專利名稱：帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，更詳細(xì)來說，涉及具備可變噴管隔片式增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
在搭載于車輛的內(nèi)燃機(jī)(以下也稱作發(fā)動(dòng)機(jī))裝備有利用排氣能量的增壓器(以下也稱作渦輪增壓器)。渦輪增壓器一般具備:渦輪，該渦輪，利用流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通路的廢氣使該渦輪旋轉(zhuǎn)；壓縮機(jī)葉輪，該壓縮機(jī)葉輪將進(jìn)氣通路內(nèi)的空氣強(qiáng)制性地送入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室；以及連結(jié)軸，該連結(jié)軸連結(jié)上述渦輪和壓縮機(jī)葉輪。在這種構(gòu)造的渦輪增壓器中，利用排氣的能量使配置于排氣通路的渦輪旋轉(zhuǎn)，伴隨與此，配置于進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并將增壓空氣強(qiáng)制性地送入發(fā)動(dòng)機(jī)的各氣缸的燃燒室。作為搭載于車輛的渦輪增壓器，能夠調(diào)整由排氣能量產(chǎn)生的增壓的可變噴管隔片式渦輪增壓器成為主流?？勺儑姽芨羝綔u輪增壓器例如具備可變噴管隔片機(jī)構(gòu)(VN機(jī)構(gòu))以及致動(dòng)器(馬達(dá)式致動(dòng)器)等，上述可變噴管隔片機(jī)構(gòu)配置于渦輪殼體的廢氣流路，且具有使該廢氣流路的流路面積變化的多個(gè)噴管隔片(也稱作活動(dòng)隔片)，上述致動(dòng)器對(duì)上述噴管隔片賦予變位(旋轉(zhuǎn))，通過變更噴管隔片的開度，使相互鄰接的噴管隔片之間的流路面積(狹通道面積)變化，由此來調(diào)整 朝渦輪導(dǎo)入的廢氣的流速(例如參照專利文獻(xiàn)I和2)。通過像這樣進(jìn)行廢氣的流速調(diào)整，能夠?qū)u輪以及壓縮機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整，從而能夠?qū)?dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的空氣的壓力進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)而，在這樣的可變噴管隔片式渦輪增壓器中，由于由排氣能量產(chǎn)生的增壓的調(diào)整自由度大，所以存在能夠提高與加速性相關(guān)聯(lián)的扭矩響應(yīng)性、能夠提高相對(duì)于輸出/油耗(燃料消耗率)/排放的適應(yīng)性的自由度等優(yōu)點(diǎn)。另外，可變噴管隔片式渦輪增壓器不僅能夠用于柴油機(jī)，而且能夠用于汽油機(jī)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-299505號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-129853號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-281144號(hào)公報(bào)當(dāng)在渦輪增壓器設(shè)置有可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的情況下，如果通過噴管隔片的廢氣的流速變大，則會(huì)在噴管隔片的下游產(chǎn)生廢氣的紊流。作為廢氣紊流，具有代表性的是蘭肯潤(rùn)(Rankine vortex)。已知蘭肯潤(rùn)產(chǎn)生在噴管隔片的后端,是具有與廢氣的流速成比例的頻率成分的壓力脈動(dòng)。S卩，蘭肯潤(rùn)的旋潤(rùn)分離頻率(vortex shedding frequency) f滿足理論式[f = St*U/D,其中，St:斯特勞哈數(shù)(Strouhal number)(常數(shù))；U:流速；D:尾流的寬度]的關(guān)系，所以由該蘭肯渦產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)具有與通過噴管隔片的廢氣的流速成比例的頻率成分。進(jìn)而，如果這樣的壓力脈動(dòng)的頻率由渦輪殼體內(nèi)的空間以及排氣管(渦輪殼體 催化劑的廢氣通路)內(nèi)的空間的空間共鳴放大，則會(huì)成為通過車輛的排氣管從排氣口發(fā)出的排出音，該異常噪音成為問題。
此處，為了避免上述那樣的壓力脈動(dòng)的問題，即使想要控制成為放大的主要原因的渦輪殼體、催化劑系統(tǒng)的空間共鳴的頻率，由于增壓效率.排放.搭載要件等的制約，硬件設(shè)計(jì)的自由度低，因此難以抑制異常噪音的產(chǎn)生。并且，即使變更空間共鳴的頻率，由于如上所述壓力脈動(dòng)具有與廢氣的流速成比例的頻率成分，所以無法避免在變更后的空間共鳴的頻帶的脈動(dòng)的放大(共鳴)。此外，也考慮在車輛排氣管追加吸音構(gòu)造，但因搭載要件.外觀.成本等的制約，對(duì)于一個(gè)異常噪音現(xiàn)象的對(duì)策的自由度低。另外，即使對(duì)從車輛排氣管排出的聲音實(shí)施車輛對(duì)策，也依然殘留有車外的聲音的問題(特別是在停車中的空轉(zhuǎn)(高速空轉(zhuǎn))時(shí)產(chǎn)生異常噪音的問題)。由于以上的理由，為了抑制起因于在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的異常噪音，需要在位于可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的上游的發(fā)動(dòng)機(jī)(渦輪增壓器)側(cè)采取對(duì)策，但現(xiàn)狀是該技術(shù)尚未確立。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述實(shí)情而研發(fā)的，其目的在于，在帶可變噴管隔片式的增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，實(shí)現(xiàn)能夠抑制起因于在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈沖的異常噪
音 本發(fā)明以如下的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置為前提，上述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備:節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路；增壓器，該增壓器具有設(shè)置于進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪以及設(shè)置于排氣通路的渦輪；EGR閥，該EGR閥設(shè)置于EGR通路，對(duì)從上述排氣通路朝上述進(jìn)氣通路回流的廢氣的量進(jìn)行調(diào)整，上述EGR通路連接比上述渦輪靠上游側(cè)的排氣通路和比上述壓縮機(jī)葉輪靠下游側(cè)的進(jìn)氣通路；以及催化劑，該催化劑設(shè)置于上述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路，作為上述增壓器裝備有可變噴管隔片式的增壓器，該可變噴管隔片式的增壓器具備可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更上述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)。進(jìn)而，在這樣的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，其技術(shù)特征在于，上述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備流速控制單元，在加速時(shí)或者減速時(shí)，當(dāng)通過上述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入從上述增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的流速之際，該流速控制單元對(duì)上述節(jié)流閥的開度、上述EGR閥的開度、上述噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過上述噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使通過該噴管隔片的廢氣的流速成為上述空間共鳴區(qū)域之外的流速。根據(jù)本發(fā)明，利用在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率與通過噴管隔片的廢氣的流速(噴管隔片后端的流速)成比例這點(diǎn)，在加速時(shí)或者減速時(shí)(內(nèi)燃機(jī)加速時(shí)或者減速時(shí))，當(dāng)通過噴管隔片的廢氣的流速(以下也稱作VN通過流速)達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域之際，對(duì)節(jié)流閥的開度、EGR閥的開度、噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行控制，變更(朝增大VN通過流速的一側(cè)或者朝減小VN通過流速的一側(cè)變更)VN通過流速，以使該VN通過流速成為空間共鳴區(qū)域之外的流速，因此，能夠迅速地通過空間共鳴區(qū)域。由此，能夠縮短在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在加速時(shí)或者減速時(shí)，僅在通過空間共鳴區(qū)域的期間的短時(shí)間內(nèi)變更VN通過流速即可，因此，能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。作為本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)，基于作為與朝向渦輪增壓器的渦輪(噴管隔片)的廢氣的流量相關(guān)的參數(shù)的、增壓(空氣量)、進(jìn)氣溫度、燃料噴射量(燃燒氣體量)、節(jié)流閥開度、EGR閥開度以及VN開度,推定VN通過流速。進(jìn)而,能夠舉出如下的結(jié)構(gòu):在該推定VN通過流速達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域的流速之際，對(duì)節(jié)流閥的開度、EGR閥的開度、噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行調(diào)整來變更VN通過流速，以使該VN通過流速成為空間共鳴區(qū)域之外的流速。另外，由于在減速時(shí)(油門OFF時(shí))處于停止供油狀態(tài)，所以將上述燃料噴射量(燃燒氣體量)作為“O”加以處理。以下對(duì)本發(fā)明的具體的控制進(jìn)行說明。首先，在加速時(shí)，當(dāng)VN通過流速達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域的流速(例如圖9所示的A點(diǎn)的流速vna)的情況下，對(duì)節(jié)流閥的開度、EGR閥的開度、噴管隔片的開度進(jìn)行控制，使VN通過流速比通?？刂?確保目標(biāo)增壓的控制)時(shí)大。這樣，在加速時(shí)，當(dāng)達(dá)到了空間共鳴區(qū)域之際，使VN通過流速比通?？刂茣r(shí)大，由此能夠迅速地過渡至脫離空間共鳴區(qū)域的流速(圖9所示的B點(diǎn)的流速vnb)，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)通過空間共鳴區(qū)域(圖9所示的A B區(qū)間)。在該情況下，在將EGR閥的開度設(shè)定成關(guān)閉側(cè)的規(guī)定值的基礎(chǔ)上，朝關(guān)閉側(cè)控制噴管隔片的開度，由此來增大VN通過流速。