专利名称：内燃机控制装置的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及用于控制内燃机所配备的涡轮增压器的增压压力的内燃机控制
>J-U 装直。
背景技术：
一些内燃机配备有涡轮增压器，以便提高性能。在日本专利申请公布No. 2008-223613中公开了配备有涡轮增压器的内燃机的一个实例。在该文献中，公开了用于控制内燃机的排气泄压阀和空气旁通阀的技术。排气泄压阀控制绕过涡轮增压器的涡轮的排气旁通通道的进气流量。空气旁通阀控制绕过涡轮增压器的压气机的进气旁通通道的进气流量。对于该文献公开的技术，当基于由空气流量计检测到的进气波动检测出进气通道存在故障时，控制排气泄压阀和空气旁通阀以便防止涡轮增压器的压气机转速过高，压气机转速过高是因进气通道存在故障所导致的进气量下降而引起的。
发明内容
在上述文献中，当基于进气流量波动确定进气通道被堵塞时，执行控制以便防止压气机转速过高。这种控制针对的是喘振区，在所述喘振区中，由于上游侧的进气压力下降而导致压气机转速升高。鉴于此，已经尝试使用小尺寸的涡轮增压器，以便提高低发动机转速时的发动机扭矩。通常来说，当涡轮增压器的尺寸减小时，可在低的发动机转速实现高度增压(过增压)。但是，已经确定，在高发动机转速时，必然使涡轮增压器在阻塞区或阻塞区附近操作，在所述阻塞区，压气机的效率急剧下降，并且涡轮转速对进气量非常敏感。特别地，如果阻塞区后面接着瞬变期，那么即使增压压力本身与稳定状态时相比不会超调，进气量也会比同一发动机转速下的稳定状态期间内的进气量大。这点已经得到试验验证。人们相信，进气量增大的原因是与稳定状态相比，压气机的入口处的压力过度地朝向较大的真空压力减少。因此，在瞬变期内，涡轮可能经历过度旋转(即以过高的转速旋转)。鉴于上述问题，提出了根据本发明的内燃机控制装置。本发明的目的之一是提供一种内燃机的控制装置，其能够防止在阻塞区附近的区域或者包括阻塞区的区域内涡轮增压器过度旋转。鉴于上述现有技术，本发明的一个方面是提供一种内燃机控制装置，其包括涡轮增压器，进气量检测部分，进气压力检测部分，涡轮极限转速确定部分和涡轮控制部分。所述涡轮增压器包括压气机。所述进气量检测部分确定所述压气机上游侧的进气通道内的进气量。所述进气压力检测部分确定所述压气机上游侧的所述进气通道内的上游侧进气压力。所述涡轮极限转速确定部分为与由所述进气量检测部分检测到的进气量对应的涡轮极限转速确定涡轮极限转速增压比，所述涡轮极限转速增压比是所述上游侧进气压力与所述压气机下游侧的所述进气通道内的下游侧进气压力之比。所述涡轮极限转速确定部分还利用所述上游侧进气压力和所述涡轮极限转速增压比计算所述涡轮增压器的防止涡轮过度旋转的增压压力。所述涡轮控制部分基于所述防止涡轮过度旋转的增压压力控制所述涡轮增压器。
现在参考构成原始公开内容的一部分的附图，其中
图I是采用了根据一个示例性实施例的内燃机控制装置的整个柴油机的示意图；图2是比较图I所示的柴油机的涡轮增压器的稳定状态和瞬变状态的压气机增压比图或曲线图；图3是图2中的用虚线围起来的区域P的放大图；图4是示出用于寻找目标增压压力TargetBoost和前馈量VN_Opening_ratio的框图；图5是用于根据进气量计算压气机上游的进气通道内的压力的压气机上游压力计算图；图6是示出由控制单元执行的用于寻找目标增压压力TargetBoost和前馈量VN_Opening_ratio的程序的流程图；以及图7是示出在瞬变期间内各种参数如何改变的时序图。
具体实施例方式现在参考附图描述选定的实施例。本领域的普通技术人员从所公开的内容可以明显看出，下面对实施例的描述仅仅用于展示目的，而不是限制本发明的目的。本发明的保护范围由后附权利要求书及其等同方案限定。首先参考图1，其中示意性地示出了根据第一实施例的整个柴油机I。柴油机I具有排气通道2，其用于从燃烧室排出废气；以及进气通道3，其用于将进气引入到燃烧室内。由于柴油机是构造为执行废气再循环(EGR)的内燃机，所以在排气通道2和进气通道3的集气部分3a之间设置有EGR通道4。