BRPI0712810A2 - dispositivo para detecção de número de cetona e motor tendo um dispositivo para detecção de número de cetona - Google Patents

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Takeshi Takahashi
Terumitsu Takahata
Hidenori Nomura
Gou Asai
Yukihiro Shinohara
Feiji Ooshima
Toshiro Itatsu
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Yanmar Co Ltd
Toyota Motor Co Ltd
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Abstract

DISPOSITIVO PARA DETECçãO DE NúMERO DE CETANO E MOTOR TENDO UM DISPOSITIVO PARA DETECçãO DE NúMERO DE CETANO. Um dispositivo para detecção de número de cetano no qual um dispositivo para detecção de velocidade angular (10) para detecção da velocidade angular de rotação do virabrequim (11) de um motor (54), e que detecta uma variação no valor da amplitude da velocidade angular detectada pelo dispositivo para detecção de velocidade angular (10) como uma variação do número de cetano.

Description

"DISPOSITIVO PARA DETECÇÃO DE NÚMERO DE CETANO E MOTOR TENDO UM DISPOSITIVO PARA DETECÇÃO DE NÚMERO DE CETANO"
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a uma técnica na qual a variação do número de cetano é calculada (estimada) a partir da amplitude de velocidade angular da rotação do motor, de modo a corrigir a injeção de combustível quando o número de cetano é variado.
Técnica Fundamental
Óleo leve que é combustível de um motor a diesel é produzido e vendido nas nações do mundo enquanto o número de cetano do óleo leve varia dentro da faixa de 38 a 52. Visto que o óleo leve utilizado para um motor a diesel é estritamente medido e vendido, o número de cetano do óleo leve deve sempre ser uniforme. No entanto, por exemplo, o combustível de número de cetano diferente pode ser suprido para um navio em um porto. Especialmente, o número de cetano de óleo leve bruto pode diminuir.
O controle de injeção de combustível de um motor a diesel é baseado no valor nominal do número de cetano do combustível utilizado no momento da produção. Então, quando o número de cetano não é uniforme ou diminui, o controle adequado da injeção de combustível não pode ser realizado.
Em consideração aos fundamentos, de forma convencional, vários métodos ou variação para detecção do número de cetano foram realizados. Por exemplo, a literatura de patente 1 descreve uma técnica para detecção do número de cetano no momento do corte do combustível de um motor de combustão interna.
No entanto, o número de cetano do combustível utilizado para dirigir pode ser alterado pela utilização da situação do combustível ou número de suprimento de combustível, onde é preferível se detectar a variação do número de cetano de forma regular. Convencionalmente, não existe método para detecção da variação do número de cetano que pode ser realizada de forma regular durante a condução de um motor de combustão interna.
Literatura de Patente 1: Artigo Publicado Japonês 2005-344557.
Descrição da Invenção
Problemas a Serem Solucionados pela Invenção
A finalidade da invenção é a detecção regular da variação do número de cetano do combustível durante a condução de um motor de combustão interna e o controle da injeção de combustível adequadamente baseado na variação detectada do número de cetano.
Meios para Solucionar os Problemas
Os problemas mencionados acima são solucionados pelos seguintes meios.
De acordo com a presente invenção, um dispositivo para detecção de velocidade angular que detecta a velocidade angular de rotação de um virabrequim de um motor é fornecido, uma variação da amplitude de velocidade angular obtida pelo dispositivo para detecção de velocidade angular é detectada como variação do número de cetano.
De acordo com a presente invenção, um motor compreende um dispositivo para detecção de carga que detecta a carga do motor, um dispositivo para detecção de velocidade de rotação do motor que detecta a velocidade de rotação do motor, um dispositivo para cálculo de injeção de combustível que calcula pelo menos um dentre uma quantidade de injeção de combustível, o número de injeção de combustível e a injeção de combustível com relação ao combustível padrão com base na carga detectada pelo dispositivo para detecção de carga e a velocidade de rotação detectada pelo dispositivo para detecção de velocidade de rotação de motor, e um dispositivo para correção de injeção de combustível que corrige a quantidade de injeção de combustível quando a quantidade de injeção de combustível é calculada, o número de injeção de combustível quando o número de injeção de combustível é calculado, e a pressão de injeção de combustível quando a pressão de injeção de combustível é calculada, com base no número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
De acordo com a presente invenção, o motor compreende um dispositivo para injeção de combustível de múltiplos estágios realizando pelo menos uma injeção antes da injeção principal, um dispositivo para cálculo de injeção de combustível de múltiplos estágios calculando pelo menos um dentre a temporização de injeção ou um intervalo de injeção do dispositivo para injeção de combustível de múltiplos estágios com relação ao combustível padrão, e um dispositivo para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios corrigindo a temporização de injeção de combustível quando a temporização de injeção de combustível é calculada, e o intervalo de injeção de combustível quando o intervalo de injeção de combustível é calculado, com base no número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
De acordo com a presente invenção, o dispositivo para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios encurta um intervalo entre a injeção principal e a injeção logo anterior à injeção principal quando o número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano é reduzido. De acordo com a presente invenção, a correção realizada pelo dispositivo para correção de injeção de combustível ou pelo dispositivo para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios é realizada no momento de partida do motor.