具體而言，在將EGR閥的開度在能夠確保適當(dāng)?shù)呐欧诺姆秶鷥?nèi)設(shè)定成盡可能小的值(關(guān)閉側(cè)的開度)的基礎(chǔ)上，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)性能等而將噴管隔片的開度設(shè)定成盡可能靠關(guān)閉側(cè)的值，由此使VN通過流速比通?？刂茣r(shí)大。如果進(jìn)行這樣的設(shè)定，則在加速時(shí)能夠在短時(shí)間內(nèi)通過上述空間共鳴區(qū)域，而不會(huì)導(dǎo)致排放以及運(yùn)轉(zhuǎn)性能的降低。此處，在加速時(shí)，如上所述，如果將EGR閥的開度以及噴管隔片的開度設(shè)定在關(guān)閉偵牝則存在因渦輪轉(zhuǎn)速上升而導(dǎo)致增壓過大的可能性?？紤]到這一點(diǎn)，也可以在VN通過流速為空間共鳴區(qū)域內(nèi)的流速的期間，對(duì)節(jié)流閥的開度進(jìn)行調(diào)整(朝關(guān)閉側(cè)調(diào)整)，從而限制(防護(hù))增壓的過度上升。并且，作為加速時(shí)的具體的控制，能夠舉出如下控制:在從VN通過流速達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域的流速的時(shí)刻起到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止的期間，持續(xù)進(jìn)行使上述VN通過流速比通?？刂?確保目標(biāo)增壓的控制)時(shí)大的控制，且在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻返回到通?？刂?。上述規(guī)定時(shí)間是在加速時(shí)VN通過流速比通?？刂茣r(shí)大的情況下通過空間共鳴區(qū)域(通過圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的區(qū)間A B)所需要的時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)/仿真等設(shè)定適當(dāng)?shù)闹怠Ｍㄟ^這樣的設(shè)定，能夠在可靠地通過空間共鳴區(qū)域后返回到通?？刂?，因此能夠可靠地抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。并且，通過像這樣按照時(shí)間管理結(jié)束增大VN通過流速的控制的時(shí)刻、即在通過空間共鳴區(qū)域后返回到通?？刂频臅r(shí)刻，不用判定是否已通過空間共鳴區(qū)域就能夠使EGR閥開度、噴管隔片的開度等返回到通?？刂频拈_度。接著，對(duì)減速時(shí)的具體的控制進(jìn)行說明。首先，在減速時(shí)，在VN通過流速達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域的流速(例如圖9所示的B點(diǎn)的流速vnb)的情況下，對(duì)節(jié)流閥的開度、EGR閥的開度、噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行控制，使VN通過流速比通常控制(確保目標(biāo)增壓的控制)時(shí)小。這樣，在減速時(shí)，當(dāng)達(dá)到了空間共鳴區(qū)域之際，使VN通過流速比通常控制時(shí)小，由此能夠迅速地過渡至脫離空間共鳴區(qū)域的流速(圖9所示的A點(diǎn)的流速vna)，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)通過空間共鳴區(qū)域(圖9所示的B A區(qū)間)。在該情況下，在將EGR閥的開度設(shè)定成打開側(cè)的規(guī)定值的基礎(chǔ)上，朝打開側(cè)控制上述噴管隔片的開度，由此來減小VN通過流速。具體而言，在將EGR閥的開度在能夠確保適當(dāng)?shù)呐欧诺姆秶鷥?nèi)設(shè)定成盡可能大的值(打開側(cè)的開度)的基礎(chǔ)上，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)性能等而將噴管隔片的開度設(shè)定成盡可能靠打開側(cè)的值，由此使VN通過流速比通常控制時(shí)小。如果進(jìn)行這樣的設(shè)定，則在減速時(shí)能夠在短時(shí)間內(nèi)通過上述空間共鳴區(qū)域而不會(huì)導(dǎo)致排放以及運(yùn)轉(zhuǎn)性能的降低。并且，作為減速時(shí)的具體的控制，能夠舉出如下控制:在從VN通過流速達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域的流速的時(shí)刻起到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止的期間，持續(xù)進(jìn)行使上述VN通過流速比通?？刂?確保目標(biāo)增壓的控制)時(shí)小的控制，且在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻返回到通?？刂啤Ｉ鲜鲆?guī)定時(shí)間是在減速時(shí)VN通過流速比通?？刂茣r(shí)小的情況下通過空間共鳴區(qū)域(通過圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的區(qū)間B A)所需要的時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)/仿真等設(shè)定適當(dāng)?shù)闹?。通過這樣的設(shè)定，能夠在可靠地通過空間共鳴區(qū)域后返回到通常控制，因此能夠可靠地抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。并且，通過像這樣按照時(shí)間管理當(dāng)減速時(shí)結(jié)束減小VN通過流速的控制的時(shí)刻、SP在通過空間共鳴區(qū)域后返回到通?？刂频臅r(shí)刻，不用判定是否已通過空間共鳴區(qū)域就能夠使EGR閥開度、噴管隔片的開度等返回到通?？刂茣r(shí)的開度。作為本發(fā)明的其他的具體結(jié)構(gòu)，能夠舉出如下結(jié)構(gòu):在加速時(shí)或者減速時(shí)(內(nèi)燃機(jī)的加速時(shí)或者減速時(shí))，當(dāng)與通過噴管隔片的廢氣的流速(VN通過流速)成比例的壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入從增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的頻率之際，對(duì)節(jié)流閥的開度、EGR閥的開度、噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使該壓力脈動(dòng)頻率從上述空間共鳴區(qū)域脫離。在這樣的控制中，在加速時(shí)或者減速時(shí)，能夠迅速地通過上述空間共鳴區(qū)域。由此，能夠縮短在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在加速時(shí)或者減速時(shí)，僅在通過空間共鳴區(qū)域期間的短時(shí)間內(nèi)變更VN通過流速即可，因此不但能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。此處，在該控制中，也與上述的控制同樣，在加速時(shí)，在壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入空間共鳴區(qū)域的頻率的情況下，在將EGR閥的開度設(shè)定成關(guān)閉側(cè)的規(guī)定值的基礎(chǔ)上，朝關(guān)閉側(cè)控制噴管隔片的開度，由此來進(jìn)行使VN通過流速比通?？刂茣r(shí)大的控制。并且，在減速時(shí)，在壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入空間共鳴區(qū)域的頻率的情況下，在將EGR閥的開度設(shè)定成打開側(cè)的規(guī)定值的基礎(chǔ)上，朝打開側(cè)控制噴管隔片的開度，由此來進(jìn)行使VN通過流速比通?？刂茣r(shí)小的控制。
另外，在該控制中，對(duì)于在加速時(shí)或者減速時(shí)達(dá)到了空間共鳴區(qū)域之際的控制、例如節(jié)流閥的開度、EGR閥的開度、噴管隔片的開度等的控制，能夠應(yīng)用在上述說明中列舉的各種方法。作為本發(fā)明的其他的具體結(jié)構(gòu)，能夠舉出如下的結(jié)構(gòu):內(nèi)燃機(jī)具備:節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路；增壓器，該增壓器具有設(shè)置于進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪以及設(shè)置于排氣通路的渦輪；以及催化劑，該催化劑設(shè)置于上述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路，并且，作為上述增壓器裝備有可變噴管隔片式增壓器，該可變噴管隔片式增壓器具備可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更上述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)，在這樣的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，在加速時(shí)或者減速時(shí)(內(nèi)燃機(jī)的加速時(shí)或者減速時(shí))，當(dāng)通過上述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入從上述增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的流速之際，對(duì)上述節(jié)流閥的開度或者上述噴管隔片的開度中的任一方或者雙方的開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過上述噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使通過該噴管隔片的廢氣的流速成為上述空間共鳴區(qū)域之外的流速。在這樣的控制中，在加速時(shí)或者減速時(shí)，能夠迅速地通過上述空間共鳴區(qū)域。由此，能夠縮短在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在加速時(shí)或者減速時(shí)，僅在通過空間共鳴區(qū)域期間的短時(shí)間內(nèi)變更VN通過流速即可，因此不但能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。并且，作為其他的具體結(jié)構(gòu)，能夠舉出如下的結(jié)構(gòu):內(nèi)燃機(jī)具備:節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路；增壓器，該增壓器具有設(shè)置于進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪以及設(shè)置于排氣通路的渦輪；以及催化劑，該催化劑設(shè)置于上述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路，并且，作為上述增壓器裝備有可變噴管隔片式增壓器，該可變噴管隔片式增壓器具備可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更上述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)，在這樣的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，在加速時(shí)或者減速時(shí)(內(nèi)燃機(jī)的加速時(shí)或者減速時(shí))，當(dāng)與通過噴管隔片的廢氣的流速(VN通過流速)成比例的壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入從增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的頻率之際，對(duì)上述節(jié)流閥的開度或者上述噴管隔片的開度中的任一方或者雙方的開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使該壓力脈動(dòng)的頻率從上述空間共鳴區(qū)域脫離。在這樣的控制中，在加速時(shí)或者減速時(shí)，能夠迅速地通過上述空間共鳴區(qū)域。由此，能夠縮短在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在加速時(shí)或者減速時(shí)，僅在通過空間共鳴區(qū)域期間的短時(shí)間內(nèi)變更VN通過流速即可，因此，不但能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明，能夠通過內(nèi)燃機(jī)(增壓器)側(cè)的控制抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪
音的產(chǎn)生。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的柴油機(jī)的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出發(fā)動(dòng)機(jī)所裝備的渦輪增壓器的一例的縱剖視圖。圖3是從渦輪增壓器的外側(cè)觀察可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的圖。另外，在圖3中示出噴管隔片處于打開側(cè)的狀態(tài)。圖4是從渦輪增壓器的內(nèi)側(cè)觀察可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的圖。另外，在圖4中示出噴管隔片處于打開側(cè)的狀態(tài)。圖5是從渦輪增壓器的外側(cè)觀察可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的圖。另外，在圖5中示出噴管隔片處于關(guān)閉側(cè)的狀態(tài)。圖6是從渦輪增壓器的內(nèi)側(cè)觀察可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的圖。另外，在圖6中示出噴管隔片處于關(guān)閉側(cè)的狀態(tài)。圖7是示出E⑶等控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是示意性地示出通過噴管隔片的廢氣的流動(dòng)的圖。圖9是示意性地示出在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)以及空間共鳴區(qū)域的圖。圖10是示出加速時(shí)的VN通過流速控制的一例的流程圖。圖11是示出減速時(shí)的VN通過流速控制的一例的流程圖。圖12是示出算出EGR閥開度(加速時(shí))的映射的一例的圖。圖13是示出算出EGR閥開度(減速時(shí))的映射的一例的圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)參照?qǐng)D1對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。另外，在圖1中僅不出發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)氣缸的結(jié)構(gòu)。圖1所不的發(fā)動(dòng)機(jī)I是缸內(nèi)直噴四氣缸柴油機(jī)，在構(gòu)成各氣缸的氣缸體Ia內(nèi)設(shè)置有沿上下方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞lc。活塞Ic經(jīng)由連桿16與曲軸15連結(jié)，活塞Ic的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由連桿16轉(zhuǎn)換成曲軸15的旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)I的曲軸15與變速器(未圖示)連結(jié)，能夠?qū)碜园l(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力經(jīng)由變速器傳遞至車輛的驅(qū)動(dòng)輪(未圖示)。在曲軸15安裝有信號(hào)轉(zhuǎn)子(signal rotor) 17。在信號(hào)轉(zhuǎn)子17的外周面隔開相等
角度設(shè)置有多個(gè)突起(齒)17a......17a。在信號(hào)轉(zhuǎn)子17的側(cè)方附近配置有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳
感器(曲軸位置傳感器)25。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器25例如是電磁拾取器(electromagneticpickup)，在曲軸15旋轉(zhuǎn)之際，該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器25產(chǎn)生與信號(hào)轉(zhuǎn)子17的突起17a對(duì)應(yīng)的脈沖狀的信號(hào)(輸出脈沖)。在發(fā)動(dòng)機(jī)I的氣缸體Ia配置有檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度的水溫傳感器21。并且，在氣缸體Ia的上端設(shè)置有氣缸蓋lb，在該氣缸蓋Ib和活塞Ic之間形成有燃燒室Id。在發(fā)動(dòng)機(jī)I的氣缸體Ia的下側(cè)設(shè)置有貯存機(jī)油的油底殼18。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，貯存于該油底殼18的機(jī)油經(jīng)由用于除去異物的濾油器由油泵汲取，進(jìn)而在由濾油器凈化后被朝曲軸15、連桿16等供給，用于進(jìn)行各部分的潤(rùn)滑、冷卻等。在發(fā)動(dòng)機(jī)I的氣缸蓋Ib設(shè)置有用于朝發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒室Id內(nèi)直接噴射燃料的噴射器2。在噴射器2連接有共軌(儲(chǔ)壓室)3，在噴射器2處于開閥狀態(tài)的期間，共軌3內(nèi)的燃料從噴射器2噴射到燃燒室Id內(nèi)。在共軌3配置有用于檢測(cè)該共軌3內(nèi)的高壓燃料的壓力(共軌壓力)的共軌壓力傳感器24。在共軌3連接有燃料泵亦即供給泵4。供給泵4借助發(fā)動(dòng)機(jī)I的曲軸15的旋轉(zhuǎn)力而被驅(qū)動(dòng)。通過該供給泵4的驅(qū)動(dòng)，將燃料從燃料罐40供給至共軌3，并通過在規(guī)定的正時(shí)打開噴射器2而將燃料噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)I的各氣缸的燃燒室Id內(nèi)。所噴射的燃料在燃燒室Id內(nèi)燃燒而成為廢氣并被排出。另外，噴射器2的開閥正時(shí)(噴射期間)由后述的ECU (Electronic Control Unit) 200控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒室Id連接有進(jìn)氣通路11和排氣通路12。在進(jìn)氣通路11和燃燒室Id之間設(shè)置有進(jìn)氣門13，通過驅(qū)動(dòng)該進(jìn)氣門13開閉，進(jìn)氣通路11和燃燒室Id連通或者被遮斷。并且，在排氣通路12和燃燒室Id之間設(shè)置有排氣門14，通過驅(qū)動(dòng)該排氣門14開閉，排氣通路12和燃燒室Id連通或者被遮斷。曲軸15的旋轉(zhuǎn)被傳遞到進(jìn)氣凸輪軸以及排氣凸輪軸，通過進(jìn)氣凸輪軸以及排氣凸輪軸的各旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動(dòng)這些進(jìn)氣門13以及排氣門14開閉。在進(jìn)氣通路11配置有空氣濾清器(未圖示)、檢測(cè)進(jìn)氣量(新空氣量)的空氣流量計(jì)22、后述的渦輪增壓器100的壓縮機(jī)葉輪112、用于對(duì)因利用渦輪增壓器100進(jìn)行增壓而升溫的進(jìn)氣進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的內(nèi)部冷卻器7、進(jìn)氣溫度傳感器23、節(jié)流閥6、以及檢測(cè)進(jìn)氣歧管Ila內(nèi)的壓力(增壓)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器(增壓傳感器)28等。節(jié)流閥6配置于比內(nèi)部冷卻器7(渦輪增壓器100的壓縮機(jī)葉輪102)靠下游側(cè)(進(jìn)氣流動(dòng)的下游側(cè))的進(jìn)氣通路11。節(jié)流閥6是電子控制式的閥，其開度由節(jié)流閥馬達(dá)60調(diào)整。節(jié)流閥6的開度(節(jié)流閥開度)由節(jié)流閥開度傳感器26檢測(cè)。對(duì)于本例的節(jié)流閥6，能夠與駕駛員的油門踏板操作獨(dú)立地對(duì)節(jié)流閥開度進(jìn)行電子控制。在排氣通路12配置有:前段的S/C催化劑(起動(dòng)催化劑(startcatalyst))81、和后段的U/F催化劑(下置催化劑(under floor catalyst)) 82。S/C催化劑81例如由能夠凈化烴(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等的三元催化劑構(gòu)成。并且，U/F催化劑82例如由NOx催化劑(例如NSR (NOx Storage Reduction)催化劑)構(gòu)成，該NOx催化劑具有吸留廢氣中的N0x、并對(duì)所吸留的NOx進(jìn)行還原的功能。渦輪增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)I裝備有利用排氣壓對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增壓的渦輪增壓器(增壓器)100。如圖1和圖2所示，渦輪增壓器100由配置于排氣通路12的渦輪101、配置于進(jìn)氣通路11的壓縮機(jī)葉輪102、以及將上述渦輪101和壓縮機(jī)葉輪102 —體地連結(jié)的連結(jié)軸103等構(gòu)成，配置于排氣通路12的渦輪101借助排氣的能量而旋轉(zhuǎn)，伴隨與此，配置于進(jìn)氣通路11的壓縮機(jī)葉輪102旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而，通過壓縮機(jī)葉輪102的旋轉(zhuǎn)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并將增壓空氣強(qiáng)制性地送入發(fā)動(dòng)機(jī)I的各氣缸的燃燒室。另外，渦輪101被收納于渦輪殼體111內(nèi)，壓縮機(jī)葉輪102被收納于壓縮機(jī)殼體112內(nèi)。并且，對(duì)連結(jié)軸103進(jìn)行支承的浮動(dòng)軸承104、104被收納于中間殼體113內(nèi)，上述渦輪殼體111和壓縮機(jī)殼體112安裝在該中間殼體113的兩側(cè)。本例的渦輪增壓器100是可變噴嘴式渦輪增壓器(VNT)，在渦輪101側(cè)設(shè)置有可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120，通過對(duì)該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120的開度(以下也稱作VN開度)進(jìn)行調(diào)整，能夠調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)I的增壓。對(duì)于可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120的詳細(xì)情況將在后面加以敘述。