柴油机I还包括发动机控制单元5，发动机控制单元5包括带有控制柴油机I的操作的发动机控制程序(在后面描述)的微型计算机。发动机控制单元5还可包括其它传统部件，例如输入接口电路、输出接口电路以及存储器件，所述存储器件可以是例如ROM (只读存储器)器件和RAM (随机存取存储器)器件。在EGR通道4内安装有EGR控制阀6和EGR冷却器7。发动机控制单元5根据发动机运行状态控制EGR控制阀6的开度，以便实现规定的EGR率。例如，控制EGR控制阀6，以便使EGR率在低发动机转速/低负荷区域最大，并且随着发动机转速和发动机负荷提高而降低。柴油机I配备有由发动机控制单元5控制的共轨燃料喷射系统10。在共轨燃料喷射系统10中，供给泵11供给加压燃料，加压燃料经过高压燃料供给通道12。加压燃料临时存储在蓄压器(共轨)13内。然后，燃料从蓄压器13分配到各个气缸的多个燃料喷嘴14。根据燃料喷嘴14的打开和关闭来喷射燃料。通过压力调节器(未示出)可变地调节蓄压器13内的燃料压力。在蓄压器13内设置有用于检测燃料压力的燃料压力传感器15。在每个气缸的燃烧室内布置有公知的电热塞18。柴油机I还具有涡轮增压器21，在涡轮增压器21内同轴地布置有涡轮22和压气机23。涡轮22由发动机控制单元5控制。涡轮22位于排气通道2内，并且位于EGR通道4从排气通道2分支出来的位置的下游。涡轮22具有以可变喷嘴24为特征的可变容量结构，可变喷嘴24设置在涡管入口处作为调节增压压力的容量改变装置。可变喷嘴24由响应控制压力(控制负压)而操作的隔膜致动器25驱动。这样，当可变喷嘴24的开度小时，获得了小容量特性，该小容量特性适合于排气流量小的运行状态，例如低发动机转速运行区。相反，当可变喷嘴24的开度大时，获得了大容量特 性，该大容量特征适合于排气流量大的运行状态，例如高发动机转速运行区。但是，涡轮增压器21不限于带有具有可变控制的喷嘴开度的涡轮的可变容器涡轮增压器。涡轮增压器21可设置有其它类型的增压压力调节装置。例如，代替使用可变喷嘴型的涡轮增压器，本发明的控制装置可应用于传统的涡轮增压器，其中，传统的涡轮增压器配备有作为增压压力调节装置的可变控制的排气泄压阀。催化转换器27和颗粒捕捉过滤器28 (柴油机颗粒过滤器DFP)在涡轮22的下游顺序布置在排气通道2内。催化转换器27氧化包含在从涡轮22沿着排气通道2流过来的废气中的CO和HC。DFP 28捕捉并去除从涡轮22沿着排气通道2流过来的废气中的废气颗粒(颗粒物质PM)。由于DFP 28的压降随着颗粒物质在DFP 28中的积聚而改变，所以设置了差压传感器32以检测DFP 28的入口侧和出口侧之间的压差。也可以不使用压差传感器32直接检测压差，而是设置位于入口处的压力传感器和位于出口处的压力传感器来确定压差。压气机23布置在进气通道3内。空气流量计35布置在压气机23的上游。空气流量计35检测进气量。空气滤清器36布置在空气流量计35的上游。大气压力传感器37和环境空气温度传感器38布置在空气滤清器36的入口侧。大气压力传感器37检测外部压力，即大气压力。环境空气温度传感器38检测外部空气温度。中间冷却器39布置在压气机23和集气部分3a之间,用于冷却被增压的高温进气。节气门41设置在进气通道3的集气部分3a的入口侧，用于控制(限制)进气量。节气门41由来自发动机控制单元5的控制信号驱动，从而打开和关闭。增压压力传感器44设置在节气门41和中间冷却器39之间，用于检测压气机23下游位置的进气通道3内的增压进气压力或者下游侧进气压力P2(P_out-Comp)。发动机控制单元5控制燃料喷射系统10的喷射量和喷射定时、EGR控制阀6的开度、以及可变喷嘴24的开度。除了上述传感器外，发动机控制单元5还接收来自如下传感器的检测信号检测加速踏板下压量的加速器开度传感器46，检测发动机转速的发动机转速传感器47，检测冷却液温度的冷却液温度传感器48，以及其它传感器。当涡轮增压器21的尺寸小时，可在低的发动机转速实现高度增压(过增压)。但是，已经确定，在高发动机转速时，必然使涡轮增压器在阻塞区或阻塞区附近操作，在所述阻塞区，压气机的效率急剧下降，并且涡轮转速对进气量非常敏感。