本发明专利技术提供带增压器的内燃机的控制装置。在具备可变喷管隔片式涡轮增压器的内燃机中，在加速时，当达到了从涡轮壳体至催化剂为止的废气通过空间中的空间共鸣区域之际，增大通过喷管隔片的废气的流速(VN通过流速)，由此能够迅速地通过上述空间共鸣区域。并且，在减速时，当达到了上述空间共鸣区域之际，通过减小VN通过流速，能够迅速地通过上述空间共鸣区域。通过这样的控制，能够缩短在喷管隔片后端产生的压力脉动的频率在空间共鸣区域被放大的时间，能够抑制起因于压力脉动的异常噪音的产生。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及带增压器的内燃机的控制装置，更详细来说，涉及具备可变喷管隔片式增压器的内燃机的控制装置。
技术介绍
在搭载于车辆的内燃机(以下也称作发动机)装备有利用排气能量的增压器(以下也称作涡轮增压器)。涡轮增压器一般具备:涡轮，该涡轮，利用流经发动机的排气通路的废气使该涡轮旋转；压缩机叶轮，该压缩机叶轮将进气通路内的空气强制性地送入发动机的燃烧室；以及连结轴，该连结轴连结上述涡轮和压缩机叶轮。在这种构造的涡轮增压器中，利用排气的能量使配置于排气通路的涡轮旋转，伴随与此，配置于进气通路的压缩机叶轮旋转，从而对进气进行增压，并将增压空气强制性地送入发动机的各气缸的燃烧室。作为搭载于车辆的涡轮增压器，能够调整由排气能量产生的增压的可变喷管隔片式涡轮增压器成为主流。可变喷管隔片式涡轮增压器例如具备可变喷管隔片机构(VN机构)以及致动器(马达式致动器)等，上述可变喷管隔片机构配置于涡轮壳体的废气流路，且具有使该废气流路的流路面积变化的多个喷管隔片(也称作活动隔片)，上述致动器对上述喷管隔片赋予变位(旋转)，通过变更喷管隔片的开度，使相互邻接的喷管隔片之间的流路面积(狭通道面积)变化，由此来调整 朝涡轮导入的废气的流速(例如参照专利文献I和2)。通过像这样进行废气的流速调整，能够对涡轮以及压缩机叶轮的旋转速度进行调整，从而能够对导入发动机的燃烧室的空气的压力进行调整。进而，在这样的可变喷管隔片式涡轮增压器中，由于由排气能量产生的增压的调整自由度大，所以存在能够提高与加速性相关联的扭矩响应性、能够提高相对于输出/油耗(燃料消耗率)/排放的适应性的自由度等优点。另外，可变喷管隔片式涡轮增压器不仅能够用于柴油机，而且能够用于汽油机。专利文献1:日本特开2009-299505号公报专利文献2:日本特开2003-129853号公报专利文献3:日本特开2009-281144号公报当在涡轮增压器设置有可变喷管隔片机构的情况下，如果通过喷管隔片的废气的流速变大，则会在喷管隔片的下游产生废气的紊流。作为废气紊流，具有代表性的是兰肯润(Rankine vortex)。已知兰肯润产生在喷管隔片的后端,是具有与废气的流速成比例的频率成分的压力脉动。S卩，兰肯润的旋润分离频率(vortex shedding frequency) f满足理论式[f = St*U/D,其中，St:斯特劳哈数(Strouhal number)(常数)；U:流速；D:尾流的宽度]的关系，所以由该兰肯涡产生的压力脉动具有与通过喷管隔片的废气的流速成比例的频率成分。进而，如果这样的压力脉动的频率由涡轮壳体内的空间以及排气管(涡轮壳体 催化剂的废气通路)内的空间的空间共鸣放大，则会成为通过车辆的排气管从排气口发出的排出音，该异常噪音成为问题。此处，为了避免上述那样的压力脉动的问题，即使想要控制成为放大的主要原因的涡轮壳体、催化剂系统的空间共鸣的频率，由于增压效率.排放.搭载要件等的制约，硬件设计的自由度低，因此难以抑制异常噪音的产生。并且，即使变更空间共鸣的频率，由于如上所述压力脉动具有与废气的流速成比例的频率成分，所以无法避免在变更后的空间共鸣的频带的脉动的放大(共鸣)。此外，也考虑在车辆排气管追加吸音构造，但因搭载要件.外观.成本等的制约，对于一个异常噪音现象的对策的自由度低。另外，即使对从车辆排气管排出的声音实施车辆对策，也依然残留有车外的声音的问题(特别是在停车中的空转(高速空转)时产生异常噪音的问题)。由于以上的理由，为了抑制起因于在喷管隔片后端产生的压力脉动的异常噪音，需要在位于可变喷管隔片机构的上游的发动机(涡轮增压器)侧采取对策，但现状是该技术尚未确立。