多气缸内燃机的制作方法_2

文档序号:8531648阅读:来源:国知局
。由于EGR气体的温度下降,因此,EGR气体中含有的水分冷凝而在EGR冷却器27内产生冷凝水。
[0032]如图2以及图3所示,为了将在EGR冷却器27中产生的冷凝水CW回收并进行处理,在发动机I设置有冷凝水处理装置30。冷凝水处理装置30具有:作为储存冷凝水CW的冷凝水储存部的储存箱31、将EGR冷却器27与储存箱31连接的连接管32、以及用于将储存箱31的冷凝水CW引导到各排气侧分支路15中的四个冷凝水导入路33。这些冷凝水导入路33针对每个排气侧分支路15各设置有一个,各冷凝水导入路33将排气侧分支路15与储存箱31连通。
[0033]为了能够将在EGR冷却器27中产生的冷凝水CW高效地回收到储存箱31中,EGR冷却器27配置成其底部27a相对于水平方向倾斜,并且,连接管32的开口部设置于EGR冷却器27的底部27a的最下部。而且,EGR冷却器27以及储存箱31相比各排气侧分支路15配置在重力方向上方。由此,在将冷凝水CW向排气侧分支路15导入时能够利用重力,因此,其导入变得容易。另外,为了防止排气流过冷凝水导入路33向EGR冷却器27内倒流,在连接管32中设置有单向阀35,该单向阀35阻止流体从储存箱31向EGR冷却器27流动而允许相反方向的流体的流动。
[0034]冷凝水CW向排气侧分支路15的导入在各气缸2的气门重叠期间实施。例如,如图4所示,考虑#1气缸2的进气行程与#3气缸2的排气行程重叠的情况。在该情况下,由#3气缸2的排气行程产生的排气脉动如箭头fa所示通过冷凝水导入路33对储存箱31内进行加压。即,借助由#3气缸2的排气行程产生的排气脉动,储存箱31的内压P上升。由此,在#1气缸2的进气行程中的气门重叠期间,冷凝水导入路33的出口 33b的压力Pout,相比储存箱31的内压P即冷凝水导入路33的入口 33a的压力Pin降低。利用该压力差,储存箱31所储存的冷凝水CW在气门重叠期间经过冷凝水导入路33如箭头fw所示被供给到排气侧分支路15以及#1气缸2。另外,由于#2气缸2以及#4气缸2的排气门21以及进气门20各自分别关闭,因此,设置于这些气缸2的冷凝水导入路33的入口压力Pin以及出口压力Pout均衡,冷凝水CW不被供给到这些气缸2中。这样,由于发动机I能够向气缸2内供给冷凝水CW而不使用泵,所以可以避免泵的腐蚀。
[0035]如从上述说明能够推测的那样,通过使气门重叠期间的长度变化,可以使向气缸2供给的冷凝水的量变化。于是,发动机I通过使气门重叠期间的长度变化,从而使冷凝水的供给量适当化。如图1所示,在发动机I设置有作为控制发动机I的各部分的计算机而构成的发动机控制单元(ECU) 40。ECU40进行燃料喷射阀6、可变气门机构23的控制等发动机I的主要的动作控制。本方式在冷凝水的处理中也使用ECU40。来自为了把握发动机I的运转状态而检测各种物理量的很多传感器的信号被输入到ECU40中。例如,作为与本发明相关联的传感器,输出与发动机I的曲轴转角相应的信号的曲轴转角传感器41、输出与设置于发动机I的加速踏板37的踩踏量(油门开度)相应的信号的油门开度传感器42、输出与向排气通路11引导的排气的排气温度相应的信号的排气温度传感器43等设置于发动机I,这些传感器的输出信号被输入到E⑶40中。
[0036]图5的控制程序的程序被保存于E⑶40,适时地被读出而以规定的运算间隔反复执行。在步骤Sll中,E⑶40取得发动机I的运转状态。在此,E⑶40取得发动机I的发动机转速(旋转速度)Ne以及燃料喷射量Q。发动机转速基于曲轴转角传感器41的输出信号进行计算,燃料喷射量Q基于油门开度传感器42的输出信号进行计算。
[0037]在步骤S12中,E⑶40计算经由冷凝水导入路33向气缸2中应供给的冷凝水的要求供给量Qw。由于向气缸2中应供给的冷凝水的适当值根据发动机I的运转状态而变化,因此,要求供给量Qw的计算基于在步骤Sll中取得的发动机I的运转状态被实施。具体而言,进行模拟或实机试验而预先作成将发动机转速Ne和燃料喷射量Q作为变量而提供要求供给量Qw的映射(未图示),将该映射存储于ECU40。ECU40对该映射进行检索,来确定与在步骤Sll中取得的发动机转速Ne以及燃料喷射量Q对应的冷凝水的要求供给量Qw。
[0038]在步骤S13中,ECU40计算与要求供给量对应的气门重叠期间的长度(气门重叠量OL)。气门重叠量OL由曲轴转角定义。若发动机转速等发动机I的运转状态变化,则能够实现要求供给量Qw的气门重叠量OL变化。因此,进行模拟或实机试验而预先作成将要求供给量Qw、发动机转速Ne以及燃料喷射量Q作为变量而提供气门重叠量OL的映射(未图示),将该映射存储于ECU40。ECU40对该映射进行检索,并计算与在步骤Sll中取得的发动机转速Ne以及燃料喷射量Q及在步骤S2中计算出的要求供给量Qw对应的气门重叠量OL0
[0039]在步骤S14中,E⑶40控制可变气门机构23,以便实现在步骤S13中算出的气门重叠量0L。接着,结束本次的程序。由此,可以适当地调节向气缸2供给的冷凝水的量。ECU40通过执行图5的控制程序而作为本发明的冷凝水供给量控制构件发挥作用。
[0040](第二方式)
[0041]接着,参照图6以及图7说明本发明的第二方式。第二方式除用于处理冷凝水的可变气门机构23的控制内容之外与上述第一方式相同。因此,在以下说明中,省略或简化与第一方式通用的事项的说明。关于第二方式的发动机I的物理结构,参照图1?图3。
[0042]图6所示的控制程序的程序被保存于ECU40,适时地被读出而以规定的运算间隔反复执行。步骤S21以及步骤S22的处理内容与第一方式(图4)的步骤Sll以及步骤S12的处理内容相同。即,在步骤S21中,E⑶40取得发动机I的运转状态,在步骤S22中,E⑶40基于上述映射计算冷凝水的要求供给量Qw。
[0043]在步骤S23中,ECU40取得排气脉动的大小、即排气脉动振幅Am。排气脉动振幅Am被定义为规定时间内的振幅的平均值。排气脉动振幅Am例如通过在排气歧管16中设置压力传感器而能够测定,但在此ECU40基于发动机转速Ne以及燃料喷射量Q推定排气脉动振幅Am。如由使用了图4的上述说明所明确的那样,若该排气脉动振幅Am增大,则与此相应地储存箱31的内压P增大,因此,冷凝水导入路33的入口压力Pin与出口压力Pout的压力差增大。因此,若排气脉动振幅Am增大,则从冷凝水导入路33向排气侧分支路15流动的冷凝水CW的流量增大。因此,如以下所说明的那样,通过考虑排气脉动振幅Am来计算要求供给量QW,使得冷凝水的供给更准确。
[0044]在步骤S24中,E⑶40计算基于要求供给量Qw的气门重叠量OL的要求值即要求气门重叠量OLt。要求气门重叠量OLt的计算利用预先基于模拟或实机试验而作成并具有图7所示那样的特性的算出映射Mc来实施。即,ECU40对算出映射Mc进行检索,来确定与在步骤S22中算出的要求供给量Qw和在步骤S23中取得的排气脉动振幅Am对应的要求气门重叠量OLt。
[0045]气门重叠量因机构方面的制约而存在上限值。因此,如图7所示,当在算出映射Mc上被定义的要求气门重叠量OLt超过其上限值OLmax时,不能实现该要求气门重叠量OLt。于是,在步骤S25中,E⑶40判定要求气门重叠量OLt是否为上限值OLmax以下。
[0046]在要求气门重叠量OLt为上限值OLmax以下的情况下,进入步骤S26,将要求气门重叠量OLt设定为向可变气门机构23发出的指令值即气门重叠量0L。接着,在步骤S27中,E⑶40控制可变气门机构23,以实现在步骤S26中所设定的气门重叠量0L。此后,结束本次的程序。
[0047]另一方面,在要求气门重叠量OLt超过上限值OLmax的情况下,进入步骤S28,ECU40控制可变气门机构23,以实施排气门21的两次打开操作。详细而言,首先ECU40控制可变气门机构23以实施上限值OLmax处的气门重叠。接着,ECU40计算要求气门重叠量OLt相对于上限值OLmax的超过量,并计算与该超过量对应的排气门21的作用角等气门打开特性。接着,ECU40控制可变气门机构23以便在排气门21关闭的气门重叠结束后按照该气门打开特性打开排气门21。此后结束本次的程序。
[0048]这样,在要求气门重叠量OLt超过上限值OLmax的情况下,实施排气门21的两次打开操作,从而可以追加地将冷凝水引导到气缸2内。由此,能够扩大冷凝水向气缸内供给的供给量的极限,因此,可以解决冷凝水的供给不足。而且,在排气门21第二次打开时,排气门21按照与要求气门重叠量OLt相对于上限值OLmax的超过量对应的气门打开特性进行动作,因此,可以抑制冷凝水供给过剩。ECU40通过执行图6的控制程序而作为本发明的冷凝水供给量控制构件发挥作用。
[0049](第三方式)
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