帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，尤其涉及例如搭載于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的內(nèi)燃機(jī) 的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，為了增大內(nèi)燃機(jī)（以下稱為發(fā)動(dòng)機(jī)）的輸出，使用渦輪增壓器。渦輪增壓器 是在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通路上搭載增壓器并使用廢氣來使增壓器的渦輪旋轉(zhuǎn)、從而強(qiáng)制地向發(fā) 動(dòng)機(jī)送入空氣的裝置。在渦輪增壓器中，在高旋轉(zhuǎn)高負(fù)載下增壓壓力增加到所需壓力以上， 有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞，因此，通常在渦輪的上游設(shè)置排氣旁通通路。在排氣旁通通路上設(shè) 有廢氣閥（以下稱為WGV)。WGV使排氣通路內(nèi)流過的一部分廢氣流至旁通通路，從而調(diào)節(jié) 廢氣流入渦輪的流入量。由此，將發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣通路的壓力控制至恰當(dāng)水平。
[0003] 通常使用正壓型致動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)WGV。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通路（尤其是壓力會(huì)上升的節(jié) 流閥上游部的進(jìn)氣通路）與廢氣門致動(dòng)器（以下稱為WGA)相連接。因此，當(dāng)在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)過 程中等發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通路的壓力大于大氣壓時(shí)，WGA可以進(jìn)行工作。通過調(diào)節(jié)與WGA連接 的減壓閥的減壓量，從而調(diào)節(jié)提供給WGA的壓力，并調(diào)節(jié)與WGA連動(dòng)的WGV的開度。一般在 WGA、WGV上未安裝有用于檢測其動(dòng)作量的檢測器。因此，利用進(jìn)氣歧管壓力（以下稱為Pb) 等的壓縮機(jī)下游側(cè)的壓力檢測值，來調(diào)節(jié)減壓閥的減壓量。在WGA能夠進(jìn)行工作之前的壓 力狀態(tài)下，利用內(nèi)置于WGA的彈簧等機(jī)械元件來使作為旁路閥的WGV保持在全閉的位置上。
[0004] 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的調(diào)節(jié)一般通過對設(shè)置在空氣進(jìn)氣通路上的節(jié)流閥（以下稱為THV) 進(jìn)行操作，調(diào)節(jié)空氣進(jìn)氣通路的開口面積來進(jìn)行。通過使用THV的開口面積、對于空氣流動(dòng) 的THV上游壓力和下游壓力、以及THV上游和下游的溫度等檢測值，能夠基于物理計(jì)算公式 來控制通過THV的空氣的流量。這是常用的技術(shù)（例如參照專利文獻(xiàn)1)。然而，在該技術(shù) 中，需要設(shè)置對THV的上游壓力進(jìn)行測量的傳感器，元器件數(shù)量增加，還存在成本提高的缺 點(diǎn)。
[0005] 用于抑制成本的技術(shù)例如記載在本申請的申請人之前申請的專利文獻(xiàn)2中。專利 文獻(xiàn)2中，未使用用于檢測節(jié)流閥上游的壓力即增壓壓力（以下稱為P2)的P2傳感器。專 利文獻(xiàn)2中，根據(jù)進(jìn)氣流路的檢測值和空燃比的檢測值，計(jì)算出廢氣量，將利用預(yù)先設(shè)定的 表格根據(jù)該廢氣量計(jì)算出的值、與對Pb加上預(yù)先設(shè)定的值后得到的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較 結(jié)果，推定P2。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第4237214號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本專利申請2013-221903號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007] 如上所述，專利文獻(xiàn)1的技術(shù)由于使用了 P2傳感器，因此存在成本增加的問題。
[0008] 專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，在高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，將對Pb加上預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值后得 到的值作為P2推算值。該規(guī)定值是假定因空氣通過THV而產(chǎn)生的壓力變化來設(shè)定的，但根 據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件、運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境、THV的設(shè)備差異所引起的特性偏差，該規(guī)定值和因空氣通過THV而 產(chǎn)生的壓力變化的誤差變大，存在對P2的推算值產(chǎn)生影響的問題。
