內(nèi)燃機(jī)及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】ECU(20)在車(chē)輛減速時(shí)判定渦輪增壓機(jī)(5)的壓縮機(jī)(5b)是否成為喘振狀態(tài)，當(dāng)判定為壓縮機(jī)(5b)成為喘振狀態(tài)時(shí)，作為喘振避免控制，包括喘振避免機(jī)構(gòu)(工序)(S10)，取得基于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第1開(kāi)度映射(M1)的渦輪增壓機(jī)(5)的渦輪(5a)的噴嘴葉片(5c)的第1目標(biāo)開(kāi)度(TAn)，在第1目標(biāo)開(kāi)度(TAn)小于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度(TAx)的情況下，將噴嘴葉片(5c)控制為喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度(TAx)，在第1目標(biāo)開(kāi)度(TAn)為喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度(TAx)以上的情況下，將噴嘴葉片(5c)控制為第1目標(biāo)開(kāi)度(TAn)，因此能夠避免該壓縮機(jī)(5b)的喘振狀態(tài)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】?jī)?nèi)燃機(jī)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)及其控制方法，該內(nèi)燃機(jī)包括具有配置在排氣通路上的渦輪、以及配置在吸氣通路上且通過(guò)渦輪來(lái)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的渦輪增壓機(jī)，避免該壓縮機(jī)的喘振狀態(tài)。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，設(shè)置有通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣來(lái)使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，并利用該旋轉(zhuǎn)力來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而將壓縮的空氣送入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的渦輪增壓機(jī)，由此有效利用廢氣的能量。
[0003]該渦輪增壓機(jī)有廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)等，在該廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)中設(shè)置有:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制安裝在渦輪增壓機(jī)的渦輪側(cè)的噴嘴葉片，從而提高增壓效率，產(chǎn)生最佳的增壓壓力即所謂可變渦輪增壓機(jī)(還稱(chēng)為可變?nèi)~片渦輪增壓機(jī)，或渦輪增壓機(jī))；以及通過(guò)分流排出氣體的一部分來(lái)調(diào)節(jié)向渦輪流入的流入量的閥機(jī)構(gòu)即所謂廢氣旁通閥，從而控制渦輪增壓機(jī)本身的轉(zhuǎn)速，得到穩(wěn)定的增壓壓力(8000并且保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓機(jī)本身以免損傷。
[0004]但是，發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))除了具備上述的可變渦輪增壓機(jī)的噴嘴葉片或廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)的廢氣旁通閥(以下統(tǒng)稱(chēng)為11?)以外，還具備使廢氣回流的￡(?通路上所設(shè)置的￡(?閥、設(shè)置在吸氣通路上的進(jìn)氣節(jié)流門(mén)(以下稱(chēng)為等可變?cè)O(shè)備，通常情況下，利用基于燃料噴射量(負(fù)載)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的開(kāi)度映射來(lái)控制上述可變?cè)O(shè)備的開(kāi)度。
[0005]在伴隨著油門(mén)開(kāi)度減少等引起車(chē)輛減速時(shí)，伴隨著燃料噴射量的變化會(huì)引起丁1？8開(kāi)度的減小、261？閥開(kāi)度的增加及爪/報(bào)開(kāi)度的減小，從而如圖9所示，渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(工作點(diǎn)的行為)向圖中的左側(cè)移動(dòng)。
[0006]在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中有位于預(yù)喘振線的右側(cè)的通常地驅(qū)動(dòng)的區(qū)域、預(yù)喘振線與喘振線之間的產(chǎn)生喘振聲音的區(qū)域、以及位于喘振線的左側(cè)的喘振區(qū)域，在車(chē)輛減速時(shí)，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域超過(guò)預(yù)喘振線，最后超過(guò)喘振線而進(jìn)入喘振區(qū)域，存在除了喘振聲音以外還產(chǎn)生來(lái)自車(chē)輛的吸氣管的返吹聲音的問(wèn)題。此外，在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域位于喘振區(qū)域的情況下，還存在因自激振動(dòng)而導(dǎo)致渦輪增壓機(jī)破損的問(wèn)題。
[0007]作為當(dāng)車(chē)輛減速時(shí)，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域的原因之一，伴隨著燃料噴射量的減少，261？閥開(kāi)度增加，開(kāi)度減小，由此￡(?氣體流量過(guò)度增大，新的吸入空氣量減少，作為另一個(gè)原因，在車(chē)輛減速時(shí)，伴隨著燃料噴射量的減少，減小爪/報(bào)開(kāi)度，從而新的吸入空氣流量減少。其結(jié)果，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域向圖9所示的圖上的左側(cè)(低流量側(cè))移動(dòng)，進(jìn)入超過(guò)了喘振線的區(qū)域，壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)。
[0008]作為避免該渦輪增壓機(jī)的喘振狀態(tài)的裝置，有如下裝置:在處于應(yīng)減小燃料噴射量的特定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，使￡(?裝置的￡(?量比通常時(shí)減小，并且使渦輪增壓機(jī)的渦輪噴嘴開(kāi)度比通常時(shí)增大(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)；具備帶可變擴(kuò)散器的渦輪增壓機(jī)，根據(jù)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及增壓壓力之間的關(guān)系來(lái)確定的映射，在不超過(guò)喘振界限的范圍內(nèi)設(shè)定擴(kuò)散器葉片的目標(biāo)開(kāi)度(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2〉。
[0009]這些裝置通過(guò)抑制車(chē)輛減速時(shí)的壓縮機(jī)的前后的壓力比急劇下降，能夠避免渦輪增壓機(jī)的喘振狀態(tài)，但是分別還存在新的問(wèn)題。
[0010]在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，在車(chē)輛減速時(shí)，相對(duì)于在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)定的開(kāi)度而言將EGR閥的開(kāi)度向閉側(cè)控制，此外將渦輪噴嘴開(kāi)度向開(kāi)側(cè)控制，但尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大時(shí)，過(guò)分引起EGR率的增加及增壓壓力的增加，對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響。
[0011]在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的裝置中，使用與通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同的開(kāi)度映射來(lái)控制擴(kuò)散器葉片，但使用多個(gè)開(kāi)度映射的控制方法會(huì)像專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的裝置那樣雖然能夠抑制過(guò)度的變化，但需要參照多個(gè)開(kāi)度映射，由于工時(shí)增加而導(dǎo)致控制變得復(fù)雜化。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0014]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-240756號(hào)公報(bào)
