内燃机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种抑制数据测量和适应的工作量、并且加速响应特性的操作较为容易的内燃机的控制装置。本发明专利技术的内燃机的控制装置ECU(40)基于目标转矩来计算目标吸入空气量和目标填充效率，基于目标吸入空气量来控制节流阀(6)的开度，基于目标填充效率来计算目标机械增压器下游压力，并且检测机械增压器的上游侧的压力，从而基于目标吸入空气量、目标机械增压器下游压力和机械增压器上游压力来计算目标压缩机驱动力，基于目标压缩机驱动力来计算目标旁通阀开度，由此来对绕过机械增压器的旁通通路中所设置的旁通阀(12)的开度进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机的控制装置，尤其涉及用于控制具备机械式增压器的内燃机的内燃机的控制装置，该机械式增压器具有由内燃机的输出轴通过传送带来驱动的压缩机。
技术介绍
以往，为提高内燃机(以下，称为发动机)的输出而研发了带有增压器的发动机控制系统。作为增压器的示例，已知有涡轮式增压器(以下，也记为涡轮增压器、T/C)、以及机械式增压器(以下，也记为机械增压器、S/C)。在涡轮增压器中，利用废气所具有的能量来使设置于发动机排气系统的涡轮高速旋转。由此来驱动设置在与该涡轮相连的进气系统的压缩机。在机械增压器中，由发动机的输出轴通过传送带来驱动设置于发动机的进气系统的压缩机。近年来，研发出具备串联或并联的多个涡轮增压器的发动机系统、同时具备涡轮增压器和机械增压器的发动机系统，而且，还进一步研发出利用电动机来直接驱动压缩机的电动增压器。在涡轮增压器中，在高旋转高负载情况下增压压力有可能增加到所需以上，从而导致发动机损坏。因此，通常会在涡轮上游设置排气旁通通路。并且，利用设置于排气旁通通路的废气门阀，来使在排气通路内流动的废气的一部分向旁通通路分流。由此，通过调节废气流入涡轮的流入量，从而将增压压力控制为适当的等级。作为利用废气门阀来进行的增压压力的控制方法，例如有专利文献1所记载的内燃机的控制装置。在专利文献1中，首先，基于发动机输出目标值，计算目标
吸入空气流量和目标填充效率。接着，基于目标填充效率和转速，计算目标节流上游压力。然后，基于目标吸入空气流量和目标节流上游压力，计算为驱动增压器而所需的目标压缩机驱动力。这里，基于空燃比和吸入空气流量来计算废气流量。然而，该废气流量和压缩机驱动力的特性仅取决于废气门阀控制值。利用该关系，根据废气流量和目标压缩机驱动力来计算目标废气门阀控制值。专利文献1所公开的内燃机的控制装置近年来成为主流，与所谓的基于转矩的控制的兼容性较好。因此，专利文献1所公开的内燃机的控制装置具有能够操作加速响应特性、以及能够在燃油效率最佳点进行运转这样的优异特点。专利文献1所公开的内燃机的控制装置还具有能够对偏差要素进行学习的优异特点。另外，基于转矩的控制是指将作为来自驾驶员的驱动力的要求值或来自车辆侧的驱动力的要求值的发动机的输出轴转矩作为发动机输出目标值，从而确定主要的发动机控制量即空气量、燃料量以及点火时期的控制方法。另一方面，即使在机械增压器的情况下，在高旋转高负载时增压压力也有可能增加到所需以上，从而导致发动机损坏。为此，设置有绕过机械增压器的旁通通路。而且，在旁通通路设置有旁通阀。通过使用该旁通阀，使得机械增压器下游的空气返回至机械增压器上游。由此，来将增压压力控制在适当的等级。此外，作为机械增压器中的其他方法，已知有通过利用电磁离合器使机械增压器从发动机的输出轴分离，由此来将增压压力抑制在适当的等级的方法。作为利用旁通阀来进行的增压压力的控制方法，例如有专利文献2所记载的带增压器内燃机的进气控制装置。专利文献2中，基于产生与加速踏板的踩踏量相对应的输出电压的负载传感器的输出信号等，计算旁通阀的目标占空比和目标吸入空气量。接着，根据经过环境校正后的目标吸入空气量和由空气流量计检测出的吸入空气量来对目标占空比进行反馈控制。此外，专利文献3公开了下述带增压器发动机的增压压力控制装置，该增压压力控制装置计算达到与发动机的运转状态相对应的目标增压压力的旁通空气量，并基于增压器的下游侧压力与上游侧压力的差，来确定旁通阀的控制量。