BR112015030516B1

BR112015030516B1 - Dispositivo de controle para controlar um estado de combustão de um motor de combustão interna

Info

Publication number: BR112015030516B1
Application number: BR112015030516-4A
Authority: BR
Inventors: Akira Yamashita; Kazuyasu Iwata
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2021-08-31
Also published as: EP3273039A1; AU2013391585B2; WO2014196034A1; CN105264207B; KR20160006193A; BR112015030516A8; EP3006706A1; EP3006706A4; CN105264207A; JP5950040B2; US9989000B2; RU2619078C1; BR112015030516A2; US20160115888A1; AU2013391585A1; JPWO2014196034A1; KR101781720B1

Abstract

dispositivo de controle para motor de combustão interna a presente invenção refere-se a um dispositivo de controle capaz de definir vários parâmetros de combustão que alteram o estado de combustão de um motor de combustão interna para valores apropriados e melhorar a taxa de consumo de combustível independentemente do estado de operação. uma ecu do motor 70 define um parâmetro de combustão (momento da in-jeção principal, momento da injeção piloto, pressão de injeção de combustível, pres-são de turboalimentação ou algo do gênero) de tal modo que a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor torne-se um ângulo de manivela almejado constante independentemente da carga do motor 10. além disso, a ecu 70 estima a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor com base na saída de um sensor de pressão interna dos cilindros 64 e controla por feedback o parâmetro de combustão para que a posição de centro gravitacional estimada de uma taxa de geração de calor torne-se igual ao ângulo de manivela almejado.

Description

Campo Técnico

[001]A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle que controla o estado de combustão de um motor de combustão interna.

Fundamentos da Invenção

[002]Em termos gerais, a energia decorrente da combustão de uma mistura ar-combustível quando um motor de combustão interna (doravante também chamado de "motor"), tal como um motor a diesel, está em operação acarreta inevitavelmente em perdas sem ser totalmente convertida em trabalho para girar um virabre- quim. Essas perdas incluem a perda por arrefecimento, que é convertida em aumento nas temperaturas do corpo do motor e do líquido refrigerante, a perda por esca- pamento, que é liberada na atmosfera por um gás de escapamento, a perda por bombeamento, que ocorre durante a admissão e o escapamento do ar, e a perda por resistência mecânica. A perda por arrefecimento e a perda por escapamento respondem por grandes parcelas da perda total. Logo, é desejável diminuir a perda por arrefecimento e a perda por escapamento quando a taxa de consumo de combustível é aprimorada.

[003]No entanto, a perda por arrefecimento e a perda por escapamento em geral têm uma relação de compensação e, portanto, em muitos casos, é difícil diminuir a perda por arrefecimento e a perda por escapamento simultaneamente. Quando o motor é munido de um turbocompressor, por exemplo, a perda por escapamen- to diminui porque a energia contida no gás de escapamento é usada efetivamente à medida que a pressão de turbocompressão aumenta. No entanto, uma melhoria real na taxa de compressão faz com que a temperatura de combustão suba e, portanto, com que a perda por arrefecimento aumente. Logo, a quantidade total das perdas aumenta dependendo do caso.

[004]Um dispositivo de controle que controla o estado de combustão do combustível alimentado ao motor (doravante chamado simplesmente de "estado de combustão do motor" em alguns casos) a fim de diminuir a quantidade total das perdas é necessário para controlar adequadamente vários parâmetros que alteram o estado de combustão, incluindo quantidade de injeção do combustível, momento de injeção do combustível e quantidade de gás EGR, bem como a pressão de tur- bocompressão, de acordo com o estado de operação (velocidade rotacional, saída ou algo do gênero) do motor. Os parâmetros que alteram o estado de combustão do motor (ou seja, os parâmetros que afetam o estado de combustão do motor) são simplesmente chamados de "parâmetros de combustão" em alguns casos. No entanto, é difícil obter muitos dos parâmetros de combustão de antemão por meio de um experimento ou algo do gênero em valores ideais para os respectivos estados de operação, e um experimento em larga escala precisa ser realizado a fim de determinar esses parâmetros de combustão. Por conseguinte, desenvolveram-se técnicas para determinar sistematicamente os parâmetros de combustão.

[005]Por exemplo, um dispositivo de controle de combustão para um motor de combustão interna de acordo com a técnica anterior (doravante também chamado de "dispositivo convencional") calcula o "ângulo de manivela em um ponto no tempo quando é gerada metade da quantidade total de calor resultante durante um tempo de combustão (doravante também chamado de "ângulo de centro gravitacional da combustão")". Quando o ângulo de centro gravitacional da combustão e um valor de referência predeterminado afastam-se um do outro, o dispositivo convencional faz com que o ângulo de centro gravitacional da combustão corresponda ao valor de referência corrigindo o momento de injeção do combustível ou ajustando uma taxa EGR (a quantidade do gás EGR) e ajustando a concentração de oxigênio em uma câmara de combustão (em um cilindro) (consulte, por exemplo, a LPT 1).

Lista de Citações Literatura de Patente LPT 1: Publicação de Pedido de Patente do Japão no 2011-202629 Sumário da Invenção

[006]No motor a diesel, por exemplo, em alguns casos, é realizada uma injeção em vários estágios, de tal modo que o combustível seja injetado várias vezes durante um ciclo de combustão. Mais especificamente, no motor a diesel, realiza-se uma injeção piloto antes da injeção principal e, em alguns casos, uma injeção posterior depois da injeção principal. A relação entre o ângulo de manivela e a taxa de geração de calor (a quantidade de calor gerada pela combustão por unidade do ângulo de manivela) referente a esse caso é expressa, por exemplo, pela forma de onda representada pela curva C1 na FIG. 8A. Essa forma de onda também será chamada de "forma de onda da combustão" mais abaixo. A forma de onda representada na FIG. 8A atinge um valor máximo local Lp durante a injeção piloto, que começa a um ângulo de manivela θ1, e atinge um valor máximo local Lm durante a injeção principal, que começa a um ângulo de manivela θ2.

[007]A FIG. 8B ilustra a relação entre o ângulo de manivela e a "razão de um valor integrado da quantidade de calor gerada pela combustão representada pela curva C1 para a quantidade total de calor gerada (razão do valor de calefação)". Conforme ilustra a FIG. 8B, o ângulo de centro gravitacional da combustão descrito acima (ângulo de manivela ao qual a razão do valor de calefação é de 50%) é um ângulo de manivela θ3.

[008]Quando somente o momento do início da injeção piloto é deslocado para o lado avançado em Δθ, do ângulo de manivela θ1 para o ângulo de manivela θ0, conforme ilustra a curva C2 na FIG. 9A, o ângulo de manivela ao qual o calor começa a ser gerado pela combustão do combustível durante a injeção piloto (ângulo de início da geração de calor) é deslocado para o lado avançado em Δθ. Durante a combustão ilustrada nas FIGs. 8A e 9A, contudo, o ângulo de centro gravitacional da combustão está além do início da combustão do combustível da injeção principal (além do ângulo de manivela θ2) e, portanto, o ângulo de centro gravitacional da combustão permanece inalteradamente no ângulo de manivela θ3, como se vê na FIG. 9B, que ilustra a razão do valor de calefação da combustão representada pela curva C2. Em outras palavras, em alguns casos, o ângulo de centro gravitacional da combustão não muda mesmo quando a forma de onda da combustão é alterada por um deslocamento do momento da injeção piloto para o lado avançado. Em outras palavras, não se pode dizer que o ângulo de centro gravitacional da combustão seja um índice que reproduz com precisão como a combustão de cada ciclo é realizada dependendo do caso.

[009]O inventor de fato mediu a relação entre o ângulo de centro gravitacio- nal da combustão e uma "taxa de deterioração da economia de combustível, que é a razão da taxa de consumo de combustível a um ângulo arbitrário do centro gravitaci- onal de combustão para a taxa de consumo de combustível ao ângulo de centro gravitacional da combustão a que a taxa de consumo de combustível é minimizada (ponto de economia de combustível ideal)", no que se refere a várias velocidades rotacionais do motor. Os resultados dessa medição são dados na FIG. 10. As curvas de Hb1 a Hb3 na FIG. 10 ilustram os resultados de medição referentes ao caso de uma velocidade rotacional baixa e uma carga baixa, ao caso de uma velocidade ro- tacional média e uma carga média e ao caso de uma velocidade rotacional alta e uma carga alta, respectivamente. O inventor descobriu que o ângulo de centro gravi- tacional da combustão a que a taxa de deterioração da economia de combustível é minimizada varia a diferentes velocidades rotacionais e cargas do motor, conforme ilustra a FIG. 10. Em outras palavras, o inventor descobriu que a taxa de deterioração da economia de combustível não é minimizada mesmo quando o estado de combustão é controlado de tal modo que o ângulo de centro gravitacional da combustão corresponda a um valor de referência constante quando a velocidade rotaci-onal e a carga do motor variam.

[010]O inventor focou na “posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor" em vez de no ângulo de centro gravitacional da combustão, como foi feito na técnica anterior, como valor-índice que representa o estado de combustão. A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é definida por meio de várias técnicas conforme serão descritas mais abaixo. A posição de centro gravitacio- nal da taxa de geração de calor é expressa em um ângulo de manivela.

[011](Definição 1) Conforme ilustra a FIG. 1A, a posição de centro gravitaci- onal da taxa de geração de calor Gc é um ângulo de manivela que corresponde ao centro gravitacional geométrico de uma região cercada por uma forma de onda da taxa de geração de calor representada em um "sistema de coordenadas no qual o ângulo de manivela para cada ciclo é definido no eixo horizontal (primeiro eixo) e a taxa de geração de calor (a quantidade de geração de calor por unidade do ângulo de manivela) é definida no eixo vertical (o outro eixo, ortogonal ao primeiro)" e no eixo horizontal.

