專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備多個(gè)增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，作為具備多個(gè)增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，公知具備兩段式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。具備兩 段式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)例如結(jié)構(gòu)為接受排氣氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的渦輪串聯(lián)配置于一個(gè)排 氣通路，對(duì)吸入空氣進(jìn)行加壓的壓縮器串聯(lián)配置于一個(gè)進(jìn)氣通路。并且，在從渦輪的上游側(cè) 向下游側(cè)旁通的旁通通路、從壓縮器的上游側(cè)向下游側(cè)旁通的旁通通路設(shè)置有旁通閥，通 過(guò)控制該旁通閥從而能夠?qū)υ鰤簤毫M(jìn)行調(diào)節(jié)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。但是，以往以來(lái)，在具備增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)中，僅是基于來(lái)自吸入空氣流量傳感器、 增壓壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)為與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓壓力。因此，在具備 兩段式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，難以將構(gòu)成增壓器的各個(gè)壓縮器的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至各個(gè)增壓 器的高效區(qū)域、同時(shí)確保與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓壓力。專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-擬646號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的課題在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)及控制方法，其能夠在具備多個(gè)增壓器的發(fā)動(dòng) 機(jī)中，確保與該發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓壓力，并且將構(gòu)成增壓器的各個(gè)壓縮器的旋 轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至各個(gè)增壓器的高效區(qū)域。用于解決課題的方案對(duì)用于解決本發(fā)明要解決的課題的方案進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的第一方式是具備多個(gè)增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述增壓器包括接受在排氣通路 中流動(dòng)的排氣氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的渦輪、和被該渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而對(duì)在進(jìn)氣通路中流動(dòng)的吸 入空氣進(jìn)行加壓的壓縮器，構(gòu)成所述增壓器的各個(gè)渦輪串聯(lián)配置于一個(gè)所述排氣通路，構(gòu) 成所述增壓器的各個(gè)壓縮器串聯(lián)配置于一個(gè)所述進(jìn)氣通路，至少一個(gè)所述增壓器具備增 壓器旋轉(zhuǎn)傳感器，其向控制裝置發(fā)送根據(jù)構(gòu)成該增壓器的壓縮器的旋轉(zhuǎn)而得到的檢測(cè)信 號(hào)；旁通通路，其從構(gòu)成該增壓器的渦輪的上游側(cè)向下游側(cè)旁通排氣氣體；以及旁通閥，其 對(duì)在該旁通通路中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓器 旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)，并且向所述旁通閥發(fā)送控制信號(hào)，由此將構(gòu)成所述 增壓器的各個(gè)壓縮器的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至各個(gè)所述增壓器的高效率區(qū)域。本發(fā)明的第二方式是在第一方式的發(fā)動(dòng)機(jī)中，具備能夠根據(jù)控制信號(hào)變更燃料噴 射特性的燃料噴射嘴，所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)，生成控 制信號(hào)，并且向所述燃料噴射嘴發(fā)送控制信號(hào)，由此根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)變更燃料噴射特性。