第五方式相同，能够达成对高当量比时的烟雾以及HC的生成量的抑制与对低当量比时的冷却损失以及HC的生成量的增加的抑制。ECU40通过执行图15的控制程序，从而作为本发明所涉及的成分比率控制单元而发挥功能。此外，E⑶40通过执行图15的步骤S54，从而作为本发明所涉及的当量比计算单元而发挥功能。
[0100]本发明不限定于上述各方式，能够在本发明的主旨的范围内通过各种方式来实施。虽然在第一?第四方式中，作为低密度物质而使用了冷凝水，但将冷凝水或者水作为低密度物质来使用仅为一个示例。能够通过将低密度物质供给至进气系统来使缸内密度变化。例如也能够使用氦、氮、氖等的分子量小于二氧化碳(分子量44)的物质且不会给燃烧带来不良影响的惰性物质来作为代替水的低密度物质来达成本发明的目的。
[0101]但是，由于第一?第四方式为，将内燃机的排气系统中所生成的冷凝水供给至气缸内的实施方式，因此具有无需实施低密度物质的准备及补充的优点。此外，通过使被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。
[0102]虽然在第一?第四方式中，经由进气通道而将EGR气体供给至气缸内，但是也可以变更为将EGR气体直接供给至气缸内的方式。此外，虽然在第一?第四方式中，经由进气通道而将冷凝水供给至气缸内，但是也能够通过与所谓的内部EGR相同的方法而在气门重叠期间中将冷凝水经由排气通道而供给至气缸内。此外，也能够将冷凝水直接供给至气缸内。在代替冷凝水或者水而将上述的惰性物质用作低密度物质的情况下，将惰性物质向气缸内进行供给的供给方法既可以为经由进气通道或排气通道的间接的方法，也可以为不经由进气通道或排气通道的直接的方法。
[0103]在第五以及第六方式中，为了变更EGR气体中的水与二氧化碳的比率而通过分离器50将二氧化碳从EGR气体中分离出，并且通过冷凝水供给机构35来供给冷凝水仅为一个示例。例如，能够通过将EGR气体中的水分离出且添加二氧化碳的方式来实施本发明。在该方式中，对EGR气体中的水进行分离的单元与施加二氧化碳的单元的组合相当于本发明所涉及的成分比率变更单元。虽然在第五以及第六方式中，为了对EGR气体中的水与二氧化碳的比率进行变更而利用了在内燃机的排气系统中所生成的冷凝水，但利用冷凝水的方式仅为一个示例。也能够通过准备好与冷凝水不同的水，并将该水施加于EGR气体的方式来实施本发明。但是，与第一?第四方式相同，通过利用冷凝水会具有无需实施低密度物质的准备或补充的优点。此外，通过使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。
[0104]第五以及第六方式的各个控制还能够变更为与第三或第四方式相同的控制。作为与第三方式相同的控制，ECU40也可以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，并根据该计算结果来分别对流量分配变更阀52以及冷凝水供给阀38进行操作。具体的处理内容与第三方式相同。S卩，ECU40参照图7所示的映射图，并根据当量比和燃料喷射压来对缸内密度进行计算，并对实现该缸内密度的水与二氧化碳的比率进行计算。由此，与第三方式同样，能够使燃料喷雾的渗透率适当化。
[0105]此外，作为与第四方式相同的控制，ECU400对流量分配变更阀52以及冷凝水供给阀38进行操作，从而使内燃机1B的当量比低于预定值的情况下的EGR气体中的二氧化碳的比率与内燃机1B的暖机完成后相比而在内燃机1B的暖机完成前较低。具体的处理内容与第四方式相同。即，如图10所示，ECU40在当量比低于预定值Φ?且处于暖机完成前的情况下，将流量分配变更阀52的操作量向使朝旁通通道51的流量分配增加的方向进行补正，将冷凝水供给阀38的开度向关闭侧进行补正。由此，关于当量比低于预定值Φ?的情况下的EGR气体中的二氧化碳的比率，与暖机完成后相比在暖机完成前较低。因此，低当量比时的暖机完成前的缸内密度与暖机完成后的缸内密度相比而较高。由此，与第四方式相同，能够减小暖机完成前的HC的生成量。
[0106]虽然在上述各方式中具备回流方式彼此不同的两个EGR装置，但也能够通过具备单一的EGR装置的方式来实施本发明。虽然上述各方式的内燃机被构成为柴油发动机，但是本发明的应用对象并不仅限于柴油发动机。只要为将燃料向气缸内喷射的内燃机，则也能够将本发明应用于将汽油作为燃料的缸内直接喷射型的火花点火式内燃机。此外，本发明的应用不会被涡轮增压器的有无所影响。因此，本发明还能够应用于自然吸气型的内燃机。
【主权项】
1.一种内燃机的控制装置，其用于内燃机，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， 且在所述内燃机中，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。2.如权利要求1所述的控制装置，其中， 所述当量比计算单元根据所述内燃机的运转状态来对所述当量比进行计算。3.如权利要求1或2所述的控制装置，其中， 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。4.如权利要求1至3中的任一项所述的控制装置，其中， 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。5.如权利要求1至4中的任一项所述的控制装置，其中， 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。6.一种内燃机的控制装置，其用于内燃机，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。7.如权利要求6所述的控制装置，其中， 所述当量比计算单元根据所述内燃机的运转状态来对所述当量比进行计算。8.如权利要求6或7所述的控制装置，其中， 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。9.如权利要求6至8中的任一项所述的控制装置，其中， 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。10.如权利要求6至9中的任一项所述的控制装置，其中， 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。
【专利摘要】本发明的内燃机的控制装置被应用于将EGR气体与EGR冷却器中所生成的冷凝水供给至气缸内的内燃机中。本控制装置对内燃机的当量比进行计算，并对EGR阀以及冷凝水供给阀进行控制，从而使高当量比时与低当量比时相比，冷凝水的供给比率较高且EGR气体的供给比率较低。
【IPC分类】F02M26/06, F02M25/022, F02M25/028, F02D41/00, F02M26/05, F02M26/24, F02M26/28, F02M26/35
【公开号】CN105339641
【申请号】CN201380077819
【发明人】片山正章, 桥诘刚
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2013年6月28日
【公告号】EP3018333A1, EP3018333A4, US20160153376, WO2014207918A1