内燃机的控制装置以及控制方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的控制装置以及控制方法，在维持非增压运行区域内的油耗性能的同时，还提高加速性能。设有绕过增压器的涡轮(32c、32d)的旁通通路(33)，该旁通通路(33)中设有废气阀门(33a)，该废气阀门(33a)利用废气阀致动器(33b)来调整旁通通路(33)的流通面积。在非增压运行区域中运行时，在进气歧管(22)的压力(Pb)与大气压(P1)的比低于阈值的情况下，将废气阀门(33a)的开度设为全闭。
【专利说明】内燃机的控制装置以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的控制装置以及控制方法，尤其涉及一种例如搭载有增压器的内燃机的控制装置。
【背景技术】
[0002]出于提高内燃机(以下，称作发动机)的输出等目的，已知有将利用废气来使涡轮旋转运动的增压器搭载于发动机的进气通路上的涡轮增压器。此外，下面，将进行增压器增压的运行区域称作增压运行区域，将不进行增压器增压的运行区域称作非增压运行区域。
[0003]在涡轮增压器中，若发动机处于高速旋转、高负荷的状态下，可能会产生所需以上的增压压力、使得发动机受到损坏。因此，通常在涡轮的上游设置排气旁通通路。排气旁通通路上设有废气阀门(以下称作WGV)。WGV使流过排气通路的一部分废气分流至排气旁通通路，从而调节进入废气进入涡轮的进气量。由此，将发动机进气通路的压力(增压压力)控制至恰当水平。
[0004]一般来说，使用正压型致动器来驱动WGV。发动机的进气通路(特别是压力增大的节流阀上游部)与废气阀致动器(以下称作WGA)相连，其结构为:若发动机进气通路的压力大于大气压，则WGA可以进行动作。通常，作为旁路阀的WGV被保持在全闭的位置上、直到可以进行WGA的动作为止。
[0005]由于设置在排气通路内的涡轮会对从燃烧室排出的废气的通路造成妨碍，因此会成为排气压力上升的主要原因。排气压力越是上升，排气损失也越大，使得发动机的效率降低。
[0006]在现有的结构中，如果不提高发动机的进气通路的压力，则无法对WGV的开度进行操作。因此，在属于非增压运行区域等的进气通路的压力为规定值以下时，即使有WGV的开度改变请求，也无法操作。因而，发动机的效率有所下降。
[0007]因此，近年来，提出了一种使WGA电动化、从而可以在需要的时候对WGV进行操作、而不依赖于进气通路的压力的系统(例如，参照专利文献I)。
[0008]通过在非增压运行区域打开WGV，从而能够降低排气损失，因而发动机效率有所提高，使得燃油消耗降低。然而，伴随着排气压力的下降，涡轮的转速也将变小，因此此后在有加速请求时的增压延迟(涡轮迟滞)会变长，从而产生发动机加速性能变差的问题。
[0009]因此，在一个现有技术中，通过在非增压运行区域将WGV开度设为约20%(WGV开度:全闭=0%;全开=100% )，并伴随着使用了加速信号的加速请求、将WGV设为全闭，从而实现改善燃油消耗，并保证加速时的增压压力的响应(加速响应性)。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本专利特开2006-274831号公报
【发明内容】
[0013]发明所要解决的技术问题
[0014]在专利文献I的方法中存在以下问题:即使在非增压运行区域中，在发动机负荷较低的区域，将WGV打开20%也会导致加速时的加速响应性变差。
[0015]本发明为了解决上述问题而得以完成，其目的在于，得到一种能够在保持燃耗性能的同时、提高加速性能的内燃机的控制装置以及控制方法。
[0016]解决技术问题所采用的技术方案
[0017]本发明是一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括:节流阀，该节流阀设置在所述内燃机的进气通路中；增压器，该增压器具有:设置在所述内燃机的排气通路的涡轮、以及设置在所述进气通路的所述节流阀的上游、并与所述涡轮进行一体旋转的压缩机；废气阀门，该废气阀门绕过所述涡轮、设置在形成于所述排气通路中的旁通通路中；废气阀门驱动部，该废气阀门驱动部通过驱动所述废气阀门、来改变所述旁通通路的流通截面积；进气歧管压力检测部，该进气歧管压力检测部检测设置在所述节流阀下游处的进气歧管的压力；大气压力检测部，该大气压力检测部检测所述内燃机外部的大气压；加速操作量检测部，该加速操作量检测部检测驾驶员的加速操作量；以及旋转数传感部，该旋转数传感部检测所述内燃机的旋转数，所述控制装置包括:运行区域判断部，该运行区域判断部基于所述加速操作量及所述发动机的旋转数，来判断所述驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域；Pb/Pl比较部，该Pb/Pl比较部在所述运行区域为非增压运行区域的情况下、判断所述进气歧管的压力与所述大气压的比是否低于阈值;WGV开度计算部，该WGV开度计算部基于所述进气歧管的压力与所述大气压的比、来计算所述废气阀门的目标开度；以及WGV开度调整部，该WGV开度调整部基于由所述WGV开度计算部计算出的目标开度、来调整所述废气阀门的开度，在所述进气歧管的压力与所述大气压的比低于阈值的情况下，所述WGV开度计算部将所述废气阀门的目标开度计算成全闭。
[0018]发明效果
[0019]本发明是一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括:节流阀，该节流阀设置在所述内燃机的进气通路中；增压器，该增压器具有:设置在所述内燃机的排气通路的涡轮、以及设置在所述进气通路的所述节流阀的上游、并与所述涡轮进行一体旋转的压缩机；废气阀门，该废气阀门绕过所述涡轮、设置在形成于所述排气通路中的旁通通路中；废气阀门驱动部，该废气阀门驱动部通过驱动所述废气阀门、来改变所述旁通通路的流通截面积；进气歧管压力检测部，该进气歧管压力检测部检测设置在所述节流阀下游处的进气歧管的压力；大气压力检测部，该大气压力检测部检测所述内燃机外部的大气压；加速操作量检测部，该加速操作量检测部检测驾驶员的加速操作量；以及旋转数传感器，该旋转数传感器检测所述内燃机的旋转数，所述控制装置包括:运行区域判断部，该运行区域判断部基于所述加速操作量及所述发动机的旋转数，来判断所述驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域；Pb/Pl比较部，该Pb/Pl比较部在所述运行区域为非增压运行区域的情况下、判断所述进气歧管的压力与所述大气压的比是否低于阈值；WGV开度计算部，该WGV开度计算部基于所述进气歧管的压力与所述大气压的比、来计算所述废气阀门的目标开度；以及WGV开度调整部，该WGV开度调整部基于由所述WGV开度计算部计算出的目标开度、来调整所述废气阀门的开度，在所述进气歧管的压力与所述大气压的比低于阈值的情况下，所述WGV开度计算部将所述废气阀门的目标开度计算成全闭，由此，该内燃机的控制装置能维持油耗性能的同时，提高加速性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明的实施方式I的内燃机及其控制装置的结构的结构图。
[0021]图2是表示本发明的实施方式I的内燃机的控制装置的结构的框图。
[0022]图3是表示本发明的实施方式I的内燃机的控制装置的处理流程的流程图。
[0023]图4是表示本发明的实施方式I的内燃机的控制装置的运行区域的图。
[0024]图5是表示本发明的实施方式I的内燃机的控制装置的P2/P1限制值的设定例的图。
[0025]图6是表示本发明的实施方式I的内燃机的控制装置的油耗性能的降低程度不足I %的区域的图。
[0026]图7是表示本发明的实施方式I的内燃机的控制装置、从非增压运行区域向增压运行区域进行加速操作时的加速响应性能的比较的图。
[0027]实施方式
[0028]实施方式I
[0029]下面，参照附图对本发明的实施方式所涉及的内燃机的控制装置进行说明。图1是表示实施方式I中的内燃机(发动机)及其控制装置的简要结构的图。
[0030]发动机10具有多个燃烧室11。发动机10经由进气歧管22与进气通路20及排气通路30相连。排气通路30中设有涡轮增压器32的涡轮外壳32c。排气通路30中的涡轮外壳32c的上游处(以下简称作“上游处”)通过旁通通路33来与排气通路30中的涡轮外壳32c的下游处(以下简称作“下游处”)相连结。一部分废气绕过涡轮外壳32c，流进旁通通路33内。另外，“上游处”与旁通通路33的连接部设有可以对旁通通路33的流通面积进行调整的废气阀门(以下，称作WGV) 33a。WGV33a由废气阀致动器(以下称作WGA) 33b驱动。另外，“下游处”与旁通通路33的连接部的更下游一侧设有催化剂31。
[0031]进气通路20中设有涡轮增压器32的压缩机外壳32a，压缩机外壳32a的下游设有中间冷却器21。中间冷却器21下游一侧的进气通路20中设有节流阀(以下称作THV) 23。进气通路20经由进气歧管22与发动机10相连接。