本發(fā)明的第三方式是在第一方式的發(fā)動(dòng)機(jī)中，具備增壓壓力傳感器，其檢測(cè)通過(guò) 多個(gè)所述增壓器加壓后的吸入空氣的壓力，并且向所述控制裝置發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；和進(jìn)氣節(jié)流器，其配置在所述增壓壓力傳感器的上游側(cè)，對(duì)通過(guò)多個(gè)所述增壓器加壓后的吸入空氣 的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓壓力傳感器和所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器 的檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)，并且，向所述進(jìn)氣節(jié)流器發(fā)送控制信號(hào)，由此根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)調(diào) 節(jié)吸入空氣的壓力。本發(fā)明的第四方式是在第三方式的發(fā)動(dòng)機(jī)中，具備EGR通路，其將在所述排氣通 路中流動(dòng)的排氣氣體的一部分導(dǎo)向所述進(jìn)氣通路；和EGR閥，其對(duì)在所述EGR通路中流動(dòng)的 排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓壓力傳感器和所述增壓器旋 轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)，并且，向所述EGR閥發(fā)送控制信號(hào)，由此，根據(jù)運(yùn)行狀 態(tài)調(diào)節(jié)導(dǎo)至所述進(jìn)氣通路的排氣氣體的流量。發(fā)明的效果作為本發(fā)明的效果，實(shí)現(xiàn)以下所述的效果。在第一方式中，通過(guò)基于來(lái)自增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)控制旁通閥，能夠 將構(gòu)成增壓器的各個(gè)壓縮器的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至各個(gè)增壓器的高效率區(qū)域。由此，能夠高效 地將吸入空氣加壓到與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓壓力，能夠減少燃料消耗量。在第二方式中，通過(guò)基于來(lái)自增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)控制燃料噴射嘴， 能夠適當(dāng)?shù)刈兏鼮樽罴训娜剂蠂娚涮匦?。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的燃料 噴射，能夠避免排氣排出的惡化。在第三方式中，通過(guò)基于來(lái)自增壓壓力傳感器和增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)來(lái) 控制進(jìn)氣節(jié)流器，不需要設(shè)置從構(gòu)成增壓器的壓縮器的上游側(cè)向下游側(cè)旁通的旁通通路。 由此，能夠簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。在第四方式中，通過(guò)基于來(lái)自增壓壓力傳感器和增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)來(lái) 控制EGR閥，能夠?qū)?dǎo)至進(jìn)氣通路的排氣氣體調(diào)節(jié)為最佳的流量。由此，能夠進(jìn)行與發(fā)動(dòng)機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的控制，能避免排氣排出的惡化。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的具備兩段式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示增壓器的壓縮器性能的等效率線圖。圖3是表示增壓器的控制結(jié)構(gòu)的控制流程圖。圖4是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的具備兩段式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示增壓器的控制結(jié)構(gòu)的控制流程圖。圖6是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的具備兩段式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)圖。圖7是表示EGR閥的控制結(jié)構(gòu)的控制流程圖。符號(hào)說(shuō)明1發(fā)動(dòng)機(jī)本體2進(jìn)氣通路3排氣通路
4
4旁通通路
5EGR通路
7旁通通路
12進(jìn)氣歧管
13排氣歧管
15燃料噴射嘴
20兩段式增壓系統(tǒng)
21低壓增壓器
21a壓縮器
21b渦輪
24旁通閥
31高壓增壓器
31a壓縮器
31b渦輪
34旁通閥
40進(jìn)氣節(jié)流器
50EGR裝置
5IEGR 閥
60控制裝置
61增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器
62增壓壓力傳感器
100發(fā)動(dòng)機(jī)
200發(fā)動(dòng)機(jī)
300發(fā)動(dòng)機(jī)