[0015]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2007-132232號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的課題
[0017]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)及其控制方法，能夠不對(duì)油耗、廢氣等其他性能帶來(lái)影響地防止車(chē)輛減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生喘振、及返吹聲音的產(chǎn)生。
[0018]用于解決課題的方案
[0019]用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的一種內(nèi)燃機(jī)，具備:渦輪增壓機(jī)，具有配置在排氣通路上的渦輪、以及配置在吸氣通路上且通過(guò)上述渦輪來(lái)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)；和渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置，調(diào)節(jié)向上述渦輪供給的廢氣流量，并且上述內(nèi)燃機(jī)還具備控制裝置，該控制裝置根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第1開(kāi)度映射，控制上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度，上述控制裝置具備喘振避免機(jī)構(gòu)，上述控制裝置在車(chē)輛減速時(shí)，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)，且判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，作為避免上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的喘振避免控制，上述喘振避免機(jī)構(gòu)取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第1開(kāi)度映射的第1目標(biāo)開(kāi)度，在上述第1目標(biāo)開(kāi)度小于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度，在上述第1目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度以上的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述第1目標(biāo)開(kāi)度。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，若判定為將來(lái)壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)，則能夠?qū)u輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度控制為能夠避免壓縮機(jī)的喘振狀態(tài)的喘振避免用渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置開(kāi)度以上，因此能夠事先防止壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域。由此，能夠降低來(lái)自吸氣管的返吹聲音，并且防止渦輪增壓機(jī)破損。
[0021]此外，不需要使用變更通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的開(kāi)度映射、或避免喘振狀態(tài)的開(kāi)度映射，因此能夠不對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響，能夠通過(guò)削減了工時(shí)的容易的控制，在車(chē)輛減速時(shí)事先避免壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)。此外，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量大時(shí)，不控制為所需程度以上的開(kāi)度，因此能夠抑制過(guò)度的增壓壓力的增加及再加速時(shí)的渦輪增壓機(jī)的響應(yīng)性的惡化。
[0022]另外，在此所說(shuō)的渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置是渦輪的噴嘴葉片(還稱(chēng)為擴(kuò)散器葉片)、或迂回渦輪增壓機(jī)的旁通通路的廢氣旁通閥等。
[0023]此外，在上述的內(nèi)燃機(jī)中，若將上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度設(shè)為比上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度全開(kāi)的開(kāi)度靠關(guān)閉一側(cè)的開(kāi)度，則能夠確保再加速時(shí)的渦輪增壓機(jī)的響應(yīng)性。
[0024]此外，在上述的內(nèi)燃機(jī)中，上述控制裝置具備根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第2開(kāi)度映射來(lái)對(duì)2現(xiàn)閥的開(kāi)度進(jìn)行控制的機(jī)構(gòu)，該2現(xiàn)閥調(diào)節(jié)從比上述渦輪靠廢氣上游的一側(cè)回流的廢氣流量，并且，上述喘振避免機(jī)構(gòu)具備控制￡(?閥的機(jī)構(gòu)，在判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，作為避免上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的喘振避免控制，上述控制2現(xiàn)閥的機(jī)構(gòu)取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第2開(kāi)度映射的第2目標(biāo)開(kāi)度，在上述第2目標(biāo)開(kāi)度大于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述￡(?閥控制為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度，上述控制￡(?閥的機(jī)構(gòu)在上述第2目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度以下的情況下，將上述￡(?閥控制為上述第2目標(biāo)開(kāi)度，此時(shí)，除了渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的控制以夕卜，還通過(guò)控制￡(?閥，能夠減小￡(?氣體流量，抑制新的吸入空氣量的減少，因此能夠事先避免壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)。
[0025]進(jìn)一步，在上述的內(nèi)燃機(jī)中，上述控制裝置具備:喘振避免判定機(jī)構(gòu)，每隔預(yù)先設(shè)定的判定時(shí)間，判定車(chē)輛的減速，根據(jù)上述渦輪增壓機(jī)的增壓壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)；和喘振避免計(jì)時(shí)器，從通過(guò)上述喘振避免判定機(jī)構(gòu)判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的喘振避免時(shí)間為止，維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)的喘振避免控制，并且，上述喘振避免計(jì)時(shí)器具備維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)，在經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間的過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)上述喘振避免判定機(jī)構(gòu)判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，從通過(guò)上述喘振避免判定機(jī)構(gòu)最后判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間為止，上述維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)，此時(shí)，在喘振避免機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作中也能夠判定壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)，能夠始終尊重最新的喘振判定定時(shí)，因此能夠切實(shí)地避免壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)。