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5420013号公报专利文献2：日本专利特开平4-325717号公报专利文献3：日本专利第3366399号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，专利文献1所公开的控制装置由于是利用废气门阀的增压压力的控制方法，因此无法作为利用旁通阀的增压压力的控制方法进行应用。专利文献2、3是利用旁通阀的增压压力的控制方法。但是，考虑到专利文献2所公开的控制装置是以目标占空比与经过环境校正后的目标吸入空气量的关系为一一对应的关系作为前提来构建控制系统的。在专利文献2的控制装置中，并没有考虑与节流开度之间的关系、以及与节流下游压力之间的关系。因此，考虑存在下述第1问题，即：例如在节流开度或节流下游压力因环境条件或节流阀的偏差等而发生了变化时，目标占空比与经过环境校正后的目标吸入空气量之间的关系不再成立，这种情况下控制性会变差。并且，考虑在专利文献2的控制装置中存在下述第2问题，当存在驱动器以外的转矩要求、例如来自变速器控制、牵引力控制等的降低转矩要求时无法进行应对。这些问题认为可通过专利文献3所公开的控制装置来进行改善。对于第1问题，通过将节流开度、节流下游压力考虑在内来确定旁通阀的控制量，从而得以改善。对于第2问题，通过除了使用通常的目标增压压力以外，还使用牵引力控制用的目标增压压力来确定旁通阀的控制量，从而得以改善。然而，考虑到专利文献3所公开的控制装置是基于通过旁通阀(ABV)的流量(ABV通过流量)、ABV前后差压以及ABV开度之间的关系来构建控制系统的。但近年来的机械增压器是与旁通阀是一体构成的。因此，旁通阀位于机械增压器的附近。于是，旁通阀附近的空气会因机械增压器的转速(∝发动机转速)、通过流量而被打乱。从而导致ABV的有效开口面积发生变化。其结果使得ABV通过流量、ABV前后差压、和ABV开度之间的关系会随着运转状态的变化而大幅变动。因此认为相比于专利文献3的图5所示的映射，需要更多的映射来计算或测量ABV通过流量、ABV
前后差压、和ABV开度之间的关系，从而高精度地对其进行模拟。其结果导致存在数据测量和适应的工作量变多的问题。此外，专利文献3中记载有为了校正偏差，从而对S/C吐出量进行学习的情况。但是，考虑到不仅机械增压器存在偏差，旁通阀中也存在偏差要素。因此，还存在有时仅仅通过S/C吐出量的学习无法充分进行校正的问题。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种在抑制数据测量和适应的工作量的同时加速响应特性的操作也较为容易的内燃机的控制装置。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的内燃机的控制装置包括：节流阀，该节流阀设置于内燃机的进气通路；机械增压器，该机械增压器设置于所述进气通路的所述节流阀的下游侧，具有由所述内燃机的输出轴来进行驱动的压缩机；旁通阀，该旁通阀设置于以绕过所述机械增压器的方式与所述进气通路相连接的旁通通路；旁通阀驱动部，该旁通阀驱动部通过操作所述旁通阀的开度即旁通阀开度来改变所述旁通通路的流路截面积；目标吸入空气量计算部，该目标吸入空气量计算部基于所述内燃机的输出目标值即目标转矩，计算出成为吸入所述内燃机的吸入空气量的目标值的目标吸入空气量以及成为所述内燃机的填充效率的目标值的目标填充效率；目标节流开度计算部，该目标节流开度计算部基于所述目标吸入空气量，计算出所述节流阀的目标开度；节流阀驱动部，该节流阀驱动部基于所述节流阀的目标开度，通过操作所述节流阀的开度来调整吸入到所述内燃机的空气量即吸入空气量；目标机械增压器下游压力计算部，该目标机械增压器下游压力计算部基于所述目标填充效率，计算出成为所述机械增压器的下游侧的压力的目标值的目标机械增压器下游压力；机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括：节流阀，该节流阀设置于内燃机的进气通路；机械增压器，该机械增压器设置于所述进气通路的所述节流阀的下游侧，具有由所述内燃机的输出轴来进行驱动的压缩机；旁通阀，该旁通阀设置于以绕过所述机械增压器的方式与所述进气通路相连接的旁通通路；旁通阀驱动部，该旁通阀