[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380026838.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104364500B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高尾崇史;橋本博文;飯村崇介;平野秀一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五十鈴自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): F02D23/00
• 分類(lèi)號(hào): F02D23/00;F02B37/00;F02B37/12;F02B37/18;F02B37/24;F02B39/16;F02D43/00;F02D45/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 胡建新,樸勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)及其控制方法，該內(nèi)燃機(jī)包括具有配置在排氣通路上的渦輪、以及配置在吸氣通路上且通過(guò)渦輪來(lái)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的渦輪增壓機(jī)，避免該壓縮機(jī)的喘振狀態(tài)。

背景技術(shù)

以往，設(shè)置有通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣來(lái)使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，并利用該旋轉(zhuǎn)力來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，從而將壓縮的空氣送入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的渦輪增壓機(jī)，由此有效利用廢氣的能量。

該渦輪增壓機(jī)有廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)等，在該廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)中設(shè)置有：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制安裝在渦輪增壓機(jī)的渦輪側(cè)的噴嘴葉片，從而提高增壓效率，產(chǎn)生最佳的增壓壓力即所謂可變渦輪增壓機(jī)(還稱為可變?nèi)~片渦輪增壓機(jī)，或VGS渦輪增壓機(jī))；以及通過(guò)分流排出氣體的一部分來(lái)調(diào)節(jié)向渦輪流入的流入量的閥機(jī)構(gòu)即所謂廢氣旁通閥，從而控制渦輪增壓機(jī)本身的轉(zhuǎn)速，得到穩(wěn)定的增壓壓力(Boost pressure)，并且保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓機(jī)本身以免損傷。

但是，發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))除了具備上述的可變渦輪增壓機(jī)的噴嘴葉片或廢氣旁通門(mén)式渦輪增壓機(jī)的廢氣旁通閥(以下統(tǒng)稱為T(mén)RB)以外，還具備使廢氣回流的EGR通路上所設(shè)置的EGR閥、設(shè)置在吸氣通路上的進(jìn)氣節(jié)流門(mén)(以下稱為IN/TH)等可變?cè)O(shè)備，通常情況下，利用基于燃料噴射量(負(fù)載)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的開(kāi)度映射來(lái)控制上述可變?cè)O(shè)備的開(kāi)度。

在伴隨著油門(mén)開(kāi)度減少等引起車(chē)輛減速時(shí)，伴隨著燃料噴射量的變化會(huì)引起TRB開(kāi)度的減小、EGR閥開(kāi)度的增加及IN/TH開(kāi)度的減小，從而如圖9所示，渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(工作點(diǎn)的行為)向圖中的左側(cè)移動(dòng)。

在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中有位于預(yù)喘振線的右側(cè)的通常地驅(qū)動(dòng)的區(qū)域、預(yù)喘振線與喘振線之間的產(chǎn)生喘振聲音的區(qū)域、以及位于喘振線的左側(cè)的喘振區(qū)域，在車(chē)輛減速時(shí)，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域超過(guò)預(yù)喘振線，最后超過(guò)喘振線而進(jìn)入喘振區(qū)域，存在除了喘振聲音以外還產(chǎn)生來(lái)自車(chē)輛的吸氣管的返吹聲音的問(wèn)題。此外，在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域位于喘振區(qū)域的情況下，還存在因自激振動(dòng)而導(dǎo)致渦輪增壓機(jī)破損的問(wèn)題。

作為當(dāng)車(chē)輛減速時(shí)，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入喘振區(qū)域的原因之一，伴隨著燃料噴射量的減少，EGR閥開(kāi)度增加，TRB開(kāi)度減小，由此EGR氣體流量過(guò)度增大，新的吸入空氣量減少，作為另一個(gè)原因，在車(chē)輛減速時(shí)，伴隨著燃料噴射量的減少，減小IN/TH開(kāi)度，從而新的吸入空氣流量減少。其結(jié)果，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域向圖9所示的圖上的左側(cè)(低流量側(cè))移動(dòng)，進(jìn)入超過(guò)了喘振線的區(qū)域，壓縮機(jī)成為喘振狀態(tài)。

作為避免該渦輪增壓機(jī)的喘振狀態(tài)的裝置，有如下裝置：在處于應(yīng)減小燃料噴射量的特定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，使EGR裝置的EGR量比通常時(shí)減小，并且使渦輪增壓機(jī)的渦輪噴嘴開(kāi)度比通常時(shí)增大(例如，參照專利文獻(xiàn)1)；具備帶可變擴(kuò)散器的渦輪增壓機(jī)，根據(jù)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及增壓壓力之間的關(guān)系來(lái)確定的映射，在不超過(guò)喘振界限的范圍內(nèi)設(shè)定擴(kuò)散器葉片的目標(biāo)開(kāi)度(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。

這些裝置通過(guò)抑制車(chē)輛減速時(shí)的壓縮機(jī)的前后的壓力比急劇下降，能夠避免渦輪增壓機(jī)的喘振狀態(tài)，但是分別還存在新的問(wèn)題。

在專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中，在車(chē)輛減速時(shí)，相對(duì)于在通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)定的開(kāi)度而言將EGR閥的開(kāi)度向閉側(cè)控制，此外將渦輪噴嘴開(kāi)度向開(kāi)側(cè)控制，但尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大時(shí)，過(guò)分引起EGR率的增加及增壓壓力的增加，對(duì)油耗及廢氣等其他性能帶來(lái)影響。

在專利文獻(xiàn)2所記載的裝置中，使用與通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同的開(kāi)度映射來(lái)控制擴(kuò)散器葉片，但使用多個(gè)開(kāi)度映射的控制方法會(huì)像專利文獻(xiàn)1所記載的裝置那樣雖然能夠抑制過(guò)度的變化，但需要參照多個(gè)開(kāi)度映射，由于工時(shí)增加而導(dǎo)致控制變得復(fù)雜化。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2005-240756號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2007-132232號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)及其控制方法，能夠不對(duì)油耗、廢氣等其他性能帶來(lái)影響地防止車(chē)輛減速時(shí)的渦輪增壓機(jī)產(chǎn)生喘振、及返吹聲音的產(chǎn)生。

用于解決課題的方案