[0026]此外，若將喘振避免時(shí)間設(shè)定為壓縮機(jī)的前后的壓力比充分下降的時(shí)間，具體地說(shuō)若設(shè)定為約0?5秒前后，則能夠在比較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行喘振避免機(jī)構(gòu)的控制，能夠不對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響地防止減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生喘振、及返吹聲音的產(chǎn)生。
[0027]另外，在喘振避免機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的時(shí)間內(nèi)，喘振避免判定機(jī)構(gòu)需要至少執(zhí)行一次判定，因此該喘振避免判定機(jī)構(gòu)所進(jìn)行判定的時(shí)間被設(shè)定為比喘振避免控制時(shí)間短的時(shí)間。例如，在喘振避免機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作時(shí)，喘振避免判定機(jī)構(gòu)進(jìn)行判定且判定為成為喘振狀態(tài)時(shí)，從該時(shí)刻起再次使喘振避免機(jī)構(gòu)工作喘振避免時(shí)間的期間。
[0028]此外，用于解決上述問(wèn)題的一種內(nèi)燃機(jī)的控制方法，該內(nèi)燃機(jī)具備:渦輪增壓機(jī)，具有配置在排氣通路上的渦輪、以及配置在吸氣通路上且通過(guò)上述渦輪驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)；和渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置，調(diào)節(jié)向上述渦輪供給的廢氣流量，上述內(nèi)燃機(jī)的控制方法根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第1開(kāi)度映射，控制上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度，其特征在于，包括喘振避免工序，在車(chē)輛減速時(shí)，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)，且判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，在上述喘振避免工序中，取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第1開(kāi)度映射的第1目標(biāo)開(kāi)度，在上述第1目標(biāo)開(kāi)度小于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度，在上述第1目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度以上的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述第1目標(biāo)開(kāi)度。
[0029]此外，優(yōu)選的是，在上述的內(nèi)燃機(jī)的控制方法中，上述內(nèi)燃機(jī)具備EGR閥，該EGR閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第2開(kāi)度映射來(lái)控制開(kāi)度，以調(diào)節(jié)從比上述渦輪靠廢氣上游的一側(cè)回流的廢氣流量，上述喘振避免工序中包括控制EGR閥的工序，在判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，在上述控制EGR閥的工序中，取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第2開(kāi)度映射的第2目標(biāo)開(kāi)度，在上述第2目標(biāo)開(kāi)度大于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述EGR閥控制為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度，在上述第2目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度以下的情況下，將上述EGR閥控制為上述第2目標(biāo)開(kāi)度。
[0030]進(jìn)一步，優(yōu)選的是，在上述的內(nèi)燃機(jī)的控制方法中，包括喘振避免判定工序，每隔預(yù)先設(shè)定的判定時(shí)間，判定車(chē)輛的減速，根據(jù)上述渦輪增壓機(jī)的增壓壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)，從通過(guò)上述喘振避免判定工序判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的喘振避免時(shí)間為止，喘振避免計(jì)時(shí)器維持上述喘振避免工序，并且，在經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間的過(guò)程中，在上述喘振避免判定工序中判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，從上述喘振避免判定工序中最后判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間為止，上述喘振避免計(jì)時(shí)器維持上述喘振避免工序。
[0031]根據(jù)上述方法，能夠不對(duì)油耗、廢氣等其他性能帶來(lái)影響地防止車(chē)輛減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生喘振、及返吹聲音的產(chǎn)生。
[0032]發(fā)明效果
[0033]根據(jù)本發(fā)明，能夠不對(duì)油耗、廢氣等其他性能帶來(lái)影響地防止車(chē)輛減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生喘振、及返吹聲音的產(chǎn)生。此外，還能夠確保再加速時(shí)的渦輪增壓機(jī)的響應(yīng)性。此外，能夠削減工時(shí)，能夠提供更簡(jiǎn)易的控制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖2是表示圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的按時(shí)間進(jìn)行的控制的圖。
[0036]圖3是表示圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的控制方法的喘振避免判定工序的流程圖。
[0037]圖4是表示圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的控制方法的喘振避免工序的流程圖。
[0038]圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖6是表示圖5所示的內(nèi)燃機(jī)的按時(shí)間進(jìn)行的控制的圖。
[0040]圖7是表示圖5所示的內(nèi)燃機(jī)的控制方法的喘振避免工序的流程圖，(a)表示控制EGR閥的喘振避免機(jī)構(gòu)，(b)表示控制廢氣旁通閥的喘振避免機(jī)構(gòu)。
[0041]圖8是表示油門(mén)開(kāi)度與吸入空氣量之間的關(guān)系的圖表，(a)表示現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)，(b)表不本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)。
[0042]圖9是表示現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的映射圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]以下，參照【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)及其控制方法。本實(shí)施方式以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，還能夠適用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其氣缸數(shù)即氣缸的排列沒(méi)有限定。另外，關(guān)于附圖，為了容易理解結(jié)構(gòu)，改變了尺寸，各構(gòu)件、各部件的板厚即寬度、長(zhǎng)度等的比率也不一定與實(shí)際制造時(shí)的比率一致。