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述实情而研发的，其目的在于，在带可变喷管隔片式的增压器的内燃机的控制装置中，实现能够抑制起因于在喷管隔片后端产生的压力脉冲的异常噪音 本专利技术以如下的内燃机的控制装置为前提，上述内燃机的控制装置具备:节流阀，该节流阀配置于进气通路；增压器，该增压器具有设置于进气通路的压缩机叶轮以及设置于排气通路的涡轮；EGR阀，该EGR阀设置于EGR通路，对从上述排气通路朝上述进气通路回流的废气的量进行调整，上述EGR通路连接比上述涡轮靠上游侧的排气通路和比上述压缩机叶轮靠下游侧的进气通路；以及催化剂，该催化剂设置于上述增压器的涡轮壳体的下游侧的排气通路，作为上述增压器装备有可变喷管隔片式的增压器，该可变喷管隔片式的增压器具备可变喷管隔片机构，该可变喷管隔片机构具有设置于涡轮的外周侧的多个喷管隔片，通过变更上述喷管隔片的开度来调整废气的流动。进而，在这样的带增压器的内燃机的控制装置中，其技术特征在于，上述带增压器的内燃机的控制装置具备流速控制单元，在加速时或者减速时，当通过上述喷管隔片的废气的流速达到了进入从上述增压器的涡轮壳体至催化剂为止的废气通过空间中的空间共鸣区域的流速之际，该流速控制单元对上述节流阀的开度、上述EGR阀的开度、上述喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行调整，从而对通过上述喷管隔片的废气的流速进行控制，以使通过该喷管隔片的废气的流速成为上述空间共鸣区域之外的流速。根据本专利技术，利用在喷管隔片后端产生的压力脉动的频率与通过喷管隔片的废气的流速(喷管隔片后端的流速)成比例这点，在加速时或者减速时(内燃机加速时或者减速时)，当通过喷管隔片的废气的流速(以下也称作VN通过流速)达到了进入上述空间共鸣区域之际，对节流阀的开度、EGR阀的开度、喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行控制，变更(朝增大VN通过流速的一侧或者朝减小VN通过流速的一侧变更)VN通过流速，以使该VN通过流速成为空间共鸣区域之外的流速，因此，能够迅速地通过空间共鸣区域。由此，能够缩短在喷管隔片后端产生的压力脉动的频率在空间共鸣区域被放大的时间，能够抑制起因于压力脉动的异常噪音的产生。而且，在加速时或者减速时，仅在通过空间共鸣区域的期间的短时间内变更VN通过流速即可，因此，能够确保要求增压(空气量)，而且能够抑制起因于压力脉动的异常噪音的产生。作为本专利技术的具体结构，基于作为与朝向涡轮增压器的涡轮(喷管隔片)的废气的流量相关的参数的、增压(空气量)、进气温度、燃料喷射量(燃烧气体量)、节流阀开度、EGR阀开度以及VN开度,推定VN通过流速。进而,能够举出如下的结构:在该推定VN通过流速达到了进入上述空间共鸣区域的流速之际，对节流阀的开度、EGR阀的开度、喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行调整来变更VN通过流速，以使该VN通过流速成为空间共鸣区域之外的流速。另外，由于在减速时(油门OFF时)处于停止供油状态，所以将上述燃料喷射量(燃烧气体量)作为“O”加以处理。以下对本专利技术的具体的控制进行说明。首先，在加速时，当VN通过流速达到了进入上述空间共鸣区域的流速(例如图9所示的A点的流速vna)的情况下，对节流阀的开度、EGR阀的开度、喷管隔片的开度进行控制，使VN通过流速比通常控制(确保目标增压的控制)时大。