具體實(shí)施例方式接著，對(duì)發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的具備兩段式增壓系統(tǒng)20的發(fā)動(dòng)機(jī)100的整體 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示各增壓器21、31的壓縮器性能的等效率線圖，圖3是表示各增壓 器21、31的控制結(jié)構(gòu)的控制流程圖。圖4是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的具備兩段式增壓系統(tǒng)20的發(fā)動(dòng)機(jī)200的整體 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖5是表示各增壓器21、31的控制結(jié)構(gòu)的控制流程圖。圖6是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的具備兩段式增壓系統(tǒng)20的發(fā)動(dòng)機(jī)300的整體 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖7是表示EGR閥51的控制結(jié)構(gòu)的控制流程圖。使用圖1對(duì)本發(fā)明第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。發(fā)動(dòng)機(jī)100是具 有6個(gè)燃燒室的直噴式6氣缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體1、連接進(jìn)氣通路2的進(jìn)氣 歧管12、連接排氣通路3的排氣歧管13、向各燃燒室噴射燃料的燃料噴射嘴15。該燃料噴 射嘴15能夠通過(guò)來(lái)自控制裝置60的控制信號(hào)來(lái)任意地控制燃料噴射正時(shí)等。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)100具備兩段式增壓系統(tǒng)20。兩段式增壓系統(tǒng)20是具備低壓增壓器21和高壓增壓器31這兩個(gè)增壓器的增壓系統(tǒng)。進(jìn)氣通路2是將吸入空氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管12導(dǎo)向發(fā)動(dòng)機(jī)本體1的通路。在進(jìn)氣通 路2中沿著吸入空氣流而具備構(gòu)成低壓增壓機(jī)21的壓縮器21a、對(duì)通過(guò)該壓縮器21a加壓 后的吸入空氣進(jìn)行冷卻的中間冷卻器23、構(gòu)成高壓增壓機(jī)31的壓縮器31a、對(duì)通過(guò)該壓縮 器31a加壓后的吸入空氣進(jìn)行冷卻的中間冷卻器33、對(duì)在進(jìn)氣通路2中流動(dòng)的吸入空氣的 流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的進(jìn)氣節(jié)流器40。并且，在進(jìn)氣歧管12設(shè)置有增壓壓力傳感器62，對(duì)導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)本體1的吸入空氣 的壓力進(jìn)行檢測(cè)，并向控制裝置60發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。排氣通路3是將排氣氣體經(jīng)由排氣歧管13從發(fā)動(dòng)機(jī)本體1排出的通路。在排氣 通路3上沿著排氣氣體流而設(shè)置有構(gòu)成高壓增壓機(jī)31的渦輪31b、構(gòu)成低壓增壓機(jī)21的渦 輪 21b。詳細(xì)而言，低壓增壓器21包括能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)為高輸出運(yùn)行狀態(tài)的 情況下有效地進(jìn)行吸入空氣的加壓的壓縮器21a、和驅(qū)動(dòng)該壓縮器21a旋轉(zhuǎn)的渦輪21b。并 且，高壓增壓器31包括能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)為低輸出運(yùn)行狀態(tài)的情況下有效地進(jìn) 行吸入空氣的加壓的壓縮器31a、和驅(qū)動(dòng)該壓縮器31a旋轉(zhuǎn)的渦輪31b。低壓增壓器21和高壓增壓器31通過(guò)各個(gè)壓縮器21a、31a對(duì)在進(jìn)氣通路2中流動(dòng) 的吸入空氣進(jìn)行加壓，低壓增壓器21的壓縮器21a配置在進(jìn)氣通路2的上游側(cè)，高壓增壓 器31的壓縮器31a配置在進(jìn)氣通路2的下游側(cè)。另外，在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100中，設(shè)置有使排氣氣體從構(gòu)成高壓增壓器31的 渦輪31b的上游側(cè)向下游側(cè)旁通的旁通通路4，具備對(duì)在該旁通通路4中流動(dòng)的排氣氣體的 流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的旁通閥34。進(jìn)一步，在高壓增壓器31設(shè)置有增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器61，該增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器61 能夠向控制裝置60發(fā)送根據(jù)構(gòu)成所述高壓增壓器31的壓縮器31a的旋轉(zhuǎn)而得到的檢測(cè)信號(hào)?？刂蒲b置60主要包括中央處理裝置、存儲(chǔ)裝置等。控制裝置60經(jīng)由放大器65與 設(shè)置于高壓增壓器31的增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器61、設(shè)置于進(jìn)氣歧管12的增壓壓力傳感器62、 未圖示的加速踏板等發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定單元電連接。并且，基于來(lái)自它們的電信號(hào)生成控制 信號(hào)，并且向前述的燃料噴射嘴15等輸出控制信號(hào)。另外，在控制裝置60中，為了根據(jù)操作者的要求進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行，存儲(chǔ)有增 壓映射、燃料噴射映射、進(jìn)氣節(jié)流映射、EGR映射等的控制映射。增壓映射等的各控制映射是例如為了確保操作者要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩而存儲(chǔ) 有預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)確定的最佳的控制因子的映射。由此，控制裝置60能夠通過(guò)從各控制映射 調(diào)出控制因子來(lái)生成控制信號(hào)，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)100進(jìn)行最佳的控制。在此，對(duì)增壓映射進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。圖2是表示低壓增壓器21及高壓增壓器31 的壓縮器性能的等效率線圖。圖2的橫軸表示流向各壓縮器21a、31a的吸入空氣的流量， 縱軸表示各壓縮器21a、31a的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力比。如圖2所示，在低壓增壓器21的等效率線21map，右端線21mapR為旋轉(zhuǎn)極限線，左 端線21mapL為喘振(寸一 7 )極限線。旋轉(zhuǎn)極限線和喘振極限線為產(chǎn)生由吸入空氣流因 剝離等而變?yōu)椴环€(wěn)定所導(dǎo)致的加壓效率大幅降低的邊界。即，低壓增壓器21能夠在旋轉(zhuǎn)極
6限線和喘振極限線所包圍的區(qū)域中對(duì)吸入空氣進(jìn)行加壓，其中心部分為能夠最有效地對(duì)吸 入空氣進(jìn)行加壓的高效率區(qū)域。另外，同樣地，高壓增壓器31也能夠在由旋轉(zhuǎn)極限線和喘 振極限線所包圍的區(qū)域中對(duì)吸入空氣進(jìn)行加壓，其中心部分為高效率區(qū)域(參照等效率線 3lmap)0并且，如圖2所示，低壓增壓器21的高效率區(qū)域形成在高流量、且高壓力比側(cè)，高 壓增壓器31的高效率區(qū)域形成在低流量、且低壓力比側(cè)。由此，具備由這樣的各增壓器21、 31構(gòu)成的兩段式增壓系統(tǒng)20的發(fā)動(dòng)機(jī)100能夠在大的運(yùn)行區(qū)域中得到最佳的增壓壓力。使用圖3對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)100的增壓器控制進(jìn)行說(shuō)明。控制裝置60算出目標(biāo)增壓壓力 Bpatrg,目標(biāo)增壓器旋轉(zhuǎn)速度coctrg、目標(biāo)旁通閥開度KDypjrg(SllO)。目標(biāo)增壓壓力Bpatrg是能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)使燃料的燃燒最佳化的 增壓壓力，是基于存儲(chǔ)在控制裝置60中的增壓映射等而算出的。目標(biāo)增壓器旋轉(zhuǎn)速度ω ctrg是能夠在高壓增壓器31中最有效地對(duì)吸入空氣進(jìn)行 加壓的壓縮器31a的旋轉(zhuǎn)速度，是基于目標(biāo)增壓壓力Bpatrg、存儲(chǔ)在控制裝置60中的增壓 映射(參照?qǐng)D3)等而算出的。目標(biāo)旁通閥開度m^ypjrg是能夠?qū)?gòu)成高壓增壓器31的壓縮器31a的旋轉(zhuǎn)速度 穩(wěn)定為目標(biāo)增壓器旋轉(zhuǎn)速度ω ctrg的旁通閥34的開度，是基于存儲(chǔ)在控制裝置60中的增 壓映射等而算出的?？刂蒲b置60作為條件(11)判斷當(dāng)前的增壓壓力Bpa與目標(biāo)增壓壓力Bpatrg之 差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值α 2，作為條件(12)判斷當(dāng)前的增壓器旋轉(zhuǎn)速度Nta與目標(biāo)增 壓器旋轉(zhuǎn)速度ω ctrg之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值a3(S120)。當(dāng)在S120中滿足條件(11)和條件(1 的情況下，兩段式增壓系統(tǒng)20進(jìn)行與發(fā) 動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓，對(duì)于構(gòu)成兩段式增壓系統(tǒng)20的高壓增壓器31，判斷為在 高效率區(qū)域中運(yùn)行。另外，通過(guò)對(duì)于此時(shí)的低壓增壓器21也預(yù)先選擇在高效率區(qū)域中運(yùn)行 的壓縮器21a，能夠使各增壓器21、31—同在高效率區(qū)域中運(yùn)行?？刂蒲b置60也能夠通過(guò)對(duì)目標(biāo)旁通閥開度K^ypjrg加以修正，從而應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 100的歷時(shí)劣化(S130)。另一方面，當(dāng)不滿足S120中的條件(11)和條件(12)時(shí)，判斷為兩段式增壓系統(tǒng) 20沒(méi)有進(jìn)行與發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的最佳的增壓。即，判斷為不是與發(fā)動(dòng)機(jī)100的 運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的最佳的增壓壓力、或者高壓增壓器31沒(méi)有運(yùn)行在高效率區(qū)域。于是，控制 裝置60調(diào)節(jié)進(jìn)氣節(jié)流器40的開度直到滿足條件(11) (S140)，接著，調(diào)節(jié)旁通閥34的開度 直到滿足條件(12) (S 150)。 