[012]Quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é um fulcro, a distância de ângulo de manivela, que é a diferença entre a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc e um ângulo de manivela arbitrário, é uma distância a partir do fulcro, e a taxa de geração de calor é uma força, por exemplo, as grandezas de momentos (= força x distância = distância do ângulo de manivela x taxa de geração de calor) de um lado avançado e de um lado atrasado do fulcro são iguais uma à outra.

[013](Definição 2) A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é um ângulo de manivela específico entre o início da combustão e o fim da combustão, e um ângulo de manivela específico a que um valor obtido integrando o produto da "grandeza da diferença entre um primeiro ângulo de manivela arbitrário além do início da combustão e o ângulo de manivela específico" e a "taxa de gera ção de calor ao primeiro ângulo de manivela arbitrário", no que se refere ao ângulo de manivela do início da combustão ao ângulo de manivela específico, e um valor obtido integrando o produto da "grandeza da diferença entre um segundo ângulo de manivela arbitrário além do ângulo de manivela específico e o ângulo de manivela específico" e a "taxa de geração de calor ao segundo ângulo de manivela arbitrário", no que se refere ao ângulo de manivela do ângulo de manivela específico ao fim da combustão, são iguais um ao outro.

[014]Em outras palavras, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é o ângulo de manivela disponível quando a Equação (1) a seguir é satisfeita, onde o ângulo de manivela a que a combustão do combustível começa é expresso por CAs, o ângulo de manivela a que a combustão do combustível termina é expresso por CAe, o ângulo de manivela arbitrário é expresso por θ e a taxa de geração de calor ao ângulo de manivela θ é expressa por dQ(θ) para cada ciclo. Por exemplo, o ângulo de manivela θ é expresso por um ângulo além de um ponto morto de compressão superior e é um valor negativo quando está mais para o lado avançado do que o ponto morto de compressão superior.

[015](Definição 3) A Equação (2) a seguir é obtida quando a Equação (1) acima é organizada. Colocando a Definição 2 em outros termos, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é um ângulo de manivela específico do início da combustão ao fim da combustão com referência a um mesmo tempo de combustão, e um ângulo de manivela específico a que um valor obtido integrando um valor correspondente ao produto de um valor obtido subtraindo o ângulo de manivela específico de um ângulo de manivela arbitrário e a taxa de geração de calor ao ângulo de manivela arbitrário, no que se refere ao ângulo de manivela do início da combustão ao fim da combustão, torna-se “0”.

[016](Definição 4) A Definição 2 descrita acima também pode ser entendida da seguinte forma. A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é o ângulo de manivela específico disponível quando um valor obtido integrando o produto de uma “diferença de ângulo de manivela entre um ângulo de manivela arbitrário mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela específico e o ângulo de manivela específico” e a “taxa de geração de calor ao ângulo de manivela arbitrário”, no que se refere ao ângulo de manivela, e um valor obtido integrando o produto de uma “diferença de ângulo de manivela entre o ângulo de manivela específico e um ângulo de manivela arbitrário mais para o lado atrasado do que o ângulo de manivela específico” e a “taxa de geração de calor ao ângulo de manivela arbitrário", no que se refere ao ângulo de manivela, são iguais um ao outro.

[017](Definição 5) A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é um ângulo de manivela obtido por um cálculo com base na Equação (3) a seguir, uma vez que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é o centro gravitacional geométrico da forma de onda da combustão descrita acima.

[018](Definição 6) A Definição 5 descrita acima também pode ser entendida da seguinte forma. A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é um valor obtido adicionando um ângulo de manivela do início da combustão a um valor obtido dividindo um valor integrado do produto de uma "diferença entre um ângulo de manivela arbitrário e o ângulo de manivela do início da combustão" e a "taxa de geração de calor ao ângulo de manivela arbitrário", no que se refere ao ângulo de manivela, pela área de uma região definida pela forma de onda da taxa de geração de calor, no que se refere ao ângulo de manivela.

[019]No exemplo ilustrado na FIG. 1A, por exemplo, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é o ângulo de manivela θ3, que corresponde ao centro gravitacional geométrico G de uma região A1 cercada pela curva C2, onde o eixo horizontal representando o ângulo de manivela. Quando o momento do início da injeção piloto é deslocado para o lado avançado em Δθp a partir do ângulo de manivela θ1 e é definido no ângulo de manivela θ0, conforme ilustra a FIG. 1B, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc desloca-se rumo ao lado avançado em um ângulo de manivela Δθg e torna-se um ângulo de manivela θ3’ em decorrência disso. Conforme descrito acima, pode-se dizer que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é um índice que reflete com mais precisão os estados de combustão que incluem a geração de calor atribuível à injeção piloto do que o ângulo de centro gravitacional da combustão, que era usado como valor-índice para os estados de combustão de acordo com a técnica anterior.

[020]O inventor também mediu a relação entre a posição de centro gravitaci- onal da taxa de geração de calor e a taxa de deterioração da economia de combustível no que tange a várias combinações de velocidades rotacionais e cargas do motor. Os resultados da medição são dados na FIG. 2. As curvas de Gc1 a Gc3 na FIG. 2 representam os resultados de medição referentes ao caso de uma velocidade ro- tacional baixa e uma carga baixa, ao caso de uma velocidade rotacional média e uma carga média e ao caso de uma velocidade rotacional alta e uma carga alta, respectivamente. Conforme ilustra a FIG. 2, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor na qual a taxa de deterioração da economia de combustível é minimizada torna-se um ângulo de manivela específico (7o além do ponto morto de compressão superior no exemplo ilustrado na FIG. 2) mesmo quando as velocidades rotacionais e as cargas variam. Em outras palavras, o inventor descobriu que o esta- do de combustão do motor pode ser mantido em um estado específico quando uma posição de centro gravitacional constante da taxa de geração de calor é mantida independentemente da carga e/ou da velocidade rotacional do motor uma vez que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é um valor-índice que também representa o estado de combustão. Além disso, o inventor descobriu que a taxa de consumo de combustível do motor pode ser aprimorada quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é mantida em um "ângulo de manivela alvo específico ao qual a taxa de consumo de combustível é minimizada" ou em um valor próximo a este.

[021]A invenção foi elaborada com base no conhecimento relatado, e o objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um dispositivo de controle (doravante também chamado de "dispositivo de acordo com a invenção") que concretiza um estado de combustão de um motor em que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é considerada como "valor-índice que representa o estado de combustão".

[022]Mais especificamente, o dispositivo de acordo com a invenção controla o estado de combustão do motor de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor, definida por cada uma das Definições de 1 a 6 descritas acima, corresponda a um ângulo de manivela alvo constante (torne-se um valor dentro de uma extensão constante que inclui o ângulo de manivela alvo) independentemente da carga quando ao menos a carga estiver dentro de uma faixa predeterminada.

[023]Nesse caso, os “vários parâmetros de combustão descritos mais adiante" com os quais um estado de combustão desejado pode ser mantido podem ser determinados pelo uso de uma carga de trabalho reduzida e apropriada.

[024]Nesse caso, é preferível que o ângulo de manivela alvo seja determinado como um ângulo de manivela a que a soma da perda por arrefecimento do motor mais a perda por escapamento do motor é minimizada.

[025]Nesse caso, o dispositivo de acordo com a invenção pode manter a taxa de consumo de combustível do motor em um nível baixo independentemente da carga e/ou da velocidade rotacional do motor.

[026]Quando o motor é munido de ao menos dois cilindros, o dispositivo de acordo com a invenção pode mudar o estado de combustão para que todos os cilindros tenham o mesmo ângulo de manivela alvo.

[027]Nesse caso, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar os estados de combustão de todos os cilindros. Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção pode manter a taxa de consumo de combustível do motor em um nível baixo quando o ângulo de manivela alvo for determinado como o ângulo de manivela a que a soma da perda por arrefecimento do motor mais a perda por esca- pamento do motor é minimizada.

[028]A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser deslocada para o lado avançado ou atrasado por meio de vários métodos. Por exemplo, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado ou para o lado atrasado ajustando um ou mais dos Parâmetros de (1) a (6) descritos abaixo. “Deslocar para o lado avançado” e “deslocar para o lado atrasado”, no que tange a valores referentes ao ângulo de manivela, tais como o momento da injeção principal e a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor, também serão mencionados como "adiantar" e "atrasar" abaixo, respectivamente. (1)Momento da injeção principal (2)Pressão de injeção de combustível, que é a pressão disponível no momento em que uma válvula de injeção de combustível do motor injeta combustível (3)Quantidade de injeção unitária da injeção piloto, que é a injeção realizada mais para o ângulo avançado do que a injeção principal (4)Posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor com referência à injeção piloto, que é determinada com base no calor que é gerado pela combustão do combustível alimentado ao cilindro durante a injeção piloto (doravante também chamada de "posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto”) (5)Quantidade de injeção da injeção posterior , que é a injeção realizada mais para o ângulo atrasado do que a injeção principal (6)Momento da injeção posterior

[029]Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode adotar um ou mais dos Parâmetros de (1) a (6) descritos acima como parâmetro de combustão que altera o estado de combustão. Com relação ao Parâmetro (4), por exemplo, o dispositivo de acordo com a invenção pode ajustar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto alterando ao menos um dentre o número de injeções piloto ou os momentos de injeção e as quantidades de injeção das respectivas injeções pilotos.

[030]Mais especificamente, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado executando uma ou mais das Operações de (1a) a (6a) descritas abaixo. (1a) Operação para deslocar o momento da injeção principal para o lado avançado (2a) Operação para aumentar a pressão de injeção de combustível (3a) Operação para aumentar a quantidade de injeção unitária da injeção piloto (4a) Operação para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado avançado (5a) Operação para diminuir a quantidade de injeção da injeção posterior (6a) Operação para deslocar o momento da injeção posterior para o lado avançado

[031]O dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado executando uma ou mais das Operações de (1b) a (6b) descritas abaixo. (1b) Operação para deslocar o momento da injeção principal para o lado atrasado (2b) Operação para diminuir a pressão de injeção de combustível (3b) Operação para diminuir a quantidade de injeção unitária da injeção piloto (4b) Operação para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado atrasado (5b) Operação para aumentar a quantidade de injeção da injeção posterior (6b) Operação para deslocar o momento da injeção posterior para o lado atrasado

[032]Com relação às Operações (2a) e (2b), o combustível é rapidamente purificado no cilindro para causar um aumento na taxa de combustão após a injeção do combustível à medida que a pressão de injeção de combustível aumenta. Como resultado, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado avançado. A posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado atrasado quando a pressão de injeção de combustível diminui.

