-dendo um tempo de entrada, um tempo de compressão, um tempo de ex-pansão e um tempo de exaustão, Fazendo isto, o controle é realizado paraabrir e fechar a válvula de entrada em um sincronismo prescrito no tempo deentrada, e o controle é realizado para abrir e fechar a válvula de exaustãoem um sincronismo prescrito no tempo de exaustão.
No entanto, no caso, por exemplo, de uma partida fria do motorde combustão interna, em que existe uma tendência de ocorrer combustãoincompleta, existem casos em que e o combustível não é completamentecombusto e combustível não combusto que permanece é exaurido do cilin-dro no tempo de exaustão. Portanto, no sistema notado acima, no caso emque é determinado que a combustão incompleta está ocorrendo no motor decombustão interna, o controle seguinte é realizado. Especificamente, a aber-tura da válvula de entrada e da válvula de exaustão é paralisada por um pe-ríodo de tempo prescrito durante a operação do motor de combustão interna.
Como resultado, durante o tempo que as válvulas são paralisadas, ambas asválvulas de entrada e exaustão são fechadas, e o movimento para cima epara baixo do pistão realiza repetidamente o tempo de compressão e o tem-po de expansão somente. Nesta condição, a ignição é feita cada vez entre otempo de compressão e o tempo de expansão.
Durante esta repetição dos tempos de compressão e explo-são/expansão desta maneira, o combustível não combusto no cilindro écompletamente combusto. Subseqüentemente, quando a combustão com-pleta do combustível não combusto é verificada, a operação normal de aber-tura e fechamento de válvula é novamente permitida, e reassume a opera-ção normal. Fazendo isso, o sistema permite a combustão completa docombustível e a supressão de exaustão do combustível não combusto emuma condição de operação em que existe uma tendência de que ocorra acombustão incompleta.
Durante o tempo em que um motor de combustão interna estásendo iniciado a partir da condição fria do motor de combustão interna, a fimde estabilizar a combustão e aperfeiçoar as características de partida, aquantidade de injeção de combustível é aumentada realizando o controleem, obter uma condição rica em combustível. A partir do ponto de vista deaperfeiçoar a economia de combustível e as emissões de exaustão, no en-tanto, é desejável expandir adicionalmente o limite estreito do motor decombustão interna mesmo durante a partida fria. Com relação a este ponto,quando ocorre combustão incompleta, o sistema acima notado realiza tem-pos de compressão e expansão repetidos com a válvula de entrada e a vál-vula de exaustão fechadas, realizando a ignição cada vez para a combustãocompleta do combustível não combusto. Isto é, de acordo com o sistema,repetindo os tempos de compressão e explosão/expansão, o combustívelque enche o cilindro fechado é completamente combusto, e não está rela-cionado ao controle da relação de ar-combustível para o lado estreito duran-te a operação quando é dada a partida fria do motor de combustão interna,nem está relacionado a estender o limite estreito.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção tem um objetivo de fornecer um aparelhode controle para um motor de combustão interna e um método para controlarum motor de combustão interna para obter uma extensão do limite estreito,mesmo quando o motor de combustão interna está sendo iniciado a partir dapartida fria.
Um primeiro aspecto da presente invenção é um aparelho decontrole para um motor de combustão interna tendo um meio de acionamen-to de válvula variável para mudar o sincronismo de abertura e fechamento eo valor de elevação de uma válvula de entrada disposta em um orifício deentrada se comunicando com um cilindro do motor de combustão interna;um meio de controle de sincronismo de válvula para controlar o sincronismode abertura e fechamento e do valor de elevação da válvula de entrada pelomeio de acionamento de válvula variável; um meio de determinação da par-tida fria para determinar se o motor de combustão interna está sendo inicia-do a partir de uma partida fria; e um meio de determinação de operação demúltiplos tempos para determinar um ciclo de combustão do motor de com-bustão interna que inclui dois ou mais tempos de entrada e compressão,quando o meio de determinação de partida fria determina que a combustãointerna está sendo iniciada a partir da partida fria, em que a operação demúltiplos tempos é formada por um primeiro tempo de entrada e um primeirotempo de compressão, e um segundo tempo de entrada e um segundo tem-po de compressão, seguido por um tempo de combustão e um segundotempo de exaustão. Neste aspecto, o meio de controle de sincronismo deválvula controla uma elevação da válvula de entrada durante o primeiro tem-po de entrada e o primeiro tempo de compressão para um valor de elevaçãobaixo, que é menor que o valor de elevação normal exigida para a entradade uma quantidade de ar de entrada exigida, e controla a elevação da válvu-la de entrada em um segundo tempo de entrada e um segundo tempo decompressão para o valor de elevação normal.
De acordo com o primeiro aspecto, realizando dois ou mais tem-pos de entrada e compressão, e tornando pequeno o valor de elevação noprimeiro tempo de entrada, é possível elevar a temperatura de entradaquando o ar de entrada flui em uma câmara de combustão. Mesmo quandoa temperatura do motor de combustão interna é baixa, portanto, como duran-te a parte fria, é possível elevar mais rapidamente a temperatura nas câma-ras de combustão e estabilizar a combustão.
Em um segundo aspecto, o baixo valor de elevação pode ser ovalor de elevação em que a perda de bombeamento durante o primeiro tem-po de entrada e o primeiro tempo de compressão é máxima.
De acordo com o segundo aspecto, quando é feita a entrada noprimeiro tempo de entrada e o primeiro tempo de compressão, é possívelelevar mais efetivamente a temperatura do gás de entrada, permitindo nãosomente um aperfeiçoamento em características de combustão, mas tam-bém aquecimento antecipado do motor de combustão interna.
Uma terceira modalidade é o aparelho de controle tanto do pri-meiro aspecto quanto do segundo aspecto, que pode ainda ter um meio decontrole de sincronismo de ignição para controlar o sincronismo de igniçãopor uma vela de ignição disposta no cilindro, em que o meio de controle desincronismo de ignição proíbe a ignição durante o primeiro tempo de entradae o primeiro tempo de compressão.
De acordo com o terceiro aspecto, em adição a elevar efetiva-mente a temperatura do gás de entrada durante o primeiro tempo de entradae o primeiro tempo de compressão, é possível realizar a entrada de acordocom uma quantidade de ar de entrada exigida no segundo tempo de entradae segundo tempo de compressão, permitindo a geração de um torque comoexigido para a carga solicitada.
Um quarto aspecto é um aparelho de controle de qualquer umdos primeiro ao terceiro aspectos, em que o meio de determinação de ope-ração de múltiplos tempos pode realizar, durante um ciclo de combustão,uma pluralidade de repetições do primeiro tempo de entrada e o primeirotempo de compressão, seguido realizando o segundo tempo de entrada e osegundo tempo de compressão.
De acordo com o quarto aspecto, a temperatura de entrada éelevada de modo mais seguro e é possível aquecer o motor de combustãointerna em um estágio anterior.
Um quinto aspecto é o aparelho de controle de acordo comqualquer um dos primeiro ao quarto aspectos, que podem ainda ter um meiode determinação de término de operação de múltiplos tempos para determi-nar se a operação de múltiplos tempos deve ser terminada; e o meio de de-terminação de operação de quatro tempos para determinar um ciclo de com-bustão da combustão do motor de combustão interna para a operação dequatro tempos compreendendo um tempo de entrada, um tempo de com-pressão, um tempo de expansão, e um tempo de exaustão, se a operaçãode múltiplos tempos avalia que a operação de múltiplos tempos deve serterminada.
A operação de múltiplos tempos acima indicada é vantajosa emaperfeiçoar as características de combustão quando o motor de combustãointerna está frio. No entanto, porque o valor de elevação da válvula de entra-da se torna pequeno no primeiro tempo de entrada e primeiro tempo decompressão, de modo que a resistência de entrada se torna grande, a perdade torque é grande. Portanto, depois que a combustão estabiliza, uma comu-tação pode ser feita para a operação de quatro tempos normal. Quanto aeste ponto, de acordo com os sexto ao nono aspectos como indicado abaixo,é possível determinar com segurança o sincronismo desta comutação e,quando é determinado que a operação de múltiplos tempos deve ser termi-nada, é possível comutar para a operação de quatro tempos, em que o tem-po de entrada normal, o tempo de compressão, o tempo de expansão e otempo de exaustão, normais são realizados.
Um sexto aspecto é o aparelho de controle do quinto aspecto,que pode ainda ter um meio de detecção de temperatura para detectar umatemperatura no cilindro, em que o meio de determinação de término de ope-ração de múltiplos tempos determina que a operação de múltiplos temposdeve ser terminada se uma temperatura no cilindro atingir uma temperaturade cilindro limite.
Um sétimo aspecto é o aparelho de controle do quinto aspecto,que pode ainda compreender um meio de detecção de temperatura de águapara detectar a temperatura do refrigerante do motor de combustão interna,em que o meio de determinação de término de operação de múltiplos tem-pos determina que a operação de múltiplos tempos deve ser terminada se atemperatura do refrigerante atingir uma temperatura de refrigerante limite.
Um oitavo aspecto é o aparelho de controle do quinto aspecto,que pode ainda ter um meio de cálculo de carga solicitado para calcular umacarga solicitada no motor de combustão interna, em que o meio de determi-nação de término de operação de múltiplos tempos determina que a opera-ção de múltiplos tempos deve ser terminada se a carga solicitada calculadaatingir ou exceder uma carga de motor limite.
Um nono aspecto é o aparelho de controle do quinto aspecto,que pode ainda ter um meio de predição de temperatura do cilindro parapredizer, antes do início do primeiro tempo de entrada e do primeiro tempode compressão em um ciclo de combustão, uma temperatura em um cilindrodepois de realizar o segundo tempo de entrada e o segundo tempo de com-pressão, em que o meio de determinar o término de operação de múltiplostempos determina que a operação de múltiplos tempos deve ser terminadase a temperatura predita no cilindro atingir uma temperatura de cilindro pre-dita limite.
No caso da operação de múltiplos tempos indicada acima, se ostempos de entrada e compressão forem repetidos, a temperatura de gás deentrada subirá excessivamente. Quando a temperatura de gás de entradasobe excessivamente, é também possível prever isto como uma causa decombustão anormal. Quanto a este ponto, de acordo com o nono aspecto, atemperatura no cilindro é predita, e é determinada se comutar da operaçãode múltiplos tempos para a operação de seis tempos, baseado no tempopredito. Portanto, mesmo no caso de realizar operação de múltiplos tempos,é possível impedir com mais segurança o gás de entrada de atingir umatemperatura excessivamente alta.
Também, no caso em que o combustível do motor de combustãointerna inclui um álcool, porque a volatilidade do combustível diferirá depen-dendo da concentração do álcool combustível no combustível, as caracterís-ticas de combustão também mudarão. Isto é, mesmo para a mesma condi-ção de operação, o tempo da partida para atingir a combustão estabilizadadiferirá.