[0032]THV23利用节流电动机23a来进行开闭，THV23的开度由节流位置传感器(以下称作TPS) 23b输出。
[0033]在进气通路20中，从压缩机外壳32a到节流阀23为止之间、安装有检测进气通路20内的节流上游压力(以下称作P2)的P2传感器41。另外，在进气歧管22中安装有检测进气歧管的压力(以下称作Pb)的Pb传感器42。
[0034]发动机10的外部设有用于检测大气压(以下称作Pl)的Pl传感器43。然而，如果可以根据与运行条件相对应的Pb、P2的值来推算Pl的值，则也可以不检测Pl而使用推算值。
[0035]在涡轮增压器32中，利用涡轮外壳32c及设于其内部的涡轮机叶轮32d来构成离心式涡轮。另外，利用压缩机外壳32a及设于其内部的压缩机叶轮32b来构成离心式压缩机。涡轮机叶轮32d与压缩机叶轮32b通过涡轮轴32e相连结，在利用废气来对涡轮机叶轮32d进行旋转驱动时，压缩机叶轮32b也同时被旋转驱动，从而对进气通路20内的进气进行增压。由此，离心式涡轮(32c、32d)与离心式压缩机(32a、32b)构成增压机。
[0036]另外，发动机10中同时设有电子控制单元(以下称作E⑶)50。E⑶50中输入有来自以下各种传感器(未图示)的输出信号(以下称作检测信号):即、检测曲柄转速(以下称作Ne)的Ne传感器40、检测驾驶员的加速操作量的加速位置传感器(以下称作APS) 44、以及分别对水温、进气温度、以及车速等进行检测的传感器(未图示)。节流电动机23a、及WGA33b等致动器由E⑶50驱动控制。
[0037]E⑶50以由CPU、ROM、RAM等组成的微型计算机为主体得以构成，通过执行存储在ROM中的各种控制程序，来实施针对于发动机10的每个运行状态的发动机10的各种控制。即,ECU50中分别输入有来自上述多个传感器的检测信号，基于随时输入的这些检测信号来计算燃料喷射量、点火时期等，并实施对燃料喷射装置、点火装置等的驱动。
[0038]另外，E⑶50基于来自包含节流位置传感器(TPS) 23b在内的各种传感器的检测信号来计算出驾驶员所要求的发动机输出，从而计算出目标节流开度。ECU50基于该目标节流开度来驱动节流电动机23a，从而调整节流阀(THV) 23的开度。另外，ECU50与节流开度控制并行，实施WGV开度控制，以达到每次要求的WGV开度。通过上述节流开度控制及WGV开度控制来实现驾驶员所要求的发动机输出。
[0039]另外，如上所述，在非增压运行区域打开WGV33a会使得排气损失下降，从而能够改善油耗。旁通通路33的流通面积越大，其排气损失的降低效果越好，因此认为WGV33a的全开状态为改善油耗的最佳状态。因此，在非增压运行区域，油耗会随着使WGV33a向关闭一侧进行变化，而表现出变多的趋势。
[0040]图6中，横轴为Ne，纵轴为Pb/Pl。如上所述，认为在非增压运行区域，WGV33a的全开状态为改善油耗的最佳状态。因此，在图6中，以将WGV33a处于全开状态下运行时的油耗性能作为基准，测量改变WGV33a的开度(20%、10%、全闭)所导致的油耗性能的下降程度，示出了 WGV33a的各开度下、油耗性能的下降程度小于I %的区域。在WGV33a的开度为20%的状态下运行时，实线L62为油耗性能下降了 1%的边界线，该边界线所包围的区域A62是油耗性能的下降程度小于1%的运行区域。在将WGV33a的开度设为10%的状态下进行同样的测量时的边界线为实线L61，油耗性能的下降程度小于1%的运行区域为A61。另外，在将WGV33a设为全闭状态下进行同样的测量时的边界线为实线L60，油耗性能的下降程度小于1%的运行区域为A60。
[0041]由图6的测量结果可知，在非增压运行区域，将WGV33a关闭将导致油耗性能的下降，但在负荷较小的运行区域中，即使在将WGV33a全闭的情况下，也不影响油耗性能，或者所产生的影响较小。这示出了:由于涡轮机叶轮32d设置于排气通路30中，因此在WGV33a处于全闭的情况下，涡轮机叶轮32d将阻碍废气的通过，但是由于涡轮外壳32c的内壁与涡轮机叶轮32d之间的缝隙面积等的涡轮增压器32的特性的影响，使得在废气流量较小的区域中，阻碍废气通过的程度较轻，对废气损失的影响较小。
[0042]另外，图7是在从非增压运行区域向增压运行区域进行加速操作时、非增压运行区域内的WGV33a的开度的状态下的加速响应性能的比较。图7(a)中，横轴为时间，纵轴为发动机10的输出。图7(b)中，横轴为时间，纵轴为THV开度。图7(c)中，横轴为时间，纵轴为WGV开度。