進(jìn)一步，控制裝置60，在通過(guò)反復(fù)進(jìn)行10次S150中的預(yù)定的控制也無(wú)法滿足條件 (12)的情況下，判斷為在增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器61等中發(fā)生異常，由此來(lái)謀求提高兩段式增壓 系統(tǒng)20的可靠性(S160)。這樣，在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100中，能夠基于高壓增壓器31的增壓器旋轉(zhuǎn)速度 Nta，對(duì)在旁通通路4中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)100能夠確保與該 發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的目標(biāo)增壓壓力Bpatrg，并且使低壓增壓器21和高壓增壓器 31運(yùn)行在高效率區(qū)域，能夠使燃料消耗量減少。另外，控制裝置60使用構(gòu)成高壓增壓器31的壓縮器31a的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)生成控制信號(hào)、并發(fā)送給燃料噴射嘴15，由此即使例如發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)處于出過(guò)渡運(yùn)行狀態(tài)， 也能夠適當(dāng)變更燃料噴射特性。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的最佳的燃 料噴射，避免排氣排出(- S 7〉3 > )的惡化，并且能夠高精度地控制發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸
出ο接著，使用圖4對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)200的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方 式的發(fā)動(dòng)機(jī)200的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100是同樣的，但還具備使排氣氣體 從構(gòu)成低壓增壓器21的渦輪21b的上游側(cè)向下游側(cè)旁通的旁通通路7、和對(duì)在該旁通通路 7中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的旁通閥M。使用圖5對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)200的增壓器控制進(jìn)行說(shuō)明?？刂蒲b置60算出目標(biāo)增壓壓力 Bpatrg、高壓增壓器31的目標(biāo)增壓器旋轉(zhuǎn)速度的ω ctrg_hp、低壓增壓器的目標(biāo)增壓器旋 轉(zhuǎn)速度《ctrg_lp、高壓增壓器31的目標(biāo)旁通閥開度m3yp_trg_hp、低壓增壓器的目標(biāo)旁通 閥開度m3yp_trg_lp(S210)。關(guān)于各個(gè)目標(biāo)值的計(jì)算是與第一實(shí)施方式同樣的，因此省略說(shuō) 明?？刂蒲b置60判斷增壓壓力Bpa與目標(biāo)增壓壓力Bpatrg之差的絕對(duì)值是否小于預(yù) 定值α 6(S220)。在滿足S220中的條件的情況下，判斷為兩段式增壓系統(tǒng)20進(jìn)行與發(fā)動(dòng)機(jī) 200的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓。另一方面，在不滿足S220中的條件的情況下，判斷為兩段式增壓系統(tǒng)20沒(méi)有進(jìn)行 與發(fā)動(dòng)機(jī)200的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓。于是，控制裝置60調(diào)節(jié)低壓增壓器21的旁通閥M 和高壓增壓器31的旁通閥34中的一方或雙方的開度，直到滿足S220中的條件(S230)。并且，控制裝置60作為條件判斷當(dāng)前的高壓增壓器旋轉(zhuǎn)速度Nta_hp與高壓 增壓器31的目標(biāo)增壓器旋轉(zhuǎn)速度的《ctrg_hp之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值α 7，作為條 件0 判斷當(dāng)前的低壓增壓器旋轉(zhuǎn)速度Nta_lp與低壓增壓器21的目標(biāo)增壓器旋轉(zhuǎn)速度 ω ctrg_lp之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定值α 8 (S240)。在滿足S240中的條件和條件02)的情況下，判斷為構(gòu)成兩段式增壓系統(tǒng)20 的低壓增壓器21和高壓增壓器31運(yùn)行在高效率區(qū)域。控制裝置60通過(guò)對(duì)低壓增壓器21 的目標(biāo)旁通閥開度Ebyp_trg_lp、高壓增壓器31的目標(biāo)旁通閥開度Ebyp_trg_hp加以修正， 也能夠應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)200的歷時(shí)劣化(S270)。另一方面，在不滿足S240中的條件和條件0 的情況下，判斷為構(gòu)成兩段 式增壓系統(tǒng)20的低壓增壓器21沒(méi)有運(yùn)行在高效率區(qū)域、或者構(gòu)成兩段式增壓系統(tǒng)20的 高壓增壓器31沒(méi)有運(yùn)行在高效率區(qū)域。于是，控制裝置60調(diào)節(jié)高壓增壓器31的旁通閥 34的開度直到滿足條件(21)，調(diào)節(jié)低壓增壓器21的旁通閥M的開度直到滿足條件02) (S250)。