專利名稱：發(fā)動機(jī)的控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)的控制裝置及控制方法，特別涉及在搭載有可變?nèi)萘啃蜏u輪增壓器的發(fā)動機(jī)中用來防止可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部的粘連(固接)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，已知有搭載了具有可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可變?nèi)萘啃蜏u輪增壓器的發(fā)動機(jī)?？勺?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)具有可動葉片，通過開閉該可動葉片來增減排氣渦輪內(nèi)的流路的有效面積。將可動葉片控制到打開側(cè)以使得在排氣氣體的流量變多時的高旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域中流路的有效面積變大，由此抑制發(fā)動機(jī)的過度的背壓上升。此外，將可動葉片控制到關(guān)閉側(cè)以使得在排氣氣體的流量變少時的低旋轉(zhuǎn)低負(fù)荷區(qū)域中流路的有效面積變小，由此即使在低旋轉(zhuǎn)低負(fù)荷區(qū)域中也能夠得到充分的增壓。
另一方面，在發(fā)動機(jī)的長期使用時，有煙灰(soot)等堆積在可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近、可動部粘連而不能移動的情況。為此，已知有將可動葉片在規(guī)定的時刻強(qiáng)制地開閉驅(qū)動、將煙灰等的堆積及可動部的粘連防患于未然的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1中，公開了在空轉(zhuǎn)的那樣的車輛的行駛中不直接地帶來影響的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中強(qiáng)制地開閉驅(qū)動可動葉片的技術(shù)。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了判斷可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的異常的方法。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-265846號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平11-62604號公報(bào)如上所述，煙灰等的堆積容易在發(fā)動機(jī)以低速低負(fù)荷旋轉(zhuǎn)時發(fā)生。就車輛用的發(fā)動機(jī)的情況而言，主要在市區(qū)街道等持續(xù)低速行駛的車輛中容易發(fā)生，在堵車、空轉(zhuǎn)駐車、空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)等、可動葉片的開度維持為較小那樣的情況下容易發(fā)生。
在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，著眼于強(qiáng)制驅(qū)動前的可動葉片的使用頻率，以煙灰積存在可動葉片的使用頻率較低的區(qū)域中為前提，進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)動控制。即，在通常的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，在打開側(cè)頻繁地使用可動葉片的情況下，假設(shè)煙灰堆積在關(guān)閉側(cè)，且僅在關(guān)閉側(cè)強(qiáng)制地開閉驅(qū)動可動葉片。反之，在關(guān)閉側(cè)頻繁地使用可動葉片的情況下，假設(shè)煙灰堆積在打開側(cè)，僅在打開側(cè)強(qiáng)制地開閉驅(qū)動可動葉片。這樣將強(qiáng)制驅(qū)動時的可動葉片的開閉行程設(shè)定在中立～全開或全閉～中立的范圍內(nèi)(參照專利文獻(xiàn)1的圖7的實(shí)施例)。
但是，本來所謂的在打開側(cè)頻繁地使用可動葉片的時候，是發(fā)動機(jī)主要在高旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)的時候。此時由于高溫且高流量的排氣氣體被供給到可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近，所以認(rèn)為煙灰不會堆積、或者堆積的煙灰會燒落。在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中沒有考慮這樣的燒落，而與燒落無關(guān)地進(jìn)行控制，有可能進(jìn)行過量的控制。對于較多采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛，如果此后變?yōu)榭辙D(zhuǎn)，則浪費(fèi)地進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)動。
此外，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，可動葉片的開閉行程只能從中立～全開或全閉～中立中選擇一種，不能根據(jù)強(qiáng)制驅(qū)動前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)改變開閉驅(qū)動的次數(shù)。因此，當(dāng)要對進(jìn)行了各種各樣使用方式的車輛進(jìn)行相同的強(qiáng)制驅(qū)動控制的設(shè)定的情況下，具有一下缺點(diǎn)，只能使開閉驅(qū)動次數(shù)匹配于較多采用煙灰最容易積存的低速運(yùn)轉(zhuǎn)方式的車輛、而對較多采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛進(jìn)行過量的次數(shù)的開閉驅(qū)動。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明是重新著眼于如上述那樣的煙灰的堆積和燒落的實(shí)際情況而做出的，其目的是提供一種發(fā)動機(jī)的控制裝置及控制方法，其能夠結(jié)合實(shí)際的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況而對可動葉片執(zhí)行適當(dāng)?shù)貜?qiáng)制驅(qū)動控制。
根據(jù)本發(fā)明的第1技術(shù)方案，提供一種發(fā)動機(jī)的控制裝置，具備渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有包括可動葉片的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)，該控制裝置的特征在于，具備第1存儲機(jī)構(gòu)，存儲根據(jù)表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定的、推測為已堆積在上述可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近的煙灰的量；第2存儲機(jī)構(gòu)，存儲根據(jù)上述參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定的、推測為已從上述可動部附近燒落的煙灰的量；檢測機(jī)構(gòu)，檢測實(shí)際的上述參數(shù)的值；第1決定機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述第1存儲機(jī)構(gòu)和上述第2存儲機(jī)構(gòu)決定與上述檢測到的參數(shù)的值對應(yīng)的煙灰的推測堆積量和推測燒落量；第2決定機(jī)構(gòu)，通過求出上述被決定的推測堆積量和推測燒落量的差來決定煙灰的推測殘留量；以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述決定的推測殘留量強(qiáng)制地開閉驅(qū)動上述可動葉片。
優(yōu)選的是，上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、以及發(fā)動機(jī)溫度中的至少一個構(gòu)成。
在上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度構(gòu)成的情況下，優(yōu)選的是，上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越高則上述推測堆積量的值越小，上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越高則上述推測燒落量的值越大。
在上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)負(fù)荷構(gòu)成的情況下，優(yōu)選的是，上述發(fā)動機(jī)負(fù)荷越高則上述推測堆積量的值越小，上述發(fā)動機(jī)負(fù)荷越高則上述推測燒落量的值越大。
在上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)溫度構(gòu)成的情況下，優(yōu)選的是，上述發(fā)動機(jī)溫度越高則上述推測堆積量的值越小，上述發(fā)動機(jī)溫度越高則上述推測燒落量的值越大。
優(yōu)選的是，還具備將上述推測殘留量與規(guī)定的閾值比較的比較機(jī)構(gòu)，在上述推測殘留量超過上述閾值時，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)對上述可動葉片僅強(qiáng)制驅(qū)動與上述推測殘留量對應(yīng)的時間。
優(yōu)選的是，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)將使上述可動葉片在開方向和閉方向上至少各動作1次的模式作為1次的驅(qū)動，來執(zhí)行上述可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。
優(yōu)選的是，上述推測堆積量、上述推測燒落量和上述推測殘留量具有上述強(qiáng)制驅(qū)動的次數(shù)的單位。
優(yōu)選的是，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)具備決定上述可動葉片的目標(biāo)開度的第3決定機(jī)構(gòu)，該決定的目標(biāo)開度是沿著對相對于時間軸的矩形波進(jìn)行了鈍化處理后的波形的值。
優(yōu)選的是，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于空轉(zhuǎn)區(qū)域中時執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動。
根據(jù)本發(fā)明的第2技術(shù)方案，提供一種發(fā)動機(jī)的控制方法，是具備了渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)的控制方法，該渦輪增壓器具有包括可動葉片的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)，該控制方法的特征在于，包括根據(jù)表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定推測為已堆積在上述可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近的煙灰的量的步驟；根據(jù)上述參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定推測為已從上述可動部附近燒落的煙灰的量的步驟；以及將這些煙灰的推測堆積量和推測燒落量分別與上述參數(shù)的值建立關(guān)聯(lián)并存儲在存儲機(jī)構(gòu)中的步驟。
優(yōu)選的是，還包括檢測實(shí)際的上述參數(shù)的值的步驟；根據(jù)上述存儲機(jī)構(gòu)決定與上述被檢測到的參數(shù)的值對應(yīng)的煙灰的推測堆積量和推測燒落量的步驟；根據(jù)上述被決定了的推測堆積量和推測燒落量，決定煙灰的推測殘留量的步驟；以及強(qiáng)制地對上述可動葉片僅開閉驅(qū)動與上述決定了的推測殘留量對應(yīng)的時間。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠發(fā)揮如下的優(yōu)良效果，能夠結(jié)合實(shí)際的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況而對可動葉片執(zhí)行適當(dāng)?shù)貜?qiáng)制驅(qū)動控制。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的系統(tǒng)圖。
圖2是表示可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的概況圖。
圖3是表示強(qiáng)制驅(qū)動控制時的可動葉片的開度變化的曲線圖。
圖4是表示強(qiáng)制驅(qū)動次數(shù)計(jì)算程序的流程圖。
圖5是表示強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷程序的流程圖。
圖6是表示強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行程序的流程圖。
圖7是推測堆積量計(jì)算映射圖。
圖8是推測燒落量計(jì)算映射圖。
圖9是更具體地描繪圖7的推測堆積量計(jì)算映射圖的圖。
圖10是更具體地描繪圖8的推測燒落量計(jì)算映射圖的圖。
標(biāo)號說明1發(fā)動機(jī)2渦輪增壓器3電子控制單元(ECU)11曲柄角傳感器32可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)33可動葉片34開閉機(jī)構(gòu)35驅(qū)動器39加速器開度傳感器50水溫傳感器Sa推測堆積量Sb推測燒落量Kn推測殘留量Ks強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷閾值
Y[n]可動葉片的目標(biāo)開度具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
圖1中表示有關(guān)實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置。在本實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)1是具備可變?nèi)萘啃蜏u輪增壓器2的車輛用柴油發(fā)動機(jī)，受電子控制單元(以下稱作ECU)3控制。此外，發(fā)動機(jī)1是多汽缸發(fā)動機(jī)(僅圖示了1個汽缸)，具備共軌式燃料噴射裝置4。
發(fā)動機(jī)1具備多個缸5，在各缸5內(nèi)分別配置有活塞6。各活塞6經(jīng)由連桿7連結(jié)在曲軸上。在曲軸上安裝有信號轉(zhuǎn)子9，在信號轉(zhuǎn)子9的外周面上以等間隔設(shè)有突起10。對置于該突起10而固定設(shè)置有曲柄角傳感器11，曲柄角傳感器11每當(dāng)突起10通過時將脈沖信號輸出給ECU3。ECU3根據(jù)該脈沖信號檢測曲軸的相位即曲柄角θcr，并且運(yùn)算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE。
在活塞6的頂部劃分形成有凹狀的活塞燃燒室12。通過該活塞燃燒室12、活塞6的頂面、缸5、缸頭13而劃分形成該汽缸的燃燒室14。在燃燒室14中開口有吸氣通路15及排氣通路16，這些吸氣通路15及排氣通路16分別通過吸氣閥17及排氣閥18開閉。
共軌式燃料噴射裝置4具備從燃料箱19吸入燃料并以高壓狀態(tài)吐出的高壓供給泵20；用來對向高壓供給泵20的燃料吸入量進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)閥21，該高壓供給泵20是用于控制從高壓供給泵20的燃料吐出量的；以高壓狀態(tài)儲存從高壓供給泵20吐出的燃料的共軌22；以及安裝在缸頭13上且總是從共軌22供給燃料的噴射器23。高壓供給泵20受發(fā)動機(jī)1驅(qū)動。
在噴射器23中設(shè)有電磁驅(qū)動器24，通過由ECU3使該電磁驅(qū)動器24開啟/關(guān)閉，來控制噴射器23的燃料噴射/停止。設(shè)在噴射器23的下端上的多個噴孔配置在燃燒室14內(nèi)的缸軸心附近，在燃料噴射時從各噴孔向活塞燃燒室12內(nèi)以放射狀噴射燃料。
設(shè)在共軌22上的共軌壓力傳感器25的輸出信號被發(fā)送給ECU3，來檢測共軌內(nèi)的燃料壓力即共軌壓力。此外，由ECU3控制調(diào)節(jié)閥21的開度，由此控制從高壓供給泵20向共軌22的燃料供給量，控制共軌壓力。ECU3計(jì)算與當(dāng)前的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的目標(biāo)共軌壓力，控制調(diào)節(jié)閥21的開度，以使由共軌壓力傳感器25檢測到的實(shí)際的共軌壓力接近于目標(biāo)共軌壓力。由此執(zhí)行共軌壓力的反饋控制。
渦輪增壓器2具有設(shè)在排氣通路16中的排氣渦輪26、設(shè)在吸氣通路15中的壓縮機(jī)27、和將這些排氣渦輪26與壓縮機(jī)27連結(jié)的渦輪軸28，通過供給到排氣渦輪26中的排氣氣體，驅(qū)動排氣渦輪26，由此驅(qū)動壓縮機(jī)27，通過壓縮機(jī)27將吸氣壓力提高到適合于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的增壓。
在排氣通路16中設(shè)有將排氣渦輪26旁通的旁通通路29，在旁通通路29中設(shè)有排氣卸壓閥30。排氣卸壓閥30在增壓超過規(guī)定值的情況下開閥，防止排氣渦輪26的過旋轉(zhuǎn)。在排氣卸壓閥30上連結(jié)著驅(qū)動器31，通過由ECU3控制驅(qū)動器31，來控制排氣卸壓閥30的開閉。
在渦輪增壓器2的排氣渦輪26中設(shè)有用來改變其容量或流路的有效面積的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)32。也如圖2所示，可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)32具有多個可動葉片33、為了將這些可動葉片33同時開閉而連接在可動葉片33上的開閉機(jī)構(gòu)34、和為了對開閉機(jī)構(gòu)34賦予開閉驅(qū)動力而連接在開閉機(jī)構(gòu)34上的驅(qū)動器35。
在本實(shí)施方式中，可動葉片33位于排氣渦輪26的渦輪轉(zhuǎn)輪36的正上游側(cè)，劃分作為賦予給渦輪轉(zhuǎn)輪36的排氣氣體的出口的噴嘴37。并且，通過其葉片角度的變更來改變噴嘴37的朝向和大小(面積)。ECU3通常決定對應(yīng)于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的可動葉片的目標(biāo)開度，根據(jù)該目標(biāo)開度的值來控制驅(qū)動器35，進(jìn)行控制以使實(shí)際的可動葉片的開度與目標(biāo)開度一致。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為低旋轉(zhuǎn)低負(fù)荷時，將可動葉片33控制到關(guān)閉側(cè)以使噴嘴面積變小，相反，在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為高旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷時，將可動葉片33控制到打開側(cè)以使噴嘴面積變大。
在ECU3上連接著用來檢測加速器踏板38的踏入量即加速器開度θth的加速器開度傳感器39。ECU3根據(jù)加速器開度θth決定當(dāng)前的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。在ECU3上連接有用來檢測作為發(fā)動機(jī)溫度的發(fā)動機(jī)水溫Tw的水溫傳感器50、和用來切換向控制裝置整體的通電/非通電的鍵開關(guān)51。
ECU3根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制燃料的噴射量和噴射時刻。即，ECU3主要根據(jù)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE和加速器開度θth運(yùn)算決定燃料的目標(biāo)噴射量Qtar和目標(biāo)噴射時刻Ttar，開啟/關(guān)閉控制噴射器23的電子驅(qū)動器24，以使實(shí)際的噴射量和噴射時刻與該目標(biāo)噴射量Qtar和目標(biāo)噴射時刻Ttar一致。
如圖2所示，可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)32的開閉機(jī)構(gòu)34具備固定在渦輪殼體上而形成排氣氣體的流路的一部分的環(huán)狀板40、位于流路外而形成為比環(huán)狀板40徑大的環(huán)狀的驅(qū)動環(huán)41、和卡合在驅(qū)動環(huán)41上而將驅(qū)動環(huán)41向如箭頭所示的旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動的驅(qū)動臂42。在環(huán)狀板40上可旋轉(zhuǎn)地插通支撐有多個葉片驅(qū)動軸43，在葉片驅(qū)動軸43的前端上固定安裝著可動葉片33。由此，如果使葉片驅(qū)動軸43旋轉(zhuǎn)，則隨之可動葉片33旋轉(zhuǎn)、開閉。此時，可動葉片33在紙面厚度方向近側(cè)與深側(cè)在流路內(nèi)壁上滑動、或者在與流路內(nèi)壁之間形成小間隙。
葉片驅(qū)動軸43與驅(qū)動環(huán)41通過Y字狀的多個臂部件44連結(jié)。臂部件44的基端部44a分別固定在葉片驅(qū)動軸43上。另一方面，在驅(qū)動環(huán)41上固定設(shè)置有多個銷45，臂部件44的兩股部44b夾著銷45而與銷45卡合。如果驅(qū)動環(huán)41如箭頭所示那樣繞渦輪中心旋轉(zhuǎn)，則所有的銷45同時旋轉(zhuǎn)，且繞葉片驅(qū)動軸43的中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所有的臂部件44。由此，繞葉片驅(qū)動軸43的中心旋轉(zhuǎn)驅(qū)動葉片驅(qū)動軸43和可動葉片33，將可動葉片33的開度以及角度一起變更。
驅(qū)動環(huán)41的旋轉(zhuǎn)是通過由驅(qū)動器35驅(qū)動驅(qū)動臂42來進(jìn)行的。驅(qū)動臂42的前端形成為Y字狀，且夾著固定設(shè)置在驅(qū)動環(huán)41上的銷46而卡合于其上。驅(qū)動臂42的基端連結(jié)在驅(qū)動器35上。為了將驅(qū)動環(huán)41的旋轉(zhuǎn)角即可動葉片33的開度限制在規(guī)定范圍內(nèi)，在驅(qū)動環(huán)41的多個切口47的內(nèi)側(cè)分別配置有固定在渦輪殼體等的固定側(cè)的多個止動銷48。
當(dāng)車輛在城市街道等中持續(xù)低速行駛的情況下等、可動葉片33維持為較小的開度的情況下，有時發(fā)生排氣氣體中的煙灰等堆積在可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)32的可動部附近、可動葉片33粘連的異常的情況。作為發(fā)生這樣的粘連的煙灰的堆積部位，有代表性的是可動葉片33與排氣氣體流路內(nèi)壁之間的滑動部或小間隙、以及葉片驅(qū)動軸43和插通支撐它的環(huán)狀板40的插通孔之間。如果發(fā)生了這樣的粘連異常，則有可能不能將可動葉片33控制為期望的開度。
所以，為了預(yù)先防止這種情況，優(yōu)選通過適當(dāng)?shù)亩〞r使可動葉片33從通常的控制脫離而強(qiáng)制地開閉。這樣，能夠?qū)熁蚁蚩蓜硬扛浇亩逊e本身防患于未然，并且即使在煙灰堆積的情況下也能夠在達(dá)到固接之前將煙灰振落除去。