[0044]首先，參照?qǐng)D1說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))1具備發(fā)動(dòng)機(jī)主體2、排氣通路吸氣通路I！！及￡(? (廢氣再循環(huán))通路恥，還具備排氣歧管3、進(jìn)氣歧管4、渦輪增壓機(jī)5、吸氣管(包括空氣凈化器)6、中冷器7、進(jìn)氣節(jié)流門(mén)(以下記為IV1^)8、后處理裝置9(包括00“柴油氧化催化劑)和0？？(捕集裝置)等)、及￡(^(廢氣再循環(huán))系統(tǒng)10。
[0045]此外，渦輪增壓機(jī)5具備渦輪5^壓縮機(jī)51及能夠改變經(jīng)過(guò)渦輪的廢氣流量的噴嘴葉片5“渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置)，￡(?系統(tǒng)10具備￡(?冷卻器11和￡(?閥(￡(?
12。該渦輪增壓機(jī)5還稱(chēng)為可變噴嘴渦輪增壓機(jī)、可變?nèi)~片渦輪增壓機(jī)、或卩⑶渦輪增壓機(jī)。
[0046]此外，該發(fā)動(dòng)機(jī)1具備被稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的(控制裝置)20，還具備與該2⑶20連接的曲柄轉(zhuǎn)角傳感器21、增壓壓力傳感器22、油門(mén)踏板23及制動(dòng)踏板24。
[0047]該2⑶20是通過(guò)電氣回路負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)1的控制的綜合進(jìn)行電氣控制的微控制器，具備判定壓縮機(jī)5)3成為喘振狀態(tài)的喘振避免判定機(jī)構(gòu)(工序)31、進(jìn)行避免壓縮機(jī)513成為喘振狀態(tài)的喘振避免控制的喘振避免機(jī)構(gòu)(工序010、以及維持喘振避免機(jī)構(gòu)(工序)310的喘振避免控制的喘振避免計(jì)時(shí)器203，根據(jù)曲柄轉(zhuǎn)角傳感器21、增壓壓力傳感器22、油門(mén)踏板23及制動(dòng)踏板24所檢測(cè)的信號(hào)，控制噴嘴葉片5。的開(kāi)度。
[0048]接著，參照?qǐng)D2?圖4說(shuō)明該發(fā)動(dòng)機(jī)1的控制方法。圖2表示從通?？刂频哪硶r(shí)刻起進(jìn)行的2(^20的控制。在此，將反復(fù)進(jìn)行喘振避免判定工序51的時(shí)間設(shè)為0?⑶，將喘振避免計(jì)時(shí)器203結(jié)束的時(shí)間設(shè)為〖10、^11及〖12。此外，將時(shí)間與〖2之間即執(zhí)行喘振避免判定工序31的間隔(判定時(shí)間)設(shè)為II，將喘振避免計(jì)時(shí)器203從開(kāi)始到結(jié)束為止的間隔(喘振避免時(shí)間)設(shè)為丁2。
[0049]該發(fā)動(dòng)機(jī)1的控制方法是喘振避免判定工序31和喘振避免工序310并列進(jìn)行，在壓縮機(jī)56成為喘振狀態(tài)之前，避免該狀態(tài)的控制方法，并且是若判定為壓縮機(jī)56成為喘振狀態(tài)，則喘振避免計(jì)時(shí)器203使喘振避免工序310維持到經(jīng)過(guò)喘振避免時(shí)間12為止的控制方法。
[0050]作為在壓縮機(jī)56成為喘振狀態(tài)之前進(jìn)行避免的方法，將喘振避免判定工序51的判定結(jié)果用作噴嘴葉片50的開(kāi)度的控制的觸發(fā)。由此，能夠?qū)娮烊~片50的開(kāi)度以適當(dāng)?shù)拈_(kāi)度維持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，能夠事先避免壓縮機(jī)513成為喘振狀態(tài)。
[0051]此外，通過(guò)并列進(jìn)行各工序，在從車(chē)輛減速時(shí)起至停止為止的期間，例如即使存在多次壓縮機(jī)56的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域的定時(shí)，也能夠在其所有的定時(shí)避免，因此能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)1的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域避免壓縮機(jī)56的喘振狀態(tài)。
[0052]接著，分別詳細(xì)說(shuō)明喘振避免判定工序51和喘振避免工序310，但在其之前說(shuō)明通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噴嘴葉片5。的控制。
[0053]在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，￡^20根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和未圖示的噴嘴葉片5^的第1開(kāi)度映射11來(lái)控制噴嘴葉片5^的開(kāi)度。在本實(shí)施方式中，將在此所說(shuō)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)為燃料噴射量如和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速他。該第1開(kāi)度映射11中所存儲(chǔ)的第1目標(biāo)開(kāi)度從11是伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速他、燃料噴射量如的減小而進(jìn)一步向關(guān)閉的一側(cè)設(shè)定的開(kāi)度。
[0054]在本實(shí)施方式中，采用了第1目標(biāo)開(kāi)度TAn伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、燃料噴射量Qn的減小而向關(guān)閉的一側(cè)變化的情況，但該第1開(kāi)度映射Ml也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得與燃料噴射量Qn及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne相應(yīng)的第1目標(biāo)開(kāi)度TAn，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的特性來(lái)任意設(shè)定。
[0055]接著，說(shuō)明喘振避免判定工序S1。喘振避免判定工序S1是判定渦輪增壓機(jī)5的壓縮機(jī)5b將來(lái)成為喘振狀態(tài)的情況的工序，作為其判定的信息，使用發(fā)動(dòng)機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和渦輪增壓機(jī)5的增壓壓力Pn。并且，若判定為壓縮機(jī)5b將來(lái)成為喘振狀態(tài)，則啟動(dòng)(0N)喘振避免計(jì)時(shí)器20a。
[0056]該喘振避免判定工序S1是每隔預(yù)先設(shè)定的判定時(shí)間T1進(jìn)行的工序，每隔該判定時(shí)間T1，輸入由油門(mén)踏板23檢測(cè)的油門(mén)開(kāi)度Acc、由ECU20根據(jù)該油門(mén)開(kāi)度Acc等信息決定的燃料噴射量Qn、由曲柄轉(zhuǎn)角傳感器21檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、及由增壓壓力傳感器22檢測(cè)的增壓壓力Pn。
[0057]首先，如圖3的流程圖所示，作為車(chē)輛的減速判定，進(jìn)行判定油門(mén)開(kāi)度Acc的每判定時(shí)間T1的變化率△ Acc是否大于第1減速判定值A(chǔ)、以及判定燃料噴射量Qn的每判定時(shí)間T1的變化率Λ Q是否大于第2減速判定值B的步驟S2。在該步驟中，在各變化率Λ Acc和Δ Q超過(guò)預(yù)先設(shè)定的變化率的情況下判定為減速，但只要能夠進(jìn)行車(chē)輛的減速判定即可，不限定于上述情況。
[0058]若在該步驟S2中判定為減速，則進(jìn)行接下來(lái)的步驟S3，在沒(méi)有判定為減速的情況下，進(jìn)入步驟S5。在判定為減速的情況下，接著進(jìn)行判定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne是否為喘振判定值Nsurge以上、以及增壓壓力Pn是否為喘振判定值Psurge以上的步驟S3。
[0059]若在該步驟S3中滿足預(yù)定的條件，則接著進(jìn)入步驟S4，在不滿足預(yù)定的條件的情況下，進(jìn)入步驟S5。若在步驟S3中判定為需要喘振避免(Ne彡Nsurge,且Pn彡P(guān)surge),則接著進(jìn)行啟動(dòng)(0N)喘振避免計(jì)時(shí)器20a的步驟S4。
[0060]若結(jié)束所有的判定，則在經(jīng)過(guò)判定時(shí)間T1之后(步驟S5)再次從步驟S2開(kāi)始進(jìn)行判定。
[0061]另外，在該喘振避免判定工序S1中，判定為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne為預(yù)先設(shè)定的喘振判定值Nsurge以上、且增壓壓力Pn為預(yù)先設(shè)定的喘振判定值Psurge以上的情況下，判定為需要喘振避免工序S10，但該各判定值是分別根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的特性來(lái)設(shè)定的值，是可以任意設(shè)定的值。
