CN106103963A - 柴油发动机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

柴油发动机的控制装置具备：涡轮增压器，其将进气压缩机和排气涡轮同轴地结合，利用流入至排气涡轮的排出气体的能量对进气压缩机进行驱动，由此对进气进行加压；以及新气体·2次空气供给装置，其将新气体或者2次空气供给至排气涡轮上游的排气通路。柴油发动机的控制装置具备：气体流动停滞区域判定单元，其判定发动机运转条件或者涡轮增压器的状态是否处于气体流动停滞区域；以及新气体·2次空气供给单元，其在发动机运转条件或者涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域时，利用新气体·2次空气供给装置将新气体或者2次空气供给至排气涡轮上游的排气通路。

Description

柴油发动机的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及具备涡轮增压器的柴油发动机的控制装置以及控制方法。
背景技术
JP2012-167638A中公开了如下发动机，该发动机具备涡轮增压器和EGR控制装置，在进气涡轮下游的进气压力比排气涡轮上游的排气压力高的情况下，即使发动机运转条件处于EGR区域，也将EGR阀完全关闭。在进气涡轮下游的进气压力比排气涡轮上游的排气压力高的情况下，如果进气涡轮下游的新气体被供给至排气通路，则三元催化剂的含氧量会过度增加。因此，为了防止该现象，即使处于EGR区域也将EGR阀控制为完全关闭状态。
发明内容
但是，在柴油发动机中，通过使供给至气缸的燃料量增加而能够使实际发动机扭矩增大。因此，在车辆起步等时，将气缸内气体的空气过剩率控制为接近1.0的值。如果气缸内气体的空气过剩率变为接近1.0的值(例如1.1、1.05)，则即使使燃料量进一步增加也会出现实际发动机扭矩不升高的状态。这是因为发动机运转条件、涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域。如果在车辆起步等时发动机运转条件、涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域，则存在无法获得期望的加速感的问题。然而，上述专利文献1中关于这种问题全无记载。
因此，本发明的目的为使得即使在发动机运转条件、涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域时也能够使实际发动机扭矩增大。
本发明的某个方式所涉及的柴油发动机的控制装置具备：涡轮增压器，其将进气压缩机和排气涡轮同轴地结合，利用流入至排气涡轮的排气的能量对进气压缩机进行驱动，由此对进气进行加压；以及新气体·2次空气供给装置，其将新气体或者2次空气供给至排气涡轮上游的排气通路。柴油发动机的控制装置具备：气体流动停滞区域判定单元，其判定发动机运转条件或者涡轮增压器的状态是否处于气体流动停滞区域；以及新气体·2次空气供给单元，其在发动机运转条件或者涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域时，利用新气体·2次空气供给装置将新气体或者2次空气供给至排气涡轮上游的排气通路。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的柴油发动机的控制装置的概略结构图。
图2A是选取第1实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图2B是选取第1实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图3是表示车辆起步时的空气过剩率、发动机扭矩、增压压力、排气温度、EGR阀开度、主燃料喷射量的变化的时序图。
图4是实际增压压力、实际发动机扭矩相对于EGR阀开度的特性图。
图5是用于对第1实施方式的EGR阀的开闭控制进行说明的流程图。
图6是第1实施方式的主燃料喷射量的特性图。
图7是第1实施方式的运转区域图。
图8A是选取第2实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图8B是选取第2实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图9是用于对第2实施方式的EGR阀的开闭控制进行说明的流程图。
图10是第2实施方式的涡轮性能曲线图。
图11A是选取第3实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图11B是选取第3实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图12是用于对第3实施方式的EGR阀的开闭控制进行说明的流程图。
图13是第3实施方式的压缩机性能曲线图。
图14A是选取第4实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图14B是选取第4实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图15是用于对第4实施方式的EGR阀以及旁通阀的开闭控制进行说明的流程图。
图16A是选取第5实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图16B是选取第5实施方式的发动机的主要部分以及涡轮增压器而示出的概略结构图。
图17是第5实施方式的全气动制动器的概略结构图。