以下，對有關(guān)本實(shí)施方式的可動葉片的強(qiáng)制開閉驅(qū)動的控制進(jìn)行說明。
首先，由圖3說明可動葉片33的開閉驅(qū)動的概況。圖中，橫軸是時間，縱軸是可動葉片33的開度。由圖可知，可動葉片以開方向、閉方向、開方向……的方式動作。可動葉片雖然也可以如X所示的矩形波那樣瞬間地全開、全閉，但這樣發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)會急劇變化，是不優(yōu)選的，所以在本實(shí)施方式中如Y[n]所示的被鈍化的矩形波那樣平緩的沿開方向、閉方向動作。對于這一點(diǎn)在后面詳細(xì)地說明。開閉驅(qū)動在全閉附近的開度與全開附近的開度之間進(jìn)行，但開度范圍的設(shè)定可以根據(jù)需要而任意地進(jìn)行。
從其他觀點(diǎn)來說，圖3是表示ECU3決定的可動葉片33的目標(biāo)開度的變化的圖?？刂瓶蓜尤~片以使實(shí)際的開度與該目標(biāo)開度一致。橫軸是時間，縱軸是從ECU3輸出的目標(biāo)開度信號的值Y[n]，即，在本實(shí)施方式的控制中，以一定的時間周期將具有規(guī)定值的目標(biāo)開度信號從ECU3向驅(qū)動器35輸出。對應(yīng)于目標(biāo)開度的0～100的值，可動葉片成為全開～全閉。并且，與目標(biāo)開度的值對應(yīng)的大小的電壓或電流從ECU輸出給驅(qū)動器35，控制驅(qū)動器35以及可動葉片33的位置。
橫軸的Y[1]、Y[2]……表示在各控制次n＝1、2……中輸出目標(biāo)開度Y[1]、Y[2]……的定時，其目標(biāo)開度的值為Y[1]＝30、Y[2]＝51……。通過Y[1]～Y[22]的輸出，結(jié)束1次的強(qiáng)制驅(qū)動，在該1次的強(qiáng)制驅(qū)動的期間，可動葉片分別各1次向開方向及閉方向動作。該圖表示進(jìn)行約2次左右的強(qiáng)制驅(qū)動的例子，重復(fù)Y[1]～Y[22]的輸出約2次左右。
接著，說明可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近的煙灰的推測殘留量的計(jì)算方法。該計(jì)算是通過ECU3在每次規(guī)定的取樣時間(例如1分鐘)執(zhí)行圖4所示的推測殘留量計(jì)算程序來進(jìn)行的。
本程序是與通過驅(qū)動器使發(fā)動機(jī)的鍵開關(guān)51開啟的同時開始的。ECU3在最初的步驟101中裝載前次的推測殘留量Kn-1。如后面可知，所謂的前次的推測殘留量Kn-1，是存儲在ECU3內(nèi)的可寫入的存儲器(EEPROM等)中的值，在點(diǎn)火開關(guān)鍵開啟后的最初的執(zhí)行時是在以前的鍵開關(guān)關(guān)閉時存儲的值。在發(fā)動機(jī)通常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，是在1次前(即1分鐘前)的控制時存儲的值。
接著，ECU3在步驟102中通過圖7及圖9所示的推測堆積量計(jì)算用映射圖M1決定煙灰的推測堆積量Sa。該映射圖M1存儲在ECU3內(nèi)的不可寫入的存儲器(ROM等)中。如圖7所示，在映射圖M1中，存儲有與表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)值對應(yīng)而預(yù)先設(shè)定的煙灰的推測堆積量Sa。該參數(shù)在本實(shí)施方式的情況下是發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE、發(fā)動機(jī)負(fù)荷L及發(fā)動機(jī)水溫Tw，并決定與這3者的值對應(yīng)的1個推測堆積量Sa。推測堆積量Sa是在某個發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，推測在上述取樣時間(1分鐘)的期間中通常堆積在可動部附近的煙灰的量，該值是根據(jù)實(shí)際設(shè)備試驗(yàn)等決定的。
圖9更具體地表示該映射圖M1。由此可以理解，發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE越高則推測堆積量Sa的值越小，發(fā)動機(jī)負(fù)荷L越高則推測堆積量Sa的值越小。此外，在本實(shí)施方式中，以強(qiáng)制驅(qū)動的次數(shù)為單位設(shè)定推測堆積量Sa的值(即，不是cc等的一般的量的單位)。例如圖示那樣的推測堆積量Sa＝20，是指如果執(zhí)行20次強(qiáng)制驅(qū)動則會從可動部附近掉落的煙灰的量。
在本實(shí)施方式中，映射圖M1對于各個規(guī)定的水溫范圍而設(shè)有多個。在本實(shí)施方式中，以水溫Tw為第1閾值Tw1以下的情況(Tw≤Tw1)、水溫Tw比第1閾值Tw1大而為第2閾值Tw2以下的情況(Tw1＜Tw≤Tw2)、水溫Tw比第2閾值Tw2大而為第3閾值Tw3以下的情況(Tw2＜Tw≤Tw3)，預(yù)先制作3個映射圖M1而存儲到ECU中。在本實(shí)施方式中，Tw1＝0℃、Tw2＝50℃、Tw3＝100℃。由圖可知，水溫Tw越高則推測堆積量Sa的值越小。
回到圖4，在下一步驟103中，ECU3通過圖8及圖10所示的推測燒落量計(jì)算用映射圖M2決定煙灰的推測燒落量Sb。該映射圖M2也與上述的映射圖M1同樣，存儲在ECU3內(nèi)的不能寫入的存儲器(ROM等)中，并存儲有與參數(shù)(發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE、發(fā)動機(jī)負(fù)荷L及發(fā)動機(jī)水溫Tw)的值對應(yīng)而預(yù)先設(shè)定的煙灰的推測燒落量Sb。推測燒落量Sb是在發(fā)動機(jī)的某一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在上述取樣時間(1分鐘)的期間中推測為通常從可動部附近燒落的煙灰的量，其值是根據(jù)實(shí)際設(shè)備試驗(yàn)等決定的。此外，以強(qiáng)制驅(qū)動的次數(shù)為單位設(shè)定推測燒落量Sb的值，映射圖M2對每個上述同樣的水溫范圍設(shè)定3個。
如圖8及圖10所示，映射圖M2的輸入值與映射圖M1不同，且成為與映射圖M1相反的關(guān)系。由圖可知，在映射圖M2中輸入了0或負(fù)的值。這在后面可以理解，是為了進(jìn)行從推測堆積量Sa的減法運(yùn)算，實(shí)際上是指映射圖M2的輸入值的絕對值。發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE越高則該映射圖M2的輸入值的絕對值的值越大，發(fā)動機(jī)負(fù)荷L越高則則該映射圖M2的輸入值的絕對值的值越大，發(fā)動機(jī)水溫Tw越高則則該映射圖M2的輸入值的絕對值的值越大。
這樣，本發(fā)明是基于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越高、并且發(fā)動機(jī)負(fù)荷越高、并且發(fā)動機(jī)水溫越高、則煙灰的堆積量越少、煙灰的燒落量越多的考慮方式。發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度及發(fā)動機(jī)負(fù)荷越高，則由于對可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部噴吹了高溫高流量的排氣氣體，所以認(rèn)為煙灰的堆積越少，煙灰更多地被燒落，此外，在這樣的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時認(rèn)為可動葉片比低旋轉(zhuǎn)低負(fù)荷側(cè)時更頻繁地動作，所以認(rèn)為煙灰不會堆積，并且堆積的煙灰也會被振落。進(jìn)而，由于發(fā)動機(jī)水溫越高則排氣氣體越變成高溫，所以認(rèn)為煙灰難以附著在可動部附近，堆積較少。
反之，發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越低、并且發(fā)動機(jī)負(fù)荷越低、發(fā)動機(jī)水溫越低，則認(rèn)為煙灰的堆積量越多、煙灰的燒落量越少。所以，求出這些堆積量與燒落量的差來決定殘留量，如果僅執(zhí)行對應(yīng)于該殘留量的時間即次數(shù)的強(qiáng)制驅(qū)動，則能夠?qū)崿F(xiàn)適度且十分需要的強(qiáng)制驅(qū)動。
回到圖4，ECU3在步驟104中，根據(jù)運(yùn)算式Kn＝Kn-1+Sa+Sb計(jì)算此次的煙灰的推測殘留量Kn。由于根據(jù)映射圖M2求出的推測燒落量Sb具有負(fù)的符號，所以雖然是將推測燒落量Sb加上推測堆積量Sa，但實(shí)質(zhì)上等于從推測堆積量Sa減去推測燒落量Sb。對該差加上前次的煙灰的推測殘留量Kn-1，累積地計(jì)算出合計(jì)的推測殘留量Kn。這樣決定的此次的推測殘留量Kn被更新保存到ECU3內(nèi)的可寫入的存儲器中。
然后，ECU3在步驟105中使前次的推測殘留量Kn-1等于此次的推測殘留量Kn，并更新保存到ECU3內(nèi)的可寫入的存儲器中。接著，在步驟106中，判斷鍵開關(guān)51是否被驅(qū)動器關(guān)閉。在繼續(xù)通常的運(yùn)轉(zhuǎn)時沒有關(guān)閉，所以此時回到步驟101，經(jīng)過上述取樣時間后，再次執(zhí)行步驟101～104。在各上述取樣時間中執(zhí)行重復(fù)這樣的步驟101～104的循環(huán)，且在每個取樣時間更新推測殘留量Kn。
另一方面，在步驟106中，在隨著發(fā)動機(jī)停止而使鍵開關(guān)51關(guān)閉的情況下，結(jié)束該程序。
接著，說明強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行的判斷方法。該判斷是用來判斷是否是要進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)動的定時的，是通過ECU3在每個規(guī)定的取樣時間(例如1分鐘)執(zhí)行圖5所示的強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷程序來進(jìn)行的。
本程序也與上述同樣，是與通過驅(qū)動器將發(fā)動機(jī)的鍵開關(guān)51開啟的同時開始的。ECU3在最初的步驟201判斷當(dāng)前的發(fā)動機(jī)控制模式是否是空轉(zhuǎn)模式。所謂的發(fā)動機(jī)控制模式是空轉(zhuǎn)模式時，是發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于空轉(zhuǎn)區(qū)域的時候，具體而言，是(1)檢測到的實(shí)際的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE是接近于規(guī)定的控制旋轉(zhuǎn)速度(例如500rpm)的值、并且(2)檢測到的加速器開度θth是零(即加速器踏板38的踏入量為0)的時候。
在發(fā)動機(jī)控制模式是空轉(zhuǎn)模式時，控制程序前進(jìn)到步驟202，比較在圖4的步驟104中的決定的推測殘留量Kn與規(guī)定的閾值(強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷閾值)Ks比較。在本實(shí)施方式中Ks＝3。在推測殘留量Kn比閾值Ks大的情況下，控制程序前進(jìn)到步驟203，這里執(zhí)行可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。該執(zhí)行是通過執(zhí)行圖6所示的強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行程序來進(jìn)行的。
接著，控制程序前進(jìn)到步驟204，這里將前次的推測殘留量Kn-1設(shè)為0而保存在ECU3內(nèi)的存儲器中。這是因?yàn)?，考慮到通過強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行已將煙灰除去，需要在圖4的步驟104執(zhí)行的計(jì)算中將前次的推測殘留量Kn-1設(shè)為0。
然后，控制程序前進(jìn)到步驟205，判斷是否將鍵開關(guān)51關(guān)閉。由于在繼續(xù)通常的運(yùn)轉(zhuǎn)時不會關(guān)閉，所以回到步驟201。接著，取樣時間經(jīng)過后的下次的控制從步驟201開始。另一方面，在此次的控制中，在發(fā)動機(jī)控制模式不是空轉(zhuǎn)模式時(步驟201中為否)，或者在推測殘留量Kn為閾值Ks以下時(步驟202中為否)，也回到步驟201，下次的控制從步驟201開始。這樣，在每次取樣時間重復(fù)進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷，從其中根據(jù)需要執(zhí)行可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。
在步驟204中，在鍵開關(guān)51為關(guān)閉的情況下，結(jié)束強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷程序。
接著，說明可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動的執(zhí)行方法。該執(zhí)行是通過ECU3在規(guī)定的時間周期執(zhí)行圖6所示的強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行程序來進(jìn)行的。
本程序由步驟301～310構(gòu)成，大體分為將變量初始化的步驟(步驟301、302)、使可動葉片向開方向動作的步驟(步驟303～305)、使可動葉片向閉方向動作的步驟(步驟303、304、306～308)、和計(jì)數(shù)強(qiáng)制驅(qū)動次數(shù)的步驟(步驟309、310)。
首先，在步驟301中，將驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器N初始化為N＝0。接著，在步驟302中，將控制次數(shù)n、開動作計(jì)數(shù)器Top、和閉動作計(jì)數(shù)器Tcl分別初始化為0，將可動葉片的基本目標(biāo)開度X的初始值設(shè)定為100，將可動葉片的鈍化后目標(biāo)開度Y[n]的初始值Y
設(shè)定為0。
所謂的開動作計(jì)數(shù)器Top，是在各控制中在可動葉片向開方向動作的期間1個個增加的計(jì)數(shù)器(參照步驟305)。此外，所謂的閉動作計(jì)數(shù)器Tcl，是在每次控制中，在可動葉片向閉方向動作的期間1個個增加的計(jì)數(shù)器(參照步驟308)?？蓜尤~片的基本目標(biāo)開度X如圖3所示，是沿著矩形波的值，在可動葉片向開方向動作時取對應(yīng)于全開的100的值，而在可動葉片向閉方向動作時取對應(yīng)于全閉的0的值(參照步驟306)?？蓜尤~片的鈍化后目標(biāo)開度Y[n]如圖3所示，是沿著對基本目標(biāo)開度X的矩形波進(jìn)行鈍化處理而得到的波形的值，是向驅(qū)動可動葉片的驅(qū)動器35的輸出信號的值。
接著，在步驟303中，將控制次數(shù)n的值增加1(n＝0+1＝1)，通過下式?jīng)Q定可動葉片的鈍化后目標(biāo)開度Y[n]。
Y[n]＝Ka*Y[n-1]+(1-Ka)*X并且，將對應(yīng)于所決定的鈍化后目標(biāo)開度Y[n]的驅(qū)動信號輸出給驅(qū)動器35。另外，該式是數(shù)字低通過濾器的式子。
Ka是規(guī)定的鈍化系數(shù)，可以取0～1的值。在Ka＝0時，Y[n]與X一致。Ka越接近1則鈍化程度越大，即，在輸入了X的情況下，Ka越接近于1則輸出越延遲輸出。在本實(shí)施方式中為Ka＝0.7。
接著，在步驟304中，將開動作計(jì)數(shù)器Top的值與規(guī)定的閾值(開動作閾值)Ktop比較。該開動作閾值Ktop是用來規(guī)定使可動葉片持續(xù)向開方向動作的時間或次數(shù)的值，在本實(shí)施方式中為Ktop＝10(次)。在本步驟中，在開動作計(jì)數(shù)器Top為閾值Ktop以下的情況下前進(jìn)到步驟305，在開動作計(jì)數(shù)器Top比閾值Ktop小的情況下前進(jìn)到步驟306。
在步驟305中，將開動作計(jì)數(shù)器Top的值增加1。接著控制程序回到步驟303。
在步驟306中，將基本目標(biāo)開度X的值變更為0。接著，在以下的步驟307中，將閉動作計(jì)數(shù)器Tcl與規(guī)定的閾值(閉動作閾值)Ktcl比較。該閉動作閾值Ktcl與開動作閾值Ktop同樣，是用來規(guī)定使可動葉片持續(xù)向閉方向動作的時間的值，在本實(shí)施方式中為Ktcl＝10(次)。在本步驟中，在閉動作計(jì)數(shù)器Tcl為閾值Ktcl以下的情況下前進(jìn)到步驟308，在閉動作計(jì)數(shù)器Tcl比閾值Ktcl大的情況下前進(jìn)到步驟309。
在步驟308中，將閉動作計(jì)數(shù)器Tcl的值僅增加1。接著，控制程序返回到步驟303。
在步驟309中，比較驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器N的值與在圖4所示的步驟104中決定并保存的推測殘留量Kn。并且，在驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器N的值為推測殘留量Kn以下的情況下前進(jìn)到步驟310，在驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器N的值比推測殘留量Kn大的情況下結(jié)束本程序。
在步驟310中，將驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器N的值增加1。接著，控制程序返回到步驟302。
以下，對基于圖4～圖6所示的各控制程序的可動葉片的強(qiáng)制開閉驅(qū)動控制進(jìn)行說明。
在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，通過圖4所示的推測殘留量計(jì)算程序，在每次規(guī)定的取樣時間(在本實(shí)施方式中是1分鐘)計(jì)算推測殘留量Kn(步驟104)。接著，通過圖5所示的強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行判斷程序，在每次規(guī)定的取樣時間(在本實(shí)施方式中為1分鐘)將該推測殘留量Kn與規(guī)定的閾值Ks(步驟202)進(jìn)行比較，在推測殘留量Kn超過閾值Ks時執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動(步驟203)，并執(zhí)行圖6所示的強(qiáng)制驅(qū)動執(zhí)行程序。在本實(shí)施方式中，Ks＝3，由此在推測殘留量Kn達(dá)到4以上時執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動。以下說明Kn＝4的情況。
如與圖5的步驟201關(guān)聯(lián)起來說明，強(qiáng)制驅(qū)動僅在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于空轉(zhuǎn)區(qū)域時執(zhí)行。這是因?yàn)?，如果在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)行駛那樣的狀況下、在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于空轉(zhuǎn)區(qū)域外時執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動，則有可能難以將增壓控制為適于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的期望的壓力，給車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來障礙。在空轉(zhuǎn)區(qū)域中，通常認(rèn)為車輛沒有積極地運(yùn)轉(zhuǎn)或者停止，由此即使在此情況下執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動也認(rèn)為不會帶來任何不良狀況。
此外，在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于空轉(zhuǎn)區(qū)域中時，如果如圖3的X所示那樣劇烈地較大地強(qiáng)制驅(qū)動可動葉片，則有可能給排氣氣體帶來不良影響，并且發(fā)動機(jī)音質(zhì)急劇地變化而給駕駛員帶來不適感。此外，還擔(dān)心因旋轉(zhuǎn)變動而產(chǎn)生振動。由此，在本實(shí)施方式中，在圖6的步驟303中進(jìn)行鈍化處理，如圖3的Y[n]所示那樣較平緩地強(qiáng)制驅(qū)動可動葉片。
關(guān)于圖6所示的程序的執(zhí)行，在本程序的執(zhí)行開始后的最初的控制中，在步驟303中n＝0+1＝1(次)，Y[1]＝0.7*0+(1-0.7)*100＝30(參照圖3)。并且，將Y[1]＝30輸出給可動葉片驅(qū)動用驅(qū)動器35，將可動葉片控制為對應(yīng)于該值的開度。
在接著的步驟304中，Ktop預(yù)先設(shè)定為10，由于Top在該時刻還是初始值0，所以判斷為否，前進(jìn)到步驟305，將Top的值增加1，成為Top＝1。然后，如果經(jīng)過規(guī)定的曲柄角周期而下一個控制定時來到，則再次執(zhí)行步驟303，n＝2、Y[2]＝0.7*30+(1-0.7)*100＝51(參照圖3)，將Y[2]＝51輸出給可動葉片驅(qū)動用驅(qū)動器35。在接著的步驟304中，在該時刻Top為1，判斷依然是否，前進(jìn)到步驟305，將Top的值加1，成為Top＝2。
這樣，每結(jié)束1次開方向的強(qiáng)制驅(qū)動就將Top增加1，繼續(xù)開方向的強(qiáng)制驅(qū)動，直到Top的值超過Ktop的值、即直到Top＝11。在第3～11次的控制中，Y[3]＝66、Y[4]＝76、Y[5]＝83、Y[6]＝88、Y[7]＝92、Y[8]＝94、Y[9]＝96、Y[10]＝97、Y[11]＝98，將這些各值在各控制時刻分別輸出(參照圖3)。接著，在結(jié)束第11次的輸出后，如果到達(dá)步驟304，則判斷變?yōu)槭?，并轉(zhuǎn)移到步驟306即閉方向的控制。
在步驟306中將X的值變更為0。在接著的步驟307中，Ktcl＝10，由于Tcl在該時刻還是初始值0，所以判斷為否，前進(jìn)到步驟308，將Tcl的值變更為1。然后，如果來到下個控制定時，則再次執(zhí)行步驟303，n＝12、Y[12]＝0.7*98+(1-0.7)*0＝69(參照圖3)，將Y[12]＝69輸出給可動葉片驅(qū)動用驅(qū)動器35。在接著的步驟304中，由于維持著Top＝11，所以判斷為是，并前進(jìn)到步驟306。
在步驟306中再次設(shè)X＝0后，前進(jìn)到步驟307。在該時刻Tcl＝1，由于不超過Ktcl＝10，所以判斷為否，前進(jìn)到步驟308，使Tcl＝1+1＝2。然后，如果來到下個控制定時，則再次執(zhí)行步驟303，n＝13、Y[13]＝0.7*69+(1-0.7)*0＝48(參照圖3)，將Y[13]＝48輸出給可動葉片驅(qū)動用驅(qū)動器35。在接著的步驟304中，由于依然維持著Top＝11，所以判斷為是，前進(jìn)到步驟306。
這樣，每結(jié)束1次閉方向的強(qiáng)制驅(qū)動就將Tcl增加1，繼續(xù)閉方向的強(qiáng)制驅(qū)動，直到Tcl的值超過Ktcl的值、即直到Tcl＝11。在第14～22次的控制中，分別輸出Y[14]＝34、Y[15]＝24、Y[16]＝17、Y[17]＝12、Y[18]＝8、Y[19]＝6、Y[20]＝4、Y[21]＝3、Y[22]＝2(參照圖3)。接著，若在結(jié)束第22次的輸出后，到達(dá)步驟307，則判斷變?yōu)槭?，并轉(zhuǎn)移到步驟309。
在步驟309中，將驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器的值N與推測殘留量的值Kn＝4比較。在該時刻，由于依然維持著步驟301的初始值N＝0，所以判斷為否，前進(jìn)到步驟310，將驅(qū)動次數(shù)計(jì)數(shù)器增加1，成為N＝1。這意味著由輸出Y[1]～Y[22]構(gòu)成的第1次強(qiáng)制驅(qū)動已經(jīng)結(jié)束。然后，控制程序回到步驟302，再次執(zhí)行上述那樣的Y[1]～Y[22]的輸出。
