BRPI0909364B1 - Dispositivo de controle de injeção de combustível de motor de multicombustível - Google Patents
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Abstract
dispositivo de controle de injeção de combustível de motor de multicombustível. a presente invenção refere-se a um dispositivo de controlar a injeção de combustível de um motor de multicombustível que pode regular apropriadamente uma quantidade de injeção de combustível respondendo rapidamente a uma mudança de concentração de álcool do combustível. uma parte de cálculo de coeficiente de concentração de oxigênio 100 calcula um valor médio verificado k02ref de um coeficiente de concentração de oxigênio k02 baseada em um valor medido v02 do sensorde 02 15. uma primeira parte de mudança de mapa 101 compara o valor medido verificado k02ref e um mapa de injeção de combustível que estápresentemente sendo referenciado, e muda o mapa de injeção de combustí- vel para um lado de alta concentração ou um lado de baixa concentração quando o mapa de injeção de combustível presente não combina com o va- lor médio verificado k02ref. uma segunda parte de mudança de mapa 102 compara um valor medido v02 e um mapa de injeção de combustível, e muda o mapa de injeção de combustível quando o mapa de injeção de combustível presente não corresponde com o valor medido v02. uma parte de seleção de mudança 1 04 seleciona tanto uma das primeira e segunda partes de mudança de mapa 101, 102 baseada em uma carga de motor. a parte de mudança de mapa selecionado executa a mudança de mapa baseada em um valor medido v02 ou o valor médio verificado k02ref.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE CONTROLE DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DE MOTOR DE MULTICOMBUSTÍVEL.
CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle de injeção de multicombustível, e mais particularmente a um dispositivo de controle de injeção de combustível adequado para um motor de multicombustível que pode usar um combustível misturado de gasolina e álcool.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] Recentemente, a partir de um ponto de vista de proteção ambiental como um dos substitutos para combustíveis fósseis, um álcool combustível é considerado um combustível promissor, e um veículo que é capaz de se deslocar usando um combustível misturado com álcool, que é produzido misturando álcool e gasolina além de gasolina (FFV: Veículo de Combustível Flexível) foi desenvolvido.
[003] O combustível misturado com álcool difere do combustível que consiste em 100% de gasolina com respeito a um valor calórico e uma característica de evaporação e, ao mesmo tempo, os combustíveis misturados com álcool diferem um do outro em características também dependentes da concentração de álcool indicativa de uma taxa de mistura de álcool com relação à gasolina. Consequentemente, quando um combustível misturado com álcool é usado em um motor que prevê o uso de combustível consistindo em 100% de gasolina, uma relação de controle de ar/combustível se encontra fora de uma relação de ar/combustível teórica e, portanto, pode ser um caso no qual os conteúdos de uma exaustão são mudados ou a capacidade de dirigir é mudada como resultado. Para superar estes inconvenientes técnicos, o documento de patente 1 descreve uma técnica que realiza uma correção, aumentando uma quantidade de injeção de combustível
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2/25 que corresponde com a concentração de álcool do combustível para obter a mesma relação de equivalência.
[004] Documento de Patente 1: JP-A-2004-293491
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Problema Técnico [005] No entanto, no FFV, a concentração de álcool do combustível a ser alimentado em um motor não é sempre igual, e pode existir um caso em que a concentração de álcool difere para cada operação de alimentação de combustível. Quando a concentração de álcool do combustível alimentado durante um período em que um motor está parado, difere enormemente de um resultado verificado armazenado, isto é, a concentração de álcool do combustível em um tanque de combustível, existe uma possibilidade de que uma quantidade de injeção de combustível caia de uma faixa apropriada no momento da reiniciação do motor.
[006] Adicionalmente, em um controle de realimentação convencional que aumenta ou diminui uma quantidade de injeção de combustível baseado em um resultado de detecção de concentração de oxigênio, um coeficiente de correção é obtido aplicando um valor medido (voltagem) de um sensor de O2 para uma função predeterminada, é calculado um valor médio verificado (por exemplo, um valor médio móvel) dos coeficientes de correção obtidos durante um período predeterminado, e o controle de realimentação é realizado usando o valor médio verificado como um parâmetro de entrada. Consequentemente, mesmo quando a concentração de oxigênio em um gás de exaustão é mudada, ocorre um atraso de resposta predeterminado antes de tal mudança ser refletida no aumento ou diminuição da quantidade de injeção de combustível.
[007] Aqui, o álcool contém átomos de oxigênio na composição do mesmo, e uma quantidade de oxigênio por unidade de volume nePetição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 6/35
3/25 cessária para queimar álcool é pequena comparada com um caso em que a gasolina é queimada e, portanto, para obter a mesma relação de equivalência, a maior concentração de álcool é necessária para aumentar a quantidade de injeção de combustível. Consequentemente, quando o combustível de baixa concentração de álcool é alimentado com o resultado verificado armazenado de alta concentração de álcool, o combustível que excede uma quantidade apropriada é alimentado dando origem a um inconveniente que a relação de ar/combustível se torna excessivamente rica gerando assim uma falha de ignição.
[008] É um objetivo da presente invenção fornecer um dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível que possa otimizar uma quantidade de injeção de combustível respondendo rapidamente a uma mudança de concentração de álcool do combustível.
Solução do Problema [009] Para alcançar o objetivo acima mencionado, a presente invenção é caracterizada por fornecer os seguintes meios em um dispositivo de controle de injeção de combustível que realiza um controle de uma quantidade de injeção de combustível de combustível misturado com álcool em um motor baseado na concentração de oxigênio em um gás de exaustão.
