内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置。

背景技术

在内燃机中，通过控制设置在进气通路中的阀或增压器的开度来调节流入内燃机主体的进气的增压压力。

另外，在内燃机中设置有净化排放气体的后处理装置(例如催化剂)，为了使该催化剂活化，执行使催化剂升温的升温控制模式。在新气少的升温控制模式时，由于基于阀的对增压压力的控制性能比基于增压器的对增压压力的控制性能高，所以进行基于阀的反馈控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-79557号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，阀进行反馈控制的控制区域是与增压器进行前馈控制的控制区域相同的区域。在这种情况下，由于存在不适合作为进行阀的反馈控制的控制区域的区域(阀的控制性与增压器不同)，所以存在不能高精度地进行阀的反馈控制的情况。

因此，本发明是鉴于这些问题而做出的，其目的在于在升温控制模式时高精度地进行阀的反馈控制。

解决问题的手段

本发明的一个方面中提供一种内燃机的控制装置，具备：增压控制部，控制设置在进气通路中的阀和增压器的开度，控制流向内燃机主体的空气的增压压力；控制区域设定部，将由所述内燃机主体的转速和燃料喷射量规定的控制区域中使所述增压器进行所述增压压力的前馈控制的增压器FF区域的一部分区域设定为使所述阀进行反馈控制的阀FB区域；以及模式判定部，判定是否正在执行使后处理装置升温的升温控制模式，所述后处理装置净化从所述内燃机主体产生的排放气体，其中，在通过所述模式判定部判定为正在执行所述升温控制模式的情况下，所述增压控制部使所述阀在所述控制区域设定部设定的所述阀FB区域内进行反馈控制。

另外，所述控制区域设定部也可以在所述增压器FF区域中，将所述燃料喷射量为第一喷射量以上且第二喷射量以下的区域设定为所述阀FB区域。

另外，所述控制区域设定部也可以在所述增压器FF区域中，将所述转速为第一转速以上且第二转速以下的区域设定为所述阀FB区域。

另外，在通过所述模式判定部判定为正在执行所述升温控制模式的情况下，所述增压控制部也可以使所述增压器在所述增压器FF区域之中的除所述阀FB区域以外的区域中进行前馈控制。

另外，所述控制区域设定部也可以将所述控制区域中的所述转速为规定数以下的区域设定为所述阀FB区域，在通过所述模式判定部判定为正在执行所述升温控制模式，并且所述转速比所述规定数多的情况下，所述增压控制部也可以使所述增压器进行反馈控制。

另外，所述模式判定部也可以根据冷却所述内燃机的冷却水的温度和所述排放气体的温度，判定是否为所述升温控制模式。

发明效果

根据本发明，具有在升温控制模式时能够高精度地进行阀的反馈控制的效果。

附图说明

图1是用于说明根据一个实施方式的内燃机1的结构的示意图。

图2是用于说明升温控制模式时的阀FB区域的示意图。

图3是用于说明控制装置100的详细结构的示意图。

图4是用于说明升温控制模式时的阀FB区域的设定例的示意图。

具体实施方式

<内燃机的结构>

参照图1对根据本发明的一个实施方式的内燃机的结构进行说明。

图1是用于说明根据一个实施方式的内燃机1的结构的示意图。内燃机1例如是搭载在卡车等车辆上的多气缸发动机。内燃机1是柴油发动机，但不限于此，例如也可以是汽油发动机。如图1所示，内燃机1具有发动机主体10、燃料喷射装置15、进气通路20、排气通路30、涡轮增压器40、EGR装置50以及控制装置100。

在本文中，发动机主体10具有四个气缸12，但不限于此。在各气缸12内设置有活塞、曲轴等可动部件。

燃料喷射装置15是将燃料喷射到发动机主体10内的燃烧室中的喷射装置。在本文中，燃料喷射装置15是共轨式燃料喷射装置，具有喷射器16和共轨17。喷射器16将燃料喷射到各气缸12内的燃烧室中。共轨17以高压状态储存从喷射器16喷射的燃料。

进气通路20是吸入发动机主体10的进气流动的通路。进气通路20具有与发动机主体10连接的进气歧管22和与进气歧管22的上游端连接的进气管23。进气歧管22将从进气管23送来的进气分配供给到各气缸的进气口。进气管23中设置有空气滤清器24、空气流量计25、涡轮增压器40的压缩机42C、中间冷却器27、进气节流阀28。空气流量计25检测内燃机1的每单位时间的吸入空气量，即进气流量。进气节流阀28例如能够旋转而调节开度。

排气通路30是从发动机主体10产生的排放气体流动的通路。排气通路30具有与发动机主体10连接的排气歧管32和与排气歧管32的下游端连接的排气管33。排气歧管32将从各气缸的排气口送来的排放气体集合起来。排气管33中设置有涡轮增压器40的涡轮42T、后处理装置35。后处理装置35是用于净化排放气体的装置，例如包括氧化催化剂、DPF、SCR、氨氧化催化剂。

然而，在从内燃机1冷起动后到暖机结束的期间，能够执行用于使后处理装置35(具体为催化剂)提前升温的控制模式(以下称为升温控制模式)。在升温控制模式时，在减少新气的吸入的同时，增加基于EGR装置50的排放气体回流量。因此，升温控制模式时的进排气的特性与升温控制模式以外的普通控制模式时的进排气的特性不同。

涡轮增压器40是利用在排气通路30中流动的排放气体的流动来压缩在进气通路20中流动的进气的增压器。涡轮增压器40具有设置在排气通路30中的涡轮42T和设置在进气通路20中的压缩机42C。涡轮42T具有能够控制开度的阀。压缩机42C与涡轮42T的旋转联动地旋转，压缩进气。

EGR装置50使排放气体的一部分向发动机主体10回流。具体地，EGR装置50使排气通路30内(本文中为排气歧管32内)的排放气体的一部分(以下称为EGR气体)回流到进气通路20内(本文中为进气歧管22内)。EGR装置50具有EGR通路52、EGR冷却器53、EGR阀54以及温度传感器55。

EGR通路52是EGR气体流动的流路。EGR冷却器53设置在EGR通路52中，冷却EGR气体。EGR阀54是可开闭的阀，调节EGR气体的流量。温度传感器55检测在EGR通路52中流动的EGR气体的温度。

控制装置100控制内燃机1整体的操作。控制装置100控制涡轮增压器40和进气节流阀28的开度，进行控制流向发动机主体10的空气的增压压力的增压控制。例如，作为增压控制，控制装置100进行基于涡轮增压器40的前馈控制或反馈控制，或者进行基于进气节流阀28的反馈控制。

另外，控制装置100在上述升温控制模式时，进行基于进气节流阀28的反馈控制或基于涡轮增压器40的反馈控制。例如，控制装置100在发动机主体10的转速低的情况下，进行进气节流阀28的反馈控制，在发动机主体10的转速高的情况下，进行涡轮增压器40的反馈控制。

在本实施方式中，控制装置100将进行进气节流阀28的反馈控制的区域(以下称为阀FB区域)设定得较窄，详细情况在后面描述。由此，能够抑制进气节流阀28在控制性差的区域中操作，因此能够高精度地进行升温控制模式时的进气节流阀28的反馈控制。

图2是用于说明升温控制模式时的阀FB区域的示意图。图2(a)示出了根据比较例的阀FB区域，图2(b)示出了根据本实施方式的阀FB区域。在图2(a)及图2(b)中，示出了执行升温控制模式的区域R1、升温控制模式时的涡轮增压器40进行前馈控制的区域即涡轮FF区域R2以及阀FB区域R3。在图2(a)所示的比较例中，涡轮FF区域R2和阀FB区域R3重叠。在这种情况下，阀FB区域R3中包括不适于进行进气节流阀28的反馈控制的控制区域(控制性差的区域)。与此相对地，在图2(b)所示的本实施方式中，阀FB区域R3为涡轮FF区域R2的一部分区域，仅包含适于进气节流阀28进行反馈控制的控制区域(控制性良好的区域)。

<控制装置的详细结构>

参照图2对控制装置100的详细结构进行说明。

图3是用于说明控制装置100的详细结构的示意图。控制装置100具有存储部110和控制部120。

存储部110包括例如ROM(Read Only Memory，只读存储器)和RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)。存储部110存储由控制部120执行的程序和各种数据。

控制部120例如是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。控制部120通过执行存储在存储部110中的程序来控制内燃机1的操作。在本实施方式中，控制部120作为控制区域设定部122、模式判定部123和增压控制部124发挥功能。

控制区域设定部122设定控制进气节流阀28的区域。控制区域设定部122根据检测传感器组70检测出的发动机主体10的转速和燃料喷射量，设定控制区域。例如，控制区域设定部122设定在升温控制模式时使进气节流阀28进行反馈控制的阀FB区域。控制区域设定部122将控制区域中使涡轮增压器40进行前馈控制的涡轮FF区域(增压器FF区域)的一部分区域设定为使进气节流阀28进行反馈控制的阀FB区域。

图4是用于说明升温控制模式时的阀FB区域的设定例的示意图。在图4中，横轴是发动机主体10的转速，纵轴是燃料喷射量。由虚线包围的区域是涡轮FF区域R2，加了阴影线的区域是阀FB区域R3。由控制区域设定部122设定的阀FB区域R3是在涡轮FF区域R2中燃料喷射量为第一喷射量A1以上且第二喷射量A2以下的区域。另外，阀FB区域R3是转速为第一转速C1以上且第二转速C2以下的区域。此外，虽然未在图4中示出，但比第二转速C2大的一侧的区域(即，进气节流阀28的控制性差的区域)是涡轮增压器40进行反馈控制的区域。此外，第一喷射量A1相当于第一阈值，第二喷射量A2相当于第二阈值。

模式判定部123判定内燃机1的控制模式。例如，模式判定部123判定控制模式是否为升温控制模式的执行中。升温控制模式是用于在内燃机1冷起动后到暖机结束的期间使后处理装置35(具体为催化剂)提前升温的控制模式。

模式判定部123根据检测传感器组70检测到的内燃机1的状态来判定控制模式。模式判定部123可以根据冷却内燃机1的冷却水的温度和排放气体的温度来判定控制模式。例如，模式判定部123在冷却水的温度以及排放气体的温度分别高于规定值的情况下，判定为是升温控制模式，在冷却水的温度以及排放气体的温度分别低于规定值的情况下，判定为是普通控制模式。此外，模式判定部123除了冷却水的温度以及排放气体的温度之外，还可以包含其它参数(例如大气压)来进行判定。

增压控制部124进行进气的增压控制。增压控制部124控制设置在进气通路20中的进气节流阀28和涡轮增压器40(具体为涡轮42T的阀)的开度，控制流向发动机主体10的空气的增压压力。

增压控制部124例如在升温控制模式时进行增压控制。通常，涡轮增压器40在大流量的吸入空气量的控制性上出色，进气节流阀28在小流量的吸入空气量的控制性上出色。因此，在升温控制模式时，增压控制部124在发动机主体10的转速低的情况下(即，吸入空气量少的情况下)，进行进气节流阀28的反馈控制。另一方面，在升温控制模式时，增压控制部124在发动机主体10的转速高的情况下(即，吸入空气量多的情况下)，进行涡轮增压器40的反馈控制。

在升温控制模式时，增压控制部124在作为涡轮FF区域的一部分区域的阀FB区域内，对进气节流阀28进行反馈控制。即，在通过模式判定部123判定为正在执行升温控制模式的情况下，增压控制部124使进气节流阀28在控制区域设定部122设定的阀FB区域内进行反馈控制。由此，进气节流阀28能够在控制性良好的区域进行反馈控制。此外，增压控制部124也可以在涡轮FF区域中的阀FB区域以外的区域进行基于涡轮增压器40的前馈控制。

在通过模式判定部123判定为正在执行升温控制模式，并且转速比规定数(图4所示的第二转速C2)多的情况下，增压控制部124使涡轮增压器40进行反馈控制。即，增压控制部124不进行基于进气节流阀28的增压控制，而进行基于涡轮增压器40的增压控制。由此，对于进气节流阀28的控制性差的区域，能够适当地通过涡轮增压器40进行增压控制。

<本实施方式的效果>

上述实施方式的内燃机1的控制装置100将使涡轮增压器40进行前馈控制的涡轮FF区域的一部分区域设定为使进气节流阀28进行反馈控制的阀FB区域。然后，在升温控制模式时，控制装置100使进气节流阀28在设定的阀FB区域内进行反馈控制。

由此，通过将使进气节流阀28进行反馈控制的区域限定在例如低负荷低旋转区域，能够抑制在控制性差的区域控制进气节流阀28。因此，能够更高精度地进行进气节流阀28的反馈控制。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式记载的范围，在其主旨的范围内可以进行各种变形和变更。例如，装置的全部或一部分可以以任意的单位在功能上或物理上分散、合并而构成。另外，通过多个实施方式的任意的组合而产生的新的实施方式也包含在本发明的实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式的效果兼具原实施方式的效果。

附图标记

1内燃机

20进气通路

28进气节流阀

35后处理装置

40涡轮增压器

100控制装置

122控制区域设定部

123模式判定部

124增压控制部