图18是用于对第5实施方式的EGR阀以及2次空气供给阀的开闭控制进行说明的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的柴油发动机1的控制装置的概略结构图。下面，根据需要而将柴油发动机称为发动机。图2A及图2B是选取发动机1的主要部分以及涡轮增压器3而示出的概略结构图。图2A表示在气体流动停滞区域中将EGR阀12打开之前的状态，图2B表示在气体流动停滞区域中将EGR阀12打开之后的状态。
如图1及图2A所示，在柴油发动机1的进气通路2设置有涡轮增压器3的进气压缩机3b。吸入空气被进气压缩机3b增压并由中间冷却器4冷却。冷却后的进气在从节流阀5通过之后经由进气收集器6而向各气缸的气缸41内流入。本实施方式所涉及的涡轮增压器3还如图2A、图2B所示具备可变喷嘴3c，该可变喷嘴3c未必为必需。
燃料被共轨式燃料喷射装置供给至发动机1。即，利用高压燃料泵7使燃料实现高压化并将其输送至共轨8，从各气缸的燃料喷射阀9向气缸41内直接喷射该燃料。流入至气缸41内的空气与被喷射的燃料成为混合气体，并在气缸41内通过压缩点火而燃烧。排气从气缸41向排气通路10流出。
流出至排气通路10的排气的一部分作为EGR气体而通过EGR通路11回流至进气侧。在EGR通路11设置流量调整用的EGR阀12。如图2A、图2B所示，进气通路2由进气压缩机3b上游的进气管2a、将进气压缩机3b和中间冷却器4的入口连通的进气管2b、将中间冷却器4的出口和进气收集器6连通的进气管2c等构成。EGR通路11在节流阀5下游从靠近进气收集器6的进气管2c分支。剩余的排气从涡轮增压器3的排气涡轮3a通过而对排气涡轮3a进行驱动。在图2A、图2B中，“Fexh”表示气体的流动。
在EGR通路11具备EGR冷却器31。EGR冷却器31利用冷却水、冷却风对EGR气体进行冷却。另外，在使EGR冷却器31旁通的旁通通路32的分支部设置有对EGR气体的流路进行切换的流路切换阀33。流路切换阀33例如在未通电时将旁通通路32切断而使EGR气体向EGR冷却器31流动，在通电时将EGR冷却器31侧的通路切断而使EGR气体向旁通通路32流动。设置这些旁通通路32及流路切换阀33的理由是为了应对低温时的HC。
本实施方式的发动机1举例示出了4气缸发动机。如图2A及图2B所示，在发动机1中，从上方起设为#1气缸、#2气缸、#3气缸、#4气缸。EGR通路11设置为在#4气缸的外侧与#4气缸用气缸41相邻。
如图1所示，来自加速传感器22的加速器开度(加速器踏板的踏入量)ACC、来自曲轴转角传感器23的发动机转速Ne的各信号输入至发动机控制器21。发动机控制器21基于发动机负载(加速器开度)以及发动机转速Ne而对主喷射的燃料喷射时期以及燃料喷射量Qdrv进行计算，并将与它们相对应的开阀指令信号输出至燃料喷射阀9。另外，发动机控制器21协调地执行EGR控制和增压压力控制，以便得到目标EGR率和目标吸入空气量。此外，发动机控制器21由微机构成，该微机具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)。
在排气通路10的排气涡轮下游配置对排气中的微粒进行捕集的过滤器(DieselParticulate Filter)13。如果过滤器13的微粒堆积量达到规定值，则发动机控制器21执行过滤器13的再生处理。例如在紧随主喷射之后的膨胀行程或者排气行程中进行后喷射，由此使排气温度升高至微粒燃烧的温度而进行过滤器13的再生处理。这样，将堆积于过滤器13的微粒燃烧去除，由此使过滤器13再生。根据发动机运转条件(负载及转速)而预先规定后喷射量及后喷射时期，以便能够实现成为目标的再生温度。
为了执行将堆积于过滤器13的所有微粒燃烧去除的完全再生，需要在再生处理时未超过过滤器13的容许温度的范围内尽量提高微粒的燃烧温度。在本实施方式中，在过滤器13的上游配置有由贵金属构成的氧化催化剂14，利用氧化催化剂14使通过后喷射而流入的排气成分(HC、CO)燃烧而提高排气温度，由此促进微粒的燃烧。此外，可以对构成过滤器13的载体涂覆氧化催化剂。在该情况下，微粒燃烧时的氧化反应得到促进，由此能够使过滤器13的基底(bed)温度上升，能够进一步促进微粒的燃烧。
此外，催化剂并不局限于氧化催化剂14。只要是具备氧化功能的催化剂就能够取代氧化催化剂。图1为作为氧化催化剂14而采用三元催化剂(TWC)的情况。
在氧化催化剂14与过滤器13之间设置有NOx捕集催化剂(LNT)15。NOx捕集催化剂15在氧气氛中对排气中的NOx(氮氧化物)进行吸附，在还原气氛中使捕集到的NOx脱离，将排气中的HC用作还原剂而进行还原·净化。氧气氛在从气缸41排出的排出气体的空气过剩率大于1.0(相当于理论空燃比的值)时获得。另一方面，还原气氛在从气缸41排出的排出气体的空气过剩率小于或等于1.0时获得。
因此，在NOx捕集催化剂15的NOx堆积量达到规定值时，为了使在NOx捕集催化剂15流动的排气从氧气氛向还原气氛切换，需要进行浓空燃比尖峰(rich spike)处理。浓空燃比尖峰处理是在紧随主喷射之后的膨胀行程或者排气行程中进行后喷射，使排出至排气通路10的未燃烧的HC量增加，并将HC作为还原剂而供给至NOx捕集催化剂15的处理。
在柴油发动机1中，在正常运转时以大于1.0(相当于理论空燃比的值)的值的空气过剩率(稀薄侧空燃比)运转，因此仅通过执行后喷射则无法使排气的空气过剩率向1.0切换。因此，将在正常运转时处于完全打开位置的节流阀5在浓空燃比尖峰处理时关闭，从而使流入至气缸41的吸入空气量(气缸吸入空气量)Qac减少，由此将从气缸41排出的排出气体的空气过剩率切换为小于或等于1.0。即，将后喷射量和节流阀开度(吸入空气量)规定为使得由主燃料喷射量和后喷射量的合计燃料喷射量Qfuel、以及气缸吸入空气量Qac所规定的空气过剩率小于或等于1.0。
另外，发动机控制器21每隔规定时间对被NOx捕集催化剂15所捕集的每规定时间的NOx量进行计算，并加上每规定时间的NOx量而计算出堆积于NOx捕集催化剂15的NOx堆积量。对该NOx堆积量和预先规定的阈值进行比较，在NOx堆积量大于或等于阈值时，执行用于使NOx捕集催化剂15再生的后喷射(浓空燃比尖峰处理)。
这样，在NOx堆积量在正常运转时大于或等于阈值时，使节流阀开度从完全打开状态向规定的节流阀开度减小，与此相应地开始进行后喷射。而且，在经过一定期间之后使后喷射结束，使节流阀5向完全打开位置返回。
在发动机控制器21中，对与发动机运转条件相对应的目标发动机扭矩以及目标空气过剩率进行规定，但存在在车辆起步时、该车辆上坡等时无法得到目标驱动扭矩的问题。此外，发动机控制器21根据加速器开度和发动机转速对目标驱动扭矩进行规定，并基于该目标驱动扭矩而对目标发动机扭矩进行计算。
这里，车辆起步时、上坡时的运转条件均处于低转速高负载的区域(非EGR区域)。如图7所示，运转区域被分割为EGR区域和非EGR区域。在图7中，标注有“Cnd1”的部分表示车辆的起步时、上坡时的运转条件。下面，将Cnd1的区域表述为车辆起步时。
在车辆起步时无法实现驾驶员所期望的加速感，因此考虑为了使发动机扭矩增加而使供给至发动机1的燃料量(主燃料喷射量Qdrv)增加。从气缸41排出的燃烧气体的温度、压力根据该燃料增量而上升，流入至排气涡轮3a的排气能量增加。排气涡轮3a的转速因该增加的排气能量而增加，同轴的进气压缩机3b的转速增加。于是，增压压力升高，有可能将更多的新气体压入至气缸41内，因此能够使供给至气缸41的燃料进一步增加。这样，涡轮增压器3良好地起作用而使得发动机扭矩增加，但发动机扭矩的增加也存在极限。即，如果空气和燃料的混合物即气缸41内气体的空气过剩率λ根据燃料增量而从较大的值减小并变为接近1.0的值(例如1.1、1.05)，则即使燃料量进一步增加也不会出现发动机扭矩增大的状态。
其原因在于涡轮增压器3。即，如果气缸41内的气体的空气过剩率λ接近1.0，则气缸41内的气体的氧不足，燃料变为不完全燃烧，燃烧气体的温度、压力不上升。如果燃烧气体的温度、压力不上升，则流入排气涡轮3a的排气能量不增加，气体流动停滞，排气涡轮3a的转速趋向恒定值而稳定。如果涡轮转速稳定为恒定值，则增压压力不上升，压入气缸41内的进气也不增加，因此即使增加燃料量也不会使发动机扭矩增加。如上所述，在具备涡轮增压器3的发动机1中，有时在车辆起步时无法实现目标驱动扭矩而无法实现期望的加速感。此外，如果使气缸41内的气体的空气过剩率从大于1.0的值向1.0接近，则因氧的不足而产生煤烟(HC)，但能够确认煤烟在1.1、1.05的空气过剩率下为不存在问题的程度。
因此，在本实施方式中，基于发动机1的运转条件而判断是否如车辆起步时处于即使增加燃料量也因涡轮增压器3而使得发动机扭矩未增大的状态。即，重新规定发动机1的运转条件处于气体流动停滞区域的条件。而且，在处于该气体流动停滞区域的条件成立时，将EGR阀12打开，使节流阀5下游的进气管2c的新气体经由EGR通路11而流入至排气涡轮3a上游的排气通路10。这里，“新气体”是指不含有EGR气体的吸入空气。
上述的处于气体流动停滞区域的条件满足下面的〈1〉～〈3〉的条件。
〈1〉氧化催化剂14的上游的排气中所含有的氧的浓度小于5％。
〈2〉中间冷却器4的下游的进气压力(增压压力)比排气涡轮3a的上游的排气压力大。
〈3〉排气涡轮3a的上游的排气温度大于或等于700℃。
图3是检验空气过剩率、发动机扭矩、增压压力、排气温度、EGR阀开度、主燃料喷射量Qdrv在车辆起步时如何变化时的时序图。
在当前的发动机中，低转速高负载域(非EGR区域)中包含车辆起步时，因此发动机控制器在车辆起步时将EGR阀维持为完全关闭状态。在该情况下，将在车辆起步时供给的主燃料喷射量Qdrv设为恒定。另外，实际的增压压力在车辆起步时之类的低转速高负载的条件下比排气涡轮上游的排气压力高。另一方面，在本实施方式的发动机1中，发动机控制器21在包含车辆起步时的非EGR区域中将EGR阀12打开，将进气压缩机3b下游的新气体供给至排气通路10。
此外，对于当前以及本实施方式的各发动机而言，均设为流路切换阀22在包含车辆起步时的非EGR区域中将EGR冷却器31侧的通路切断。因此，在本实施方式中，在包含车辆起步时的非EGR区域中将EGR阀12打开时，节流阀5下游的进气管2c的新气体经由EGR通路11、旁通通路32而流入至排气岐管10a(参照图2B)。但是，还能够将本发明应用于不具备EGR冷却器31、旁通通路32、流路切换阀33的发动机。下面，对流路切换阀33始终处于完全关闭状态的情况进行叙述。
对于排气温度，利用温度传感器对#4气缸的排气端口出口温度、和排气涡轮3a的入口温度这2个温度进行检测。这里，还如图2A、图2B所示，排气通路10由排气岐管10a、将排气岐管10a的汇合部与排气涡轮3a的入口连通的排气管10b、将排气涡轮3a的出口与氧化催化剂14的入口连通的排气管10c等构成。
对#4气缸的排气端口出口温度进行检测的温度传感器安装于图2A、图2B所示的A位置。另外，对排气涡轮3a的入口温度进行检测的温度传感器安装于图2A、图2B所示的排气管10b的B位置。
不对#1～#3气缸的排气端口出口温度进行检测而是对#4气缸的排气端口出口温度进行检测的理由如下。即，中间冷却器4下游的进气管2c的新气体最接近流入至排气岐管10a的汇合部的点，根据该点的温度而确认中间冷却器4下游的进气管2c的新气体是否流入至排气岐管10a。采用排气涡轮3a的入口温度是为了确认排出至排气岐管10a的排出气体中的未燃燃料是否产生了补燃。