(1) Um dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível da presente invenção é caracterizado por incluir: um sensor de concentração de oxigênio que é configurado para emitir um sinal em resposta à concentração de oxigênio no gás de exaustão; vários mapas de injeção de combustível que são fornecidos para cada uma das concentrações de álcool no combustível e são configurados para determinar uma relação entre um estado de operação do motor e a quantidade de injeção de combustível; um meio que é configurado para calcular a concentração de oxigênio verificando
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4/25 uma saída do sensor de concentração de oxigênio por um período predeterminado; um primeiro meio de mudança que é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível baseado na concentração de oxigênio; um segundo meio de mudança que é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível baseado na saída do sensor de concentração de oxigênio; um meio de seleção que é configurado para selecionar cada um dos primeiro e segundo meios de mudança baseado em um estado de carga do motor; e um meio de determinação de quantidade de injeção de combustível que é configurado para determinar uma quantidade de injeção de combustível aplicando o estado de operação do motor no mapa de injeção de combustível que é mudado pelo meio de mudança selecionado.
(2) O dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível da presente invenção é caracterizado pelo fato de que o segundo meio de mudança é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível baseado em um sinal emitido pelo sensor de concentração de oxigênio.
(3) O dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível da presente invenção é caracterizado pelo fato de que o segundo meio de mudança é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível quando a abertura de borboleta é determinada em um valor maior que um valor de referência predeterminado.
(4) O dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível da presente invenção é caracterizado pelo fato de que o segundo meio de mudança é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível para um mapa de injeção de combustível em um lado de maior concentração de álcool quando a concentração de oxigênio no gás de exaustão é alta.
Efeitos Vantajosos da Invenção
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5/25 [0010] De acordo com a presente invenção, é possível obter os seguintes efeitos vantajosos.
(1) De acordo com a invenção requerida na reivindicação 1, quando o motor está em um estado de carga alta e é necessário controlar rapidamente a quantidade de injeção de combustível baseada em uma relação de ar/combustível, é realizado um controle de realimentação, em vez de usar a verificação de concentração de oxigênio baseada em uma saída do sensor de concentração de oxigênio como um parâmetro de entrada, usar uma saída do sensor de concentração de oxigênio como o parâmetro de entrada e, portanto, uma mudança da relação de ar/combustível pode ser rapidamente refletida na quantidade de injeção de combustível.
(2) De acordo com a invenção requerida na reivindicação 2, desde que o controle é realizado baseado no sinal de saída do sensor, um controle mais rápido pode ser realizado.
(3) De acordo com a invenção requerida na reivindicação 3, o mapa de injeção de combustível é mudado quando a abertura de borboleta é maior que o valor de referência predeterminado e a carga do motor é maior e, portanto, um estado de carga alta do motor pode ser rapidamente eliminado e, adicionalmente, um efeito adverso em um catalisador ou similar pode ser aliviado devido ao resfriamento do combustível para o motor.
(4) De acordo com a invenção requerida na reivindicação 4, no controle de realimentação que usa a saída do sensor de concentração de oxigênio como o parâmetro de entrada, somente um controle de mudança do mapa de injeção de combustível para o mapa de injeção de combustível no lado de concentração de álcool maior e realizada em um estado pobre, onde a relação de ar/combustível é alta, e um controle de mudança do mapa de injeção de combustível para o mapa de injeção de combustível em um lado de concentração de álcool me
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6/25 nor não é realizada mesmo em um estado rico, onde a relação de ar/combustível é baixa. Consequentemente, é possível impedir um controle, que realiza uma correção de aumentar a quantidade de injeção de combustível, de ser realizado baseado na saída do sensor de concentração de oxigênio em um estado que a influência de ruídos e perturbações na saída não é aliviada.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [0011] Um modo melhor de realizar a presente invenção é aplicado em detalhe daqui em diante em conjunto com os desenhos. A figura 1 e uma vista mostrando uma constituição total de um motor de combustão interna e um sistema de controle de injeção de combustível do motor de combustão interna de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0012] Um tubo de admissão 2 e um tubo de exaustão 7 são conectados a um motor 1, e um filtro de ar 3 é fornecido em um lado a montante do tubo de admissão 2. Uma quantidade de ar de admissão no motor 1 é regulada por uma válvula borboleta 4 disposta no interior do tubo de admissão 2. A abertura da válvula borboleta 4 é detectada por um sensor de abertura de borboleta 11 (daqui em diante expressa como um sensor TH).
[0013] Um sensor de pressão absoluta de tubo de admissão 12 (daqui em diante expresso como um sensor de PBA) mede uma pressão absoluta de tubo de admissão PBA. Um sensor de temperatura de entrada 16 (daqui em diante expresso como um sensor de TA) mede uma temperatura de entrada TA no tubo de admissão 2. Um sensor de temperatura de água 13 (daqui em diante expresso como sensor de TW) mede uma temperatura de água de resfriamento TW do motor 1. Um sensor de ângulo de manivela 14 (daqui em diante expresso como um sensor de CRK) mede um ângulo de manivela CRK indicativo de uma posição de manivela do motor 1.
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7/25 [0014] Um catalisador de três sentidos 8 é fornecido em um lado à jusante do tubo de exaustão 7, e um sensor de concentração de oxigênio 15 (daqui em diante expresso como sensor de O2) que mede a concentração de oxigênio de um gás de exaustão no tubo de exaustão 7 está disposto entre o motor 1 do tubo de exaustão 7 e o catalisador de três sentidos 8. Um dispositivo de controle de motor (ECU: Unidade de Controle Eletrônico) 10 executa vários controles de motor incluindo um controle de injeção de combustível baseado em sinais de detecção emitidos dos sensores respectivos acima mencionados. Um injetor 5 é aberto em resposta a um sinal de controle de injeção emitido do ECU 10, e injeta gasolina ou um combustível misturado que consiste em gasolina e álcool (etanol nesta modalidade).