[0043]图7中，在时刻tl之前，发动机10在非增压运行区域运行，在时刻tl时，由E⑶50对THV23以及WGV33a进行操作，使得发动机10向增压运行区域加速。时刻tl之前的非增压运行区域中的运行条件为WGV33a的开度对油耗性能造成的影响小于1%，即图6中的A60区域。这里，对非增压运行区域中、WGV33a开度的四个条件(全闭、20%、40%、以及全开)下的加速响应性能进行比较此外，在这四个条件中，时刻tl以后的WGV33a的开度为全开。
[0044]例如，在从非增压运行区域的WGV33a的开度为全开的状态、进行加速时，在时刻tl进行加速操作，因此为了增加进入发动机10的吸入空气量，将THV23打开，此时的THV23的变化如图7 (b)的L72所示。与时刻tl时的THV开动作相结合，如图7 (c)的L733所示，E⑶50将WGV33a从全开向全闭操作。由此，进入发动机10的吸入空气量得以增加，其结果是，发动机10的输出从P71缓慢上升至P72，此时的发动机输出情况如图7(a)的L713所
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[0045]在从非增压运行区域的WGV33a的开度为40%的状态、进行加速时，用于实现同一发动机输出P71及P72的空气量相同，因此THV23的变化如上述同样的L72。WGV33a的变化如图7(c)的L732所示，到时刻tl为止的开度为40%，而tl以后的开度为全闭。该加速操作时的发动机10的输出变化如图L712所示，可知:与从非增压运行区域的WGV33a的开度为全开的状态、进行的加速相比，其加速响应性能变快。
[0046]在从非增压运行区域的WGV33a的开度为20%的状态、进行加速时，用于实现同一发动机输出P71及P72的空气量相同，因此THV23的变化如上述同样的L72。WGV33a的变化如图7(c)的L732所示，到时刻tl为止的开度为20%，而tl以后的开度为全闭。该加速操作时的发动机10的输出变化如L711所示，可知:与从非增压运行区域的WGV33a的开度为40%的状态、进行的加速相比，其加速响应性能变快。
[0047]在从非增压运行区域的WGV33a的开度为全闭的状态、进行加速时，THV23的变化也同样如上述L72所示。WGV33a的变化如L730所示，到时刻tl为止的开度以及tl以后的开度始终为全闭。该加速操作时的发动机10的输出变化如L710所示，可知:与从处于非增压运行区域运行时的WGV33a的开度为20%的状态、进行的加速相比，其加速响应性能变快。即、从全闭状态进行加速时的加速响应性能最佳。
[0048]图7中所示出的这些结果示出了:即使在非增压运行区域的WGV33a的开度状态对油耗性能的影响较小时，由于WGV33a的开度状态的不同、使得流向涡轮机叶轮32d的排气流量也有所不同，因此非增压运行区域的涡轮机叶轮32d的转速不同，非增压运行区域的WGV33a的开度状态将对加速时的增压响应性产生影响。
[0049]接下来，利用图2对由E⑶50实现的控制内容进行说明。图2是表示E⑶50实施非增压运行区域内的WGV控制功能的结构的框图。
[0050]ECU50包括:要求输出计算部201、目标Pb/Pl计算部202、P2/P1限制值计算部203,Pb/Pl阈值计算部204、Pb/Pl计算部205、P2/P1计算部206、运行区域判断部207、减速燃料阻断判断部208、Pb/Pl比较部209、P2/P1比较部210、WGV开度全闭运行判断部211、WGV开度P2/P1限制运行判断部212、WGV开度计算部213、以及WGV开度调整部214。下面，对各单元进行说明。
[0051]要求输出计算部201基于来自Ne传感器40及APS44的检测信号来计算驾驶员所要求的发动机的输出(以下，称作要求发动机输出)。计算方法可以利用规定的数学式来进行计算，或者还可以使用对每个Ne与加速操作量的值存储有要求发动机输出的值的表格来求出。
[0052]目标Pb/Pl计算部202中输入有来自Ne传感器40的检测信号，并且还输入有由要求输出计算部201所计算出的要求发动机输出。目标Pb/Pl计算部202基于要求发动机输出和发动机的运行状态来计算出实现要求发动机输出所需的目标Pd/Pl值，该发动机的运行状态基于来自Ne传感器40的检测信号。计算方法也可以利用规定的数学式来进行计算，或者还可以使用对每个Ne与要求发动机输出的值存储有目标Pb/Pl的值的表格来求出。
