内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于具备EGR(Exhaust Gas Recirculat1n:废气再循环)装置的内燃机的控制装置。
【背景技术】
[0002]已知一种将在EGR冷却器中所生成的冷凝水贮留于冷凝水罐中，并将所贮留的冷凝水向进气通道喷射的装置(专利文献1)。通过将供给到进气通道中的冷凝水与进气一起引导至气缸并使之气化，从而抑制了燃烧温度，其结果为，抑制了随着燃烧而产生的生成量。另外，作为与本发明相关的在先技术文献而存在有专利文献2。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平10-318049号公报
[0006]专利文献2:日本特开2010-71135号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]通过向气缸内供给EGR气体从而能够减小N0X的生成量。然而，由于当EGR气体的供给量增加时缸内密度会上升，因而会阻碍气缸内的燃料喷雾的扩散。因此，当EGR气体的供给量过剩时，气缸内的空气的利用率会下降，从而烟雾以及碳氢化合物(HC)的生成量会增加。
[0009]因此，本发明的目的在于，提供一种内燃机的控制装置，其能够对由于缸内密度的上升而导致的烟雾以及HC的生成量的增加进行抑制。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]本发明的第一控制装置被应用于内燃机中，所述内燃机具备:废气再循环装置，其将排气的一部分作为废气再循环气体而供给至气缸内；低密度物质供给装置，其将与所述废气再循环气体相比密度较低的低密度物质供给至所述气缸内，在所述内燃机中，向所述气缸内喷射燃料，所述内燃机的控制装置具备:当量比计算单元，其对所述内燃机的当量比进行计算；供给比率控制单元，其对所述废气再循环装置以及所述低密度物质供给装置进行控制，从而使高当量比时与低当量比时相比，所述低密度物质的供给比率较高、且所述废气再循环气体的供给比率较低。
[0012]根据第一控制装置，在高当量比时，与低当量比时相比低密度物质的供给比率较高且EGR气体的供给比率较低。因此，缸内密度在高当量比时较低、而在低当量比时较高。由此，通过使缸内密度在高当量比时较低，从而促进了燃料喷雾的扩散，进而能够对烟雾以及HC的生成量进行抑制。另一方面，通过使缸内密度在低当量比时较高从而使燃料喷雾的渗透率降低，从而对由燃料向气缸内壁面的附着而导致的冷却损失以及HC的生成量的增加进行抑制。
[0013]在第一控制装置中，当量比的计算方法没有特别的限制。例如，所述当量比计算单元可以根据所述内燃机的运转状态来对所述当量比进行计算。
[0014]在第一控制装置的一个方式中，可以采用如下结构，即，所述供给比率控制单元对所述废气再循环装置以及所述低密度物质供给装置进行控制，从而使所述当量比低于预定值的情况下的所述低密度物质的供给比率，在所述内燃机的暖机完成前与所述内燃机的暖机完成后相比而较低。根据该方式，由于在内燃机的暖机完成前与暖机完成后相比缸内密度较高，因此能够使低当量比时的燃料喷雾的渗透率与暖机完成后相比而降低。因此，由于能够抑制暖机完成前的燃料向气缸的内壁面的附着，因此能够减小暖机完成前的HC的生成量。
[0015]在第一控制装置的一个方式中，可以采用如下结构，即，所述供给比率控制单元根据所述当量比和燃料喷射压来对所述废气再循环气体的供给比率以及所述低密度物质的供给比率进行计算，并根据该计算结果来对所述废气再循环装置以及所述低密度物质供给装置进行控制。通过使燃料喷射压发生变化从而使燃料喷雾的渗透率也发生变化。根据该方式，由于能够根据当量比和燃料喷射压来对EGR气体的供给比率以及低密度物质的供给比率进行计算，因此能够使燃料喷雾的渗透率适当化。
[0016]在第一控制装置的一个方式中，可以采用如下结构，即，所述低密度物质供给单元将所述内燃机的排气系统中所生成的冷凝水作为所述低密度物质而供给至所述气缸内。根据该方式，由于利用了内燃机的排气系统中所生成的冷凝水，因此具有无需实施低密度物质的准备及补充的优点。此外，通过使所供给的冷凝水在气缸内气化，从而使燃烧温度下降。因此，由于在高当量比时取代EGR气体的供给比率下降而使冷凝水的供给比率升高，因此能够在抑制缸内密度的上升的同时维持N0X的生成抑制效果。
[0017]本发明的第二控制装置被应用于内燃机中，所述内燃机具备:废气再循环装置，其将排气的一部分作为废气再循环气体而供给至气缸内；成分比率变更单元，其能够对所述废气再循环气体中的水与二氧化碳的比率进行变更，在所述内燃机中，向所述气缸内喷射燃料，所述内燃机的控制装置具备:当量比计算单元，其对所述内燃机的当量比进行计算；成分比率控制单元，其对所述成分比率变更单元进行控制，从而使高当量比时与低当量比时相比，所述废气再循环气体中的水的比率较高、且所述废气再循环气体中的二氧化碳的比率较低。
[0018]根据第二控制装置，在高当量比时与低当量比时相比，EGR气体中的水的比率较高、且EGR气体中的二氧化碳的比率较低。因此，缸内密度在高当量比时较低、且在低当量比时较高。由此，通过使缸内密度在高当量比时较低，从而能够促进燃料喷雾的扩散，进而对烟雾以及HC的生成量进行抑制。另一方面，通过使缸内密度在低当量比时较高，从而能够使燃料喷雾的渗透率降低，进而对由燃料向气缸内壁面的附着而导致的冷却损失以及HC的生成量的增加进行抑制。
[0019]在第二控制装置中，当量比的计算方法没有特别限制。例如，所述当量比计算单元可以根据所述内燃机的运转状态来对所述当量比进行计算。
[0020]在第二控制装置的一个方式中，可以采用如下结构，即，所述成分比率控制单元对所述成分比率变更单元进行控制，从而使所述当量比低于预定值的情况下的所述废气再循环气体中的二氧化碳的比率，与所述内燃机的暖机完成后相比在所述内燃机的暖机完成前较低。根据该方式，由于在内燃机的暖机完成前与暖机完成后相比缸内密度较高，因此能够使低当量比时的燃料喷雾的渗透率与暖机完成后相比而下降。因此，由于能够对暖机完成前的燃料向气缸的内壁面附着的情况进行抑制，因此能够减小暖机完成前的HC的生成量。
[0021]在第二控制装置的一个方式中，可以采用如下结构，即，所述成分比率控制单元根据所述当量比和燃料喷射压来对所述废气再循环气体中的水的比率以及所述废气再循环气体中的二氧化碳的比率进行计算，并根据该计算结果来对所述成分比率变更单元进行控制。根据该方式，根据该方式，由于能够根据当量比和燃料喷射压来对EGR气体中的水的比率以及EGR气体中的二氧化碳的比率进行计算，因此能够使燃料喷雾的渗透率适当化。
[0022]在第二控制装置的一个方式中，可以采用如下结构，即，作为所述成分比率变更单元而设置有:分离单元，其从所述废气再循环气体中分离出二氧化碳；调节单元，其能够对从所述废气再循环气体中分离出的二氧化碳的分离量进行调节；冷凝水供给机构，其向通过所述分离单元而被分离出二氧化碳后的所述废气再循环气体中加入所述内燃机的排气系统中所生成的冷凝水。根据该方式，根据该方式，由于利用了内燃机的排气系统中所生成的冷凝水，因此具有无需进行低密度物质的准备及补充的优点。此外，通过使所供给的冷凝水在气缸内气化，从而使燃烧温度下降。因此，由于在高当量比时取代了 EGR气体中的二氧化碳的比率下降而使EGR气体中的水的比率升高，因此能够在抑制缸内密度的上升的同时维持N0X的生成抑制效果。
【附图说明】
[0023]图1为表示本发明的一个方式所涉及的内燃机的整体结构的图。
[0024]图2为表示当量比与渗透率之间的关系的图。
[0025]图3为表示用于对EGR气体以及冷凝水的供给比率进行计算的计算映射图的特性的图。
[0026]图4为表示用于对与负载相对应的基准当量比进行计算的映射图的特性的图。
[0027]图5为表示第一方式所涉及的控制程序的一个示例的流程图。
[0028]图6为表示第二方式所涉及的控制程序的一个示例的流程图。
[0029]图7为表示用于对缸内密度进行确定的映射图的特性的图。
[0030]图8为表示第三方式所涉及的控制程序的一个示例的流程图。
[0031]图9为表示用于根据图7中所确定的缸内密度来对EGR阀以及冷凝水供给阀各自的开度进行计算的计算映射图的特性的图。
[0032]图10为表示第四方式所涉及的控制的特征的图。
[0033]图11为表示第四方式所涉及的控制程序的一个示例的流程图。
[0034]图12为表示第五方式所涉及的内燃机的整体结构的图。
[0035]图13为表示用于对EGR气体中的水与二氧化碳的比率进行确定的计算映射图的特性的图。
[0036]图14为表示第五方式所涉及的控制程序的一个示例的流程图。
[0037]图15为表示第六方