[0015] A figura 2 é um diagrama de bloco funcional mostrando a constituição de partes principais da ECU 10 acima mencionada. No desenho, os mesmos símbolos indicam partes idênticas ou similares às partes acima mencionadas. Aqui, as constituições que são desnecessárias para a explicação da presente invenção não são mostradas no desenho.
[0016] A ECU 10 inclui, como componentes principais da mesma, uma CPU 21, uma RAM 22 que fornece uma área de trabalho na CPU 21, uma ROM 23 na qual programas executados pela CPU 21 e informação para um controle de injeção (um mapa Pb/Ne, um mapa Ne/TH, várias tabelas de coeficiente de correção, informação de controle de partida e similar descrita posteriormente) são armazenados em uma maneira não volátil, e uma EEP-ROM 24 na qual vários parâmetros de controle incluindo conjuntos predeterminados descritos posteriormente são armazenados em uma maneira regravável e não volátil. A CPU 21 e vários elementos de memória 22, 23, 24 são conectados mutuamente um com o outro por um barramento interno.
[0017] A figura 3 é uma vista que mostra esquematicamente um
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8/25 conteúdo de memória ROM acima mencionado 23. Nesta modalidade, a ROM 23 armazena o mapa Pb/Ne, o mapa Ne/TH, as várias tabelas de coeficiente de correção e a informação de controle de partida em uma maneira mutuamente correlacionada para cada concentração de etanol do combustível.
[0018] Como descrito acima, o etanol tem átomos de oxigênio na composição e, portanto, uma quantidade de oxigênio por unidade de volume necessária para queimar o etanol é pequena comparada com um caso em que a gasolina é queimada, pela qual quando um combustível misturado de etanol e gasolina é usado, uma relação de ar/combustível teórica se torna menor comparada com um caso em que é usado um combustível consistindo somente em gasolina. Consequentemente, para operar o motor 1 em um estado ótimo, é necessário determinar a informação de controle de injeção para cada relação de mistura entre etanol e gasolina.
[0019] Por outro lado, verificou-se que a partir dos resultados de experimentos ou similares que quando o etanol tem um certo nível de concentração, mesmo quando um mapa ou uma tabela para acionar o motor 1 em um estado ótimo é aplicado para outra concentração dentro de uma faixa fixa, é possível realizar um controle substancialmente igual a um controle que é realizado fornecendo um mapa ou uma tabela apropriada para outra concentração.
[0020] Consequentemente, nesta modalidade, como em um exemplo mostrado na figura 4, são determinadas variações de concentração de etanol, e quatro tipos de concentrações de etanol E1, E2, E3, E4 (a ordem de concentração de álcool sendo E1<E2<E3<E4) são preliminarmente determinados como as concentrações de referência de etanol nas regiões respectivas, e um mapa Pb/Ne, um mapa Ne/TH, várias tabelas de coeficiente de correção e informação de controle de partida são preferidas para cada concentração de referência.
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9/25 [0021] Aqui, o número das concentrações de referência pode ser três ou mais, e as concentrações de referência podem ser alocadas apropriadamente em concentrações variando de 0% a 100%. Adicionalmente, os mapas e tabelas respectivos são, como mostrado na figura 4, configurados para ter certas faixas dentro das quais as concentrações se sobrepõem.
[0022] Nesta modalidade, um conjunto do mapa de Pb/Ne, o mapa Ne/TH, as várias tabelas de coeficiente de correção e a informação de injeção de partida que é preparada para cada concentração de referência de etanol pode ser expressa como um conjunto de mapas e os conjuntos de mapas das concentrações de referência de etanol respectivas podem ser expressos como um conjunto de mapa E1, um conjunto de mapa E2, um conjunto de mapa E3, e um conjunto de mapa E4 respectivamente.
[0023] Em tal constituição, o processamento de cálculo de uma quantidade de combustível de injeção pela ECU 10 é classificado grosseiramente em um controle de injeção de partida e um controle de injeção de operação normal.
[0024] No controle de injeção de partida, um tempo de injeção de partida TICR em que o combustível é injetado pelo injetor 5 no momento de dar partida no motor é determinado univocamente baseado em uma temperatura de água TW da água de refrigeração para o motor 1. Para ser mais específico como exemplificado em um exemplo mostrado na figura 5, a relação correspondente entre a temperatura de água TW e o tempo de injeção de partida TICR é preliminarmente armazenado como a tabela de injeção de partida na ROM 23, e o tempo de injeção de partida TICR é obtido referenciando a tabela de injeção de partida baseada na temperatura da água TW detectada no momento de dar partida no motor.
[0025] Este tempo de injeção de partida TICR, como mostrado na
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10/25 figura 6A, difere em um tempo de injeção ótimo para cada concentração de etanol mesmo quando a temperatura da água TW é fixa e, portanto, para manter um desempenho de partida favorável, é necessário determinar o tempo de injeção tal que a injeção de combustível excessiva pode ser impedida quando a concentração de etanol está em uma concentração de combustível de limite inferior e, ao mesmo tempo, a injeção máxima pode ser realizada quando a concentração de etanol está em uma concentração de etanol de limite superior. Para este fim, nesta modalidade, as faixas de concentração são determinadas como exemplificado em um exemplo mostrado na figura 6B, em que a tabela de injeção de partida é preparada para cada concentração de referência E1, E2, E3 ou E4 de etanol.
