柴油发动机的控制装置及控制方法制造方法及图纸

一种柴油发动机的控制装置，其包括：附近温度推定部，其对在起动时将缸内加热的电热塞的附近温度进行推定；以及增压压力控制部，其基于推定出的电热塞的附近温度而控制增压压力，以使得发动机的旋转变动不大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柴油发动机的控制装置及控制方法
本专利技术涉及一种柴油发动机的控制装置及控制方法。
技术介绍
与正常运转时相比，刚冷起动后的燃烧稳定性差。即，发动机的旋转变动大。因此，JP2001-263131A公开有在刚冷起动后的怠速运转中喷射比正常运转更多的燃料的技术。这样，发动机转速上升而尽快稳定。
技术实现思路
然而，如果增加的燃料附着于电热塞，则会妨碍电热塞的温度上升。另外，如果发动机转速上升，则低温的外部气体(空气)的流入量增加，由此也会抑制电热塞的温度上升。如果电热塞的温度不上升，则燃烧稳定性差的状态会持续。另外，增加燃料这一做法会使燃油消耗恶化。本专利技术就是着眼于这种可能性而提出的。本专利技术的目的是提供一种能够尽快地使燃烧稳定的柴油发动机的控制装置及控制方法。本专利技术所涉及的柴油发动机的控制装置的一个方式，包括附近温度推定部，其对起动时将缸内加热的电热塞的附近温度进行推定。并且，还包括增压压力控制部，其基于推定出的电热塞的附近温度而控制增压压力，以使发动机的旋转变动不大。以下，基于附图，对本专利技术的实施方式、本专利技术的优点进行详细说明。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的柴油发动机的控制装置的概略结构图。图2是针对4个情况示出电热塞温度、发动机转速、可变喷嘴的各自的变化的时序图。图3是转速变动量相对于从起动开始的经过时间的特性图。图4是表示发动机的冷起动开始后的电热塞温度、工作气体量、发动机转速、燃料喷射量的变化的时序图。图5是用于说明第1实施方式中的起动标志的设定的流程图。图6是可变喷嘴完全打开时间的特性图。图7是用于对直至转换为第1实施方式的刚冷起动后的怠速运转，并结束后加热为止的控制进行说明的流程图。图8是用于对直至转换为第2实施方式的刚冷起动后的怠速运转，并结束后加热为止的控制进行说明的流程图。图9是表示对根据增压的有无所引起的缸内的燃料分布进行模拟得到的结果的图。图10是表示对相对于﹣25℃的环境下的电热塞附近温度和增压压力的发动机旋转变动进行测定得到的实验结果的图。图11A是表示可变喷嘴的开度的控制模式的图。图11B是表示控制可变喷嘴的开度时的电热塞附近温度以及增压压力的变化的图。图12是第3实施方式的控制流程图。图13A是对步骤S105中的对应图线段进行说明的图。图13B是对步骤S105中的对应图线段进行说明的图。图14是表示根据对应图线段设定出的目标增压压力的图。图15是第4实施方式的控制流程图。图16是对步骤S203中的对应图线段进行说明的图。图17A是说明第5实施方式的基本概念的图。图17B是说明第5实施方式的基本概念的图。图17C是说明第5实施方式的基本概念的图。图18是第5实施方式的控制流程图。图19是说明第5实施方式的作用效果的图。具体实施方式(第1实施方式)图1是本专利技术的第1实施方式的柴油发动机的控制装置的概略结构图。可变喷嘴型的涡轮增压器3，包括进气压缩机3A、排气涡轮机3B、将两者连结的轴3C。吸入空气由在柴油发动机1的进气通路2中所具有的进气压缩机3A增压，利用中间冷却器4进行冷却，在通过进气节流阀5后，经由收集器6而向各气缸流入。燃料利用高压燃料泵7进行高压化而输送至共轨8，并从各气缸的燃料喷射阀9直接喷射至缸内。高压燃料泵7、共轨8、燃料喷射阀9构成共轨式燃料喷射装置。流入缸内的空气和从燃料喷射阀9喷射的燃料被压缩、进行点火而燃烧。燃烧后的排气向排气通路10流出。从排气通路10流出的排气的一部分通过EGR通路11而向进气侧再循环。该气体被称为EGR气体。在EGR通路中设置EGR阀12。EGR阀12对流过EGR通路11的EGR气体的流量进行控制。剩余的排气穿过排气涡轮机3B，对排气涡轮机3B进行驱动。在排气涡轮机3B的涡旋入口具有可变喷嘴3D。如果减小可变喷嘴3D、即减小可变喷嘴开度，则排气的流速增大，排气涡轮机3B的转速上升。于是，与排气涡轮机3B同轴的进气压缩机3A的转速上升，增压量增加。如果将可变喷嘴3D打开、即增大可变喷嘴开度，则排气的流速减小，排气涡轮机3B的转速下降。于是，进气压缩机3A的转速下降，增压量减少。即，在可变喷嘴型的涡轮增压器3中，如果减小可变喷嘴开度，则工作气体增加，如果增大可变喷嘴开度，则工作气体减少。此处，“工作气体”是指吸入至气缸的空气。可变喷嘴3D由致动器3E驱动。致动器3E可以是油压驱动式，也可以是电驱动式。在控制器21中，输入有来自加速传感器22的加速踏板操作量APO、来自曲轴转角传感器23的发动机转速Ne的各信号。