特别地，如果阻塞区后面接着瞬变期，那么即使增压压力本身与稳定状态时相比不会超调，进气量也会比同一发动机转速下的稳定状态期间内的进气量大。这点已经得到试验验证。人们相信，进气量增大的原因是与稳定状态相比，压气机的入口处的压力过度地朝向较大的真空压力减少。因此，在瞬变期内，涡轮可能经历过度旋转(即以过高的转速旋转)。柴油机I的涡轮增压器21是小涡轮增压器，因此在瞬变期内，随着进气量增加，压气机23的上游侧的进气压力(朝向大气压力)减小。但是，在这种情况下，柴油机I识别出涡轮增压器21的运行状态并且相应地控制涡轮增压器21，使得能够在瞬变期内防止涡轮22过度旋转。如下所述，防止涡轮过度旋转的增压压力P_out_Comp_limit定义为会导致涡轮增压器的涡轮以涡轮极限转速旋转的涡轮增压器21的压气机23的下游的进气压力。上游侧进气压力P_in_Comp定义为压气机23的上游侧的进气压力。基于涡轮极限转速增压比Pratio_Comp_limit利用上游侧进气压力P_in_Comp计算防止润轮过度旋转的增压压力P_out_Comp_limit的值。基于计算出的防止润轮过度旋转的增压压力P_out_Comp_limit计算内燃机的目标增压压力TargetBoost。图2是比较涡轮增压器21的稳定状态和瞬变状态的压气机增压比图或曲线图。对于具体的涡轮增压器来说，预先存储压气机增压比曲线图。竖轴表示压气机增压比n，该压气机增压比n是进气通道3内的下游侧进气压力P2(P_oUt_Comp)与进气通道3内的上游侧进气压力Pl(P_in_Comp)的比值。横轴表示压气机23的上游侧的进气量(体积流量)Vair0在图2的压气机增压比曲线图中，特性曲线Cl至C9分别表示在涡轮22的特定的恒定圆周速度(转速)下压气机增压比n与进气量之间的关系。特性曲线的圆周速度满足如下关系C1的圆周速度< C2的圆周速度<……< C8的圆周速度< C9的圆周速度。用虚线示出的特性曲线C6对应于涡轮22的最大允许转速。图2中所示的特性曲线B画出了在各个发动机转速下当节气门全开(稳定状态)时压气机的流量和增压比。不用多说，在该曲线图中，调节特性曲线B的各种状态以使涡轮转速不会超过最大允许转速。此外，图2中所示的曲线A表示在第二档当发动机状态从恒定速度改变到节气门全开时(瞬变状态)涡轮增压器21的状态。在稳定状态期间，控制涡轮增压器21以使涡轮增压器21不会超过最大允许转速，但是，随着发动机转速提高，涡轮转速对进气量的敏感性提高。因此，涡轮转速超过最大允许转速并且涡轮达到过度旋转状态。在瞬变期间内，进气量比稳定状态期间增大，并且在高发动机转速和高发动机负荷运行区内，压气机23的上游侧的进气压力朝向大气压力减小。因此，如图2中的特性曲线A所示，与由图2中的特性曲线B所示的稳定状态相比，压气机增压比增大。因此，SP使增压压力没有超调，涡轮22的转速也因压气机增压比增大而提高。因此，计算会导致达到涡轮极限转速的压气机增压比(Pratio_Comp_limit)。根据基于当前进气量计算出的进气通道3内的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)来计算该压气机增压比31 (Pratio_Comp_limit),并且基于计算出的压力Pl (P_in_Comp)和计算出的压气机增压比n (Pratio_Comp_limit)来计算将会导致达到润轮极限转速的进气通道3内的下游侧进气压力P2 (P_out_Comp)。然后,将目标增压压力TargetBoost设置为比计算出的下游侧进气压力P2 (P_out_Comp)小的值。、更具体地说，利用由空气流量计35检测到的进气流量Intake_Air、由大气压力传感器37检测到的大气压力、由周围空气温度传感器38检测到的进气温度T_in_Comp计算进气通道3内的位于压气机23上游侧的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)、进气量(体积流量)Vair、以及进气量(质量流量)Gair。然后，如图2中的箭头所示，利用类似图2中所示的预先存储的曲线图，寻找当检测到的进气量Intake_Air等于计算出的进气量(体积流量)Vair时的将会导致达到润轮极限转速的压气机增压比(Pratio_Comp_limit)。