De acordo com a presente invenção, o motor compreende um dispositivo para correção de quantidade máxima de injeção de combustível que corrige a quantidade máxima de injeção de combustível com base na quantidade de injeção de combustível corrigida pelo dispositivo para correção de injeção de combustível ou o número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
De acordo com a presente invenção, o motor compreende um super carregador, pelo menos um dentre um sensor de concentração de oxigênio, um sensor de temperatura de exaustão e um sensor de velocidade de rotação de turbo carregador e um dispositivo para controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível julga que a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida pelo dispositivo para correção de quantidade máxima de injeção de combustível é normal quando a concentração de oxigênio detectada pelo sensor de concentração de oxigênio, a temperatura de exaustão detectada pelo sensor de temperatura de exaustão ou a velocidade de rotação do turbo carregador detectada pelo sensor de velocidade de rotação do turbo carregador está dentro de um limite predeterminado.
De acordo com a presente invenção, o motor compreende um super carregador de capacidade variável que pode variar a pressão de retorno ou pressão de super carregamento, e um dispositivo para controle de pressão de super carregamento controlando a pressão de retorno ou a pressão de super carregamento do super carregador de capacidade variável com base no número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
Efeito da Invenção
A presente invenção tem os seguintes efeitos.
De acordo com a presente invenção, a amplitude de velocidade angular varia seguindo a variação do número de cetano de forma que o número de cetano possa ser detectado de forma regular.
De acordo com a presente invenção, a injeção de combustível é corrigida seguindo a variação do número de cetano de modo a otimizar a combustão. A variação das características de motor ou variação da emissão de exaustão causada pela variação do número de cetano é minimizada.
De acordo com a presente invenção, a injeção de combustível de múltiplos estágios é corrigida seguindo a variação do número de cetano de modo a otimizar a combustão da injeção de combustível de múltiplos estágios tal como a injeção piloto. 0 ruído de combustão ou aumento da pressão nos cilindros causada pela variação do número de cetano é minimizado.
De acordo com a presente invenção, a piora na capacidade de ignição causada pela redução do número de cetano é minimizada.
De acordo com a presente invenção, o número de cetano é detectado apenas no momento da partida do motor e a injeção de combustível da injeção de múltiplos estágios é corrigida. De acordo, em adição ao efeito da reivindicação .3, o motor é iniciado depois do suprimento de combustível de forma a detectar se o número de cetano variou ou não no momento da partida do motor. Em comparação com o caso de realização da detecção e cálculo sempre, a carga é reduzida de forma que o processador (CPU) possa ser usado em outro cálculo.
De acordo com a presente invenção, a quantidade máxima de injeção de combustível é corrigida seguindo a variação do número de cetano de modo a corrigir a injeção de combustível certamente através de toda a área de carga. A saída graduada é garantida independentemente do efeito da variação do número de cetano.
De acordo com a presente invenção, a confiabilidade do motor é aperfeiçoada. É verificado se a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida é normal ou não e a injeção de combustível do motor é controlada de forma rápida mesmo em um caso no qual a quantidade corrigida de combustível não é normal.
De acordo com a presente invenção, a pressão de super carregamento ou pressão de retorno é corrigida seguindo a variação do número de cetano de modo a otimizar a combustão. Aumento de tensão no turbo e similares são impedidos.
Breve Descrição dos Desenhos
A figura 1 é um desenho de toda a construção de um motor a diesel de quatro cilindros de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 2 é um gráfico da velocidade angular de rotação do motor correspondendo à rotação do motor;
A figura 3 é um gráfico da velocidade angular de rotação do motor correspondendo a um ângulo de rotação do motor em torno do combustível de números de cetano diferentes;
A figura 4 é um desenho de toda a construção de um motor a diesel de 4 cilindros de acordo com uma modalidade da presente invenção; A figura 5 é um mapa de amplitude de velocidade angular da amplitude de velocidade angular adequada calculada com base na velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q;
A figura 6 é um mapa de velocidade angular média da velocidade angular média adequada calculada com base na velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q;
A figura 7 é um fluxograma de um fluxo principal do controle de injeção de combustível de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 8 é um mapa de pressão de injeção de combustível da pressão de injeção de combustível Qp calculada com base na velocidade de rotação Ne e carga Ac;
A figura 9 é um gráfico da injeção de combustível de múltiplos estágios de acordo com uma modalidade da presente invenção;
A figura 10 é um mapa de quantidade máxima de injeção de combustível da quantidade máxima de injeção de combustível Qmax calculada com base na velocidade de rotação Ne e carga Ac;
A figura 11 é um fluxograma de um fluxo de controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível;
A figura 12 (a) é um desenho esquemático do estado no qual uma área de abertura de um bocal de um VGT é grande;
A figura 12 (b) é um desenho esquemático do estado no qual a área de abertura do bocal é pequena.
Descrição das Anotações
.10 sensor de velocidade angular
.11 virabrequim
.50 sistema de injeção de combustível de trilho comum .51 motor a diesel
Melhor Forma de Realização da Invenção A seguir, a explicação será fornecida sobre uma modalidade da presente invenção.
A figura 1 é um desenho de toda a construção de um motor a diesel de 4 cilindros de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 2 é um gráfico da velocidade angular de rotação do motor correspondente à rotação do motor. A figura 3 é um gráfico da velocidade angular de rotação do motor correspondendo a um ângulo de rotação do motor em torno dos combustíveis de diferentes números de cetano.
A figura 4 é um desenho de toda a construção de um motor a diesel de 4 cilindros de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 5 é um mapa de amplitude de velocidade angular da amplitude de velocidade angular adequada calculada com base em uma velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q. A figura 6 é um mapa de velocidade angular média da velocidade angular média adequada calculada com base na velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q.
A figura 7 é um fluxograma de um fluxo principal de controle de injeção de combustível de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 8 é um mapa de pressão de injeção de combustível da pressão de injeção de combustível Qp calculada com base na velocidade de rotação Ne e carga Ac. A figura 9 é um gráfico da injeção de combustível de múltiplos estágios de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A figura 10 é um mapa de quantidade máxima de injeção de combustível e quantidade máxima de injeção de combustível Qmax calculada com base na velocidade de rotação Ne e carga Ac. A figura 11 é um fluxograma de um fluxo de controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível. A figura 12 (a) é um desenho esquemático do estado no qual uma área de abertura de um bocal de um VGT é grande. A figura 12 (b) é um desenho esquemático do estado no qual a área de abertura do bocal é pequena.
Em primeiro lugar, a explicação será fornecida em um motor a diesel de 4 cilindros possuindo um sistema de injeção de combustível de trilho comum como uma modalidade da presente invenção. Adicionalmente, a explicação será fornecida sobre um dispositivo para detecção de número de cetano utilizando uma velocidade angular da rotação do motor e uma amplitude de velocidade angular da rotação do motor, o uso sendo uma característica da presente invenção. Ademais, a explicação será fornecida para vários dispositivos para correção de injeção de combustível de um sistema de injeção de combustível de trilho comum para o qual o dispositivo para detecção de número de cetano é adotado.
A explicação será fornecida em um sistema de injeção de combustível de trilho comum 50 ao qual o dispositivo para detecção de número de cetano da presente invenção é adotado com referência à figura 1.
Por exemplo, como ilustrado na figura 4, o sistema de injeção de combustível de trilho comum 50 injeta combustível em um motor a diesel 51 (doravante, simplesmente referido como motor). O sistema de injeção de combustível de trilho comum 50 compreende basicamente um trilho comum 52 no qual o combustível é hidraulicamente acumulado, injetores 53a, 53b, 53c e 53d injetando combustível para os cilindros, uma bomba de suprimento 54 enviando de forma pressionada combustível com alta pressão, e uma unidade de controle de motor (doravante, referida como ECU) 70.
O trilho comum 52 armazena combustível de alta pressão no mesmo, o combustível devendo ser suprido para os injetores 53. O trilho comum 52 é conectado através de uma tubulação de combustível (passagem de combustível de alta pressão) 55 para uma porta de descarga da bomba de suprimento 54 de modo a acumular pressão de trilho comum correspondente à pressão de injeção de combustível.
O combustível que vaza dos injetores 53 retorna para um tanque de combustível 57 através de uma tubulação de vazamento (passagem de retorno de combustível) 56. O combustível que retorna para o tanque de combustível 57 a partir do trilho comum 52 passa através de uma tubulação de alívio (passagem de retorno de combustível) 58 através de uma válvula de regulagem de pressão 59. A válvula de regulagem de pressão 59 regula o combustível de retorno para a tubulação de alívio 58 de modo a regular a pressão de combustível no trilho comum 52 para a pressão de injeção de combustível alvo.
Cada um dos injetores 53 é montado no cilindro do motor 51 e injeta e supre combustível para dentro do cilindro. Os injetores 53 são conectados às extremidades do lado a jusante dos tubos de ramificação ramificados a partir do trilho comum 52. Cada um dos injetores 53 é montado com um bocal de injeção injetando e suprindo combustível de alta pressão hidraulicamente acumulado no trilho comum 52 para o cilindro, uma válvula eletromagnética controlando por elevação uma agulha alojada no bocal de injeção de combustível, e similar. A válvula eletromagnética do injetor 53 controla a temporização e quantidade de injeção de acordo com um sinal de abertura de injetor fornecido pela ECU 70. Quando o sinal de abertura de injetor é fornecido para a válvula eletromagnética, o combustível de alta pressão é injetado e suprido para dentro do cilindro, e quando o sinal de abertura de injetor é desligado, a injeção de combustível é interrompida.
A bomba de suprimento 54 envia de forma pressionada combustível de alta pressão para o trilho comum .52. A bomba de suprimento 54 é montada com uma bomba de alimentação sugando combustível no tanque de combustível 57 para dentro da bomba de suprimento 54 e uma bomba de alta pressão comprimindo o combustível sugado pela bomba de alimentação e enviando de forma pressionada o combustível para o trilho comum 52. A bomba de alimentação e a bomba de alta pressão são acionadas por um eixo de carne comum 60. O eixo de carne 60 é acionado de forma rotativa por um virabrequim 11 do motor 51 ou similar.
Um super carregador 62 eleva a pressão do ar de forma a tornar o ar sugado para dentro do motor compulsório. O super carregador (turbo carregador) 62 gira uma turbina (não ilustrada) pela utilização da pressão do gás de exaustão de modo a elevar a pressão do ar sugado para dentro do motor 51. O super carregador 62 aumenta a massa (peso) do ar sugado de forma a aumentar a combustão do combustível (realizar a combustão completa do combustível), aumentando, assim, o rendimento do motor 51. Um sensor λ 74 detectando a concentração de oxigênio e um sensor de temperatura de exaustão 75 que é um dispositivo para detecção de temperatura de exaustão são dispostos em uma passagem que comunica uma tubulação de exaustão do super carregador 62 com o super carregador 62. Um sensor de velocidade de rotação do turbo carregador 7 6 que é um dispositivo para detecção de velocidade de rotação do turbo carregador é fornecido nas proximidades de um eixo de rotação da turbina do super carregador 62. Um VGT (Turbo carregador de geometria variável) 77 é construído na passagem de exaustão. 0 VGT 77 varia a área de abertura da passagem de exaustão de forma a variar a taxa de fluxo de exaustão, isso é, variar a pressão de retorno.
A ECU (Unidade de Controle de Motor) 70 compreende uma CPU, uma RAM, uma ROM e similar, armazena programas, mapas e similares de antemão, e realiza vários processos aritméticos com base nos sinais lidos dos sensores. A ECU 70 serve como um dispositivo aritmético e um dispositivo para correção. A ECU 70 é conectada com um sensor de abertura de acelerador 71 que detecta a abertura do acelerador como um sensor detectando o estado do motor 51, isso é, que é um dispositivo de configuração de velocidade de rotação, um sensor de velocidade de rotação 72 detectando a velocidade de rotação do motor, e um sensor de pressão de trilho comum 73 detectando a pressão no trilho comum. A ECU 70 é conectada com o sensor λ 74, o sensor de temperatura de exaustão 75 e o sensor de velocidade de rotação do turbo carregador 76 de modo a detecta o estado do sistema de ar do motor 51. Adicionalmente, a ECU 70 é conectada a um sensor de velocidade angular 10. Explicação será fornecida sobre o sensor de velocidade angular 10 em detalhes posteriormente. A ECU 70 é conectada a injetores 53, à bomba de
suprimento 54, à válvula de regulagem de pressão 59 e ao VGT 77 e comanda os acionadores das mesmas de modo a controlar o motor 51.
Explicação será fornecida sobre o sensor de velocidade angular 10, que mede a velocidade angular de rotação do motor, com referência à figura 2.
Como ilustrado na figura 2, o sensor de velocidade angular 10 detecta dois sinais de um sensor de pulso 13. Um pulsar 12 é fixado no virabrequim 11 do motor (não ilustrado) e é girado integralmente com o mesmo. Dentes (pulsos) 12a são formados em intervalos fixos no perímetro do pulsar 12. Como o pulsar 12, uma engrenagem ou um disco no qual furos ou cortes são fornecidos em intervalos de ângulos fixos podem ser utilizados alternativamente. 0 sensor de pulso 13 pode ser construído por um sensor de proximidade, um sensor magnetométrico, um sensor ótico (interruptor de luz) ou similar.
O sensor de velocidade angular 10 é perpendicular ao virabrequim 11 de modo a medir os pulsos 12a enviados pelo pulsar 12. Um sinal do sensor de velocidade angular 10 é dividido em dois. Um dos sinais divididos é enviado como o eixo geométrico X, e o outro é enviado através de um conversor F/V (conversor de freqüência/voltagem) 14 como o eixo geométrico Y. De acordo com essa construção, o sensor de velocidade angular 10 envia a velocidade de rotação do motor, isso é, o ângulo de manivela θ (número de pulsos .12a) no eixo geométrico X independentemente do tempo. Por outro lado, o número de pulsos por tempo, isso é, a velocidade angular ω é enviada no eixo geométrico Y.
Com relação à presente invenção, o sensor de velocidade angular 10 envia dois sinais (o ângulo de manivela θ e a velocidade angular da manivela ω) de modo a impedir erro na medição entre dois sinais.