[0053]运行区域判断部207基于由目标Pb/Pl计算部202计算出的目标Pb/Pl值来判断驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域。具体而言，例如，在目标Pb/Pl值小于阈值(例如为1.0)时，判断为非增压运行区域，而在目标Pb/Pl值在该阈值以上时，判断为增压运行区域。
[0054]减速燃料阻断判断部208中输入有来自Ne传感器40的检测信号，并且还输入有由要求输出计算部201计算出的要求发动机输出，并基于要求发动机输出和发动机10的运行状态来判断是否正在实施减速燃料阻断处理，该发动机10的运行状态基于来自Ne传感器40的检测信号。此外，所谓的减速燃料阻断处理是减小曲柄转速、并减小来自燃料喷射装置的燃料喷射量的处理。因此，例如当曲柄转速在规定值以上、且燃料喷射量在规定值以下时，判断为正在实施减速燃料阻断处理。
[0055]Pb/Pl阈值计算部204中输入有来自Ne传感器40的检测信号，并基于发动机10的运行状态来计算用于判断是否处于该运行状态中的WGV全闭许可运行区域的阈值，该发动机10的运行状态基于来自Ne传感器40的检测信号。下面，对WGV全闭许可运行区域进行说明。所谓的WGV全闭许可运行区域是指即使使WGV开度处于全闭状态，也不影响油耗，或者影响较小的运行区域。例如，图4示出了横轴为发动机10处于运行中的Ne、纵轴为Pb/Pl时的各个运行区域。将Pb/Pl的值小于1.0的范围作为非增压运行区域，而将Pb/Pl的值大于等于1.0的范围作为增压运行区域。另外，将非增压运行区域分成两个区域。该两个区域中的一个是允许WGV全闭的WGV全闭许可允许区域，而另一个是不允许WGV全闭的P2/P1限制运行区域。在WGV全闭许可运行区域中，由于发动机运行时的负荷较小，因此即使使WGV开度处于全闭状态，也不影响油耗，或者影响较小。Pb/Pl阈值计算部204计算WGV全闭许可运行区域与P2/P1限制运行区域的边界线，以作为用于判断为发动机10的当前运行状态中的WGV全闭许可运行区域的阈值。作为计算方法，例如可以使用针对每个WGV开度进行预先存储的表格、来求出如图6所示那样的表示油耗降低程度小于1%的区域的边界线的值。
[0056]Pb/Pl计算部205中输入有来自Pd传感器42的Pd、来自Pl传感器43的P1，并计算出Pb与Pl的比(Pb/Pl)。
[0057]Pb/Pl比较部209将用于对由Pb/Pl阈值计算部204计算出的WGV全闭许可运行区域进行判断的阈值、与由Pb/Pl计算部205计算出的Pb/Pl值进行比较，并判断发动机10的当前运行状态是否处于WGV全闭许可运行区域。具体而言，在Pb/Pl值在阈值以下时，判断为WGV全闭许可运行区域，而在Pb/Pl值大于阈值时，判断为处于P2/P1限制运行区域。
[0058]在由减速燃料阻断判断部208判断为正在实施减速燃料阻断处理的情况下、或者由Pb/Pl比较部209判断发动机的运行状态处于WGV全闭许可运行区域的情况下，由WGV开度全闭运行判断部211判断为处于WGV开度全闭运行。
[0059]P2/P1限制值计算部203中输入有来自Ne传感器40的检测信号，并且还输入有由目标Pb/Pl计算部202计算出的目标Pb/Pl值。P2/P1限制值计算部203基于目标Pb/Pl值以及发动机的运行状态来计算出P2/P1值的限制值，该P2/P1值的限制值使得发动机处于非增压运行区域时对油耗的影响较小(允许的)、由涡轮增压器32对进气增压的状态，该发动机的运行状态基于来自Ne传感器40的检测信号。如上述图6所示，与WGV开度为全开时的油耗相比，即使由于WGV开度处于全闭状态而使得油耗上升I %以上的运行状态，也能够通过稍许打开WGV来将同一油耗的上升抑制到1%以下。即使在该状态下，由于涡轮增压器32对进气进行增压，因此与WGV全闭时相比，虽然P2/P1的值变小，但仍为1.0以上的值。例如，图5示出了横轴为发动机10处于运行中的Ne、纵轴为目标Pb/Pl的值时的P2/Pl限制值的设定例。在图5的表格中，设定了该运行状态下、对油耗的影响较小(允许的)的增压状态范围内的表示P2/P1值的最大值的P2/P1限制值。P2/P1限制值计算部203例如利用图5的表格来计算P2/P1限制值。
[0060]P2/P1计算部206中输入有来自P2传感器41的P2、来自Pl传感器43的Pl，并计算出P2与Pl的比(P2/P1)。
[0061]P2/P1比较部210将由P2/P1限制值计算部203计算出的P2/P1限制值、与由P2/Pl计算部206计算出的P2/P1值进行比较。具体而言，P2/P1比较部210判断P2/P1值是否处于P2/P1限制值内设有规定的死区的范围内、或者比P2/P1限制值内设有规定的死区的范围小、或大。
