內(nèi)燃機的排氣回流控制裝置及排氣回流控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使排氣的一部分向增壓器的上游側(cè)回流的內(nèi)燃機的排氣回流控制裝置以及排氣回流控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當前已知如下結(jié)構(gòu)，S卩，在使與運轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應的量的廢氣向進氣系統(tǒng)回流這樣的內(nèi)燃機中，針對在用于使排氣從排氣系統(tǒng)向進氣系統(tǒng)回流的EGR通路中設置的EGR控制閥實施故障診斷。
[0003]例如，專利文獻I中公開有如下技術(shù)，即，針對在將排氣通路和進氣通路連接的EGR通路中設置的EGR控制閥實施故障診斷，其結(jié)果，如果判定為產(chǎn)生了 EGR控制閥以打開的狀態(tài)固著的打開故障，則進行限制內(nèi)燃機的輸出的失效保護控制。
[0004]在該專利文獻I中，通過進行上述失效保護控制，在EGR控制閥以打開的狀態(tài)發(fā)生固著時避免內(nèi)燃機的高輸出運轉(zhuǎn)，因此，EGR控制閥、進氣系統(tǒng)不會被高溫的EGR氣體過度地加熱，能夠防止EGR控制閥的二次故障、內(nèi)燃機的性能惡化。
[0005]但是，在該專利文獻I中，存在如下問題，S卩，在EGR控制閥以打開的狀態(tài)發(fā)生固著時，無法防止因EGR率變得過大而產(chǎn)生的燃燒惡化、由失火導致的發(fā)動機熄火。
[0006]專利文獻1:日本特開平9-25852號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的特征在于，在如下內(nèi)燃機的排氣回流裝置中，S卩，如果吸入空氣量比規(guī)定量大，則與EGR控制閥的閥開度相對應的量的排氣回流，如果吸入空氣量小于或等于上述規(guī)定量，則無論上述EGR控制閥的閥開度如何排氣都幾乎不回流，在上述EGR控制閥發(fā)生固著時，對吸入空氣量施加限制，以使得內(nèi)燃機不失火。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，在判定為EGR控制閥發(fā)生固著時，對吸入空氣量施加限制，向進氣系統(tǒng)回流的排氣的量(EGR量)減少，從而能夠防止內(nèi)燃機的失火，并能夠避免發(fā)動機熄火、內(nèi)燃機陷入無法起動的狀態(tài)。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示應用了本發(fā)明的內(nèi)燃機的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0010]圖2是不意性地不出吸入空氣量和EGR率的關(guān)聯(lián)的說明圖。
[0011]圖3是規(guī)定量Qlim2的計算表。
[0012]圖4是示意性地示出吸入空氣量的限制值Qlim設定為規(guī)定量Qlim2的情況下的EGR率的減速時的變化的特性圖。
[0013]圖5是示意性地示出吸入空氣量的限制值Qlim設為規(guī)定量Qlim2的情況下的EGR率的減速時的變化的特性圖。
[0014]圖6是表示用于使EGR率不超過失火臨界EGR率的控制的流程的一個例子的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面，基于附圖對本發(fā)明的一個實施例進行詳細說明。圖1是表示應用了本發(fā)明的內(nèi)燃機I的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0016]內(nèi)燃機I作為驅(qū)動源而搭載于汽車等車輛上，其與進氣通路2以及排氣通路3連接。在經(jīng)由進氣歧管4而與內(nèi)燃機I連接的進氣通路2中設置有節(jié)流閥5，并且在該進氣通路2的上游側(cè)設置有對吸入空氣量進行檢測的空氣流量計7。在經(jīng)由排氣歧管8而與內(nèi)燃機I連接的排氣通路3中設置有用于凈化排氣的三元催化劑等的排氣催化劑9。
[0017]另外，該內(nèi)燃機I具有渦輪增壓器10，該渦輪增壓器10同軸地具備壓縮機11和渦輪機12，其中，壓縮機11配置于進氣通路2中，渦輪機12配置于排氣通路3中。壓縮機11與節(jié)流閥5相比位于上游側(cè)，并且與空氣流量計7相比位于下流側(cè)。渦輪機12與排氣催化劑9相比位于上游側(cè)。此外，圖1中的13是在節(jié)流閥5的下流側(cè)設置的中間冷卻器。
[0018]在進氣通路2上連接有再循環(huán)通路14，該再循環(huán)通路14繞過壓縮機11而將壓縮機的上游側(cè)和下流側(cè)連接。在再循環(huán)通路14中設置有再循環(huán)閥15，該再循環(huán)閥15對再循環(huán)通路14內(nèi)的進氣流量進行控制。
[0019]在排氣通路3上連接有排氣旁通通路16，該排氣旁通通路16繞過渦輪機12而將渦輪機12的上游側(cè)和下流側(cè)連接。在排氣旁通通路16中設置有廢氣旁通閥17，該廢氣旁通閥17對排氣旁通通路16內(nèi)的排氣流量進行控制。
[0020]另外，內(nèi)燃機I能夠?qū)嵤┡艢饣亓?EGR)，在排氣通路3和進氣通路2之間設置有EGR通路20。EGR通路20的一端在排氣催化劑9的下流側(cè)的位置與排氣通路3連接，其另一端在空氣流量計7的下流側(cè)且壓縮機11的上游側(cè)的位置與進氣通路2連接。在該EGR通路20中設置有EGR控制閥21和EGR冷卻器22。為了獲得與運轉(zhuǎn)條件相對應的規(guī)定的EGR率，利用控制單元25對EGR控制閥21的閥開度進行控制。
[0021]除了上述的空氣流量計7的檢測信號以外，控制單元25還輸入有對曲軸(未圖示)的曲軸轉(zhuǎn)角進行檢測的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器26、對加速器踏板(未圖示)的踩踏量進行檢測的加速器開度傳感器27、對EGR控制閥21的閥開度進行檢測的EGR控制閥開度傳感器28等的傳感器類的檢測信號。
[0022]并且，控制單元25基于這些檢測信號，對內(nèi)燃機I的吸入進氣量、點火時期、空燃比等實施控制，并且實施如下排氣回流控制(EGR控制)，S卩，以上述方式對EGR控制閥21的閥開度進行控制而使排氣的一部分從排氣通路3向進氣通路2回流。此外，節(jié)流閥5、再循環(huán)閥15、廢氣旁通閥17的閥開度也由控制單元25控制。作為再循環(huán)閥15，也可以并不是利用控制單元25對其進行開閉控制，而是使用僅在壓縮機11下流側(cè)的壓力大于或等于規(guī)定壓力時開閥這樣的所謂的止回閥。
[0023]在上述的內(nèi)燃機I中，形成為將排氣的一部分作為EGR氣體并使其從渦輪機12的下流側(cè)向壓縮機11的上游側(cè)回流的結(jié)構(gòu)，只要處于穩(wěn)定狀態(tài)，則基本上由EGR控制閥21的閥開度(開口率)決定EGR率。
[0024]詳細而言，在上述的內(nèi)燃機I中，如圖2所示，如果吸入空氣量比規(guī)定量Qliml大，則無論吸入空氣量的多少，均僅由EGR控制閥21的閥開度決定EGR率，如果吸入空氣量變?yōu)樾∮诨虻扔谏鲜鲆?guī)定量Qliml的極小量，則無論EGR控制閥21的閥開度如何均使得排氣(EGR氣體)幾乎不回流，EGR率大致變?yōu)榱恪?br>[0025]圖2示意性地示出了使EGR控制閥21的閥開度不同的3種閥開度(大、中、小)的情況下的吸入空氣量和EGR率的關(guān)聯(lián)。其中，如果吸入空氣量比上述規(guī)定量Qliml大，則該圖2中的3種閥開度中的、相對最大的閥開度時的EGR率超過導致內(nèi)燃機I失火的規(guī)定的失火臨界EGR率。另外，即使吸入空氣量比上述規(guī)定量Qliml大，在穩(wěn)定狀態(tài)下，該圖2中的3種閥開度中的、處于中間的閥開度時的EGR率和相對最小的閥開度時的EGR率也比上述失火臨界EGR率小。