并且，在控制器21中，基于发动机负载(加速踏板操作量等)以及发动机转速，计算主喷射的燃料喷射定时以及燃料喷射量，将开阀指令信号输出至燃料喷射阀9。另外，在控制器21中，协调地进行EGR控制和增压压力控制，以获得目标EGR率和目标吸入空气量。此外，控制器21由具有中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。在排气涡轮机3B的下游的排气通路10中，配置对排气中的微粒进行捕获的柴油机微粒过滤器(DieselParticulateFilter(以下，称作“DPF”))13。如果DPF13的微粒堆积量达到规定值(阈值)，则在刚进行主喷射后的膨胀行程或排气行程中进行后喷射。由此，将堆积于DPF13的微粒燃烧去除，使DPF13再生。即，为了获得目标的再生温度，根据发动机的运转条件(负载及转速)预先确定后喷射量与后喷射定时，根据发动机的运转条件执行后喷射以达到适当的后喷射量·后喷射定时。为了将堆积于DPF13的微粒全部燃烧去除、即为了完全再生，在再生处理时在不超过DPF13的容许温度的范围中，需要尽量提高微粒的燃烧温度。因此，在DPF13的上游配置催化剂14。催化剂14例如为贵金属的氧化催化剂。此外，催化剂14只要是具有氧化功能的催化剂即可，例如也可以是三元催化剂。为了DPF13的再生处理而利用催化剂14使后喷射之后的未燃燃料燃烧(氧化)，从而将DPF13的温度提高，促进DPF13内的微粒的燃烧。此外，也可以不以分体的方式将催化剂14设置在DPF13的前侧，而是将氧化催化剂涂覆于构成DPF13的载体上。这样，促进微粒燃烧时的氧化反应而使DPF13的温度实际地上升，因此，在DPF13的内部促进微粒的燃烧。然而，柴油发动机1在冷起动时的起动性略微困难。因此，以临近各气缸的方式设置冷起动用的电热塞31。电热塞31使缸内的温度上升，而提高发动机1的起动性。此处，基于图4说明相对于本实施方式的参照例。图4是示出发动机1的冷起动开始后的电热塞温度、工作气体量、发动机转速、燃料喷射量的变化的时序图。粗实线表示参照例。细实线表示后述的第1实施方式。曲轴起动的开始定时是时刻t1。此时，在低温时，为了获得空气过剩率小于1.0的浓空燃比侧的混合气体，对燃料喷射量进行增加校正。另外，开始对电热塞31通电。在发动机转速急剧上升而超过规定值(例如500rpm)的定时，判断为发动机1的起动。在冷起动初始，可变喷嘴3D完全打开。燃料喷射量的增加校正量在经过规定时间后变为零。即，中止燃料的增加校正。此后，以获得空气过剩率大于1.0的稀空燃比侧的混合气体的方式喷射燃料。在时刻t2变为刚冷起动后的怠速运转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油发动机的控制装置，其包括：附近温度推定部，其对在起动时将缸内加热的电热塞的附近温度进行推定；以及增压压力控制部，其基于推定出的电热塞的附近温度而控制增压压力，以使发动机的旋转变动不大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.14 JP 2012-0577131.一种柴油发动机的控制装置，其包括：附近温度推定部，其对在起动时将缸内加热的电热塞的附近温度进行推定；以及增压压力控制部，其基于推定出的电热塞的附近温度而控制增压压力，以在刚起动后转换为怠速运转的初期通过减少吸入空气量抑制电热塞的温度的下降，从而使利用电热塞的燃料的着火变得容易，并且，如果变为电热塞对燃烧的贡献减弱的环境，则增加吸入空气量，以使发动机的旋转变动小。2.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其中，所述增压压力控制部在低温起动时控制增压压力。3.根据权利要求1或2所述的柴油发动机的控制装置，其中，具有以使发动机的旋转变动成为相同程度的方式预先设定电热塞的附近温度以及增压压力的多个等变动旋转区域，所述增压压力控制部进行控制以使得增压压力在各个等变动旋转区域达到最高。4.根据权利要求1或2所述的柴油发动机的控制装置，其中，所述增压压力控制部对增压压力进行控制，以使得直至进入旋转变动小的稳定区域为止，电热塞的附近温度不下降。5.根据权利要求1或2所述的柴油发动机的控制装置，其中，还包括加热通电控制部，其直至进入旋转变动小的稳定区域为止，与非增压时相比，在增压时提高电热塞的通电量。6.根据权利要求5所述的柴油发动机的控制装置，其中，所述加热通电控制部在进入到旋转变动小的稳定区域以后，与非增压时相比，在增压时降低电热塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：西泽透，饭尾秀一，大贺清史，中山龙太，山崎崇，今冈佳宏，大村宁，上原一将，中野雅彦，长谷川学，
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