進(jìn)一步，控制裝置60，在即使反復(fù)進(jìn)行10次S250中的預(yù)定的控制也不滿足條件 (21)和條件0 的情況下，判斷為在增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器61等中發(fā)生了異常，由此謀求提高 兩段式增壓系統(tǒng)20的可靠性(S^O)。這樣，在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)200中，能夠基于低壓增壓器21的增壓器旋轉(zhuǎn)速度 Nta_lp，對(duì)在旁通通路7中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠基于高壓增壓器31的增 壓器旋轉(zhuǎn)速度Nta_hp，對(duì)在旁通通路4中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此，能夠確保 與發(fā)動(dòng)機(jī)200的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的目標(biāo)增壓壓力Bpatrg，并且使低壓增壓器21和高壓增壓器31運(yùn)行在高效率區(qū)域，能夠使燃料消耗量減少。另外，控制裝置60使用構(gòu)成各增壓器21、31的各壓縮器21a、31a中的一方或者兩 方的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)生成控制信號(hào)、并發(fā)送給燃料噴射嘴15，由此例如發(fā)動(dòng)機(jī)200的運(yùn)行狀態(tài) 即使處于過(guò)渡運(yùn)行狀態(tài)，也能夠適當(dāng)變更燃料噴射特性。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)200的 運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的最佳的燃料噴射，能夠避免排氣排出的惡化，并且高精度地控制發(fā)動(dòng)機(jī)200 的輸出。接著，使用圖6對(duì)本發(fā)明第三實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)300的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方 式的發(fā)動(dòng)機(jī)300的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)100是同樣的，但還具備將在排氣通 路3中流動(dòng)的排氣氣體的一部分導(dǎo)向進(jìn)氣通路2的EGR裝置50。EGR裝置50包括將在排氣通路3中流動(dòng)的排氣氣體的一部分導(dǎo)向進(jìn)氣通路2的 EGR通路5、對(duì)在該EGR通路5中流動(dòng)的排氣氣體進(jìn)行冷卻的EGR冷卻器53、對(duì)在該EGR通 路5中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的EGR閥51。使用圖7對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)300的EGR控制進(jìn)行說(shuō)明。控制裝置60能夠利用已有的計(jì)算 式根據(jù)當(dāng)前的增壓壓力Bpa、高壓增壓器31的增壓器旋轉(zhuǎn)速度Nta_hp求出吸入空氣的流量。首先，控制裝置60算出目標(biāo)EGR率EGR_1、EGR率EGRact (S310)。目標(biāo)EGR率EGR_1是能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)300的運(yùn)行狀態(tài)使燃料的燃燒最佳化的EGR 率，是基于存儲(chǔ)在控制裝置60中的EGR映射等而算出的。EGR率EGRact是根據(jù)排氣流量Qair_wot、EGR流量Qair_act而算出的。排氣流 量Qair_wot是使EGR閥51全閉時(shí)在排氣通路3中流動(dòng)的排氣氣體的全部流量，EGR流量 Qair_act是導(dǎo)向進(jìn)氣通路2的排氣氣體的流量。通過(guò)根據(jù)增壓壓力Bpa、高壓增壓器31的 增壓器旋轉(zhuǎn)速度Nta_hp、在EGR通路5中流動(dòng)的排氣氣體的溫度等來(lái)修正密度，從而算出 EGR 流量 Qair_act?？刂蒲b置60判斷EGR率EGRact與目標(biāo)EGR率EGR_1之差的絕對(duì)值是否小于預(yù)定 值a5(S320)。在滿足S320中的條件的情況下，判斷為EGR裝置50進(jìn)行著與發(fā)動(dòng)機(jī)300的 運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的EGR控制。另一方面，在不滿足S320中的條件的情況下，判斷為EGR裝置50沒(méi)有進(jìn)行與發(fā)動(dòng) 機(jī)300的運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的EGR控制。于是，控制裝置60調(diào)節(jié)EGR通路5的EGR閥51的開 度、直到滿足S320中的條件(S330)。進(jìn)一步，控制裝置60，在即使反復(fù)進(jìn)行10次S330中的預(yù)定的控制也不滿足S320 中的條件的情況下，判斷為在EGR閥51等中發(fā)生了異常，由此謀求提高EGR裝置50的可靠 性(S340)。這樣，在本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)300中，能夠基于增壓壓力Bpa和增壓器旋轉(zhuǎn)速度 Nta，對(duì)在EGR通路5中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此，能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)300的運(yùn) 行狀態(tài)穩(wěn)定為目標(biāo)EGR率EGR_1，能夠避免排氣排出的惡化。