EGR 裝置并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)I裝備有EGR裝置5。EGR裝置5是通過將廢氣的一部分導(dǎo)入進(jìn)氣而使燃燒室Id的燃燒溫度降低進(jìn)而使NOx的產(chǎn)生量減少的裝置。如圖1所示，EGR裝置5由連通比渦輪增壓器100的渦輪101靠上游側(cè)(廢氣流動(dòng)的上游)的排氣通路12和內(nèi)部冷卻器7 (渦輪增壓器100的壓縮機(jī)葉輪102)下游側(cè)(進(jìn)氣流動(dòng)的下游側(cè))的進(jìn)氣通路11的EGR通路51、設(shè)置于該EGR通路51的EGR催化劑(例如氧化催化劑)52、EGR冷卻器53、以及EGR閥54等構(gòu)成。進(jìn)而，在這種結(jié)構(gòu)的EGR裝置5中，通過對(duì)EGR閥54的開度進(jìn)行調(diào)整，能夠變更EGR率[EGR量/ (EGR量+進(jìn)氣量(新空氣量))(％)]，能夠?qū)Ρ粡呐艢馔?2導(dǎo)入進(jìn)氣通路11的EGR量(排氣回流量)進(jìn)行調(diào)整。另外，在EGR裝置5也可以設(shè)置有繞過EGR冷卻器53的EGR旁通通路以及EGR旁通切換閥?？勺儑姽芨羝瑱C(jī)構(gòu)接著，參照?qǐng)D1 圖6對(duì)渦輪增壓器100的可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120進(jìn)行說明。本例的可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120配設(shè)于連桿室114，該連桿室114形成于渦輪增壓器100的渦輪殼體111和中間殼體113之間。可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120具備:環(huán)狀的協(xié)調(diào)環(huán)(unison ring) 122 ;多個(gè)開閉臂
123......123，這些開閉臂123......123位于該協(xié)調(diào)環(huán)122的內(nèi)周側(cè)，且一部分與協(xié)調(diào)環(huán)
122卡合；主臂124，該主臂124用于驅(qū)動(dòng)上述各開閉臂123 ;葉片軸125，該葉片軸125與各開閉臂123連結(jié)，用于驅(qū)動(dòng)各噴管隔片121 ；以及噴嘴板126，該噴嘴板126保持各葉片軸125?？勺儑姽芨羝瑱C(jī)構(gòu)120是用于對(duì)等間隔地配設(shè)的多個(gè)(例如12個(gè))噴管隔片
121......121的轉(zhuǎn)動(dòng)角度(轉(zhuǎn)動(dòng)姿態(tài))進(jìn)行調(diào)整的機(jī)構(gòu)。上述多個(gè)噴管隔片121......121
配置于渦輪101的外周側(cè)。各噴管隔片121配置在噴嘴板126上，且能夠以葉片軸125為中心轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的角度。對(duì)于可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120，通過使與主臂124連結(jié)的驅(qū)動(dòng)連桿127轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的角度，該驅(qū)動(dòng)連桿127的轉(zhuǎn)動(dòng)力經(jīng)由主臂124、協(xié)調(diào)環(huán)122以及各開閉臂123傳遞至各噴管隔片121，各噴管隔片121聯(lián)動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)。具體而言，驅(qū)動(dòng)連桿127能夠以驅(qū)動(dòng)軸128為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸128與驅(qū)動(dòng)連桿127以及主臂124連結(jié)，以能夠一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而，當(dāng)隨著驅(qū)動(dòng)連桿127轉(zhuǎn)動(dòng)而驅(qū)動(dòng)軸128轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該轉(zhuǎn)動(dòng)力被傳遞至主臂124。主臂124的內(nèi)周側(cè)端部被固定于驅(qū)動(dòng)軸128。主臂124的外周側(cè)端部與協(xié)調(diào)環(huán)122卡合，當(dāng)主臂124以上述驅(qū)動(dòng)軸128為中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力被傳遞至協(xié)調(diào)環(huán)122。各開閉臂123的外周側(cè)端部嵌合于協(xié)調(diào)環(huán)122的內(nèi)周面，當(dāng)協(xié)調(diào)環(huán)122轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)力被傳遞至各開閉臂123。具體而言，協(xié)調(diào)環(huán)122配設(shè)成能夠相對(duì)于噴嘴板126沿周方向滑動(dòng)，主臂124以及各開閉臂123的外周側(cè)端部嵌合在設(shè)置于該協(xié)調(diào)環(huán)122的內(nèi)周緣的多個(gè)凹部122a中，協(xié)調(diào)環(huán)122的轉(zhuǎn)動(dòng)力被傳遞至各開閉臂123。上述噴嘴板126被固定于渦輪殼體111。在噴嘴板126插入有銷126a(參照?qǐng)D3和圖5)，在該銷126a嵌合有輥126b。輥126b對(duì)協(xié)調(diào)環(huán)122的內(nèi)周面進(jìn)行引導(dǎo)。由此，協(xié)調(diào)環(huán)122由輥126b保持而能夠沿規(guī)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，上述各開閉臂123能夠以葉片軸125為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。各葉片軸125由噴嘴板126支承，使得各葉片軸125轉(zhuǎn)動(dòng)自如，利用上述葉片軸125連結(jié)開閉臂123和上述噴管隔片121，使得開閉臂123和上述噴管隔片121 —體地轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而，當(dāng)隨著協(xié)調(diào)環(huán)122的轉(zhuǎn)動(dòng)而各開閉臂123轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該轉(zhuǎn)動(dòng)被傳遞至各葉片軸125。由此，各噴管隔片121與葉片軸125以及開閉臂123 —起轉(zhuǎn)動(dòng)。在收納上述渦輪101的渦輪殼體111設(shè)置有渦輪殼體渦流室111a，朝該渦輪殼體渦流室Illa供給廢氣，利用該廢氣的流動(dòng)使渦輪101轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，如上所述，通過對(duì)各噴管隔片121的轉(zhuǎn)動(dòng)位置進(jìn)行調(diào)整而設(shè)定各噴管隔片121的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，能夠?qū)臏u輪殼體渦流室Illa朝向渦輪101的排氣的流量以及流速進(jìn)行調(diào)整。由此，能夠?qū)υ鰤盒阅苓M(jìn)行調(diào)整，例如，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)I低速旋轉(zhuǎn)時(shí)以使噴管隔片121彼此之間的流路面積(狹通道面積)減少的方式對(duì)各噴管隔片121的轉(zhuǎn)動(dòng)位置(變位)進(jìn)行調(diào)整，則廢氣的流速增加，能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)低速區(qū)域得到高的增壓。上述可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120的驅(qū)動(dòng)連桿127與桿129連接。該桿129是棒狀部件，且與VN致動(dòng)器140連結(jié)。VN致動(dòng)器140具備:電動(dòng)機(jī)(DC電機(jī))141 ；以及轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(例如具有蝸桿以及與該蝸桿嚙合的蝸輪的齒輪機(jī)構(gòu)等:未圖示)，該轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將該電動(dòng)機(jī)141的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)并傳遞給上述桿129。VN致動(dòng)器140由E⑶200驅(qū)動(dòng)并控制。E⑶200例如根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的噴管隔片開度要求值等來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)141的通電控制。另外，從車載電池(未圖示)朝電動(dòng)機(jī)141供給電力。并且，當(dāng)通過電動(dòng)機(jī)141的通電控制(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng))而電動(dòng)機(jī)141旋轉(zhuǎn)時(shí),其旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳遞至桿129，隨著該桿129的移動(dòng)(前進(jìn)/后退)，驅(qū)動(dòng)連桿127轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，各噴管隔片121轉(zhuǎn)動(dòng)(變位)。具體而言，如圖3所示，通過朝圖中箭頭Xl方向牽引桿129 (桿129后退)，協(xié)調(diào)環(huán)122沿圖中箭頭Yl方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4所示，各噴管隔片121以葉片軸125為中心沿圖中逆時(shí)針方向(Yl方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將噴管隔片開度(VN開度)設(shè)定成大的開度。另一方面，如圖5所示，通過朝圖中箭頭X2方向推壓桿129 (管129前進(jìn))，協(xié)調(diào)環(huán)122沿圖中箭頭Y2方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖6所示，各噴管隔片121以葉片軸125為中心沿圖中順時(shí)針方向(Y2方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將噴管隔片開度(VN開度)設(shè)定成小的開度。以上的發(fā)動(dòng)機(jī)1、渦輪增壓器100的VN致動(dòng)器140 (電動(dòng)機(jī)141)、驅(qū)動(dòng)節(jié)流閥6開閉的節(jié)流閥馬達(dá)60、以及EGR閥54等各部分由E⑶200控制。ECU如圖7 所示，ECU 200 具備 CPU 201、ROM 202、RAM 203 以及備用 RAM 204 等。ROM 202存儲(chǔ)有各種控制程序、執(zhí)行上述各種控制程序之際參照的映射等。CPU201基于存儲(chǔ)于ROM 202的各種控制程序執(zhí)行各種運(yùn)算處理。并且，RAM 203是暫時(shí)存儲(chǔ)CPU 201中的運(yùn)算結(jié)果、從各傳感器輸入的數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)器，備用RAM 204是例如在發(fā)動(dòng)機(jī)I停止時(shí)存儲(chǔ)應(yīng)保存的數(shù)據(jù)等的非易失性存儲(chǔ)器。以上的CPU 201、ROM 202、RAM 203以及備用RAM 204經(jīng)由總線207相互連接，并且與輸入端口 205以及輸出端口 206連接。
