本發(fā)明涉及控制具備低壓EGR流路的增壓發(fā)動機(jī)的控制裝置。

背景技術(shù)：

近年來，為了降低汽車的燃耗，進(jìn)行了改善發(fā)動機(jī)的效率的嘗試。其中一種改善技術(shù)是高壓縮比化。通過提高壓縮比，內(nèi)燃機(jī)的理論熱效率提高。另一方面，也在進(jìn)行關(guān)于減小發(fā)動機(jī)尺寸的開發(fā)作為降低燃耗的對策。通過減小尺寸，能夠降低泵送損失、降低機(jī)械損失。但是，在減小了尺寸的發(fā)動機(jī)中為了維持轉(zhuǎn)矩(輸出)需要使增壓壓力上升。

在高增壓的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，為了避免異常燃燒，正在逐漸采用使排氣的一部分返回吸氣的EGR系統(tǒng)。特別是，在增壓區(qū)間也能夠?qū)嵤┐罅康腅GR的低壓EGR系統(tǒng)正在受到關(guān)注。低壓EGR系統(tǒng)指的是使增壓器的渦輪下游的排氣回流至增壓器的壓縮機(jī)上游的系統(tǒng)。一般而言，在低壓EGR系統(tǒng)中，因從排氣與新氣的匯流部到缸的路徑較長、匯流部位于節(jié)氣門的上游部等原因，存在在減速運(yùn)轉(zhuǎn)時或加速運(yùn)轉(zhuǎn)時這樣的過渡時，排出氣體量暫時增加或減少，不能使EGR率穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)值的現(xiàn)象。從而，因該EGR率的過渡性的不匹配，存在因空燃比的變動引起的排氣惡化、因爆震而產(chǎn)生噪聲、轉(zhuǎn)矩變動，最差的情況下導(dǎo)致不發(fā)火的課題。

關(guān)于專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)，提出了根據(jù)吸入空氣量估測當(dāng)前的排氣壓力，基于估測出的排氣壓力對EGR閥的開度進(jìn)行修正，由此抑制加速時的EGR率的暫時減少的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-251509號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

加速時的EGR率的暫時減少，是因節(jié)氣門開度增加時節(jié)氣門上游(≈大氣壓)的吸氣急劇地流入節(jié)氣門下游(＝負(fù)壓)時，相對于新氣空氣量的增加，回流的排氣量(EGR量)的增加延遲而發(fā)生的。專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)通過在加速后使EGR閥的開度暫時增加而使EGR量增加，適當(dāng)?shù)乇３諩GR率，但為了與新氣空氣量的急劇增加相應(yīng)地使EGR量增加，需要非常高響應(yīng)的EGR閥。

本發(fā)明鑒于這樣的課題得出，其目的在于提供一種不依賴于EGR閥的響應(yīng)性地避免EGR率的暫時減少，抑制加速時的爆震和排氣惡化的發(fā)動機(jī)的控制裝置。

用于解決課題的方法

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置包括：增壓器；將所述增壓器的渦輪下游的排氣管與所述增壓器的壓縮機(jī)上游的吸氣管連結(jié)的低壓EGR流路；用于控制流入到缸的流入氣體量的吸氣量調(diào)節(jié)閥；和用于控制所述低壓EGR流路的排出氣體流量的EGR閥，其特征在于：在發(fā)生加速請求時，實(shí)施加速用吸氣量控制，所述加速用吸氣量控制為：EGR率越大、越是減小相對于加速器操作的所述吸氣量調(diào)節(jié)閥的開度的控制量。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，通過抑制從加速時的節(jié)氣門的上游流向下游的吸氣的速度，通過節(jié)氣門控制抑制新氣的急劇增加，能夠避免加速時的EGR率的暫時減少，抑制排氣惡化和爆震。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的動作控制裝置的EGR控制區(qū)間的圖。

圖3是表示現(xiàn)有的具備低壓EGR的增壓發(fā)動機(jī)中加速時的EGR率的推移的圖。

圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框圖。

圖5是在本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的ECU20內(nèi)實(shí)施的加速控制邏輯的概要圖。

圖6是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的加速控制部的相對于加速器開度的節(jié)氣門、EGR閥的控制方法的圖。

圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的加速控制內(nèi)容的流程圖。

圖8是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置進(jìn)行的加速控制的時序圖。

圖9是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖10是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框圖。

圖11是在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的ECU20內(nèi)實(shí)施的加速控制邏輯的概要圖。

圖12是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的加速控制內(nèi)容的流程圖。

圖13是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置進(jìn)行的加速控制的時序圖。

具體實(shí)施方式

以下，用圖1～圖8說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)和動作。

圖1是表示將本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置應(yīng)用于具備低壓EGR流路的汽車用缸內(nèi)噴射式汽油發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

發(fā)動機(jī)100是實(shí)施火花點(diǎn)火式燃燒的汽車用的四缸汽油發(fā)動機(jī)。其在吸氣管的各個適當(dāng)位置設(shè)置有計測吸入空氣量的空氣流量傳感器1、用于對吸氣增壓的增壓器的壓縮機(jī)4a、用于使吸氣冷卻的中間冷卻器7、調(diào)節(jié)吸氣管壓力的電子控制節(jié)氣門2、和計測吸氣吸氣歧管6內(nèi)的壓力的吸氣壓力傳感器14。另外，發(fā)動機(jī)100中，按每個氣缸設(shè)置有對各氣缸的缸15中噴射燃料的燃料噴射裝置(以下稱為噴射器)13、和供給點(diǎn)火能量的火花塞17。另外，缸蓋設(shè)置有調(diào)節(jié)向缸內(nèi)流入、或從缸內(nèi)排出的氣體的可變閥5。通過調(diào)節(jié)可變閥5，從而調(diào)節(jié)從第1到第4的所有氣缸的吸氣量和內(nèi)部EGR量。另外，雖然未圖示，但用于對燃料噴射裝置13供給高壓燃料的高壓燃料泵通過燃料配管與燃料噴射裝置13連接，在燃料配管中設(shè)置有用于計測燃料噴射壓力的燃料壓力傳感器。

進(jìn)而，在排氣管16的各個適當(dāng)位置設(shè)置有通過排氣能量對增壓器的壓縮機(jī)4a施加旋轉(zhuǎn)力用的渦輪4b、用于調(diào)節(jié)流過渦輪的排氣流量的電子控制廢氣門閥11、凈化排氣的三元催化劑10、和作為空燃比檢測器的一個方式的在三元催化劑10的上游側(cè)檢測排氣的空燃比的空燃比傳感器9。另外，雖然未圖示，但在曲軸上設(shè)置有用于計算旋轉(zhuǎn)角度的曲軸角度傳感器。

進(jìn)而，具備用于使排氣從排氣管的催化劑10的下游回流至吸氣管的壓縮機(jī)4a的上游的EGR管40。另外，在EGR管40的各個適當(dāng)位置安裝有用于使EGR冷卻的EGR冷卻器42、用于控制EGR流量的EGR閥41、檢測EGR閥前后的壓差的壓差傳感器43、檢測EGR溫度的EGR溫度傳感器44。

從空氣流量傳感器1、空燃比傳感器9、吸氣壓力傳感器14、壓差傳感器43和EGR溫度傳感器44得到的信號，被發(fā)送到發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)20。另外，從加速器開度傳感器12得到的信號被發(fā)送到ECU20。加速器開度傳感器12檢測加速踏板的踩踏量、即加速器開度。ECU20基于加速器開度傳感器12的輸出信號，運(yùn)算要求轉(zhuǎn)矩。即，加速器開度傳感器12被用作檢測對發(fā)動機(jī)的要求轉(zhuǎn)矩的要求轉(zhuǎn)矩檢測傳感器。另外，ECU20基于曲軸角度傳感器的輸出信號，運(yùn)算發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。ECU20基于根據(jù)上述各種傳感器的輸出得到的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，最佳地運(yùn)算空氣流量、燃料噴射量、點(diǎn)火時間、燃料壓力等發(fā)動機(jī)的主要操作量。

用ECU20運(yùn)算出的燃料噴射量被變換為開閥脈沖信號，發(fā)送到噴射器13。另外，對火花塞17發(fā)送點(diǎn)火信號，使得在ECU20運(yùn)算出的點(diǎn)火時間點(diǎn)火。另外，用ECU20運(yùn)算出的節(jié)氣門開度，以節(jié)氣門驅(qū)動信號的方式對電子控制節(jié)氣門2發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的可變閥的操作量，以可變閥驅(qū)動信號的方式，對可變閥5發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的廢氣門閥開度，以廢氣門閥驅(qū)動信號的方式，對廢氣門閥11發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的EGR閥開度，以EGR閥開度驅(qū)動信號的方式，對EGR閥41發(fā)送。

對于從吸氣管經(jīng)過吸氣閥流入缸15內(nèi)的空氣噴射燃料，形成混合氣體?；旌蠚怏w在規(guī)定的點(diǎn)火時間因火花塞17產(chǎn)生的火花而爆炸，通過其燃燒壓力按下活塞成為發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力。進(jìn)而，爆炸后的廢氣經(jīng)過排氣管16，被送入三元催化劑10，排出氣體成分在三元催化劑10內(nèi)被凈化，向外部排出。

圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的動作控制裝置的EGR控制區(qū)間的圖。被粗虛線框包圍的區(qū)間是排出氣體回流的所謂EGR區(qū)間。該例中除了低負(fù)荷區(qū)間、高轉(zhuǎn)速區(qū)間之外的區(qū)間是EGR區(qū)間?，F(xiàn)有技術(shù)中，在該區(qū)間中通過燃料的加濃實(shí)現(xiàn)減少爆震和抑制排氣溫度上升，而通過在該區(qū)間中采用Cooled-EGR實(shí)現(xiàn)減少爆震和抑制排氣溫度，并且進(jìn)行符合理論空燃比的燃燒，能夠?qū)崿F(xiàn)低燃耗運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖3是說明在現(xiàn)有的具備低壓EGR的增壓發(fā)動機(jī)中，從圖2所示的運(yùn)轉(zhuǎn)動作點(diǎn)A加速至運(yùn)轉(zhuǎn)動作點(diǎn)B的情況下的加速器開度、節(jié)氣門開度、EGR閥開度、吸氣壓力、吸氣流量、EGR流量、EGR率的隨著時間的推移的圖。如圖3所示，駕駛員踩踏加速踏板時，與加速器開度相應(yīng)地打開節(jié)氣門時，用節(jié)氣門7限制增壓器對吸入空氣的壓縮功，結(jié)果，節(jié)氣門7的前后壓差增大。從該狀態(tài)起，使目標(biāo)EGR率固定，同時急速打開節(jié)氣門時，新氣一齊流入節(jié)氣門的下游，節(jié)氣門7的前后壓差減少，通過節(jié)氣門的吸氣流量變動(增加)。此時，隨著吸氣流量的增加，新氣(空氣)的流量也急劇增加，另一方面，EGR量由渦輪下游的排氣壓力決定流量，所以EGR量的增加，相對于新氣流量的急劇增加較為緩慢。由此，發(fā)生EGR匯流部的EGR率暫時顯著減少的尖峰現(xiàn)象。這樣的EGR率的尖峰到達(dá)缸時，存在發(fā)生空燃比控制精度的惡化或轉(zhuǎn)矩控制精度的惡化、爆震引起的運(yùn)轉(zhuǎn)性能惡化的問題。

圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框圖?？諝饬髁總鞲衅?、空燃比傳感器9、加速器開度傳感器12、吸氣壓力傳感器14、壓差傳感器43、EGR溫度傳感器44的輸出信號被輸入到ECU20的輸入電路20a。但是，輸入信號不限于這些。所輸入的各傳感器的輸入信號被發(fā)送到輸入輸出端口20b內(nèi)的輸入端口。發(fā)送到輸入端口20b的值被保管在RAM20c中，用CPU20e進(jìn)行運(yùn)算處理。在ROM20d中預(yù)先寫入描述運(yùn)算處理內(nèi)容的控制程序。

按照控制程序運(yùn)算出的表示各致動器的操作量的值被保管在RAM20c中之后，被發(fā)送到輸入輸出端口20b內(nèi)的輸出端口，經(jīng)過各驅(qū)動電路發(fā)送到各致動器。本實(shí)施方式的情況下，驅(qū)動電路有電子節(jié)氣門驅(qū)動電路20f、噴射器驅(qū)動電路20g、廢氣門閥驅(qū)動電路20h、EGR閥驅(qū)動電路20m。各電路分別控制電子控制節(jié)氣門2、噴射器13、廢氣門閥11、EGR閥41。本實(shí)施方式中是在ECU20內(nèi)設(shè)置有上述驅(qū)動電路的裝置，但不限于此，也可以是在ECU20內(nèi)具備上述驅(qū)動電路中的任意一個的裝置。

ECU20基于輸入信號估測EGR率，在大量EGR狀態(tài)下發(fā)生加速請求時，對節(jié)氣門2和EGR閥41進(jìn)行控制。

圖5是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的ECU20內(nèi)實(shí)施的加速控制邏輯的概要的圖。由EGR率估測部、加速判定部、加速控制部構(gòu)成?？諝饬髁總鞲衅?的信號、壓差傳感器43的信號、EGR溫度傳感器44的信號對EGR率估測部輸入，執(zhí)行EGR率的運(yùn)算。加速器開度傳感器12的信號對加速判定部輸入，進(jìn)行當(dāng)前是否加速狀態(tài)的判定。用EGR率估測部運(yùn)算出的EGR率、從加速判定部輸出的加速判定標(biāo)志、和吸氣壓力傳感器14的信號被輸入到加速控制部，在需要加速控制的情況下，實(shí)施加速用的節(jié)氣門和EGR閥控制。

圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的加速控制部的相對于加速器開度的節(jié)氣門、EGR閥的控制方法的圖。圖6(a)示出了相對于加速器開度的節(jié)氣門的控制方法。通常，基于駕駛員的操作的加速器開度、和控制發(fā)動機(jī)的吸氣量的節(jié)氣門開度的目標(biāo)值以成大致線性的關(guān)系的方式存儲在ECU內(nèi)。另一方面，采用了EGR、并且判定加速度較大的情況下，應(yīng)用加速用控制。在加速用控制中，與通常的節(jié)氣門控制相比，以相對于同一加速器開度的節(jié)氣門開度減小的方式控制節(jié)氣門。在加速用控制中，也可以不是調(diào)節(jié)相對于同一加速器開度的節(jié)氣門開度，而是改為使從發(fā)生加速請求后使節(jié)氣門開度上升的時刻與通常的節(jié)氣門控制相比延遲。圖6(b)示出了相對于加速器開度的EGR閥的控制方法。本實(shí)施例中，通常，EGR區(qū)間內(nèi)的EGR閥開度的目標(biāo)值以大致一定的方式存儲在ECU內(nèi)。另一方面，采用了EGR、并且判定加速度較大的情況下，應(yīng)用加速用控制。在加速用控制中，與通常的EGR閥開度相比，以相對于同一加速器開度的EGR閥開度增大的方式控制節(jié)氣門。

圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的加速控制內(nèi)容的流程圖。圖7所示的控制內(nèi)容由ECU20按規(guī)定的周期反復(fù)執(zhí)行。

在步驟S701中，ECU20讀取加速器開度信號12。接著，在步驟S702中，讀取空氣流量傳感器1的信號。在步驟S703中，ECU20讀取壓差傳感器43的信號。接著，在步驟S704中，讀取EGR溫度傳感器44的信號。接著，在步驟S705中，根據(jù)讀取的空氣流量傳感器1的信號和壓差傳感器43的信號和EGR溫度傳感器44的信號，用下式運(yùn)算吸氣時的EGR率γ_EGR。

用下式(1)和(2)求出EGR率γ_EGR。

m_air：空氣質(zhì)量流量[g/s]

m_EGR：EGR質(zhì)量流量[g/s]

R_EGR：EGR的氣體常數(shù)[Pa·m³/g·K]

T_EGR：EGR溫度[K]

ΔP_EGR：EGR閥前后壓差[Pa]

C：EGR閥的壓力損失系數(shù)

ρ：EGR密度[g/m³]

接著，在步驟S706中，對運(yùn)算出的EGR率γ_EGR與預(yù)先規(guī)定的EGR率閾值γ_{EGR_SL}的大小關(guān)系進(jìn)行比較，判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件。

如果γ_EGR＞γ_{EGR_SL}，則判定為是可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至步驟S709。

如果γ_EGR＜γ_{EGR_SL}，則判定為是不可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至S707實(shí)施通常節(jié)氣門控制，之后前進(jìn)至S708實(shí)施通常EGR閥控制之后，結(jié)束一系列控制。在步驟S709中，(此處使用加速器開度Ap的時間變化量Ap/dt)運(yùn)算駕駛員的加速請求的程度，比較與預(yù)先規(guī)定的閾值(Ap/dt)_SL的大小關(guān)系，判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件。

在的情況下，判定為是可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至步驟S710。

如果則判定為是不可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至S707實(shí)施通常節(jié)氣門控制，之后前進(jìn)至S708實(shí)施通常EGR閥控制之后，結(jié)束一系列控制。

在步驟S710中，讀取吸氣管壓力傳感器信號14。接著前進(jìn)至步驟S711，對讀取的吸氣壓力P_m與大氣壓P_atm的大小關(guān)系進(jìn)行比較，判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件。

在P_m＜P_atm的情況下，判定為是可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至步驟S712。

在P_m＞P_atm的情況下，判定為是不可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至S707實(shí)施通常節(jié)氣門控制，之后前進(jìn)至S708實(shí)施通常EGR閥控制之后，結(jié)束一系列控制。

在前進(jìn)至步驟S712的情況下，判定為當(dāng)前的加速條件是發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件，所以此處實(shí)施加速用節(jié)氣門控制之后，在步驟S713中實(shí)施加速用EGR控制，結(jié)束一系列控制。

圖8示出了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置進(jìn)行的加速控制的時序圖。從圖中上方起示出了加速器開度、節(jié)氣門開度、節(jié)氣門下游部的吸氣管壓力、新氣(空氣)流量、EGR閥開度、EGR流量、缸部的EGR率的隨著時間的變化。另外，作為參考也用虛線同時記載了不實(shí)施加速用控制的情況下的結(jié)果。該例中，設(shè)想了首先以規(guī)定值以上的EGR率運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在時刻t₁駕駛員踩踏加速踏板開始加速。該例中，因?yàn)轳{駛員的加速請求的程度較高，所以實(shí)施加速用控制。隨著加速器開度的增加，節(jié)氣門開度和EGR閥開度上升。此處，與不進(jìn)行加速用控制的情況相比，節(jié)氣門開度的上升變緩，所以抑制了流過節(jié)氣門的吸氣量的急劇增加，抑制了新氣(空氣)流量的急劇增加。另外，因EGR閥開度的增加，與不進(jìn)行加速用控制的情況相比，EGR流量增加。加速器開度進(jìn)一步增加時，根據(jù)圖6(b)的關(guān)系，EGR閥開度降低，恢復(fù)原本的開度。在時刻t₁到時刻t₂的期間中，EGR閥開度暫時增大，極大值處于時刻t₁到時刻t₂的期間中。到達(dá)時刻t₂時，吸氣管的壓力P_m達(dá)到大氣壓P_atm。隨之從加速用控制轉(zhuǎn)移至通?？刂?，節(jié)氣門開度增加至不進(jìn)行加速用控制的水準(zhǔn)。到達(dá)時刻t₃時，加速結(jié)束，成為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過上述節(jié)氣門和EGR閥的控制，在從時刻t₁到t₃的加速狀態(tài)中，也能夠適當(dāng)?shù)乜刂菩職饬髁亢虴GR流量，使EGR率保持一定。

根據(jù)本實(shí)施例中記載的加速控制方法，在具備低壓EGR流路和增壓器的發(fā)動機(jī)中，通過基于當(dāng)前的EGR率、吸氣管壓力、駕駛員加速請求程度，選擇節(jié)氣門和EGR閥的控制方法，能夠適當(dāng)?shù)乇３旨铀贂r的EGR率，抑制排氣和運(yùn)轉(zhuǎn)性能的惡化。

本實(shí)施例中，說明了通過EGR率、加速器開度的時間變化量和與其分別對應(yīng)的規(guī)定閾值的比較判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件，基于該判定結(jié)果決定是否進(jìn)行節(jié)氣門的加速用控制的控制，但不限于此。例如，也可以是以EGR率越大、駕駛者的加速請求越大，越是增大抑制節(jié)氣門開度的上升程度的程度的方式連續(xù)地調(diào)節(jié)。另外，也可以通過與多個閾值的比較階段性地選擇節(jié)氣門開度的上升程度。

另外，也可以用在從駕駛員的加速請求開始起的規(guī)定期間中，使點(diǎn)火時間與不實(shí)施節(jié)氣門的加速用控制的情況相比滯后的方式進(jìn)行控制。

另外，也可以不進(jìn)行節(jié)氣門的加速用控制，而是改為控制按每個缸15設(shè)置的吸氣閥、廢氣門閥11，適當(dāng)?shù)乇３旨铀贂r的EGR率。但是，用廢氣門閥11進(jìn)行加速用控制的情況下，只能在進(jìn)行增壓的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間實(shí)施。

另外，在進(jìn)而具備車輛驅(qū)動用電動機(jī)作為車輛驅(qū)動用的動力源的、所謂混合動力車的情況下，實(shí)施節(jié)氣門的加速用控制的情況下，也可以在從來自駕駛員的加速請求開始起的規(guī)定期間中，使車輛驅(qū)動用電動機(jī)的輸出增加。由此，能夠減少節(jié)氣門的加速用控制中的加速性能的惡化。

以下，用圖9～圖13說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)和動作。

圖9是表示將本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置應(yīng)用于具備低壓EGR流路和中間冷卻器旁通的汽車用缸內(nèi)噴射式汽油發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

發(fā)動機(jī)100是實(shí)施火花點(diǎn)火式燃燒的汽車用的四缸汽油發(fā)動機(jī)。其在吸氣管的各個適當(dāng)位置設(shè)置有計測吸入空氣量的空氣流量傳感器1、用于對吸氣增壓的增壓器的壓縮機(jī)4a、用于使吸氣冷卻的中間冷卻器7、調(diào)節(jié)吸氣管壓力的電子控制節(jié)氣門2、和計測吸氣吸氣歧管6內(nèi)的壓力的吸氣壓力傳感器14。另外，發(fā)動機(jī)100中，按每個氣缸設(shè)置有對各氣缸的缸15中噴射燃料的燃料噴射裝置(以下稱為噴射器)13、和供給點(diǎn)火能量的火花塞17。另外，缸蓋設(shè)置有調(diào)節(jié)向缸內(nèi)流入、或從缸內(nèi)排出的氣體的可變閥5。通過調(diào)節(jié)可變閥5，從而調(diào)節(jié)從第1到第4的所有氣缸的吸氣量和內(nèi)部EGR量。另外，雖然未圖示，但用于對燃料噴射裝置13供給高壓燃料的高壓燃料泵通過燃料配管與燃料噴射裝置13連接，在燃料配管中設(shè)置有用于計測燃料噴射壓力的燃料壓力傳感器。

進(jìn)而，在排氣管16的各個適當(dāng)位置具備通過排氣能量對增壓器的壓縮機(jī)4a施加旋轉(zhuǎn)力的渦輪4b、用于調(diào)節(jié)流過渦輪的排氣流量的電子控制廢氣門閥11、凈化排氣的三元催化劑10、和作為空燃比檢測器的一個方式的在三元催化劑10的上游側(cè)檢測排氣的空燃比的空燃比傳感器9。另外，雖然未圖示，但在曲軸上設(shè)置有用于計算旋轉(zhuǎn)角度的曲軸角度傳感器。

進(jìn)而，具備用于使排氣從排氣管的催化劑10的下游回流至吸氣管的壓縮機(jī)4a的上游的EGR管40。另外，在EGR管40的各個適當(dāng)位置安裝有用于使EGR冷卻的EGR冷卻器42、用于控制EGR流量的EGR閥41、檢測EGR閥前后的壓差的壓差傳感器43、檢測EGR溫度的EGR溫度傳感器44。

進(jìn)而，具備連接壓縮機(jī)4a的下游部至節(jié)氣門2的上游部的中間冷卻器旁通流路47，為了調(diào)節(jié)中間冷卻器旁通流路47中流過的氣體量而在圖示的位置具備中間冷卻器旁通閥A45和中間冷卻器旁通閥B46。

從空氣流量傳感器1、空燃比傳感器9、吸氣壓力傳感器14、壓差傳感器43和EGR溫度傳感器44得到的信號，被發(fā)送到發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)20。另外，從加速器開度傳感器12得到的信號被發(fā)送到ECU20。加速器開度傳感器12檢測加速踏板的踩踏量、即加速器開度。ECU20基于加速器開度傳感器12的輸出信號，運(yùn)算要求轉(zhuǎn)矩。即，加速器開度傳感器12被用作檢測對發(fā)動機(jī)的要求轉(zhuǎn)矩的要求轉(zhuǎn)矩檢測傳感器。另外，ECU20基于曲軸角度傳感器的輸出信號，運(yùn)算發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。ECU20基于根據(jù)上述各種傳感器的輸出得到的發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，最佳地運(yùn)算空氣流量、燃料噴射量、點(diǎn)火時間、燃料壓力等發(fā)動機(jī)的主要操作量。

用ECU20運(yùn)算出的燃料噴射量被變換為開閥脈沖信號，發(fā)送到噴射器13。另外，對火花塞17發(fā)送點(diǎn)火信號，使得在ECU20運(yùn)算出的點(diǎn)火時間點(diǎn)火。另外，用ECU20運(yùn)算出的節(jié)氣門開度，以節(jié)氣門驅(qū)動信號的方式對電子控制節(jié)氣門2發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的可變閥的操作量，以可變閥驅(qū)動信號的方式，對可變閥5發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的廢氣門閥開度，以廢氣門閥驅(qū)動信號的方式，對廢氣門閥11發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的EGR閥開度，以EGR閥開度驅(qū)動信號的方式，對EGR閥41發(fā)送。另外，用ECU20運(yùn)算出的中間冷卻器旁通閥開度，以中間冷卻器旁通閥驅(qū)動信號的方式，對中間冷卻器旁通閥A45和中間冷卻器旁通閥A46發(fā)送。

對于從吸氣管經(jīng)過吸氣閥流入缸15內(nèi)的空氣噴射燃料，形成混合氣體?；旌蠚怏w在規(guī)定的點(diǎn)火時間因火花塞17產(chǎn)生的火花而爆炸，通過其燃燒壓力按下活塞成為發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力。進(jìn)而，爆炸后的廢氣經(jīng)過排氣管16，被送入三元催化劑10，排出氣體成分在三元催化劑10內(nèi)被凈化，向外部排出。

本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的動作控制裝置的EGR控制區(qū)間與圖2相同。

圖10是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框圖?？諝饬髁總鞲衅?、空燃比傳感器9、加速器開度傳感器12、吸氣壓力傳感器14、壓差傳感器43、EGR溫度傳感器44的輸出信號被輸入到ECU20的輸入電路20a。但是，輸入信號不限于這些。所輸入的各傳感器的輸入信號被發(fā)送到輸入輸出端口20b內(nèi)的輸入端口。發(fā)送到輸入端口20b的值被保管在RAM20c中，用CPU20e進(jìn)行運(yùn)算處理。在ROM20d中預(yù)先寫入描述運(yùn)算處理內(nèi)容的控制程序。

按照控制程序運(yùn)算出的表示各致動器的操作量的值被保管在RAM20c中之后，被發(fā)送到輸入輸出端口20b內(nèi)的輸出端口，經(jīng)過各驅(qū)動電路發(fā)送到各致動器。本實(shí)施方式的情況下，驅(qū)動電路有電子節(jié)氣門驅(qū)動電路20f、噴射器驅(qū)動電路20g、廢氣門閥驅(qū)動電路20h、中間冷卻器旁通閥驅(qū)動電路20j。各電路分別控制電子控制節(jié)氣門2、噴射器13、廢氣門閥11、中間冷卻器旁通閥A45和中間冷卻器旁通閥B46。本實(shí)施方式中是在ECU20內(nèi)設(shè)置有上述驅(qū)動電路的裝置，但不限于此，也可以是在ECU20內(nèi)具備上述驅(qū)動電路中的任意一個的裝置。

ECU20基于輸入信號估測EGR率，在大量EGR狀態(tài)下發(fā)生加速請求時，對節(jié)氣門2和中間冷卻器旁通閥A45、中間冷卻器旁通閥B46進(jìn)行控制。

圖11是表示在本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的ECU20內(nèi)實(shí)施的加速控制邏輯的概要的圖。由EGR率估測部、加速判定部、加速控制部構(gòu)成?？諝饬髁總鞲衅?的信號、壓差傳感器信號43、EGR溫度傳感器信號44對EGR率估測部輸入，執(zhí)行EGR率的運(yùn)算。加速器開度信號12對加速判定部輸入，進(jìn)行當(dāng)前是否加速狀態(tài)的判定。用EGR率估測部運(yùn)算出的EGR率、從加速判定部輸出的加速判定標(biāo)志、和吸氣壓力信號14對加速控制部輸入，在需要加速用控制的情況下，實(shí)施加速用的節(jié)氣門和中間冷卻器旁通閥控制。

本發(fā)明的第2實(shí)施方式的加速控制部的相對于加速器開度的節(jié)氣門控制方法與圖6(a)相同。

圖12是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置的加速控制內(nèi)容的流程圖。圖12所示的控制內(nèi)容由ECU20按規(guī)定的周期反復(fù)執(zhí)行。

在步驟S1201中，ECU20讀取加速器開度信號12。接著，在步驟S1202中，讀取空氣流量傳感器1的信號。在步驟S1203中，ECU20讀取壓差傳感器43的信號。接著，在步驟S1204中，讀取EGR溫度傳感器44的信號。接著，在步驟S1205中，根據(jù)讀取的空氣流量傳感器1的信號和壓差傳感器43的信號和EGR溫度傳感器44的信號，用下式運(yùn)算吸氣時的EGR率γ_EGR。用上述式(1)和(2)求出EGR率γ_EGR。

接著，在步驟S1206中，對運(yùn)算出的EGR率γ_EGR與預(yù)先規(guī)定的EGR率閾值γ_EGR_SL的大小關(guān)系進(jìn)行比較，判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件。

如果γ_EGR＞γ_{EGR_SL}，則判定為是可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至步驟S1208。

如果γ_EGR＜γ_{EGR_SL}，則判定為是不可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至S1207實(shí)施通常節(jié)氣門控制，結(jié)束一系列控制。

在步驟S1208中，(此處使用加速器開度Ap的時間變化量Ap/dt)運(yùn)算駕駛員的加速請求的程度，比較與預(yù)先規(guī)定的閾值(Ap/dt)_SL的大小關(guān)系，判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件。

在的情況下，判定為是可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至步驟S1209。

如果則判定為是不可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至S1207實(shí)施通常節(jié)氣門控制，結(jié)束一系列控制。

在步驟S1209中，讀取吸氣管壓力傳感器14的信號。接著前進(jìn)至步驟S1210，對讀取的吸氣壓力P_m與大氣壓P_atm的大小關(guān)系進(jìn)行比較，判定是否可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件。

在P_m＜P_atm的情況下，判定為是可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至步驟S1211。

在P_m＞P_atm的情況下，判定為是不可能發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件并前進(jìn)至S1207實(shí)施通常節(jié)氣門控制，結(jié)束一系列控制。

在前進(jìn)至步驟S1211的情況下，判定為當(dāng)前的加速條件是發(fā)生過渡性的EGR減少(尖峰)的條件，所以此處實(shí)施加速用節(jié)氣門控制之后，在步驟S1212中實(shí)施中間冷卻器旁通閥控制。具體而言，通過打開中間冷卻器旁通閥A45，關(guān)閉中間冷卻器旁通閥B46，縮短EGR混合部到缸的距離，使EGR率在混合部減少的混合氣體盡快到達(dá)缸。之后，結(jié)束一系列控制。

圖13示出了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)的控制裝置進(jìn)行的加速控制的時序圖。從圖中上方起示出了加速器開度、節(jié)氣門開度、節(jié)氣門下游部的吸氣管壓力、新氣(空氣)流量、EGR閥開度、EGR流量、中間冷卻器旁通閥A開度、中間冷卻器旁通閥B開度、缸部的EGR率的隨著時間的變化。另外，作為參考也用虛線同時記載了不實(shí)施加速用控制的情況下的結(jié)果。該例中，設(shè)想了首先以規(guī)定值以上的EGR率運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在時刻t₁駕駛員踩踏加速踏板開始加速。該例中，因?yàn)轳{駛員的加速請求的程度較高，所以實(shí)施加速用控制。隨著加速器開度的增加，節(jié)氣門開度上升。此處，與不進(jìn)行加速用控制的情況相比，節(jié)氣門開度的上升變緩，所以抑制了流過節(jié)氣門的吸氣量的急劇增加，抑制了新氣(空氣)流量的急劇增加。同時，通過打開中間冷卻器旁通閥A、關(guān)閉中間冷卻器旁通閥B，從新氣與EGR的混合部到缸的流路縮短。到達(dá)時刻t₂時，吸氣管的壓力P_m達(dá)到大氣壓P_atm。隨之從加速用控制轉(zhuǎn)移至通?？刂疲?jié)氣門開度增加至不進(jìn)行加速用控制的水準(zhǔn)。另外，此處關(guān)閉中間冷卻器旁通閥A，打開中間冷卻器旁通閥B。到達(dá)時刻t₃時，加速結(jié)束，成為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過上述節(jié)氣門控制，在時刻t₁到t₃的加速狀態(tài)中，也能夠抑制新氣流量的急劇增加，抑制EGR率的減少。另外，在加速后立刻打開中間冷卻器旁通閥A，將EGR率減少的混合氣體較早地導(dǎo)入缸內(nèi)。由此，在燃燒室內(nèi)溫度比較低的加速初期的階段，EGR率減少的混合氣體被導(dǎo)入缸內(nèi)，所以能夠抑制因EGR不足引起的爆震。

根據(jù)本實(shí)施例中記載的加速控制方法，在具備低壓EGR流路、中間冷卻器旁通流路和增壓器的發(fā)動機(jī)中，通過基于當(dāng)前的EGR率、吸氣管壓力、駕駛員加速請求程度，選擇節(jié)氣門和中間冷卻器旁通閥的控制方法，能夠抑制加速時的EGR率的減少，同時將新氣與EGR的混合氣體較早地導(dǎo)入缸內(nèi)，抑制排氣惡化或爆震引起的運(yùn)轉(zhuǎn)性能惡化。

如以上所說明，本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制裝置是內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其包括：增壓器；將所述增壓器的渦輪下游的排氣管與所述增壓器的壓縮機(jī)上游的吸氣管連結(jié)的低壓EGR流路；用于控制流入到缸的流入氣體量的節(jié)氣門；和用于在所述EGR流路中控制EGR流量的EGR閥，其特征在于：在以規(guī)定值以上的EGR率運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下發(fā)生加速請求時，與以規(guī)定值以下的EGR率運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下發(fā)生加速請求時相比，實(shí)施減小對于加速器開度的所述節(jié)氣門的開度的控制量的“加速用節(jié)氣門控制”。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制加速時從節(jié)氣門的上游流向下游的吸氣的速度，減少新氣的增加量，適當(dāng)?shù)乇３諩GR率。

另外，作為本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制裝置的其他方式，特征在于：還包括判定來自駕駛員的加速請求的程度的加速請求度判定單元，在以規(guī)定值以上的EGR率運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下發(fā)生加速請求時，用所述判定單元判斷加速請求度在規(guī)定值以上的情況下，實(shí)施所述加速用節(jié)氣門控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮H在急劇加速時實(shí)施上述加速用節(jié)氣門控制，所以能夠防止除此以外的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的加速性能的惡化。

進(jìn)而，作為本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制裝置的其他方式，特征在于：還包括檢測所述增壓器的壓縮機(jī)下游的吸氣管內(nèi)的壓力的吸氣管壓力檢測單元，在所述加速請求時，在所述吸氣管壓力低于大氣壓的期間中，實(shí)施所述加速用節(jié)氣門控制。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，僅在可能發(fā)生EGR率的暫時減少的期間(≈上述吸氣管壓力低于大氣壓的期間)中實(shí)施上述加速用節(jié)氣門控制，所以能夠?qū)⒓铀傩阅艿膼夯种圃谧畹拖薅取?/p>

進(jìn)而，作為本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制裝置的其他方式，是如權(quán)利要求1～4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于：在實(shí)施所述加速用節(jié)氣門控制的情況下，在節(jié)氣門開始動作的時刻與節(jié)氣門結(jié)束動作的時刻之間，使EGR閥的開度暫時增加。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使加速時的新氣的增加量減少，同時使EGR增加，能夠更可靠地避免EGR率的暫時減少。

附圖標(biāo)記的說明

1…空氣流量傳感器

2…節(jié)氣門

4…增壓器

4a…壓縮機(jī)

4b…渦輪

5…可變閥

6…吸氣歧管

7…中間冷卻器

9…空燃比傳感器

10…三元催化劑

11…廢氣門閥

12…加速器開度傳感器

13…缸內(nèi)直接噴射用噴射器

14…吸氣壓力傳感器

15…缸

16…排氣管

17…火花塞

20…ECU

20a…輸入電路

20b…輸入輸出端口

20c…RAM

20d…ROM

20e…CPU

20f…節(jié)氣門驅(qū)動電路

20g…噴射器驅(qū)動電路

20h…廢氣門閥驅(qū)動電路

20m…EGR閥驅(qū)動電路

20j…中間冷卻器旁通閥驅(qū)動電路

40…EGR管

41…EGR閥

42…EGR冷卻器

43…壓差傳感器

44…EGR溫度傳感器

45…中間冷卻器旁通閥A

46…中間冷卻器旁通閥B

47…中間冷卻器旁通流路

100…發(fā)動機(jī)。