[033]Com relação às Operações (4a) e (4b), o dispositivo de acordo com a invenção pode adiantar ou atrasar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto alterando ao menos um dentre o número de injeções piloto ou os momentos de injeção e as quantidades de injeção das respectivas injeções pilotos. Por exemplo, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado avançado des- locando o momento da injeção piloto para o lado avançado. O dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado atrasado deslocando o momento da injeção piloto para o lado atrasado.

[034]Como alternativa, quando as quantidades de injeção das respectivas injeções piloto são iguais umas às outras, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado avançado em comparação à posição atual aumentando o número das injeções piloto que são realizadas antes da posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto atual. Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado avançado em comparação à posição atual diminuindo o número das injeções piloto que são realizadas após a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto atual.

[035]Quando as quantidades de injeção das respectivas injeções piloto são iguais umas às outras, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado atrasado em comparação à posição atual diminuindo o número das injeções piloto que são realizadas antes da posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto atual. Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado atrasado em comparação à posição atual aumentando o número das injeções piloto que são realizadas após a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto atual.

[036]Logo, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar o estado de combustão executando uma ou mais das Operações de (1a') a (6a') descritas abaixo de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de ca- lor não seja deslocada para o lado atrasado quando a velocidade rotacional do motor aumentar. (1a') Operação para deslocar o momento da injeção principal para o lado avançado à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (2a') Operação para aumentar a pressão de injeção de combustível à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (3a') Operação para aumentar a quantidade de injeção da injeção piloto à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (4a') Operação para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor piloto para o lado avançado à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (5a') Operação para diminuir a quantidade de injeção da injeção posterior ou não realizar a injeção posterior à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (6a') Operação para deslocar o momento da injeção posterior para o lado avançado à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta

[037]Outro método para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado ou para o lado atrasado está associado ao turbocompressor. Mais especificamente, a concentração de oxigênio no cilindro por unidade de volume aumenta quando a pressão de turbocompressão aumenta. Como resultado, a taxa de combustão aumenta e a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado avançado. Quando a pressão de turbocompressão diminui, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado atrasado. Por exemplo, a pressão de turbocom- pressão é ajustada quando a área de abertura de um bocal variável de propulsão disposta em uma turbina do turbocompressor muda. Como alternativa, a pressão de turbocompressão é ajustado quando o grau de abertura de uma válvula de escape disposta na passagem de escapamento do turbocompressor muda.

[038]Em outras palavras, quando o motor é munido de um turbocompressor, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser deslocada para o lado avançado ou para o lado atrasado quando o Parâmetro (7) descrito abaixo é ajustado. (7) Pressão de turbocompressão do turbocompressor

[039]Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode adotar o Parâmetro (7) descrito acima como parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

[040]Mais especificamente, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado executando uma Operação (7a) descrita abaixo. (7a) Operação para aumentar a pressão de turbocompressão

[041]O dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado executando a Operação (7b) descrita abaixo. (7b) Operação para diminuir a pressão de turbocompressão

[042]Logo, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar o estado de combustão executando a Operação (7a') descrita abaixo de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor não seja deslocada para o lado atrasado quando a velocidade rotacional do motor aumentar. (7a') Operação para aumentar a pressão de turbocompressão à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta

[043]Outro método para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado ou para o lado atrasado refere-se a um dispositivo EGR que permite que parte do gás de escapamento do motor flua de volta a uma passagem de admissão do motor como gás EGR. Mais especificamente, a quantidade de gás inerte no cilindro aumenta quando a quantidade de gás EGR permitida a fluir de volta aumenta. Como resultado, a combustão desacelera e a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado atrasado. Quando a quantidade de gás EGR diminui, a posição de centro gravitacio- nal da taxa de geração de calor é deslocada para o lado avançado. A quantidade do gás EGR pode ser expressa pela taxa EGR, que é a razão da quantidade de gás EGR para a quantidade de gás que flui ao cilindro.

[044]Em um caso em que o motor é munido tanto de um “dispositivo EGR de pressão baixa que permite que o gás de escapamento mais a jusante à turbina do turbocompressor, disposta na passagem de escapamento do motor, flua de volta à passagem do motor" quanto um "dispositivo EGR de pressão alta que permite que o gás de escapamento mais a montante à turbina flua de volta à passagem de admissão", a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser deslocada para o lado avançado ou para o lado atrasado quando a razão da "quantidade de gás EGR de alta pressão permitido a fluir de volta pelo dispositivo EGR de alta pressão" para a "quantidade de gás EGR de baixa pressão permitido a fluir de volta pelo dispositivo EGR de baixa pressão" (doravante chamada de "razão EGR de pressão alta/baixa") é ajustada.

[045]Em outras palavras, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser deslocada para o lado avançado ou para o lado atrasado quando ao menos um dos Parâmetros (8) ou (9) descritos abaixo é ajustado. (8) Quantidade de gás EGR ou taxa EGR (9) Razão EGR de pressão alta/baixa

[046]Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode adotar um ou mais dos Parâmetros de (8) a (9) descritos acima como parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

[047]Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado executando uma ou mais das Operações de (8a) a (9a) descritas abaixo. (8a) Operação para diminuir a quantidade de gás EGR ou a taxa EGR (9a) Operação para diminuir a razão EGR de pressão alta/baixa

[048]O dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado executando uma ou mais das Operações de (8b) a (9b) descritas abaixo. (8b) Operação para aumentar a quantidade de gás EGR ou a taxa EGR (9b) Operação para aumentar a razão EGR de pressão alta/baixa

[049]Logo, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar o estado de combustão executando uma ou mais das Operações de (8a') a (9a') descritas abaixo de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor não seja deslocada para o lado atrasado quando a velocidade rotacional do motor aumentar. (8a') Operação para diminuir a quantidade de gás EGR ou a taxa EGR à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (9a') Operação para diminuir a razão EGR de pressão alta/baixa à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta

[050]Outro método para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado ou para o lado atrasado está associado à temperatura do ar aspirado ao cilindro durante um tempo de admissão. Mais especificamente, a combustão desacelera quando a temperatura de admissão diminui. Como resultado, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado atrasado. Quando a temperatura de admissão sobe, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado avançado.

[051]Por exemplo, a temperatura do ar de admissão pode ser reduzida quando a "eficiência de arrefecimento de um radiador que resfria o ar de admissão comprimido pelo turbocompressor aumenta" e/ou "a eficiência de arrefecimento de um arrefecedor EGR que resfria um ou mais dentre o gás EGR, o gás EGR de alta pressão e o gás EGR de baixa pressão aumenta".

[052]A eficiência de arrefecimento do radiador está correlacionada à diferença entre a temperatura do gás que entra no radiador e a temperatura do gás que sai do radiador. A eficiência de arrefecimento do arrefecedor EGR está correlacionada à diferença entre a temperatura do gás que entra no arrefecedor EGR e a temperatura do gás que sai do arrefecedor EGR.

[053]Mais especificamente, a eficiência de arrefecimento do radiador ou do arrefecedor EGR pode ser alterada quando o grau de abertura de uma válvula de desvio e/ou a taxa de fluxo do líquido refrigerante é ajustada. Em outras palavras, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser deslocada para o lado avançado ou para o lado atrasado quando ao menos um dos Parâmetros (10) ou (11) descritos abaixo é ajustado. (10) Eficiência de arrefecimento do radiador (11) Eficiência de arrefecimento do arrefecedor EGR

[054]Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode adotar um ou mais dos Parâmetros de (10) a (11) descritos acima como parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

[055]Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado executando uma ou mais das Operações de (10a) a (11a) descritas abaixo. (10a) Operação para diminuir a eficiência de arrefecimento do radiador (11a) Operação para diminuir a eficiência de arrefecimento do arrefecedor EGR

[056]O dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado executando uma ou mais das Operações de (10b) a (11b) descritas abaixo. (10b) Operação para aumentar a eficiência de arrefecimento do radiador (11b) Operação para aumentar a eficiência de arrefecimento do arrefecedor EGR

[057]Logo, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar o estado de combustão executando uma ou mais das Operações de (10a') a (11a') descritas abaixo de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor não seja deslocada para o lado atrasado quando a velocidade rotacional do motor aumentar. (10a') Operação para diminuir a eficiência de arrefecimento do radiador à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta (11a') Operação para diminuir a eficiência de arrefecimento do arrefecedor EGR à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta

[058]Outro método para deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado ou para o lado atrasado está associado à intensidade de um fluxo de turbilhonamento no cilindro do motor. Mais especificamente, a taxa de propagação da combustão aumenta quando a intensidade do fluxo de turbilhonamento aumenta. Como resultado, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado avançado. Quando a intensidade do fluxo de turbilhonamento diminui, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor é deslocada para o lado atrasado. Em outras palavras, quando o motor é munido de um dispositivo de ajuste do fluxo de turbilhonamento, tal como uma válvula de controle de turbilhonamento que ajusta a intensidade de turbilhona- mento dentro dos cilindros, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser deslocada para o lado avançado ou para o lado atrasado pelo uso do Parâmetro (12) descrito abaixo . (12) Intensidade do fluxo de turbilhonamento

[059]Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode adotar o Parâmetro (12) descrito acima como parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

[060]Além disso, o dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado executando uma Operação (12a) descrita abaixo. (12a) Operação para aumentar a intensidade do fluxo de turbilhonamento

[061]O dispositivo de acordo com a invenção pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado executando a Operação (12b) descrita abaixo. (12b) Operação para diminuir a intensidade do fluxo de turbilhonamento

[062]Logo, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar o estado de combustão executando a Operação (12a') descrita abaixo de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor não seja deslocada para o lado atrasado quando a velocidade rotacional do motor aumentar. (12a') Operação para aumentar a intensidade do fluxo de turbilhonamento à medida que a velocidade rotacional do motor aumenta

[063]O dispositivo de acordo com a invenção permite controlar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para que ela se torne o ângulo de manivela alvo (tal como 7o além do ponto morto de compressão superior), por exemplo, alterando o parâmetro que controla o estado de combustão. Logo, o valor total da perda por arrefecimento mais a perda por escapamento é reduzido. Como resultado, a taxa de consumo de combustível do motor é mantida em um nível baixo. Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode definir o ângulo de manivela ao qual a soma da perda por arrefecimento do motor mais a perda por es- capamento do motor é minimizada como o ângulo de manivela alvo.