Um décimo aspecto é o aparelho de controle de qualquer umdos sexto ao nono aspectos, em que o motor de combustão interna podeusar um combustível que inclui álcool como um combustível, e o aparelho decontrole pode determinar uma temperatura de cilindro limite, temperatura derefrigerante limite, carga de motor limite, e temperatura de motor predita limi-te, de acordo com a concentração de álcool combustível no combustível.
De acordo com o décimo aspecto, o valor de determinação datemperatura de cilindro limite, temperatura de refrigerante limite, carga demotor limite, ou e temperatura de motor predita limite, usado como uma refe-rência em determinar se comutar da operação de múltiplos tempos para aoperação de quatro tempos de acordo com a concentração de álcool com-bustível no combustível. É portanto possível realizar a determinação de co-mutação com segurança, de acordo com o combustível que é usado.
Um décimo primeiro aspecto é o aparelho de controle de qual-quer um dos primeiro ao décimo aspectos, em que o motor de combustãointerna pode ter um primeiro grupo de cilindros e um segundo grupo de cilin-dros, e em que o aparelho de controle pode operar somente cilindros perten-centes ao primeiro grupo de cilindros e pode incluir um meio de determina-ção de operação de cilindro reduzido para determinar cilindros que perten-cem ao segundo grupo de cilindros para a operação de cilindro reduzido, emque os cilindros são parados, e um meio de determinação de operação detodos os cilindros para determinar todos os cilindros que pertencem ao pri-meiro grupo de cilindros e cilindros que pertencem ao segundo grupo de ci-lindros para a operação de todos os cilindros, em que todos os cilindros sãooperados, em que o meio de determinação de partida fria determina se arestauração de operação dos cilindros que pertencem ao segundo grupo decilindros é uma partida fria quando é feita uma transição de motor da opera-ção de cilindro reduzido para a operação de todos os cilindros, e o meio dedeterminação de operação de múltiplos tempos determinam a operação decilindros que pertencem ao segundo grupo de cilindros para a operação demúltiplos tempos quando o meio de determinação de partida fria determinaque a restauração de operação dos cilindros que pertencem ao segundogrupo de cilindros é a partida fria.
De acordo com o décimo primeiro aspecto, quando o retornoestá sendo feito da assim chamada operação de cilindro reduzido para aoperação de todos os cilindros, mesmo no caso em que os cilindros que fo-ram parados durante a operação de cilindro reduzido devem ser restauradospara a operação quando fria, é possível determinar a operação de múltiplostempos acima indicada. É portanto possível estabilizar mais rapidamente acombustão em cilindros que foram parados, e possível retornar mais rapi-damente da operação de cilindro reduzido para a operação de todos os cilin-dros.
O décimo segundo aspecto é o aparelho de controle de qualquerum dos primeiro ao décimo primeiro aspectos, em que o meio de aciona-mento de válvula variável pode ter um carne de entrada acionando a abertu-ra e fechamento da válvula de entrada e um motor elétrico acionando rota-cionalmente o carne de entrada, em que o meio de controle de sincronismode válvula pode controlar o sincronismo de válvula controlando o acionamen-to rotacional do carne de entrada usando o motor elétrico.
De acordo com o décimo segundo aspecto, porque é possívelcontrolar o sincronismo da válvula da válvula de entrada usando um motorelétrico, é possível controlar com segurança a válvula de entrada para umvalor de elevação determinado, e possível obter com segurança o controledo valor de elevação na operação de seis tempos acima indicada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Os objetivos, aspectos e vantagens precedentes e adicionais dainvenção serão evidentes a partir da descrição seguinte de modalidades pre-feridas com referência aos desenhos, em que numerais iguais são usadospara representar elementos iguais, e em que:
a figura 1 é uma vista esquemática descrevendo a configuraçãode um sistema de acordo com a primeira modalidade da presente invenção;
a figura 2 é um desenho descrevendo a relação entre o valor deelevação de uma válvula de entrada e a perda de bombeamento;
a figura 3A e a figura 3B são desenhos descrevendo o sincro-nismo de abertura e fechamento e os valores de elevação das válvulas deentrada e exaustão;
a figura 4 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pelo sistema na primeira modalidade da presente invenção;
a figura 5 é um gráfico descrevendo a relação entre a temperatu-ra de refrigerante e a carga de motor limite em uma segunda modalidade dapresente invenção;
a figura 6 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pelo sistema na segunda modalidade da presente invenção;
a figura 7 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pelo sistema na terceira modalidade da presente invenção;
a figura 8 é um gráfico descrevendo a relação entre a concentra-ção de álcool no combustível e a temperatura de refrigerante limite em umaquarta modalidade da presente invenção;
a figura 9 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pelo sistema na quarta modalidade da presente invenção; e
a figura 10 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pelo sistema em uma quarta modalidade da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES
As modalidades da presente invenção são descritas em detalheabaixo, com referências feitas aos desenhos anexos. Nos desenhos, os e-lementos que são os mesmos elementos, ou elementos correspondentesaos elementos anteriormente descritos, são atribuídos os mesmos numeraisde referência e as descrições dos mesmos são simplificadas ou omitidas.
A figura 1 é uma vista esquemática mostrando a configuração daprimeira modalidade da presente invenção. O sistema mostrado na figura 1tem um motor de combustão interna 10. O motor de combustão interna 10tem um cilindro 12. Embora somente a seção transversal de somente umcilindro 12 seja mostrada na figura 1, o motor de combustão interna 10 real-mente tem uma pluralidade de cilindros 12. Um pistão 14 está disposto den-tro do cilindro 12. O pistão 14 está conectado a um eixo de manivela 18 pormeio de uma haste de conexão 16. Um sensor de velocidade rotacional 20que gera uma saída em resposta à velocidade rotacional do eixo de manive-la está disposto na vizinhança do eixo de manivela 18. Um sensor de tempe-ratura de refrigerante 22 que detecta a temperatura do refrigerante para omotor de combustão interna é fornecido no motor de combustão interna.Uma câmara de combustão 24 é fornecida no topo do pistão 14. Um sensorde temperatura 26 (meio de detecção de temperatura) que gera uma saídaem resposta à temperatura dentro da câmara de combustão 24 está dispostona câmara de combustão 24. Uma vela de ignição 28 está inserida com acabeça da mesma exposta dentro da câmara de combustão 24.
O motor de combustão interna 10 tem um orifício de entrada 30e um orifício de exaustão 32 que se comunicam com a câmara de combus-tão 24. Um injetor 34 é construído dentro do orifício de entrada 30. O orifíciode entrada 30 é conectado a uma passagem de entrada 36. Um medidor defluxo de ar 38 está disposto na passagem de entrada 36.
O orifício de entrada 30 de cada cilindro 12 do motor de combus-tão interna 10 tem uma válvula de entrada 40 que abre e fecha o orifício deentrada 30. Um eixo de válvula de entrada 42 é fixado na válvula de entrada40. Um elevador de válvula 44 é montado na extremidade de topo do eixo deválvula de entrada 42. A força de impulsão de uma mola de válvula 46 atuano eixo de válvula de entrada 42, e a válvula de entrada 40 é impelida nadireção de fechamento de válvula pela força de impulsão. Um carne de en-trada 50 está disposto acima do elevador de válvula 44. Os carnes de entra-da 50 de cada cilindro 12 são conectados cada dois para um e o mesmo ei-xo de carne (não mostrado), e são ligados a um mecanismo de sincronismode válvula variável 52 por meio do eixo de manivela e similar. Um sensor deposição de carne 54 é montado na vizinhança do eixo de carne dos carnesde entrada. O sensor de posição de came 54 gera uma saída em respostaao ângulo rotacional e a velocidade rotacional do came de entrada 50.
O motor de combustão interna 10 tem, nos orifícios de exaustão32 de cada cilindro 12, uma válvula de exaustão 60 que abre e fecha o orifí-cio de exaustão 32. A válvula de exaustão 60 tem a mesma configuraçãoque a válvula de entrada 40. Isto é, a válvula de exaustão 60 tem um eixo deválvula de exaustão 62 fixado na válvula de exaustão 60, um elevador deválvula 64 montado no topo do eixo da válvula de exaustão 62, e uma molade válvula 66 montada de modo a impelir o eixo de válvula de exaustão 62na direção de fechamento de válvula. Um came de exaustão 70 está dispos-to no topo do elevador da válvula 64. Os carnes de exaustão 70 de cada ci-lindro 12 são conectados cada dois em um e o mesmo eixo de came (nãomostrado), e são ligados a um mecanismo de sincronismo de válvula variá-vel 72 por meio do eixo de came e similar. Um sensor de posição de came74 é montado na vizinhança do eixo de came dos carnes de exaustão 70. Osensor de posição de came 74 gera uma saída em resposta ao ângulo rota-cional e a velocidade rotacional do came de exaustão 70.
O mecanismo de sincronismo de válvula variável 52 para o ladoda válvula de entrada 40 utiliza um motor para controlar a velocidade rota-cional e a oscilação do eixo de came para controlar a rotação na oscilaçãodo came de entrada 50. Como resultado, a fase, o ângulo de operação e ovalor de elevação da válvula de entrada 40 podem ser variados independen-temente para cada cilindro 12. O mecanismo de sincronismo de válvula vari-ável 72 para a válvula de exaustão 70 utiliza um motor ou similar para con-trolar a rotação e a oscilação do eixo de came para controlar a rotação e aoscilação do came de exaustão 70. Como resultado, a fase, ângulo de ope-ração, e valor de elevação da válvula de exaustão 70, podem ser variadosindependentemente para cada cilindro 12.
Variando a fase das válvulas de entrada e exaustão 40, 60, épossível mudar o sincronismo de abertura e fechamento das válvulas de en-trada e exaustão 40, 60. Variando o ângulo de operação, é possível mudar operíodo de tempo de abertura das válvulas de entrada e exaustão 40, 60.Variando o valor de elevação, é possível mudar o tamanho da passagemformada entre as válvulas e os orifícios de entrada e saída 30, 32, quando asválvulas de entrada e exaustão 40, 60 são abertas. Este tipo de controle po-de ser realizado para cada válvula de entrada 40 e válvula de exaustão 60de cada cilindro individual 12. Porque o mecanismo para controlar a rotaçãoe oscilação do eixo de carne de modo a controlar a fase, ângulo de operaçãoe valor de elevação das válvulas de entrada 40 e válvula de exaustão 60 nãoé particularmente novo, não será descrito aqui em detalhe.
O motor de combustão interna 10 tem uma ECU (unidade decontrole eletrônico) 80 como um aparelho de controle para o motor de com-bustão interna. A ECU 80 adquire informação exigida para controle do motorde combustão interna 10 a partir de sensores tais como, o sensor de veloci-dade rotacional 20, o sensor de temperatura de refrigerante 22, o sensor detemperatura 26, o medidor de fluxo de ar 38, e os sensores de posição decarne 54, 74, e controla a vela de ignição 28, o injetor 34, e os mecanismosde sincronismo de válvula variável 52, 72 baseados na informação adquirida.
