柴油发动机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备使废气从排气通道向进气通道再循环的EGR(废气再循环)装置的柴油发动机的控制装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，例如特开平5-215004号公报所公开的那样，已知一种具备EGR装置的内燃机。在该装置中，根据来自缸内压力传感器的信号而对缸内压力最大值进行检测。而且，采用如下方式，即，在目标值与该缸内压力最大值之差超过了预定的稳定界限值时判断为异常燃烧，并将EGR率向减少方向进行补正。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平5-215004号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]虽然在上述的现有技术中，采用了如下方式，S卩，在判断为异常燃烧的情况下将EGR率向减少方向进行补正从而实现燃烧改善，但是减少EGR量的方式并不一定总是带来燃烧改善。例如，在使EGR量减少的情况下，燃烧不稳定程度将会如图7的曲线图所示那样发生变化。在图7的曲线图中分别绘制了低外部气温时和常温时的与EGR量相对应的燃烧不稳定程度(例如转矩变动量)的变化。如该曲线图所示，当EGR量向减少方向进行推移时，在低外部气温时和常温时燃烧不稳定程度均立刻向稳定方向进行推移。燃烧的立刻的改善是由于通过EGR量的减少而使进气中的氧浓度增加了的原因。但是，之后的EGR量的减少仅在低外部气温时导致燃烧向不稳定方向急剧地发生变化。这是由于，因EGR量的减少而使进气温度和进气压力减小从而对燃烧恶化的助推作用变大。因此，在现有的一般的EGR控制中存在如下的情况，S卩，在低温环境下抑制燃烧状态的恶化是较为困难的。
[0008]本发明是鉴于上述这种课题而被完成的，其目的在于，提供一种能够在具备EGR装置的柴油发动机中，在较大范围的温度环境条件下抑制燃烧状态的恶化的柴油发动机的控制装置。
[0009]用于解决课题的方法
[0010]为了达成上述的目的，第一发明的柴油发动机的控制装置为，具备使废气从排气通道向进气通道再循环的EGR装置，所述柴油发动机的控制装置的特征在于，具备:控制单元，其在所述柴油发动机的燃烧状态恶化的情况下，实施减少由所述废气再循环装置所产生的排气回流量的减量补正；第一取得单元，其取得与所述柴油发动机的着火时的缸内温度相关的温度相关值；限制单元，其在所述温度相关值小于预定的阈值的情况下，对所述减量补正的执行进行限制。
[0011]第二发明的特征在于，在第一发明中，所述第一取得单元取得向所述柴油发动机的缸内所吸入的进气的温度以作为所述温度相关值。
[0012]第三发明的特征在于，在第一或第二发明中，所述限制单元为，在所述温度相关值小于所述阈值的情况下停止进行所述减量补正并且实施增加所述排气回流量的增量补正的单元。
[0013]第四发明的特征在于，在第一至第三发明中的任一发明中，还具备:第二取得单元，其取得与所述柴油发动机的着火时的缸内压力相关的压力相关值；根据所述压力相关值而对所述阈值进行设定的单元。
[0014]第五发明的特征在于，在第四发明中，所述第二取得单元取得向所述柴油发动机的缸内所吸入的空气的压力以作为所述压力相关值。
[0015]第六发明的特征在于，在第一至第五发明中的任一发明中，还具备:取得所述柴油发动机的空燃比的单元；在所述空燃比与预定空燃比相比而过浓的情况下，禁止所述限制单元的执行的单元。
[0016]第七发明的特征在于，在第一至第六发明中的任一发明中，还具备在所述温度相关值小于阈值的情况下使燃料喷射正时向提前角侧变更的单元。
[0017]第八发明的特征在于，在第一至第六发明中的任一发明中，还具备在所述温度相关值小于阈值的情况下增加引燃喷射的喷射量的单元。
[0018]第九发明的特征在于，在第一至第八发明中的任一发明中，所述控制单元包括取得所述柴油发动机的转速的时间变动率的单元，并在所述时间变动率大于预定的变动率的情况下减少由所述废气再循环装置所产生的排气回流量。
[0019]发明效果
[0020]根据第一发明，在燃烧状态恶化的情况下实施减少由EGR装置所产生的排气回流量(EGR量)的减量补正的柴油发动机中，在与着火时的缸内温度相关的温度相关值小于阈值的情况下，该减量补正的执行将被限制。当在着火时的缸内温度较低的状态下减少EGR量时，与由进气氧浓度的增加而引起的对燃烧稳定的促进作用相比，由进气温度和进气压力的降低而导致的对燃烧恶化的助推作用将会变大，从而使燃烧状态向不稳定方向进行推移。因此，根据本发明，由于能够根据缸内温度的状态而对减量补正进行限制，因此能够在较大范围的温度环境条件下抑制燃烧状态的恶化。
[0021]根据第二发明，由于向柴油发动机的缸内所吸入的进气的温度作为温度相关值而被取得，因此能够通过简单的结构而取得温度相关值。
[0022]根据第三发明，在温度相关值小于阈值的情况下停止进行减量补正并且实施EGR量的增量补正。因此，根据本发明，由于在温度相关值小于阈值的情况下增加EGR量，因此能够限制进气温度和进气压力的降低从而防止燃烧状态的恶化。
