专利名称：发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备可变式并联增压系统的发动机的控制技术。
背景技术：
以往，公知有相对于一个发动机配置两台增压器的增压系统。例如，并联增压系统为两台增压器对在两个进气通路中流动的吸入空气进行加压的构造。另外，串联增压系统为两台增压器对在一个进气通路中流动的吸入空气进行加压的构造。专利文献1公开了具有作为串联增压系统的一个形式的所谓的串联双涡轮(*一> >* Y >· >夕一#) 的发动机。另外，通过适当调节排气气体的流速而将该排气气体导入构成增压器的涡轮来提高增压效率的可变容量型的增压器也是公知的。在此，将作为两个增压器对在两个进气通路中流动的吸入空气进行加压的并联增压系统的、增压器中的至少一个是可变容量型增压器的增压系统定义为可变式并联增压系统。以往，可变容量型增压器的容量的控制是使用利用增压压力传感器检测出的增压压力进行反馈控制。但是，增压压力相对于增压器的工作是间接的物理量，在不能高精度地控制增压器的容量的这一点上不利。特别是对于具有多个可变容量型增压器的可变式并联增压系统，在不能进一步高精度地控制容量这一点上不利。专利文献1 日本特开平5488111号公报
发明内容
发明要解决的课题因此，本发明的课题在于提供能高精度地控制可变式并联增压系统的发动机以及控制方法。用于解决课题的方案对用于解决本发明所要解决的课题的方法进行说明。本发明的第一方式的发动机，其利用第一进气通路和第二进气通路供给要分配给各气缸的吸入空气，利用第一排气通路和第二排气通路排出从各气缸集合的排气气体，该发动机包括可变式并联增压系统，其由第一增压器和第二增压器构成，该第一增压器由在上述第一排气通路中流动的排气气体驱动而对在上述第一进气通路中流动的吸入空气进行加压，该第二增压器由在上述第二排气通路中流动的排气气体驱动而对在上述第二进气通路中流动的吸入空气进行加压；增压压力传感器，其用于检测经由上述第一增压器和上述第二增压器加压后的吸入空气的压力；第一增压器旋转传感器，其用于检测上述第一增压器的增压器旋转速度；第二增压器旋转传感器，其用于检测上述第二增压器的增压器旋转速度；第一可变驱动器，其用于调节上述第一增压器的容量；第二可变驱动器，其用于调节上述第二增压器的容量；控制装置，其能控制上述第一可变驱动器和上述第二可变驱动器；上述控制装置基于来自上述增压压力传感器和上述第一增压器旋转传感器的检测信号控制上述第一可变驱动器，基于来自上述增压压力传感器和上述第二增压器旋转传感器的检测信号控制上述第二可变驱动器。本发明的第二方式的发动机，在第一方式的发动机中，该发动机包括旁通通路， 其连接上述第一排气通路的第一增压器的上游侧和上述第二排气通路的第二增压器的上游侧；旁通流量调节阀，其用于调节在该旁通通路中通过的排气气体的流量；控制装置，其能控制上述第一可变驱动器和上述第二可变驱动器、上述旁通流量调节阀，上述控制装置基于来自上述增压压力传感器和上述第一增压器旋转传感器的检测信号控制上述第一可变驱动器，基于来自上述增压压力传感器和上述第二增压器旋转传感器的检测信号控制上述第二可变驱动器，基于来自上述增压压力传感器、上述第一增压器旋转传感器、上述第二增压器旋转传感器的检测信号控制上述旁通流量调节阀。发明效果作为本发明的效果，起到如下所示的效果。采用本发明的第一方式，由于能将增压压力和增压器旋转速度作为反馈值调节增压器的容量，因此，能高精度地控制可变式并联增压系统。采用本发明的第二方式，由于能将增压压力和增压器旋转速度作为反馈值调节增压器的容量，并且调节旁通流量调节阀的阀开度，因此，能进一步高精度地控制可变式并联增压系统。
图1是表示本发明的发动机的整体结构的结构图。图2是表示本发明的第一实施方式的发动机的控制流程的流程图。图3是表示本发明的第二实施方式的发动机的控制流程的流程图。符号说明3第一进气通路
4第二进气通路
5旁通通路
9可变式并联增压系统
10第一增压器
11压缩器
12涡轮
13可动叶片
14第一可变驱动器
20第二增压器
21压缩器
22涡轮
23可动叶片
24第二可变驱动器
25旁通流量调节阀
30进气歧管
40排气歧管41第一排气通路42第二排气通路61第一增压器旋转传感器62第二增压器旋转传感器63增压压力传感器100发动机Bpa增压压力Bpatrg 目标增压压力coctrg 目标增压器旋转速度Nta_l 第一增压器旋转速度ω ctrg_l目标第一增压器旋转速度Nta_2 第二增压器旋转速度ω ctrg_2目标第二增压器旋转速度
具体实施例方式下面，说明发明的实施方式。图1是表示本发明的发动机100的整体结构的结构图。图2是表示本发明的第一实施方式的发动机100的控制流程的流程图，图3是表示本发明的第二实施方式的发动机 100的控制流程的流程图。首先，使用图1说明本发明的发动机100的结构。本发明的发动机100是直喷式 6气缸柴油发动机，主要包括连接第一进气通路3和第二进气通路4的进气歧管30、分别与第一排气通路41及第二排气通路42相连接的两个排气歧管40、40、利用喷射器向各气缸喷射储存的燃料的共轨式燃料喷射装置(以下称作燃料喷射装置)8。另外，发动机100具备由第一增压器10和第二增压器20构成的可变式并联增压系统9。第一增压器10由接受在第一排气通路41中流动的排气气体进行旋转驱动的涡轮 12和被该涡轮12旋转驱动而对在第一进气通路3中流动的吸入空气进行加压的压缩器11 构成。另外，第二增压器20由接受在第二排气通路42中流动的排气气体进行旋转驱动的涡轮22和被该涡轮22旋转驱动而对在第一进气通路4中流动的吸入空气进行加压的压缩器21构成。另外，第二增压器20为在通常的工作状态下容量比第一增压器10的容量大的增压器。另外，第一增压器10和第二增压器20均是可变容量型增压器，第一增压器10具备第一可变驱动器14，第二增压器20具备第二可变驱动器M。第一可变驱动器14用于调节设于第一增压器10的涡轮12上的可动叶片13的叶片开度，第二可变驱动器M用于调节设于第二增压器20的涡轮22上的可动叶片23的叶片开度。第一增压器10和第二增压器20通过利用各可变驱动器14J4调节叶片开度，能适当调节被导入到各涡轮12、22中的排气气体的流速，在较大的运转区域提高增压效率。另外，在本发明的发动机100所具备的可变式并联增压系统9中，虽然第二增压器 20的容量在通常的工作状态下比第一增压器10的容量大，但在通过调节可动叶片23的叶片开度来谋求小容量化时，第二增压器20作为与第一增压器10相等容量的增压器进行工作。在第一进气通路3中，从上游侧朝向进气歧管30配置有第一增压器10的压缩器 11和用于对被该压缩器11加压后的吸入空气进行冷却的中间冷却器31。另外，在第二进气通路4中，从上游侧朝向进气歧管30配置有第二增压器20的压缩器21和用于对被该压缩器21加压后的吸入空气进行冷却的中间冷却器32。排气歧管40、40设为分别排出来自3个气缸的排气气体。在第一排气通路41中， 从一个排气歧管40朝向下游侧配置有第一增压器10的涡轮12。在第二排气通路42中，从另一个排气歧管40朝向下游侧配置有第二增压器20的涡轮22。旁通通路5是用于连接第一排气通路41的第一增压器10的涡轮12的上游侧和排气通路42的第二增压器20的涡轮22的上游侧的通路。在旁通通路5中设有用于调节在该旁通通路5中通过的排气气体的流量的旁通流量调节阀25。控制装置60主要由中央处理装置、存储装置等构成。控制装置60经由放大器65 与设于第一增压器10的第一增压器旋转传感器61、设于第二增压器20的第二增压器旋转传感器62电连接。并且，与设于进气歧管30的增压压力传感器63、其它传感器电连接，基于来自它们的电信号生成控制信号，并且向前述的第一和第二可变驱动器14、M等输出控制信号。以下，将由控制装置60进行的第一增压器10的可动叶片13的控制、第二增压器 20的可动叶片23的控制和旁通流量调节阀25的阀开度的控制定义为增压器控制。实施方式1使用图2说明本发明的第一实施方式的增压器控制。在发动机100的运转状态处于低旋转且低负荷状态即低输出运转状态时，控制装置60对第一增压器10的可动叶片13 和第二增压器20的可动叶片23进行控制，使得第一增压器10和第二增压器20的容量相等，处于能最有效地对吸入空气进行加压的工作状态。首先，控制装置60算出目标增压器旋转速度coctrg和目标增压压力 Bpatrg(SllO)。目标增压器旋转速度coctrg是能够在第一增压器10和第二增压器20中最有效地对吸入空气进行加压的各压缩器11、21的旋转速度，是基于目标增压压力Bpatrg、存储于控制装置60的存储装置中的映射等而算出的。目标增压压力Bpatrg是能够根据发动机100的运转状态使燃料的燃烧最适化的增压压力，是基于存储在控制装置60中的映射等而算出的。控制装置60，作为条件(11)判断由第一增压器旋转传感器61检测出的第一增压器旋转速度Nta_l与目标增压器旋转速度coctrg的差的绝对值是否小于规定值α 11，作为条件(1 判断由第二增压器旋转传感器62检测出的第二增压器旋转速度Nta_2与目标增压器旋转速度《ctrg的差的绝对值是否小于规定值α 12，作为条件(13)判断由增压压力传感器63检测出的增压压力Bpa与目标增压压力Bpatrg的差的绝对值是否小于规定值 α 13(S120)。在S120中满足条件(11)、条件(1 及条件(1 的情况下，控制装置60判断为 当前，第一增压器旋转速度Nta_l和第二增压器旋转速度Nta_2是可变式并联增压系统9 能最有效地对吸入空气进行加压的增压器旋转速度，增压压力Bpa是最适于燃料的燃烧的增压压力。另一方面，在S120中不满足条件(11)、条件(1 及条件(1 的情况下，控制装置60判断为当前，第一增压器旋转速度Nta_l和第二增压器旋转速度Nta_2不是可变式并联增压系统9能最有效地对吸入空气进行加压的增压器旋转速度或者增压压力Bpa不是最适于燃料的燃烧的增压压力。因此，控制装置60控制第一增压器10的可动叶片13而调节叶片开度直到满足条件(11)，控制第二增压器20的可动叶片23而调节叶片开度直到满足条件(12) (S140)。接着，控制装置60控制第一增压器10的可动叶片13和第二增压器20的可动叶片23而调节叶片开度直到满足条件(13) (S150)。这样，由于将第一增压器旋转速度Nta_l、第二增压器旋转速Nta_2、和增压压力 Bpa作为反馈值控制第一增压器10的可动叶片13、第二增压器20的可动叶片23，因此，能高精度地控制可变式并联增压系统9。实施方式2使用图3说明本发明的第二实施方式的增压器控制。在发动机100的运转状态从低输出运转状态过渡到高输出运转状态时，控制装置60控制旁通流量调节阀25的阀开度， 使得在第一增压器10到达能有效地对吸入空气进行加压的增压器旋转速度的最高旋转速度时，第二增压器20处于能最有效地对吸入空气进行加压的增压器旋转速度，且处于最适于燃料的燃烧的增压压力。首先，控制装置60算出目标第一增压器旋转速度《ctrg_l、目标第二增压器旋转速度octrg_2和目标增压压力Bpatrg (S210)。目标第一增压器旋转速度ω ctrg_l是第一增压器10能最有效地对吸入空气进行加压的压缩器11的最高旋转速度，是基于目标增压压力Bpatrg、存储于控制装置60的存储装置中的映射等而算出的。目标第二增压器旋转速度ω ctrg_2是第二增压器20能最有效地对吸入空气进行加压的压缩器21的旋转速度，是基于目标增压压力Bpatrg、存储在控制装置60的存储装置中的映射等而算出的。目标增压压力Bpatrg是能够根据发动机100的运转状态使燃料的燃烧最适化的增压压力，是基于存储在控制装置60中的映射等而算出的。控制装置60，作为条件判断由第一增压器旋转传感器61检测出的第一增压器旋转速度Nta_l与目标第一增压器旋转速度coctrg_l的差的绝对值是否小于规定值 α 21，作为条件0 判断由第二增压器旋转传感器62检测出的第二增压器旋转速度Nta_2 与目标第二增压器旋转速度《ctrg_2的差的绝对值是否小于规定值α 22，作为条件Q3) 判断由增压压力传感器63检测出的增压压力Bpa与目标增压压力Bpatrg的差的绝对值是否小于规定值a23(S220)。在S220中满足条件、条件0 及条件的情况下，控制装置60判断为 当前，第一增压器旋转速度Nta_l和第二增压器旋转速度Nta_2为可变式并联增压系统9 能最有效地对吸入空气进行加压的增压器旋转速度，增压压力Bpa是最适于燃料的燃烧的增压压力。另一方面，在S220中不满足条件(21)、条件0 和条件的情况下，控制装
7置60判断为当前，第一增压器旋转速度Nta_l和第二增压器旋转速度Nta_2不是可变式并联增压系统9能最有效地对吸入空气进行加压的增压器旋转速度或者增压压力Bpa不是最适于燃料的燃烧的增压压力。因此，控制装置60调节旁通流量调节阀25的阀开度直到满足条件和条件0 (S240)。接着，控制装置60调节旁通流量调节阀25的阀开度直到满足条件03) (S250)。这样，由于将第一增压器旋转速度Nta_l、第二增压器旋转速度Nta_2和增压压力 Bpa作为反馈值控制第一增压器10的可动叶片13、第二增压器20的可动叶片23和旁通流量调节阀25，因此，能高精度地控制可变式并联增压系统9。S卩，由于将与第一增压器10的工作有直接关系的第一增压器旋转速度Nta_l和与第二增压器20的工作有直接关系的第二增压器旋转速度Nta_2作为反馈值，因此，能根据发动机100的运转状态高精度地切换使容量各不相同的第一增压器10和第二增压器20以相等的容量进行工作或以不同的容量进行工作这两个工作模式。另外，在容量较小的第一增压器10的增压器旋转速度超过了上限值的情况下，通过开大旁通流量调节阀25的阀开度能避免第一增压器10的过旋转，并且由于将增压器旋转速度作为反馈值，因此，能不考虑第一增压器10和第二增压器20的产品间的平衡，不需要繁杂的流量调节。工业实用性本发明能用于具有可变式并联增压系统的发动机。
权利要求
1.一种发动机，其利用第一进气通路和第二进气通路供给要分配给各气缸的吸入空气，利用第一排气通路和第二排气通路排出从各气缸集合的排气气体，其特征在于，该发动机包括可变式并联增压系统，其由第一增压器和第二增压器构成，该第一增压器由在上述第一排气通路中流动的排气气体驱动而对在上述第一进气通路中流动的吸入空气进行加压， 该第二增加器由在上述第二排气通路中流动的排气气体驱动而对在上述第二进气通路中流动的吸入空气进行加压；增压压力传感器，其用于检测被上述第一增压器和上述第二增压器加压后的吸入空气的压力；第一增压器旋转传感器，其用于检测上述第一增压器的增压器旋转速度； 第二增压器旋转传感器，其用于检测上述第二增压器的增压器旋转速度； 第一可变驱动器，其用于调节上述第一增压器的容量； 第二可变驱动器，其用于调节上述第二增压器的容量； 控制装置，其能控制上述第一可变驱动器和上述第二可变驱动器； 上述控制装置基于来自上述增压压力传感器和上述第一增压器旋转传感器的检测信号控制上述第一可变驱动器，基于来自上述增压压力传感器和上述第二增压器旋转传感器的检测信号控制上述第二可变驱动器。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于， 该发动机包括旁通通路，其连接上述第一排气通路的第一增压器的上游侧和上述第二排气通路的第二增压器的上游侧；旁通流量调节阀，其用于调节在该旁通通路中通过的排气气体的流量； 控制装置，其能控制上述第一可变驱动器和上述第二可变驱动器、上述旁通流量调节阀，上述控制装置基于来自上述增压压力传感器和上述第一增压器旋转传感器的检测信号控制上述第一可变驱动器，基于来自上述增压压力传感器和上述第二增压器旋转传感器的检测信号控制上述第二可变驱动器，基于来自上述增压压力传感器、上述第一增压器旋转传感器、上述第二增压器旋转传感器的检测信号控制上述旁通流量调节阀。
全文摘要
本发明的发动机包括可变式并联增压系统(9)，其由利用在第一排气通路(41)中流动的排气气体驱动而对在第一进气通路(3)中流动的吸入空气进行加压的第一增压器(10)和利用在第二排气通路(42)中流动的排气气体驱动而对在第二进气通路(4)中流动的吸入空气进行加压的第二增压器(20)构成；增压压力传感器(63)，其用于检测加压后的吸入空气的压力；第一增压器旋转传感器(61)，其用于检测第一增压器(10)的增压器旋转速度；第二增压器旋转传感器(62)，其用于检测第二增压器(20)的增压器旋转速度；第一可变驱动器(14)，其用于调节第一增压器(10)的容量；第二可变驱动器(24)，其用于调节第二增压器(20)的容量；控制装置，其能控制各可变驱动器(14、24)，控制装置基于来自增压压力传感器(63)、第一增压器旋转传感器(61)的检测信号控制第一可变驱动器(14)，基于来自增压压力传感器(63)、第二增压器旋转传感器(62)的检测信号控制上述第二可变驱动器(24)。
文档编号F02B37/007GK102177322SQ200980139528
公开日2011年9月7日 申请日期2009年9月17日 优先权日2008年10月7日
发明者前谷一树, 河边隆夫, 竹中一博, 野村英均, 高桥岳志, 高畑辉光 申请人:洋马株式会社