[0062]優(yōu)選的是，將各判定值設(shè)定為能夠判定壓縮機(jī)5b的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)?lái)是否超過(guò)喘振線而進(jìn)入到喘振區(qū)域的值，更優(yōu)選的是，設(shè)定為能夠判定壓縮機(jī)5b的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)?lái)是否超過(guò)預(yù)喘振線(Pre-surge line)的值。若能夠事先判定壓縮機(jī)5b的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)?lái)超過(guò)預(yù)喘振線的情況，則能夠在產(chǎn)生喘振聲音之前避免產(chǎn)生喘振聲音。
[0063]此外，在本實(shí)施方式中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和增壓壓力Pn來(lái)進(jìn)行了判定，但例如也可以通過(guò)僅根據(jù)增壓壓力Pn來(lái)進(jìn)行判定的方法、除了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和增壓壓力Pn以外還追加燃料噴射量Qn是否為閾值以上的方法來(lái)做出判定。尤其是，若將燃料噴射量Qn也加入到判定條件中，則能夠高精度地掌握壓縮機(jī)5b的將來(lái)的喘振狀態(tài)。此外，也可以代替增壓壓力Pn而使用壓縮機(jī)5b的前后的壓力比Pin/Pout。
[0064]接著，說(shuō)明喘振避免工序S10。喘振避免工序S10是在前述的喘振避免判定工序S1中判定為將來(lái)壓縮機(jī)5b成為喘振狀態(tài)，喘振避免計(jì)時(shí)器20a啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始進(jìn)行的工序。在此，將基于噴嘴葉片50的第1開(kāi)度映射11的開(kāi)度設(shè)為第1目標(biāo)開(kāi)度I八II。
[0065]首先，若喘振避免計(jì)時(shí)器203啟動(dòng)，則如圖4的流程圖所示，進(jìn)行參照第1開(kāi)度映射11，取得基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速他、燃料噴射量如的第1目標(biāo)開(kāi)度從11的步驟311。接著，進(jìn)行判定第1目標(biāo)開(kāi)度從11是否小于喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度的步驟312。
[0066]該喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度表示不會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等而變化的固定的開(kāi)度，是能夠在從喘振避免計(jì)時(shí)器203開(kāi)始到結(jié)束為止期間的喘振避免時(shí)間12避免壓縮機(jī)紐的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域的開(kāi)度。
[0067]該喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度可以設(shè)定為減小￡(?氣體流量，增加新的吸入空氣量，優(yōu)選的是，將喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度了“設(shè)為接近噴嘴葉片5^的開(kāi)側(cè)的開(kāi)度且比噴嘴葉片5(3的全開(kāi)的開(kāi)度靠閉側(cè)的開(kāi)度。該喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度例如是將噴嘴葉片5。的全開(kāi)的開(kāi)度設(shè)為100%時(shí)的80%左右的開(kāi)度。
[0068]尤其是，若將喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度設(shè)為比全開(kāi)的開(kāi)度靠閉側(cè)的開(kāi)度，則有利于再加速時(shí)的渦輪增壓機(jī)5的恢復(fù)。例如，若將喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度設(shè)為全開(kāi)的開(kāi)度，則在再加速時(shí)無(wú)法確保渦輪增壓機(jī)5的響應(yīng)性，但通過(guò)像本發(fā)明這樣設(shè)為比全開(kāi)的開(kāi)度靠閉側(cè)的開(kāi)度，在再加速時(shí)能夠確保渦輪增壓機(jī)5的響應(yīng)性。
[0069]該步驟312是用于將噴嘴葉片5。的開(kāi)度設(shè)定為喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度以上的判定步驟。例如，在將喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度設(shè)為80%，在步驟311中取得的與第1開(kāi)度映射11相應(yīng)的第1目標(biāo)開(kāi)度從11為60%的情況下，噴嘴葉片5^的開(kāi)度被控制為喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度的80%，而在與第1開(kāi)度映射11相應(yīng)的第1目標(biāo)開(kāi)度I'八!1為90%的情況下，被控制為第1目標(biāo)開(kāi)度從!!的90%。
[0070]通過(guò)采用該步驟312，能夠在壓縮機(jī)56成為喘振狀態(tài)之前，使壓縮機(jī)56的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域遠(yuǎn)離喘振線。由此，不需要為了避免喘振狀態(tài)而另外設(shè)置開(kāi)度映射，能夠以減少了工時(shí)的控制來(lái)避免壓縮機(jī)56成為喘振狀態(tài)。
[0071]此外，在喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度以上，且第1目標(biāo)開(kāi)度I如為喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度了“以上的情況下，通過(guò)控制為第1目標(biāo)開(kāi)度從11的開(kāi)度，抑制增壓壓力的過(guò)度增加等，因此能夠不對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響地避免壓縮機(jī)56的喘振狀態(tài)。
[0072]在步驟312中，若設(shè)定了開(kāi)度，則如步驟313及步驟314所示，控制噴嘴葉片5(3的開(kāi)度。并且與喘振避免計(jì)時(shí)器203的結(jié)束同時(shí)，該控制方法也完成。該喘振避免工序310是能夠在喘振避免計(jì)時(shí)器203剛開(kāi)始之后到上述的步驟311?314完成，喘振避免計(jì)時(shí)器203結(jié)束為止的喘振避免時(shí)間12期間維持在步驟313和步驟314中決定的開(kāi)度的工序。
[0073]喘振避免時(shí)間12是從喘振避免計(jì)時(shí)器203開(kāi)始到結(jié)束為止的間隔，是在￡(^20中預(yù)先存儲(chǔ)的任意的時(shí)間。該喘振避免時(shí)間12是為了防止壓縮機(jī)56的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域而通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得的數(shù)值，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的規(guī)格任意設(shè)定，若設(shè)定為約0?5秒左右，則能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行用于避免壓縮機(jī)56的喘振狀態(tài)的噴嘴葉片5^的控制，因此能夠不對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響地避免喘振狀態(tài)。
[0074]接著，參照?qǐng)D2說(shuō)明包括上述的喘振避免判定工序31和喘振避免工序310的本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制方法。
[0075]首先，在時(shí)間進(jìn)行喘振避免判定工序31，若喘振避免計(jì)時(shí)器203啟動(dòng)⑴⑷，則從時(shí)間〖2開(kāi)始進(jìn)行喘振避免工序310。并且，在時(shí)間〖10，喘振避免計(jì)時(shí)器203結(jié)束⑴--)，并且完成喘振避免工序S10。若在時(shí)間t1，喘振避免計(jì)時(shí)器20a結(jié)束，則噴嘴葉片5c被控制為基于通?？刂萍吹?開(kāi)度映射Ml的開(kāi)度。
[0076]接著，若通過(guò)時(shí)間t3處的喘振避免判定工序S1，喘振避免計(jì)時(shí)器20a啟動(dòng)，則同樣開(kāi)始進(jìn)行喘振避免工序S10，通過(guò)在經(jīng)過(guò)該喘振避免時(shí)間T2的過(guò)程中的時(shí)間t4處進(jìn)行的喘振避免判定工序S1，喘振避免計(jì)時(shí)器20a啟動(dòng)。