[0062]WGV开度P2/P1限制运行判断部212基于P2/P1比较部210中的比较结果、例如按以下方式来进行利用了 P2/P1限制值与P2/P1值的关系的WGV33b的开度调整方法的判断:
[0063](I)如果P2/P1值处于P2/P1限制值中设有规定的死区的范围内，则判断为保持WGV33b的开度。
[0064](2)如果P2/P1值较P2/P1限制值中设有规定的死区的范围还要小，则判断为向关闭一侧对WGV33b的开度进行规定量的操作。
[0065](3)如果P2/P1值较P2/P1限制值中设有规定的死区的范围还要大，则判断为向打开一侧对WGV33b的开度进行规定量的操作。
[0066]WGV开度计算部213中输入有运行区域判断部207的判断结果、WGV开度全闭运行判断部211的判断结果、以及WGV开度P2/P1限制运行判断212的判断结果，并且基于这些判断结果、如下那样计算出WGV33b的目标开度(以下称作WGV目标开度)。
[0067](I)在运行区域判断部207的判断结果为非增压运行区域，且WGV开度全闭运行判断部211判断为处于WGV全闭许可运行区域时，计算出WGV33b的目标开度为全闭。
[0068](II)在运行区域判断部207的判断结果为非增压运行区域，且WGV开度全闭运行判断部211未判断为处于WGV全闭许可运行区域时，使用WGV开度P2/P1限制运行判断部212的判断结果:
[0069](I)如果判断为保持WGV33b的开度，则不改变WGV目标开度；
[0070](2)如果判断为向关闭一侧对WGV33b进行规定量的操作，则将WGV目标开度设为规定量关闭侧的值；[0071](3)如果判断为向打开一侧对WGV33b进行规定量的操作，则将WGV目标开度设为规定量打开侧的值。
[0072]WGV目标开度被限制于全闭值与全开值的上下限值内。
[0073]WGV开度调整部214对WGA33b进行操作，以使得WGV33a的开度变为由WGV开度计算部213计算出的WGV目标开度。
[0074]接下来，利用图3对由E⑶50实现的控制内容进行说明。图3是表示由E⑶50进行的在非增压运行区域内的WGV控制处理的流程图，在规定的时间周期内重复执行。
[0075]在步骤S301中，运行区域判断部207对驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域进行判断。如果是增压运行区域，则在非增压运行区域内的WGV控制处理结束，如果是非增压运行区域，则前进至步骤S302。
[0076]在步骤S302中，减速燃料阻断判断部208对当前的运行状态是否处于减速燃料阻断处理过程中进行判断，如果是减速燃料阻断过程中，则前进至步骤S311，如果不是减速燃料阻断过程中，则前进至步骤S303。
[0077]在步骤S303中，Pb/Pl比较部209对当前的运行状态中的Pb/Pl值是否在判断WGV全闭许可运行区域的阈值以下进行判断，如果是在该阈值以下，则前进至步骤S311，如果不在该阈值以下，则前进至步骤S304。
[0078]在步骤S304中，P2/P1比较部210对当前运行状态中的P2/P1值是否在P2/P1限制值中设有规定的死区的范围内进行判断，如果是在范围内，则前进至步骤S312，如果不在范围内，则前进至步骤S305，该P2/P1限制值表示该运行状态下的P2/P1值的最大值。
[0079]在步骤S305中，P2/P1比较部210对当前运行状态中的P2/P1值是否较在P2/P1限制值中设有规定的死区的范围还要小进行判断，如果小，则前进至步骤S313，如果不小，则前进至步骤S314，该P2/P1限制值表示该运行状态下的P2/P1值的最大值。
[0080]在步骤S311中，WGV开度计算部213将WGV33a的目标开度设为全闭值，并前进至步骤S315。
[0081]在步骤S312中，WGV开度计算部213不使WGV33a的目标开度发生变化、而保持为当前的目标开度，并前进至步骤S315。
[0082]在步骤S313中，WGV开度计算部213将WGV33a的目标开度从当前目标开度设定为规定量的关闭一侧，并前进至步骤S315。若此时的WGV目标开度比WGV全闭值还要小，则将WGV目标开度设为全闭值。
[0083]在步骤S314中，WGV开度计算部213将WGV33a的目标开度从当前目标开度设定为规定量的打开一侧，并前进至步骤S315。若此时的WGV目标开度比WGV全开值还要大，则将WGV目标开度设为全开值。