在第2次的強(qiáng)制驅(qū)動的Y[22]的輸出結(jié)束后，在到達(dá)步驟309的情況下，由于N＝1，所以判斷為否。由此，前進(jìn)到步驟310，使N＝1+1＝2(即第2次的強(qiáng)制驅(qū)動結(jié)束)，前進(jìn)到步驟302，開始第3次的強(qiáng)制驅(qū)動。
將這樣的強(qiáng)制驅(qū)動重復(fù)共計(jì)5次。即，在第5次的強(qiáng)制驅(qū)動的Y[22]的輸出結(jié)束后，在到達(dá)步驟309的情況下，由于N＝5、Kn＝4，所以判斷變?yōu)槭恰Ｓ纱?，本程序結(jié)束，可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動控制結(jié)束。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明，考慮了與發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的煙灰的堆積量和燒落量。這一點(diǎn)與不考慮煙灰的燒落的專利文獻(xiàn)1的技術(shù)顯然不同。并且，基于這些值在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中計(jì)算煙灰的殘留量，能夠僅在煙灰的殘留量為一定以上的情況下執(zhí)行可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。因此，不會浪費(fèi)地執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動，而能夠以適當(dāng)?shù)亩〞r執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動。此外，煙灰的殘留量越多越能夠執(zhí)行多次(即長時間)的強(qiáng)制驅(qū)動，能夠執(zhí)行對應(yīng)于煙灰的殘留量的足夠需要的次數(shù)(即時間)的強(qiáng)制驅(qū)動。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)而有效率的強(qiáng)制驅(qū)動控制。
此外，在較容易發(fā)生煙灰的積存的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(低旋轉(zhuǎn)低負(fù)荷區(qū)域)中較多地設(shè)定煙灰的推測堆積量，反之在較難發(fā)生煙灰的積存的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(高旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域)中較多地設(shè)定煙灰的推測燒落量，所以能夠得到結(jié)合實(shí)際的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的推測殘留量，能夠非常有利于適當(dāng)?shù)膹?qiáng)制驅(qū)動的執(zhí)行。即，如在城市街道等中持續(xù)低速行駛的車輛那樣、發(fā)動機(jī)以低速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況較多的情況下，由于在較短的時間內(nèi)推測殘留量Kn超過閾值Ks，所以能夠以較短的時間間隔執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動。相反，如在主要進(jìn)行高速行駛的車輛那樣、發(fā)動機(jī)以高速高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況較多的情況下，推測殘留量Kn難以超過閾值Ks，能夠以較長的時間間隔執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動。即使這樣，由于在發(fā)動機(jī)為高速高負(fù)荷的情況下，高溫高流量的排氣氣體噴在可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近，所以煙灰難以堆積或容易燒落，即使降低強(qiáng)制驅(qū)動的頻率也沒有問題。
特別是，根據(jù)本發(fā)明，對于進(jìn)行各種使用方式的大量的車輛也能夠分別執(zhí)行適當(dāng)?shù)膹?qiáng)制驅(qū)動。即，在較多采用低速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)中，上述取樣時間(在本實(shí)施方式中是1分鐘)的期間中，殘留的煙灰的量有變多的趨勢，但在本發(fā)明中在此時能夠增加強(qiáng)制驅(qū)動的頻率(定時)及次數(shù)。相反，在較多采用高速高負(fù)荷的發(fā)動機(jī)中，殘留在上述取樣時間之前的煙灰的量有變少的趨勢，但在本發(fā)明中此時能夠減少強(qiáng)制驅(qū)動的頻率及次數(shù)。
強(qiáng)制驅(qū)動在空轉(zhuǎn)區(qū)域中執(zhí)行以不給車輛的行駛帶來影響。此時，使葉片開度較平緩地變化，以使其沿著鈍化處理后的波形。因此，能夠盡量減少強(qiáng)制驅(qū)動時的排氣氣體，并且能夠防止發(fā)動機(jī)音質(zhì)的劇烈變化、減少給駕駛員帶來的不適感。
本發(fā)明的實(shí)施方式除了上述實(shí)施方式以外也可以考慮到各種實(shí)施方式。
上述實(shí)施方式的各數(shù)值及單位是例示，可以根據(jù)需要選擇任意的數(shù)值及單位。推測堆積量與推測燒落量在上述實(shí)施方式中利用圖7～圖10所示的映射圖計(jì)算，但也可以通過計(jì)算式計(jì)算。推測堆積量、推測燒落量和推測殘留量的單位在上述實(shí)施方式中是強(qiáng)制驅(qū)動的次數(shù)，但也可以是通常的量的單位(例如cc等)。此外，也可以將次數(shù)的單位變更為時間的單位，也可以將時間的單位變更為曲柄角的單位，也可以相反。
表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)在上述實(shí)施方式中是發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷及發(fā)動機(jī)溫度3個。但是，可以采用與煙灰的堆積和燒落有關(guān)的所有參數(shù)中的1個以上的參數(shù)。例如也可以僅使用上述3個參數(shù)中的1個或兩個，也可以還使用吸氣溫度、增壓等的其他參數(shù)。作為發(fā)動機(jī)負(fù)荷，在上述實(shí)施方式中使用加速器開度，但也可以使用要求轉(zhuǎn)矩或目標(biāo)燃料噴射量。作為發(fā)動機(jī)溫度也可以使用油溫。
作為上述實(shí)施方式中的可動葉片驅(qū)動用驅(qū)動器35可以考慮各種形態(tài)。例如，可以考慮通過受發(fā)動機(jī)驅(qū)動的泵產(chǎn)生正或負(fù)的空氣壓或油壓、將這些空氣壓或油壓作為驅(qū)動源動作的形態(tài)。此外，還可以考慮電動驅(qū)動器，如果使用它，則即使在不能驅(qū)動泵的發(fā)動機(jī)停止過程中也能夠通過電動驅(qū)動可動葉片，并在不會給發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來影響的發(fā)動機(jī)停止時也能夠執(zhí)行可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。
在上述實(shí)施方式中，將使可動葉片向開方向和閉方向各1次動作的模式作為1次的驅(qū)動而執(zhí)行了可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。但是，這樣的強(qiáng)制驅(qū)動的模式可以采用各種形態(tài)。至少也可以通過沿開方向僅1次、或者沿閉方向僅1次的動作作為1次的驅(qū)動。或者反之，也可以增加開方向及/或閉方向的動作次數(shù)。也可以對開方向與閉方向的動作交替地重復(fù)各兩次以上的模式作為1次的驅(qū)動。
在上述實(shí)施方式中，1次的驅(qū)動不是完全的往復(fù)模式(即開始時的開度(Y[1]與結(jié)束時的開度(Y[22])不同)。但是，也可以設(shè)為完全的往復(fù)模式。例如可以做成如正弦波那樣的模式。在上述實(shí)施方式中是沿著鈍化的波形(Y[n])而動作的，但也可以是沿著矩形波(X)那樣而動作。
此外，可動葉片的開閉行程的范圍也可以考慮各種。在上述實(shí)施方式中使全開附近和全閉附近之間為行程，但可以選擇完全的全開和全閉之間、全閉和中間開度之間等各種的范圍。
渦輪增壓器的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)也可適用于上述實(shí)施方式以外的所有的類型。此外，發(fā)動機(jī)也并不限于柴油發(fā)動機(jī)，也并不限于車輛用。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)的控制裝置，具備渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有包括可動葉片的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)，該控制裝置的特征在于，具備第1存儲機(jī)構(gòu)，存儲根據(jù)表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定的、推測為已堆積在上述可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近的煙灰的量；第2存儲機(jī)構(gòu)，存儲根據(jù)上述參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定的、推測為已從上述可動部附近燒落的煙灰的量；檢測機(jī)構(gòu)，檢測實(shí)際的上述參數(shù)的值；第1決定機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述第1存儲機(jī)構(gòu)和上述第2存儲機(jī)構(gòu)決定與上述檢測到的參數(shù)的值對應(yīng)的煙灰的推測堆積量和推測燒落量；第2決定機(jī)構(gòu)，通過求出上述被決定的推測堆積量和推測燒落量的差來決定煙灰的推測殘留量；以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述決定的推測殘留量強(qiáng)制地開閉驅(qū)動上述可動葉片。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、以及發(fā)動機(jī)溫度中的至少一個構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度構(gòu)成，且上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越高則上述推測堆積量的值越小，上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越高則上述推測燒落量的值越大。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)負(fù)荷構(gòu)成，且上述發(fā)動機(jī)負(fù)荷越高則上述推測堆積量的值越小，上述發(fā)動機(jī)負(fù)荷越高則上述推測燒落量的值越大。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述參數(shù)由發(fā)動機(jī)溫度構(gòu)成，且上述發(fā)動機(jī)溫度越高則上述推測堆積量的值越小，上述發(fā)動機(jī)溫度越高則上述推測燒落量的值越大。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，還具備將上述推測殘留量與規(guī)定的閾值比較的比較機(jī)構(gòu)，且在上述推測殘留量超過上述閾值時，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)對上述可動葉片僅強(qiáng)制驅(qū)動與上述推測殘留量對應(yīng)的時間。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)將使上述可動葉片在開方向和閉方向上至少各1次動作的模式作為1次的驅(qū)動，來執(zhí)行上述可動葉片的強(qiáng)制驅(qū)動。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述推測堆積量、上述推測燒落量和上述推測殘留量具有上述強(qiáng)制驅(qū)動的次數(shù)的單位。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)還具備決定上述可動葉片的目標(biāo)開度的第3決定機(jī)構(gòu)，該被決定的目標(biāo)開度是沿著對相對于時間軸的矩形波進(jìn)行了鈍化處理后的波形的值。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的發(fā)動機(jī)的控制裝置，上述驅(qū)動機(jī)構(gòu)在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)處于空轉(zhuǎn)區(qū)域時執(zhí)行強(qiáng)制驅(qū)動。
11.一種發(fā)動機(jī)的控制方法，是具備了渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)的控制方法，該渦輪增壓器具有包括可動葉片的可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)，該控制方法的特征在于，包括根據(jù)表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定推測為已堆積在上述可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近的煙灰的量的步驟；根據(jù)上述參數(shù)的值預(yù)先設(shè)定推測為已從上述可動部附近燒落的煙灰的量的步驟；以及將這些煙灰的推測堆積量和推測燒落量分別與上述參數(shù)的值建立關(guān)聯(lián)并存儲在存儲機(jī)構(gòu)中的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)動機(jī)的控制方法，還包括檢測實(shí)際的上述參數(shù)的值的步驟；根據(jù)上述存儲機(jī)構(gòu)決定與上述被檢測到的參數(shù)的值對應(yīng)的煙灰的推測堆積量和推測燒落量的步驟；根據(jù)上述被決定了的推測堆積量和推測燒落量，決定煙灰的推測殘留量的步驟；以及強(qiáng)制地對上述可動葉片僅開閉驅(qū)動與上述決定了的推測殘留量對應(yīng)的時間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)動機(jī)的控制裝置及控制方法，其根據(jù)表示發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)(發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度等)的值預(yù)先決定推測為已堆積在可變?nèi)萘繖C(jī)構(gòu)的可動部附近的煙灰的量、和推測為已從那里燒落的煙灰的量，并存儲在存儲機(jī)構(gòu)中。并且，檢測實(shí)際的參數(shù)的值，根據(jù)存儲機(jī)構(gòu)決定與該檢測值對應(yīng)的推測堆積量(Sa)和推測燒落量(Sb)。通過求出這些推測堆積量與推測燒落量的差決定煙灰的推測殘留量(Kn)，根據(jù)該推測殘留量(Kn)強(qiáng)制地開閉驅(qū)動可動葉片。
文檔編號F02D23/00GK101035973SQ20058003407
公開日2007年9月12日 申請日期2005年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月5日
發(fā)明者山口一實(shí), 田中操 申請人:五十鈴自動車株式會社