Aparato de control para un motor de combustión interna dotado de medios de control de sincronismo de válvula en el que se fija un ángulo de funcionamiento,

para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape (14) permaneciendo constante el ángulo de funcionamiento, en el que

los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de apertura de la válvula de escape (14) retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un segundo ciclo y después hasta que finaliza un primer ciclo en el arranque, durante el que se inyecta combustible para la combustión inicial, y que comprende ade-más:

medios de control del momento de inyección de combustible para controlar un momento de inyección de combustible en un orificio de admisión desde una válvula de inyección de combustible (34), caracterizado porque

los medios de control del momento de inyección de combustible están adaptados para establecer el momento de inyección de combustible en el primer ciclo en el arranque a dentro de un periodo durante el que una válvula de admisión (12) está cerrada, y para establecer el momento de inyección de combustible en el segundo ciclo en el arranque y después para coincidir con el momento de apertura de la válvula de admisión (12)

Aparato de control y método de control para motor de combustión interna.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a un aparato de control y a un método de control para un motor de combustión interna. Más específicamente, la invención se refiere a una tecnología de control para reducir la cantidad de HC descargado durante el arranque del motor de combustión interna.

Durante un arranque en frío de un motor de combustión interna, el combustible se atomiza poco en comparación con después de que el motor se haya calentado. Como resultado, el HC (hidrocarburo) no quemado que no contribuyó a la combustión tiende a adherirse a la superficie de la pared del cilindro. Cuando el pistón se eleva en el cilindro, el HC no quemado que se había adherido a la superficie de la pared del cilindro se empuja hacia arriba por el pistón y se libera al interior del conducto de escape junto con gas de combustión cuando se abre la válvula de escape. Por consiguiente, hay grandes cantidades de HC no quemado en el gas de combustión que se descarga desde el motor de combustión interna durante un arranque en frío, y particularmente en el gas de combustión descargado justo antes del TDC (Top Dead Center, punto muerto superior), en comparación con después de que se haya calentado el motor.

Un catalizador para eliminar los componentes tóxicos en el gas de combustión está dispuesto en el conducto de escape del motor de combustión interna. Cuando el catalizador está frío, sin embargo, no puede purificar el gas de combustión de manera suficiente. Como resultado, cuando la temperatura del catalizador es baja y el catalizador todavía no está activado, tal como durante un arranque en frío del motor de combustión interna, el HC no quemado contenido en el gas de combustión acaba siendo liberado a la atmósfera sin haberse purificado lo suficiente. Por tanto, para evitar un deterioro de las emisiones de gas de escape durante un arranque en frío, es necesario reducir la cantidad real de HC no quemado que se descarga desde el motor de combustión interna.

La publicación de solicitud de patente japonesa n.º JP-A-2003-120348 da a conocer un ejemplo de tecnología que reduce la cantidad de HC no quemado descargado durante un arranque en frío. La técnica relacionada dada a conocer en esa publicación pretende reducir la cantidad de HC no quemado que se descarga adelantando el momento de cierre de la válvula de escape con respecto al TDC de la carrera de admisión desde el arranque del motor, y encerrando el gas de combustión que contiene grandes cantidades de HC no quemado que va a descargarse en la cámara de combustión justo antes del TDC. La publicación de solicitud de patente japonesa n.º JP-A-2001-159353, la publicación de solicitud de patente japonesa n.º JP-A-2001-263050, el documento WO 2004/061274 y el documento US 5.531.193 también dan a conocer la técnica relacionada.

Existe la necesidad de reducir la cantidad de HC no quemado que se adhiere a la superficie de la pared del cilindro durante la combustión en el primer ciclo en el arranque del motor de combustión interna quemando el combustible que se inyecta para la combustión inicial de la manera más completa posible. Por consiguiente, es necesario favorecer de manera suficiente una reacción de oxidación de HC dentro de la cámara de combustión.

Durante el arranque, y particularmente durante un arranque en frío, del motor de combustión interna, sin embargo, la temperatura y la presión en la cámara de combustión son bajas, opuesto a la atmósfera de alta temperatura-alta presión que favorece una reacción de oxidación de HC. Además, como la temperatura de la superficie de la pared del cilindro es baja, el combustible tiende a adherirse a la misma. La técnica relacionada dada a conocer en la publicación de solicitud de patente japonesa n.º JP-A-2003-120348 no tiene en cuenta el HC no quemado que se produce durante la combustión en el primer ciclo en el arranque. Por tanto sigue habiendo cabida para una mejora con respecto a la reducción de la cantidad de HC no quemado que se descarga.

Sumario de la invención

En vista de los problemas anteriores, el objeto de esta invención es proporcionar un aparato de control para un motor de combustión interna, que pueda reducir la cantidad de HC no quemado descargado en el arranque, y particularmente durante un arranque en frío, de un motor de combustión interna.

Según la presente invención, este objeto se soluciona mediante un aparato de control según la reivindicación 1 y 4, y un método de control según la reivindicación 8 y 11.

Por tanto, un aspecto de la invención se refiere a un aparato de control para un motor de combustión interna que está dotado de medios de control de sincronismo de válvula en el que se fija un ángulo de funcionamiento, para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape permaneciendo constante el ángulo de funcionamiento, en el que los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de apertura de la válvula de escape retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un segundo ciclo y después hasta que finaliza un primer ciclo en el arranque.

Además, otro aspecto de la invención se refiere a un método de control para un motor de combustión interna en el que se fija un ángulo de funcionamiento, para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape permaneciendo constante el ángulo de funcionamiento. Este método de control comprende la etapa de controlar el momento de apertura de la válvula de escape retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un segundo ciclo y después hasta que finaliza el primer ciclo en el arranque.

Según el aparato de control y el método de control para un motor de combustión interna descritos anteriormente, el momento de cierre de la válvula de escape se controla retrasándolo respecto al momento de apertura que se establece en el segundo ciclo y después hasta que finaliza el primer ciclo en el arranque. Como resultado, puede aumentarse el tiempo de combustión de la mezcla aire-combustible dentro de la cámara de combustión en el primer ciclo en el arranque, lo que favorece la reacción de oxidación de HC de modo que puede reducirse la cantidad de HC no quemado que se genera.

Además, el aparato de control y el método comprenden un control del momento de inyección de combustible que controla el momento de inyección de combustible en el orificio de admisión desde una válvula de inyección de combustible, el momento de inyección de combustible en el primer ciclo en el arranque se establece a dentro de un periodo durante el que la válvula de admisión está cerrada, y el momento de inyección de combustible en el segundo ciclo y después se establece para coincidir con el momento de apertura de la válvula de admisión.

Según el control del motor de combustión interna descrito anteriormente, el tiempo de vaporización del combustible en el orificio de admisión puede garantizarse en el primer ciclo en el arranque en el que no hay gas de combustión en la cámara de combustión, mientras que puede aumentarse la atomización de combustible mediante gas de combustión a alta temperatura que vuelve al interior del orificio de admisión desde el interior de la cámara de combustión en el segundo ciclo y después cuando hay gas de combustión residual en la cámara de combustión. Por consiguiente, puede aumentarse la combustión de combustible dentro de la cámara de combustión, permitiendo así reducir la cantidad de HC no quemado que se genera.

Además, el momento de cierre de la válvula de escape también puede controlarse adelantándolo respecto al punto muerto superior de la carrera de admisión en el segundo ciclo en el arranque y después.

Según el control del motor de combustión interna descrito anteriormente, el momento de cierre de la válvula de escape se controla adelantándolo respecto al punto muerto superior de la carrera de admisión en el segundo ciclo en el arranque y después. Como resultado, puede encerrarse el gas de combustión que contiene grandes cantidades de HC no quemado que va a descargarse en la cámara de combustión justo antes del punto muerto superior de la carrera de admisión, permitiendo así reducir adicionalmente la cantidad de HC no quemado que se descarga desde la cámara de combustión.

Además, el sincronismo de válvula de la válvula...

1. Aparato de control para un motor de combustión interna dotado de medios de control de sincronismo de válvula en el que se fija un ángulo de funcionamiento, para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape (14) permaneciendo constante el ángulo de funcionamiento, en el que

los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de apertura de la válvula de escape (14) retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un segundo ciclo y después hasta que finaliza un primer ciclo en el arranque, durante el que se inyecta combustible para la combustión inicial, y que comprende ade-más:

medios de control del momento de inyección de combustible para controlar un momento de inyección de combustible en un orificio de admisión desde una válvula de inyección de combustible (34), caracterizado porque

los medios de control del momento de inyección de combustible están adaptados para establecer el momento de inyección de combustible en el primer ciclo en el arranque a dentro de un periodo durante el que una válvula de admisión (12) está cerrada, y para establecer el momento de inyección de combustible en el segundo ciclo en el arranque y después para coincidir con el momento de apertura de la válvula de admisión (12).

2. Aparato de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 1, caracterizado porque

los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de cierre de la válvula de escape (14) adelantándolo respecto al punto muerto superior (TDC) de la carrera de admisión en el segundo ciclo en el arranque y después.

3. Aparato de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque

los medios de control de sincronismo de válvula cambian el sincronismo de válvula de la válvula de escape (14) a un sincronismo de válvula normal determinado a partir del estado de funcionamiento del motor de combustión interna cuando una temperatura del motor (Teng) supera una temperatura predeterminada (To) o cuando se estima que la temperatura del motor (Teng) ha superado la temperatura predeterminada (To).

4. Aparato de control para un motor de combustión interna dotado de medios de control de sincronismo de válvula en el que un ángulo de funcionamiento es variable, para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape (14) o bien independientemente o bien en asociación con el ángulo de funcionamiento, en el que

los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de apertura de la válvula de escape (14) retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un ciclo que sigue tras un ciclo predeterminado y después desde el arranque hasta que finaliza el ciclo predeterminado,

y que comprende además:

medios de control del momento de inyección de combustible para controlar un momento de inyección de combustible en un orificio de admisión desde una válvula de inyección de combustible (34), caracterizado porque

los medios de control del momento de inyección de combustible están adaptados para establecer el momento de inyección de combustible en el primer ciclo en el arranque, durante el que se inyecta combustible para la combustión inicial, a dentro de un periodo durante el que una válvula de admisión (12) está cerrada, y para establecer el momento de inyección de combustible en el segundo ciclo en el arranque y después para coincidir con el momento de apertura de la válvula de admisión (12).

5. Aparato de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 4, caracterizado porque

los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de cierre de la válvula de escape (14) adelantándolo respecto al punto muerto superior (TDC) de una carrera de admisión en un segundo ciclo en el arranque y después lo más tarde.

6. Aparato de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 5, caracterizado porque

los medios de control de sincronismo de válvula controlan el momento de cierre de la válvula de escape (14) adelantándolo respecto al punto muerto superior (TDC) de la carrera de admisión en un primer ciclo en el arranque y después.

7. Aparato de control para un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque

los medios de control de sincronismo de válvula designan el ciclo predeterminado para producirse cuando una temperatura del motor (Teng) ha superado una temperatura predeterminada (To) o cuando se estima que la temperatura del motor (Teng) ha superado la temperatura predeterminada (To), y cambia el sincronismo de válvula de la válvula de escape (14) a un sincronismo de válvula normal determinado a partir del estado de funcionamiento del motor de combustión interna en el ciclo que sigue tras el ciclo predeterminado y después.

8. Método de control para un motor de combustión interna en el que se fija un ángulo de funcionamiento, para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape (14) permaneciendo constante el ángulo de funcionamiento, que comprende la etapa de:

controlar el momento de apertura de la válvula de escape (14) retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un segundo ciclo y después hasta que finaliza un primer ciclo en el arranque, durante el que se inyecta combustible para la combustión inicial,

y que comprende además las etapas de:

cuando el motor de combustión interna controla un momento de inyección de combustible en un orificio de admisión desde una válvula de inyección de combustible (34), caracterizado por

establecer el momento de inyección de combustible en el primer ciclo en el arranque a dentro de un periodo durante el que la válvula de admisión (12) está cerrada, y establecer el momento de inyección de combustible en el segundo ciclo en el arranque y después para coincidir con el momento de apertura de la válvula de admisión (12).

9. Método de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende la etapa de:

controlar el momento de cierre de la válvula de escape (14) adelantándolo respecto al punto muerto superior (TDC) de una carrera de admisión en el segundo ciclo en el arranque y después.

10. Método de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque comprende además la etapa de:

cambiar el sincronismo de válvula de la válvula de escape (14) a un sincronismo de válvula normal determinado a partir del estado de funcionamiento del motor de combustión interna cuando una temperatura del motor (Teng) supera una temperatura predeterminada (To) o cuando se estima que la temperatura del motor (Teng) ha superado la temperatura predeterminada (To).

11. Método de control para un motor de combustión interna en el que un ángulo de funcionamiento es variable, para cambiar un momento de apertura y un momento de cierre de una válvula de escape (14) o bien independientemente o bien en asociación con el ángulo de funcionamiento, que comprende además la etapa de:

controlar el momento de apertura de la válvula de escape (14) retrasándolo respecto al momento de apertura establecido en un ciclo que sigue tras un ciclo predeterminado y después desde el arranque hasta que finaliza el ciclo predeterminado,

y que comprende además las etapas de:

cuando el motor de combustión interna controla un momento de inyección de combustible en un orificio de admisión desde una válvula de inyección de combustible (34), caracterizado por

establecer el momento de inyección de combustible en un primer ciclo en el arranque, durante el que se inyecta combustible para la combustión inicial, a dentro de un periodo durante el que una válvula de admisión (12) está cerrada, y establecer el momento de inyección de combustible en un segundo ciclo en el arranque y después para coincidir con el momento de apertura de la válvula de admisión (12).

12. Método de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 11, caracterizado porque comprende además la etapa de:

controlar el momento de cierre de la válvula de escape (14) adelantándolo respecto al punto muerto superior (TDC) de una carrera de admisión en un segundo ciclo en el arranque y después lo más tarde.

13. Método de control para un motor de combustión interna según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además la etapa de:

controlar el momento de cierre de la válvula de escape (14) adelantándolo respecto al punto muerto superior (TDC) de la carrera de admisión en un primer ciclo en el arranque y después.

14. Método de control para un motor de combustión interna según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado porque comprende además la etapa de:

designar el ciclo predeterminado para producirse cuando una temperatura del motor (Teng) ha superado una temperatura predeterminada (To) o cuando se estima que la temperatura del motor (Ten g) ha superado la temperatura predeterminada (To), y cambiar el sincronismo de válvula de la válvula de escape (14) a un sincronismo de válvula normal determinado a partir del estado de funcionamiento del motor de combustión interna en el ciclo que sigue tras el ciclo predeterminado y después.