[0026] Adicionalmente, nestas tabelas de injeção de partida, quando constantes, uma largura de incremento Dti do tempo de injeção de partida, o número de repetições N indicativo do número que se torna uma referência para determinar o número de injeções que permitem incrementar o tempo de injeção pela largura de incremento acima mencionada, e um limite máximo Tmax do tempo de injeção de partida são correlacionados um com o outro. Valores destas constantes são também preliminarmente armazenados na ROM 23 nesta modalidade. Daqui em diante, a informação de injeção de partida pode ser expressa em uma forma que a informação de injeção de partida inclui uma tabela de injeção de partida e estas constantes.
[0027] Por outro lado, no controle de injeção de operação normal, uma quantidade de ar de admissão sob várias condições pode ser obtida referenciando o mapa Pb/Ne ou o mapa Ne/TH que é preliminarmente obtido baseado em resultados de experimentos ou similar. Um tempo de injeção de combustível básico TIM é calculado baseado na quantidade de ar de injeção e uma relação ar/combustível-alvo. A figura 7A é uma vista mostrando um exemplo do mapa Pb/Ne, e a figuPetição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 14/35
11/25 ra 7B é uma vista mostrando um exemplo do mapa Ne/TH.
[0028] O mapa Pb/Ne acima mencionado é um mapa usado em um método de estimar a quantidade de oxigênio de entrada que é adotada no momento de realizar uma operação de carga baixa tal como marcha lenta e é referido como um método de densidade de velocidade. Uma quantidade de ar de admissão é obtida baseada em uma pressão absoluta de tubo de admissão PBA e uma velocidade rotacional do motor Ne por referência ao mapa. Como mostrado na figura 7A, a correlação fixa não é estabelecida entre a pressão absoluta do tubo de admissão PBA e a velocidade rotacional do motor Ne, e a quantidade de ar de admissão é especificada como um diagrama de quantidade de ar igual.
[0029] Adicionalmente, o mapa Ne/TH é um mapa usado em um método de estimar uma quantidade de oxigênio de entrada que é referido como um método de velocidade borboleta adotado no momento de operação de carga alta, em que a quantidade de ar de admissão é obtida baseada em uma velocidade rotacional do motor Ne e a abertura de borboleta TH por referência ao mapa. Como mostrado na figura 7B, também no mapa Ne/TH, da mesma maneira que o mapa Pb/Ne, a correlação fixa não é estabelecida entre a velocidade rotacional do motor Ne e a abertura de borboleta TH, e a quantidade de ar de admissão é especificada como um diagrama de quantidade de ar igual.
[0030] Também com respeito ao mapa Ne/TH e ao mapa Pb/Ne, uma quantidade de ar de admissão difere de cada concentração de etanol e, portanto, para manter um desempenho de partida favorável, nesta modalidade, o mapa Ne/TH e o mapa Pb/Ne são preparados para cada concentração de referência (E1, E2, E3 e E4) de etanol.
[0031] Adicionalmente, no controle de injeção de operação normal, quando o tempo de injeção de combustível básico TIM é calculado baseado na quantidade de ar de admissão obtido do mapa Pb/Ne
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12/25 ou do mapa Ne/TH, como uma etapa seguinte, a correção baseada na diferença em uma condição ambiental entre um estado experimental e um estado de operação real do motor 1 é realizada.
[0032] A figura 8 é uma vista mostrando um exemplo da tabela de coeficiente de correção para obter um coeficiente de correção de temperatura de entrada KTA que corresponde com uma temperatura de ar de admissão TA obtida baseada em um resultado de medição do sensor de TA 16. Como os coeficientes de correção, além do coeficiente de correção de temperatura de entrada KTA, os coeficientes de correção baseados nos valores medidos que são respectivamente obtidos por um sensor de TH 11, um sensor de TW 13, um sensor de CKR 14 e um sensor de O2 15 são usados. Para ser mais específico, existe um coeficiente de correção de incremento pós-partida KAST, um coeficiente de correção de temperatura de água KTW, um coeficiente de correção de aceleração TACC, um coeficiente de regulagem de ignição FICSTG e similar. Nesta modalidade, as tabelas de coeficiente de correção são fornecidas para estes coeficientes de correção respectivos e as tabelas de coeficiente de correção respectivas são fornecidas para cada concentração de referência (E1, E2, E3, E4) de etanol.
[0033] Então, a correção de regulagem de ignição mostrada na figura 3 é explicada por referência à figura 9A e figura 9B. Uma quantidade de injeção de combustível misturado com etanol é aumentada comparada com uma quantidade de injeção de gasolina, enquanto para comparar combustíveis misturados com etanol um com o outro, quanto mais alta a concentração de etanol do combustível misturado com etanol, maior a quantidade de injeção do combustível misturado com etanol se torna. Consequentemente, quando a injeção de combustível do combustível misturado com etanol começa na regulagem similar à injeção de gasolina como o combustível, a regulagem de término da injeção de combustível misturado com etanol é retardada.
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13/25 [0034] Em vista do fato acima mencionado, nesta modalidade, as tabelas de coeficientes de correção respectivas são fornecidas para cada concentração de referência (E1, E2, E3, E4) de etanol de modo a avançar a regulagem de partida de injeção que corresponde com a concentração de etanol.