A seguir, a explicação será fornecida sobre o ângulo de manivela Gea velocidade angular da manivela ω em detalhes com referência à figura 3.
A figura 3 ilustra os resultados da medição do sensor de velocidade angular 10. O eixo geométrico X como o eixo geométrico da abscissa indica o ângulo de manivela Θ, e o eixo geométrico Y como o eixo geométrico de ordenadas indica a velocidade angular da manivela ω. Como ilustrado no diag rama, a velocidade angular da manivela ω ilustra uma amplitude de forma de onda contra o ângulo de manivela Θ.
A amplitude de forma de onda na figura 3 ilustra um motor a diesel de 4 cilindros e 4 tempos no qual quatro tempos de explosão ocorrem enquanto o virabrequim 11 é girado duas vezes (por 720 ) . No diagrama, o No. 1 indica um ponto de explosão do primeiro cilindro, o No. 2 indica um ponto de explosão do segundo cilindro.
Uma linha de traços longo e curto alternados no centro da amplitude de forma de onda indica um valor médio da velocidade angular da manivela ω, isso é, uma média da velocidade de rotação do motor. Um ponto rotativo superior indica um BDC (Ponto Morto Inferior), e um ponto rotativo inferior indica um TDC (Ponto Morto Superior). 0 virabrequim 11 passa do TDC para o BDC enquanto a velocidade angular do mesmo é acelerada pela explosão, e subseqüentemente passa de BDC para TDC enquanto a velocidade angular do mesmo é desacelerada, e então o movimento é repetido. Sabe-se que a variação no lado do TDC é determinada pela combustão de forma que a variação corresponda à característica de combustão, isso é, o número de cetano.
A seguir, a explicação será fornecida sobre a velocidade angular do combustível com alto número de cetano e do combustível de baixo número de cetano com referência à figura 4.
Na figura 4, o eixo geométrico da abscissa indica o ângulo de manivela θ e o eixo das ordenadas indica a velocidade angular de manivela ω de forma similar à figura .3. A velocidade angular roa do combustível de alto número de cetano e a velocidade angular oob do combustível de baixo número de cetano são indicadas, respectivamente, por uma linha sólida e uma linha interrompida. Na figura 4, as velocidades angulares são comparadas uma com a outra sob o mesmo estado de motor e condição de injeção (número, quantidade e temporização). Como ilustrado no gráfico, quando o número de cetano é reduzido, a velocidade angular é totalmente reduzida de roa para rob, de forma que a amplitude de velocidade angular seja reduzida de coLa para coLb. 0 motivo disso é que a redução do número de cetano aumenta o retardo de ignição de forma que a temporização do início da combustão é retardada, onde a potência de explosão não é obtida.
Na figura 4, a média de uma velocidade angular de número de cetano baixo, isso é, uma velocidade angular media robm (linha interrompida) é reduzida contra a média de uma velocidade angular de um número de cetano alto, isso é, uma velocidade angular média roam (linha sólida). A redução da velocidade angular depois da redução do número de cetano é conhecida como sendo a característica nas proximidades da inatividade (baixa rotação e baixa carga) . A causa disso é que a eficiência de combustão é piorara e a potência de explosão, isso é, o trabalho externo é reduzido de forma que a redução do trabalho externo pareça com a redução da velocidade de rotação média quando a quantidade de injeção é uniforme.
A seguir, será fornecida a explicação sobre o controle para detecção de número de cetano de acordo com a figura 5. A figura 5 é um mapa de amplitude de velocidade angular 81 que é um dos mapas armazenados na ECU 70 de antemão. 0 mapa de amplitude de velocidade angular 81 é uma base de dados que mapeia a amplitude de velocidade angular adequada correspondente ao estado do motor com valor digital. 0 mapa de amplitude de velocidade angular 81 calcula a amplitude de velocidade angular adequada com base no estado do motor de acordo com a velocidade de rotação Ne e a quantidade de injeção Q do motor 51.
0 controle para detecção de número de cetano compara o mapa de amplitude de velocidade angular 81 com a amplitude de velocidade angular real coLl de modo a confirmar a variação do número de cetano. Por exemplo, como ilustrado na figura 5, quando a amplitude de velocidade angular real OLl é maior do que a amplitude de velocidade angular adequada na mesma velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q que a coLl no mapa de amplitude de velocidade angular 81, o número de cetano do combustível é detectado como sendo inferior ao número de cetano adequado.
A figura 6 é um mapa de velocidade angular média 82 que é um dos mapas armazenados na ECU 7 0 de antemão. O mapa de velocidade angular média 82 é uma base de dados que mapeia a velocidade angular média adequada correspondente ao estado do motor com valor digital. O mapa de velocidade angular média 82 calcula a velocidade angular média adequada com base no estado de motor de acordo com a velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q do motor 51.
O controle para detecção de número de cetano compara o mapa de velocidade angular média 82 com a velocidade angular média real comi de modo a confirmar a variação do número de cetano. Por exemplo, como ilustrado na figura 6, quando a velocidade angular média real comi é menor do que a velocidade angular média adequada na mesma velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q que coLl no mapa de velocidade angular média 82, o número de cetano do combustível é detectado como sendo inferior ao número de cetano adequado.
A explicação será fornecida sobre o controle de injeção de combustível do sistema de injeção de combustível de trilho comum 50 utilizando o controle para detecção de número de cetano acima. A figura 7 ilustra um fluxograma de uma rotina principal do controle de injeção de combustível da modalidade.
Como ilustrado na figura 7, com relação ao controle de injeção de combustível, a variação do número de cetano é detectada pelo controle para detecção de número de cetano (S100), controle para correção de injeção de combustível ou controle para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios (S200) é realizado seguindo a variação do número de cetano, controle para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S300) é real izado corrigindo a quantidade máxima de injeção de combustível determinada pelo controle para correção de injeção de combustível ou controle para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios, e o controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S400) é realizado confirmando a confiabilidade da quantidade máxima de injeção de combustível corrigida.
O fluxo de controle de injeção de combustível na modalidade é um exemplo e o controle não está limitado à modalidade.
O controle de injeção de combustível na modalidade pode ser realizado regularmente no momento de funcionamento do motor 51. No entanto, um efeito suficiente é obtido apenas pela realização do controle no momento da partida do motor 51 considerando-se a possibilidade de variação do número de cetano (por exemplo, depois do suprimento de combustível).
A seguir, a explicação será fornecida sobre o controle para correção de injeção de combustível (S200) com referência à figura 8. A figura 8 é um mapa de pressão de injeção de combustível 83 que é um dos mapas armazenados na ECU 70 previamente. O mapa de pressão de injeção de combustível 83 é uma base de dados que mapeia a pressão de injeção de combustível alvo Qp calculada com base no estado do motor de acordo com a velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q. A ECU 70 controla a abertura e o fechamento da válvula de regulagem de pressão 59 de modo a fazer pressão no trilho comum 52 para ser a pressão de injeção de combustível alvo Qp.
Por exemplo, quando a redução do número de cetano é detectada pelo controle para detecção de número de cetano (S100), a capacidade de ignição do combustível no motor 51 é piorada. Então, a ECU 70 corrige o mapa de pressão de injeção de combustível 83 armazenado previamente de modo a aumentar a pressão de injeção de combustível alvo Qp. Na modalidade, todo o mapa de pressão de injeção de combustível 83 pode ser corrigido ou uma área da carga e velocidade de rotação prescritas no mapa podem apenas ser corrigidas alternativamente, e o método para correção não é limitado.
A injeção de combustível é realizada de acordo com uma quantidade de injeção, pressão de injeção ou número de injeção dos injetores 53. A ECU 70 armazena esses parâmetros como uma base de dados que mapeia o valor alvo dos parâmetros com valor digital, o valor alvo sendo calculado com base no estado do motor de acordo com a velocidade de rotação Ne e quantidade de injeção Q. De forma similar à pressão de injeção de combustível Qp, o valor alvo calculado da quantidade de injeção de combustível ou número de injeção de combustível pode ser corrigido com base na variação do número de cetano.
De acordo, os parâmetros da injeção de combustível (quantidade, pressão e número) podem ser corrigidos regularmente contra a variação do número de cetano de modo a otimizar a combustão. A variação do desempenho de motor ou emissão de exaustão influenciada pela variação do número de cetano é minimizada.
A seguir, a explicação será fornecida sobre o controle para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios (S200) com referência à figura 9. A figura 9 é um gráfico de estado de combustão da injeção de combustível de múltiplos estágios. O eixo geométrico das abscissas indica o tempo Teo eixo geométrico das ordenadas indica a quantidade de injeção Q. Por exemplo, com relação à injeção de combustível de múltiplos estágios, três tempos de injeção dividida são realizados. A pré injeção Ql gera uma pré mistura simples, a injeção piloto Q2 dá ignição e explode a pré mistura simples, e a injeção principal Q3 realiza a combustão principal. A ignição por compressão da pré mistura e a combustão de múltiplos estágios como a acima resultam na redução de fumaça e ruído de combustão.
A ECU 70 armazena o valor alvo da quantidade de injeção de combustível Ql, Q2 e Q3 e os intervalos de injeção de combustível Tl e T2 como uma base de dados que mapeia o valor alvo com o valor digital.
Quando a redução do número de cetano é detectada pelo controle para detecção de número de cetano (S100) , a capacidade de ignição do combustível é piorada. Então, um mapa de injeção de pré combustível (não ilustrado) é corrigido de modo a aumentar a quantidade de injeção de combustível Ql, e um mapa de intervalo de injeção de combustível (entre a injeção piloto e a injeção principal) (não ilustrado) é corrigido de modo a encurtar o intervalo de injeção de combustível T2.
Na modalidade, o mapa de injeção pré combustível ou similar pode ser corrigido ou uma área da carga e velocidade de rotação prescrita pode apenas ser corrigida alternativamente, e o método para correção não é limitado. A correção do valor alvo da quantidade de injeção de combustível Ql, Q2, Q3 e os intervalos de injeção de combustível Tl e T2 contra a variação do número de cetano não está limitada à modalidade.
De acordo, com relação ao motor 51 possuindo um dispositivo para injeção de múltiplos estágios, os parâmetros da injeção de combustível (quantidade, pressão e número) podem ser corrigidos de forma regular contra a variação do número de cetano de modo a otimizar a combustão. 0 ruído de combustão ou o aumento da pressão nos cilindros influenciados pela variação do número de cetano são minimizados.
A seguir, a explicação será fornecia sobre o controle para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S300) com referência à figura 10. A quantidade máxima de injeção de combustível é previamente determinada sobre cada um dos injetores 53a, 53b, 53c e 53d com base no estado do motor. A ECU 70 injeta combustível em uma quantidade tolerada pela quantidade máxima de injeção de combustível Qmax com base no estado do motor de acordo com a carga do motor Ac e velocidade de rotação Ne. Um mapa de quantidade máxima de injeção de combustível 84 é uma base de dados que mapeia a quantidade máxima de injeção de combustível com base no estado do motor de acordo com a carga do motor Ac e velocidade de rotação Ne com valor digital. Quando a quantidade de injeção de combustível é corrigida pelo controle para correção de injeção de combustível ou o controle para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios, o mapa de quantidade máxima de injeção de combustível 84 é corrigido seguindo a correção da quantidade de injeção de combustível. De acordo, quando o número de cetano é reduzido, a saída dentro da área graduada é obtida.
Quando a variação do número de cetano é detectada pelo controle para detecção de número de cetano, o mapa de quantidade máxima de injeção de combustível 84 é corrigido seguindo a variação do número de cetano.
De acordo, quando o número de cetano varia, a injeção de combustível é corrigida certamente em toda a área de carga. A saída graduada é garantida independentemente do efeito da variação do número de cetano.
A seguir, será fornecida explicação sobre o controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S400) com referência à figura .11.
0 controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível confirma a confiabilidade da quantidade máxima de injeção de combust ível Qmax corrigida no controle para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S300) . Com relação ao sistema de injeção de combustível de trilho comum 50, a quantidade máxima de injeção de combustível Qmax é ajustada de forma adequada no momento da produção e tem alta confiabilidade. Visto que a quantidade máxima de injeção de combustível Qmax possuindo alta confiabilidade é corrigida no controle para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S300), a confiabilidade do valor corrigido é confirmada novamente.
A figura 11 ilustra um fluxo aproximado do controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível (S400) que é uma modalidade da presente invenção. Como ilustrado na figura 11, o controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível confirma a confiabilidade do valor para correção de quantidade máxima de injeção de combustível utilizando concentração de oxigênio, temperatura de exaustão e velocidade de rotação do turbo carregador.
A ECU 7 0 aciona o motor na quantidade máxima corrigida de injeção de combustível (S430) e confirma o valor de característica abaixo especialmente na área de alta rotação e alta carga.
A ECU 70 confirma se a concentração de oxigênio C do motor 51 no qual o combustível é injetado com a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida Qmax está dentro de uma área predeterminada (Ca<C<Cb) ou não (S440) . Quando a concentração está dentro da área predeterminada, a confirmação é julgada normal. Quando a concentração está fora da área predeterminada, a confirmação é julgada anormal e um operador é avisado (S470).
A ECU 70 confirma se a temperatura de exaustão T do motor 51 no qual o combustível é injetado com a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida Qmax está dentro de uma área predeterminada (Ta<T<Tb) ou não (S450) . Quando a concentração está dentro da área predeterminada, a confirmação é julgada normal. Quando a concentração está fora da área predeterminada, a confirmação é julgada anormal e um operador é avisado (S470).
A ECU 70 confirma se a velocidade de rotação do turbo carregador r do motor 51 no qual o combustível é injetado com a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida Qmax está dentro de uma área predeterminada (ra<r<rb) ou não (S460). Quando a concentração está dentro da área predeterminada, a confirmação é julgada normal. Quando a concentração está fora da área predeterminada, a confirmação é julgada anormal e um operador é avisado (S470) .
Quando a confirmação é julgada anormal (S470), a ECU 70 retorna a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida Qmax para o valor inicial (S480) . Qualquer um que possa ser confirmado por um
operador pode ser adotado como um dispositivo de aviso (S470) e o dispositivo não está limitado a essa modalidade. Não é necessário se julgar todos S440, S450 e S460, e o julgamento pode ser omitido correspondendo à forma do motor ao qual a modalidade é adotada (por exemplo, o motor 51 não possuindo um turbo carregador 62).