驱动部通过操作所述旁通阀的开度即旁通阀开度来改变所述旁通通路的流路截面积；目标吸入空气量计算部，该目标吸入空气量计算部基于所述内燃机的输出目标值即目标转矩，计算出成为吸入所述内燃机的吸入空气量的目标值的目标吸入空气量以及成为所述内燃机的填充效率的目标值的目标填充效率；目标节流开度计算部，该目标节流开度计算部基于所述目标吸入空气量，计算出所述节流阀的目标开度；节流阀驱动部，该节流阀驱动部基于所述节流阀的目标开度，通过操作所述节流阀的开度来调整吸入到所述内燃机的空气量即吸入空气量；目标机械增压器下游压力计算部，该目标机械增压器下游压力计算部基于所述目标填充效率，计算出成为所述机械增压器的下游侧压力的目标值的目标机械增压器下游压力；机械增压器上游压力检测部，该机械增压器上游压力检测部检测所述机械增压器的上游侧压力；目标压缩机驱动力计算部，该目标压缩机驱动力计算部基于所述目标吸入空气量、所述目标机械增压器下游压力、以及所述机械增压器上游压力，计算出目标压缩机驱动力；以及目标旁通阀开度计算部，该目标旁通阀开度计算部基于所述目标压缩机驱动力，计算出成为旁通阀开度的目标值的目标旁通阀开度。...

【技术特征摘要】
2015.02.03 JP 2015-0192941.一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括：节流阀，该节流阀设置于内燃机的进气通路；机械增压器，该机械增压器设置于所述进气通路的所述节流阀的下游侧，具有由所述内燃机的输出轴来进行驱动的压缩机；旁通阀，该旁通阀设置于以绕过所述机械增压器的方式与所述进气通路相连接的旁通通路；旁通阀驱动部，该旁通阀驱动部通过操作所述旁通阀的开度即旁通阀开度来改变所述旁通通路的流路截面积；目标吸入空气量计算部，该目标吸入空气量计算部基于所述内燃机的输出目标值即目标转矩，计算出成为吸入所述内燃机的吸入空气量的目标值的目标吸入空气量以及成为所述内燃机的填充效率的目标值的目标填充效率；目标节流开度计算部，该目标节流开度计算部基于所述目标吸入空气量，计算出所述节流阀的目标开度；节流阀驱动部，该节流阀驱动部基于所述节流阀的目标开度，通过操作所述节流阀的开度来调整吸入到所述内燃机的空气量即吸入空气量；目标机械增压器下游压力计算部，该目标机械增压器下游压力计算部基于所述目标填充效率，计算出成为所述机械增压器的下游侧压力的目标值的目标机械增压器下游压力；机械增压器上游压力检测部，该机械增压器上游压力检测部检测所述机械增压器的上游侧压力；目标压缩机驱动力计算部，该目标压缩机驱动力计算部基于所述目标吸入空气量、所述目标机械增压器下游压力、以及所述机械增压器上游压力，计算出目标压缩机驱动力；以及目标旁通阀开度计算部，该目标旁通阀开度计算部基于所述目标压缩机驱动力，计算出成为旁通阀开度的目标值的目标旁通阀开度。2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述目标旁通阀开度计算部具有预先设定有所述内燃机的转速与最小压缩机驱动力及所述内燃机的转速
\t与最大压缩机驱动力的对应关系的压缩机驱动力映射，根据该压缩机驱动力映射，由所述内燃机的转速计算出最小压缩机驱动力和最大压缩机驱动力，基于所述目标压缩机驱动力、所述最小压缩机驱动力、以及所述最大压缩机驱动力，计算出表示所述目标压缩机驱动力处于所述最小压缩机驱动力与所述最大压缩机驱动力之间的哪一个位置的目标增压率，具有预先设定有所述目标增压率与所述旁通阀开度的对应关系的旁通阀开度映射，根据该旁通阀开度映射，由所述目标增压率计算出所述目标旁通阀开度。3.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述目标机械增压器下游压力计算部基于进气歧管基准的体积效率和所述目标填充效率，计算出目标进气歧管压力，所述进气歧管基准的体积效率是在进气行程期间所述内燃机的气缸从进气歧管吸入的新气体体积相对于所述气缸的排气量的比率，基于所述目标进...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶狩秀树，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP