内燃机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及内燃机的控制装置，在从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换时，使向缸内填充的空气量迅速接近理想燃烧运转下的要求空气量。在从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换、且需要减少空气量Gair时，打开WGV48。在与此相伴的应答延迟期间τD'，控制排气可变气门机构30，以设定以排气上止点为结束点的开阀期间EX1和开阀期间EX2，且使开阀期间EX2与在排气上止点打开的进气门26的开阀期间IN重叠。在应答延迟期间τD'，控制燃料喷射阀20以喷射在理想要求空气量Gair_req下实现理论空燃比所需的燃料量。在应答延迟期间τD'，控制排气门28的作用角EX2以使空气量Gair接近要求空气量Gair_req。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机的控制装置，尤其涉及适合作为对在使用理论空燃比的理想燃烧运转与使用比理论空燃比大的稀空燃比的稀燃烧运转之间进行运转模式的切换的内燃机进行控制的装置的内燃机的控制装置。
技术介绍
专利文献1公开了一种在理想燃烧运转与稀燃烧运转之间进行运转模式的切换的内燃机的控制装置。在该控制装置中，在从稀燃烧运转向理想燃烧运转切换的情况下在实际进气量与理想燃烧运转下的要求进气量的偏差为预定的阈值以上的期间中，喷射与实际进气量相应的量的燃料以获得理论空燃比，并且为了抑制与运转模式的切换相伴的转矩阶差的产生而进行点火正时正时的延迟。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-209903号公报专利文献2：日本特开2009-174432号公报专利文献3：日本特开2005-351145号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题已知有通过调整废气旁通阀的开度能够调整增压压的内燃机，该内燃机具备涡轮增压器和开闭排气旁通通路的废气旁通阀，所述排气旁通通路绕过涡轮增压器的涡轮。根据具有这样的结构的内燃机，可以通过关闭废气旁通阀来提高增压压。以下是在由涡轮增压器进行增压的增压区域实施稀燃烧运转的状况下从稀燃烧运转向理想燃烧运转切换运转模式的情况下所设想的问题。在此，将在增压区域所进行的稀燃烧运转称为“增压稀燃烧运转”。为了在理论空燃比下产生与比理论空燃比大的稀空燃比下所产生的转矩相同的转矩所必需的空气量，比在使用该稀空燃比的情况下所必需的量少。因此，在从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换运转模式的情况下，为了抑制转矩阶差，除了一部分的情况以外，需要伴随运转模式的切换减少空气量。并且，在该技术方案下的切换中，为了减少空气量，需要打开废气旁通阀。这是因为在打开废气旁通阀时，增压压(压缩机的出口压)下降，作为其结果，因进气口压下降而缸内的空气量减少。然而，即使打开废气旁通阀，直至进气口压下降至为了使缸内的空气量变成切换后的理想燃烧运转下的要求空气量所需的值(要求进气口压)也需要时间。因此，在上述技术方案下的切换时，在伴随打开废气旁通阀而进气口压下降的进气口压下降期间中，缸内的空气量相对于要求空气量过剩。在对上述这样的从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转的运转模式的切换应用了上述的专利文献1所记载的技术手段的情况下，在上述进气口压下降期间中，喷射与实际空气量相应的量的燃料以获得切换后的要求空燃比即理论空燃比。其结果，导致燃料经济性恶化。另外，专利文献1所记载的技术手段为了抑制转矩阶差，需要很大程度地依赖于点火正时的延迟。因此，在这一点上也会产生燃料经济性恶化，并且也会产生燃烧的恶化以及与此相伴的转矩变动。另一方面，为了避免执行上述的点火正时的延迟，也可考虑：使进气口压下降期间中的燃料喷射量为能够在实际空气量下实现目标转矩的量。然而，若使用该技术手段，则进气口压下降期间中的空燃比会伴随着空气量的减少而向理论空燃比逐渐变化。从缸内排出的NOx排出量在比理论空燃比稍稀的空燃比域变多。因此，若使用该技术手段，则存在如下问题：因在空燃比的变化的过程中进行使用上述空燃比域的燃烧，NOx排出量增加。根据以上所述，关于从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转的切换，在满足转矩阶差的抑制、点火正时的延迟的避免(或至少抑制)以及NOx排出量的抑制这三个要求上的本质的问题是，由于与废气旁通阀的开放相伴的进气口压的应答延迟缸内的空气量未能迅速地接近要求空气量。本专利技术是为解决上述那样的问题而做出的，其目的在于，提供一种内燃机的控制装置，以在从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转的运转模式的切换时，使向缸内填充的空气的量迅速接近理想燃烧运转下的要求空气量。用于解决问题的技术方案本专利技术的内燃机的控制装置控制如下内燃机，所述内燃机具备：燃料喷射阀，其向内燃机供给燃料；涡轮增压器，其具备配置于进气通路的压缩机和配置于排气通路的涡轮；废气旁通阀，其对绕过所述涡轮的排气旁通通路进行开闭；进气口，其构成所述进气通路的一部分；排气口，其构成所述排气通路的一部分；以及气门装置，其对开闭所述进气口的进气门和开闭所述排气口的排气门进行驱动。其中，相对于一个汽缸具备一个或多个所述排气门。所述气门装置包括排气可变气门机构。所述排气可变气门机构能够设定第一开阀期间和第二开阀期间作为所述一个或多个排气门的开阀期间，且，能够变更所述第二开阀期间中的所述一个或全部的排气门的开阀特性，所述第一开阀期间是包括排气行程且以排气上止点为结束点的开阀期间，所述第二开阀期间是在接着该排气行程的进气行程中所述一个或多个排气门中的一个或全部开闭的开阀期间。所述控制装置具备废气旁通阀控制单元、排气门控制单元以及燃料喷射控制单元。废气旁通阀控制单元，在从增压稀燃烧运转向以理论空燃比进行燃烧的理想燃烧运转切换运转模式的情况下，且在切换后的所述理想燃烧运转下的要求空气量比切换前的所述增压稀燃烧运转下的要求空气量少的情况下，打开所述废气旁通阀，所述增压稀燃烧运转，是伴随由所述涡轮增压器实现的进气的增压而以比理论空燃比大的稀空燃比进行燃烧的运转。排气门控制单元，在伴随由所述废气旁通阀控制单元打开所述废气旁通阀而进气口压下降的进气口压下降期间中，控制所述排气可变气门机构，以设定所述第一开阀期间和所述第二开阀期间，且使所述第二开阀期间的至少一部分与在排气上止点以后的进气行程中打开的所述进气门的开阀期间重叠。燃料喷射控制单元，在所述进气口压下降期间中，控制所述燃料喷射阀，以喷射在所述运转模式的切换后的所述理想燃烧运转所要求的要求空气量下为实现理论空燃比所需的量的燃料。所述排气门控制单元，在所述进气口压下降期间中，控制在所述第二开阀期间中开闭的所述一个或全部的排气门的开阀特性，以使向缸内填充的空气的量接近所述要求空气量。专利技术的效果根据本专利技术，在需要减少缸内的空气量时进行从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转的切换的情况下，在进气口压下降期间中，控制排气可变气门机构，以设定以排气上止点为结束点的第一开阀期间和排气门在进气行程中开闭的第二开阀期间，且使第二开阀期间的至少一部分与在排气上止点以后的进气行程中打开的进气门的开阀期间重叠。而且，在该进气口压下降期间中，控制在第二开阀期间开闭的排气门的开阀特性以使向缸内填充的空气的量接近在切换后的理想燃烧运转中所要求的要求空气量。由此，能够抑制在排气上止点附近的从进气口经由燃烧室的向排气口的气体(新气或混合气)的通气，并能够通过利用进气行程中的EGR气体的流入来使向缸内填充的空气的量迅速接近上述要求空气量。其结果，能够使运转模式迅速地从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换。附图说明图1是概略性地说明本专利技术的实施方式1的内燃机的系统结构的图。图2是表示图1所示的排气可变气门机构的概略结构的图。图3是表示NOx排出量与空燃比(A/F)的关系的图。图4是表示进行理想燃烧运转和稀燃烧运转的内燃机的运转区域的图。