在輸入端口 205連接有水溫傳感器21、空氣流量計(jì)22、進(jìn)氣溫度傳感器23、共軌壓力傳感器24、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器25、檢測(cè)節(jié)流閥6的開度的節(jié)流閥開度傳感器26、檢測(cè)油門踏板的踏入量(油門開度)的油門開度傳感器27、進(jìn)氣歧管壓力傳感器(增壓傳感器)28、以及車速傳感器29等。在輸出端口 206連接有噴射器2、節(jié)流閥6的節(jié)流閥馬達(dá)60、EGR閥54、以及對(duì)渦輪增壓器100的可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120的開度進(jìn)行調(diào)整的VN致動(dòng)器140 (電動(dòng)機(jī)141)等。E⑶200基于上述各種傳感器的輸出信號(hào)執(zhí)行包括發(fā)動(dòng)機(jī)I的節(jié)流閥6的開度控制、燃料噴射量/噴射正時(shí)控制(噴射器2的開閉控制)、以及EGR控制等在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)I的各種控制。此外，E⑶200還執(zhí)行下述的“VN通過流速控制”。利用由以上的ECU 200執(zhí)行的程序來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的控制裝置。VN通過流速的控制

首先，對(duì)通過噴管隔片121的廢氣的流速(VN通過流速)進(jìn)行說明。當(dāng)在渦輪增壓器100設(shè)置有可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120的情況下，如圖8所示，廢氣通過噴管隔片121朝渦輪101流動(dòng)。如上所述，如果通過噴管隔片121的廢氣的流速變大，則會(huì)在噴管隔片121的下游產(chǎn)生廢氣的紊流。作為廢氣紊流，具有代表性的是蘭肯渦。已知蘭肯渦在噴管隔片后端產(chǎn)生，是具有與廢氣的流速成比例的頻率成分的壓力脈動(dòng)。即，蘭肯渦的旋渦分離頻率f滿足理論式[f = St*U/D，其中，St:斯特勞哈數(shù)(常數(shù))；U:流速；D:尾流的寬度]的關(guān)系，所以由該蘭肯渦產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)具有與通過噴管隔片的廢氣的流速成比例的頻率成分。進(jìn)而，如果這樣的壓力脈動(dòng)的頻率由渦輪殼體111內(nèi)的空間以及排氣管12a(渦輪殼體 催化劑的廢氣通路)內(nèi)的空間的空間共鳴放大，則會(huì)成為通過車輛的排氣管從排氣口發(fā)出的排出音，該異常噪音成為問題。另外，通過本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)/仿真等也能夠確認(rèn):在噴管隔片121的后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率和VN通過流速成比例。具體而言，在具備圖2 圖6所示的可變噴管隔片機(jī)構(gòu)120的渦輪增壓器(VNT) 100中，使渦輪轉(zhuǎn)速相同(朝渦輪101流入的氣體流量相同)，關(guān)于[樣本SI
定為某一開度值的情況]和[樣本S2:相對(duì)于上述[樣本SI]變更VN開度，將噴管隔片之間的流路面積(狹通道面積)設(shè)定為樣本SI中的流路面積的1/2的情況(VN通過流速為[樣本SI]中的VN通過流速的2倍的情況)]，調(diào)查(測(cè)量)在噴管隔片121的后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率，能夠確認(rèn):[樣本S2]的情況下的頻率為[樣本SI]的情況下的頻率的大致2倍，即壓力脈動(dòng)的頻率與通過噴管隔片的廢氣的流速(噴管隔片后端的流速)成比例。進(jìn)而，考慮以上的問題點(diǎn)，在本例中，其特征在于，利用在上述噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率與VN通過流速成比例這一點(diǎn)，在加速時(shí)或者減速時(shí)，當(dāng)VN通過流速達(dá)到了進(jìn)入從渦輪殼體111至S/C催化劑81為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域(參照?qǐng)D9)的流速之際，對(duì)節(jié)流閥6的開度(以下也稱作節(jié)流閥開度)、EGR閥54的開度(以下也稱作EGR閥開度)、VN開度進(jìn)行調(diào)整來控制VN通過流速，以使該VN通過流速成為上述空間共鳴區(qū)域之外的流速，由此來抑制起因于在噴管隔片121的后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的異常噪
曰 以下對(duì)具體的VN通過流速控制的例子進(jìn)行說明。
〈空間共鳴區(qū)域〉對(duì)在本例的VN通過流速控制中使用的空間共鳴區(qū)域進(jìn)行說明。首先,使用CAE (Computer Aided Engineering),對(duì)于作為對(duì)象的發(fā)動(dòng)機(jī)I,確定潤(rùn)輪增壓器100的渦輪殼體111內(nèi)部的空間形狀、以及從該渦輪殼體111的出口至S/C催化劑8為止I的排氣管12a (包括S/C催化劑81的殼體81b內(nèi)的空間的一部分(從殼體81b的入口至催化劑主體81a為止的空間):參照?qǐng)D1)的空間形狀，對(duì)[渦輪殼體 催化劑]的空間共鳴進(jìn)行評(píng)價(jià)而求出共鳴頻率。進(jìn)而，基于該結(jié)果確定圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra。此處，空間共鳴區(qū)域Ra的頻帶(A B區(qū)間)是考慮在噴管隔片121的后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率由空間共鳴放大的情況下會(huì)作為異常噪音感受到的頻帶而根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的合適的范圍(例如600Hz IkHz)。進(jìn)而，求出以這種方式確定的空間共鳴區(qū)域Ra的下限側(cè)(頻率低的一側(cè))的流速值(A點(diǎn)的流速vna)、和空間共鳴區(qū)域Ra的上限側(cè)(頻率高的一側(cè))的流速值(B點(diǎn)的流速vnb)。具體而言，使用空間共鳴區(qū)域Ra的下限的頻率(例如600Hz)，根據(jù)上述的蘭肯渦的理論式[f = St*U/D，其中，St:斯特勞哈數(shù)(常數(shù))；U:流速；D:尾流的寬度]算出A點(diǎn)的流速vna。并且，同樣，使用空間共鳴區(qū)域Ra的上限的頻率(例如IkHz)，根據(jù)蘭肯渦的理論式算出B點(diǎn)的流速vnb。將上述A點(diǎn)的流速vna以及B點(diǎn)的流速vnb存儲(chǔ)在ECU 200的ROM 202 內(nèi)。另外，對(duì)于上述空間共鳴區(qū)域Ra，也可以通過使用發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)機(jī)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)等取得[渦輪殼體 催化劑]的空間共鳴的頻率，從而確定空間共鳴區(qū)域Ra。<加速時(shí)的VN通過流速控制>接著，參照?qǐng)D10的流程圖對(duì)加速時(shí)的VN通過流速控制進(jìn)行說明。在E⑶200中，每隔規(guī)定時(shí)間(例如每隔幾msec)反復(fù)執(zhí)行圖10的控制程序。首先，在步驟STlOl中，判定發(fā)動(dòng)機(jī)I是否處于加速時(shí)，在該判定結(jié)果為否定判定(否)的情況下返回。在步驟STlOl的判定結(jié)果為肯定判定(是)的情況下(是加速時(shí)的情況下)，前進(jìn)至步驟ST102。另外，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)I是否處于加速時(shí)的判定，例如能夠通過下述方式進(jìn)行判定:在車輛行駛中等，當(dāng)油門踏板被踏下而由油門開度傳感器27檢測(cè)到的油門開度為規(guī)定開度以上時(shí)(或者，油門開度的變化率(上升率)為規(guī)定值以上時(shí))，判定為“加速時(shí)”。在步驟ST102中，讀入上述空間共鳴區(qū)域Ra的下限側(cè)的流速vna(圖9的A點(diǎn)的流速)。接著，在步驟ST103中對(duì)VN通過流速進(jìn)行推定。具體而言，基于作為與朝向渦輪增壓器100的渦輪101 (噴管隔片121)的廢氣的流量相關(guān)的參數(shù)的、增壓(空氣量)、進(jìn)氣溫度、燃料噴射量(燃燒氣體量)、節(jié)流閥開度、EGR閥開度、以及VN開度，并使用預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)/仿真等而匹配的推定映射來對(duì)VN通過流速進(jìn)行推定。此處，對(duì)于在VN通過流速推定中使用的參數(shù)之中的增壓以及進(jìn)氣溫度，分別根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力傳感器(增壓傳感器)28以及進(jìn)氣溫度傳感器23的各輸出信號(hào)算出。并且，對(duì)于燃料噴射量、節(jié)流閥開度、EGR閥開度以及VN開度，均根據(jù)指令值(要求值)求出。每隔規(guī)定時(shí)間(例如幾msec)反復(fù)進(jìn)行該步驟ST103的VN通過流速的推定處理，直至步驟ST104的判定結(jié)果為肯定判定(是)為止。即，VM通過流速的推定值被依次更新。
接著，在步驟ST104中，判定在上述步驟ST103中推定出的推定VN通過流速是否達(dá)到了上述空間共鳴區(qū)域Ra的下限側(cè)的流速vna(圖9的A點(diǎn)的流速)。在該判定結(jié)果為否定判定(否)的情況下，繼續(xù)進(jìn)行通?？刂?步驟ST108)。此處，通常控制是用于確保目標(biāo)增壓(空氣量)的控制，例如是基于現(xiàn)狀的發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并參照考慮了油耗/排放等的映射(通?？刂茣r(shí)的映射)對(duì)EGR閥開度以及VN開度進(jìn)行調(diào)整的控制。另外，對(duì)于節(jié)流閥開度，在暖機(jī)后設(shè)定為一定的開度(例如“全開”)。進(jìn)而，當(dāng)步驟ST104的判定結(jié)果為肯定判定(是)的情況下，對(duì)用于從空間共鳴區(qū)域Ra脫離的EGR閥開度、VN開度、節(jié)流閥開度進(jìn)行運(yùn)算(步驟ST105)。對(duì)其具體例進(jìn)行說明。首先，使用圖12所示的映射算出EGR閥開度。圖12的EGR閥開度映射是以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和油門開度Acc作為參數(shù)考慮排放等而通過實(shí)驗(yàn)/仿真將合適的值(EGR閥開度:Vegra)映射化而得到的，且被存儲(chǔ)于E⑶200的ROM 202內(nèi)。圖12的映射的各值(Vegra)是比通?？刂茣r(shí)的映射靠關(guān)閉側(cè)的值，且在能夠確保適當(dāng)?shù)呐欧诺姆秶鷥?nèi)設(shè)定為盡可能小的值。對(duì)于VN開度，在通過上述運(yùn)算決定了 EGR閥開度(關(guān)閉側(cè)的規(guī)定值)的基礎(chǔ)上，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)性能等而設(shè)為盡可能靠關(guān)閉側(cè)的值。