[0026]這里，在EGR控制閥21發(fā)生固著的情況下，在發(fā)生固著的閥開度下，如果吸入空氣量比上述規(guī)定量Qliml大時的EGR率小于上述失火臨界EGR率，則在穩(wěn)定狀態(tài)下內(nèi)燃機不會失火。
[0027]但是，在減速時，節(jié)流閥5的閥開度減小，吸入空氣量減少，盡管如此，在排氣系統(tǒng)中，即將減速之前的排氣壓力因排氣的響應滯后而暫時被維持，因此在該期間內(nèi)，即使EGR控制閥21的閥開度恒定，EGR量也會相對地增加，從而EGR率暫時增大。
[0028]S卩，在穩(wěn)定狀態(tài)下，在EGR控制閥21以閥開度為使得EGR率低于上述失火臨界EGR率這樣的閥開度發(fā)生固著的情況下，在這種減速過渡時，EGR率有可能會暫時比上述失火臨界EGR率大，從而內(nèi)燃機I有可能會失火。
[0029]另外，在EGR控制閥21中，在發(fā)生固著的閥開度下，只要吸入空氣量比上述規(guī)定量Qliml大時的EGR率大于或等于上述失火臨界EGR率，則即使在穩(wěn)定狀態(tài)下，如果吸入空氣量比上述規(guī)定量Qliml大，則內(nèi)燃機I也會失火。
[0030]因此，在本實施例中，進行如下控制，即，在EGR控制閥21發(fā)生固著的情況下，通過對吸入空氣量施加限制，使得向進氣通路2回流的排氣的量(EGR量)減少，即使在減速時，內(nèi)燃機I的EGR率也不會超過上述失火臨界EGR率。
[0031]S卩，在EGR控制閥21以比預先設定的規(guī)定的閥開度閾值EGRVOth(詳情在后文中敘述)大的閥開度發(fā)生固著的情況下，將吸入空氣量的限制值Qlim設為上述規(guī)定量Qliml，以使得吸入空氣量的上限變?yōu)樯鲜鲆?guī)定量Qliml。另外，在EGR控制閥21以小于或等于上述閥開度閾值EGRVOth的閥開度發(fā)生固著的情況下，將吸入空氣量的限制值Qlim設為上述規(guī)定量Qlim2，以使得吸入空氣量的上限變?yōu)樽鳛榈?規(guī)定量的規(guī)定量Qlim2 (詳情在后文中敘述)。
[0032]這里，在吸入空氣量比上述規(guī)定量Qliml大的情況下，上述閥開度閾值EGRVOth相當于使得EGR率在穩(wěn)定狀態(tài)下成為上述失火臨界EGR率的閥開度。
[0033]此外，在圖2中，上述規(guī)定量Qliml設定為比使得EGR率開始急劇上升的吸入空氣量略小的值，其理由在于，即使在穩(wěn)定狀態(tài)下，實際的吸入空氣量也有可能在嚴格意義上產(chǎn)生微小的變動，即便吸入空氣量因穩(wěn)定狀態(tài)下的微小變動而超過上述規(guī)定量Qliml，EGR率也不會變?yōu)榇笥诨虻扔谏鲜鍪Щ鹋R界EGR率。
[0034]另外，上述規(guī)定量Qlim2是比上述規(guī)定量Qliml大的值，EGR控制閥21發(fā)生固著時的閥開度越大，則上述規(guī)定量Qlim2設定為越小的值。利用EGR控制閥21發(fā)生固著時的閥開度，并且，例如根據(jù)如圖3所示的規(guī)定量Qlim2計算表而對該規(guī)定量Qlim2進行計算。
[0035]如上所述，即使是使穩(wěn)定狀態(tài)下的EGR率低于上述失火臨界EGR率的閥開度，在減速時，EGR率也會暫時增大，因此，有時減速時的EGR率也會比上述失火臨界EGR率大