内燃机的控制装置及控制方法制造方法及图纸

技术编号:10132843 阅读:115 留言:0更新日期:2014-06-16 10:56
本发明专利技术的目的在于,抑制与要求负载的上升相伴的向增压状态的加速过渡状态下的扭矩下降,并且抑制涡轮延迟。在规定的稳定状态下,以热效率成为最大的方式,设定内燃机压缩比εm以及点火定时Th。另一方面,在与要求负载的上升相伴的从非增压状态向增压状态的过渡状态下,相对于稳定状态下的内燃机压缩比εm以及点火定时Tm,将内燃机压缩比εh向高压缩比侧校正,将点火定时Th向延迟角侧校正,从而冷却损耗下降,排气能量增加,因此,抑制增压压力上升的响应延迟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的在于,抑制与要求负载的上升相伴的向增压状态的加速过渡状态下的扭矩下降,并且抑制涡轮延迟。在规定的稳定状态下,以热效率成为最大的方式,设定内燃机压缩比εm以及点火定时Th。另一方面,在与要求负载的上升相伴的从非增压状态向增压状态的过渡状态下,相对于稳定状态下的内燃机压缩比εm以及点火定时Tm,将内燃机压缩比εh向高压缩比侧校正,将点火定时Th向延迟角侧校正,从而冷却损耗下降,排气能量增加,因此,抑制增压压力上升的响应延迟。【专利说明】
本专利技术涉及一种具有由排气驱动的涡轮增压器,并且能够变更内燃机压缩比的火花点火式内燃机的控制。
技术介绍
如公知所示,在由内燃机的排气驱动的涡轮增压器中,在针对内燃机的要求负载上升的加速时的、从非增压状态向增压状态的加速过渡状态时,会发生增压压力上升的响应延迟,即所谓的涡轮延迟。在专利文献I中,记载有利用能够变更内燃机压缩比的压缩比变更机构,对涡轮延迟进行抑制的技术。在其中,在存在使涡轮延迟的影响变得显著的加速要求的情况下,为了得到规定的热效率而设定比基准压缩比低的压缩比,从而使排气能量增加,抑制涡轮延迟。另一方面,在专利文献2中记载了下述技术:在发生涡轮延迟的期间中,进行尽量提高热效率这样的内燃机压缩比的设定,因此,能够提高发生涡轮延迟的过渡状态下的扭矩。专利文献1:日本特许第4497018号公报专利文献2:日本特许第4415464号公报
技术实现思路
然而,如上述专利文献I所示,如果在加速过渡状态下使内燃机压缩比下降,则由于热效率的下降而扭矩下降,加速响应性下降。另外,如上述专利文献2所示,如果在加速过渡状态下,成为尽量提高热效率的内燃机压缩比,则由于排气能量减少,因此存在涡轮延迟本身变长的问题。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的,其特征在于,在规定的稳定状态下,以获得高热效率的方式控制内燃机压缩比及点火定时,另一方面,在与上述要求负载的上升相伴的从非增压状态向增压状态的过渡状态下,相对于上述稳定状态下的内燃机压缩比以及点火定时,使上述内燃机压缩比提高,并且,使上述点火定时成为延迟角。专利技术的效果根据本专利技术,抑制与要求负载的上升相伴的从非增压状态向增压状态的过渡状态下的扭矩下降,并且,能够抑制增压压力上升的响应延迟,即所谓的涡轮延迟。【专利附图】【附图说明】图1是表示与内燃机压缩比以及点火定时的设定相对的热效率、冷却损耗以及排气能量的关系的说明图。图2与图1同样地,表示与与内燃机压缩比以及点火定时的设定相对的热效率、冷却损耗以及排气能量的关系的说明图。图3是表示本专利技术的一个实施例所涉及的内燃机的控制装置的结构图。图4是简略地表示上述实施例的控制处理的控制框图。图5是表示上述实施例的控制流程的流程图。图6是表示加速过渡状态下的各特性值的变化的时序图。【具体实施方式】下面,参照附图,对本专利技术的优选实施例进行说明。图3表示本实施例所适用的火花点火式内燃机的系统结构。内燃机10具有:气缸体11,其设置有多个气缸13 ;气缸盖12,其固定在该气缸体11的上侧;以及油盘14,其固定在气缸体11的下侧。另外,在本图中,仅描绘出一个气缸的气缸13,实际上在气缸列方向上并列设置有多个气缸13。在各气缸13中可滑动地配置有活塞15,在各活塞15的上方,在其与屋脊型的气缸盖12的下表面之间形成燃烧室。在各燃烧室上经由进气阀16连接进气通路(进气口)17,并且经由排气阀18连接排气通路(排气口)19,并且,在燃烧室内的顶部中央设置有对混合气进行火花点火的作为点火装置的火花塞20。另外,在该内燃机10中设置有涡轮增压器21,该涡轮增压器21由排气能量驱动而对进气进行增压。该涡轮增压器21同轴地设置有:涡轮22,其设置在排气通路19中,由排气驱动;以及压缩机23,其设置在进气通路17中,对吸入空气(进气)进行增压,为了与运转条件相对应而控制增压压力,在使排气的一部分从涡轮22的上游侧绕过的旁通通路24中,设置有排气旁通阀25。在进气通路17中,从上游侧开始,依次设置有:空气滤清器26,其对进气中的异物进行捕集;空气流量计27,其对进气量进行检测;上述的压缩机23 ;中间冷却器28,其对增压后的空气进行冷却;以及电子控制式的节气门阀29,其设置在进气集气管30的上游侧,调整进气量。另外,虽未进行图示,但设置有向进气口或者燃烧室内喷射燃料的燃料喷射阀。在排气通路19中安装三元催化剂等催化剂31,并且,在该催化剂31的下游侧设置消音用的消声器32。并且,作为能够变更内燃机10的内燃机压缩比(下面,简称为“压缩比”)的可变压缩比单元,设置有利用多连杆式活塞-曲柄机构的可变压缩比机构40。该可变压缩比机构40如上述的日本专利第4415464号公报等记载所示是公知技术,所以简单地进行说明,其具有:下连杆41,其可旋转地安装在曲轴33的曲柄销34上;上连杆42,其将该下连杆41和活塞15连结;以及控制连杆45,其一端与下连杆41连结,该控制连杆43的另一端可旋转地安装在与控制轴44偏心设置的偏心轴部上。由此,通过利用电动机等可变压缩比致动器45变更控制轴44的旋转位置,从而经由控制连杆43改变下连杆41的姿态,由此,能够与活塞行程特性的变化相伴,变更压缩比。作为控制部的E⑶(电动机控制单元)50,具有储存以及执行各种控制处理的功能,基于由各种传感器类检测或推定的内燃机运转状态,向燃料喷射阀、火花塞20、节气门阀29、排气旁通阀25、以及可变压缩比致动器45等输出控制信号,对燃料喷射量、燃料喷射定时、点火定时、节气门开度(吸入空气量)、增压压力以及压缩比等进行控制。作为上述的传感器类,在气缸体11中设置对内燃机转速进行检测的内燃机转速传感器51、和对作为内燃机温度的冷却水温度进行检测的冷却水温度传感器52,并且,在进气集气管30中设置用于测定进气温度以及压力的进气传感器53。另外,设置对涡轮增压器21的涡轮22的转速即涡轮转速进行检测的涡轮转速传感器54,并且,设置有对由驾驶员操作的加速器踏板的开度进行检测的加速器踏板传感器55 (参照图4)。图4是简略地示出由上述E⑶50储存及执行的控制处理的控制框图。稳定目标压缩比运算部BI基于目标负载(要求负载)tT、和由内燃机转速传感器51检测出的内燃机转速Ne,计算规定的稳定状态下的目标压缩比即稳定目标压缩比tCRT,并发送至目标压缩比校正部B3。目标负载tT是基于由加速器踏板传感器55检测出的加速器开度而设定的。实际负载运算部B2根据上述的内燃机转速Ne和进气压力Pint,推定.计算内燃机的实际负载rT,并发送至目标压缩比校正部B3。目标压缩比校正部B3基于目标负载tT、内燃机转速Ne、冷却水温度Tw、进气温度Tint、实际负载rT以及涡轮转速Nt,对稳定目标压缩比tCRT进行校正,计算最终的目标压缩比tCR,并发送至可变压缩比致动器45。通过该可变压缩比致动器45,对可变压缩比机构40向目标压缩比tCR进行驱动控制。具体地在后面进行叙述,但在该目标压缩比校正部B3中,在处于与目标负载tT的上升相对应的从非增压状态向增压状态的加速过渡状态的情况下,相对于稳定目标压缩比tCRT,将目标压缩比tCR向高压缩比侧校正,与该压缩比的校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置,其中,该内燃机具有:可变压缩比单元,其能够变更内燃机的内燃机压缩比;涡轮增压器,其由上述内燃机的排气驱动而对进气进行增压;点火装置,其对上述内燃机的燃烧室内的混合气进行火花点火;以及控制单元,其至少基于内燃机的要求负载,对上述内燃机压缩比和点火定时进行控制,上述控制单元,在与上述要求负载的上升相伴的从非增压状态向增压状态的过渡状态下,相对于稳定状态下的内燃机压缩比以及点火定时,将上述内燃机压缩比向高压缩比侧校正,并且,将上述点火定时向延迟角侧校正。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:高桥英二釜田忍
申请(专利权)人:日产自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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