[0023]根据第四发明，根据与着火时的缸内压力相关的压力相关值而对阈值进行设定。燃烧变得不稳定的着火时的缸内温度根据缸内压力而变化。因此，根据本发明，通过根据压力相关值而将阈值设定为可变，从而能够准确地确定燃烧变得不稳定的正时。
[0024]根据第五发明，由于向柴油发动机的缸内所吸入的进气的压力作为压力相关值而被取得，因此能够通过简单的结构来取得压力相关值。
[0025]根据第六发明，在柴油发动机的空燃比与预定空燃比相比而过浓的情况下，禁止减量补正的限制。空燃比变得越过浓则越难以引起燃烧稳定线的恶化。因此，根据本发明，能够有效地抑止在不引起燃烧稳定性的恶化的条件下对EGR量的进行不必要的限制的事
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[0026]根据第七发明，在对EGR量的减少实施了限制的情况下使燃料喷射正时向提前角侧变更。因此，根据本发明，由于能够使着火正时提前，因此能够提高燃烧稳定性并有效地抑制驾驶性能的降低。
[0027]根据第八发明，在对EGR量的减少实施了限制的情况下增加引燃喷射的喷射量。因此，根据本发明，由于能够提高缸内温度，因此能够提高燃烧稳定性并有效地抑制驾驶性能的降低。
[0028]根据第九发明，能够使用发动机转速的时间变动率而准确地判断出燃烧状态。
【附图说明】
[0029]图1为表示作为本发明的实施方式的发动机系统的结构的图。
[0030]图2为表示燃烧不稳定程度、EGR量以及着火时的缸内温度(压缩端温度)的时序图。
[0031]图3为以低外部气温时以及高外部气温时对与EGR量相对应的燃烧不稳定程度的变化进行了比较的图。
[0032]图4为用于对本发明的实施方式的EGR控制进行说明的时序图。
[0033]图5为以低大气压时和高大气压时对与EGR量相对应的燃烧不稳定程度的变化进行比较的图。
[0034]图6为对限制EGR减量补正的、着火时的缸内温度与着火时的缸内压力之间的关系进行规定的映射图的一个示例。
[0035]图7为表示低外部气温时和常温时的与EGR量相对应的燃烧不稳定程度的变化的图。
【具体实施方式】
[0036]实施方式I
[0037]参照附图对本发明的实施方式I进行说明。
[0038]图1为表示作为本发明的实施方式的发动机系统的结构的图。本实施方式的发动机为附带涡轮增压机的柴油发动机(以下简称为“发动机”)。在发动机的主体2上直列地具备四个气缸，且在每个气缸上设置有喷射器8。在发动机主体2上安装有进气歧管4和排气歧管6。在进气歧管4上连接有供从空气滤清器20取得的新气流通的进气通道10。在进气通道10上安装有涡轮增压机的压缩机14。在进气通道10上于压缩机14的下游处设置有柴油节气门24。在进气通道10上于压缩机14与柴油节气门24之间具备内部冷却器22。在排气歧管6上连接有用于将从发动机主体2排出的废气释放到大气中的排气通道12。在排气通道12上安装有涡轮增压机的汽轮机16。本实施方式的涡轮增压机为可变容量型，在汽轮机16上具备可变喷嘴18。在排气通道12上于汽轮机16的下游处设置有用于对废气进行净化的催化剂装置26。
[0039]本实施方式的发动机具备使废气从排气系统向进气系统进行再循环的EGR装置。EGR装置通过EGR通道30而将进气通道10中的柴油节气门24的下游的位置与排气歧管6进行连接。在EGR通道30上设置有EGR阀32。在EGR通道30上的EGR阀32的排气侧具备EGR冷却器34。在EGR通道30上设置有将EGR冷却器34旁通的旁通通道36。在EGR通道30与旁通通道36汇合的位置处设置有对废气流通的方向进行切换的旁通阀38。
[0040] 本实施方式的发动机系统具备EQJ(Electronic Control Unit:电子控制单元)50。ECU50为对发动机系统整体进行综合控制的控制装置。ECU50对发动机系统所具备的传感器的信号进行读入处理。传感器被安装于发动机系统的各个部位处。例如，在进气通道10上于空气滤清器20的下游处安装有空气流量计58，且在内部冷却器22的出口附近安装有进气温传感器60，在柴油节气门的下游处安装有增压传感器54。此外，在排气歧管6上安装有排气压力传感器56。而且还安装有对曲轴的旋转进行检测的转速传感器52、和输出与加速踏板的开度相对应的信号的加速器开度传感器62等。ECU5对所读入的各传感器的信号进行处理并依照预定的控制程序而对各作动器进行操作。在通过ECU50而被操作的作动器上包括可变喷嘴18、喷射器8、EGR阀32、柴油节气门24等。另外，虽然被连接于ECU50上的作动器和传感器除了图中所示的以外还存在多个，但是在本说明书中省略其说明。
[0041 ] 在由E⑶50所执行的发动机控制中包括EGR控制。本实施方式的EGR控制中，以使根据各种传感器的信号而被计算出的实际EGR率成为目标EGR率的方式通过反馈控制而对EGR阀32进行操作。在本实施方式中，虽然在EGR控制中，采用实施基于实际值与目标值之间的差分的PID控制的方式，但是在本发明的实施中，并不限定EGR控制中的反馈控制的具体方法。