[064]Mais especificamente, o controle da posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor pode ser executado com referência a um "mapa dos momentos de injeção de combustível com referência aos estados de operação" que é obtido de antemão por meio de um experimento, ou algo do gênero, para que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor corresponda ao ângulo de manivela alvo.

[065]Um dispositivo de controle para um motor de combustão interna que calcula o valor de calefação dentro dos cilindros com base na saída de um sensor de pressão interna dos cilindros é revelado, por exemplo, na Publicação de Pedido de Patente do Japão no 2005-54753 e na Publicação de Pedido de Patente do Japão no 2007-285194. Em outras palavras, o dispositivo de acordo com a invenção pode calcular a taxa de geração de calor real usando o sensor de pressão interna dos cilindros. O dispositivo de acordo com a invenção pode calcular a taxa de geração de calor real por meio de outros métodos (tal como um método para medir a corrente iônica interna dos cilindros usando um sensor).

[066]Logo, é preferível que o dispositivo de acordo com a invenção controle por feedback o estado de combustão de tal modo que a posição de centro gravitaci- onal obtida de uma taxa de geração de calor com base em um valor-parâmetro, obtido por um sensor do motor capaz de detectar um parâmetro correlacionado à posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor, se aproxime do ângulo de manivela alvo.

[067]Mais especificamente, o dispositivo de acordo com a invenção calcula a posição de centro gravitacional real de uma taxa de geração de calor e desloca a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado, executando uma ou mais das Operações de (1a) a (12a) descritas acima, quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo e a diferença ultrapassar um limite de diferença predeterminado. Como alternativa, o dispositivo de acordo com a invenção desloca a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado avançado, executando uma ou mais das Operações de (1b) a (12b) descritas acima, quando a posição de centro gravitacional real de uma taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo e a diferença ultrapassar um limite de diferença predeterminado. O limite de diferença pode ser "0".

[068]De acordo com esse aspecto, o dispositivo de acordo com a invenção pode controlar o estado de combustão de tal modo que a posição de centro gravita- cional da taxa de geração de calor corresponda ao ângulo de manivela alvo mesmo quando informações referentes a uma combinação ideal de vários parâmetros para cada estado de operação obtidos de antemão por meio de um experimento ou algo do gênero não forem armazenadas ou mesmo no caso de uma diferença individual entre motores ou de uma mudança dependente do tempo neles. Como resultado, o dispositivo de acordo com a invenção pode manter a taxa de consumo de combustível do motor em um nível baixo.

[069]Quando um componente de frequência sonora do motor muda com o tempo, a percepção auditiva humana tende se sentir desconfortável com o som. O componente de frequência sonora do motor está correlacionado à quantidade de mudança na pressão interna dos cilindros (taxa de mudança na pressão interna dos cilindros) por unidade de tempo. Quando a combustão principal começa, a pressão interna dos cilindros aumenta bruscamente e, com isso, a taxa de mudança na pressão interna dos cilindros chega ao máximo.

[070]Logo, a audibilidade do som do motor melhora quando a taxa de mudança na pressão interna dos cilindros no início da combustão principal é constante a cada ciclo. A taxa de mudança na pressão interna dos cilindros a um ângulo de manivela arbitrário está correlacionada ao aclive da forma de onda da combustão no ângulo de manivela. Logo, quando os formatos das formas de onda da combustão nos respectivos ciclos são semelhantes uns com os outros, a taxa de mudança na pressão interna dos cilindros no início da combustão principal é constante a cada ciclo e, com isso, a audibilidade do som do motor é melhorada.

[071]Por exemplo, a curva GcA na FIG. 3 representa a forma de onda da combustão a uma saída baixa. A injeção em vários estágios também é realizada com relação a essa combustão. A taxa de geração de calor sobe temporariamente em decorrência da combustão durante a injeção piloto e, depois disso, diminui. Em seguida, a taxa de geração de calor sobe outra vez em decorrência do início da combustão pela injeção principal (combustão principal). Uma linha tracejada e pontilhada GrA é tangencial à forma de onda da combustão GcA durante o início da combustão principal, e o aclive da linha tracejada e pontilhada GrA é igual ao aclive da forma de onda da combustão GcA durante o início da combustão principal, ou seja, a taxa de aumento na taxa de geração de calor durante o início da combustão principal.

[072]A curva GcB representa a forma de onda da combustão a uma saída elevada. A injeção em vários estágios também é realizada com relação a essa combustão. O aclive da linha tracejada e pontilhada GrB é igual ao aclive da forma de onda da combustão GcB durante o início da combustão principal, ou seja, a taxa de aumento na taxa de geração de calor durante o início da combustão principal.

[073]Mesmo quando a saída do motor muda e a forma de onda da combustão muda da curva GcA para a curva GcB, a audibilidade do som do motor é melhorada, em comparação a quando o aclive da linha tracejada e pontilhada GrA e o aclive da linha tracejada e pontilhada GrB diferem um do outro, na medida em que o aclive da linha tracejada e pontilhada GrA e o aclive da linha tracejada de um ponto GrB são iguais um ao outro.

[074]Em outras palavras, no dispositivo de acordo com a invenção, é preferível que o parâmetro de combustão para mudar o estado de combustão seja alterado de tal modo que as taxas de aumento na taxa de geração de calor sejam iguais umas às outras nos respectivos ciclos. Doravante, esse controle também será chamado de "controle de similaridade das formas de onda".

[075]De acordo com esse aspecto, o dispositivo de acordo com a invenção pode melhorar a audibilidade do som do motor que é gerado pelo motor.

[076]O dispositivo de acordo com a invenção pode executar o controle de similaridade das formas de onda mantendo ao menos uma dentre a pressão de injeção de combustível, que é a pressão do combustível disponível quando a válvula de injeção de combustível do motor injeta o combustível, e a pressão de turbocompres- são, atribuível ao turbocompressor do motor, em um valor constante predeterminado independentemente da velocidade rotacional do motor quando a saída do motor for constante.

[077]Como alternativa, o dispositivo de acordo com a invenção pode executar o controle de similaridade das formas de onda permitindo que ao menos uma dentre a pressão de injeção de combustível, que é a pressão do combustível disponível quando a válvula de injeção de combustível do motor injeta o combustível, e a pressão de turbocompressão, atribuível ao turbocompressor do motor, seja proporcional à saída do motor.

[078]Conforme descrito acima, o dispositivo de acordo com a invenção pode manter a taxa de consumo de combustível em um nível baixo e melhorar a audibilidade do som do motor executando o controle de similaridade das formas de onda.

Breve Descrição dos Desenhos

[079]A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor.

[080]A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor e uma taxa de deterioração da economia de combustível para cada combinação de uma velocidade rotacional e uma carga.

[081]A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a relação entre um ângulo de manivela e uma taxa de geração de calor a diferentes saídas.

[082]A FIG. 4 é um diagrama de configuração esquemático que ilustra um motor de acordo com uma concretização da invenção.

[083]A FIG. 5 é um fluxograma que ilustra o processamento para controlar por feedforward a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor.

[084]A FIG. 6 é um gráfico que ilustra uma pressão de injeção de combustível e uma pressão de turbocompressão definidas com referência a uma saída requisitada.

[085]A FIG. 7 é um fluxograma que ilustra o processamento para controlar por feedback a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor.

[086]A FIG. 8 é um gráfico que ilustra o ângulo de centro gravitacional da combustão.

[087]A FIG. 9 é um gráfico que ilustra o ângulo de centro gravitacional da combustão em um estado de combustão alterado.

[088]A FIG. 10 é um gráfico que ilustra a relação entre o ângulo de centro gravitacional da combustão e a taxa de deterioração da economia de combustível para cada velocidade rotacional.

Modos para Praticar a Invenção

[089]Doravante, descrever-se-á um dispositivo de controle para um motor de combustão interna de acordo com uma concretização da presente invenção (doravante também chamado de "presente dispositivo de controle") com referência aos desenhos anexos. O presente dispositivo de controle é aplicado a um motor 10 ilustrado na FIG. 4. O motor 10 é um motor a diesel multi-cilindro (com quatro cilindros).

[090]Válvulas de injeção de combustível (injetores) 20 são dispostas na região superior dos respectivos cilindros do motor 10. Uma bomba de pressão de combustível (bomba de alimentação) 21 alimenta o combustível armazenado em um tan- que de combustível (não ilustrado) a um acumulador (common rail) 22 em um estado de alta pressão. As válvulas de injeção de combustível 20 injetam o combustível do acumulador 22 nos cilindros em um momento indicado por uma ECU do motor 70 (descrita mais adiante).

[091]Um coletor de admissão 30, que se conecta a cada um dos cilindros e a um cano de admissão 31 conectado a uma região de coleta a montante do coletor de admissão 30, constitui uma passagem de admissão.