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠利用于具備多個(gè)增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，具備多個(gè)增壓器，所述增壓器包括接受在排氣通路中流動(dòng)的排氣氣體 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的渦輪、和被該渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而對(duì)在進(jìn)氣通路中流動(dòng)的吸入空氣進(jìn)行加壓的 壓縮器，其特征在于，構(gòu)成所述增壓器的各個(gè)渦輪串聯(lián)配置于一個(gè)所述排氣通路， 構(gòu)成所述增壓器的各個(gè)壓縮器串聯(lián)配置于一個(gè)所述進(jìn)氣通路， 至少一個(gè)所述增壓器具備增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器，其向控制裝置發(fā)送根據(jù)構(gòu)成該增壓器的壓縮器的旋轉(zhuǎn)而得到的檢 測(cè)信號(hào)；旁通通路，其從構(gòu)成該增壓器的渦輪的上游側(cè)向下游側(cè)旁通排氣氣體；以及 旁通閥，其對(duì)在該旁通通路中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)，并且向所 述旁通閥發(fā)送控制信號(hào)，由此將構(gòu)成所述增壓器的各個(gè)壓縮器的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至各個(gè)所述 增壓器的高效率區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備能夠根據(jù)控制信號(hào)變更燃料噴射特性的燃料噴射嘴，所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)，并且向所 述燃料噴射嘴發(fā)送控制信號(hào)，由此根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)變更燃料噴射特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備增壓壓力傳感器，其檢測(cè)通過(guò)多個(gè)所述增壓器加壓后的吸入空氣的壓力，并且向所述 控制裝置發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；和進(jìn)氣節(jié)流器，其配置在所述增壓壓力傳感器的上游側(cè)，對(duì)通過(guò)多個(gè)所述增壓器加壓后 的吸入空氣的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓壓力傳感器和所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)， 生成控制信號(hào)，并且，向所述進(jìn)氣節(jié)流器發(fā)送控制信號(hào)，由此根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)吸入空氣的 壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，具備EGR通路，其將在所述排氣通路中流動(dòng)的排氣氣體的一部分導(dǎo)向所述進(jìn)氣通路；和 EGR閥，其對(duì)在所述EGR通路中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 所述控制裝置，基于來(lái)自所述增壓壓力傳感器和所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器的檢測(cè)信號(hào)， 生成控制信號(hào)，并且，向所述EGR閥發(fā)送控制信號(hào)，由此，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)導(dǎo)至所述進(jìn)氣 通路的排氣氣體的流量。
全文摘要
構(gòu)成增壓器(21、31)的渦輪(21b、31b)串聯(lián)配置于排氣通路(3)，壓縮器(21a、31a)串聯(lián)配置于進(jìn)氣通路(2)，增壓器(31)具備增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器(61)、旁通通路(4)以及旁通閥(34)，所述增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器(61)向控制裝置發(fā)送根據(jù)壓縮器(31a)的旋轉(zhuǎn)而得到的檢測(cè)信號(hào)，所述旁通通路(4)從渦輪(31b)的上游側(cè)向下游側(cè)旁通排氣氣體，所述旁通閥(34)對(duì)在旁通通路(4)中流動(dòng)的排氣氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制裝置(60)基于來(lái)自增壓器旋轉(zhuǎn)傳感器(61)的檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)，并且向旁通閥(34)發(fā)送控制信號(hào)，由此將壓縮器(21a、31a)的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)至高效率區(qū)域。
文檔編號(hào)F02D41/04GK102124194SQ20098013224
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者河邊隆夫, 清水功治, 緒方智邦, 野村英均, 高橋岳志, 鵜飼智美 申請(qǐng)人:洋馬株式會(huì)社