[0035] A figura 9A e figura 9B são vistas de comparação, em que a regulagem de ignição e um período de injeção de combustível tendo concentração de etanol E1 são comparados um com o outro na figura 9A, e a regulagem de injeção e um período de injeção de combustível tendo a concentração de etanol E4 são comparados um com o outro na figura 9B. Nesta modalidade, a tabela de coeficiente de correção é preparada para cada concentração de referência de etanol tal que quanto mais longo o período de injeção devido ao aumento da concentração de etanol, mais a regulagem de ignição é avançada, e o tempo de correção é determinado para cada velocidade rotacional do motor NE em cada tabela de coeficiente de correção.
[0036] A seguir, uma operação do dispositivo de controle de injeção de combustível do motor desta modalidade é explicada em detalhe em conjunto com a figura 10 que é um diagrama de bloco funcional e fluxogramas mostrados na figura 11 à figura 15.
[0037] A figura 10 é um diagrama de bloco que expressa funcionalmente a constituição do dispositivo de controle de injeção de combustível da presente invenção, onde os símbolos iguais aos símbolos usados acima indicam partes idênticas ou similares.
[0038] Uma parte de cálculo de coeficiente de concentração de O2
100 calcula o coeficiente de concentração de oxigênio KO2 para manter uma relação de ar/combustível teórica baseada em um valor medido (voltagem) VO2 do sensor de O2 15 indicativo da concentração de oxigênio no tubo de exaustão 7. Sabe-se que o coeficiente de concentração de oxigênio KO2 tem uma relação aproximadamente proporcioPetição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 17/35
14/25 nal com a concentração de etanol do combustível. Adicionalmente, o coeficiente de concentração de oxigênio KO2 flutua durante uma operação do motor 1 devido a uma mudança com tempo ou influências externas e, portanto, a parte de cálculo de coeficiente de concentração de O2 100 também calcula um valor médio verificado (valor médio móvel) KO2REF do coeficiente de concentração de oxigênio KO2 baseada em uma fórmula seguinte (1), por exemplo. Aqui, KO2REFn-1 é um valor medido verificado de tempo prévio. Aqui, o símbolo β é um coeficiente de média e é usualmente determinado em aproximadamente 0,1.
Fórmula 1
KO2REFn = b-KO2 + (1-b)-KO2REFn-1 [0039] Uma primeira parte de mudança de mapa 101 compara a concentração de etanol que corresponde com o valor médio verificado acima mencionado KO2REF e a concentração de referência do mapa de injeção de combustível que está presentemente sendo referenciado, e quando o mapa de injeção de combustível presente não combina com o valor médio verificado KO2REF, o mapa de injeção de combustível é mudado para um lado de alta concentração ou um lado de baixa concentração.
[0040] O valor médio verificado KO2REF exibe um valor grande quando a concentração de oxigênio em um gás de exaustão é alta, e exibe um valor baixo quando a concentração de oxigênio é baixa. Consequentemente, quando o valor medido verificado KO2REF é grande, é determinado que a concentração de etanol do combustível é alta e o processamento para mudar o mapa de injeção de combustível para o mapa de injeção de combustível com a concentração alta de etanol é realizado. Ao contrário, quando o valor médio verificado KO2REF é pequeno, é determinado que a concentração de etanol do combustível é baixa e o processamento de mudança do mapa de injePetição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 18/35
15/25 ção de combustível para o mapa de injeção de combustível com baixa concentração de etanol é realizado.
[0041] Uma segunda parte de mudança de mapa 102 compara um valor medido VO2 do senso de O2 acima mencionado 15 com um valor de referência predeterminado VO2ref, e muda o mapa de injeção de combustível para o mapa de injeção de combustível em um lado de concentração de etanol maior quando o valor medido VO2 está abaixo do valor de referência VO2 ref.
[0042] Uma parte de detecção de carga de motor 103 detecta uma carga de motor presente baseado em uma velocidade rotacional do motor Ne e abertura de borboleta TH. Uma parte de seleção de mudança 104 seleciona uma das primeira e segunda partes de mudança de mapa 101, 102 baseada em um resultado de determinação na carga de motor acima mencionada. A parte de mudança de mapa selecionada executa a mudança de mapa baseada no valor medido VO2 do sensor de O2 15 ou o valor médio verificado KO2REF do sensor de O2
15. Uma parte de controle de quantidade de injeção de combustível 105 decide uma quantidade de injeção de combustível aplicando um parâmetro de motor e um mapa de injeção de combustível mudada pela parte de mudança de mapa selecionada.
[0043] A figura 11 é um fluxo principal do controle de injeção de combustível e é executado repetidamente em um ciclo predeterminado depois de girar um comutador principal (SW). Nesta modalidade, quando a eletricidade é suprida na ECU 10 girando o SW e um programa de controle de injeção de combustível da CPU 21 é iniciado, um controle de injeção de partida é executado na etapa S1.
[0044] A figura 12 é um fluxograma mostrando as etapas do controle de injeção de partida. Na etapa S101, um conjunto predeterminado registrado em uma EEP-ROM 24 é lido. Este conjunto predeterminado é dado para o controle de injeção de partida armazenado no
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16/25 momento de realizar uma operação de tempo prévio e é descrito em detalhe depois em conjunto com um fluxograma mostrado na figura 15. Na etapa S102, a informação de injeção de partida é extraída do conjunto predeterminado lido, e o tempo de injeção de partida TICR que é um valor inicial do tempo de injeção de partida é obtido baseado na tabela de injeção de partida contida na informação de injeção de partida e uma temperatura de água de resfriamento TW detectada pelo sensor de TW 13. Adicionalmente, a largura de incremento Dti, o número de repetição N e o limite superior Tmax de injeção de partida que estão contidos na informação de injeção de partida são também extraídos. Adicionalmente, o número n da injeção de partida é restabelecido.
