柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具備使廢氣從排氣通道向進(jìn)氣通道再循環(huán)的EGR(廢氣再循環(huán))裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，例如特開平5-215004號(hào)公報(bào)所公開的那樣，已知一種具備EGR裝置的內(nèi)燃機(jī)。在該裝置中，根據(jù)來自缸內(nèi)壓力傳感器的信號(hào)而對(duì)缸內(nèi)壓力最大值進(jìn)行檢測(cè)。而且，采用如下方式，即，在目標(biāo)值與該缸內(nèi)壓力最大值之差超過了預(yù)定的穩(wěn)定界限值時(shí)判斷為異常燃燒，并將EGR率向減少方向進(jìn)行補(bǔ)正。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-215004號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]雖然在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，采用了如下方式，S卩，在判斷為異常燃燒的情況下將EGR率向減少方向進(jìn)行補(bǔ)正從而實(shí)現(xiàn)燃燒改善，但是減少EGR量的方式并不一定總是帶來燃燒改善。例如，在使EGR量減少的情況下，燃燒不穩(wěn)定程度將會(huì)如圖7的曲線圖所示那樣發(fā)生變化。在圖7的曲線圖中分別繪制了低外部氣溫時(shí)和常溫時(shí)的與EGR量相對(duì)應(yīng)的燃燒不穩(wěn)定程度(例如轉(zhuǎn)矩變動(dòng)量)的變化。如該曲線圖所示，當(dāng)EGR量向減少方向進(jìn)行推移時(shí)，在低外部氣溫時(shí)和常溫時(shí)燃燒不穩(wěn)定程度均立刻向穩(wěn)定方向進(jìn)行推移。燃燒的立刻的改善是由于通過EGR量的減少而使進(jìn)氣中的氧濃度增加了的原因。但是，之后的EGR量的減少僅在低外部氣溫時(shí)導(dǎo)致燃燒向不穩(wěn)定方向急劇地發(fā)生變化。這是由于，因EGR量的減少而使進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力減小從而對(duì)燃燒惡化的助推作用變大。因此，在現(xiàn)有的一般的EGR控制中存在如下的情況，S卩，在低溫環(huán)境下抑制燃燒狀態(tài)的惡化是較為困難的。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述這種課題而被完成的，其目的在于，提供一種能夠在具備EGR裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在較大范圍的溫度環(huán)境條件下抑制燃燒狀態(tài)的惡化的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。
[0009]用于解決課題的方法
[0010]為了達(dá)成上述的目的，第一發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置為，具備使廢氣從排氣通道向進(jìn)氣通道再循環(huán)的EGR裝置，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置的特征在于，具備:控制單元，其在所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)惡化的情況下，實(shí)施減少由所述廢氣再循環(huán)裝置所產(chǎn)生的排氣回流量的減量補(bǔ)正；第一取得單元，其取得與所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的著火時(shí)的缸內(nèi)溫度相關(guān)的溫度相關(guān)值；限制單元，其在所述溫度相關(guān)值小于預(yù)定的閾值的情況下，對(duì)所述減量補(bǔ)正的執(zhí)行進(jìn)行限制。
[0011]第二發(fā)明的特征在于，在第一發(fā)明中，所述第一取得單元取得向所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)所吸入的進(jìn)氣的溫度以作為所述溫度相關(guān)值。
[0012]第三發(fā)明的特征在于，在第一或第二發(fā)明中，所述限制單元為，在所述溫度相關(guān)值小于所述閾值的情況下停止進(jìn)行所述減量補(bǔ)正并且實(shí)施增加所述排氣回流量的增量補(bǔ)正的單元。
[0013]第四發(fā)明的特征在于，在第一至第三發(fā)明中的任一發(fā)明中，還具備:第二取得單元，其取得與所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的著火時(shí)的缸內(nèi)壓力相關(guān)的壓力相關(guān)值；根據(jù)所述壓力相關(guān)值而對(duì)所述閾值進(jìn)行設(shè)定的單元。
[0014]第五發(fā)明的特征在于，在第四發(fā)明中，所述第二取得單元取得向所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)所吸入的空氣的壓力以作為所述壓力相關(guān)值。
[0015]第六發(fā)明的特征在于，在第一至第五發(fā)明中的任一發(fā)明中，還具備:取得所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比的單元；在所述空燃比與預(yù)定空燃比相比而過濃的情況下，禁止所述限制單元的執(zhí)行的單元。
[0016]第七發(fā)明的特征在于，在第一至第六發(fā)明中的任一發(fā)明中，還具備在所述溫度相關(guān)值小于閾值的情況下使燃料噴射正時(shí)向提前角側(cè)變更的單元。