[0077]此時(shí)，從最后判定為壓縮機(jī)5b成為喘振狀態(tài)的時(shí)間t4起再次開(kāi)始進(jìn)行第1喘振避免工序S10。并且，在時(shí)間tll，喘振避免計(jì)時(shí)器20a結(jié)束，并且完成喘振避免工序S10。此時(shí)的喘振避免時(shí)間T3為判定時(shí)間T1和喘振避免時(shí)間T2之和。
[0078]S卩，若在進(jìn)行喘振避免工序S10時(shí)在喘振避免判定工序S1中判定為需要進(jìn)行喘振避免工序S10，則喘振避免計(jì)時(shí)器20a啟動(dòng)，再次開(kāi)始進(jìn)行喘振避免工序S10。由此，始終能夠進(jìn)行基于最新的喘振判定的喘振避免工序S10。
[0079]因此，優(yōu)選在從喘振避免計(jì)時(shí)器20a開(kāi)始到結(jié)束為止的期間，即喘振避免時(shí)間T2期間，至少進(jìn)行一次喘振避免判定工序S1，判定時(shí)間T1優(yōu)選為比喘振避免時(shí)間T2短的時(shí)間。
[0080]在時(shí)間t5?t7處的喘振避免判定工序S1中，喘振避免計(jì)時(shí)器20a沒(méi)有啟動(dòng)，噴嘴葉片5c被執(zhí)行通常控制。
[0081]接著，若在時(shí)間t8的喘振避免判定工序S1，喘振避免計(jì)時(shí)器20a啟動(dòng)，則從時(shí)間t8開(kāi)始進(jìn)行喘振避免工序S10。并且，在時(shí)間tl2，喘振避免計(jì)時(shí)器20a結(jié)束(OFF)。并且，發(fā)動(dòng)機(jī)1停止。
[0082]在喘振避免判定工序S1中，當(dāng)喘振避免計(jì)時(shí)器20a沒(méi)有開(kāi)始時(shí)，與通常行駛時(shí)同樣，能夠?qū)娮烊~片5c設(shè)為與第1開(kāi)度映射Ml相應(yīng)的開(kāi)度，因此能夠抑制因避免壓縮機(jī)5b的喘振狀態(tài)的控制而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，難以對(duì)司機(jī)帶來(lái)不適感，能夠提供駕駛性能優(yōu)良的控制。
[0083]根據(jù)上述控制方法，能夠在車(chē)輛減速時(shí)判定將來(lái)是否會(huì)成為喘振狀態(tài)，在壓縮機(jī)5b成為喘振狀態(tài)之前控制噴嘴葉片5c的開(kāi)度來(lái)進(jìn)行避免。由此，能夠防止車(chē)輛減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)5發(fā)生喘振、及返吹聲音的發(fā)生。
[0084]此外，將噴嘴葉片5c的開(kāi)度設(shè)為壓縮機(jī)5b不會(huì)成為喘振狀態(tài)的開(kāi)度以上且不將其設(shè)為全開(kāi)，因此還能夠確保再加速時(shí)的渦輪增壓機(jī)的響應(yīng)性。此外，在噴嘴葉片5c的控制中所使用的映射只有第1開(kāi)度映射M1，因此能夠削減工時(shí)，能夠提供更簡(jiǎn)易的控制。
[0085]接著，參照?qǐng)D5說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)30代替圖1所示的第1實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)1的渦輪增壓機(jī)5而如圖5所示具備廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)(以下稱(chēng)為渦輪增壓機(jī))31，該廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)31具有通過(guò)將廢氣的一部分分流到分流路31d來(lái)調(diào)節(jié)向渦輪31a的流入量的閥機(jī)構(gòu)即所謂廢氣旁通閥(渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置，以下稱(chēng)為WGV)31c，此外在E⑶32中具備在喘振避免計(jì)時(shí)器20a經(jīng)過(guò)中進(jìn)行的喘振避免機(jī)構(gòu)(工序)S20和S30。
[0086]在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，E⑶32根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和未圖示的EGR閥12的第2開(kāi)度映射M2來(lái)控制EGR閥12的開(kāi)度，此外根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和未圖示的WGV31c的第3開(kāi)度映射M3來(lái)控制WGV31c的開(kāi)度。
[0087]該第2開(kāi)度映射M2中所存儲(chǔ)的第2目標(biāo)開(kāi)度TBn伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、燃料噴射量如的減小而進(jìn)一步向打開(kāi)的一側(cè)設(shè)定，此外，該第3開(kāi)度映射13中所存儲(chǔ)的第3目標(biāo)開(kāi)度11?伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速他、燃料噴射量如的減小而進(jìn)一步向關(guān)閉的一側(cè)設(shè)定。
[0088]接著，參照?qǐng)D6和圖7說(shuō)明該發(fā)動(dòng)機(jī)30的控制方法。在圖6中，對(duì)與圖2同樣的部分使用同一符號(hào)并省略其說(shuō)明。該發(fā)動(dòng)機(jī)30的控制方法是并列進(jìn)行喘振避免判定工序81和喘振避免工序320及330，在壓縮機(jī)3化成為喘振狀態(tài)之前同時(shí)控制1(731。和￡(?閥12來(lái)避免該狀態(tài)的控制方法。
[0089]喘振避免判定工序31、喘振避免計(jì)時(shí)器203與第1實(shí)施方式相同，因此省略其說(shuō)明，說(shuō)明喘振避免計(jì)時(shí)器203啟動(dòng)之后的喘振避免工序320及330。
[0090]該喘振避免工序320和330是當(dāng)喘振避免計(jì)時(shí)器203啟動(dòng)時(shí)同時(shí)開(kāi)始且并列進(jìn)行的工序。首先，說(shuō)明喘振避免工序320。若喘振避免計(jì)時(shí)器203啟動(dòng)，則如圖7(3)的流程圖所示，進(jìn)行參照第2開(kāi)度映射12來(lái)取得基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速他、燃料噴射量如的第2目標(biāo)開(kāi)度1811的步驟321。接著，進(jìn)行判定第2目標(biāo)開(kāi)度18=是否大于喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度丁8乂的步驟322。
[0091]該喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度181可以設(shè)定為減小￡(?氣體流量，增加新的吸入空氣量，優(yōu)選的是，將喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度181設(shè)為接近￡(?閥12的關(guān)閉側(cè)的開(kāi)度。該喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度181例如是將￡(?閥12的全閉的開(kāi)度設(shè)為0%時(shí)的20%左右的開(kāi)度。
[0092]該步驟322是用于將￡(?閥12的開(kāi)度設(shè)定為喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度181以下的判定步驟。例如，在將喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度！'81設(shè)為20%，在步驟321中取得的與第2開(kāi)度映射12相應(yīng)的第2目標(biāo)開(kāi)度1^1為30%的情況下，261？閥12的開(kāi)度被控制為喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度！'81的20%，而在與第2開(kāi)度映射12相應(yīng)的第2目標(biāo)開(kāi)度1^1為10%的情況下，被控制為第2目標(biāo)開(kāi)度1^1的10%。
[0093]在步驟322中，若設(shè)定了開(kāi)度，則如步驟323及步驟324所示，控制￡(?閥12的開(kāi)度。并且與喘振避免計(jì)時(shí)器203的結(jié)束同時(shí)，該控制方法也完成。
[0094]該喘振避免工序320是在喘振避免計(jì)時(shí)器203剛開(kāi)始之后到上述的步驟321?824完成，且喘振避免計(jì)時(shí)器203結(jié)束為止的喘振避免時(shí)間12期間維持在步驟323和步驟824中決定的開(kāi)度的工序。