[0045] Na etapa S103, é determinado se o motor está ou não, sofrendo arrasto. Quando o motor não está sofrendo arrasto, a determinação é continuada até que o arrasto é iniciado. Depois disto, quando é determinado que o motor está sofrendo arrasto, o processamento avança para a etapa S104, e o número n da injeção de partida é incrementado.
[0046] Na etapa S105, o tempo de injeção de partida TICR e o limite superior de injeção de partida Tmax são comparados um com o outro. Quando o tempo de injeção de partida TICR está abaixo do limite superior de tempo de injeção de partida Tmax, o processamento avança para a etapa S106. Na etapa S106, o número n de injeção de partida é comparado com o número de repetição N. Quando o número n de injeção de partida é igual ao número de repetição N, o processamento avança para a etapa S107. Na etapa S107, uma largura de incremento Dti é adicionada no tempo de injeção de partida TICR de modo a determinar um novo tempo de injeção de partida TICR. Na etapa S108, o número n de injeção de partida é reajustado. Na etapa S109, a velocidade rotacional do motor presente (Ne) que é calculado
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17/25 baseado no valor medido do sensor de CKR 14 é comparada com a velocidade rotacional de referência A para determinação de partida. Quando a velocidade rotacional do motor (Ne) excede a velocidade rotacional de referência A, é determinado que a partida é completada e o processamento termina.
[0047] Ao contrário, quando é determinado que a velocidade rotacional do motor presente Ne é igual a ou menor que a velocidade rotacional de referência A e o motor está sofrendo a partida, o processamento retorna para a etapa S103. Adicionalmente, quando é determinado que o tempo de injeção de partida TICR não é menor que o limite superior de tempo de injeção Tmax na etapa S105 e é determinado que o número n da injeção de partida não é igual ao número de repetição N na etapa S106, o processamento avança para a etapa S109 enquanto mantém o tempo de injeção de partida presente TICR e a determinação da conclusão de partida é executada na etapa S109.
[0048] A figura 16 é uma vista mostrando uma mudança do tempo de injeção de partida TICR quando o número de repetição N é 4 no processamento mostrado na figura 12. Cada vez que a injeção de combustível é realizada 4 vezes, o tempo de injeção de partida TICR é aumentado em uma maneira escalonada por Dti, e quando um tempo de injeção de partida cumulativo atinge o limite superior de tempo de injeção de partida Tmax, o arrasto é continuado em um estado que o tempo de injeção de partida TICR é mantido. Aqui, Dti e o número de repetição N são decididos preliminarmente tal que um valor mínimo em que o tempo de injeção de partida TICR é mudado se torna uma quantidade de injeção de demanda mínima (quantidade de injeção de demanda de concentração de limite inferior) da concentração de referência de etanol determinada no conjunto predeterminado, e um valor máximo em que o tempo de injeção de partida TICR é mudado se torna uma quantidade de injeção de demanda máxima (quantidade de
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18/25 injeção de demanda de concentração de limite superior) na concentração de etanol.
[0049] Devido a tal processamento, mesmo quando o etanol ou gasolina e reabastecido no momento de parar o motor, uma relação de mistura de combustível permanecendo em um tubo de combustível está em um estado antes que o reabastecimento seja realizado. Consequentemente, realizando o controle de partida usando o mapa de injeção de combustível que corresponde à concentração de etanol de referência no tempo de operação usual imediatamente antes do SW principal ser parado, é possível realizar um controle de partida rápido em um estado apropriado enquanto evita a vaporização da vela do motor 1.
[0050] Adicionalmente, no processamento mostrado na figura 12, o tempo de injeção de partida TICR é aumentado pela largura de incremento Dti cada vez que o número n de injeção de partida atinge o número de repetição N e, portanto, é possível realizar o controle de partida aumentando gradualmente o tempo de injeção de combustível, isto é, aumentando gradualmente a quantidade de injeção de combustível injetada do injetor 5 até a partida do motor 1 é completada.
[0051] Retornando à figura 11, quando o controle de injeção de partida é completado na maneira acima mencionada, o processamento avança para a etapa S2 no fluxo principal, e o controle de injeção de operação usual é executado. A figura 13 mostra um fluxograma mostrando as etapas do controle de injeção de operação usual. Na etapa S201, a mudança de mapa é realizada de modo a selecionar o mapa de injeção de combustível ótimo para a concentração de etanol do combustível. Isto é, quando um mapa para calcular a quantidade ótima de injeção básica TIM para o estado presente do motor, qualquer um do mapa E1, o mapa E2, o mapa E3 e o mapa E4 é selecionado.
[0052] A figura 14 é um fluxograma mostrando as etapas de muPetição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 22/35
19/25 dança de mapa. Na etapa S11, uma velocidade rotacional do motor (Ne) é calculada baseada em um sinal de detecção do sensor de CRK
14. Na etapa S12, é determinado se a abertura de borboleta (TH) obtida baseada na velocidade rotacional do motor calculada (Ne) e um sinal de detecção do sensor de TH 11 está ou não dentro de uma região de carga usual (uma região de mudança de mapa baseada no valor médio verificado KO2REF) mostrado na figura 17.
[0053] Quando a abertura de borboleta (TH) está dentro da região de carga usual, o processamento avança para a etapa S13, e é determinado se o motor 1 está ou não em um estado terminado ocioso, isto é se o motor 1 está ou não no estado de operação normal baseado em uma temperatura TW obtida baseada em um sinal de detecção do sensor de TA 16. Quando é determinado que o motor 1 não está em um estado terminado ocioso, a mudança do mapa de injeção de combustível não é realizada e o processamento é terminado.