對(duì)于該VN開度，也可以與上述的EGR閥開度的運(yùn)算同樣，使用以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和油門開度Acc作為參數(shù)的VN開度映射算出。節(jié)流閥開度也可以設(shè)為與通?？刂茣r(shí)相同的值(例如“全開”)。并且，如上所述，由于將EGR閥開度以及VN開度均設(shè)定在關(guān)閉側(cè)，因此，考慮到因渦輪轉(zhuǎn)速上升而導(dǎo)致增壓過大這一點(diǎn)，也可以設(shè)定為能夠限制(防護(hù))該增壓的過度上升的開度(關(guān)閉側(cè)的開度)。接著，在步驟ST106中，基于在上述步驟ST105中求出的EGR閥開度以及VN開度(有時(shí)也包括節(jié)流閥開度)，對(duì)EGR閥54以及VN控制器140的電動(dòng)機(jī)141的各驅(qū)動(dòng)(有時(shí)也包括節(jié)流閥馬達(dá)60的驅(qū)動(dòng))進(jìn)行控制，使EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更，由此使VN通過流速變得比通?？刂茣r(shí)大。在步驟ST107中，判定使上述EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更后的經(jīng)過時(shí)間是否達(dá)到了規(guī)定時(shí)間At。該規(guī)定時(shí)間At是在加速時(shí)VN通過流速比通?？刂茣r(shí)大的情況下(縮短空間共鳴區(qū)域Ra的通過時(shí)間的情況下)，通過圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的區(qū)間A B所需要的時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)/仿真等設(shè)定為合適的值(例如0.5sec)。在將上述EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更后的經(jīng)過時(shí)間未達(dá)到規(guī)定時(shí)間At，步驟ST107的判定結(jié)果為否定判定(否)的情況下，進(jìn)行待機(jī)直至該經(jīng)過時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間At。進(jìn)而，在步驟ST107的判定結(jié)果為肯定判定(是)的時(shí)刻、即在將上述EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更后的經(jīng)過時(shí)間達(dá)到了規(guī)定時(shí)間At的時(shí)刻，使EGR閥開度以及VN開度(有時(shí)也包括節(jié)流閥開度)返回到通常控制時(shí)的開度即用于確保目標(biāo)增壓的開度(步驟ST108)。如上所述，根據(jù)本例的控制，在發(fā)動(dòng)機(jī)I加速時(shí)，當(dāng)VN通過流速達(dá)到了空間共鳴區(qū)域Ra的流速(vna)之際，使EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更(有時(shí)也包括節(jié)流閥開度)，從而使VN通過流速變得比通?？刂茣r(shí)大，因此能夠迅速地過渡至脫離空間共鳴區(qū)域Ra的流速、即圖9所示的B點(diǎn)的流速vnb，能夠在短時(shí)間內(nèi)通過空間共鳴區(qū)域Ra (圖9所示的A B區(qū)間)。
由此，能夠縮短在噴管隔片121的后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在加速過程中，僅在通過空間共鳴區(qū)域Ra的期間的短時(shí)間內(nèi)使EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更即可，因此，不但能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。另外，在本例的控制中，按照時(shí)間At管理在通過空間共鳴區(qū)域Ra后返回到通?？刂频臅r(shí)刻，但也可以在判定已通過了空間共鳴區(qū)域Ra(達(dá)到了圖9所示的B點(diǎn))后返回到通?？刂啤４颂?，在以上的圖10所示的控制中，在發(fā)動(dòng)機(jī)I加速時(shí)，當(dāng)VN通過流速(推定值)達(dá)到了進(jìn)入空間共鳴區(qū)域Ra的流速vna(圖9的A點(diǎn)的流速)之際，進(jìn)行增大VN通過流速的控制，但也可以是，在發(fā)動(dòng)機(jī)I加速時(shí)，當(dāng)與VN通過流速成比例的壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入空間共鳴區(qū)域Ra的頻率之際，進(jìn)行增大VN通過流速的控制。在該情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)I加速時(shí)，利用與上述圖10的步驟ST103相同的處理對(duì)VN通過流速進(jìn)行推定，使用該推定VN通過流速并根據(jù)上述的蘭肯渦的理論式[f = St*U/D]依次運(yùn)算壓力脈動(dòng)的頻率。進(jìn)而，當(dāng)該壓力脈動(dòng)的頻率(運(yùn)算值)達(dá)到了進(jìn)入圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的頻率之際，例如可以對(duì)EGR閥54以及VN控制器140的電動(dòng)機(jī)141的各驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，使EGR閥開度以及VN開度朝關(guān)閉側(cè)變更，從而進(jìn)行使VN通過流速變得比通?？刂茣r(shí)大的控制。另外，在該情況下，也可以是，在從壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域Ra的頻率的時(shí)刻起到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間Λ t為止的期間，持續(xù)進(jìn)行使上述VN通過流速比通?？刂?確保目標(biāo)增壓的控制)時(shí)大的控制，且在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間At的時(shí)刻返回到通?？刂?。<減速時(shí)的VN通過流速控制>
接著，參照?qǐng)D11的流程圖對(duì)減速時(shí)的VN通過流速控制進(jìn)行說明。在E⑶200中，每隔規(guī)定時(shí)間(例如每隔幾msec)反復(fù)執(zhí)行圖11的控制程序。首先，在步驟ST201中，判定發(fā)動(dòng)機(jī)I是否處于減速時(shí)，在該判定結(jié)果為否定判定(否)的情況下返回。在步驟ST201的判定結(jié)果為肯定判定(是)的情況下(是減速時(shí)的情況下)，前進(jìn)至步驟ST202。另外，在步驟ST201中，在油門OFF (根據(jù)油門開度傳感器27的輸出信號(hào)得到的油門開度為“O”)的情況下判定為“減速時(shí)”。在步驟ST202中，讀入上述空間共鳴區(qū)域Ra的上限側(cè)的流速vnb (圖9的B點(diǎn)的流速)。接著，在步驟ST203中對(duì)VN通過流速進(jìn)行推定。具體而言，基于作為與朝向渦輪增壓器100的渦輪101 (噴管隔片121)的廢氣的流量相關(guān)的參數(shù)的、增壓(空氣量)、進(jìn)氣溫度、燃料噴射量(燃燒氣體量)、節(jié)流閥開度、EGR閥開度、以及VN開度，并使用預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)/仿真等而匹配的推定映射來對(duì)VN通過流速進(jìn)行推定。此處，對(duì)于在VN通過流速推定中使用的參數(shù)之中的增壓以及進(jìn)氣溫度，分別根據(jù)上述進(jìn)氣歧管壓力傳感器(增壓傳感器)28以及進(jìn)氣溫度傳感器23的各輸出信號(hào)算出。并且，對(duì)于節(jié)流閥開度、EGR閥開度以及VN開度，均根據(jù)指令值(要求值)求出。另外，由于在減速時(shí)(油門OFF時(shí))處于停止供油狀態(tài)，所以在步驟ST203的VN通過流速的推定處理中，使燃料噴射量(燃燒氣體量)=O而進(jìn)行處理。每隔規(guī)定時(shí)間(例如幾msec)反復(fù)進(jìn)行該步驟ST203的VN通過流速的推定處理，直至步驟ST204的判定結(jié)果為肯定判定(是)為止。即，VN通過流速的推定值被依次更新。接著，在步驟ST204中，判定在上述步驟ST203中推定出的推定VN通過流速是否達(dá)到了上述空間共鳴區(qū)域Ra的上限側(cè)的流速vnb (圖9的B點(diǎn)的流速)。在該判定結(jié)果為否定判定(否)的情況下，繼續(xù)進(jìn)行通常控制(步驟ST208)。此處，通?？刂剖怯糜诖_保目標(biāo)增壓(空氣量)的控制，例如是基于現(xiàn)狀的發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并參照考慮了油耗/排放等的映射(通常控制時(shí)的映射)對(duì)EGR閥開度以及VN開度進(jìn)行調(diào)整的控制。另外，對(duì)于節(jié)流閥開度，在暖機(jī)后設(shè)定為一定的開度(例如“全開”)。進(jìn)而，當(dāng)步驟ST204的判定結(jié)果為肯定判定(是)的情況下，對(duì)用于從空間共鳴區(qū)域Ra脫離的EGR閥開度、VN開度、節(jié)流閥開度進(jìn)行運(yùn)算(步驟ST205)。對(duì)其具體例進(jìn)行說明。首先，使用圖13所示的映射算出EGR閥開度。圖13的EGR閥開度映射是以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和油門開度Acc作為參數(shù)考慮排放等而通過實(shí)驗(yàn)/仿真將合適的值(EGR閥開度:Vegrb)映射化而得到的，且被存儲(chǔ)于E⑶200的ROM 202內(nèi)。圖13的映射的各值(Vegrb)是比通?？刂茣r(shí)的映射靠打開側(cè)的值，且在能夠確保適當(dāng)?shù)呐欧诺姆秶鷥?nèi)設(shè)定為盡可能大的值。對(duì)于VN開度，在通過上述運(yùn)算決定了 EGR閥開度(關(guān)閉側(cè)的規(guī)定值)的基礎(chǔ)上，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)性能等而設(shè)為盡可能靠打開側(cè)的值。對(duì)于該VN開度，也可以與上述的EGR閥開度的運(yùn)算同樣，使用以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和油門開度Acc作為參數(shù)的VN開度映射算出。另外，在減速時(shí)的情況下，對(duì)于節(jié)流閥開度，也可以設(shè)為與通?？刂茣r(shí)相同的值(例如“全開”)。接著，步驟ST206中，基于在上述步驟ST205中求出的EGR閥開度以及VN開度，對(duì)EGR閥54以及VN控制器140的電動(dòng)機(jī)141的各驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，使EGR閥開度以及VN開度朝比通?？刂茣r(shí)的開度靠打開側(cè)的開度變更，由此使VN通過流速變得比通?？刂茣r(shí)小。在步驟ST207中，判定使上述EGR閥開度以及VN開度朝打開側(cè)變更后的經(jīng)過時(shí)間是否達(dá)到了規(guī)定時(shí)間At。該規(guī)定時(shí)間At是在減速時(shí)VN通過流速比通?？刂茣r(shí)小的情況下(縮短空間共鳴區(qū)域Ra的通過時(shí)間的情況下)，通過圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的區(qū)間B A所需要的時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)/仿真等設(shè)定為合適的值(例如0.5sec)。