[0009] 本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種不受運(yùn)轉(zhuǎn)條件、運(yùn)轉(zhuǎn) 環(huán)境、THV的設(shè)備差異所引起的特性偏差的影響而能推算P2的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。 解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明所涉及的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，包括： 節(jié)流閥，該節(jié)流閥設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路中； 節(jié)流開度檢測部，該節(jié)流開度檢測部檢測所述節(jié)流閥的開度； 渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中的渦輪、以及設(shè)置在 所述進(jìn)氣通路的所述節(jié)流閥的上游側(cè)并與所述渦輪進(jìn)行一體旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)； 廢氣閥，該廢氣閥設(shè)置在繞過所述渦輪的旁通通路中； 廢氣閥控制部，該廢氣閥控制部通過控制所述廢氣閥來改變所述旁通通路的流路截面 積； 吸入空氣量檢測部，該吸入空氣量檢測部檢測所述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量； 進(jìn)氣歧管壓力檢測部，該進(jìn)氣歧管壓力檢測部檢測設(shè)置在所述節(jié)流閥下游側(cè)的進(jìn)氣歧 管部的壓力； 要求輸出計(jì)算部，該要求輸出計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和駕駛員的加速操作，計(jì) 算對所述內(nèi)燃機(jī)要求的要求輸出； 節(jié)流閥控制部，該節(jié)流閥控制部基于計(jì)算出的所述要求輸出，計(jì)算通過所述節(jié)流閥的 目標(biāo)吸入空氣量，并控制所述節(jié)流閥的有效開口面積以達(dá)到所述目標(biāo)吸入空氣量；及 增壓壓力推算部，該增壓壓力推算部推算位于所述壓縮機(jī)的下游側(cè)且位于所述節(jié)流閥 的上游側(cè)的壓力即增壓壓力， 所述增壓壓力推算部包含： 廢氣量計(jì)算部，該廢氣量計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的空燃比和吸入空氣量，計(jì)算廢氣 量； WG0P2計(jì)算部，該WG0P2計(jì)算部基于所述廢氣量，計(jì)算處于使所述壓縮機(jī)的增壓壓力最 弱的廢氣閥驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的情況下的增壓壓力即WG0P2推算值；以及 CALP2計(jì)算部，該CALP2計(jì)算部與所述廢氣閥的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)地來基于所述有效開口 面積、所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、及所述進(jìn)氣歧管壓力，計(jì)算將比所述WG0P2計(jì)算部能推算的區(qū)域 要進(jìn)一步增壓后的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域包含在內(nèi)的增壓壓力即CALP2推算值， 將所述WG0P2推算值和所述CALP2推算值中較大一方的值作為最終推算增壓壓力值。 發(fā)明效果
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，在廢氣門控制（以下稱為WG控制） 指示狀態(tài)為使增壓最弱的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)Qex推算P2,在利用WG控制達(dá)到進(jìn)一步增壓后的狀 態(tài)時(shí)，基于STH、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、及Pb，推算P2,將上述P2推算值的較大一方作為最終P2推 算值，因此，可以不受運(yùn)轉(zhuǎn)條件、運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境、及WGV的開度狀態(tài)的影響而利用簡單的計(jì)算處 理來推算P2。
【附圖說明】
[0012] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及其周邊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中所設(shè)置的ECU的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中對應(yīng)于廢氣量（Qex)的、節(jié)流閥上游壓力（P2)與大 氣壓（P1)的壓力比的特性的圖。 圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中對應(yīng)于節(jié)流閥的有效開口面積（STH)與發(fā)動(dòng)機(jī)10的 曲柄周期（T1)之積的、節(jié)流閥上游壓力（P2)與進(jìn)氣歧管壓力（Pb)的壓力比的特性的圖。 圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的圖4的特性與圖3的特性的關(guān)聯(lián)性的圖。 