內(nèi)燃機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其能夠在良好地抑制EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生的同時(shí)，在冷卻狀態(tài)時(shí)導(dǎo)入外部EGR氣體。其具備雙入口型渦輪增壓器（18）。并具備：第一排氣通道（14a），其流通有從第一氣缸組（#2和#3）排出的第一廢氣；第二排氣通道（14b），其流通有從第二氣缸組（#1和#4）排出的第二廢氣。為了對第一排氣通道（14a）進(jìn)行冷卻從而具備包括副冷卻水通道（32）在內(nèi)的副冷卻系統(tǒng)。為了對第二排氣通道（14b）進(jìn)行冷卻從而具備包括主冷卻水通道（30）在內(nèi)的主冷卻系統(tǒng)。還具備：EGR通道（24），其對第一排氣通道（14a）和進(jìn)氣通道（12）進(jìn)行連接；EGR閥（26），其負(fù)責(zé)EGR通道（24）的開閉。在于內(nèi)燃機(jī)（10）的冷卻狀態(tài)時(shí)向進(jìn)氣通道（12）中導(dǎo)入EGR氣體的情況下，停止副冷卻系統(tǒng)內(nèi)的副冷卻水的循環(huán)。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，尤其涉及一種如下的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，gp，作為對具備雙系統(tǒng)的第一冷卻單元以及第二冷卻單元的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的裝置而優(yōu)選的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其中，所述雙系統(tǒng)的第一冷卻單元以及第二冷卻單元用于對雙系統(tǒng)的第一排氣通道以及第二排氣通道分別進(jìn)行冷卻。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，例如在專利文獻(xiàn)I中公開了一種帶有增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。該現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)具備:第一排氣通道，其穿過增壓器的渦輪；第二排氣通道，其不穿過渦輪；EGR(Exhaust Gas Recirculation:廢氣再循環(huán))通道,其對第一排氣通道中的潤輪的上游側(cè)部位和進(jìn)氣通道進(jìn)行連接；聯(lián)絡(luò)通道，其對EGR通道的中途和第二排氣通道進(jìn)行連接；EGR冷卻器。在上述內(nèi)燃機(jī)中，在冷卻狀態(tài)時(shí)，流過第一排氣通道的廢氣的一部分穿過EGR通道以及聯(lián)絡(luò)通道而被導(dǎo)入至第二排氣通道中。
[0003]另外，作為與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，包括上述的文獻(xiàn)在內(nèi)， 申請人:了解到以下所記載的文獻(xiàn)。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-191678號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-174647號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]但是，在具備對排氣通道和進(jìn)氣通道進(jìn)行連接的EGR通道的內(nèi)燃機(jī)中，在冷卻狀態(tài)時(shí)，從抑制燃燒惡化等的觀點(diǎn)出發(fā)，考慮在通常情況下不實(shí)施使廢氣(EGR氣體)經(jīng)由EGR通道而回流至進(jìn)氣通道的控制(所謂的外部EGR控制)。但是，從通過泵損失的降低而實(shí)現(xiàn)耗油率改善的觀點(diǎn)出發(fā)，考慮即使在冷卻狀態(tài)時(shí)也實(shí)施外部EGR控制。
[0010]但是，如果設(shè)定在冷卻狀態(tài)時(shí)實(shí)施外部EGR控制，則由于流通有EGR氣體的通道(排氣通道、EGR通道以及進(jìn)氣通道)的壁面溫度較低，因此容易從廢氣中產(chǎn)生冷凝水。當(dāng)含有大量的冷凝水的EGR氣體被吸入至氣缸內(nèi)時(shí)，存在導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的耐久性惡化的可能性。
[0011]該發(fā)明是為了解決上述這種問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種在良好地抑制來自EGR氣體的冷凝水的產(chǎn)生的同時(shí)，能夠在冷卻狀態(tài)時(shí)導(dǎo)入外部EGR氣體的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
[0012]用于解決課題的方法
[0013]第一發(fā)明為內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具備:
[0014]第一排氣通道，其流通有從一個(gè)或者多個(gè)第一氣缸排出的廢氣；
[0015]第二排氣通道，其流通有從一個(gè)或者多個(gè)第二氣缸排出的廢氣；[0016]第一排氣冷卻單元，其對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻；
[0017]第二排氣冷卻單元，其與所述第一排氣冷卻單元被分別設(shè)置，且對所述第二排氣通道進(jìn)行冷卻；
[0018]EGR (廢氣再循環(huán))通道，其對所述第一排氣通道和進(jìn)氣通道進(jìn)行連接；EGR控制單元，其對經(jīng)由所述EGR通道而導(dǎo)入至所述進(jìn)氣通道中的EGR氣體量進(jìn)行控制；
[0019]排氣冷卻調(diào)節(jié)單元，在于內(nèi)燃機(jī)的冷卻狀態(tài)時(shí)將EGR氣體導(dǎo)入至所述進(jìn)氣通道中的情況下，所述排氣冷卻調(diào)節(jié)單元使所述第一排氣冷卻單元對所述第一排氣通道的冷卻能力小于所述第二排氣冷卻單元對所述第二排氣通道的冷卻能力。
[0020]此外，第二發(fā)明的特征在于，在第一發(fā)明中，
[0021]所述第一排氣冷卻單元為，通過第一冷卻水的循環(huán)而對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元，
[0022]所述排氣冷卻調(diào)節(jié)單元為，使通過所述第一排氣冷卻單元而進(jìn)行的所述第一冷卻水的循環(huán)停止的單元。
[0023]此外，第三發(fā)明的特征在于，在第一發(fā)明中，
[0024]所述第一排氣冷卻單元為，通過第一冷卻水的循環(huán)而對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元，
[0025]所述第二排氣冷卻單元為，通過第二冷卻水的循環(huán)而對所述第二排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元，
[0026]所述排氣冷卻調(diào)節(jié)單元為，與所述第二冷卻水的循環(huán)流量相比使所述第一冷卻水的循環(huán)流量減少的單元。
[0027]此外，第四發(fā)明的特征在于，在第二或第三發(fā)明中，
[0028]還具備水溫過度上升抑制單元，在于所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻狀態(tài)時(shí)將EGR氣體導(dǎo)入至所述進(jìn)氣通道中的情況下，所述水溫過度上升抑制單元對所述第一冷卻水的循環(huán)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所述第一冷卻水的溫度不會(huì)過度上升。
[0029]此外，第五發(fā)明的特征在于，在第一至第四發(fā)明中的任意一個(gè)發(fā)明中，
[0030]所述第一排氣通道的表面面積被設(shè)定為，小于所述第二排氣通道的表面面積。
[0031 ] 此外，第六發(fā)明的特征在于，在第一至第五發(fā)明中的任意一個(gè)發(fā)明中，
[0032]還具備雙入口式渦輪增壓器，所述雙入口式渦輪增壓器具有通過所述內(nèi)燃機(jī)的排氣能量而進(jìn)行工作的渦輪，且被構(gòu)成為，使用所述第一排氣通道和所述第二排氣通道而使來自所述第一氣缸的廢氣和來自所述第二氣缸的廢氣在被隔離的狀態(tài)下被引導(dǎo)至所述渦輪。
[0033]此外，第七發(fā)明的特征在于，在第一至第六發(fā)明中的任意一個(gè)發(fā)明中，
[0034]所述第一排氣冷卻單元為，通過第一冷卻水的循環(huán)而對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元，
[0035]所述第一冷卻水為，用于對水冷式的內(nèi)部冷卻器進(jìn)行冷卻的冷卻水。
[0036]發(fā)明效果
[0037]根據(jù)第一發(fā)明，在為了雙系統(tǒng)的第一排氣通道以及第二排氣通道而具備雙系統(tǒng)的第一排氣冷卻單元以及第二排氣冷卻單元的內(nèi)燃機(jī)中，在于冷卻狀態(tài)時(shí)將EGR氣體導(dǎo)入至進(jìn)氣通道的情況下，第一排氣冷卻單元對第一排氣通道的冷卻能力小于第二排氣冷卻單元對第二排氣通道的冷卻能力。由此，與在沒有進(jìn)行特別考慮的條件下在冷卻狀態(tài)時(shí)實(shí)施第一排氣通道的冷卻的情況相比，能夠提前使第一排氣通道的壁面溫度上升。其結(jié)果為，能夠提高從第一排氣通道流入至EGR通道中的EGR氣體的溫度。由此，能夠通過抑制EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生從而降低流入至氣缸內(nèi)的冷凝水的量。如此，根據(jù)本發(fā)明，能夠良好地抑制EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生，并且能夠在冷卻狀態(tài)時(shí)導(dǎo)入外部EGR氣體。
[0038]根據(jù)第二發(fā)明，排氣冷卻調(diào)節(jié)單元通過使由第一排氣冷卻單元實(shí)施的第一冷卻水的循環(huán)停止，從而能夠在冷卻狀態(tài)時(shí)使第一排氣冷卻單元對第一冷卻通道的冷卻能力小于第二排氣冷卻單元對第二排氣通道的冷卻能力。
[0039]根據(jù)第三發(fā)明，排氣冷卻調(diào)節(jié)單元通過與第二冷卻水的循環(huán)流量相比使第一冷卻水的循環(huán)流量減少，從而能夠在冷卻狀態(tài)時(shí)使第一排氣冷卻單元對第一冷卻通道的冷卻能力小于第二排氣冷卻單元對第二排氣通道的冷卻能力。
[0040]根據(jù)第四發(fā)明，在于冷卻狀態(tài)時(shí)停止第一冷卻水的循環(huán)、或者于冷卻狀態(tài)時(shí)使第一冷卻水的循環(huán)流量減少的情況下，能夠?qū)嵤┑谝焕鋮s水的適當(dāng)?shù)臏囟裙芾怼?br> [0041]根據(jù)第五發(fā)明，由于能夠使第一排氣通道的壁面溫度與第二排氣溫度的壁面溫度相比易于升溫，因此能夠促進(jìn)冷卻狀態(tài)時(shí)的第一冷卻水溫度的溫度上升。由此，能夠得到可良好地抑制從第一排氣通道側(cè)流入至EGR通道的EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生的硬件結(jié)構(gòu)。
[0042]根據(jù)第六發(fā)明，能夠在具有雙系統(tǒng)的第一排氣通道以及第二排氣通道的雙入口式渦輪增壓器中，實(shí)現(xiàn)上述第一發(fā)明以及第五發(fā)明的效果。
[0043]根據(jù)第七發(fā)明，能夠在為了水冷式的內(nèi)部冷卻器而在通常的發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水之外具備其他系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中，實(shí)現(xiàn)與上述第一發(fā)明以及第六發(fā)明的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1為用于對本發(fā)明的實(shí)施方式I中的內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。
[0045]圖2為表示了冷凝水量與壁面溫度之間的關(guān)系的圖。
[0046]圖3為表示了氣缸內(nèi)壓力(壓縮端壓力)與氣缸內(nèi)流入水量之間的關(guān)系的圖。
[0047]圖4為在本發(fā)明的實(shí)施方式I中所執(zhí)行的控制程序的流程圖。
[0048]圖5為表示了圖4所示的程序的控制執(zhí)行時(shí)的流量控制閥的開度和副冷卻水的溫度的變化的時(shí)序圖。
[0049]圖6為表示了冷卻水的目標(biāo)溫度到達(dá)時(shí)間與排氣通道的表面面積之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]實(shí)施方式1.[0051][實(shí)施方式I的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0052]圖1為，用于對本發(fā)明的實(shí)施方式I中的內(nèi)燃機(jī)10的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的圖。此處，作為一個(gè)示例，內(nèi)燃機(jī)10為直列四氣缸型的發(fā)動(dòng)機(jī)，其爆炸順序?yàn)椋?1 — #3 — #4 — #2的順序。如圖1所示，內(nèi)燃機(jī)10具備:進(jìn)氣通道12，其用于將空氣引入至氣缸內(nèi)；排氣通道14，其中流有從氣缸內(nèi)排出的廢氣。
[0053]排氣通道14具備:第一排氣通道14a，其中流有從內(nèi)燃機(jī)10的第一氣缸(在本實(shí)施方式中，由于以#2和#3這兩個(gè)氣缸為對象，因此以下，稱為“第一氣缸組”)被排出的廢氣(以下，稱為“第一廢氣”)；第二排氣通道14b，其中流有從內(nèi)燃機(jī)10的剩余的第二氣缸(在本實(shí)施方式中，由于以#1和M這兩個(gè)氣缸為對象，因此以下，稱為“第二氣缸組”)被排出的廢氣(以下，稱為“第二廢氣”)；匯合后排氣通道14c，其為第一排氣通道14a和第二排氣通道14b匯合之后的一條排氣通道。此外，在本實(shí)施方式中，第一排氣通道14a的表面面積被設(shè)定為，小于第二排氣通道14b的表面面積。
[0054]在進(jìn)氣通道12的入口附近設(shè)置有空氣流量計(jì)16，所述空氣流量計(jì)16輸入與被吸入至進(jìn)氣通道12中的空氣的流量相對應(yīng)的信號。在空氣流量計(jì)16的下游配置有渦輪增壓器18的壓縮機(jī)18a。渦輪增壓器18具備渦輪18b，所述渦輪18b與壓縮機(jī)18a—體地連接，且通過廢氣的排氣能量而進(jìn)行工作。壓縮機(jī)18a通過被輸入至渦輪18b中的廢氣的排氣能量而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0055]在壓縮機(jī)18a的下游側(cè)的進(jìn)氣通道12中配置有水冷式的內(nèi)部冷卻器20，所述水冷式的內(nèi)部冷卻器20用于對通過壓縮機(jī)18a而被壓縮的空氣進(jìn)行冷卻。而且，在內(nèi)部冷卻器20的下游配置有電子控制式的節(jié)氣門22，所述電子控制式的節(jié)氣門22用于對流過進(jìn)氣通道12的空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0056]如圖1所示，渦輪增壓器18的渦輪18b被設(shè)置在第一排氣通道14a和第二排氣通道14b的匯合部上。如此，渦輪增壓器18為，經(jīng)由第一排氣通道14a以及第二排氣通道14b而在相互獨(dú)立的狀態(tài)下從上述第一氣缸組(#2和#3)以及上述第二氣缸組(#1和#4)接受第一廢氣以及第二廢氣的供給的渦輪增壓器，即，所謂的雙入口型(雙渦旋型)渦輪增壓器。
[0057]此外，在第一排氣通道14a上，連接有EGR通道24的一端。該EGR通道24的另一端在節(jié)氣門22的下游側(cè)與進(jìn)氣通道12 (的浪涌調(diào)節(jié)槽12a)連接。在EGR通道24中的進(jìn)氣通道12側(cè)的端部附近，設(shè)置有負(fù)責(zé)EGR通道24的開閉的EGR閥26。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)嵤┤缦碌目刂?，即，?jīng)由該EGR通道24，而使流過第一排氣通道14a的第一廢氣的一部分回流至進(jìn)氣通道12中的控制、即所謂的外部EGR (Exhaust Gas Recirculation:廢氣再循環(huán))控制。
[0058]此外，本實(shí)施方式的系統(tǒng)具備以在第一氣缸組(#2和#3)和第二氣缸組(#1和#4)中有所不同的方式而構(gòu)成的雙系統(tǒng)的排氣冷卻系統(tǒng)。具體而言，如圖1所示，在氣缸蓋28的內(nèi)部形成有主冷卻水通道30，所述主冷卻水通道30中流通有通常的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水(以下，稱為“主冷卻水”)。
[0059]關(guān)于主冷卻水而采用了如下結(jié)構(gòu)，S卩，通過省略圖示的主水泵，而在冷卻水通道和主散熱器(省略圖示)之間進(jìn)行循環(huán)，其中，所述冷卻水通道為，包括主冷卻水通道30在內(nèi)的用于內(nèi)燃機(jī)10的預(yù)定的冷卻部位(除氣缸蓋之外還包括氣缸體等)的冷卻水通道，所述主散熱器用于對主冷卻水進(jìn)行冷卻。如圖1所示，在第二汽缸組(#1和#4)側(cè)的第二排氣通道14b的第二排氣口 14bl的周邊的汽缸蓋28中穿過有主冷卻水通道30。因此，第二排氣口14bl將通過主冷卻水而被冷卻。
[0060]另一方面，在第一氣缸組(#2和#3)側(cè)的第一排氣通道14a的第一排氣口 14al的周邊的氣缸蓋28上穿過有作為上述主冷卻水之外的另一系統(tǒng)的副冷卻水通道32，所述副冷卻水通道32中流有用于對內(nèi)部冷卻器20進(jìn)行冷卻的冷卻水(以下，稱為“副冷卻水”)。如圖1所示，副冷卻水通道32為，用于使副冷卻水在內(nèi)部冷卻器20內(nèi)循環(huán)的通道。在副冷卻水通道32的中途分別設(shè)置有:副水泵34，其用于使副冷卻水循環(huán)；副散熱器36，其用于對副冷卻水進(jìn)行冷卻；流量控制閥38，其用于對流通于副冷卻水通道32內(nèi)的副冷卻水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過這種結(jié)構(gòu)，使得第一排氣口 14al通過副冷卻水而被冷卻。此外，上述雙系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)被構(gòu)成為，副冷卻水的循環(huán)流量基本上少于流通于因負(fù)責(zé)內(nèi)燃機(jī)10的主要冷卻從而熱負(fù)載較大的主冷卻系統(tǒng)中的冷卻水的循環(huán)流量。
[0061]此外，圖1所示的系統(tǒng)具備EQJ (Electronic Control Unit:電子控制單元)40。在E⑶40的輸入部上除連接有上述的空氣流量計(jì)16之外，還連接有如下的各種傳感器，即，用于對主冷卻水的溫度進(jìn)行檢測的主冷卻水溫度傳感器42、以及用于對第一排氣口 14al附近的副冷卻水的溫度進(jìn)行檢測的副冷卻水溫度傳感器44等的、用于對內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測的各種傳感器。此外，在ECU40的輸出部上除連接有上述的節(jié)氣門22、EGR閥26、副水泵34、以及流量控制閥38之外，還連接有如下的各種作動(dòng)器，即，用于向內(nèi)燃機(jī)10供給燃料的燃料噴射閥46、以及用于對混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火的火花塞48等的、用于對內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制的各種作動(dòng)器。ECU40為，通過根據(jù)上述的各種傳感器的輸出，并按照預(yù)定的應(yīng)用程序而使各種作動(dòng)器工作，從而對內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制的構(gòu)件。
[0062][實(shí)施方式I中的特有的控制]
[0063]但是，在從內(nèi)燃機(jī)10排出的廢氣中大量地含有預(yù)定比例的水。因此，在如上述的本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10這種具備對排氣通道和進(jìn)氣通道進(jìn)行連接的EGR通道的內(nèi)燃機(jī)中，如果在冷卻狀態(tài)時(shí)實(shí)施外部EGR控制，則由于流通有EGR氣體的通道(排氣通道、EGR通道以及進(jìn)氣通道)的壁面溫度較低，因此EGR氣體中容易產(chǎn)生冷凝水。
[0064]圖2為，圖示了冷凝水量與壁面溫度之間的關(guān)系的圖。在圖2所示的趨勢下，流有EGR氣體的通道(排氣通道、EGR通道以及進(jìn)氣通道)的壁面溫度越低，則EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生量越增多。圖3為，圖示了氣缸內(nèi)壓力(壓縮端壓力)與氣缸內(nèi)流入水量之間的關(guān)系的圖。在圖3所示的趨勢下，與EGR氣體一起流入至氣缸內(nèi)的冷凝水量越多，則壓縮端壓力越升高。其原因在于，由于作為液體的水在氣缸內(nèi)很難被壓縮，因而與此對應(yīng)，氣缸內(nèi)的空氣的體積將減小，其結(jié)果為，氣缸內(nèi)的壓力將升高。因此，為了避免由于含有大量的冷凝水的EGR氣體被吸入至氣缸內(nèi)而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的耐久性惡化的情況，如圖3所示，需要在不超過設(shè)計(jì)極限的范圍內(nèi)將氣缸內(nèi)流入水量抑制得較少，以使壓縮端壓力不會(huì)過大。
[0065]因此，在本實(shí)施方式中，采用了如下方式，S卩，在于內(nèi)燃機(jī)10的冷卻狀態(tài)時(shí)實(shí)施外部EGR控制的情況下，使負(fù)責(zé)EGR氣體朝向EGR通道24的導(dǎo)入的第一排氣通道14a的冷卻能力小于另一方的第二排氣通道14b的冷卻能力。具體而言，采用了如下方式，即，在冷卻狀態(tài)時(shí)，使朝向第一排氣通道14a (第一排氣口 14al)的副冷卻水的循環(huán)停止。
[0066]此外，在本實(shí)施方式中，采用了如下方式，即，在于冷卻狀態(tài)時(shí)使朝向第一排氣通道14a的副冷卻水的循環(huán)停止的情況下，對副冷卻水的循環(huán)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使第一排氣口 14al附近的副冷卻水溫度不會(huì)過度上升。具體而言，采用了如下方式，即，在副冷卻水的循環(huán)停止中，如果第一排氣口 14al附近的副冷卻水溫度高于預(yù)定值，則執(zhí)行副冷卻水的循環(huán)(解除循環(huán)停止)。
[0067]圖4為，圖示了為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式I中的冷卻狀態(tài)時(shí)的控制從而由ECU40所執(zhí)行的控制程序的流程圖。另外，作為本程序的控制的前提，設(shè)定為在冷卻狀態(tài)時(shí)執(zhí)行外部EGR控制。[0068]在圖4所示的程序中，首先，判斷內(nèi)燃機(jī)10是否處于冷卻狀態(tài)(步驟100)。具體而言，在本步驟100中，當(dāng)由主冷卻水溫度傳感器42檢測出的主冷卻水的溫度低于預(yù)定值時(shí)，判斷為內(nèi)燃機(jī)10處于冷卻狀態(tài)(S卩，處于預(yù)熱中)。
[0069]當(dāng)在上述步驟100中判斷為內(nèi)燃機(jī)10處于冷卻狀態(tài)時(shí)，副冷卻水的循環(huán)將被停止(步驟102)。具體而言，副水泵34的驅(qū)動(dòng)被置于停止的狀態(tài)，并且，流量控制閥38被置于閉閥狀態(tài)。
[0070]接下來，判斷由副冷卻水溫度傳感器44檢測出的副冷卻水的溫度是否高于預(yù)定值(步驟104)。本步驟104中的預(yù)定值為，作為能夠判斷出有無第一排氣口 14al附近的副冷卻水的溫度的過度上升的閾值而被預(yù)先設(shè)定的值。
[0071]當(dāng)在上述步驟104中被判斷為副冷卻水的溫度高于上述預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行副冷卻水的循環(huán)(解除循環(huán)停止)(步驟106)。具體而言，副水泵34的驅(qū)動(dòng)被執(zhí)行，并且流量控制閥38被打開至預(yù)定的開度。另外，可以根據(jù)副冷卻水的溫度，而使流量控制閥38的開度變化。例如，可以采用如下方式，即，副冷卻水的溫度越高，則越增大流量控制閥38的開度，以使副冷卻水的溫度在上述預(yù)定值以下。
[0072]當(dāng)執(zhí)行了上述步驟106的處理時(shí)，或者在上述步驟104的判斷不成立時(shí)，判斷內(nèi)燃機(jī)10是否仍然處于冷卻狀態(tài)(步驟108)。其結(jié)果為，當(dāng)判斷為內(nèi)燃機(jī)10仍然處于冷卻狀態(tài)時(shí)，則重復(fù)執(zhí)行上述步驟104之后的處理。
[0073]另一方面，當(dāng)在上述步驟100或者108中判斷為內(nèi)燃機(jī)10未處于冷卻狀態(tài)時(shí)，即，能夠判斷為內(nèi)燃機(jī)10的預(yù)熱結(jié)束(或者已經(jīng)結(jié)束)時(shí)，執(zhí)行通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的副冷卻水的流量控制(步驟110)。具體而言，執(zhí)行副水泵34的驅(qū)動(dòng)，并且，流量控制閥38的開度被控制為與內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)的預(yù)定的開度。
[0074]根據(jù)以上所說明的圖4所示的程序，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)10處于冷卻狀態(tài)時(shí)(冷卻時(shí))，使副冷卻水的循環(huán)停止。由此，在于冷卻狀態(tài)時(shí)實(shí)施外部EGR控制的情況下，使負(fù)責(zé)EGR氣體朝向EGR通道24的導(dǎo)入的第一排氣通道14a (的第一排氣口 14al)的冷卻能力小于另一方的第二排氣通道14b (的第一排氣口 14bl)的冷卻能力。其結(jié)果為，由于能夠在冷卻狀態(tài)時(shí)，使第一排氣口 14al的壁面溫度提前上升，因此，能夠提高從第一排氣通道14a流入至EGR通道24中的EGR氣體的溫度。由此，由于能夠通過抑制EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生從而降低流入至氣缸內(nèi)的冷凝水的量，因此能夠防止由于冷凝水朝向氣缸內(nèi)的流入而導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)10的耐久性惡化。如此，根據(jù)本實(shí)施方式的系統(tǒng),能夠良好地抑制EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生，并且能夠在冷卻狀態(tài)時(shí)導(dǎo)入外部EGR氣體。此外，根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，能夠執(zhí)行以上所說明的冷卻狀態(tài)時(shí)的控制，并且能夠使用利用了主冷卻水的另一個(gè)冷卻系統(tǒng)，而使流通于內(nèi)燃機(jī)10的冷卻水(主冷卻水)的預(yù)熱繼續(xù)進(jìn)行。
[0075]圖5為，圖示了上述圖4所示的程序的控制執(zhí)行時(shí)的、流量控制閥38的開度和副冷卻水的溫度的變化的時(shí)序圖。此外，圖6為，圖示了冷卻水的目標(biāo)溫度到達(dá)時(shí)間與排氣通道的表面面積之間的關(guān)系的圖。另外，在圖5中以實(shí)線表示的波形為，使用了圖1所示的結(jié)構(gòu)、即由副冷卻水對第一氣缸組(#2和#3)側(cè)的第一排氣口 14al進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)的情況下的波形，另一方面，在圖5中以虛線表示的波形為，使用了用于對比的結(jié)構(gòu)、更加具體而言為由副冷卻水對第二氣缸組(#1和#4)側(cè)的第二排氣口 14bl進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)的情況下的波形。[0076]通過執(zhí)行上述圖4所示程序的控制,從而如圖5所示,在冷卻啟動(dòng)時(shí),在流量控制閥38被關(guān)閉的狀態(tài)下，由副冷卻水溫度傳感器44檢測出的副冷卻水的溫度將隨著時(shí)間經(jīng)過而逐漸上升。根據(jù)上述圖4所示的程序，當(dāng)如圖5 (B)所示，在副冷卻水的循環(huán)停止之后副冷卻水的溫度達(dá)到了上述預(yù)定值時(shí)，如圖5 (A)所示，通過打開流量控制閥38 (在此基礎(chǔ)之上實(shí)施副水泵34的驅(qū)動(dòng))，從而執(zhí)行副冷卻水的循環(huán)。由此，如圖5 (B)所示，能夠防止副冷卻水的溫度超過上述預(yù)定值而過度上升的情況。另外，由于圖5將隨著時(shí)間經(jīng)過而使內(nèi)燃機(jī)10被逐漸預(yù)熱的冷卻狀態(tài)時(shí)作為對象，因此副冷卻水的溫度基本上成為隨著內(nèi)燃機(jī)10的預(yù)熱的進(jìn)行而上升的趨勢。
[0077]此外，在本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10中，如上所述，與EGR通道24連接的第一排氣通道14a的表面面積被設(shè)定為，小于第二排氣通道14b的表面面積。通過采用這種設(shè)定，從而如圖5 (B)所示，在使用本實(shí)施方式這種由副冷卻水對第一排氣通道14a進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)(實(shí)線)的情況下，與由副冷卻水對表面面積相對較大的第二排氣通道14b進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)(虛線)相比，能夠促進(jìn)副冷卻水的溫度上升。即，如圖6所示，排氣通道的表面面積越小，則對該排氣通道進(jìn)行冷卻的冷卻水的溫度到達(dá)預(yù)定的目標(biāo)溫度的時(shí)間越短。通過采用本設(shè)定，從而能夠獲得可良好地抑制從第一排氣通道14a側(cè)流入至EGR通道24內(nèi)的EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生的硬件結(jié)構(gòu)。如更加詳細(xì)地進(jìn)行說明，即，在本實(shí)施方式中，由于使用了在冷卻狀態(tài)時(shí)停止副冷卻水的循環(huán)的方法，因此能夠通過采用與表面面積相關(guān)的上述設(shè)定，從而促進(jìn)滯留在第一排氣口 14al的周圍的副冷卻水的溫度上升。與表面面積相關(guān)的本設(shè)定，在采用與這種方法不同的方法、即在冷卻狀態(tài)時(shí)與主冷卻水的循環(huán)水量相比使副冷卻水的循環(huán)水量減少的方法(后文進(jìn)行敘述的代替方法)時(shí)，對于促進(jìn)副冷卻水的溫度上升是有效的。
[0078]另外，在上述的實(shí)施方式I中設(shè)定為，通過在冷卻狀態(tài)時(shí)基本上(只要不會(huì)使副冷卻水溫度過度上升)停止副冷卻水的循環(huán)，從而使第一排氣通道14a的冷卻能力小于另一方的第二排氣通道14b的冷卻能力。但是，本發(fā)明的排氣冷卻調(diào)節(jié)單元為了使第一排氣通道的冷卻能力小于另一方的第二排氣通道的冷卻能力而采用的具體的方法，并不限定于停止副冷卻水的循環(huán)的方法。即，例如可以設(shè)定為使用如下方法，即，在冷卻狀態(tài)時(shí)與對第二排氣通道14b進(jìn)行冷卻的主冷卻水的循環(huán)流量相比，使對第一排氣通道14a進(jìn)行冷卻的副冷卻水的循環(huán)流量減少的方法(為了與實(shí)施方式I的方法進(jìn)行區(qū)別，以下，稱為“代替方法”)。此外，該代替方法并不限定于，如上文所述以在冷卻狀態(tài)時(shí)使副冷卻水和主冷卻水的循環(huán)流量產(chǎn)生差值的方式而對流量進(jìn)行控制的方法。即，本代替方法也可以通過如下方式而被實(shí)現(xiàn)，以便使上述的內(nèi)燃機(jī)10的硬件結(jié)構(gòu)成為上文所述的結(jié)構(gòu)，即，在具備副冷卻水的循環(huán)流量少于主冷卻水的循環(huán)流量的結(jié)構(gòu)的雙系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，在冷卻狀態(tài)時(shí)，從副冷卻水側(cè)的第一排氣通道14a向EGR通道24中導(dǎo)入EGR氣體。而且，在采用了上述代替方法的情況下，也可以與上述的實(shí)施方式I同樣地，對副冷卻水的水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使對第一排氣通道14a進(jìn)行冷卻的副冷卻水的溫度不會(huì)過度上升。
[0079]此外，上述的實(shí)施方式I中的接下來的設(shè)定，即，使與EGR通道24連接的第一排氣通道14a的表面面積小于第二排氣通道14b的表面面積的設(shè)定，在使用了不會(huì)使對第一排氣通道14a進(jìn)行冷卻的副冷卻水的循環(huán)停止的上述代替方法的情況下，在于冷卻狀態(tài)時(shí)促進(jìn)副冷卻水的溫度上升的方面上為優(yōu)選設(shè)定。而且，由于具有本設(shè)定，從而能夠良好地對EGR氣體中的冷凝水的產(chǎn)生進(jìn)行抑制。
[0080]此外，在上述的實(shí)施方式I中，列舉了作為第一氣缸而具有由#2和#3這兩個(gè)氣缸構(gòu)成的第一氣缸組、且作為第二氣缸而具有由#1和#4這兩個(gè)氣缸構(gòu)成的第二氣缸組的內(nèi)燃機(jī)10為例進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明中的第一氣缸以及第二氣缸并不限定于上述的示例。S卩，第一氣缸也可以為以一個(gè)氣缸、或者三個(gè)氣缸以上的多個(gè)氣缸，同樣地，第二氣缸也可以為一個(gè)氣缸、或者三個(gè)氣缸以上的多個(gè)氣缸。
[0081]另外，在上述的實(shí)施方式I中，具備副冷卻水通道32、副水泵34、副散熱器36、以及流量控制閥38的副冷卻系統(tǒng)相當(dāng)于所述第一發(fā)明中的“第一排氣冷卻單元”，具備主冷卻水通道30、省略圖示的主水泵以及主散熱器的主冷卻系統(tǒng)相當(dāng)于所述第一發(fā)明中的“第二排氣冷卻單元”。此外，E⑶40通過對EGR閥26的開度進(jìn)行控制以對EGR氣體量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了所述第一發(fā)明中的“EGR控制單元”，并通過在上述步驟100的判斷成立時(shí)執(zhí)行上述步驟102的處理，從而實(shí)現(xiàn)了所述第一發(fā)明中的“排氣冷卻調(diào)節(jié)單元”。
[0082]此外，在上述的實(shí)施方式I中，副冷卻水相當(dāng)于所述第二、第三或第七發(fā)明中的“第一冷卻水”，主冷卻水相當(dāng)于所述第三發(fā)明中的“第二冷卻水”。
[0083]此外，在上述的實(shí)施方式I中，E⑶40通過在上述步驟104的判斷成立時(shí)執(zhí)行上述步驟106的處理，從而實(shí)現(xiàn)了所述第四發(fā)明中的“水溫過度上升抑制單元”。
[0084]符號說明
[0085]10內(nèi)燃機(jī)
[0086]12進(jìn)氣通道
[0087]12a浪涌調(diào)節(jié)槽
[0088]14 排氣通道
[0089]14a第一排氣通道
[0090]14al 第一排氣 口
[0091]14b第二排氣通道
[0092]14bl 第二排氣口
[0093]14c匯合后排氣通道
[0094]16 空氣流量計(jì)
[0095]18 雙入口型渦輪增壓器
[0096]18a壓縮機(jī)
[0097]18b 渦輪
[0098]20 水冷式內(nèi)部冷卻器
[0099]22 節(jié)氣門
[0100]24 EGR (Exhaust Gas Recirculation:廢氣再循環(huán))通道
[0101]26 EGR 閥
[0102]28 氣缸蓋
[0103]30 主冷卻水通道
[0104]32 副冷卻水通道
[0105]34 副水泵
[0106]36 副散熱器[0107]38流量調(diào)節(jié)閥
[0108]40ECU (Electronic Control Unit:電子控制單兀)
[0109]42主冷卻水溫度傳感器
[0110]44副冷卻水溫度傳感器
[0111]46燃料噴射閥 [0112]48火花塞
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具備: 第一排氣通道，其流通有從一個(gè)或者多個(gè)第一氣缸排出的廢氣； 第二排氣通道，其流通有從一個(gè)或者多個(gè)第二氣缸排出的廢氣； 第一排氣冷卻單元，其對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻； 第二排氣冷卻單元，其與所述第一排氣冷卻單元被分別設(shè)置，且對所述第二排氣通道進(jìn)行冷卻； 廢氣再循環(huán)通道，其對所述第一排氣通道和進(jìn)氣通道進(jìn)行連接； 廢氣再循環(huán)控制單元，其對經(jīng)由所述廢氣再循環(huán)通道而導(dǎo)入至所述進(jìn)氣通道中的廢氣再循環(huán)氣體量進(jìn)行控制； 排氣冷卻調(diào)節(jié)單元，在于內(nèi)燃機(jī)的冷卻狀態(tài)時(shí)將廢氣再循環(huán)氣體導(dǎo)入至所述進(jìn)氣通道中的情況下，所述排氣冷卻調(diào)節(jié)單元使所述第一排氣冷卻單元對所述第一排氣通道的冷卻能力小于所述第二排氣冷卻單元對所述第二排氣通道的冷卻能力。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述第一排氣冷卻單元為，通過第一冷卻水的循環(huán)而對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元， 所述排氣冷卻調(diào)節(jié)單元為，使通過所述第一排氣冷卻單元而進(jìn)行的所述第一冷卻水的循環(huán)停止的單元。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述第一排氣冷卻單元為，通過第一冷卻水的循環(huán)而對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元， 所述第二排氣冷卻單元為，通過第二冷卻水的循環(huán)而對所述第二排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元， 所述排氣冷卻調(diào)節(jié)單元為，與所述第二冷卻水的循環(huán)流量相比使所述第一冷卻水的循環(huán)流量減少的單元。
4.如權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具備水溫過度上升抑制單元，在于所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻狀態(tài)時(shí)將廢氣再循環(huán)氣體導(dǎo)入至所述進(jìn)氣通道中的情況下，所述水溫過度上升抑制單元對所述第一冷卻水的循環(huán)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使所述第一冷卻水的溫度不會(huì)過度上升。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述第一排氣通道的表面面積被設(shè)定為，小于所述第二排氣通道的表面面積。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具備雙入口式渦輪增壓器，所述雙入口式渦輪增壓器具有通過所述內(nèi)燃機(jī)的排氣能量而進(jìn)行工作的渦輪，且被構(gòu)成為，使用所述第一排氣通道和所述第二排氣通道而使來自所述第一氣缸的廢氣和來自所述第二氣缸的廢氣在被隔離的狀態(tài)下被引導(dǎo)至所述渦輪。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述第一排氣冷卻單元為，通過第一冷卻水的循環(huán)而對所述第一排氣通道進(jìn)行冷卻的水冷式的冷卻單元， 所述第一冷卻水為，用于對水冷式的內(nèi)部冷卻器進(jìn)行冷卻的冷卻水。
【文檔編號】F02D21/08GK103608569SQ201180031432
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】是永真吾, 宮下茂樹 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社