然后，计算防止润轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)。防止润轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)是当润轮以润轮极限转速旋转时在进气通道3内的压气机23的下游侧产生的压力。基于与涡轮极限转速对应的压气机增压比(Pratio_Comp_limit)和上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)来计算防止润轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)。将计算出的防止润轮过度旋转的增压压力P21 imi t (P_out_Comp_l imi t)与基础目标增压压力 Pbtb (Base_Target_Boost)进行比较，其中所述基础目标增压压力Pbtb (Base_Target_Boost)是利用预先存储的曲线基于发动机转速Ne和燃料喷射量Qbasc计算出来的。将这两个被比较的值中的较小的值用作表压力，该表压力被设定为目标增压压力TargetBoost。 图3是图2中的用虚线圈起来的区域P的放大图。区域P是涡轮22的转速变得高于润轮极限转速的区域。在该区域内，防止润轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)被设定为目标增压压力TargetBoost。基于压气机23的下游侧的下游侧进气压力P2(P_oUt_Comp)和上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)确定实际压气机增压比n (Actual_Pratio_Comp),其中，下游侧进气压力P2 (P_out_Comp)由增压压力传感器44的检测值表示,上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)是压气机23上游侧的进气通道3内的当前上游侧进气压力。随着实际压气机增压比(Actual,Pratio_Comp)超过与润轮极限转速对应的压气机增压比n (Pratio_Comp_limit)的量增大，用于对可变喷嘴24的开度执行前馈控制的前馈量VN_opening_ratio被修正为更大的值，以便向打开方向控制可变喷嘴24(即，把可变喷嘴的开度增大为更大的开度)。更具体地说，用于执行前馈控制的前馈量VN_opening_ratio被修正为使得特性曲线A的压气机增压比n超过特性曲线C6的压气机增压比的量(如图3所示)变得更大，从而使可变喷嘴的开度增大以降低增压压力。图4是示出由发动机控制单元5执行的控制程序的一部分的框图，该部分控制程序确定目标增压压力TargetBoost和用于控制可变喷嘴24的开度的前馈量VN_0pening_ratio。图4中所示的许多功能由发动机控制单元5执行的软件实现。在步骤SI中，发动机控制单元5利用由空气流量计35检测到的进气量Intake_Air、由周围空气温度传感器38检测到的进气温度T_in_Comp、由转速传感器47检测到的发动机转速Ne、以及在后面说明的步骤S2中计算出来的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)计算流入压气机23内的空气的进气量(体积流量)Vair和进气量(质量流量)Gair。利用发动机转速Ne和由空气流量计35检测到的进气量Intake_Air计算进气量(质量流量)Gair。利用由周围空气温度传感器38检测到的进气温度T_in_Comp、在步骤S2(将在后面说明)中计算出来的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)、由空气流量计35检测到的进气量Intake_Air和由转速传感器47检测到的发动机转速Ne来计算进气量(体积流量)Vair。步骤SI构成进气量检测部分，其利用空气流量计35确定压气机23上游侧的进气通道3内的进气量 Intake_Air。在步骤S2中，发动机控制单元5利用与图5所示类似的压气机上游压力计算曲线图计算与进气量(质量流量)Gair对应的上游侧进气压力Pl(P_in_Comp)。步骤S2构成压力检测部分，其确定压气机23上游侧的进气通道3内的上游侧进气压力。作为另外一种选择，代替利用图5的压气机上游压力计算曲线图进行估计，可以用传感器直接检测上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)。当然,利用额外的传感器而不是估计上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)会增加控制装置的成本。在步骤S3中，发动机控制单元5利用与图2所示类似的压气机增压比曲线图计算会导致进气量(体积流量)Vair处的涡轮极限转速的压气机增压比(Pratio_Comp_limit)。 在步骤S4中，发动机控制单元5通过把上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)乘以在步骤S3中计算出来的压气机增压比(Pratio_Comp_limit)来计算与在步骤S2中计算出来的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)对应的防止涡轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)。在步骤S5中，发动机控制单元5通过从防止涡轮过度旋转的增压压力P21 imit (P_out_Comp_limit)中减去由大气压力传感器37检测到的大气压力，来将在步骤S4中计算出来的防止润轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)转换成表压力。在步骤S6中，发动机控制单元5基于由转速传感器47检测到的发动机转速Ne和燃料喷射量Qbase利用规定的基础目标增压曲线图计算基础目标增压压力Pbtb(Base_Target_Boost)。在步骤S7中，发动机控制单元5比较在步骤S5中计算出来的防止涡轮过度誶的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)和在步骤S6中计算出来的基础目标增压压力Pbtb (Base_Target_Boost),并将这两个值中的较小值设定为目标增压压力TargetBoost。步骤S7构成润轮转速确定部分的一部分,其用于确定目标增压压力TargetBoost。在步骤S8中，发动机控制单元5基于由增压压力传感器44检测到的下游侧进气压力P2 (P_out_Comp)和在步骤S2中计算出来的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)计算实际压气机增压比n (Actual_Pratio_Comp)。步骤S8构成压气机下游压力检测部分,其通过利用增压压力传感器44物理检测进气通道3内的下游侧进气压力来确定压气机23下游侧的进气通道3内的当前下游侧进气压力。在步骤S9中，发动机控制单元5通过从在步骤S3中计算出来的会导致进气量(体积流量)Vair处的润轮极限转速的压气机增压比(Pratio_Comp_limit)减去在步骤S8中计算出来的实际压气机增压比31 (Actual_Pratio_Comp),来计算差异量dfferential_Pratio0在步骤SlO中，发动机控制单元5利用在步骤S9中计算出来的差异量dfferential_Pratio 和规定的修正曲线图(correction_Map)计算修正量 “Correetion”，该修正量“Correetion”对用于对可变喷嘴24的开度执行前馈控制的前馈量VN_0pening_ratio进行修正。在步骤Sll中，发动机控制单元5通过把在步骤SlO中计算出来的修正量“Correction”加到根据废气能量设定的基础前馈量based_VN_0pening_ratio上来计算前馈量 VN_Opening_ratio。