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中所設(shè)置的ECU的動(dòng)作的流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)施方式1 以下，參照附圖對本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃 機(jī)的控制裝置及其周邊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖1中，表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制 裝置及其周邊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10具有燃燒室11。發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)由進(jìn)氣歧管部22與 進(jìn)氣通路20相連。發(fā)動(dòng)機(jī)10還與排氣通路30相連。排氣通路30中設(shè)有渦輪增壓器32 的渦輪外殼32c。排氣通路30中渦輪外殼32c的上游部位與渦輪外殼32c的下游部位之間 設(shè)有芳通通路33。芳通通路33內(nèi)設(shè)有用于在WGA33b的控制下調(diào)節(jié)芳通通路33的流路面 積的WGV33a。排氣通路30中還在與旁通通路33相連接的位置的下游側(cè)設(shè)有催化劑31。
[0014] WGA33b是正壓型致動(dòng)器，使用的是膜片。因此，當(dāng)在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)過程中等的進(jìn)氣通 路20的壓力大于大氣壓時(shí)，WGA33b使WGV33a能夠進(jìn)行工作。在WGA33b中設(shè)有減壓閥。 通過調(diào)節(jié)減壓閥的減壓量，可以調(diào)節(jié)構(gòu)成WGA33b的膜片內(nèi)的壓力，并調(diào)節(jié)與WGA33b連動(dòng)的 WGV33a的開度。一般在WGA33b及WGV33a上未安裝有用于檢測其動(dòng)作量的檢測器。因此， 使用進(jìn)氣歧管22的壓力等渦輪增壓器32下游側(cè)的壓力檢測值來調(diào)節(jié)WGA33b的控制量。 在WGA33b能夠進(jìn)行工作之前的壓力狀態(tài)下，即，在進(jìn)氣通路20的壓力不超過大氣壓的狀態(tài) 下，內(nèi)置于WGA33b的彈簧等機(jī)械元件使作為旁路閥的WGV33a保持在全閉的位置上。
[0015] 進(jìn)氣通路20中設(shè)有渦輪增壓器32的壓縮機(jī)外殼32a。進(jìn)氣通路20中壓縮機(jī)外殼 32a的上游部位與壓縮機(jī)外殼32a的下游部位之間設(shè)有旁通通路34。旁通通路34內(nèi)設(shè)有對 旁通通路34的流路進(jìn)行開閉的空氣旁通閥（以下記為ABV) 34a。進(jìn)氣通路20中在壓縮機(jī) 外殼32a的下游設(shè)有中間冷卻器21。進(jìn)氣通路20中在中間冷卻器21的下游設(shè)有THV23。
[0016] THV23由節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)23a進(jìn)行開閉。THV23的開度由節(jié)流位置傳感器（以 下稱為TPS) 23b檢測出。
[0017] 進(jìn)氣歧管22中安裝有用于檢測進(jìn)氣歧管壓力（以下稱為Pb)的Pb傳感器42。
[0018] 排氣通路30中設(shè)有用于檢測構(gòu)成廢氣的空氣與氣體之比即空燃比（air/fuel)的 A/F傳感器45。發(fā)動(dòng)機(jī)10的外部設(shè)有用于檢測大氣壓力（以下記為P1)的P1傳感器43。 然而，如果可以根據(jù)與運(yùn)行條件相對應(yīng)的Pb的值來推算P1，則也可以不設(shè)置P1傳感器43， 而將P1的推算值作為P1來用于控制。
[0019] 對構(gòu)成增壓器的渦輪增壓器32的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。渦輪外殼32c和設(shè)于其內(nèi)部的渦 輪機(jī)葉輪32d構(gòu)成離心式渦輪。另外，壓縮機(jī)外殼32a及設(shè)于其內(nèi)部的壓縮機(jī)葉輪32b構(gòu) 成離心式壓縮機(jī)。渦輪機(jī)葉輪32d和壓縮機(jī)葉輪32b通過渦輪軸32e以同軸方式相連結(jié)。 因此，當(dāng)利用廢氣使渦輪機(jī)葉輪32d旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)葉輪32b也同時(shí)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而 利用進(jìn)氣通路20內(nèi)的進(jìn)氣對發(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)行增壓。由此，渦輪增壓器32由離心式渦輪32c、 32d和離心式壓縮機(jī)32a、32b構(gòu)成。
[0020] ABV34a使用的是膜片。膜片因P2和Pb的壓力差而進(jìn)行工作，使壓縮機(jī)外殼32a的 上游和下游之間旁通。從而，能夠防止增壓壓力異常上升時(shí)造成機(jī)械損壞。另外，在ABV34a 上設(shè)有切換閥。切換閥能將提供給ABV34a的Pb切換為P2。通過控制切換閥，可以控制 ABV34a的工作時(shí)序。在ABV34a能夠進(jìn)行工作之前的壓力狀態(tài)下，即，在提供給膜片的壓力 差較小的狀態(tài)下，內(nèi)置于ABV34a的彈簧等機(jī)械元件使旁路閥保持在全閉的位置上。
[0021] 另外，發(fā)動(dòng)機(jī)10中設(shè)有電子控