[0095]接著，說(shuō)明喘振避免工序330。如圖7(6)的流程圖所示，首先，若喘振避免計(jì)時(shí)器203啟動(dòng)，則進(jìn)行參照第3開(kāi)度映射13來(lái)取得基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速他、燃料噴射量如的第3目標(biāo)開(kāi)度I'&1的步驟331。接著，進(jìn)行判定第3目標(biāo)開(kāi)度!'(?是否小于喘振避免用第3目標(biāo)開(kāi)度！'(?的步驟332。
[0096]該喘振避免用第3目標(biāo)開(kāi)度1(?可以設(shè)定為減小￡(?氣體流量，增加新的吸入空氣量，優(yōu)選的是，將喘振避免用第3目標(biāo)開(kāi)度1(?設(shè)為接近1(131。的開(kāi)側(cè)的開(kāi)度且比1(131(3的全開(kāi)的開(kāi)度靠閉側(cè)的開(kāi)度。該喘振避免用第3目標(biāo)開(kāi)度1(?例如是將1(131(3的全開(kāi)的開(kāi)度設(shè)為100%時(shí)的80%左右的開(kāi)度。
[0097]在步驟332中，若設(shè)定了開(kāi)度，則如步驟333及步驟334所示，控制1(731。的開(kāi)度。并且與喘振避免計(jì)時(shí)器203的結(jié)束同時(shí)，該控制方法也完成。
[0098]該喘振避免工序330是在喘振避免計(jì)時(shí)器203剛開(kāi)始之后到上述的步驟331?834完成，且喘振避免計(jì)時(shí)器203結(jié)束為止的喘振避免時(shí)間12期間維持在步驟333和步驟S34中決定的開(kāi)度的工序。
[0099]根據(jù)上述的控制方法，若喘振避免計(jì)時(shí)器20a啟動(dòng)，則喘振避免工序S20和S30并列進(jìn)行，通過(guò)控制EGR閥12的開(kāi)度來(lái)進(jìn)行的EGR氣體流量的減小、以及控制WGV31c的開(kāi)度來(lái)進(jìn)行的新的吸入空氣量的增加，能夠防止壓縮機(jī)31b成為喘振狀態(tài)。由此，能夠減小來(lái)自吸氣管6的返吹聲音，并且能夠防止渦輪增壓機(jī)5破損。
[0100]此外，不需要使用用于變更通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的第2開(kāi)度映射M2及第3開(kāi)度映射M3、或避免喘振狀態(tài)的其他開(kāi)度映射，因此能夠不對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響，能夠通過(guò)削減了工時(shí)的容易的控制，在車(chē)輛減速時(shí)事先避免壓縮機(jī)31b成為喘振狀態(tài)。此外，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne及燃料噴射量Qn大時(shí)，不控制成所需程度以上的開(kāi)度，因此能夠抑制增壓壓力的過(guò)度增加及再加速時(shí)的渦輪增壓機(jī)31的響應(yīng)性的惡化。
[0101]另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置了使EGR氣體從渦輪增壓機(jī)31的廢氣上游向發(fā)動(dòng)機(jī)主體2回流的所謂高壓式的EGR系統(tǒng)10，但本發(fā)明例如還能夠適用于使EGR氣體從渦輪增壓機(jī)31的廢氣下游向發(fā)動(dòng)機(jī)主體2回流的所謂低壓式的EGR系統(tǒng)。
[0102]在此，參照?qǐng)D8說(shuō)明現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)和本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)1或30的車(chē)輛停止時(shí)的狀態(tài)。如圖8(a)所示，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)油門(mén)開(kāi)度成為0%，開(kāi)始減速時(shí)，隨之吸入空氣流量急劇下降。此時(shí)，從吸氣管產(chǎn)生返吹聲音，噪音增加，并且壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)。在吸入空氣流量急劇下降之后，急劇地反復(fù)進(jìn)行上升和下降，成為停止?fàn)顟B(tài)。
[0103]而如圖8 (b)所示，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)1或30即使油門(mén)開(kāi)度成為0 %，開(kāi)始減速，吸入空氣流量也不急劇下降。這是因?yàn)椋谟烷T(mén)開(kāi)度成為0%時(shí)，進(jìn)行喘振避免判定工序S1，進(jìn)行喘振避免工序S10或喘振避免工序S20和S30，降低EGR氣體流量，增加新的吸入空氣流量。
[0104]如圖8所示，本發(fā)明能夠減小壓縮機(jī)5b或31b的前后的壓力比Pin/Pout，以防止渦輪增壓機(jī)5或31的壓縮機(jī)5b或31b的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域。由此，能夠事先避免在壓縮機(jī)5b或31b的喘振區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能夠降低來(lái)自吸氣管6的返吹聲音，并且防止渦輪增壓機(jī)5或31破損。
[0105]另外，作為第2實(shí)施方式，以將喘振避免工序S20和喘振避免工序S30組合起來(lái)的控制方法為例進(jìn)行了說(shuō)明，但例如也可以代替渦輪增壓機(jī)31而使用第1實(shí)施方式的渦輪增壓機(jī)5，代替喘振避免工序S30而采用喘振避免工序S10。
[0106]此外，還能夠僅通過(guò)喘振避免工序S20即控制EGR閥12的開(kāi)度的方法來(lái)避免壓縮機(jī)5b的喘振狀態(tài)。
[0107]工業(yè)上的可利用性
[0108]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)能夠不對(duì)油耗、廢氣等其他性能帶來(lái)影響地防止車(chē)輛減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生喘振、及返吹聲音的產(chǎn)生，因此尤其能夠用于搭載了在排氣通路上設(shè)置有渦輪增壓機(jī)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的卡車(chē)等車(chē)輛上。
[0109]符號(hào)說(shuō)明
[0110]1發(fā)動(dòng)機(jī)
[0111]2發(fā)動(dòng)機(jī)主體
[0112]3排氣歧管
[0113]4進(jìn)氣歧管
[0114]5渦輪增壓機(jī)
[0115]58 渦輪
[0116]5?壓縮機(jī)
[0117]50噴嘴葉片(渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置)
[0118]6空氣凈化器
[0119]7中冷器
[0120]8進(jìn)氣節(jié)流門(mén)(爪/報(bào))
[0121]9后處理裝置
[0122]10 ￡(? 系統(tǒng)
[0123]11 ￡(? 冷卻器
[0124]12 2⑶閥(￡(? 乂&?一)
[0125]20 2⑶(控制裝置)
[0126]203喘振避免計(jì)時(shí)器
[0127]30發(fā)動(dòng)機(jī)
[0128]31渦輪增壓機(jī)
[0129]31& 渦輪
[0130]3113 壓縮機(jī)
[0131]310 1(1 (廢氣旁通閥:渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置)
[0132]31(1 分流路
[0133]32 2⑶(控制裝置)
[0134]II第1開(kāi)度映射
[0135]12第2開(kāi)度映射
[0136]13第3開(kāi)度映射
[0137]31喘振避免判定機(jī)構(gòu)(工序)
[0138]810, 820, 830喘振避免機(jī)構(gòu)(工序)
[0139]“排氣通路
[0140]II！吸氣通路
[0141]恥261？通路
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)，具備: 渦輪增壓機(jī)，具有配置在排氣通路上的渦輪、以及配置在吸氣通路上且通過(guò)上述渦輪來(lái)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)；和 渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置，調(diào)節(jié)向上述渦輪供給的廢氣流量， 并且上述內(nèi)燃機(jī)還具備控制裝置，該控制裝置根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第1開(kāi)度映射，控制上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度， 上述內(nèi)燃機(jī)的特征在于， 上述控制裝置具備喘振避免機(jī)構(gòu)， 上述控制裝置在車(chē)輛減速時(shí)，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)，在判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)， 作為避免上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的喘振避免控制， 