[092]Uma válvula reguladora 32 é capaz de pivotar no cano de admissão 31. Um atuador da válvula reguladora 33 aciona a válvula reguladora 32 para girar em resposta a um sinal acionador advindo da ECU do motor 70. Um radiador 34 e um compressor 35a de um turbocompressor 35 são dispostos nessa ordem no cano de admissão 31 a montante da válvula reguladora 32. Um filtro de ar 36 é disposto em uma ponta do cano de admissão 31.

[093]Válvulas de controle do fluxo de ar (não ilustradas) são dispostas em partes do coletor de admissão 30 que se conectam aos respectivos cilindros (portas de admissão). As válvulas de controle do fluxo de ar têm um grau de abertura que muda em resposta ao sinal acionador advindo da ECU do motor 70. A intensidade dos fluxos de turbilhonamento nos cilindros é ajustada em decorrência da mudança no grau de abertura das válvulas de controle do fluxo de ar. Em outras palavras, "controlar a intensidade do fluxo de turbilhonamento", de acordo com o presente relatório descritivo, significa mudar a intensidade do fluxo de turbilhonamento ajustando o grau de abertura da válvula de ajuste do fluxo de ar.

[094]Um coletor de escapamento 40, que se conecta a cada um dos cilindros e a um cano de escapamento 41 conectado a uma região de coleta a jusante do coletor de escapamento 40, constitui uma passagem de escapamento. Uma turbina 35b do turbocompressor 35 e um catalisador de purificação do gás de escapamento 42 são dispostos no cano de escapamento 41.

[095]O turbocompressor 35 é um turbocompressor do tipo com capacidade variável conhecido. Vários bocais de propulsão (bocais variáveis de propulsão não ilustrados) são dispostos na turbina 35b do turbocompressor 35. A turbina 35b do turbocompressor 35 é munida de uma "passagem de desvio da turbina 35b e de uma válvula de desvio disposta na passagem de desvio" (não ilustrada). O grau de abertura dos bocais de propulsão e da válvula de desvio mudam conforme indicado pela ECU do motor 70. Como resultado, a pressão de turbocompressão é alterada (controlada). Em outras palavras, "controlar o turbocompressor 35", de acordo com o presente relatório descritivo, significa alterar a pressão de turbocompressão mudando o ângulo do bocal de propulsão e/ou o grau de abertura da válvula de desvio.

[096]Um cano de refluxo do gás de escapamento de alta pressão 50, que constitui uma passagem (passagem EGR) que permite que o gás de escapamento retorne em parte, e uma válvula de controle EGR de alta pressão 51 e um arrefece- dor EGR de alta pressão 52, que são dispostos no cano de refluxo do gás de esca- pamento de alta pressão 50, constituem um dispositivo EGR de alta pressão. O cano de refluxo do gás de escapamento de alta pressão 50 permite que uma passagem de escapamento a montante da turbina 35b (coletor de escapamento 40) e uma passagem de admissão a jusante da válvula reguladora 32 (coletor de admissão 30) se comuniquem uma com a outra. A válvula de controle EGR de alta pressão 51 pode mudar a quantidade de gás de escapamento que recircula através do cano de refluxo do gás de escapamento de alta pressão 50 em resposta ao sinal acionador advindo da ECU do motor 70.

[097]Um cano de refluxo do gás de escapamento de baixa pressão 53, que constitui a passagem (passagem EGR) que permite que o gás de escapamento retorne em parte, e uma válvula de controle EGR de baixa pressão 54 e um arrefece- dor EGR de baixa pressão 55, que são dispostos no cano de refluxo do gás de es- capamento de baixa pressão 53, constituem um dispositivo EGR de baixa pressão. O cano de refluxo do gás de escapamento de baixa pressão 53 permite que uma passagem de escapamento a jusante da turbina 35b (coletor de escapamento 40) e uma passagem de admissão a montante do compressor 35a (cano de admissão 31) se comuniquem uma com a outra. A válvula de controle EGR de baixa pressão 54 pode mudar a quantidade de gás de escapamento que recircula através do cano de refluxo do gás de escapamento de baixa pressão 50 em resposta ao sinal acionador advindo da ECU do motor 70.

[098]Uma válvula reguladora de escapamento 56 é disposta no cano de es- capamento 41. A válvula reguladora de escapamento 56 pode subir a temperatura do gás de escapamento que flui ao catalisador de purificação do gás de escapamen- to 42 e alterar a quantidade de gás de escapamento que recircula através do cano de refluxo do gás de escapamento de baixa pressão 53 em resposta ao sinal acio- nador advindo da ECU do motor 70. Em outras palavras, a quantidade de gás de escapamento que é recirculado pelo dispositivo EGR de baixa pressão é alterada pela válvula de controle EGR de baixa pressão e/ou pela válvula reguladora de es- capamento 56.

[099]O motor 10 é munido de um sensor do grau de abertura da válvula reguladora 60, que emite um sinal que representa o grau de abertura da válvula reguladora 32, um fluxômetro de ar 61, que emite um sinal que representa a taxa de fluxo de massa do ar aspirado que atravessa a passagem de admissão, um sensor da pressão do cano de admissão 62, que emite um sinal que representa a pressão Pm do gás aspirado aos cilindros (câmaras de combustão) do motor 10, um sensor da pressão de combustível 63, que emite um sinal que representa a pressão Ep do combustível no acumulador 22, um sensor de pressão interna dos cilindros 64, que emite um sinal que representa a pressão interna (pressão interna dos cilindros Pc) de cada um dos cilindros, um sensor do ângulo de manivela 65, que emite um sinal que representa a velocidade rotacional do motor NE, que é a velocidade rotacional do motor 10 junto com um ângulo de manivela θ, um sensor do grau de abertura da válvula de controle EGR de alta pressão 66a, que emite um sinal que representa o grau de abertura da válvula de controle EGR de alta pressão 51, um sensor do grau de abertura da válvula de controle EGR de baixa pressão 66b, que emite um sinal que representa o grau de abertura da válvula de controle EGR de baixa pressão 54, e um sensor de temperatura da água 67, que emite um sinal que representa a temperatura do líquido refrigerante THW.

[0100]Um veículo no qual o motor 10 é instalado é munido de um sensor do grau de abertura do acelerador 68, que emite um sinal que representa o grau de abertura Ap de um pedal acelerador (não ilustrado), e um sensor de velocidade 69, que emite um sinal que representa a velocidade de deslocamento Vs do veículo.

[0101]A ECU do motor 70 inclui uma CPU 71, uma ROM 72, que armazena um programa executado pela CPU 71, um mapa e seus semelhantes, e uma RAM 73, que armazena dados temporariamente. Os sinais emitidos pelos sensores descritos acima são transmitidos à ECU do motor 70. A CPU 71 executa um processamento de cálculo com base nos sinais transmitidos pelos respectivos receptores e no mapa e seus semelhantes armazenados na ROM 72, além de controlar vários equipamentos para que o motor 10 assuma o estado de operação desejado.

[0102]Uma operação do presente dispositivo de controle será descrita abaixo. Em primeiro lugar, o processamento de controle do estado de combustão executado pela CPU 71 (doravante chamada simplesmente de "CPU" em alguns casos) será descrito com referência à FIG. 5. Nesse processamento, a CPU define vários parâmetros de combustão para que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponda a uma posição de centro gravitacional almejada Gc* simultaneamente a quando o motor 10 gerar uma saída igual a uma saída do motor requisitada Pr. Nessa concretização, a posição de centro gravitacional almejada Gc* é de 7° além de um ponto morto de compressão superior.

[0103]Quando o motor 10 está em operação, a CPU inicia o processamento na Etapa 500 e permite que este siga à Etapa 505 toda vez que um período de tempo predeterminado se passa. Na Etapa 505, a CPU determina a saída do motor requisitada Pr com base no grau de abertura do pedal acelerador Ap e na velocidade de deslocamento Vs. Mais especificamente, a CPU executa a configuração a fim de que a saída do motor requisitada Pr aumente à medida que o grau de abertura do pedal acelerador Ap aumenta e à medida que a velocidade de deslocamento Vs aumenta.

[0104]Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 510 e determina uma quantidade de injeção requisitada tau necessária pelo motor 10 para gerar a saída do motor requisitada Pr. Mais especificamente, a CPU executa a configuração de tal modo que a quantidade de injeção requisitada tau aumente à medida que a saída do motor requisitada Pr aumenta.

[0105]Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 515 e determina uma pressão de injeção de combustível Fp. Mais especificamente, a CPU define a pressão de injeção de combustível Fp em um valor proporcional à saída requisitada Pr, conforme ilustra a FIG. 6A. Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 520 e determina uma pressão de turbocompressão Tp. Mais especificamente, a CPU define a pressão de turbocompressão Tp em um valor proporcional à saída requisitada Pr, conforme ilustra a FIG. 6B.

[0106]Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 525 e determina a razão α do combustível injetado durante a injeção piloto para a quantidade de injeção requisitada tau (razão da injeção piloto, 0 < α < 1). Em outras palavras, a CPU injeta a quantidade de combustível dada por α x tau durante a injeção piloto e injeta a quantidade de combustível dada por (1 - α) x tau durante a injeção principal. A razão α é determinada com base na temperatura do líquido refrigerante THW, na velocidade rotacional do motor NE e seus semelhantes.

[0107]Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 530 e determina o momento de injeção de combustível CAinj. Mais especificamente, o momento de injeção de combustível CAinj, que está correlacionado com "a saída do motor requisitada Pr, a quantidade de injeção requisitada tau, a pressão de injeção de combustível Fp, a pressão de turbocompressão Tp e a razão da injeção piloto a”, é determinado de antemão, por meio de um experimento ou algo do gênero, a fim de que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponda à posição de centro gravitacional almejada Gc* e seja armazenada na ROM 72 na forma de um mapa. Em outras palavras, combinações desses valores que "permitam que o motor 10 gere a saída igual à saída requisitada Pr" e que "permitam que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponda à posição de centro gravitacional almejada Gc*" são armazenadas na ROM 72 na forma de um mapa. O momento da injeção de combustível CAinj pode ser ajustado por um controle por feedback para a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor, que é ilustrado na FIG. 7 (descrita mais adiante).