[0084]在步骤S315中，WGV开度调整部214对WGA33b进行操作，以使得WGV33a的开度
与目标开度相一致。
[0085]如上所示，本实施方式所涉及的内燃机的控制装置包括:节流阀(THV)23，该节流阀(THV) 23设置在发动机10的进气通路20中；增压器，该增压器具有:设置在发动机10的排气通路30中的涡轮(32c、32d)、以及设置在进气通路20的节流阀23的上游、并与涡轮进行一体旋转的压缩机(32a、32b);废气阀门(WGV) 33a，该废气阀门(WGV) 33a设置在形成于排气通路30中、并绕过涡轮的旁通通路33中、；废气阀致动器(WGA) 33b (废气旁通阀驱动部)，该废气旁通致动器(WGA) 33b通过驱动废气阀门33a、来改变旁通通路33的流通截面积；进气歧管压力传感器42，该进气歧管压力传感器42检测设置在节流阀23下游处的进气歧管22的压力；大气压传感器43,该大气压传感器43检测发动机10外部的大气压；力口速位置传感器44 (加速操作量检测部)，该加速位置传感器44检测驾驶员的加速操作量；曲柄转速传感器40 (旋转数传感器)，该曲柄转速传感器40检测发动机10的旋转数；运行区域判断部207，该运行区域判断部207基于加速操作量及发动机10的旋转数，来判断驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域；Pb/Pl比较部209，该Pb/Pl比较部209在运行区域为非增压运行区域的情况下、判断进气歧管22的压力与大气压的比(Pb/Pl)是否低于阈值；WGV开度计算部213，该WGV开度计算部213基于进气歧管22的压力与大气压的比、来计算废气阀门33a的目标开度；以及WGV开度调整部214，该WGV开度调整部214基于由WGV开度计算部213计算出的目标开度、来调整废气阀门33a的开度，在进气歧管22的压力与大气压的比低于阈值的情况下，WGV开度计算部213将废气阀门33a的目标开度计算成全闭。
[0086]由此，通过在非增压运行区域中，在WGV全闭许可运行区域内的运行过程中、将WGCV开度设为全闭，从而能够在维持油耗性能的同时，维持涡轮机叶轮32d的转速，因此能够保证加速响应性能。
[0087]另外，使用P2/P1限制值、并根据该运行状态下的P2/P1值、即根据涡轮增压器32的实际增压状态来调整WGV开度，从而能够在维持油耗性能的同时，保证加速响应性能，而不受到由增压性能的个体差异而带来的影响，增压性能的个体差异因涡轮增压器32在制造上的公差、运行年限的增加等而产生，该P2/P1限制值表示对该运行状态中的油耗的影响较小(所允许的)的增压状态范围内的P2/P1值的最大值。
[0088]另外，通过在非增压运行区域中，在减速燃料阻断过程中、将WGCV开度设为全闭，从而能够不对油耗性能产生影响，并能维持涡轮机叶轮32d的转速，因此能够保证减速燃料阻断恢复后的加速响应性能。由此，将涡轮的转速维持得较高，而不会对油耗性能产生影响，因而能够保证燃料阻断恢复时的加速性能。
[0089]优选为，E⑶50在不允许将WGV33a设为全闭的非增压运行区域内，在节流上游压力与大气压的比处于不超过阈值的范围内、将WGV33a的开度向关闭一侧控制。由此，若发动机处于非增压运行区域、且WGV开度被设为全闭，则在对发动机的效率(油耗)产生影响、或影响较大的区域，不会因安装在发动机的涡轮及压缩机的增压性能的个体差异而受到影响，并且能够对WGV开度进行调整，使得能够在将对油耗的影响控制到最小限度的同时，将涡轮的转速维持得较高。
[0090]标号说明
[0091]10 发动机
[0092]11 燃烧室
[0093]20 进气通路
[0094]21 中间冷却器
[0095]22 进气歧管
[0096]23 节流阀(THV)
[0097]23a节流电动机[0098]23b节流位置传感器(TPS)
[0099]30排气通路
[0100]31催化剂
[0101]32涡轮增压器
[0102]32a压缩机外壳
[0103]32b压缩机叶轮
[0104]32c涡轮外壳
[0105]32d涡轮叶轮
[0106]33旁通通路
[0107]33a废气阀门(WGV)
[0108]33b废气阀致动器(WGA)
[0109]40曲柄转速传感器
[0110]41节流上游压力(P2)传感器
[0111]42进气歧管压力(Pb)传感器
[0112]43大气压(Pl)传感器
[0113]44加速位置传感器(APS)