图5是表示节气门开度以及WGV开度与要求空气量Gair_req的关系的图。图6是用于说明从在增压区域所进行的稀燃烧运转向理想燃烧运转的运转模式的切换时的问题的时序图。图7是用于说明在本专利技术的实施方式1中从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换时所使用的排气门的两次打开控制的概要的图。图8是表示伴随着排气门的两次打开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置，控制如下内燃机，所述内燃机具备：燃料喷射阀，其向内燃机供给燃料；涡轮增压器，其具备配置于进气通路的压缩机和配置于排气通路的涡轮；废气旁通阀，其对绕过所述涡轮的排气旁通通路进行开闭；进气口，其构成所述进气通路的一部分；排气口，其构成所述排气通路的一部分；以及气门装置，其对开闭所述进气口的进气门和开闭所述排气口的排气门进行驱动，所述控制装置的特征在于，相对于一个汽缸具备一个或多个所述排气门，所述气门装置包括排气可变气门机构，所述排气可变气门机构能够设定第一开阀期间和第二开阀期间作为所述一个或多个排气门的开阀期间，且能够变更所述第二开阀期间中的所述一个或全部的排气门的开阀特性，所述第一开阀期间是包括排气行程且以排气上止点为结束点的开阀期间，所述第二开阀期间是在接着所述排气行程的进气行程中所述一个或多个排气门中的一个或全部的排气门开闭的开阀期间，所述控制装置具备：废气旁通阀控制单元，在将运转模式从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换、且切换后的所述理想燃烧运转下的要求空气量比切换前的所述增压稀燃烧运转下的要求空气量少的情况下，打开所述废气旁通阀，所述增压稀燃烧运转是伴随由所述涡轮增压器实现的进气的增压而以比理论空燃比大的稀空燃比进行燃烧的运转，所述理想燃烧运转是以理论空燃比进行燃烧的运转；排气门控制单元，在伴随由所述废气旁通阀控制单元打开所述废气旁通阀而进气口压下降的进气口压下降期间中，控制所述排气可变气门机构，以设定所述第一开阀期间和所述第二开阀期间，且使所述第二开阀期间的至少一部分与在排气上止点以后的进气行程中打开的所述进气门的开阀期间重叠；以及燃料喷射控制单元，在所述进气口压下降期间中，控制所述燃料喷射阀，以使其喷射为了在要求空气量下实现理论空燃比所需的量的燃料，所述要求空气量是在所述运转模式的切换后的所述理想燃烧运转中所要求的要求空气量，所述排气门控制单元，在所述进气口压下降期间中，控制在所述第二开阀期间中开闭的所述一个或全部的排气门的开阀特性以使向缸内填充的空气的量接近所述要求空气量。...

【技术特征摘要】
2015.09.15 JP 2015-1821821.一种内燃机的控制装置，控制如下内燃机，所述内燃机具备：燃料喷射阀，其向内燃机供给燃料；涡轮增压器，其具备配置于进气通路的压缩机和配置于排气通路的涡轮；废气旁通阀，其对绕过所述涡轮的排气旁通通路进行开闭；进气口，其构成所述进气通路的一部分；排气口，其构成所述排气通路的一部分；以及气门装置，其对开闭所述进气口的进气门和开闭所述排气口的排气门进行驱动，所述控制装置的特征在于，相对于一个汽缸具备一个或多个所述排气门，所述气门装置包括排气可变气门机构，所述排气可变气门机构能够设定第一开阀期间和第二开阀期间作为所述一个或多个排气门的开阀期间，且能够变更所述第二开阀期间中的所述一个或全部的排气门的开阀特性，所述第一开阀期间是包括排气行程且以排气上止点为结束点的开阀期间，所述第二开阀期间是在接着所述排气行程的进气行程中所述一个或多个排气门中的一个或全部的排气门开闭的开阀期间，所述控制装置具备：废气旁通阀控制单元，在将运转模式从增压稀燃烧运转向理想燃烧运转切换、且切换后的所述理想燃烧运转下的要求空气量比切换前的所述增压稀燃烧运转下的要求空气量少的情况下，打开所述废气旁通阀，所述增压稀燃烧运转是伴随由所述涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宫二三郎，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP