[发明专利]带有涡轮式增压器的内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可变阀机构及涡轮增压器的内燃机的控制。

背景技术

已知下述技术，即，控制可变阀机构，设置气门重叠时间，在该气门重叠时间中，利用进气压力和排气压力之间的压差，将缸内残留气体向排气通路进行扫气，从而使缸内的新气量增加。

例如，在JP2006－283636A中公开了下述技术，即，以在气门重叠时间中使进气压力高于排气压力的方式控制节气阀开度，得到扫气效果。

发明内容

对于气门重叠时间中的扫气量，即使在相同的气门重叠时间长度下，也对应于内燃机的运转状态和运转的环境而不同。特别地，在具有涡轮式增压器的情况下，在增压器的转速为恒定的稳定状态、和转速上升的过渡状态下，由于排气压力不同，因此，即使在发动机转速和负载等运转状态相同且重叠时间长度相同，扫气量也不同。

由此，如果如JP2006－283636A所示，通过对将气门重叠时间与发动机转速及负载相关联的对应图进行检索而控制气门重叠时间，则不一定得到与该运转状态和运转环境相适应的扫气量。

由此，本发明的目的在于，即使在带有涡轮式增压器的内燃机中，也能够得到与运转状态和运转环境相适应的扫气量。

本发明的详细内容以及其它的特征和优点，在说明书的以下记载中进行说明，并且在添加的附图中示出。

附图说明

图1是使用本实施方式的系统的结构图。

图2是表示直列4气缸内燃机的冲程顺序的图。

图3是表示控制单元执行的用于设定燃料喷射量的运算内容的框图。

图4是控制单元执行的用于判断是否减少气门重叠时间的控制的框图。

图5是表示控制单元执行的用于求出扫气率的运算内容的框图。

图6是表示控制单元执行的用于求出排气压力的运算内容的框图。

图7是表示控制单元执行的用于求出过渡排气压力变动的运算内容的框图。

图8是表示控制单元执行的用于确定可变阀机构的变换角度的的运算内容的框图。

图9是控制单元执行的用于计算基于催化剂温度的扫气量上限值的框图。

图10是控制单元执行的用于计算基于NOx排出量的扫气量上限值的框图。

图11是控制单元执行的用于计算扭矩急剧变化时的扫气量上限值的框图。

具体实施方式

（第1实施方式）

图1是使用本实施方式的内燃机的系统结构图。

在内燃机1的进气歧管2的入口处设有节气门室4，其用于调整流入内燃机1的空气量，在其上游连接有进气通路6。在进气通路6的与节气门室4相比的上游侧设置增压器5的压缩机5a，并且在其更上游设置用于检测吸入空气量的空气流量计8。

在内燃机1的各气缸中配置燃料喷射阀15，该燃料喷射阀15将燃料直接喷射至缸体内。在排气通路7中设置有增压器5的涡轮5b。

增压器5是所谓涡轮式增压器，压缩机5a和涡轮5b经由旋转轴5c连接。由此，如果涡轮5b通过内燃机1的排气能量而旋转，则压缩机5a也旋转，将吸入空气向下游侧加压输送。

在涡轮5b的下游侧配置排气净化用的排气催化剂18。作为排气催化剂18而例如使用三元催化剂等。

再循环通路10，是将进气通路6a和与空气流量计8相比位于下游侧且与压缩机5a相比位于上游侧的进气通路（下面，称为进气通路6b）连接的通路，如果将在中途设置的再循环阀9打开，则两个进气通路6a、6b连通，如果关闭，则连通被切断。

再循环阀9与一般公知的再循环阀相同地，在增压压力和进气歧管2内的压力（下面，称为进气管压力）之间的压力差大于或等于规定值时开阀。例如，内置的弹簧的反作用力将设置在内部的阀体向闭阀方向预紧，并且，向阀体的开阀方向作用增压压力，向闭阀方向作用进气管压力，在增压压力和进气管压力之间的压力差超过弹簧的反作用力的情况下，再循环阀9开阀。由此，在行驶中的增压状态下节气门阀4成为完全关闭的情况下，能够防止增压压力的过度上升。另外，再循环阀9开阀时的增压压力和进气管压力之间的压力差能够通过弹簧的弹簧常数而设定为任意的值。

作为可变阀机构14，只要是能够使进气阀闭阀时机（IVC）变化，以产生排气阀和进气阀中的任一个均开阀的重叠时间的装置即可。例如，可以使用使进气凸轮轴相对于曲轴的旋转位置变化的装置、或使进气阀的动作角变化的装置等通常已知的可变阀机构。另外，也可以在排气阀侧也设置相同的可变阀机构14，对进气阀及排气阀的气门正时进行可变控制。