[0054] Quando é determinado que o motor 1 está em um estado terminado ocioso, o processamento avança para a etapa S14 em que o cálculo da média móvel acima mencionado da fórmula (1) é realizado com respeito ao coeficiente de concentração de oxigênio KO2 obtido baseado em um valor medido VO2 do sensor de O2 15 de modo a calcular o valor médio verificado KO2REF, e o resultado calculado é atualizado e registrado como um novo valor médio verificado KO2REF. [0055] Na etapa S15, é determinado se o valor médio verificado atualizado KO2REF está ou não dentro de uma faixa definida pelos valores limites na concentração de referência o etanol presente. Aqui, como exemplificado por um exemplo mostrado na figura 18, os valores limites na concentração de referência significa um valor limite de limite superior e um valor limite de limite inferior que são determinados para cada concentração de referência. Os valores limites são ajustados e determinados tal que os mapas respectivos sobrepõem. Por exemplo,
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20/25 como mostrado na figura 18, no caso do mapa E1, o valor limite de limite inferior é 0 e o valor limite de limite superior é 1,2. No caso do mapa E2, o valor limite de limite inferior é 0,8 e o valor limite de limite superior é 1,2. No caso do mapa E3, o valor limite de limite inferior é 0,8 e o valor limite de limite superior é 1,2. No caso do mapa E4, somente o valor limite de limite inferior é determinado e o valor limite de limite inferior é 0,8.
[0056] Por exemplo, com a concentração de referência corrente sendo determinada em E2, quando o valor médio verificado KO2REF se encontra dentro de uma faixa de 0,8 e 1,2, é determinado que o valor médio verificado KO2REF se encontra dentro de uma faixa definida pelos valores limites, e a mudança do mapa não é realizada. Ao contrário, quando é determinado que o valor médio verificado KO2REF está abaixo de 0,8, o processamento avança para a etapa S16 e a mudança para o mapa E1 é realizada. Adicionalmente, quando é determinado que o valor médio verificado KO2REF excede 1,2, o processamento também avança para a etapa S16 da mesma maneira e a mudança para o mapa E3 é realizada.
[0057] Por outro lado, quando é determinado que NE/TH está fora da região de controle de KO2 na etapa acima mencionada S12, o processamento avança para a etapa S17. Na etapa S17, é determinado se NE/TH se encontra ou não dentro de uma região de alta carga (região de mudança de mapa baseada em VO2). Quando NE/TH se encontra fora da região de carga alta, o processamento é terminado sem realizar a mudança do mapa de injeção de combustível.
[0058] Ao contrário, quando NE/TH se encontra dentro da região de carga alta, o processamento avança para a etapa S18, e é determinado se o mapa de referência presente é E3 ou E4. Quando o mapa de E3 ou mais já é referenciado, o processamento é terminado sem realizar a mudança do mapa de injeção de combustível. Ao contrário,
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21/25 quando é determinado que o mapa de referência presente é menor que E3, o processamento avança para a etapa S19.
[0059] Na etapa S19, é determinado se o valor medido VO2 do sensor de O2 15 é ou não igual a ou menor que a voltagem de referência VO2ref. Nesta modalidade, quando é determinado que o valor medido VO2 não é igual a ou menor que 0,2 V, o processamento é terminado sem realizar a mudança do mapa de injeção de combustível. Ao contrário, quando é determinado que o valor medido VO2 é igual a ou menor que 0,2 V, um estado excessivamente pobre é determinado e o processo avança para a etapa S20, e o mapa de injeção de combustível é mudado para um mapa em um lado E maior comparado com o mapa presente. Isto é, quando a concentração de referência presente é E2, o mapa de injeção de combustível é mudado para o mapa E3.
[0060] Retornando à figura 13, quando a mudança de mapa na etapa S201 é completada, o processamento avança para a etapa S202. Na etapa S202, usando o conjunto de mapas decididos na maneira mencionada acima, o tempo de injeção de combustível básico TIM é calculado usando a velocidade rotacional de motor Ne e a pressão de ar de admissão Pb como parâmetros do motor. Na etapa S203, os valores medidos obtidos pelos sensores respectivos tais como o sensor de TH 11, o sensor de TW 13, o sensor de CRK 14 e o sensor de O2 15 são aplicados a tabelas correspondentes do conjunto de mapas de modo a calcular os coeficientes de correção tais como um coeficiente de correção de incremento pós-partida (KAST), um coeficiente de correção de temperatura de água (KTW), um coeficiente de correção de aceleração (TACC) ou similar. Na etapa S204, quantidade de injeção de combustível básica TIM acima mencionada é multiplicada ou adicionada aos coeficientes de correção respectivos da mesma maneira que a técnica relacionada de modo a calcula o tempo de injePetição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 25/35
22/25 ção de combustível Tout depois da correção, e a quantidade de injeção de combustível final (tempo) é decidido levando um tempo inválido do injetor 5 ou similar em consideração.
[0061] Retornando ao fluxo principal na figura 11, quando o controle de injeção de operação usual na etapa S2 é completada da maneira acima mencionada, o processamento avança para a etapa S3 de modo a executar o processamento de preparação da injeção de partida.
[0062] A figura 15 é um fluxograma mostrando as etapas do processamento de preparação de injeção de partida. Na etapa S301, o coeficiente de concentração de oxigênio KO2 é calculado baseado no valor medido VO2 do sensor de O2 15, e o coeficiente de concentração de oxigênio Ko2 é aplicado na fórmula (1) acima mencionada de modo a calcular o valor médio verificado KO2REF. Na etapa S302, a concentração de etanol de combustível é estimada baseada na concentração de etanol e o valor médio verificado KO2REF mostrado na figura 4, e qualquer um do mapa E1, o mapa E2, o mapa E3 e o mapa E4 é selecionado baseado no resultado estimado.