A explicação será fornecida sobre o VGT 77 e o controle VGT com referência à figura 12. Como ilustrado na figura 12 (a) , com relação ao VGT 77, uma pluralidade de aletas 78 é fornecida em uma câmara de turbina 79b na qual uma turbina 7 9a é alojada de modo a cercar o perímetro da câmara de turbina 79b. Cada uma das aletas 78 é girada de modo a variar a área de abertura do bocal da passagem de exaustão.
0 controle VGT varia a pressão de retorno com
base na variação do número de cetano detectado pelo controle para detecção de número de cetano. Quando o número de cetano detectado pelo controle para detecção de-número de cetano é reduzido, cada uma das aletas 78 é posicionada de modo a girar ao longo da direção periférica como ilustrado na figura 12(b), onde a área de abertura de bocal é reduzida e a pressão de retorno é aumentada de modo a reduzir a taxa de fluxo de exaustão.
De acordo, quando o número de cetano é reduzido e a capacidade de ignição do combustível é reduzida, por exemplo, VGT 77 aumenta a pressão de retorno no momento da partida do motor de modo a aperfeiçoar a propriedade de aquecimento do motor 51, aperfeiçoando, assim, a combustão.
Aplicabilidade Industrial
A presente invenção pode ser adotada em um motor a diesel do tipo conduto comum.

Claims (8)

1. Um dispositivo para detecção de número de cetano, caracterizado pelo fato de: um dispositivo para detecção de velocidade angular detectando a velocidade angular de rotação de um virabrequim de um motor; e uma variação da amplitude de velocidade angular obtida pelo dispositivo para detecção de velocidade angular ser detectada como a variação do número de cetano.
2. Um motor, compreendendo o dispositivo para detecção de número de cetano, de acordo com a reivindicação .1, compreendendo adicionalmente: um dispositivo para detecção de carga detectando a carga do motor; um dispositivo para detecção de velocidade de rotação de motor detectando a velocidade de rotação do motor; um dispositivo para cálculo de injeção de combustível calculando pelo menos um dentre quantidade de injeção de combustível, número de injeção de combustível e injeção de combustível com relação ao combustível padrão com base na carga detectada pelo dispositivo para detecção de carga e velocidade de rotação detectada pelo dispositivo para detecção de velocidade de rotação de motor; e um dispositivo para correção de injeção de combustível corrigindo a quantidade de injeção de combustível quando a quantidade de injeção de combustível é calculada; o número de injeção de combustível quando o número de injeção de combustível é calculado, e pressão de injeção de combustível quando a pressão de injeção de combustível é calculada, com base no número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção do número de cetano.
3. 0 motor, de acordo com a reivindicação 2, compreendendo adicionalmente: um dispositivo para injeção de combustível de múltiplos estágios realizando pelo menos uma injeção antes da injeção principal; um dispositivo de cálculo de injeção de combustível de múltiplos estágios calculando pelo menos um dentre temporização de injeção ou um intervalo de injeção do dispositivo para injeção de combustível de múltiplos estágios com relação ao combustível padrão; e um dispositivo para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios corrigindo a temporização de injeção de combustível quando a temporização de injeção de combustível é calculada; e o intervalo de injeção de combustível quando o intervalo de injeção de combustível é calculado, com base no número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
4. 0 motor, de acordo com a reivindicação 3, no qual o dispositivo para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios encurta um intervalo entre a injeção principal e a injeção logo anterior à injeção principal quando o número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano é reduzido.
5. O motor, de acordo com a reivindicação 3, no qual a correção pelo dispositivo para correção de injeção de combustível ou dispositivo para correção de injeção de combustível de múltiplos estágios é realizada em um momento durante a partida do motor.
6. O motor, de acordo com a reivindicação 2, compreendendo adicionalmente: um dispositivo para correção de quantidade máxima de injeção de combustível corrigindo a quantidade máxima de injeção de combustível determinada com base na quantidade de injeção de combustível corrigida pelo dispositivo para correção de injeção de combustível ou o número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
7. 0 motor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 6, compreendendo adicionalmente: um super carregador; pelo menos um dentre um sensor de concentração de oxigênio, um sensor de temperatura de exaustão e um sensor de velocidade de rotação do turbo carregador; e um dispositivo para controle de confirmação para correção de quantidade máxima de injeção de combustível julgando que a quantidade máxima de injeção de combustível corrigida pelo dispositivo para correção de quantidade máxima de injeção de combustível é normal quando a concentração de oxigênio detectada pelo sensor de concentração de oxigênio, a temperatura de exaustão detectada pelo sensor de temperatura de exaustão ou a velocidade de rotação do turbo carregador detectada pelo sensor de velocidade de rotação do turbo carregador estão dentro de um limite predeterminado.
8. Um motor compreendendo um dispositivo para detecção de número de cetano, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente: um super carregador de capacidade variável que pode variar a pressão de retorno ou a pressão de super carregamento; e um dispositivo para controle de pressão de super carregamento controlando a pressão de retorno ou a pressão de super carregamento do super carregador de capacidade variável com base no número de cetano detectado pelo dispositivo para detecção de número de cetano.
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