在將上述EGR閥開度以及VN開度朝打開側(cè)變更后的經(jīng)過時(shí)間未達(dá)到規(guī)定時(shí)間At，步驟ST207的判定結(jié)果為否定判定(否)的情況下，進(jìn)行待機(jī)直至該經(jīng)過時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間At。進(jìn)而，在步驟ST207的判定結(jié)果為肯定判定(是)的時(shí)刻、即在將上述EGR閥開度以及VN開度朝打開側(cè)變更后的經(jīng)過時(shí)間達(dá)到了規(guī)定時(shí)間At的時(shí)刻，使EGR閥開度以及VN開度返回到通?？刂茣r(shí)的開度(步驟ST208)。如上所述，根據(jù)本例的控制，在發(fā)動(dòng)機(jī)I減速時(shí)，當(dāng)VN通過流速達(dá)到了空間共鳴區(qū)域Ra的流速(vnb)之際，使EGR閥開度以及VN開度朝打開側(cè)變更，從而使VN通過流速變得比通?？刂茣r(shí)小，因此能夠迅速地過渡至脫離空間共鳴區(qū)域Ra的流速即圖9所示的A點(diǎn)的流速vna,能夠在短時(shí)間內(nèi)通過空間共鳴區(qū)域Ra(圖9所示的B A區(qū)間)。由此，能夠縮短在噴管隔片121的后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在減速過程中，僅在通過空間共鳴區(qū)域的期間的短時(shí)間內(nèi)使EGR閥開度以及VN開度朝打開側(cè)變更即可，因此，不但能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。另外，在本例的控制中，按照時(shí)間At管理在通過空間共鳴區(qū)域Ra后返回到通?？刂频臅r(shí)刻，但也可以在判定已通過了空間共鳴區(qū)域Ra(達(dá)到了圖9所示的A點(diǎn))后返回到通?？刂?。此處，在以上的圖11所示的控制中，在發(fā)動(dòng)機(jī)I減速時(shí)，當(dāng)VN通過流速(推定值)達(dá)到了進(jìn)入空間共鳴區(qū)域Ra的流速vnb (圖9的B點(diǎn)的流速)之際，進(jìn)行減小VN通過流速的控制，但也可以是，在發(fā)動(dòng)機(jī)I減速時(shí)，當(dāng)與VN通過流速成比例的壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入空間共鳴區(qū)域Ra的頻率之際，進(jìn)行減小VN通過流速的控制。在該情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)I減速時(shí)，利用與上述圖11的步驟ST203相同的處理對(duì)VN通過流速進(jìn)行推定，使用該推定VN通過流速并根據(jù)上述的蘭肯渦的理論式[f = St*U/D]依次運(yùn)算壓力脈動(dòng)的頻率。進(jìn)而，當(dāng)該壓力脈動(dòng)的頻率(運(yùn)算值)達(dá)到了進(jìn)入圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的頻率之際，例如可以對(duì)EGR閥54以及VN控制器140的電動(dòng)機(jī)141的各驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，使EGR閥開度以及VN開度朝打開側(cè)變更，從而進(jìn)行使VN通過流速變得比通常控制時(shí)小的控制。另外，在該情況下，也可以是，在從壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入上述空間共鳴區(qū)域Ra的頻率的時(shí)刻起到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間Λ t為止的期間，持續(xù)進(jìn)行使上述VN通過流速比通?？刂?確保目標(biāo)增壓的控制)時(shí)小的控制，且在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間At的時(shí)刻返回到通?？刂啤?lt;加速時(shí)、減速時(shí)的其他的VN通過流速控制>接著，以下對(duì)加速時(shí)、減速時(shí)的VN通過流速控制的其他例進(jìn)行說明。

(i)針對(duì)作為對(duì)象的發(fā)動(dòng)機(jī)I的實(shí)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等，取得VN通過流速(壓力脈動(dòng)的頻率)進(jìn)入圖9所示的空間共鳴區(qū)域Ra的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、負(fù)荷(油門開度Acc)、變速器的齒輪級(jí))。(ii)通過實(shí)驗(yàn)/仿真等對(duì)在發(fā)動(dòng)機(jī)I加速時(shí)當(dāng)上述運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)入到空間共鳴區(qū)域Ra之際實(shí)現(xiàn)用于從該空間共鳴區(qū)域Ra脫離的VN通過流速的EGR閥開度、VN開度、節(jié)流閥開度的各開度(比通?？刂茣r(shí)靠關(guān)閉側(cè)的開度)進(jìn)行匹配，從而制作VN通過流速算出映射。(iii)通過實(shí)驗(yàn)/仿真等對(duì)在發(fā)動(dòng)機(jī)I減速時(shí)當(dāng)上述運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)入到空間共鳴區(qū)域Ra之際實(shí)現(xiàn)用于從該空間共鳴區(qū)域Ra脫離的VN通過流速的EGR閥開度、VN開度、節(jié)流閥開度的各開度(比通常控制時(shí)靠打開側(cè)的開度)進(jìn)行匹配，從而制作VN通過流速算出映射。進(jìn)而，在發(fā)動(dòng)機(jī)I加速時(shí)，當(dāng)實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、負(fù)荷(油門開度Acc)、變速器的齒輪級(jí))達(dá)到了空間共鳴區(qū)域Ra之際，基于上述VN通過流速算出映射(加速時(shí)用)，算出EGR閥開度、VN開度、節(jié)流閥開度，并基于所算出的各開度，對(duì)EGR閥54、噴管隔片121的開度(電動(dòng)機(jī)141)、節(jié)流閥馬達(dá)60進(jìn)行控制，以使VN通過流速比通常控制時(shí)大，由此能夠在短時(shí)間內(nèi)通過空間共鳴區(qū)域Ra。并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)I減速時(shí)，當(dāng)實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、負(fù)荷(油門開度Acc)、變速器的齒輪級(jí))進(jìn)入了空間共鳴區(qū)域Ra之際，基于上述VN通過流速算出映射(減速時(shí)用)，算出EGR閥開度、VN開度、節(jié)流閥開度，并基于所算出的各開度，對(duì)EGR閥54、噴管隔片121的開度(電動(dòng)機(jī)141)、節(jié)流閥馬達(dá)60進(jìn)行控制，以使VN通過流速比通?？刂茣r(shí)小，由此能夠在短時(shí)間內(nèi)通過空間共鳴區(qū)域Ra。這樣，在本例的控制中，也能夠縮短在嗔管隔片后端廣生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。而且，在加速時(shí)或者減速時(shí)，僅在通過空間共鳴區(qū)域的期間的短時(shí)間內(nèi)變更VN通過流速即可，因此，不但能夠確保要求增壓(空氣量)，而且能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。其他的實(shí)施方式在以上的例子中，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于共軌式缸內(nèi)直噴型多氣缸(四氣缸)柴油機(jī)的情況進(jìn)行了說明。但本發(fā)明并不限定于此，例如也能夠應(yīng)用于六氣缸柴油機(jī)等其他任意的氣缸數(shù)的柴油機(jī)。并且，在以上的例子中，對(duì)柴油機(jī)的控制的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，在具備可變噴管隔片式渦輪增壓器的汽油機(jī)的控制中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。在以上的例子中，對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于裝備有EGR裝置(廢氣回流裝置)的內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī)、汽油機(jī)等)的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，在不具備EGR裝置的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)(帶可變噴管隔片式渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī))的控制中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。另外，在本發(fā)明中，作為驅(qū)動(dòng)可變噴管隔片機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器，除了能夠使用以電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的電機(jī)式致動(dòng)器之外，例如也可以使用負(fù)壓式、液壓式的致動(dòng)器。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明能夠利用于具備可變噴管隔片式增壓器的內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))的控制，更詳細(xì)來說，能夠有效地利用于抑制起因于在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的異常噪音的控制。符號(hào)說明 1......發(fā)動(dòng)機(jī)；11...進(jìn)氣通路；12...排氣通路；5...EGR裝置；54...EGR
閥；6...節(jié)流閥；60...節(jié)流閥馬達(dá)；23...進(jìn)氣溫度傳感器；25...發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；26...節(jié)流閥開度傳感器；27:油門開度傳感器；28...進(jìn)氣歧管壓力傳感器(增壓傳感器)；100...渦輪增壓器(可變噴管隔片式渦輪增壓器)；101...渦輪；102…壓縮機(jī)葉輪；120...可變噴管隔片機(jī)構(gòu)；121...噴管隔片；140...VN致動(dòng)器；141...電動(dòng)機(jī)；200...ECU。
權(quán)利要求
1.一種帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備: 節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路； 增壓器，該增壓器具備:設(shè)置于所述進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪；設(shè)置于排氣通路的渦輪；以及可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于所述渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更所述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)； EGR閥，該EGR閥設(shè)置于EGR通路，對(duì)從所述排氣通路朝所述進(jìn)氣通路回流的廢氣的量進(jìn)行調(diào)整，所述EGR通路連接比所述渦輪靠上游側(cè)的排氣通路和比所述壓縮機(jī)葉輪靠下游側(cè)的進(jìn)氣通路；以及 催化劑，該催化劑設(shè)置于所述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備流速控制單元，在加速時(shí)或者減速時(shí)，當(dāng)通過所述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入從所述增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的流速之際，該流速控制單元對(duì)所述節(jié)流閥的開度、所述EGR閥的開度、所述噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過所述噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使通過該噴管隔片的廢氣的流速成為所述空間共鳴區(qū)域之外的流速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述流速控制單元基于增壓、進(jìn)氣溫度、燃料噴射量、所述節(jié)流閥的開度、所述EGR閥的開度以及所述噴管隔片的開度來推定通過所述噴管隔片的廢氣的流速，當(dāng)該推定流速達(dá)到了進(jìn)入所述空間共鳴區(qū)域的流速之際，對(duì)所述節(jié)流閥的開度、所述EGR閥的開度、所述噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行控制，以使通過該噴管隔片的廢氣的流速成為所述空間共鳴區(qū)域之外的流速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在加速時(shí)，當(dāng)通過所述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入所述空間共鳴區(qū)域的流速之際，所述流速控制單元對(duì)所述節(jié)流閥的開度、所述EGR閥的開度、所述噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行控制，增大通過所述噴管隔片的廢氣的流速。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在將所述EGR閥的開度設(shè)定成關(guān)閉側(cè)的規(guī)定值的基礎(chǔ)上，朝關(guān)閉側(cè)控制所述噴管隔片的開度，由此來增大通過所述噴管隔片的廢氣的流速。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在通過所述噴管隔片的廢氣的流速為所述空間共鳴區(qū)域內(nèi)的流速的期間，調(diào)整所述節(jié)流閥的開度來限制增壓的上升。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5中的任一項(xiàng)所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在加速時(shí)，在從通過所述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入所述空間共鳴區(qū)域的流速的時(shí)刻起到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止的期間，持續(xù)進(jìn)行增大通過所述噴管隔片的廢氣的流速的控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2 所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在減速時(shí)，當(dāng)通過所述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入所述空間共鳴區(qū)域的流速之際，所述流速控制單元對(duì)所述節(jié)流閥的開度、所述EGR閥的開度、所述噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行控制，減小通過所述噴管隔片的廢氣的流速。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在將所述EGR閥的開度設(shè)定成打開側(cè)的規(guī)定值的基礎(chǔ)上，朝打開側(cè)控制所述噴管隔片的開度，由此來減小通過所述噴管隔片的廢氣的流速。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 在減速時(shí)，在從通 過所述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入所述空間共鳴區(qū)域的流速的時(shí)刻起到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止的期間，持續(xù)進(jìn)行減小通過所述噴管隔片的廢氣的流速的控制。
10.一種帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備: 節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路； 增壓器，該增壓器具備:設(shè)置于所述進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪；設(shè)置于排氣通路的渦輪；以及可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于所述渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更所述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)； EGR閥，該EGR閥設(shè)置于EGR通路，對(duì)從所述排氣通路朝所述進(jìn)氣通路回流的廢氣的量進(jìn)行調(diào)整，所述EGR通路連接比所述渦輪靠上游側(cè)的排氣通路和比所述壓縮機(jī)葉輪靠下游側(cè)的進(jìn)氣通路；以及 催化劑，該催化劑設(shè)置于所述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備流速控制單元，在加速時(shí)或者減速時(shí)，當(dāng)與通過所述噴管隔片的廢氣的流速成比例的壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入從所述增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的頻率之際，該流速控制單元對(duì)所述節(jié)流閥的開度、所述EGR閥的開度、所述噴管隔片的開度中的任一個(gè)或者多個(gè)開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過所述噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使該壓力脈動(dòng)的頻率從所述空間共鳴區(qū)域脫離。
11.一種帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備: 節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路； 增壓器，該增壓器具備:設(shè)置于所述進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪；設(shè)置于排氣通路的渦輪；以及可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于所述渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更所述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)；以及 催化劑，該催化劑設(shè)置于所述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備流速控制單元，在加速時(shí)或者減速時(shí)，當(dāng)通過所述噴管隔片的廢氣的流速達(dá)到了進(jìn)入從所述增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的流速之際，該流速控制單元對(duì)所述節(jié)流閥的開度或者所述噴管隔片的開度中的任一方或者雙方的開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過所述噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制，以使通過該噴管隔片的廢氣的流速成為所述空間共鳴區(qū)域之外的流速。
12.—種帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備: 節(jié)流閥，該節(jié)流閥配置于進(jìn)氣通路； 增壓器，該增壓器具備:設(shè)置于所述進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)葉輪；設(shè)置于排氣通路的渦輪；以及可變噴管隔片機(jī)構(gòu)，該可變噴管隔片機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于所述渦輪的外周側(cè)的多個(gè)噴管隔片，通過變更所述噴管隔片的開度來調(diào)整廢氣的流動(dòng)；以及 催化劑，該催化劑設(shè)置于所述增壓器的渦輪殼體的下游側(cè)的排氣通路， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于， 所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備流速控制單元，在加速時(shí)或者減速時(shí)，當(dāng)與通過所述噴管隔片的廢氣的流速成比例的壓力脈動(dòng)的頻率達(dá)到了進(jìn)入從所述增壓器的渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域的頻率之際，該流速控制單元對(duì)所述節(jié)流閥的開度或者所述噴管隔片的開度中的任一方或者雙方的開度進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)通過所述噴管隔片的廢氣的流速進(jìn)行控制 ，以使該壓力脈動(dòng)的頻率從所述空間共鳴區(qū)域脫離。
全文摘要
本發(fā)明提供帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。在具備可變噴管隔片式渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，在加速時(shí)，當(dāng)達(dá)到了從渦輪殼體至催化劑為止的廢氣通過空間中的空間共鳴區(qū)域之際，增大通過噴管隔片的廢氣的流速(VN通過流速)，由此能夠迅速地通過上述空間共鳴區(qū)域。并且，在減速時(shí)，當(dāng)達(dá)到了上述空間共鳴區(qū)域之際，通過減小VN通過流速，能夠迅速地通過上述空間共鳴區(qū)域。通過這樣的控制，能夠縮短在噴管隔片后端產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)的頻率在空間共鳴區(qū)域被放大的時(shí)間，能夠抑制起因于壓力脈動(dòng)的異常噪音的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)F02B37/24GK103221656SQ20108002888
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者井藤進(jìn)矢 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社