[0063] Na etapa S303, o mapa e a concentração de referência selecionada como descrito acima são atualizados e registrados na EEPROM 24 como o conjunto predeterminado. Desde que o conjunto predeterminado é armazenado em uma maneira não volátil, quando a SW principal é girada novamente depois da interrupção da SW principal, o conjunto predeterminado é lido novamente na etapa S101 da etapa S12 e é usado no controle de injeção de partida seguinte.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0064] A figura 1 é uma vista mostrando um motor de combustão interna e um sistema de controle de injeção de combustível do motor de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0065] A figura 2 é um diagrama de bloco funcional mostrando a constituição de uma parte principal de uma ECU.
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23/25 [0066] A figura 3 é uma vista expressando esquematicamente um conteúdo de memória de uma ROM.
[0067] A figura 4 é uma vista mostrando um exemplo de um método de determinar uma faixa de concentração de etanol.
[0068] A figura 5 é uma vista mostrando um exemplo de uma tabela de injeção de partida.
[0069] A figura 6A é uma vista mostrando uma correlação entre um tempo de injeção de partida TICR e concentração de etanol do combustível.
[0070] A figura 6B é uma vista mostrando uma correlação entre um tempo de injeção de partida TICR e temperatura de água de resfriamento.
[0071] A figura 7A é uma vista mostrando um exemplo de um mapa Pb/Ne.
[0072] A figura 7B é uma vista mostrando um exemplo de um mapa Ne/TH.
[0073] A figura 8 é uma vista mostrando um exemplo de tabela de coeficiente de correção para obter um coeficiente de correção de temperatura de ar de admissão KTA.
[0074] A figura 9A é uma vista para explicar a correção de regulagem de injeção.
[0075] A figura 9B é uma vista para explicar a correção de regulagem de injeção.
[0076] A figura 10 é um diagrama de bloco para expressar funcionalmente a constituição do dispositivo de controle de injeção de combustível da presente invenção.
[0077] A figura 11 é uma vista mostrando um fluxo principal de um controle de injeção de combustível.
[0078] A figura 12 é um fluxograma mostrando etapas de um controle de injeção de partida.
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24/25 [0079] A figura 13 é um fluxograma mostrando etapas de um controle de injeção de operação usual.
[0080] A figura 14 é um fluxograma mostrando as etapas para mudar os mapas.
[0081] A figura 15 é um fluxograma mostrando as etapas de processamento de preparação de injeção de partida.
[0082] A figura 16 é uma vista mostrando uma mudança de TICR no controle de partida.
[0083] A figura 17 é uma vista mostrando um estado que um método de controle difere dependendo de um estado de carga de um motor.
[0084] A figura 18 é uma vista para explicar um processamento de mudança de mapa no momento de realizar uma operação usual.
[0085] A figura 19 é uma vista mostrando um exemplo de um método de determinar a mudança de mapa.
Listagem de Referência
- motor
- tubo de admissão
- filtro de ar
- válvula borboleta
- injetor
- tubo de exaustão
- catalisador de três sentidos
- dispositivo de controle de motor
- sensor de abertura de borboleta
- sensor de pressão absoluta de tubo de admissão
- sensor de temperatura de água
- sensor de ângulo de manivela
- sensor de concentração de oxigênio
- sensor de temperatura de ar de admissão
Petição 870180046933, de 01/06/2018, pág. 28/35
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- CPU
- RAM
- CPU
- EEP-ROM
Claims (4)
- REIVINDICAÇÕES1. Dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível que é configurado para controlar uma quantidade de injeção de um combustível misturado com álcool em um motor baseado em concentração de oxigênio em um gás de exaustão, o dispositivo de controle de injeção de combustível compreendendo:um sensor de concentração de oxigênio (15) que é configurado para emitir um sinal em resposta à concentração de oxigênio no gás de exaustão;uma pluralidade de mapas de injeção de combustível (E1, E2, E3, E4) que são fornecidos para cada concentração de álcool no combustível e são configurados para determinar uma relação entre um estado de operação do motor e a quantidade de injeção de combustível; e um meio (100) que é configurado para calcular a concentração de oxigênio verificando uma saída do sensor de concentração de oxigênio por um período predeterminado;caracterizado pelo fato de que compreende:pelo menos um primeiro meio de mudança (101) que é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível baseado na concentração de oxigênio;pelo menos um segundo meio de mudança (102) que é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível baseado na saída do sensor de concentração de oxigênio;um meio de seleção (104) que é configurado para selecionar qualquer um dos primeiro e segundo meios de mudança baseado em um estado de carga do motor; e um meio de determinação de quantidade de injeção (105) de combustível que é configurado para determinar uma quantidade de injeção de combustível aplicando o estado de operação do motor no mapaPetição 870180165341, de 19/12/2018, pág. 4/9
- 2/2 de injeção de combustível que é mudado pelo meio de mudança selecionado.2. Dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo meio de mudança (102) é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível baseado em um sinal emitido pelo sensor de concentração de oxigênio.
- 3. Dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o segundo meio de mudança (102) é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível quando a abertura de borboleta é determinada em um valor maior que um valor de referência predeterminado.
- 4. Dispositivo de controle de injeção de combustível de um motor de multicombustível, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo meio de mudança (102) é configurado para mudar o mapa de injeção de combustível para um mapa de injeção de combustível em um lado de maior concentração de álcool quando a concentração de oxigênio no gás de exaustão é alta.
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