上述喘振避免機(jī)構(gòu)取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第1開(kāi)度映射的第1目標(biāo)開(kāi)度，在上述第1目標(biāo)開(kāi)度小于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度， 在上述第1目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度以上的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述第1目標(biāo)開(kāi)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于， 將上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度設(shè)定為比上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度全開(kāi)的開(kāi)度靠關(guān)閉一側(cè)的開(kāi)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于， 上述控制裝置具備根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第2開(kāi)度映射來(lái)對(duì)￡(?閥的開(kāi)度進(jìn)行控制的機(jī)構(gòu)，該閥調(diào)節(jié)從比上述渦輪靠廢氣上游的一側(cè)回流的廢氣流量， 并且，上述喘振避免機(jī)構(gòu)具備控制￡(?閥的機(jī)構(gòu)， 在判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，作為避免上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的喘振避免控制，上述控制￡(?閥的機(jī)構(gòu)取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第2開(kāi)度映射的第2目標(biāo)開(kāi)度，在上述第2目標(biāo)開(kāi)度大于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述￡(?閥控制為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度， 在上述第2目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度以下的情況下，將上述￡(?閥控制為上述第2目標(biāo)開(kāi)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于， 上述控制裝置具備: 喘振避免判定機(jī)構(gòu)，每隔預(yù)先設(shè)定的判定時(shí)間，判定車(chē)輛的減速，根據(jù)上述渦輪增壓機(jī)的增壓壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)；和 喘振避免計(jì)時(shí)器，從通過(guò)上述喘振避免判定機(jī)構(gòu)判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的喘振避免時(shí)間為止，維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)的喘振避免控制， 并且，上述喘振避免計(jì)時(shí)器具備維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)，在經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間的過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)上述喘振避免判定機(jī)構(gòu)判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，從通過(guò)上述喘振避免判定機(jī)構(gòu)最后判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間為止，上述維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)維持上述喘振避免機(jī)構(gòu)。
5.一種內(nèi)燃機(jī)的控制方法，該內(nèi)燃機(jī)具備:渦輪增壓機(jī)，具有配置在排氣通路上的渦輪、以及配置在吸氣通路上且通過(guò)上述渦輪驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)；和渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置，調(diào)節(jié)向上述渦輪供給的廢氣流量， 上述內(nèi)燃機(jī)的控制方法根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第1開(kāi)度映射，控制上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置的開(kāi)度，其特征在于， 包括喘振避免工序， 在車(chē)輛減速時(shí)，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)，在判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)， 在上述喘振避免工序中，取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第1開(kāi)度映射的第1目標(biāo)開(kāi)度，在上述第1目標(biāo)開(kāi)度小于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度， 在上述第1目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第1目標(biāo)開(kāi)度以上的情況下，將上述渦輪調(diào)節(jié)開(kāi)閉裝置控制為上述第1目標(biāo)開(kāi)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制方法，其特征在于， 上述內(nèi)燃機(jī)具備￡(?閥，該￡(?閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和第2開(kāi)度映射來(lái)控制開(kāi)度，以調(diào)節(jié)從比上述渦輪靠廢氣上游的一側(cè)回流的廢氣流量， 上述喘振避免工序中包括控制￡(?閥的工序， 在判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，在上述控制2現(xiàn)閥的工序中，取得基于上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和上述第2開(kāi)度映射的第2目標(biāo)開(kāi)度，在上述第2目標(biāo)開(kāi)度大于預(yù)先設(shè)定的喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度的情況下，將上述￡(?閥控制為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度， 在上述第2目標(biāo)開(kāi)度為上述喘振避免用第2目標(biāo)開(kāi)度以下的情況下，將上述￡(?閥控制為上述第2目標(biāo)開(kāi)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的內(nèi)燃機(jī)的控制方法，其特征在于， 包括喘振避免判定工序，每隔預(yù)先設(shè)定的判定時(shí)間，判定車(chē)輛的減速，根據(jù)上述渦輪增壓機(jī)的增壓壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，判定上述壓縮機(jī)是否成為喘振狀態(tài)， 從通過(guò)上述喘振避免判定工序判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的喘振避免時(shí)間為止，喘振避免計(jì)時(shí)器維持上述喘振避免工序， 并且，在經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間的過(guò)程中，在上述喘振避免判定工序中判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)時(shí)，從上述喘振避免判定工序中最后判定為上述壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)的時(shí)刻起經(jīng)過(guò)上述喘振避免時(shí)間為止，上述喘振避免計(jì)時(shí)器維持上述喘振避免工序。
【文檔編號(hào)】F02D23/00GK104364500SQ201380026838
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】高尾崇史, 橋本博文, 飯村崇介, 平野秀一 申請(qǐng)人:五十鈴自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社