图6示出了由发动机控制单元5执行的控制的一部分的流程图，该部分控制构成确定目标增压压力TargetBoost和用于通过隔膜致动器25控制可变喷嘴24的开度的前馈量VN_Opening_ratio的程序。图6的流程图构成发动机控制单元5的润轮控制部分，其根据防止润轮过度旋转的增压压力P21imit(P_out_Comp_limit)朝向目标增压压力TargetBoost控制润轮增压器21。在步骤S21中，发动机控制单元5利用发动机转速Ne和由空气流量计35检测到的进气量Intake_Air计算进气量(质量流量)Gair。在步骤S22中，发动机控制单元5基于由转速传感器47检测到的发动机转速Ne和燃料喷射量Qbase利用规定的曲线图(Base_Target_Boost_Map)计算基础目标增压压力Pbtb(Base_Target_Boost)。在步骤S23中，发动机控制单元5利用与图5所示类似的压气机上游压力计算 曲线图计算与进气量(质量流量)Gair对应的进气通道3内的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)。在步骤S24中，发动机控制单元5利用由周围空气温度传感器38检测到的进气温度T_in_Comp、在步骤S23中计算出来的进气通道3内的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)、由空气流量计35检测到的进气量Intake_Air、以及由转速传感器47检测到的发动机转速Ne来计算进气量(体积流量)Vair。发动机控制单元5还利用由周围空气温度传感器38检测到的进气温度T_in_Comp和在步骤S23中计算出来的压气机23上游的进气通道3内的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)计算空气密度P。在步骤S25中，发动机控制单元5利用与图2所示类似的压气机增压比曲线图计算会导致与进气量(体积流量)Vair处的涡轮极限转速相等的涡轮转速的压气机增压比Ti (Pratio_Comp_limit)。在步骤S26中，发动机控制单元5通过把在步骤S25中计算出来的压气机增压比Ti (Pratio_Comp_limit)乘以在步骤S23中计算出来的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)来计算防止润轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)。在步骤S27中，发动机控制单元5比较在步骤S26中计算出来的防止涡轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit)和在步骤S22中计算出来的基础目标增压压力Pbtb (Base_Target_Boost)，并将这两个值中的较小值设定为目标增压压力TargetBoost。在步骤S28中，发动机控制单元5基于由增压压力传感器44检测到的下游侧进气压力P2 (P_out_Comp)和在步骤S23中计算出来的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)来计算实际压气机增压比31 (Actual_Pratio_Comp)。在步骤S29中，发动机控制单元5通过从在步骤S25中计算出来的会导致涡轮极限转速的压气机增压比n (Pratio_Comp_limit)减去在步骤S28中计算出来的实际压气机增压比n (Actual_Pratio_Comp)来计算差异量dfferential_Pratio。然后,发动机控制单元5利用差异量dfferential_Pratio和规定的修正曲线图(correction_Map)计算修正量“Correction”,该修正量“Correction”对用于对可变喷嘴24的开度执行前馈控制的前馈量 VN_0pening_ratio 进行修正。如图7的时序图所示，当加速踏板被踩下时，发动机转速Ne和进气量(质量流量)Gair升高。