Em casos, por exemplo, em que o motor de combustão interna10 é iniciado frio, em que o motor de combustão interna 10 não foi ainda a-quecido, as temperaturas de várias partes do motor de combustão interna 10estão baixas. Por esta razão, a temperatura de ar de entrada quando o mo-tor é iniciado frio é baixa. É portanto difícil para o combustível ser atomizado,e a condição ocorre em que existe baixa mistura de ar e combustível, tor-nando difícil obter combustão estável. Por esta razão, o controle é em geralrealizado para aumentar a quantidade de injeção de combustível na partidafria. Se este controle é realizado, no entanto, a relação ar-combustível du-rante a partida fria se torna rica, e a quantidade de combustível não combus-to que é exaurida aumenta. A fim de estender o limite estreito e aperfeiçoara economia de combustível e as características de emissões de exaustão,portanto, é desejável que o controle aumente a quantidade de injeção decombustível durante uma partida fria a ser feita por um período de tempocurto, ou ser evitada. Por esta razão, é desejável na partida fria que, em umestágio anterior depois de dar a partida do motor de combustão interna 10que a temperatura do ar de entrada seja aumentada, a atomização sejapromovida e a combustão seja estabilizada.
Se a resistência de entrada no tempo de entrada do motor decombustão interna 10 aumenta, ocorre calor de fricção quando o gás de en-trada é conduzido no cilindro 12. Portanto, fazendo a resistência de entradano tempo de entrada, isto é, a grande perda de bombeamento, é possívelelevar a temperatura do gás conduzido para dentro do cilindro 12 aumentan-do o calor de fricção.
A figura 2 é um desenho descrevendo a relação entre o valor deelevação da válvula de entrada 40 e a perda de bombeamento. Na figura 2,o eixo horizontal representa o valor de elevação da válvula de entrada 40, eo eixo vertical representa a perda de bombeamento. A linha sólida (i) na figu-ra 2 mostra o caso em que o motor de combustão interna 10 está em umaregião de velocidade rotacional menor que a mostrada pela linha sólida (ii).
Como mostrado na figura 2, quando a elevação da válvula de entrada 40aumentada a parir da condição em que o valor de elevação é zero, a perdade bombeamento também aumenta, e se torna máxima em algum valor deelevação (valor de elevação baixo). A perda de bombeamento diminui gra-dualmente na medida em que o valor de elevação se torna maior que o valorde elevação baixo. O valor de elevação baixo em que a perda de bombea-mento é máxima é diferente dependendo da velocidade rotacional do motore, como mostrado pelas linhas sólidas (i) e (ii) da figura 2, quando a veloci-dade rotacional do motor aumenta, o valor de elevação baixo tende a au-mentar.
O calor de fricção gerado quando o gás de entrada flui no cilin-dro é maior, torna maior a perda de bombeamento no tempo de entrada.Portanto, determinando o valor de elevação no valor de elevação baixo etornando a perda de bombeamento máxima, é possível elevar mais rapida-mente a temperatura do gás de entrada quando se faz uma partida fria.
Em contraste, o valor de elevação da válvula de entrada 40 édeterminado no valor de elevação (valor de elevação normal) exigido para aentrada segura do ar exigido dentro do cilindro 12. Sob este aspecto, mesmoquando o motor de combustão interna é iniciado frio, a fim de gerar o torqueexigido para a partida, é necessário introduzir a quantidade de ar exigida enecessária para realizar a entrada controlando o valor de elevação da válvu-la de entrada 40 para o valor de elevação normal. Portanto, se o tempo decompressão e o tempo de explosão/combustão são realizados depois decompletar o tempo de entrada com o controle restante no valor de elevaçãobaixo a fim de elevar a temperatura como indicado acima, pode ser presumi-do que a quantidade de gás de entrada que enche o cilindro 12 é insuficien-te, de modo que a combustão é realmente diminuída.
O sistema da primeira modalidade, a fim de obter simultanea-mente um aumento da temperatura de gás de entrada e uma quantidade deentrada de gás suficiente na realização de uma partida fria, depois de repetiro tempo de entrada e o tempo de compressão duas vezes em um ciclo decombustão do motor de combustão interna 10, executa um tempo de com-bustão e um tempo de exaustão. A figura 3A e a figura 3B descrevem o sin-cronismo de abertura e fechamento e valores de elevação das válvulas deentrada e de exaustão no motor de combustão interna 10, a figura 3A mos-trando a operação no momento de partida fria e a figura 3B mostrando a o-peração depois que a combustão se estabiliza.
Como mostrado na figura 3A, quando a temperatura de entradaestá baixa durante uma partida fria, um ciclo de combustão é formado pelosseis tempos do primeiro tempo de entrada, um primeiro tempo de compres-são, um segundo tempo de entrada, um segundo tempo de compressão, umtempo de expansão e um tempo de exaustão, com uma ignição ocorrendocom um sincronismo prescrito no segundo tempo de compressão. Nestamodalidade, esta condição de operação do motor de combustão interna 10será referida como uma "operação de seis tempos". Durante a operação deseis tempos, no tempo de entrada inicial (primeiro tempo de entrada), a fimde elevar a temperatura de entrada com a perda de bombeamento em ummáximo, o valor de elevação da válvula de entrada 40 é controlado para serum valor de elevação baixo. A relação entre o valor de elevação baixo e aperda de bombeamento difere, dependendo do sincronismo da abertura efechamento e o ângulo de operação da válvula de entrada. Portanto, o valorde elevação baixo que é determinado neste ponto é o valor de elevação quemaximiza a perda de bombeamento sob uma condição em que o sincronis-mo de abertura e fechamento e o ângulo de operação são determinados pa-ra o sincronismo apropriado e o ângulo em relação a outras condições deoperação. A temperatura de entrada sobe devido ao calor de fricção geradodurante o primeiro tempo de entrada. Embora a subida de temperatura diferi-rá dependendo da temperatura do gás que é conduzido e da velocidade ro-tacional neste momento, é, por exemplo, dê aproximadamente 50°C a 60°C.
Depois de realizar a entrada na condição deste valor de elevação, a válvulade entrada 40 é fechada, e o primeiro tempo de compressão é iniciado.
Depois do acima, o segundo tempo de entrada é iniciado semrealizar a ignição. Quando isto ocorre, o valor de elevação da válvula de en-trada 40 é controlado para o valor de elevação normal exigido para a entradada quantidade de ar exigida. O valor de elevação normal também difere de-pendendo do sincronismo de abertura e fechamento e o ângulo de operaçãoda válvula de entrada 40. Portanto, o valor de elevação normal é determina-do a um valor de elevação para entrada da quantidade de ar exigida no casoem que o valor de elevação, o sincronismo de abertura e fechamento e oângulo de operação são determinados apropriadamente. Com o sincronismode válvula determinado desta maneira, o pistão 14 é abaixado no segundotempo de entrada e a entrada é realizada. Fazendo isto, a quantidade exigi-da de ar de entrada pode ser adquirida. O pistão 14 começa a subir e o se-gundo tempo de compressão começa, e no segundo tempo de compressãoa ignição é realizada em um sincronismo ótimo. Depois disto, o tempo deexpansão e o tempo de exaustão são realizados.
Durante a operação de seis tempos, a válvula de exaustão 60 éfechada durante um período do primeiro tempo de entrada ao segundo tem-po de compressão e durante o tempo de compressão da mesma maneiraque um período do tempo de entrada normal para o tempo de expansão. Istoé, durante a operação de seis tempos o controle é realizado de modo que aválvula de exaustão 60 é, em primeiro lugar, aberta e depois fechada em ummomento apropriado na região do início do tempo de exaustão.
Os dois tempos de entrada e compressão fazem a temperaturado gás de entrada subir, e permite a entrada da quantidade exigida de gásde entrada. Portanto, é possível obter o ar exigido para combustão enquantose promove a mistura de combustível e ar, e é possível aperfeiçoar a condi-ção de combustão durante a partida fria. Também, por uma elevação detemperatura do gás de entrada, é possível aquecer mais rapidamente o mo-tor de combustão interna e estabilizar a combustão. Porque a elevação datemperatura de gás de entrada no momento da partida fria estabiliza a com-bustão, é possível suprimir um aumento na quantidade de injeção de com-bustível, e estender o limite estreito.
Um mapa estabelecendo a relação entre o valor de elevaçãobaixo e a velocidade rotacional do motor em que a perda de bombeamento émáxima e o sincronismo da abertura e fechamento da válvula de entrada 40,e um mapa estabelecendo a relação entre o valor de elevação, a quantidadede ar de entrada exigida e o sincronismo de abertura e fechamento da válvu-la de entrada 40 são armazenados na ECU 80. O valor de elevação baixo eo valor de elevação normal do caso de operação de seis tempos são estabe-lecidos de acordo com estes mapas, e a ECU 80 realiza o controle da válvu-la de entrada 40, por meio do mecanismo de sincronismo de válvula variável52, de acordo com o valor de elevação baixo e o valor de elevação normaldeterminados.
Depois que o motor de combustão interna 10 é aquecido e acombustão foi estabilizada, uma transição é feita para a operação (operaçãode quatro tempos) em que um ciclo de combustão é formado pelos quatrotempos normais. Isto é, o tempo de entrada é realizado de modo que o valorde elevação da válvula de entrada 40 é controlado para o valor de elevaçãonormal em resposta à quantidade exigida de ar de entrada. Depois disto, aválvula de entrada 40 é fechada e, depois de realizar o tempo de compres-são, a ignição é realizada em um sincronismo apropriado, imediatamentedepois que o tempo de expansão e o tempo de exaustão são realizados. Aválvula de exaustão 60, similar ao caso de controle normal, é, em primeirolugar, aberta e então fechada em um tempo apropriado no tempo de exaus-tão dos quatro tempos para realizar a exaustão.
A ECU 80 armazena um mapa estabelecendo a relação entre ovalor de elevação normal, a quantidade de entrada de ar exigida, e o sincro-nismo de abertura e fechamento e o ângulo de operação da válvula de en-trada 40. No caso de realizar a operação de quatro tempos, o valor de ele-vação normal é calculado usando o mapa e, em resposta ao valor de eleva-ção normal calculado, a ECU 80 controla a válvula de entrada 40 por meiodo mecanismo de sincronismo de válvula variável 52.