这样，在加速时，当达到了空间共鸣区域之际，使VN通过流速比通常控制时大，由此能够迅速地过渡至脱离空间共鸣区域的流速(图9所示的B点的流速vnb)，因此能够在短时间内通过空间共鸣区域(图9所示的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带增压器的内燃机的控制装置， 所述带增压器的内燃机的控制装置具备: 节流阀，该节流阀配置于进气通路； 增压器，该增压器具备:设置于所述进气通路的压缩机叶轮；设置于排气通路的涡轮；以及可变喷管隔片机构，该可变喷管隔片机构具有设置于所述涡轮的外周侧的多个喷管隔片，通过变更所述喷管隔片的开度来调整废气的流动； EGR阀，该EGR阀设置于EGR通路，对从所述排气通路朝所述进气通路回流的废气的量进行调整，所述EGR通路连接比所述涡轮靠上游侧的排气通路和比所述压缩机叶轮靠下游侧的进气通路；以及 催化剂，该催化剂设置于所述增压器的涡轮壳体的下游侧的排气通路， 所述带增压器的内燃机的控制装置的特征在于， 所述带增压器的内燃机的控制装置具备流速控制单元，在加速时或者减速时，当通过所述喷管隔片的废气的流速达到了进入从所述增压器的涡轮壳体至催化剂为止的废气通过空间中的空间共鸣区域的流速之际，该流速控制单元对所述节流阀的开度、所述EGR阀的开度、所述喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行调整，从而对通过所述喷管隔片的废气的流速进行控制，以使通过该喷管隔片的废气的流速成为所述空间共鸣区域之外的流速。2.根据权利要求1所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于， 所述流速控制单元基于增压、进气温度、燃料喷射量、所述节流阀的开度、所述EGR阀的开度以及所述喷管隔片的开度来推定通过所述喷管隔片的废气的流速，当该推定流速达到了进入所述空间共鸣区域的流速之际，对所述节流阀的开度、所述EGR阀的开度、所述喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行控制，以使通过该喷管隔片的废气的流速成为所述空间共鸣区域之外的流速。3.根据权利要求1或2所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于， 在加速时，当通过所述喷管隔片的废气的流速达到了进入所述空间共鸣区域的流速之际，所述流速控制单元对所述节流阀的开度、所述EGR阀的开度、所述喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行控制，增大通过所述喷管隔片的废气的流速。4.根据权利要求3所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于， 在将所述EGR阀的开度设定成关闭侧的规定值的基础上，朝关闭侧控制所述喷管隔片的开度，由此来增大通过所述喷管隔片的废气的流速。5.根据权利要求3或4所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于， 在通过所述喷管隔片的废气的流速为所述空间共鸣区域内的流速的期间，调整所述节流阀的开度来限制增压的上升。6.根据权利要求3、4、5中的任一项所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于， 在加速时，在从通过所述喷管隔片的废气的流速达到了进入所述空间共鸣区域的流速的时刻起到经过规定时间为止的期间，持续进行增大通过所述喷管隔片的废气的流速的控制。7.根据权利要求1或2 所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于，在减速时，当通过所述喷管隔片的废气的流速达到了进入所述空间共鸣区域的流速之际，所述流速控制单元对所述节流阀的开度、所述EGR阀的开度、所述喷管隔片的开度中的任一个或者多个开度进行控制，减小通过所述喷管隔片的废气的流速。8.根据权利要求7所述的带增压器的内燃机的控制装置，其特征在于， 在将所述EGR阀的开度设定成打开侧的规定值的基础上，朝打开侧控制所述喷管隔片的开度，由此来减小通过所述喷管隔片的废气的流速。9.根据权利要求7或8所述的带增压器的内燃机的...
【专利技术属性】
技术研发人员：井藤进矢，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：
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