在涡轮增压器21的涡轮22的转速接近涡轮极限转速的时间tl，进气量(质量流量)GaiH图7中的实线曲线)变为大于与稳定状态对应的进气量(质量流量)GaiH图7中的细线曲线)。因此，涡轮增压器21的压气机23的上游的进气压力P_in_Comp(图7中的实线曲线)(朝向大气压力)下降，并且涡轮增压器21的压气机23的下游的进气压力与压气机23的上游的进气压力的增压比增大。结果，涡轮增压器21的涡轮22的转速(图7中的实线曲线)变为大于与稳定状态对应的转速(图7中的细线曲线)。 因此，在本实施例中，利用进气量(质量流量)Gair计算防止涡轮过度旋转的增压压力P21imit (P_out_Comp_limit),并且在瞬变期间内，将目标增压压力TargetBoost设定为小于防止涡轮过度旋转的增压压力P21imit(P_out_Comp_limit)。这样，在瞬变期间内，如图7中的单点划线所示，可以降低进气量(质量流量)Gair和增压压力，并且可以降低涡轮增压器21的涡轮22的转速。此外，在瞬变期间内，如图7中的单点划线所示，由于进气量(质量流量)Gair降低，所以如图7中的单点划线所示，涡轮增压器21的压气机23的上游的进气压力P_in_Comp增大。此外，由于基于实际压气机增压比n (Actual_Pratio_Comp)与会达到润轮极限转速的压气机增压比31 (Pratio_Comp_limit)之间的差异量dfferential_Pratio来计算·用于修正前馈量VN_Opening_ratio的修正量“Correction”,其中所述前馈量VN_0pening_ratio用于对可变喷嘴24的开度执行前馈控制，所以，如图7中的单点划线所示，在瞬变期间内可以精确地修正前馈量VN_Opening_ratio，并且在瞬变期间内可以以良好的响应性处理涡轮22的过度旋转问题。对于利用进气量(质量流量)Gair计算进气通道3内的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)来说，可以考虑空气滤清器的36的过滤元件的压降如何随着时间变化。车辆行驶的距离越长，通过空气滤清器的过滤元件的空气量越多。因此，随着车辆行驶的距离变长，在过滤元件内收集的灰尘量增加，并且过滤元件的空气通过阻力增大。为了考虑空气通过阻力的这种变化，可以根据车辆行驶的不同距离(更具体地说，根据自空气滤清器36的过滤元件开始使用时起车辆行驶的距离)准备与图5所示类似的多个压气机上游压力计算曲线图。通过根据自空气滤清器36的过滤元件开始使用时(即自上次更换过滤元件时)起车辆行驶的距离有选择地使用这些曲线图，可以精确地计算进气通道3内的上游侧进气压力Pl(P_in_Comp)，并且可以在瞬变期间内更精确地防止涡轮增压器21的涡轮过度旋转。准备压气机上游压力计算曲线图并将其存储在发动机控制单元5内，以便考虑自空气滤清器36的过滤元件开始使用时(即自上次更换过滤元件时)起车辆行驶的距离。特别是，随着自空气滤清器36的过滤元件开始使用时起车辆行驶的距离增加，对于同样的进气量(质量流量)Gair来说，选择的曲线图朝向负压的方向设置位于压气机23上游侧的进气通道3内的上游侧进气压力Pl (P_in_Comp)。在理解本发明的范围时，除了有明确的相反说明以外，本文用于描述由部件、部、装置等执行的操作或功能的术语“确定”和“正在确定”包括不需要物理检测的部件、部、装置等，而且还包括实际测量、估计、模拟、预测或计算等以执行这些操作或功能。本文所使用的程序术语“基本上”、“大概”和“大约”是指被修饰术语的不会引起最终结果明显改变的
合理偏差量。虽然仅选择了优选的实施例来展示本发明，但是，本领域的普通技术人员从公开内容可以明显看出，在不偏离由后附权利要求书限定的本发明的保护范围的情况下，可以做出多种改变和改型。例如，可以根据需要和/或希望改变各种部件的尺寸、形状、位置或者取向。除了有明确的相反说明以外，显示为彼此直接连接或接触的部件可具有介于其间的中间结构。除了有明确的相反说明以外，一个元件的功能可由两个元件实现，并且反之亦然。与现有技术不同的每个特征， 无论是单独地还是与其它特征组合，都应被理解为对申请人的进一步发明的单独描述，包括由这些特征体现的结构上的和/或功能上的概念。因此，前面对根据本发明的实施例的描述仅仅是展示性的，而不是用于限定本发明的。本发明的保护范围由后附权利要求书及其等同方案限定。