A operação de seis tempos é efetiva no caso em que, por exem-plo, durante a partida fria, quando subir a temperatura de entrada tem priori-dade. No entanto, na condição em que o controle é realizado para o valor deelevação baixo em que a perda de bombeamento é máxima, porque duasadmissões são realizadas, a perda de torque aumenta. Se o motor de com-bustão interna 10 foi aquecido e a combustão foi estabilizada, uma comuta-ção é feita imediatamente para a operação de quatro tempos. Por esta ra-zão, é determinada no sistema da primeira modalidade que a combustão foiestabilizada, uma transição é feita da operação de seis tempos para a ope-ração de quatro tempos.
Especificamente, quando a temperatura na câmara de combus-tão 24 subiu suficientemente, pôde ser determinada que a combustão nomotor de combustão interna 10 foi estabilizada. Portanto, a temperatura nacâmara de combustão 24 é detectada a partir da saída do sensor de tempe-ratura 26 montado na câmara de combustão 24, e se a temperatura detecta-da é suficientemente alta, é determinado que a combustão foi estabilizada. AECU 80 armazenou uma temperatura de cilindro limite que é a temperaturamínima na câmara de combustão 24 para determinar que o motor de com-bustão interna 10 foi aquecido e a combustão foi estabilizada. Se a tempera-tura detectada atingiu pelo menos a temperatura de cilindro limite, a ECU 80determina que a combustão no motor de combustão interna 10 se estabilizoue comuta da operação de seis tempos para a operação de quatro tempos.A figura 4 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pela ECU 80 na primeira modalidade da presente invenção. Ofluxograma mostrado na figura 4 é uma rotina que é executada cada vez queé dada a partida no motor de combustão interna 10. No fluxograma mostradona figura 4, a temperatura do refrigerante no motor de combustão interna 10é detectada primeiro (etapa S100). A temperatura do refrigerante é determi-nada baseada na saída do sensor de temperatura de refrigerante 22. A se-guir, é determinado se ou não a partida fria do motor de combustão interna10 foi exigida (etapa S102). Se ou não a partida fria foi exigida é determina-da, por exemplo, baseado em se ou não a temperatura de refrigerante de-terminada na etapa S100 está abaixo de uma faixa prescrita quando a parti-da do motor de combustão interna 10 é exigida.
Se for determinado na etapa S102 que a partida fria foi exigida,a informação exigida quanto à condição de operação corrente é detectada(etapa S104). Por exemplo, a informação, tais como a velocidade rotacionaldo motor, a quantidade de operação de acelerador e a temperatura na câ-mara de combustão 24, é detectada de acordo com a saída dos vários sen-sores. A seguir, a quantidade de ar de entrada exigida é calculada (etapaS106). A quantidade de ar de entrada exigida é calculada de acordo com acarga exigida determinada baseada na saída de um sensor de operação deacelerador.
A seguir, é determinado se ou não a temperatura T24 na câmarade combustão 24 for maior que ou igual à temperatura de cilindro limite TO(etapa S108). Se na etapa S108, a temperatura T24 na câmara de combus-tão 24 é maior que ou igual à temperatura de cilindro limite TO, é determina-do que o motor de combustão interna 10 não foi aquecido e que a combus-tão não foi estabilizada, resultando em execução de operação de seis tem-pos (etapa S110).
Especificamente, usando um mapa armazenado na ECU 80, édeterminado o valor de elevação baixo em que a perda de bombeamento émáxima para a velocidade rotacional de motor corrente, e é determinado ovalor de elevação da válvula de entrada 40 para o primeiro tempo de entra-da. Usando um mapa armazenado na ECU 80, é determinado o valor de e-levação normal para o segundo tempo de entrada de acordo com a quanti-dade de ar de entrada exigida, determinada na etapa S106. De acordo coma condição de operação corrente detectada na etapa S104, o ângulo de ope-ração e a fase da válvula de entrada 40 no momento da partida do motor sãodeterminados. De acordo com o sincronismo de válvula , tal como o valor deelevação calculado e similar, o controle da válvula de entrada 40 é realizadopelo mecanismo de sincronismo de válvula variável 52. Nesta condição, oprimeiro tempo de entrada, o primeiro tempo de compressão, o segundotempo de entrada, e o segundo tempo de compressão são realizados, de-pois que, o tempo de compressão e o tempo de exaustão são realizados. Ocontrole é realizado de modo que a ignição é feita em um tempo apropriadodurante o segundo tempo de compressão. Durante este período de tempo, ocontrole é realizado para fechar a válvula de exaustão 60 a partir do primeirotempo de entrada para o segundo tempo de compressão e durante o tempode expansão, e para abrir a válvula de exaustão 60 no sincronismo de válvu-la normal e no tempo de exaustão para realizar a exaustão.
O retorno é feito novamente na etapa 104, em que a informaçãoquanto à condição de operação corrente é detectada depois que a quantida-de de ar de entrada exigida é calculada (etapas S104 e S106), na etapaS108 a temperatura T24 na câmara de combustão 24 é comparada com atemperatura de cilindro limite TO. Se não é determinado que a temperaturaT24 é maior que ou igual à temperatura de cilindro limite TO na etapa S108,a operação de seis tempos é realizada (etapa S110), e o processamento dasetapas de S104 a S108 é realizado. Isto é, a operação de seis tempos (eta-pa S110) e o processamento das etapas S104 a S108 são repetidas até queseja determinado que a temperatura T24 em uma temperatura de câmara decombustão atinge a temperatura de cilindro limite TO na etapa S108.
Se no entanto, não é determinado na etapa S102 que uma parti-da fria foi exigida, e se é determinado na etapa S108 que a temperatura T24na câmara de combustão 24 é maior que ou igual à temperatura de cilindrolimite TO, é determinado que a temperatura T24 na câmara de combustão 24atingiu a temperatura TO em que é assumido que o motor de combustão in-terna já está aquecido. Portanto, a operação de quatro tempos normal é e-xecutada (etapa S112). Especificamente, usando um mapa armazenado naECU 80, o valor de elevação normal da válvula de entrada 40 é determinadode acordo com a quantidade de ar de entrada exigida. O sincronismo de a-bertura e fechamento e os ângulos de operação da válvula de exaustão 60 eda válvula de entrada 40 são determinados de acordo com a condição cor-rente do motor de combustão interna. Nesta condição, o tempo de entradanormal, o tempo de compressão, o tempo de expansão e o tempo de exaus-tão, são realizados, e o controle é feito para realizar a ignição entre o tempode compressão e o tempo de expansão. A seguir, o processamento é terminado.
Como descrito acima, de acordo com a primeira modalidadequando realiza a partida fria, o controle é realizado de modo que depois darealização do primeiro tempo de entrada e do primeiro tempo de compressãono valor de elevação baixo em que a perda de bombeamento é máxima, osegundo tempo de entrada e o segundo tempo de compressão são realiza-dos, depois que o tempo de expansão e o tempo de exaustão são realiza-dos. Fazendo isto, é possível elevar a temperatura do ar de entrada da con-dição em que a temperatura de entrada é baixa , tal como quando faz a par-tida fria, desse modo permitindo um aperfeiçoamento na condição de com-bustão, aquecimento anterior do motor de combustão interna, e na estabili-zação de combustão.
Na primeira modalidade, a temperatura T24 na câmara de com-bustão 24 é diretamente detectada e, baseado em se esta temperatura T24atingiu a temperatura limite TO, é determinado se comutar entre a operaçãode seis tempos e a operação de quatro tempos. A presente invenção, noentanto, não está limitada a realizar a determinação de comutar entre a ope-ração de seis tempos e a operação de quatro tempos desta maneira. Estadeterminação pode ser feita se é possível determinar com alguma precisão aestabilização de combustão quando a partida fria é feita. A determinação seou não comutar, portanto, pode ser feita, por exemplo, detectando a tempe-ratura do refrigerante para o motor de combustão interna 10 e baseando ojulgamento em se ou não a temperatura de refrigerante é maior que ou igualà temperatura de refrigerante limite na qual o motor de combustão interna 10é assumido ter aquecido. A temperatura de refrigerante limite pode ser de-terminada baseada em uma temperatura determinando experimentalmenteum valor que é experimentalmente determinado e que indica que o motor decombustão interna 10 se aqueceu e, baseado neste valor, em consideraçãode que a extensão de aquecimento da operação de seis tempos é para sercontinuada.
A primeira modalidade da presente invenção é descrita para ocaso em que é determinada que uma partida fria foi exigida. A presente in-venção não é, no entanto, limitada desta maneira, e pode realizar a opera-ção de seis tempos em outros casos em que é eficaz dar prioridade à subidada temperatura de entrada. Portanto, por exemplo, a operação de seis tem-pos pode ser iniciada mesmo em casos em que é determinado que o motorde combustão interna 10 não está aquecido. Também, a operação de seistempos pode também ser realizada somente em um caso, de uma assimchamada condição de marcha lenta rápida em vazio, em que o motor decombustão interna está operando a uma velocidade rotacional maior queuma velocidade normal em maecha lenta, tal como durante o aquecimentocatalisador ou durante uma partida fria.
O valor baixo de elevação no primeiro tempo de entrada da ope-ração de seis tempos foi descrito para o caso de um valor de elevação emque a perda de bombeamento é máxima. Na presente invenção, no entanto,o valor de elevação baixo não está limitado desta maneira, e pode ser de-terminado como um valor de elevação pequeno em que a perda de bombe-amento é maior que em um valor de elevação que é determinado normal-mente de acordo com uma quantidade exigida de ar de entrada. Esta é umarazão porque, mesmo se dois tempos de entrada são realizados em um va-lor de elevação que é o mesmo que o valor de elevação normal, é possívelelevar a temperatura de entrada ligeiramente.
A primeira modalidade foi descrita para o caso em que o valor deelevação no segundo tempo de entrada durante a operação de seis tempose o valor de elevação na operação de quatro tempos são determinados deacordo com a quantidade de ar de entrada exigido, e o controle de sincro-nismo de válvula incluindo este valor de elevação é realizado para controlara quantidade de ar de entrada. A presente invenção não é limitada destamaneira, no entanto, em uma válvula de borboleta eletronicamente controla-da pode estar disposta na passagem de entrada 36 e a quantidade de ar deentrada pode ser controlada pelo grau de abertura da válvula de borboleta.
Neste caso, a elevação da válvula de entrada no primeiro tempo de entradapode ser controlada para o valor de elevação baixo, e o valor de elevaçãonormal no segundo tempo de entrada e em operação de quatro tempos podeser determinado para o valor de elevação máximo para o caso em que ocarne de entrada 50 é rodado uma vez, em vez do valor de elevação deter-minado de acordo com a quantidade de ar de entrada exigida.
Também, a primeira modalidade é descrita para o caso em que,durante a partida fria do motor de combustão interna, o primeiro ciclo decombustão é realizado com a operação de seis tempos, que inclui um pri-meiro tempo de entrada, um primeiro tempo de compressão, um segundotempo de entrada, um segundo tempo de compressão, um tempo de expan-são, e um tempo de exaustão. No entanto, a presente invenção não é limita-da desta maneira, e pode ser realizada uma operação de múltiplos temposque inclui uma pluralidade de repetições de um primeiro tempo de entrada eum primeiro tempo de compressão, seguidos pela realização de um segundotempo de entrada e um segundo tempo de compressão, um tempo de ex-pansão, e um tempo de exaustão. Neste caso, a perda de bombeamentodurante o primeiro tempo de entrada aumenta, permitindo desse modo a e-levação efetiva da temperatura de entrada durante um ciclo de combustão.
A primeira modalidade foi descrita para o caso em que o meiopara mudar o sincronismo de válvula da válvula de entrada 40 é aquele deconectar cada dois carnes de entrada 50 em um e o mesmo eixo de carne, arotação e oscilação do eixo de carne sendo controlados pelo mecanismo desincronismo de válvula variável 52, e o sincronismo de válvula incluindo afase, valor de elevação, e ângulos de operação das válvulas de entrada 40sendo controladas independentemente para cada cilindro 12. A presenteinvenção, no entanto, não está limitada a este método de controlar a válvulade entrada 40. Na presente invenção, o meio para mudar o sincronismo deválvula da válvula de entrada 40 pode ser de uma configuração diferente queé capaz de abrir e fechar a válvula pelo menos duas vezes, nos tempos deentrada durante um ciclo de combustão, e também mudar a elevação da vál-vula de entrada. Especificamente, por exemplo, usando uma válvula aciona-da eletromagneticamente, a elevação e o sincronismo de abertura e fecha-mento da válvula de entrada 40 podem ser controlados independentementepara cada válvula de entrada 40. Da mesma maneira, o meio para mudar osincronismo de válvula da válvula de exaustão 60 não é limitado ao meiodescrito com relação à primeira modalidade, e pode ser uma configuraçãodiferente que seja capaz de controlar o sincronismo de abertura e fechamen-to em tempos apropriados dentro do tempo de exaustão, de acordo com acondição na operação de seis tempos (ou operação de múltiplos tempos).
Embora a primeira modalidade tenha sido descrita para o casoem que o motor de combustão interna 10 é um motor a gasolina, não existelimitação desta maneira, e o motor de combustão interna 10 pode tambémser, por exemplo, um motor a diesel. Embora o exemplo dado seja aquele deinjeção de combustível por injeção de orifício, o motor pode ser um motor decombustão interna que usa injeção de cilindro.
Por exemplo, na primeira modalidade executando a etapa S102,o "meio de determinação de partida fria" pode ser implementado, executan-do a etapa S110 o "meio de determinação de operação de múltiplos-tempos", o "meio de controle de sincronismo de válvula" e o "meio de contro-le de sincronismo de ignição", podem ser implementados, executando a eta-pa S108 o "meio de determinação de término de operação de múltiplos tem-pos" pode ser implementado, executando a etapa S110 o "meio de determi-nação de operação de quatro tempos" é implementado, e executando a eta-pa S104 o "meio de detecção de temperatura" e o "meio de detecção detemperatura de refrigerante" são implementados.A segunda modalidade da presente invenção é descrita abaixo,com referência à figura 5 e figura 6. A descrição da segunda modalidadefocará somente as partes características da segunda modalidade, e as des-crições de partes que são as mesmas que a primeira modalidade serão tantosimplificadas quanto omitidas. O sistema na segunda modalidade tem omesmo tipo de configuração que o sistema da primeira modalidade. No sis-tema da segunda modalidade, com a exceção do método para determinar otempo de comutação da operação de seis tempos para a operação de quatrotempos sendo diferente do método na primeira modalidade, o controle é rea-Iizado da mesma maneira que na primeira modalidade.
Especificamente, no sistema da segunda modalidade, a deter-minação da comutação da operação de seis tempos para a operação dequatro tempos é feita de acordo com uma carga de motor. A figura 5 é umgráfico que descreve a relação entre a temperatura de refrigerante e a cargade motor limite para determinar se comutar da operação de seis tempos paraa operação de quatro tempos na segunda modalidade. Na figura 5, o eixohorizontal representa a temperatura de refrigerante e o eixo vertical repre-senta a carga de motor limite. Como notado acima, na operação de seistempos, o tempo de entrada é realizado duas vezes e, dos dois tempos deentrada, a entrada é realizada no primeiro tempo de entrada com o valor deelevação determinado para o valor de elevação em que a perda de bombe-amento é máxima. Por esta razão, comparado com o caso de operação dequatro tempos normal, o torque gerado é pequeno. Portanto, no caso emque a carga se torna grande, é difícil gerar um torque de acordo com estacarga com a operação de seis tempos. Portanto, independente de se o mo-tor de combustão interna 10 é aquecido, no caso em que a carga exigidaestá acima de uma dada carga, a fim de gerar um torque de acordo com acarga exigida, é feita a comutação da operação de seis tempos para a ope-ração de quatro tempos. Isto é, a elevação da carga exigida do motor decombustão interna 10 acima da linha sólida (i) (carga de motor limite (i)) nafigura 5 é uma primeira condição para comutar da operação de seis tempospara a operação de quatro tempos.Na operação de seis tempos, um aumento na temperatura deentrada torna mais fácil queimar o combustível. Se a carga de motor se tornagrande sob esta condição, a combustão anormal tende a causar detonação.Também, se tal combustão anormal ocorre, pode ser assumido que o aque-cimento do motor de combustão interna 10 progrediu um pouco. Na segundamodalidade, portanto, a fim de dar prioridade para a supressão de detona-ção, a operação de seis tempos é permitida somente quando a carga de mo-tor está dentro de uma faixa que não causa detonação. O valor limite de car-ga exigida determinada em consideração a ocorrência de detonação, comoindicado pela linha sólida (ii) na figura 5, é menor que quando a temperaturado refrigerante para o motor de combustão interna 10 é alta, e se torna maiorquando a temperatura de refrigerante é baixa. Em consideração a supressãode detonação, a elevação acima da linha sólida (ii) na figura 5 (carga de mo-tor limite (ii)) é uma segunda condição para comutar da operação de seistempos para a operação de quatro tempos.
A partir do acima, na segunda modalidade, a operação de seistempos é executada na partida fria, e uma transição é feita para a operaçãode quatro tempos se cada uma das primeira e segunda condições seguintesforem satisfeitas. A primeira condição é (carga exigida) > (carga de motorlimite (i)) e a segunda condição é (carga exigida) > (carga de motor limite 00).
Isto é, quando a temperatura de refrigerante e a carga exigidaestão na região abaixo da linha espessa (I), a operação de seis tempos éexecutada e continuada, e o valor da linha sólida (I) é uma carga de motorlimite para comutar da operação de seis tempos para a operação de quatrotempos. A carga de motor limite é o menor da carga de motor limite (i) e acarga de motor limite (ii) na temperatura de refrigerante neste momento. AECU 80 armazenou o mapa estabelecendo a relação entre a temperatura derefrigerante e a carga de motor limite, baseada na relação tal como mostradona figura 5. A carga de motor limite é calculada usando o mapa, baseada natemperatura de refrigerante detectada.
A figura 6 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pela ECU 80 na segunda modalidade da presente invenção. Arotina da figura 6 é a mesma que a rotina da figura 4, com a exceção que,depois da etapa S104 da figura 4, uma etapa S202 é executada, e depois daetapa S106 é executada a etapa 204, e no lugar da etapa S108, as etapasS204 e S206 são executadas.
Especificamente, é determinado que o motor de combustão in-terna está sendo iniciado a partir da condição fria, isto é uma partida fria, naetapa S102 e então a informação quanto à condição de operação é detecta-da (etapa S104). Neste caso, a velocidade rotacional do motor, a quantidadede operação do acelerador e, no lugar da temperatura de refrigerante dacâmara de combustão 24, a temperatura de refrigerante são detectadas deacordo com as saídas dos vários sensores. A seguir, a carga de motor é cal-culada (etapa S202). A carga do motor é calculada baseada em informaçãoquanto à condição de operação do motor de combustão interna 10 detectadona etapa S104. A seguir, a quantidade de ar de entrada exigida é calculada(etapa S106), e a carga de motor limite é calculada (etapa S204). A carga demotor limite é determinada usando um mapa (refere-se à figura 5) armaze-nado na ECU 80, de acordo com a temperatura de refrigerante calculada naetapa S104.
A seguir, é determinado se ou não a carga corrente é maior queou igual à carga de motor limite (etapa S206). Isto é, a carga calculada naetapa S202 e a carga calculada na etapa S204 são comparadas, e é deter-minado se a carga do motor é maior que ou igual à carga de motor limite. Naetapa S206 se é determinado que a carga de motor é maior que ou igual àcarga do motor limite, a operação de seis tempos é realizada (etapa S110).
Isto é, o controle é realizado de modo que o primeiro tempo de entrada érealizado com a válvula de entrada 40 no valor de elevação baixo e o primei-ro tempo de compressão é realizado, e o segundo tempo de entrada é reali-zado com a válvula de entrada 40 na condição de valor de elevação normal,o segundo tempo de compressão, e a ignição são realizados, seguidos pelotempo de expansão é o tempo de exaustão. O processamento das etapasS104, S202, S106, S204, S206 e S110 é repetido até que é determinadoque a carga do motor é maior que ou igual à carga de motor limite na etapaS206.
Se, no entanto, não é determinado que o motor de combustãointerna está sendo iniciado a partir da condição fria na etapa S102, ou se naetapa 206 é determinada que a carga do motor é maior que ou igual à cargade motor limite, a operação de quatro tempos é determinada (etapa S112), eo processamento é terminado.
Como descrito acima, na segunda modalidade, a carga de motorlimite para comutar da operação de seis tempos para a operação de quatrotempos é determinada de acordo com a temperatura de refrigerante, e a o-peração do motor é comutada da operação de seis tempos para a operaçãode quatro tempos de acordo com a carga de motor limite determinada. Por-tanto, se a carga de motor exigida é grande e o motor de combustão internapode não gerar um torque de saída em correspondência com a carga exigi-da, é possível evitar a operação de seis tempos e realizar a operação dequatro tempos. Também, a operação de seis tempos é continuada até que aprimeira ou a segunda condição indicada acima seja satisfeita. Por esta ra-zão, se a temperatura de entrada é baixa na partida fria do motor de com-bustão interna, é possível elevar com segurança a temperatura do gás deentrada e aperfeiçoar a condição de combustão.
A segunda modalidade é descrita para o caso em que a cargade comutação é determinada para a menor da primeira condição, que consi-dera a carga de motor exigida , e a segunda condição, que considera a ocor-rência de detonação. Na presente invenção, no entanto, a carga de motorlimite não precisa levar em consideração ambas, e pode ser determinadacom a consideração dada a cada uma da primeira condição e segunda con-dição.
Na segunda modalidade, executando a etapa S202, o "meio decálculo de carga exigida" pode ser implementado, e executando a etapaS206, o "meio de determinação de término de operação de múltiplos tem-pos" pode ser implementado.
A terceira modalidade da presente invenção é descrita abaixo,com referência feita à figura 7. A descrição como se segue focará somenteas partes características da terceira modalidade, e as descrições de partesque são as mesmas que a primeira modalidade serão simplificadas ou omiti-das. O sistema na terceira modalidade tem o mesmo tipo de configuraçãoque o sistema da primeira modalidade. No sistema da terceira modalidade,com a exceção de predizer a temperatura na câmara de combustão 24 e acomutação da operação de quatro tempos para a operação de seis temposbaseada na temperatura predita, o controle é realizado da mesma maneiraque na primeira modalidade.
Especificamente, no sistema da terceira modalidade também, aoperação de seis tempos é realizada na partida fria. É possível predizer oaumento de temperatura ΔΤ depois do tempo de entrada na operação deseis tempos, baseada na quantidade de entrada de ar detectada durante aoperação de seis tempos. Portanto, a temperatura predita Tp na câmara decombustão 24 depois do segundo tempo de entrada na operação de seistempos pode ser expressa pela temperatura corrente T24 na câmara decombustão e o aumento de temperatura ΔΤ na forma da Equação (1).Temperatura de câmara de combustão predita Tp = Temperatura de câmarade combustão T24 +AT (1)
Antes de dar a partida da operação de seis tempos, mesmo se atemperatura na câmara de combustão 24 for menor que a carga de motorlimite, existem casos em que um aumento excessivo ocorre na temperaturade entrada quando a operação de seis tempos é realmente realizada. Se aignição é feita sob a condição, porque pode causar combustão anormal ou adetonação ocorrer, é preferível evitar esta condição. Portanto, na terceiramodalidade, como indicado acima, a temperatura Tp na câmara de combus-tão 24 depois do segundo tempo de entrada na operação de seis tempos épredita e, se a temperatura predita Tp é pelo menos a carga do motor limiteTO, uma comutação é feita para a operação de quatro tempos.
A figura 7 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pela ECU 80 na terceira modalidade. O fluxograma mostrado nafigura 7, com a exceção de ter as etapas S302 a S310 depois da etapa S110do fluxograma mostrado na figura 4, é o mesmo que a rotina mostrada nafigura 4. Especificamente, na primeira combustão quando a partida fria édeterminada na etapa S102, se na etapa S108 for determinada que a tempe-ratura corrente T24 na câmara de combustão 24 é menor que a temperaturade cilindro limite TO, a operação de seis tempos é realizada (etapa S110),depois que a informação quanto à condição de operação, tal como a tempe-ratura T24 na câmara de combustão 24 ou as quantidades de ar de entradae similar no primeiro e segundo tempo de entrada é novamente detectada(etapa S302).
A seguir, a quantidade de ar de entrada exigida é calculada (e-tapa S304). Depois disto, baseado nas quantidades de ar de entrada nosprimeiro e segundo tempos de entrada detectadas na etapa S203, o aumen-to de temperatura ΔΤ é calculado (etapa S306). O aumento de temperaturaΔΤ pode ser determinado a partir de um mapa estabilizando a relação entrea quantidade de ar de entrada e a subida de temperatura. A seguir, a tempe-ratura predita Tp depois do segundo tempo de entrada na câmara de com-bustão 24 é calculada (etapa S308). A temperatura predita da câmara decombustão Tp é calculada de acordo com a Equação (1) mostrada acima.
A seguir, é determinado se a temperatura predita da câmara decombustão Tp é maior que ou igual à temperatura de cilindro predita limiteTO (etapa S310). Se for determinado que a temperatura predita de câmarade combustão Tp é maior que ou igual à temperatura de cilindro limite TO, aoperação de seis tempos é novamente realizada na etapa S110, e o proces-samento de etapas S302 a S310 é realizado. Isto é, na medida que não édeterminada que a temperatura predita de câmara de combustão Tp é maiorque ou igual à temperatura de cilindro predita limite TO na etapa S310, a o-peração de seis tempos é realizada na etapa S110. Se, no entanto, é deter-minado que a temperatura predita da câmara de combustão Tp é maior queou igual a temperatura de cilindro predito limite TO na etapa S310, a opera-ção de quatro tempos é determinada e o processamento é terminado.
Como descrito acima, de acordo com a terceira modalidade,quando o motor de combustão interna 10 está sendo iniciado a partir dacondição fria, isto é partida fria, quando a operação de seis tempos é reali-zada, a temperatura da câmara de combustão depois de realizar a operaçãode seis tempos é predita, e é determinado se comutar para a operação dequatro tempos baseada na temperatura predita. É portanto, possível suprimiruma subida excessiva na temperatura na câmara de combustão 24, e possí-vel impedir efetivamente a detonação devido a combustão anormal.
A terceira modalidade é descrita para o caso em que a tempera-tura na câmara de combustão 24 é detectada pelo sensor de temperatura26, e a temperatura predita é calculada a partir da temperatura detectada e oaumento da temperatura predita a partir da quantidade de ar de entrada. Noentanto, o método para calcular a temperatura predita Tp na câmara decombustão 24 não é limitado a este método, e pode ser um cálculo por outrométodo. Por exemplo, o valor inicial da temperatura na câmara de combus-tão 24 pode ser predito a partir da temperatura de refrigerante no momentoda partida, depois que o aumento da temperatura ΔΤ é calculado a partir dasquantidades de ar de entrada para os tempos de entrada (primeiro tempo deentrada e segundo tempo de entrada) para cada ciclo de combustão, e oaumento da temperatura ΔΤ pode ser sucessivamente adicionado ao valorinicial da temperatura na câmara de combustão 24 para predizer a tempera-tura na câmara de combustão 24. Também, por exemplo, um sensor depressão de combustão que detecta a pressão de combustão é fornecido e atemperatura na câmara de combustão pode ser predita a partir da pressãode combustão e da quantidade de ar de entrada. Adicionalmente, a tempera-tura na câmara de combustão 24 é detectada diretamente e a temperaturano tempo seguinte pode ser predita a partir da quantidade de variação. Al-ternativamente, um sensor de temperatura é fornecido na vizinhança da vál-vula de entrada para detectar diretamente a temperatura de entrada e atemperatura na câmara de combustão 24 é predita baseada na temperaturade entrada.
A terceira modalidade foi descrita para o caso em que uma co-mutação é feita para a operação de quatro tempos se a temperatura preditana câmara de combustão 24 atingir ou exceder a temperatura de cilindropredita limite. A presente invenção, no entanto, não é limitada desta manei-ra, e se a temperatura predita na câmara de combustão 24 for pelo menos atemperatura de cilindro predita limite, o valor de elevação pode ser aumen-tado por uma quantidade prescrita a partir do valor de elevação baixo, o va-Ior de elevação baixo sendo gradualmente mudado até que atinja o valor deelevação normal durante cujo tempo a operação de seis tempos é continua-da. Fazendo isto, é possível suprimir a variação de torque para uma quanti-dade pequena quando a comutação é feita para a operação de quatro tem-pos. Quando tal controle é realizado, a temperatura de cilindro predita limitepode ser determinada menor que a normal. Adicionalmente, a quantidade demudança gradual do valor de elevação durante a operação de seis temposnão está limitada a ser uma quantidade fixa de mudança.
Na terceira modalidade, executando as etapas S306 e S308, o"meio de predizer temperatura interna de cilindro" pode ser implementado, eexecutando a etapa S310 o "meio de determinar o término da operação demúltiplos tempos" pode ser implementado.
A quarta modalidade da presente invenção é descrita abaixo,com referência feita à figura 8 e figura 9. A descrição da quarta modalidadefocalizará somente as partes características da quarta modalidade, e asdescrições das partes que são as mesmas que as primeira e a terceira mo-dalidades serão simplificadas ou omitidas. O sistema na quarta modalidadetem o mesmo tipo de configuração que o sistema da primeira modalidade,com a exceção que é usado como um veículo de combustível flexível (FFV).
Especificamente, o sistema da quarta modalidade pode usar álcoois tais co-mo etanol, metanol, bioetanol, ou biometanol, ou uma mistura destes álcooise gasolina como combustível. O uso como um combustível é possível inde-pendente da proporção de álcool combustível no combustível que é usado.
O sistema na quarta modalidade realiza a operação de seis tem-pos na partida fria. O controle executado pelo sistema da quarta modalidade,com a exceção da temperatura de cilindro limite, a temperatura de refrige-rante limite, a carga de motor limite ou a temperatura de cilindro predito limi-te sendo determinada de acordo com a concentração de álcool na combus-tão quando determina se comutar da operação de seis tempos para a opera-ção de quatro tempos, é a mesma que na primeira modalidade. A figura 8 éum gráfico descrevendo a relação entre a concentração de álcool no com-bustível e a temperatura de refrigerante limite para comutar para a operaçãode quatro tempos em uma quarta modalidade da presente invenção.
A proporção de álcool combustível no combustível usado no sis-tema da quarta modalidade como descrita acima não é fixa. No entanto, aconcentração de álcool incluída no combustível usado é um fator que afeta aatomização de combustível quando conduzido para dentro do cilindro 12.Especificamente, a atomização do combustível ocorre facilmente mesmo auma temperatura relativamente baixa no caso em que a concentração deálcool é baixa e a concentração de gasolina é alta, enquanto, quando a con-centração de álcool no combustível aumenta, se torna difícil para o combus-tível atomizar. Por esta razão, a temperatura na qual uma quantidade dadade combustível pode ser atomizado é maior, quanto maior é concentraçãode álcool.
Portanto, particularmente quando a temperatura em várias par-tes do motor de combustão interna 10 é baixa na partida fria, quanto maior aconcentração de álcool, a fim de obter combustão estável, é necessário ele-var mais a temperatura do gás de entrada para tornar mais fácil atomizar ocombustível. Por esta razão, quando a operação de seis tempos é realizadapara elevar a temperatura de entrada, a temperatura de entrada se tornamaior, quanto maior é a concentração de álcool combustível. Isto é, comomostrado na figura 8, o controle em que a temperatura de refrigerante limitepara comutar da operação de seis tempos para a operação de quatro tem-pos é tornada maior, maior a concentração de álcool combustível, para ele-var a temperatura de entrada na operação de seis tempos, é continuada atéque o interior da câmara de combustão 24 atinja uma temperatura maior.
A ECU 80 tem o mapa armazenado estabelecendo a relação,como mostrado na figura 8, entre a concentração de álcool no combustível ea temperatura de refrigerante limite. Quando se faz uma partida fria do motorde combustão interna 10, a concentração de álcool do combustível é detec-tada e a temperatura de refrigerante limite é calculada de acordo com o ma-pa, de acordo com a concentração de álcool detectada. Se a temperatura dorefrigerante no motor de combustão interna 10 atingir ou exceder a tempera-tura de refrigerante limite, uma comutação é feita da operação de seis tem-pos para a operação de quatro tempos.
A figura 9 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pela ECU 80 na quarta modalidade. A rotina da figura 9, com aexceção de execução das etapas S402 a S406 no lugar da etapa S108 de-pois da etapa S106 da figura 4, é a mesma que a rotina da figura 4. Especifi-camente, se é determinado na etapa S102 que o motor de combustão inter-na está sendo iniciado a partir da condição fria, a informação relacionada acondição de operação é detectada, a quantidade de ar de entrada exigida écalculada (etapas S104 a S106), e a concentração de álcool do combustívelcorrentemente usado é lida (etapa S402). A concentração de álcool do com-bustível é armazenada na ECU 80. Neste ponto, em vez de ler a concentra-ção de álcool na ECU, um medidor de concentração que detecta a concen-tração do álcool combustível pode ser instalado para detectar a concentra-ção de álcool.
A seguir, a temperatura de refrigerante limite é calculada (etapaS404). A temperatura de refrigerante limite é calculada como um valor quecorresponde à concentração de álcool lida na etapa S402, de acordo com omapa armazenado anteriormente na ECU 80. A seguir, é determinado se atemperatura de refrigerante detectada na etapa S104 é maior que ou igual atemperatura de refrigerante limite (etapa S406) e, se não é determinada quea temperatura de refrigerante é maior que ou igual a temperatura de refrige-rante limite, a operação de seis tempos é realizada (etapa S110). A opera-ção de seis tempos é repetida nas etapas S104, S106, S402 a S406 e S110até que é determinado na etapa S406 que a temperatura de refrigerante émaior que ou igual à temperatura de refrigerante limite. Se é determinadoque a temperatura de refrigerante é maior que ou igual a temperatura de re-frigerante limite na etapa S406, uma comutação é feita para a operação dequatro tempos (etapa S112).Como descrito acima, na quarta modalidade, a temperatura derefrigerante limite é calculada de acordo com a concentração de álcool nocombustível. Por esta razão, é possível continuar a operação de seis temposaté que a temperatura de refrigerante atingir uma temperatura, em que acombustão estabiliza, determinada de acordo com a concentração de álcool,é possível realizar com segurança o aquecimento para a temperatura exigi-da. É também possível acomodar a combustibilidade de acordo com a con-centração do álcool combustível. Quando é difícil de obter combustão está-vel devido à alta concentração de álcool, é possível elevar a temperaturamais rapidamente para obter a combustão estável continuando a operaçãode seis tempos para uma temperatura maior. Em particular quando um com-bustível usado inclui um álcool combustível, embora existam casos em que apartida fria seja difícil, é possível elevar a temperatura na câmara de com-bustão 24 mais rapidamente realizando a operação de seis tempos como naquarta modalidade descrita acima. Portanto, porque a temperatura na câma-ra de combustão se torna uma temperatura em que o combustível pode seratomizado mais rapidamente, é possível aperfeiçoar as características departida do motor de combustão interna. Em um motor, usando um combustí-vel com uma baixa volatilidade, tal como em um FFV, a quarta modalidadepode efetivamente aperfeiçoar as características de partida.
A quarta modalidade é descrita para o caso de usar um álcoolcombustível ou uma mistura de combustível de um álcool combustível e ga-solina. A presente invenção, no entanto, não é limitada desta maneira, e po-de também usar um combustível incluindo um assim chamado bioálcool ouum óleo leve no lugar de gasolina. Neste caso também, em geral se a con-centração de álcool é alta, a temperatura de refrigerante limite será determi-nada alta. Desta maneira, determinando experimentalmente a relação entrea temperatura de refrigerante limite e a concentração de álcool para cadacombustível antecipadamente, a quarta modalidade pode ser determinadaem outros álcoois combustíveis também.
A quarta modalidade é descrita para o caso em que a temperatu-ra de refrigerante limite é determinada de acordo com a concentração deálcool. A quarta modalidade, no entanto, não é limitada desta maneira. Porexemplo, a temperatura de refrigerante limite TO com respeito à temperaturade câmara de combustão T24 na primeira modalidade, a carga de motor limi-te na segunda modalidade, e a temperatura de refrigerante predita limite TOcom respeito à temperatura predita de câmara de combustão Tp na terceiramodalidade pode ser determinada de acordo com a concentração de álcool.Cada um destes limites pode ser feito baseado em mapas experimentais deacordo com a concentração de álcool.
Também, por exemplo, na quarta modalidade executando a eta-pa S302 e etapa S304, o "meio de determinação de valor de determinação"pode ser implementado.
A quinta modalidade da presente invenção é descrita abaixo,com referência feita à figura 10. A descrição da quinta modalidade focarásomente as partes características da quinta modalidade, e as descrições daspartes que são as mesmas que as primeira até a quarta modalidades, serãosimplificadas ou omitidas. O sistema da quinta modalidade, com a exceçãodo motor é um assim chamado motor do tipo V tendo uma pluralidade decilindros, é o mesmo que o sistema da figura 1.
Especificamente, o motor de combustão interna 10 da quintamodalidade tem dois grupos (daqui em diante "bancos") de cilindros. Nestesistema, se a carga exigida é grande, o motor de combustão interna 10 éoperado com todos os cilindros 12 operando (operação de todos os cilin-dros). Em contraste, se a carga exigida é pequena, somente um banco decilindros é operado, com os cilindros pertencendo ao outro banco sendo pa-rados (operação de cilindro reduzido).
No caso da operação de cilindro reduzido, em que somente umbanco está operando, os cilindros que pertencem a outro banco são para-dos. Nesta condição, se a carga exigida se torna grande, a transição é feitaa partir da operação de cilindro reduzido para a operação de todos os cilin-dros. Isto é, o banco que está parado (banco auxiliar) é iniciado. Então,mesmo se os cilindros 12 no lado do banco operante, que estão operandodurante a operação de cilindro reduzido, são aquecidos, se a operação decilindro reduzido continuou por um longo período de tempo e durante a parti-da firia na operação de cilindro reduzido, os cilindros 12 do banco auxiliarque são parados durante a operação de cilindro reduzido poderiam não estarsuficientemente aquecidos. Em tais casos, imediatamente depois da comu-tação da operação de cilindro reduzido para a operação de todos os cilin-dros, pode ser considerado que uma elevação na temperatura do ar de en-trada no banco auxiliar não é suficiente, e a combustão nos cilindros do ban-co auxiliar se degrada.
Na situação acima indicada, se os cilindros 12 do banco auxiliarnão são aquecidos e estão ainda frios, o sistema da quinta modalidade fazum ciclo de combustão da operação de seis tempos quando o banco auxiliaré retornado para a operação. Isto é, com relação ao banco auxiliar, é deter-minado o valor de elevação baixo em que a perda de bombeamento é má-xima, e o primeiro tempo de entrada e o primeiro tempo de compressão sãorealizados, depois que o valor de elevação é determinado no valor de eleva-ção normal e então o segundo tempo de entrada, o segundo tempo de com-pressão, o tempo de expansão e o tempo de exaustão são realizados. De-pois disto, se a temperatura T24 nas câmaras de combustão 24 do bancoauxiliar atingir ou exceder a temperatura de cilindro limite TO, a operação deseis tempos é terminada e a operação de quatro tempos é realizada.
Durante este período, condição de operação corrente no bancode operação que está operando durante a operação de cilindro reduzido émantida. Isto é, no caso de realizar a operação de quatro tempos, a opera-ção de quatro tempos é realizada, e no caso de realizar a operação de seistempos, a operação de seis tempos é realizada, por exemplo de acordo coma rotina mostrada na figura 4. Se for determinado que a operação de seistempos é para ser terminada, uma comutação é feita para a operação dequatro tempos. Quando a operação do banco auxiliar é restaurada pela ope-ração de quatro tempos, o motor de combustão interna 10 começa a operarcom todos os cilindros 12 operando. Quando o banco parado é retornadopara a operação de quatro tempos, o sincronismo de ignição é comutadopara o sincronismo de ignição que é determinado para a operação de todosos cilindros anteriormente, e então, o sincronismo das válvulas de entrada40 e das válvulas de exaustão 60 de cada cilindro 12 é comutado para o sin-cronismo de válvula determinado anteriormente.
A figura 10 é um fluxograma descrevendo uma rotina de controleexecutada pelo sistema da quinta modalidade. A rotina da figura 10 é repeti-damente executada durante a operação do motor de combustão interna 10.Especificamente, é determinado na etapa S502 se ou não a operação decilindro reduzido está em progresso. Se não é determinado que a operaçãode cilindro reduzido está em progresso, a operação corrente é continuada eo processamento termina.
Se, no entanto, é determinada na etapa S502 que a operação decilindro reduzido está em progresso, a informação seguinte quanto à condi-ção de operação é detectada (etapa S504). A informação exigida, por exem-plo a velocidade rotacional do motor e a quantidade de ar de entrada, e atemperatura de refrigerante e similar, é detectada baseada em saídas dosvários sensores. A seguir, a carga exigida corrente é calculada (etapa S506).A carga exigida é calculada baseada na quantidade de operação do acele-rador. A seguir, é determinado se existe uma solicitação para a transição daoperação de cilindro reduzido para a operação de todos os cilindros (etapaS508). Se ou não existe uma solicitação para a transição da operação decilindro reduzido para a operação de todos os cilindros é determinada, porexemplo, baseada em se a carga calculada na etapa S506 é maior que umacarga prescrita. Se a solicitação para a transição para a operação de todosos cilindros é determinada na etapa S508, a operação corrente é continuadae o processamento é terminado.
Se não é determinado que existe uma solicitação para transiçãopara operação de todos os cilindros na etapa S508, no entanto, é determi-nado se a partida fria do banco auxiliar é realizada (etapa S510). Especifi-camente, a determinação é feita baseada em se a temperatura do refrigeran-te no banco auxiliar detectada na etapa S504 é menor que uma temperaturade refrigerante prescrita.
Se não é determinado que existe uma solicitação para a transi-ção para a operação de todos os cilindros na etapa S508, no entanto, é de-terminado se a partida fria do banco auxiliar é realizada (etapa S510). Espe-cificamente, a determinação é feita baseada em se a temperatura do refrige-rante no banco auxiliar detectado na etapa S504 é menor que uma tempera-tura de refrigerante prescrita.
Se for determinado na etapa S510 que o banco auxiliar estásendo restaurado a partir de uma partida fria, a temperatura T24 na câmarade combustão 24 dos cilindros 12 no banco auxiliar é detectada (etapaS512). Então, é determinado se a temperatura T24 é maior que ou igual atemperatura de cilindro limite TO para comutar da operação de seis tempospara a operação de quatro tempos (etapa S514). Se não é determinado quea temperatura T24 é maior que ou igual a temperatura de cilindro limite TOna etapa S514, na etapa S516 o banco auxiliar é determinado para a opera-ção de seis tempos. Isto é, o primeiro tempo de entrada é realizado com aválvula de entrada 40 determinada para o valor de elevação baixo, e o pri-meiro tempo de compressão é realizado. Depois do primeiro tempo de en-trada e do tempo de compressão, o segundo tempo de entrada é realizadocom a válvula de entrada 40 determinada no valor de elevação normal e osegundo tempo de compressão é realizado, depois que o tempo de expan-são e o tempo de exaustão são realizados. Depois disto, o processamentoretorna para a etapa S512. A operação de seis tempos das etapas S512,S514 e S516 é repetida até que é determinada a etapa S514 e que a tempe-ratura T24 na câmara de combustão 24 atinja ou exceda a temperatura decilindro limite TO.
Não é determinado na etapa S510 que o banco auxiliar de cilin-dros 12 está sendo restaurado da condição fria, e é determinado na etapaS514 que a temperatura T24 é maior que ou igual a temperatura de cilindrolimite TO, na etapa S518 é executada a operação normal de quatro tempos,e a operação de todos os cilindros é realizada imediatamente. Depois disto,o processamento é terminado.
Como descrito acima, de acordo com a quinta modalidade,mesmo quando restaurar a operação do banco auxiliar que foi parado, reali-zando a operação de seis tempos para elevar a temperatura, é possível ele-var mais rapidamente a temperatura nas câmaras de combustão 24 no ban-co auxiliar, permitindo a estabilização de combustão.
No sistema da quinta modalidade, é possível dar a partida com aoperação de cilindro reduzido mesmo quando a partida fria do motor decombustão interna 10 é realizada. No caso de realizar uma partida fria comoperação de cilindro reduzido, a rotina da figura 4 é realizada da mesmamaneira que na primeira modalidade, e o banco auxiliar somente é operadoem operação de seis tempos até que a temperatura T24 nas câmaras decombustão 24 no banco auxiliar suba para a temperatura de cilindro limiteTO. Desta maneira, mesmo quando a partida fria do motor de combustãointerna 10 é realizada, é possível realizar a operação de seis tempos paraelevar a temperatura nas câmaras de combustão 24 no banco auxiliar paraestabilizar a combustão mais rapidamente. Porque é possível desta maneirarealizar a operação de cilindro reduzido mesmo na condição fria, é possívelaperfeiçoar a economia de combustível.
Na quinta modalidade, por exemplo, executando a etapa S510 o"meio de determinar a partida a frio" pode ser implementado, e executando aetapa S516 o "meio de operação de múltiplos tempos" pode ser implementado.
No caso em que as referências são feitas para números de ele-mentos, quantidades e faixas nas modalidades precedentes, a menos queos números sejam explicitamente estabelecidos ou claros em princípio comonúmeros específicos, não existe restrição para os números estabelecidos.Adicionalmente, as estruturas e métodos de etapas descritas nas modalida-des, a menos que explicitamente estabelecidos ou claros em princípio comoestruturas específicas e métodos, não são necessariamente essenciais paraa presente invenção.

Claims (13)

1. Aparelho de controle para um motor de combustão internacaracterizado por compreender:um meio de acionamento de válvula variável (52) para mudar osincronismo de abertura e fechamento e o valor de elevação de uma válvulade entrada (40) disposta em um orifício de entrada que se comunica com umcilindro (24) do motor de combustão interna;um meio de controle de sincronismo de válvula (80) para contro-lar o sincronismo de abertura e fechamento e o valor de elevação da válvulade entrada pelo meio de acionamento de válvula variável;um meio de determinação da partida a frio (80, S102) para de-terminar se o motor de combustão interna está sendo iniciado a partir deuma partida a frio; eum meio de determinação de operação de múltiplos tempos (80,S110) para ajustar um ciclo de combustão do motor de combustão internaque inclui dois ou mais tempos de entrada e compressão, quando o meio dedeterminação de partida a frio determina que a combustão interna está sen-do iniciada a partir da partida a frio, em que a operação de múltiplos temposé formada por um primeiro tempo de entrada e um primeiro tempo de com-pressão, e um segundo tempo de entrada e um segundo tempo de compres-são, seguido por um tempo de combustão e um tempo de exaustão,em que o meio de controle de sincronismo de válvula (80) con-trola a elevação da válvula de entrada durante o primeiro tempo de entrada eo primeiro tempo de compressão para um valor de elevação baixo, que émenor que o valor de elevação normal exigida para a entrada de uma quan-tidade de ar de entrada exigida, e controla a elevação da válvula de entradaem um segundo tempo de entrada e um segundo tempo de compressão pa-ra o valor de elevação normal.
2. Aparelho de controle, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o valor de elevação baixo é a elevação emque a perda de bombeamento durante o primeiro tempo de entrada e o pri-meiro tempo de compressão é maximizada.
3. Aparelho de controle, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado por ainda compreender um meio de controle de sincronismode ignição (80) para controlar o sincronismo de ignição por meio de uma velade ignição (28) disposta no cilindro, em que o meio de controle de sincro-nismo de ignição (80) proíbe a ignição durante o primeiro tempo de entradae o primeiro tempo de compressão.
4. Aparelho de controle, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o meio de determinaçãode operação de múltiplos tempos (80, S110) ajusta a execução, durante umciclo de combustão, de uma pluralidade de repetições do primeiro tempo deentrada e o primeiro tempo de compressão, seguido pela realização do se-gundo tempo de entrada e o segundo tempo de compressão.
5. Aparelho de controle, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 4, caracterizado por ainda compreender:um meio de determinação de término de operação de múltiplostempos (80, S108) para determinar se a operação de múltiplos tempos deveser terminada; eo meio de determinação de operação de quatro tempos (80,S112) para ajustar um ciclo de combustão da combustão do motor de com-bustão interna para a operação de quatro tempos compreendendo um tempode entradarum tempo de compressão, um tempo de expansão, e um tempode exaustão, se a operação de múltiplos tempos avalia que a operação demúltiplos tempos deve ser terminada.
6. Aparelho de controle, de acordo com a reivindicação 5, carac-terizado por ainda compreender:um meio de detecção de temperatura (26, S104) para detectaruma temperatura no cilindro, em queo meio de determinação de término de operação de múltiplostempos (80, S108) determina que a operação de múltiplos tempos deve serterminada se uma temperatura no cilindro for maior ou igual a uma tempera-tura de cilindro limite.
7. Aparelho de controle, de acordo com a reivindicação 5, carac-terizado por ainda compreender:um meio de detecção de temperatura do refrigerante (22, S104)para detectar uma temperatura do refrigerante do motor de combustão inter-na, em queo meio de determinação de término de operação de múltiplostempos (S108) determina que a operação de múltiplos tempos deve ser ter-minada se a temperatura do refrigerante for maior ou igual a uma temperatu-ra limite do refrigerante.
8. Aparelho de controle, de acordo com a reivindicação 5, carac-terizado por ainda compreender:um meio de cálculo de carga solicitado (80, S202) para calcularuma carga solicitada no motor de combustão interna, em queo meio de determinação de término de operação de múltiplostempos (80, S206) determina que a operação de múltiplos tempos deve serterminada se a carga solicitada calculada for maior ou igual a uma carga demotor limite.
9. Aparelho de controle, de acordo com a reivindicação 5, carac-terizado por ainda compreender:um meio de predição de temperatura do cilindro (80, S306,S308) para predizer, antes do início do primeiro tempo de entrada e o primei-ro tempo de compressão em um ciclo de combustão, uma temperaturaemum cilindro depois de realizar o segundo tempo de entrada e o segundotempo de compressão, em queo meio de determinar o término de operação de múltiplos tempos(80, S310) determina que a operação de múltiplos tempos deve ser termina-da se a temperatura prevista no cilindro for maior ou igual a uma temperatu-ra de cilindro prevista limite.
10. Aparelho de controle, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que:o motor de combustão interna usa um combustível que incluiálcool como um combustível, e o aparelho de controle inclui ainda determi-nar o meio de ajuste de valor (80, S302, S304) para ajustar qualquer umadas temperaturas de cilindro limite, a temperatura de refrigerante limite, acarga de motor limite, e a temperatura limite dé cilindro prevista, de acordocom a concentração de álcool no combustível.
11. Aparelho de controle, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que:o motor de combustão interna tem um primeiro grupo de cilin-dros e um segundo grupo de cilindros, e em queo aparelho de controle opera somente cilindros pertencentes aoprimeiro grupo de cilindros e incluium meio de determinação de operação de cilindro reduzido paradeterminar cilindros que pertencem ao segundo grupo de cilindros para aoperação de cilindro reduzido, em que os cilindros são parados, eum meio de determinação de operação de todos os cilindros pa-ra determinar todos os cilindros que pertencem ao primeiro grupo de cilin-dros e cilindros que pertencem ao segundo grupo de cilindros para a opera-ção de todos os cilindros, em que todos os cilindros são operados, em queo meio de determinação de partida a frio (80, S510) determinase a restauração de operação dos cilindros que pertencem ao segundo gru-po de cilindros é uma partida a frio quando é feita uma transição de motor daoperação de cilindro reduzido para a operação de todos os cilindros, eo meio de determinação de operação denWultiplos tempos (80,S516) ajusta a operação de cilindros que pertencem ao segundo grupo decilindros para a operação de múltiplos tempos quando o meio de determina-ção de partida a frio determina que a restauração de operação dos cilindrosque pertencem ao segundo grupo de cilindros é a partida a frio.
12. Aparelho de controle, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações I a 11, caracterizado pelo fato de que o meio de acionamentode válvula variável (52) possui um carne de entrada que aciona a abertura efechamento da válvula de entrada (40) e um motor elétrico acionando rota-cionalmente o carne de entrada (50), em que o meio de controle de sincro-nismo da válvula (80) controla o sincronismo de válvula (80) ao controlar oacionamento rotacional do carne de entrada usando o motor elétrico.
13. Método para controlar um motor de combustão interna ca-racterizado por compreender:determinar (S102) se o motor de combustão interna está sendoiniciado de uma partida a frio;executar (S110) operação de múltiplos tempos, que inclui, emum ciclo de combustão no motor de combustão interna, dois ou mais temposde entrada e compressão, formada por um primeiro tempo de entrada e umprimeiro tempo de compressão e um segundo tempo de entrada e um se-gundo tempo de compressão, seguidos por um tempo de combustão e umtempo de exaustão; econtrolar uma elevação de uma válvula de entrada durante oprimeiro tempo de entrada e o primeiro tempo de compressão para um valorde elevação baixo, que é menor que o valor de elevação normal exigido paraa entrada de uma quantidade de ar de entrada exigida, e controlar a eleva-ção da válvula de entrada no segundo tempo de entrada e o segundo tempode compressão para a quantidade de elevação normal.
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