[0108]Durante a injeção de combustível real através das válvulas de injeção de combustível 20, a injeção piloto é realizada quando o ângulo de manivela θ de cada um dos cilindros está mais para o lado avançado do que o momento de injeção de combustível CAinj por uma margem de uma quantidade predeterminada (valor fixado) e a injeção principal é realizada quando o ângulo de manivela θ corresponde ao momento de injeção de combustível CAinj posterior.

[0109]Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 535 e controla a bomba de pressão de combustível 21 com base no sinal de saída emitido pelo sensor da pressão de combustível 63 de tal modo que a pressão Ep no acumulador 22 torne-se um valor correspondente à pressão de injeção de combustível Fp. Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 540 e controla o turbocompressor 35 com base no sinal de saída emitido pelo sensor da pressão do ca- no de admissão 62 de tal modo que a pressão Pm no coletor de admissão 30 torne- se um valor correspondente à pressão de turbocompressão Tp. Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 595 e encerra temporariamente essa rotina.

[0110]O controle por feedback para a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor que é executado pela CPU será descrito abaixo com referência à FIG. 7. Nessa rotina, a CPU corrige o momento de injeção de combustível CAinj por meio do controle por feedback a fim de que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc do motor 10 corresponda à posição de centro gravitaci- onal almejada Gc*. Nessa rotina, o ângulo de manivela θ é expresso por um ângulo além do ponto morto de compressão superior e, portanto, o ângulo de manivela θ mais para o lado avançado do que o ponto morto de compressão superior é um valor negativo. Essa rotina é executada para cada um dos cilindros do motor 10.

[0111]Quando o motor 10 está em operação, a CPU inicia o processamento na Etapa 700 e permite que o processamento siga à Etapa 705 toda vez que um período de tempo predeterminado se passa. Na Etapa 705, a CPU calcula a taxa de geração de calor com base no sinal de saída emitido pelo sensor de pressão interna dos cilindros 64 e calcula a posição de centro gravitacional real de uma taxa de geração de calor Gc com base na taxa de geração de calor. Mais especificamente, a CPU calcula a taxa de geração de calor dQ(θ) [J/CA°], que é um valor de calefação por unidade do ângulo de manivela com referência ao ângulo de manivela θ [CA°], com base na pressão interna dos cilindros Pc. Em seguida, a CPU calcula a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc com base na taxa de geração de calor dQ(θ).

[0112]Mais especificamente, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é obtida pelo cálculo baseado na Equação (4) a seguir.

[0113]Aqui, CAs é o ângulo de manivela onde a combustão começa (ângulo de manivela do início da combustão) e CAe é o ângulo de manivela onde a combustão termina (ângulo de manivela do fim da combustão). A posição de centro gravita- cional real de uma taxa de geração de calor Gc é calculada com base na Equação (4) convertida em uma expressão aritmética digital.

[0114]O ângulo de manivela do início da combustão CAs é o ângulo de manivela a que a combustão decorrente da injeção piloto começa. Quando é difícil prever o ângulo de manivela do início da combustão CAs e o ângulo de manivela do fim da combustão CAe para cada ciclo, o ângulo de manivela do início da combustão CAs é definido para ser um ângulo mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela a que a combustão de fato começa (por exemplo, 20° para o ponto morto de compressão superior) e o ângulo de manivela do fim da combustão CAe é definido para ser um ângulo mais para o lado atrasado do que o ângulo de manivela a que a combustão de fato termina (por exemplo, 90° além do ponto morto de compressão superior).

[0115]Nessa concretização, a geração de calor atribuível à "a pós-injeção, que é realizada mais para o lado atrasado (por exemplo, 90° além do ponto morto de compressão superior) do que a injeção posterior para um aumento na temperatura do gás de escapamento e acionamento do catalisador de purificação do gás de es- capamento 42," não é levada em conta durante a obtenção da posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc. Mais especificamente, a CPU não define o valor do ângulo de manivela do fim da combustão CAe em um valor mais para o lado atrasado do que 90° além do ponto morto de compressão superior.

[0116]A taxa de geração de calor dQ(θ) na posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é obtida pelo cálculo baseado na Equação (5) a seguir

[0117]Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 710 e determina se a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é ou não é menor do que a posição de centro gravitacional almejada Gc*. Quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é menor do que a posição de centro gravitacional almejada Gc*, a CPU emite uma determinação "Sim" na Etapa 710 e permite que o processamento siga à Etapa 715. Nesse caso, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc desvia mais para o lado avançado do que a posição de centro gravitacional almejada Gc* e, portanto, a CPU ajusta o momento de injeção de combustível CAinj para o lado atrasado em uma margem de uma diferença de ângulo de manivela ΔCA na Etapa 715. Em outras palavras, a CPU aumenta o valor do momento de injeção de combustível CAinj em uma margem de ΔCA (CAinj + ΔCA). Nessa concretização, a diferença de ângulo de manivela ΔCA é de 0,5°. Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 795 e encerra temporariamente essa rotina.

[0118]Quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc é de ao menos a posição de centro gravitacional almejada Gc*, a CPU emite uma determinação "Não" na Etapa 710 e permite que o processamento siga à Etapa 720. Na Etapa 720, a CPU determina se a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc ultrapassa ou não a posição de centro gravitacional almejada Gc*.

[0119]Se a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc ultrapassar a posição de centro gravitacional almejada Gc*, a CPU emite uma determinação "Sim" na Etapa 720 e permite que o processamento siga à Etapa 725. Nesse caso, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc desvia mais para o lado atrasado do que a posição de centro gravitacional almejada Gc* e, portanto, a CPU ajusta o momento de injeção de combustível CAinj para o lado avançado em uma margem de uma diferença de ângulo de manivela ΔCA na Etapa 725. Em outras palavras, a CPU diminui o valor do momento de injeção de combustível CAinj em uma margem de ΔCA (CAinj - ΔCA). Em seguida, a CPU permite que o processamento siga à Etapa 795 e encerra temporariamente essa rotina.

[0120]Se a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponder à posição de centro gravitacional almejada Gc*, a CPU emite uma determinação "Não" na Etapa 720 e permite que o processamento siga à Etapa 795. Nesse caso, a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponde à posição de centro gravitacional almejada Gc* e, portanto, a CPU não precisa corrigir o momento de injeção de combustível CAinj. Na Etapa 795, a CPU encerra temporariamente essa rotina.

[0121]Conforme descrito acima, o dispositivo de controle (ECU do motor 70) para controlar o estado de combustão de um motor de combustão interna (motor 10) de acordo com a presente concretização altera o estado de combustão de tal modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor corresponda a um ângulo de manivela alvo constante (posição de centro gravitacional almejada Gc*) independentemente da carga.

[0122]Além disso, o dispositivo de controle (ECU do motor 70) mede a quantidade correspondente ao valor real da taxa de geração de calor, estima a posição de centro gravitacional real de uma taxa de geração de calor com base na quantidade medida (Etapa 705 na FIG. 7) e controla por feedback o parâmetro de combustão para que a posição de centro gravitacional real estimada de uma taxa de geração de calor se aproxime do ângulo de manivela alvo (Etapa 710 à Etapa 725 na FIG. 7).

[0123]Além disso, o dispositivo de controle (ECU do motor 70) permite que ao menos uma dentre a pressão de injeção de combustível (pressão de injeção de combustível Fp), que é a pressão de combustível referente a quando a válvula de injeção de combustível (válvula de injeção de combustível 20) do motor (motor 10) injeta combustível, e a pressão de turbocompressão (pressão de turbocompressão Tp), atribuível ao turbocompressor do motor, seja proporcional à saída do motor (Etapa 515 e Etapa 520 na FIG. 5 e na FIG. 6).

[0124]Em outras palavras, o dispositivo de controle (ECU do motor 70) mantém ao menos uma dentre a pressão de injeção de combustível (pressão de injeção de combustível Fp), que é a pressão de combustível referente a quando a válvula de injeção de combustível do motor (motor 10) injeta combustível, e a pressão de tur- bocompressão (pressão de turbocompressão Tp), atribuível ao turbocompressor do motor, em um valor constante predeterminado independentemente da velocidade rotacional do motor quando a saída deste é constante.

[0125]O controle da pressão de injeção de combustível Fp e/ou da pressão de turbocompressão Tp permite que o dispositivo de controle (ECU do motor 70) altere o parâmetro de combustão a fim de alterar o estado de combustão de tal modo que uma taxa de aumento na taxa de geração de calor com referência ao ângulo de manivela seja constante por um período de tempo predeterminado a partir do início da combustão principal para cada ciclo.

[0126]Logo, o presente dispositivo de controle (ECU do motor 70) pode manter uma taxa de consumo de combustível do motor 10 baixa independentemente do estado de operação do motor 10. Além disso, o presente dispositivo pode suprimir uma mudança no componente de frequência sonora do motor mesmo quando a saída requisitada do motor 10 mudar. Como resultado, a audibilidade do som do motor 10 é melhorada.

[0127]Descreveu-se acima uma concretização do dispositivo de controle para um motor de combustão interna de acordo com a invenção. A invenção, contudo, não se limita a essa concretização e pode ser modificada de várias maneiras sem divergir de seu âmbito. Por exemplo, a CPU pode obter a posição de centro gravita- cional da taxa de geração de calor Gc com base em qualquer uma das Definições de 1 a 6 para a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor descritas acima em vez de obter a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc pelo cálculo baseado na Equação (4), como é o caso nessa concretização.

[0128]Na concretização acima, a posição de centro gravitacional almejada Gc* é de 7° além do ponto morto de compressão superior. No entanto, o presente dispositivo de controle pode definir a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor onde a taxa de consumo de combustível é minimizada como a posição de centro gravitacional almejada Gc* dependendo do motor ao qual o presente dispositivo de controle é aplicado. Como alternativa, o presente dispositivo de controle pode definir a posição de centro gravitacional Gc* de tal modo que a posição de centro gravitacional almejada Gc* torne-se um valor dentro de uma extensão constante, incluindo a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor, em que a taxa de consumo de combustível é minimizada.

[0129]Na concretização acima, a CPU armazena o momento de injeção de combustível CAinj em que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponde à posição de centro gravitacional almejada Gc* simultaneamente a quando o motor 10 gera a saída igual à saída do motor requisitada Pr na ROM 72. Em outras palavras, a CPU adota o Parâmetro (1) descrito acima como parâmetro para alterar o estado de combustão do motor 10. No entanto, a CPU pode adotar um ou mais dos Parâmetros de (1) a (12) descritos acima como parâmetro para alterar o estado de combustão.

[0130]Na concretização acima, a CPU controla a posição de centro gravita- cional da taxa de geração de calor Gc para o lado avançado ou para o lado atrasado quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc e a posição de centro gravitacional almejada Gc* diferem uma da outra. No entanto, a CPU pode omitir o controle da posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc se a "diferença entre a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc e a posição de centro gravitacional almejada Gc* (= Gc* - Gc)" for menor do que um valor predeterminado.

[0131]Na concretização acima, a diferença de ângulo de manivela ΔCA é um valor fixo. No entanto, a CPU pode alterar o valor da diferença de ângulo de manivela ΔCA. Por exemplo, a CPU pode definir a diferença de ângulo de manivela ΔCA em um valor correlacionado à "diferença entre a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc e a posição de centro gravitacional almejada Gc* (= Gc* - Gc)".

[0132]Na concretização acima, a CPU realiza uma injeção piloto antes da injeção principal. No entanto, a CPU pode realizar somente a injeção principal sem realizar a injeção piloto.

[0133]Na concretização acima, a CPU determina o momento de injeção de combustível CAinj e realiza o controle por feedback do momento de injeção de combustível CAinj a fim de ajustar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc toda vez que a saída de motor requisitada Pr mudar. No entanto, a CPU pode aprender um resultado do controle por feedback do momento de injeção de combustível CAinj e armazenar o resultado na RAM 73. Em outras palavras, a CPU pode aprender o momento de injeção de combustível CAinj em que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponde à posição de centro gravitacional almejada Gc* para cada saída do motor requisitada Pr e, então, determinar o momento de injeção de combustível CAinj com base no resultado aprendido quando a saída do motor requisitada Pr mudar.

[0134]Na concretização acima, a CPU ajusta o momento de injeção de combustível CAinj a fim de controlar por feedback a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc. Em outras palavras, a CPU desloca a posição de cen- tro gravitacional da taxa de geração de calor Gc para o lado avançado ou para o lado atrasado executando a Operação (1a) ou (1b) descrita acima. No entanto, a CPU pode deslocar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc para o lado avançado ou para o lado atrasado por meio de uma ou mais das Operações de (1a) a (12a) ou de (1b) a (12b) descritas acima.

[0135]Na concretização acima, o motor 10 é munido da EGR de alta pressão (cano de refluxo do gás de escapamento de alta pressão 50 ou algo do gênero) e da EGR de baixa pressão (cano de refluxo do gás de escapamento de baixa pressão 53 ou algo do gênero). No entanto, o motor 10 pode ser munido de somente uma dentre a EGR de alta pressão e a EGR de baixa pressão.

[0136]Na concretização acima, a CPU estima a posição de centro gravitaci- onal da taxa de geração de calor com base na saída do sensor de pressão interna dos cilindros 64. No entanto, a CPU pode estimar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor, por exemplo, por meio de um método para medir a corrente iônica interna dos cilindros.

[0137]Na concretização acima, a CPU ajusta a posição de centro gravitacio- nal da taxa de geração de calor Gc por meio do controle por feedback do momento de injeção de combustível CAinj (FIG. 7). No entanto, a CPU pode ajustar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc por meio somente do processamento ilustrado na FIG. 5, com o controle por feedback omitido.

[0138]Na concretização acima, a CPU ajusta a posição de centro gravitacio- nal da taxa de geração de calor Gc por meio do controle por feedback do momento de injeção do combustível CAinj (FIG. 7). No entanto, a CPU pode omitir o controle por feedback se a diferença entre a saída do motor requisitada Pr determinada na Etapa 510 da FIG. 5 e a saída do motor requisitada em um período de tempo anterior predeterminado for igual ou menor do que um limite predeterminado, ou seja, se a quantidade de mudança na saída do motor requisitada Pr por unidade de tempo for igual ou menor do que um limite predeterminado. Esse limite predeterminado pode ser "0".

[0139]Na concretização acima, a CPU realiza o controle de combustão para que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc torne-se a posição de centro gravitacional almejada Gc* constante independentemente do estado de operação do motor determinado com base na carga, na velocidade rotacional do motor ou algo do gênero. No entanto, a CPU pode executar o controle de combustão para permitir que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponda à posição de centro gravitacional almejada Gc* constante somente se a carga estiver dentro de uma faixa predeterminada e executar o controle de combustão para alterar a posição de centro gravitacional almejada Gc* para uma posição diferente da posição de centro gravitacional almejada Gc* constante se a carga não estiver dentro da faixa predeterminada.

[0140]Na concretização acima, a CPU define cada uma dentre a pressão de injeção de combustível Fp e a pressão de turbocompressão TP em um valor proporcional à saída requisitada Pr a fim de suprimir a mudança no componente de frequência sonora do motor. No entanto, a CPU pode omitir esse processamento na medida em que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor Gc corresponder à posição de centro gravitacional almejada Gc* quando o som do motor não precisar ser levado em consideração.

[0141]Na concretização acima, a CPU define cada uma dentre a pressão de injeção de combustível Fp e a pressão de turbocompressão TP em um valor proporcional à saída requisitada Pr a fim de suprimir a mudança no componente de frequência sonora do motor. No entanto, meramente uma dentre a pressão de injeção de combustível Fp e a pressão de turbocompressão Tp pode ser definida em um valor proporcional à saída requisitada Pr.

Claims

1. Dispositivo de controle para controlar um estado de combustão de um motor de combustão interna, o dispositivo de controle CARACTERIZADO por compreender: um microprocessador programável configurado para: receber, a partir de um sensor associado a pelo menos um cilindro do motor, medições de pelo menos um parâmetro do motor; determinar uma taxa de geração de calor no pelo menos um cilindro em função do ângulo de manivela; determinar uma posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor com base na taxa de geração de calor determinada; ajustar pelo menos um parâmetro de combustão para controlar o estado de combustão do motor de modo que a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor corresponda a um ângulo de manivela alvo constante independentemente de uma carga do motor; e operar o motor com base em pelo menos um parâmetro de combustão, i) quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor for definida como um ângulo de manivela correspondente a um centro gravitacional geométrico de uma região cercada por uma forma de onda traçada pela taxa de geração de calor com relação a um gráfico em que o ângulo de manivela para cada ciclo é definido em um primeiro eixo e a taxa de geração de calor é definida no outro eixo, ortogonal ao primeiro eixo, e ii) em um caso em que pelo menos a carga do motor estiver dentro de uma faixa predeterminada.

2. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o ângulo de manivela alvo é determinado como um ângulo de manivela no qual uma soma de uma perda por arrefecimento do motor e uma perda por escapamento do motor é minimizada.

3. Dispositivo de controle para controlar um estado de combustão de um motor de combustão interna, o dispositivo de controle CARACTERIZADO por compreender: um microprocessador programável configurado para: receber, a partir de um sensor associado a pelo menos um cilindro do motor, medições de pelo menos um parâmetro do motor; determinar uma taxa de geração de calor no pelo menos um cilindro em função do ângulo de manivela; determinar uma posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor com base na taxa de geração de calor determinada; ajustar pelo menos um parâmetro de combustão para controlar o estado de combustão de modo que a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor corresponda a um ângulo de manivela alvo constante independentemente de uma carga do motor; e operar o motor com base em pelo menos um parâmetro de combustão, i) quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor for definida como um ângulo de manivela específico no qual um valor obtido integrando um valor correspondente a um produto de um valor obtido subtraindo o ângulo de manivela específico de um ângulo de manivela arbitrário para cada ciclo e uma taxa de geração de calor no ângulo de manivela arbitrário em relação ao ângulo de manivela for 0, e ii) em um caso em que pelo menos a carga do motor estiver dentro de uma faixa predeterminada.

4. Dispositivo de controle para controlar um estado de combustão de um motor de combustão interna, o dispositivo de controle CARACTERIZADO por compreender: um microprocessador programável configurado para: receber, a partir de um sensor associado a pelo menos um cilindro do motor, medições de pelo menos um parâmetro do motor; determinar uma taxa de geração de calor no pelo menos um cilindro em função do ângulo de manivela; determinar uma posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor com base na taxa de geração de calor determinada; ajustar pelo menos um parâmetro de combustão para controlar o estado de combustão de modo que a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor corresponda a um ângulo de manivela alvo constante independentemente de uma carga do motor; e operar o motor com base em pelo menos um parâmetro de combustão, i) quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor for definida como um ângulo de manivela específico disponível quando um valor obtido integrando um produto de uma diferença de ângulo de manivela entre um ângulo de manivela arbitrário mais para um lado avançado do que o ângulo de manivela específico e o ângulo de manivela específico e uma taxa de geração de calor no ângulo de manivela arbitrário em relação ao ângulo de manivela e um valor obtido integrando um produto de uma diferença de ângulo de manivela entre o ângulo de manivela arbitrário mais para o lado atrasado do que o ângulo de manivela específico e o ângulo de manivela específico e a taxa de geração de calor no ângulo de manivela arbitrário com relação ao ângulo de manivela, serem iguais um ao outro, e ii) em um caso em que pelo menos a carga do motor estiver dentro de uma faixa predeterminada.

5. Dispositivo de controle para controlar um estado de combustão de um motor de combustão interna, o dispositivo de controle CARACTERIZADO por compreender: um microprocessador programável configurado para: receber, a partir de um sensor associado a pelo menos um cilindro do motor, medições de pelo menos um parâmetro do motor; determinar uma taxa de geração de calor no pelo menos um cilindro em função do ângulo de manivela; determinar uma posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor com base na taxa de geração de calor determinada; ajustar pelo menos um parâmetro de combustão para controlar o estado de combustão de modo que a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor Gc obtida por um cálculo com base na seguinte Equação (1) corresponda a um ângulo de manivela alvo constante independentemente de uma carga do motor em um caso em que pelo menos a carga do motor estiver dentro de um intervalo predeterminado quando um ângulo de manivela no qual a combustão de um combustível que começa é expresso como CAs, um ângulo de manivela no qual a combustão do combustível que termina é expresso como CAe, um ângulo de manivela arbitrário é expresso como θ e a taxa de geração de calor no ângulo de manivela θ é expressa por dQ(θ) para cada ciclo

eoperar o motor com base em pelo menos um parâmetro de combustão.

6. Dispositivo de controle para controlar um estado de combustão de um motor de combustão interna, o dispositivo de controle CARACTERIZADO por compreender: um microprocessador programável configurado para: receber, a partir de um sensor associado a pelo menos um cilindro do motor, medições de pelo menos um parâmetro do motor; determinar uma taxa de geração de calor no pelo menos um cilindro em função do ângulo de manivela; determinar uma posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor com base na taxa de geração de calor determinada; ajustar pelo menos um parâmetro de combustão para controlar o estado de combustão de modo que a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor corresponda a um ângulo de manivela alvo constante independentemente de uma carga do motor; e operar o motor com base em pelo menos um parâmetro de combustão, i) quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor for definida como um valor obtido adicionando um ângulo de manivela do início da combustão a um valor obtido dividindo um valor integrado de um produto de uma diferença entre um ângulo de manivela arbitrário e o ângulo de manivela do início da combustão e uma taxa de geração de calor ao ângulo de manivela arbitrário em relação ao ângulo de manivela pela área de uma região definida por uma forma de onda da taxa de geração de calor com relação ao ângulo de manivela, e ii) em um caso em que pelo menos a carga do motor estiver dentro de uma faixa predeterminada.

7. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um cilindro inclui pelo menos dois cilindros, e em que pelo menos dois cilindros têm o mesmo ângulo de manivela alvo.

8. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dentre um momento de uma injeção principal de combustível e uma pressão de injeção de combustível como pressão do combustível durante a injeção do combustível por uma válvula de injeção de combustível do motor ser o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

9. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma dentre uma quantidade de injeção unitária de uma injeção piloto de combustível executada em um momento mais para um lado avançado do que a injeção principal do combustível, um número de injeções piloto e os momentos de injeção das respectivas injeções piloto é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

10. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dentre uma quantidade de injeção de uma injeção posterior de combustível executada em um momento mais para o lado atrasado do que a injeção principal e um momento de injeção da injeção posterior é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

11. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que uma pressão de turbocompressão, atribuível a um turbocompressor do motor, é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

12. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para alterar a pressão de turbocompressão através do uso de pelo menos um dentre um grau de abertura de um bocal variável disposto em uma turbina do turbocompressor e um grau de abertura de uma válvula de escape do turbocompressor.

13. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que uma quantidade de gás EGR permitida a fluir de volta em direção a uma passagem de admissão do motor por um dispositivo EGR do motor ou uma taxa EGR como uma razão entre a quantidade do gás EGR e uma quantidade de gás que flui para o cilindro, é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

14. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que uma razão de uma quantidade de um gás EGR de alta pressão permitido a fluir de volta por um dispositivo EGR de alta pressão instalado no motor e permite que o gás de escapamento mais a montante do que uma turbina flua de volta em direção a uma passagem de admissão, para uma quantidade de um gás EGR de baixa pressão permitido a fluir de volta por um dispositivo EGR de baixa pressão instalado no motor e permite que o gás de escapamento mais a jusante da turbina de um turbocompressor disposta em uma passagem de esca- pamento do motor flua de volta em direção à passagem de admissão, é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

15. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de ar aspirado para pelo menos um cilindro durante um curso de admissão é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

16. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para alterar a temperatura do ar através do uso de pelo menos uma dentre uma eficiência de arrefecimento de um radiador disposto em uma passagem de admissão do motor e uma eficiência de arrefecimento de um arrefecedor EGR que arrefece o gás EGR permitido a fluir de volta em direção à passagem de admissão do motor por um dispositivo EGR do motor.

17. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a intensidade de um fluxo de turbilhonamento no pelo menos um cilindro ajustada por um dispositivo de ajuste do fluxo de turbilho- namento do motor é o parâmetro de combustão que altera o estado de combustão.

18. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o sensor é um dentre um sensor que detecta a pressão no cilindro ou um sensor que mede uma corrente iônica no cilindro, e em que o parâmetro de motor é uma pressão interna nos cilindros como uma pressão no pelo menos um cilindro, ou a corrente iônica decorrente da combustão no pelo menos um cilindro.

19. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado executando pelo menos uma dentre uma operação para adiantar um momento de uma injeção principal de combustível e uma operação para aumentar uma pressão de injeção de combustível como a pressão do combustível durante a injeção do combustível por uma válvula de injeção de combustível do motor, quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado através da execução de pelo menos uma dentre uma operação para atrasar o momento da injeção principal e uma operação para diminuir a pressão de injeção de combustível quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

20. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARCTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado através do aumento de uma quantidade de injeção unitária de uma injeção piloto de combustível, realizada em um momento mais para o lado avançado do que uma injeção principal, quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado diminuindo a quantidade de injeção unitária de uma injeção piloto quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

21. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado através da alteração de pelo menos um dentre um número de injeções piloto e momentos de injeção das respectivas injeções pilotos e adiantar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor com relação à injeção piloto determinada com base no calor gerado pela combustão do combustível alimentado ao cilindro pela injeção piloto, quando a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado através da alteração de pelo menos um dentre o número das injeções piloto e os momentos de injeção das respectivas injeções pilotos e atrasar a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor com relação à injeção piloto quando a posição de centro gravitacional de uma taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

22. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado através da execução de pelo menos uma dentre uma operação para diminuir uma quantidade de injeção de uma injeção posterior de combustível e uma operação para mover um momento de injeção da injeção posterior para o lado avançado quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado através da execução de pelo menos uma dentre uma operação para aumentar a quantidade de injeção da injeção posterior e uma operação para deslocar o momento de injeção da injeção posterior para o lado atrasado quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

23. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado através do aumento de uma pressão de turbocompressão de um turbocompressor do motor quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado através da diminuição da pressão de turbocompressão quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

24. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para alterar a pressão de turbocompressão através do uso de pelo menos um dentre um grau de abertura de um bocal variável disposto em uma turbina do turbocom pressor e um grau de abertura de uma válvula de escape do turbocompressor.

25. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado através da diminuição de uma quantidade de gás EGR permitido a fluir de volta em direção a uma passagem de admissão do motor por um dispositivo EGR do motor ou uma taxa EGR como uma razão da quantidade do gás EGR para uma quantidade de gás que flui para dentro do pelo menos um cilindro, quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração da calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado através do aumento de quantidade do gás EGR ou da taxa EGR quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

26. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado diminuindo uma razão de uma quantidade de um gás EGR de alta pressão permitido a fluir de volta por um dispositivo EGR de alta pressão instalado no motor e permite que o gás de escapamento mais a montante do que uma turbina flua de volta em direção a uma passagem de admissão para a quantidade de um gás EGR de baixa pressão permitido fluir de volta por um dispositivo EGR de baixa pressão no motor e permite que o gás de escapamento mais a jusante do que a turbina de um turbocompressor disposta em uma passagem de escapamento do motor flua de volta em direção a passagem de admissão, quando a posição de cen tro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado, aumentando a razão da quantidade do gás EGR de alta pressão para a quantidade do gás EGR de baixa pressão quando a posição de centro gravi- tacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

27. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado, aumentando a temperatura do ar aspirado para o cilindro durante um curso de admissão quando a posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição do centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado, diminuindo a temperatura do ar quando a posição do centro gravita- cional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

28. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para alterar a temperatura do ar usando pelo menos um de uma eficiência de arrefecimento de um radiador fornecido em uma passagem de admissão do motor e uma eficiência de arrefecimento de um gás EGR de arrefecimento do arrefecedor EGR permitido a fluir de volta em direção a passagem de admissão do motor por um dispositivo EGR do motor.

29. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para i) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para um lado avançado, aumentando a intensidade de um fluxo de turbilhonamento no cilindro ajustado por um dispositivo de ajuste de fluxo de turbilhonamento do motor quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais em um lado atrasado do que o ângulo de manivela alvo, e ii) mover a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor para o lado atrasado através da diminuição da intensidade do fluxo de turbilhonamento quando a posição de centro gravitacional da taxa de geração de calor estiver mais para o lado avançado do que o ângulo de manivela alvo.

30. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para alterar um parâmetro de combustão para alterar o estado de combustão de modo que as taxas de aumento na taxa de geração de calor por um período de tempo predeterminado a partir de um início de uma combustão principal sejam iguais umas às outras a cada ciclo.

31. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para manter pelo menos uma de uma pressão de injeção de combustível como a pressão de combustível durante a injeção do combustível por uma válvula de injeção de combustível do motor, e uma pressão de turbocompressão, atribuível a um turbocompressor do motor em um valor predeterminado constante independentemente de uma velocidade rotacional do motor em um caso em que uma saída do motor é constante.

32. Dispositivo de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o microprocessador programável é configurado para permitir pelo menos uma dentre uma pressão de injeção de combustível como a pressão do combustível durante a injeção do combustível por uma válvula de injeção de combustível do motor, e uma pressão de turbocompressão, atribuível a um turbocompressor do motor, sejam proporcionais à saída do motor.