权利要求
1.一种内燃机控制装置，包括 涡轮增压器，其包括压气机； 进气量检测部分，其确定所述压气机上游侧的进气通道内的进气量； 进气压力检测部分，其确定所述压气机上游侧的所述进气通道内的上游侧进气压力；涡轮极限转速确定部分，其为与由所述进气量检测部分检测到的进气量对应的涡轮极限转速确定涡轮极限转速增压比，所述涡轮极限转速增压比是所述上游侧进气压力与所述压气机下游侧的所述进气通道内的下游侧进气压力之比，所述涡轮极限转速确定部分还利用所述上游侧进气压力和所述涡轮极限转速增压比来计算所述涡轮增压器的防止涡轮过度旋转的增压压力；以及 涡轮控制部分，其基于所述防止涡轮过度旋转的增压压力控制所述涡轮增压器。
2.根据权利要求I所述的内燃机控制装置，其中， 所述涡轮极限转速确定部分还基于所述内燃机的发动机转速和燃料喷射量确定所述压气机下游侧的基础目标增压压力， 所述涡轮极限转速确定部分还通过选择所述防止涡轮过度旋转的增压压力和所述基础目标增压压力中的较小者来设定目标增压压力，以及 所述涡轮控制部分基于所述目标增压压力控制所述涡轮增压器。
3.根据权利要求I所述的内燃机控制装置，还包括 压气机下游侧压力确定部分，其确定当前下游侧进气压力；并且根据在由所述进气量检测部分确定的进气量下利用当前下游侧进气压力计算出来的下游侧进气压力与上游侧进气压力的增压比和所述涡轮极限转速增压比之间的差异，所述涡轮控制部分利用前馈量修正对所述涡轮增压器的涡轮的喷嘴开度的前馈控制，从而执行所述前馈控制，以使增压压力变为等于目标增压压力。
4.根据权利要求3所述的内燃机控制装置，其中， 所述涡轮控制部分修正所述前馈量，使得随着所述下游侧进气压力与上游侧进气压力的增压比超过所述涡轮极限转速增压比的量增大，朝向打开方向控制所述涡轮的喷嘴开度，以便降低所述增压压力。
5.根据权利要求2所述的内燃机控制装置，还包括 压气机下游侧压力确定部分，其确定当前下游侧进气压力；并且根据在由所述进气量检测部分确定的进气量下利用当前下游侧进气压力计算出来的下游侧进气压力与上游侧进气压力的增压比和所述涡轮极限转速增压比之间的差异，所述涡轮控制部分利用前馈量修正对所述涡轮增压器的涡轮的喷嘴开度的前馈控制，从而执行所述前馈控制，以使增压压力变为等于所述目标增压压力。
6.根据权利要求5所述的内燃机控制装置，其中， 所述涡轮控制部分修正所述前馈量，使得随着所述下游侧进气压力与上游侧进气压力的增压比超过所述涡轮极限转速增压比的量增大，朝向打开方向控制所述涡轮的喷嘴开度，以便降低所述增压压力。
7.根据权利要求I所述的内燃机控制装置，其中， 所述进气压力检测部分根据安装有所述内燃机的车辆行驶的距离修正所述上游侧进气压力的值。
8.根据权利要求I所述的内燃机控制装置，其中， 所述涡轮增压器是可变容量的涡轮增压器，其包括带有可变控制的喷嘴开度的涡轮。
9.根据权利要求I所述的内燃机控制装置，其中， 所述进气压力检测部分估计所述压气机上游侧的所述进气通道内的所述上游侧进气压力。
全文摘要
本发明公开一种内燃机控制装置，其包括涡轮增压器、进气量检测部分、进气压力检测部分、涡轮极限转速确定部分和涡轮控制部分。所述涡轮极限转速确定部分为与由所述进气量检测部分检测到的进气量对应的涡轮极限转速确定涡轮极限转速增压比，所述涡轮极限转速增压比是所述上游侧进气压力与所述压气机下游侧的所述进气通道内的下游侧进气压力之比，所述涡轮极限转速确定部分还利用所述上游侧进气压力和所述涡轮极限转速增压比来计算所述涡轮增压器的防止涡轮过度旋转的增压压力。所述涡轮控制部分基于所述防止涡轮过度旋转的增压压力控制所述涡轮增压器。
文档编号F02B39/16GK102758687SQ20121008891
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月29日 优先权日2011年4月25日
发明者柏木秀明 申请人:日产自动车株式会社