[0017]第八發(fā)明的特征在于，在第一至第六發(fā)明中的任一發(fā)明中，還具備在所述溫度相關(guān)值小于閾值的情況下增加引燃噴射的噴射量的單元。
[0018]第九發(fā)明的特征在于，在第一至第八發(fā)明中的任一發(fā)明中，所述控制單元包括取得所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的時(shí)間變動(dòng)率的單元，并在所述時(shí)間變動(dòng)率大于預(yù)定的變動(dòng)率的情況下減少由所述廢氣再循環(huán)裝置所產(chǎn)生的排氣回流量。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)第一發(fā)明，在燃燒狀態(tài)惡化的情況下實(shí)施減少由EGR裝置所產(chǎn)生的排氣回流量(EGR量)的減量補(bǔ)正的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在與著火時(shí)的缸內(nèi)溫度相關(guān)的溫度相關(guān)值小于閾值的情況下，該減量補(bǔ)正的執(zhí)行將被限制。當(dāng)在著火時(shí)的缸內(nèi)溫度較低的狀態(tài)下減少EGR量時(shí)，與由進(jìn)氣氧濃度的增加而引起的對(duì)燃燒穩(wěn)定的促進(jìn)作用相比，由進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力的降低而導(dǎo)致的對(duì)燃燒惡化的助推作用將會(huì)變大，從而使燃燒狀態(tài)向不穩(wěn)定方向進(jìn)行推移。因此，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠根據(jù)缸內(nèi)溫度的狀態(tài)而對(duì)減量補(bǔ)正進(jìn)行限制，因此能夠在較大范圍的溫度環(huán)境條件下抑制燃燒狀態(tài)的惡化。
[0021]根據(jù)第二發(fā)明，由于向柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)所吸入的進(jìn)氣的溫度作為溫度相關(guān)值而被取得，因此能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而取得溫度相關(guān)值。
[0022]根據(jù)第三發(fā)明，在溫度相關(guān)值小于閾值的情況下停止進(jìn)行減量補(bǔ)正并且實(shí)施EGR量的增量補(bǔ)正。因此，根據(jù)本發(fā)明，由于在溫度相關(guān)值小于閾值的情況下增加EGR量，因此能夠限制進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力的降低從而防止燃燒狀態(tài)的惡化。
[0023]根據(jù)第四發(fā)明，根據(jù)與著火時(shí)的缸內(nèi)壓力相關(guān)的壓力相關(guān)值而對(duì)閾值進(jìn)行設(shè)定。燃燒變得不穩(wěn)定的著火時(shí)的缸內(nèi)溫度根據(jù)缸內(nèi)壓力而變化。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)壓力相關(guān)值而將閾值設(shè)定為可變，從而能夠準(zhǔn)確地確定燃燒變得不穩(wěn)定的正時(shí)。
[0024]根據(jù)第五發(fā)明，由于向柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)所吸入的進(jìn)氣的壓力作為壓力相關(guān)值而被取得，因此能夠通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來取得壓力相關(guān)值。
[0025]根據(jù)第六發(fā)明，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比與預(yù)定空燃比相比而過濃的情況下，禁止減量補(bǔ)正的限制?？杖急茸兊迷竭^濃則越難以引起燃燒穩(wěn)定線的惡化。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地抑止在不引起燃燒穩(wěn)定性的惡化的條件下對(duì)EGR量的進(jìn)行不必要的限制的事
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[0026]根據(jù)第七發(fā)明，在對(duì)EGR量的減少實(shí)施了限制的情況下使燃料噴射正時(shí)向提前角側(cè)變更。因此，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠使著火正時(shí)提前，因此能夠提高燃燒穩(wěn)定性并有效地抑制駕駛性能的降低。
[0027]根據(jù)第八發(fā)明，在對(duì)EGR量的減少實(shí)施了限制的情況下增加引燃噴射的噴射量。因此，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提高缸內(nèi)溫度，因此能夠提高燃燒穩(wěn)定性并有效地抑制駕駛性能的降低。
[0028]根據(jù)第九發(fā)明，能夠使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的時(shí)間變動(dòng)率而準(zhǔn)確地判斷出燃燒狀態(tài)。
【附圖說明】
[0029]圖1為表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]圖2為表示燃燒不穩(wěn)定程度、EGR量以及著火時(shí)的缸內(nèi)溫度(壓縮端溫度)的時(shí)序圖。
[0031]圖3為以低外部氣溫時(shí)以及高外部氣溫時(shí)對(duì)與EGR量相對(duì)應(yīng)的燃燒不穩(wěn)定程度的變化進(jìn)行了比較的圖。
[0032]圖4為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的EGR控制進(jìn)行說明的時(shí)序圖。
[0033]圖5為以低大氣壓時(shí)和高大氣壓時(shí)對(duì)與EGR量相對(duì)應(yīng)的燃燒不穩(wěn)定程度的變化進(jìn)行比較的圖。
[0034]圖6為對(duì)限制EGR減量補(bǔ)正的、著火時(shí)的缸內(nèi)溫度與著火時(shí)的缸內(nèi)壓力之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的映射圖的一個(gè)示例。
[0035]圖7為表示低外部氣溫時(shí)和常溫時(shí)的與EGR量相對(duì)應(yīng)的燃燒不穩(wěn)定程度的變化的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施方式I
[0037]參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I進(jìn)行說明。
[0038]圖1為表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)為附帶渦輪增壓機(jī)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的主體2上直列地具備四個(gè)氣缸，且在每個(gè)氣缸上設(shè)置有噴射器8。在發(fā)動(dòng)機(jī)主體2上安裝有進(jìn)氣歧管4和排氣歧管6。在進(jìn)氣歧管4上連接有供從空氣濾清器20取得的新氣流通的進(jìn)氣通道10。在進(jìn)氣通道10上安裝有渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)14。在進(jìn)氣通道10上于壓縮機(jī)14的下游處設(shè)置有柴油節(jié)氣門24。在進(jìn)氣通道10上于壓縮機(jī)14與柴油節(jié)氣門24之間具備內(nèi)部冷卻器22。在排氣歧管6上連接有用于將從發(fā)動(dòng)機(jī)主體2排出的廢氣釋放到大氣中的排氣通道12。在排氣通道12上安裝有渦輪增壓機(jī)的汽輪機(jī)16。本實(shí)施方式的渦輪增壓機(jī)為可變?nèi)萘啃?，在汽輪機(jī)16上具備可變噴嘴18。在排氣通道12上于汽輪機(jī)16的下游處設(shè)置有用于對(duì)廢氣進(jìn)行凈化的催化劑裝置26。
[0039]本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)具備使廢氣從排氣系統(tǒng)向進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行再循環(huán)的EGR裝置。EGR裝置通過EGR通道30而將進(jìn)氣通道10中的柴油節(jié)氣門24的下游的位置與排氣歧管6進(jìn)行連接。在EGR通道30上設(shè)置有EGR閥32。在EGR通道30上的EGR閥32的排氣側(cè)具備EGR冷卻器34。在EGR通道30上設(shè)置有將EGR冷卻器34旁通的旁通通道36。在EGR通道30與旁通通道36匯合的位置處設(shè)置有對(duì)廢氣流通的方向進(jìn)行切換的旁通閥38。
[0040] 本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具備EQJ(Electronic Control Unit:電子控制單元)50。ECU50為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體進(jìn)行綜合控制的控制裝置。ECU50對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)所具備的傳感器的信號(hào)進(jìn)行讀入處理。傳感器被安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部位處。例如，在進(jìn)氣通道10上于空氣濾清器20的下游處安裝有空氣流量計(jì)58，且在內(nèi)部冷卻器22的出口附近安裝有進(jìn)氣溫傳感器60，在柴油節(jié)氣門的下游處安裝有增壓傳感器54。此外，在排氣歧管6上安裝有排氣壓力傳感器56。而且還安裝有對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)的轉(zhuǎn)速傳感器52、和輸出與加速踏板的開度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的加速器開度傳感器62等。ECU5對(duì)所讀入的各傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理并依照預(yù)定的控制程序而對(duì)各作動(dòng)器進(jìn)行操作。在通過ECU50而被操作的作動(dòng)器上包括可變噴嘴18、噴射器8、EGR閥32、柴油節(jié)氣門24等。另外，雖然被連接于ECU50上的作動(dòng)器和傳感器除了圖中所示的以外還存在多個(gè)，但是在本說明書中省略其說明。
[0041 ] 在由E⑶50所執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)控制中包括EGR控制。本實(shí)施方式的EGR控制中，以使根據(jù)各種傳感器的信號(hào)而被計(jì)算出的實(shí)際EGR率成為目標(biāo)EGR率的方式通過反饋控制而對(duì)EGR閥32進(jìn)行操作。在本實(shí)施方式中，雖然在EGR控制中，采用實(shí)施基于實(shí)際值與目標(biāo)值之間的差分的PID控制的方式，但是在本發(fā)明的實(shí)施中，并不限定EGR控制中的反饋控制的具體方法。