[0114]50电子控制单元(EOT)
【权利要求】
1.一种内燃机的控制装置， 所述内燃机包括: 节流阀，该节流阀设置在所述内燃机的进气通路中； 增压器，该增压器具有:设置在所述内燃机的排气通路中的涡轮、以及设置在所述进气通路的所述节流阀的上游、并与所述涡轮进行一体旋转的压缩机； 废气阀门，该废气阀门绕过所述涡轮、设置在形成于所述排气通路中的旁通通路中；废气阀门驱动部，该废气阀门驱动部通过驱动所述废气阀门、来改变所述旁通通路的流通截面积； 进气歧管压力检测部，该进气歧管压力检测部检测设置在所述节流阀下游处的进气歧管的压力； 大气压力检测部，该大气压力检测部检测所述内燃机外部的大气压； 加速操作量检测部，该加速操作量检测部检测驾驶员的加速操作量；以及 旋转数传感器，该旋转数传感器检测所述内燃机的旋转数， 所述控制装置包括:运行区域判断部，该运行区域判断部基于所述加速操作量及所述发动机的旋转数， 来判断所述驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域； Pb/Pl比较部，该Pb/Pl比较部在所述运行区域为非增压运行区域的情况下、判断所述进气歧管的压力与所述大气压的比是否低于阈值； WGV开度计算部，该WGV开度计算部基于所述进气歧管的压力与所述大气压的比、来计算所述废气阀门的目标开度；以及 WGV开度调整部，该WGV开度调整部基于由所述WGV开度计算部计算出的目标开度、来调整所述废气阀门的开度， 在所述进气歧管的压力与所述大气压的比低于阈值的情况下，所述WGV开度计算部将所述废气阀门的目标开度计算成全闭。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 还包括节流阀上游压力检测部，该节流阀上游压力检测部设置在从所述增压器到所述节流阀为止之间的所述进气通路中，检测所述节流阀的上游压力， 所述非增压运行区域包含:允许所述废气阀门全闭的第I区域、以及不允许所述废气阀门全闭的第2区域， 对于所述WGV开度计算部，在所述第I区域中将所述废气阀门的目标开度设为全闭，在所述第2区域、在所述节流阀的上游压力与所述大气压的比不超过阈值的范围内，将所述废气阀门的目标开度设为规定量关闭一侧的值。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于， 还包括减速燃料阻断判断部，该减速燃料阻断判断部基于所述加速操作量及所述发动机的旋转数来判断是否正在实施减速燃料阻断处理， 在实施所述减速燃料阻断处理时，所述WGV开度计算部将所述废气阀门的开度设为全闭，而与所述进气歧管压力与所述大气压的比的值无关。
4.一种内燃机的控制方法， 所述内燃机包括:节流阀，该节流阀设置在所述内燃机的进气通路中； 增压器，该增压器具有:设置在所述内燃机的排气通路中的涡轮、以及设置在所述进气通路的所述节流阀的上游、并与所述涡轮进行一体旋转的压缩机； 废气阀门，该废气阀门绕过所述涡轮、设置在形成于所述排气通路中的旁通通路中；废气阀门驱动部，该废气阀门驱动部通过驱动所述废气阀门、来改变所述旁通通路的流通截面积； 进气歧管压力检测部，该进气歧管压力检测部检测设置在所述节流阀下游处的进气歧管的压力； 大气压力检测部，该大气压力检测部检测所述内燃机外部的大气压； 加速操作量检测部，该加速操作量检测部检测驾驶员的加速操作量；以及 旋转数传感器，该旋转数传感器检测所述内燃机的旋转数， 该内燃机的控制方法包括如下步骤: 运行区域判断步骤，该运行区域判断步骤基于所述加速操作量及所述发动机的旋转数，来判断所述驾驶员所要求的运行区域是增压运行区域还是非增压运行区域； Pb/Pl比较步骤，该Pb/Pl比较步骤在所述运行区域为非增压运行区域的情况下、判断所述进气歧管的压力与所述大气压的比是否低于阈值； WGV开度计算步骤，该WGV开度计算步骤基于所述进气歧管的压力与所述大气压的比、来计算所述废气阀门的目标开度；以及 WGV开度调整步骤，该WGV开度调整步骤基于由所述WGV开度计算步骤计算出的目标开度、来调整所述废气阀门的开度， 在所述WGV开度计算步骤中，在所述进气歧管的压力与所述大气压的比低于阈值的情况下，将所述废气阀门的目标开度计算成全闭。
【文档编号】F02D21/08GK103835819SQ201310277190
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年11月22日
【发明者】横野道久, 牧野伦和, 大野隆彦 申请人:三菱电机株式会社