首先，对当前的发动机进行说明。在当前的发动机中，如图3中第3层虚线所示，实际增压压力在车辆起步时未达到目标增压压力。气缸41内的气体的实际空气过剩率由于实际增压压力的不足而变为接近1.0的1.05，并未达到目标空气过剩率的1.2(参照图3中最上层虚线)。因此，车辆起步时的实际的发动机扭矩未达到目标发动机扭矩(参照图3中第2层虚线)。
在当前的发动机中，受到接近1.0的气缸41内的气体的实际空气过剩率、以及不足的实际增压压力的影响，在车辆起步时，#4气缸的排气端口出口温度为670℃，排气涡轮3a入口温度为700℃，其温度差为30℃。该程度的温度差微小，但也表示排出至排气岐管10a的排出气体中的未燃燃料中产生了微弱的补燃。
在具备涡轮增压器3的发动机1中，在以恒定量踏入加速器踏板而使车辆起步时，在从空气滤清器17至氧化催化剂14的气体的流动根据车辆起步时的运转条件的变化而变化的期间，排气涡轮3a的转速上升。如果以恒定量踏入加速器踏板的状态持续，则从空气滤清器17至氧化催化剂14的气体流动不久便停滞，此时，排气涡轮3a的转速稳定为恒定值。即，涡轮增压器3的动作处于稳定状态。在图3中，t1以前的状态表示气体流动停滞的状态。
这样，在气体流动停滞的状态下，如图3中第3层虚线所示，在实际增压压力比目标增压压力低的位置稳定为恒定值，如图3中第2层虚线所示，根据此时的实际增压压力而规定实际发动机扭矩。在该实际发动机扭矩下，无法得到目标发动机扭矩。
另一方面，在本实施方式中，在气体流动停滞的t1的定时(timing)，EGR阀12的开度打开至规定值TVO1，如图2B所示，中间冷却器4下游的新气体流入至排气岐管10a。在本实施方式中，气缸41内的气体的实际空气过剩率、和排气岐管10a内的燃烧气体的实际空气过剩率因新气体向排气岐管10a的流入而不同。即，在本实施方式中，如在图3中第1层由点划线所示，排气岐管10a内的排出气体的实际空气过剩率从t1起变大，在t3的定时与目标空气过剩率的1.2一致。另外，如在图3中第3层由点划线所示，实际增压压力从t1起上升，在t3的定时与目标增压压力一致。另外，如在图3中第2层由点划线所示，实际发动机扭矩与实际增压压力的上升相应地从t1起增大，在t3的定时与目标发动机扭矩一致。如上所述，在当前的发动机中无法在车辆起步时实现期望的加速感，但在本实施方式的发动机1中能够实现期望的加速感。
这里，对通过在包含车辆起步时的非EGR区域中将EGR阀12打开而使得增压压力上升的理由进行说明。通过将EGR阀12打开，从而#4气缸的排气端口出口温度从670℃向580℃降低，排气涡轮3a的入口温度从700℃向670℃降低。这样，两者的温度差从将EGR阀12打开之前的30℃扩大为90℃。#4气缸的排气端口出口温度从670℃向580℃降低的原因，是因为中间冷却器4下游的进气管2c的新气体经由EGR通路11而流入至最接近#4气缸的排气端口出口的位置的排气岐管10a。由于新气体向排气岐管10a的流入，即使气缸41内的气体的实际空气过剩率为1.05，排气岐管10a内的燃烧气体的实际空气过剩率也变大而达到目标空气过剩率的1.2。而且，在排气从#4气缸的排气端口出口流动至排气涡轮3a的期间，排气温度上升了90℃。其理由在于，由于流入至#4气缸的排气端口的出口附近的排气岐管10a的新气体，从气缸41向排气岐管10a排出的排出气体中的未燃燃料补燃(再燃烧)，由此使得排气温度上升。
在排气涡轮3a上游的排气的温度因向排气岐管10a的新气体的导入所引起的补燃而上升时，排气涡轮3a上游的排气的压力也上升。而且，如果温度及压力上升，则补燃后的新气体的体积也重复膨胀，排气能量增加。该排气的能量与温度及压力上升之前的排气相比有所增加。排气涡轮3a的转速因排气涡轮3a上游的排气能量的增加而增加，与排气涡轮3a同轴的进气压缩机3b的转速增加，由此实际增压压力上升。即，因向排气岐管10a的新气体的流入而使得气体流动停滞的状态暂时解除，气体流动再次活跃化，由此涡轮增压器3起作用而实际增压压力上升。
然后，在非EGR区域中，发动机控制器21(EGR阀控制功能)原本使EGR阀12处于完全关闭状态。另一方面，在本实施方式中，发动机控制器21在非EGR区域中使EGR阀12打开。因此，为了避免与EGR阀控制功能的干涉，在本实施方式中，发动机控制器21优先于EGR阀控制功能而将EGR阀12控制为打开。
图4是在与图3所示相同的车辆起步时的条件下使EGR阀开度从0％变化至100％的情况下，检验实际增压压力及实际发动机扭矩如何变化的图。观察图4可知，越使EGR阀开度增加则实际增压压力越上升，实际发动机扭矩与该实际增压压力的上升相应地上升。
参照图5的流程图对由发动机控制器21执行的上述控制进行说明。图5是用于对EGR阀12进行开闭控制的流程图。每隔恒定时间(例如每隔10ms)而执行该控制。
在步骤1中，发动机控制器21读入主燃料喷射量Qdrv(发动机负载当量)、发动机转速Ne、增压压力Pin、排气涡轮3a上游的排气压力Pexh、排气涡轮3a上游的排气管10b的O2浓度、排气涡轮3a上游的排气温度Texh。这里，基于加速器开度和发动机转速Ne而对主燃料喷射量Qdrv进行计算。例如，如图6所示，预先制作以加速器开度和发动机转速Ne为参数的主燃料喷射量的对应图，通过对该对应图进行检索而计算出主燃料喷射量Qdrv。基于来自曲轴转角传感器23的信号而对发动机转速Ne进行计算。
利用在中间冷却器4下游的进气收集器6设置的进气压力传感器51对中间冷却器4下游的进气压力即增压压力Pin进行检测。设置进气压力传感器51的位置不局限于进气收集器6，只要是进气压缩机3b的下游即可。利用设置于排气岐管10a的排气压力传感器52对排气涡轮3a上游的排气压力Pexh进行检测。设置排气压力传感器52的位置不局限于排气岐管10a，只要是排气涡轮3a的上游即可。利用在排气涡轮3a上游的排气管10b设置的O2浓度传感器53对排气涡轮3a上游的排气通路10的O2浓度进行检测。设置O2浓度传感器53的位置，只要处于进气歧管10a的出口至氧化催化剂14的入口之间，可以是任意位置。利用在排气涡轮3a上游的排气管10b设置的排气温度传感器54对排气涡轮3a上游的排气温度Texh进行检测。设置排气温度传感器54的位置不局限于排气管10b，只要是排气涡轮3a的上游即可。
利用传感器对增压压力Pin、排气压力Pexh、排气中的O2浓度、排气温度Texh进行检测，但也可以利用与发动机运转条件相关的各种参数对这些值进行推定。
在步骤2中，发动机控制器21参看扭矩增大许可标志。扭矩增大许可标志在发动机起动时初始设定为零。
在扭矩增大许可标志为0的情况下，在步骤3中，发动机控制器21判定由Qdrv和Ne规定的发动机运转条件是否处于非EGR区域。
如图7所示，在以发动机转速Ne和主燃料喷射量Qdrv为参数的对应图上预先规定EGR区域。在EGR区域中，将排气的一部分导入进气收集器6，从而使得气缸41内的气体的燃烧速度相对缓慢，由此抑制在燃烧速度相对较大时所产生的NOx。这里，为了将排气的一部分导入至进气收集器6，需要使排气涡轮3a上游的排气压力比增压压力高。即，在EGR区域中，排气涡轮3a上游的排气压力比增压压力高，因此无法使中间冷却器4下游的进气管2c的新气体流入至排气岐管10a。反之，如果处于非EGR区域中，则排气涡轮3a上游的排气压力比增压压力低，能够使中间冷却器4下游的进气管2c的新气体流入至排气岐管10a。在车辆起步时之类的非EGR区域中，发动机控制器21将EGR阀12打开，由此使中间冷却器4下游的进气管2c的新气体的一部分流入至排气岐管10a。因此，需要根据是否处于非EGR区域而判定是否处于车辆起步时。在判断为发动机运转条件处于EGR区域的情况下，发动机控制器21在步骤9中将EGR阀12控制为完全打开。
在发动机运转条件处于非EGR区域时，发动机控制器21执行步骤4的处理。步骤4～6是判定是否处于气体流动停滞区域的处理。在步骤4～6中，发动机控制器21查看是否满足接下来的〈1〉～〈3〉的条件，在满足所有条件时判断为处于气体流动停滞区域。而且，在运转条件处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21许可发动机扭矩的增大，因此在步骤7中设为扭矩增大许可标志＝1，在步骤8中将EGR阀12控制为完全打开。
〈1〉非EGR区域中的氧化催化剂14上游的排气中的O2浓度小于5％。
〈2〉增压压力Pin比排气涡轮3a上游的排气压力Pexh高。
〈3〉排气涡轮3a上游的排气温度Texh大于或等于700℃。
将上述〈1〉设为条件的理由如下。即，如果非EGR区域中的氧化催化剂14上游的排气中的O2浓度变为小于5％的O2浓度，则即使进一步增加燃料量，也因气缸41内气体中的氧不足而使得气缸41内的气体中的燃料的燃烧不良，流入排气涡轮3a的气体流动停滞而使得涡轮转速恒定。如果涡轮转速变得恒定，则与排气涡轮3a同轴的进气压缩机3b无法进一步对进气进行压缩，实际增压压力也趋向恒定值而稳定。如果实际增压压力稳定为恒定值，则实际发动机扭矩不会进一步增加。5％是即使进一步增加燃料量实际发动机扭矩也不进一步增加的O2浓度范围中的上限值。反之，在非EGR区域中的氧化催化剂14上游的排气中的O2浓度大于或等于5％的O2浓度范围中，气缸41内的气体中的氧不会不足。如果在气缸41内的气体中的氧不会不足的状态下增加燃料量，则气缸41内的气体中的燃料良好地燃烧而发动机扭矩增加，因此无需特意将EGR阀12打开而使新气体流入。
在上述〈1〉的条件下，基于非EGR区域中的氧化催化剂14上游的排气中的O2浓度而判定是否即使增加燃料量发动机扭矩也不会进一步增加，但并不局限于该情况。可以基于非EGR区域中的气缸41内的气体的空气过剩率而判定是否即使增加燃料量发动机扭矩也不会进一步增加。例如，非EGR区域中的氧化催化剂14上游的排气中的O2浓度的5％是与非EGR区域中的气缸41内的气体的空气过剩率为1.05相当的值。因此，将1.05规定为阈值，对非EGR区域中的气缸41内的气体的实际空气过剩率与阈值的1.05进行比较。而且，在非EGR区域中的气缸41内的气体的实际空气过剩率小于1.05时，能够判断为即使增加燃料量发动机扭矩也不会进一步增加。这里，通过下式对非EGR区域中的气缸41的气体的实际空气过剩率λreal进行计算。
λreal＝Qa/Qdrv/14.5···(1)
Qa：利用空气流量计55检测出的吸入空气量
Qdrv：主燃料喷射量
用于柴油发动机1的燃料是C(碳原子)和H(氢原子)的数量能够选取各种各样的值的碳氢化合物的集合体，因此即使通过上述(1)式计算出的实际空气过剩率λreal同为1.0，气缸41内的气体中的O2浓度也根据使用燃料而不同。在计算出的实际空气过剩率为1.0时，如果实际上在用于实验的燃料中对O2浓度进行检测，则为2％左右。这样，在市场销售的燃料中，通过上述(1)式计算出的实际空气过剩率、与利用O2浓度传感器检测出的实际的O2浓度未必精确地对应，具有某个容许范围的偏差。即，上述5％的O2浓度不过作为代表值而举出而已，实际上设定为0％至5％之间的适当的值。另外，作为上述阈值的1.05的空气过剩率也不过作为代表值而举出而已，实际上选择1.0至1.1之间的适当的值作为阈值。在本实施方式中，着眼于实际检测出的O2浓度，基于检测出的O2浓度而判定是否处于即使增加燃料量发动机扭矩也不会进一步增加的气体流动停滞区域。
将上述〈2〉设为条件的理由如下。即，如果增压压力Pin小于或等于排气涡轮3a上游的排气压力Pexh，则中间冷却器4下游的进气管2c的新气体无法经由EGR通路11、旁通通路32而流入至排气岐管10a。上述〈2〉的条件对中间冷却器4下游的进气管2c的新气体流入至排气岐管10a的条件进行规定。
将上述〈3〉设为条件的理由如下。即，为了利用导入排气岐管10a的新气体使从气缸41排出至排气岐管10a的排出气体中的未燃燃料补燃，优选补燃的气体的气氛温度相对较高。在大于或等于700℃的温度区域时能够良好地产生补燃。上述〈3〉的条件是可靠地产生从气缸41排出至排气岐管10a的排出气体中的未燃燃料的补燃的温度条件。此外，即使补燃的气体的气氛温度相对较低且小于700℃，也能够产生补燃，因此能够将步骤6省略。
在上述〈1〉～〈3〉的条件全部满足时，发动机控制器21判断为发动机运转条件处于气体流动停滞区域，执行步骤8的处理。
步骤8是发动机控制器21优先执行对EGR阀12的控制的处理。在该处理的执行时，发动机运转条件处于非EGR区域，因此根据EGR阀控制功能而将EGR阀12控制为完全关闭，但在步骤8中将EGR阀12控制为完全打开。这里，“优先”是指不进行通过EGR阀控制功能而实现的EGR阀12的完全关闭控制，而是进行EGR阀12的完全打开控制。如果将EGR阀12打开，则如图2B所示，中间冷却器4下游的新气体经由EGR通路11、旁通通路32而供给至排气岐管10a。中间冷却器4下游的进气管2c的新气体不经由气缸41而供给至排气岐管10a，因此从气缸41排出至排气岐管10a的排气中的未燃燃料利用新气体而补燃。由此，与未将新气体导入至排气岐管10a的情况相比，更能够使流入至排气涡轮4a的排气的温度及压力上升。如果流入至排气涡轮4a的排气的温度及压力上升，则补燃后的新气体的体积也重复膨胀而使得排气涡轮3a的工作量增加，因此与排气涡轮3a同轴的进气压缩机3b的转速上升，实际增压压力与此相应地上升。如果实际增压压力上升，则流入至气缸41内的新气体量增加，因此气缸41内的气体中的燃料的燃烧状态变得良好，实际发动机扭矩增大。
对于在步骤8中将EGR阀12打开时的EGR阀开度，将其调整为预先设定的适当的开度。在发动机控制器21执行的未图示的控制流程中，根据发动机运转条件而规定目标增压压力。而且，以使得由进气压力传感器51检测出的车辆起步时的实际增压压力Pin与目标增压压力一致的方式对可变喷嘴3c的开度(开口比例)进行反馈控制。然而，在车辆起步时之类的气体流动停滞区域中无法得到目标增压压力(参照图3中第3层)。因此，通过将EGR阀12打开而使排气中的未燃燃料进行再燃烧，以在气体流动的停滞暂时解除而实际增压压力增大时使得该实际增压压力能够达到目标增压压力的方式，对将EGR阀12打开时的EGR阀开度进行设定。
或者，有时以使得气缸41内的气体的实际空气过剩率与目标空气过剩率一致的方式对新气体量、燃料量进行反馈控制。然而，在车辆起步时之类的气体流动停滞区域中无法实现目标空气过剩率(参照图3中第1层)。因此，如果将EGR阀12打开，则排气岐管10a内排气的实际空气过剩率向比气缸41内的气体的实际空气过剩率大的那侧变化，进行排气中的未燃燃料的再燃烧，气体流动的停滞暂时解除而实际的增压压力增大。此时，以使得该变化后的排气岐管10a内的排气的实际空气过剩率与目标空气过剩率一致的方式对EGR阀开度进行设定。
在不满足上述〈1〉～〈3〉的任意条件的情况下，发动机控制器21判断为发动机运转条件未处于气体流动停滞区域，在步骤10中将EGR阀12控制为完全关闭状态。
但是，在扭矩增大许可标志＝1时，发动机控制器21在执行步骤2之后执行步骤11的处理。步骤11～14是对在许可发动机扭矩的增大之后将扭矩增大的许可解除的条件进行规定的处理。在步骤11～14中，发动机控制器21判定是否满足下面的〈11〉～〈14〉的条件，在满足任意条件的情况下判断为将扭矩增大的许可解除的条件。在解除条件成立时，发动机控制器21在步骤15中恢复为扭矩增大许可标志＝0，在步骤16中将EGR阀12控制为完全关闭状态。
〈11〉处于EGR区域。
〈12〉非EGR区域中的氧化催化剂14上游的排气中含有的氧浓度大于或等于5％。
〈13〉增压压力Pin小于或等于排气涡轮3a上游的排气压力Pexh。
〈14〉排气涡轮3a上游的排气温度Texh小于700℃。
在不满足上述〈11〉～〈14〉的任意条件时，发动机控制器21判断为并未变为将扭矩增大的许可解除的条件，执行步骤7、8的处理。此外，前文中叙述了可以将步骤6删除，但能够在将步骤6删除时将步骤14也一并删除。
在本实施方式中，在满足在许可发动机扭矩的增大之后将扭矩增大的许可解除的条件时，将EGR阀12完全关闭，但不局限于此。例如，可以在从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了预先规定的恒定时间的情况下，将EGR阀12控制为完全关闭状态。恒定时间设定为驾驶员在车辆起步时期望加速感的时间。或者，可以在满足将扭矩增大的许可解除的条件、或者从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了恒定时间的任意条件成立的情况下，将EGR阀12控制为完全关闭状态。
这里，对本实施方式的作用效果进行说明。
本实施方式的发动机1具备涡轮增压器3、由EGR通路11及EGR阀12构成的新气体·2次空气供给装置、以及发动机控制器21。涡轮增压器3使进气压缩机3b与排气涡轮3a同轴地结合，利用流入至排气涡轮3a的排气的能量对进气压缩机3b进行驱动，对流入至进气压缩机3b的进气进行加压。新气体·2次空气供给装置11、12构成为能够将新气体供给至排气岐管10a。发动机控制器21判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域，在发动机运转条件处于气体流动停滞区域时，使新气体·2次空气供给装置11、12工作，将新气体供给至排气岐管10a。
根据本实施方式，在发动机1的运转条件处于气体流动停滞区域时，将新气体供给至排气岐管10a，由此实际增压压力比供给新气体之前上升。如果实际增压压力上升，则能够与其上升量相应地使实际发动机扭矩增大。由此，即使处于车辆起步时等的气体流动停滞区域，也能够实现期望的加速感。
在本实施方式中，新气体·2次空气供给装置11、12构成EGR控制装置的一部分。EGR控制装置具备EGR通路11、常闭的EGR阀12以及发动机控制器21。EGR通路11使排气的一部分回流至进气通路2。EGR阀12对EGR通路11进行开闭。发动机控制器21判定发动机运转条件处于EGR区域、以及包含气体流动停滞区域在内的非EGR区域中的哪一个区域。在发动机运转条件处于EGR区域的情况下，发动机控制器21将EGR阀12打开，在发动机运转条件处于非EGR区域的情况下，将EGR阀12关闭。另外，在发动机运转条件处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21将EGR阀12打开，将中间冷却器4下游的新气体供给至排气岐管10a。在该情况下，与通过EGR阀控制功能而实现的EGR阀12的完全关闭控制相比，发动机控制器21优先进行该发动机运转条件处于气体流动停滞区域的情况下的EGR阀12的完全打开控制。
根据本实施方式，利用EGR控制装置11、12、21将新气体供给至排气岐管10a，因此只要EGR控制装置11、12、21已经设置于发动机1，就能够避免成本的提升。
本实施方式的发动机1具备O2浓度传感器53、以及对进气压缩机3b下游的进气压力Pin与排气涡轮3a上游的排气压力Pexh进行比较的发动机控制器21。在排气中的O2浓度至少为零、且进气压缩机3b下游的进气压力Pin比排气涡轮3a上游的排气压力Pexh高的情况下，发动机控制器21判定为发动机运转条件处于气体流动停滞区域。或者，在气缸内的气体的空气过剩率至少为1.0、且进气压缩机3b下游的进气压力比排气涡轮3a上游的排气压力高的情况下，发动机控制器21判定为发动机运转条件处于气体流动停滞区域。由此，基于发动机运转条件(排气中的O2浓度、气缸内气体的空气过剩率、进气压力Pin、排气压力Pexh)而高精度地判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域。
在本实施方式中，在排气涡轮3a上游的排气温度比使排气中的未燃燃料可靠地产生补燃的温度即700℃高的情况下，发动机控制器21判定为发动机运转条件处于气体流动停滞区域。由此，能够可靠地使从气缸41排出至排气岐管10a的排气中的未燃燃料产生补燃。
在本实施方式中，气体流动停滞区域中包含车辆起步时。由此，在车辆起步时能够实现期望的加速感。
在本实施方式中，涡轮增压器3具有可变喷嘴3c。另外，发动机控制器21对与发动机运转条件相对应的目标增压压力进行设定，以使得实际增压压力与目标增压压力一致的方式对可变喷嘴3c的开度进行反馈控制。而且，在将EGR阀12打开时，发动机控制器21以使得实际增压压力与目标增压压力一致的方式对将EGR阀12打开时的EGR阀开度进行设定。由此，即使处于车辆起步时之类的低转速高负载区域也能够实现期望的增压压力(目标增压压力)。
(第2实施方式)
图8A、图8B是选取第2实施方式的发动机1的主要部分以及涡轮增压器3而示出的概略结构图。图8A示出在涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域时将EGR阀12打开之前的状态，图8B示出在涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域时将EGR阀12打开之后的状态。对与第1实施方式的图2A、图2B相同的部分标注相同的标号。
在第1实施方式中，发动机控制器21根据上述〈1〉～〈3〉的条件是否全部满足而判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域。在第2实施方式中，发动机控制器21根据排气涡轮3a的工作点是否处于在涡轮性能曲线图(排气涡轮性能曲线特性)上预先设置的气体流动停滞区域而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。进一步叙述，第1实施方式是判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域，与此相对，第2实施方式是判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。
排气涡轮3a的工作点是指在图10所示的涡轮性能曲线图中由膨胀比以及气体流量规定的排气涡轮3a的工作点。为了获知排气涡轮3a的工作点，需要排气涡轮3a的膨胀比以及在排气涡轮3a流动的气体流量Qexh。根据排气涡轮3a入口压力Ptin与排气涡轮3a出口压力Ptout的比、即通过下式而对排气涡轮3a的膨胀比进行计算。
膨胀比＝Ptin/Ptout···(2)
这里，如图8A、图8B所示，利用设置于排气岐管10a的入口压力传感器52对排气涡轮3a入口压力Ptin进行检测。如图8A、图8B所示，利用设置于排气管10c的出口压力传感器61对排气涡轮3a出口压力Ptout进行检测。如图8A、图8B所示，利用设置于排气管10b的气体流量传感器62对在排气涡轮3a中流动的气体流量Qexh进行检测。将利用这些传感器52、61、62检测出的排气涡轮3a入口压力Ptin、排气涡轮3a出口压力Ptout、气体流量Qexh输入至发动机控制器21。
参照图9对由发动机控制器21执行的控制进行说明。图9是用于对EGR阀12进行开闭控制的流程图。每隔恒定时间(例如每隔10ms)而执行该控制。对与第1实施方式的图5的流程图相同的处理标注相同的标号。
与第1实施方式的图5的流程图不同的处理是步骤21～25的处理。对于与第1实施方式的关系而言，将第2实施方式的图9中的步骤22、23置换为第1实施方式的图5中的步骤4～6。另外，将第2实施方式的图9中的步骤24、25置换为第1实施方式的图5中的步骤12～14。
如图9所示，在步骤21中，发动机控制器21读入主燃料喷射量Qdrv、发动机转速Ne、排气涡轮3a入口压力Ptin、排气涡轮3a出口压力Ptout、在排气涡轮3a中流动的气体流量Qexh。利用入口压力传感器52对排气涡轮3a入口压力Ptin进行检测，利用出口压力传感器61对排气涡轮3a出口压力Ptout进行检测，利用气体流量传感器62对在排气涡轮3a中流动的气体流量Qexh[g/s]进行检测。也可以利用表示发动机运转状态的参数对在排气涡轮3a中流动的气体流量Qexh进行推定。
在步骤3中判定为发动机运转条件处于非EGR区域的情况下，在步骤22中，发动机控制器21根据排气涡轮3a入口压力Ptin和排气涡轮3a出口压力Ptout并通过上述(2)式而对排气涡轮3a的膨胀比[绝对数]进行计算。
在步骤23中，发动机控制器21判定由排气涡轮3a的膨胀比和在排气涡轮3a中流动的气体流量而规定的排气涡轮3a的工作点是否处于图10所示的涡轮性能曲线图上的气体流动停滞区域Rstb1(参照阴影区域)。
这里，涡轮性能曲线图在横轴上选取排气涡轮3a的膨胀比[绝对数]、并在纵轴上选取在排气涡轮3a中流动的气体流量[g/s]，表示排气涡轮3a的工作点根据发动机运转条件的不同而如何变化。在当前的发动机以及本实施方式的发动机1中所使用的排气涡轮3a中，排气涡轮3a的工作点根据发动机运转条件的变化而在例如图10所示的四边形的标记的位置上移动。在当前的发动机中，车辆起步时的排气涡轮3a的工作点处于膨胀比及气体流量均小的C点的位置。因此，将气体流动停滞区域Rstb1预先规定为包含当前的发动机的车辆起步时的排气涡轮3a的工作点(C点)、以及膨胀比、气体流量比该工作点小的那侧的区域。此外，在图10中，将气体流动停滞区域Rstb1设定为覆盖至与C点相比膨胀比、气体流量略大的那侧的区域。车辆起步时的排气涡轮3a的工作点存在偏差，因此这是考虑了该偏差的结果。
返回至图9，在由膨胀比及气体流量规定的排气涡轮3a的工作点未处于图10所示的气体流动停滞区域Rstb1时，在步骤10中，发动机控制器21将EGR阀12控制为完全关闭状态。
另一方面，在步骤23中判定为由膨胀比及气体流量规定的排气涡轮3a的工作点处于图10所示的气体流动停滞区域Rstb1的情况下，发动机控制器21判定为涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域。此时，为了许可发动机扭矩的增大而进入步骤7、8，设为扭矩增大许可标志＝1，将EGR阀12打开。
但是，在步骤2中判定为扭矩增大许可标志为1的情况下，发动机控制器21执行步骤11的处理。在步骤11中判定为发动机运转条件处于非EGR区域的情况下，发动机控制器21执行步骤24的处理，与步骤22同样地对排气涡轮3a的膨胀比进行计算。在步骤25中，发动机控制器21判定由膨胀比及气体流量规定的排气涡轮3a的工作点是否处于图10所示的气体流动停滞区域Rstb 1。在排气涡轮3a的工作点处于气体流动停滞区域Rstb1的情况下，发动机控制器21判断为涡轮增压器3的状态持续处于气体流动停滞区域，执行步骤7、8的处理。
如果在步骤8中将EGR阀12打开，则如图8B所示，中间冷却器4下游的进气管2c的新气体经由EGR通路11、旁通通路32而流入至排气岐管40a。从气缸41排出至排气岐管40a的排气中的未燃燃料利用该新气体而补燃，流入至排气涡轮3a的排气的温度及压力上升。即，与将EGR阀12打开之前相比，排气涡轮3a入口压力(膨胀比)变大，且在排气涡轮3a中流动的气体流量变大。这代表车辆起步时的排气涡轮3a的工作点向图10中膨胀比大于C点的膨胀比、且在排气涡轮3a中流动的气体流量比C点大的D点的位置移动。在D点处，气体流量比C点变大，因此排气涡轮3a的转速与此相应地增加，与排气涡轮3a同轴的进气压缩机3b的转速增加。其结果，实际增压压力向目标增压压力上升，实际发动机扭矩增加。
另一方面，在步骤25中判定为涡轮工作点从气体流动停滞区域Rstb1偏离的情况下，发动机控制器21在步骤15中设为扭矩增大许可标志＝0，在步骤16中将EGR阀12控制为完全关闭状态。
在第2实施方式中，在涡轮增压器3的状态在许可发动机扭矩的增大之后从气体流动停滞区域Rstb1偏离时，将EGR阀12完全关闭，但并不局限于此。例如，可以在从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了预先规定的恒定时间的情况下，将EGR阀12控制为完全关闭状态。恒定时间设定为驾驶员在车辆起步时期望加速感的时间。或者，可以在涡轮增压器3的状态从气体流动停滞区域Rstb1偏离、或者从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了恒定时间的任意条件成立的情况下，将EGR阀12控制为完全关闭状态。
在第2实施方式中，发动机1具备气体流量传感器62以及发动机控制器21。发动机控制器21对膨胀比进行计算，并对以计算出的膨胀比和气体流量作为参数的涡轮性能曲线图(排气涡轮性能曲线特性)进行存储。发动机控制器21根据由计算出的膨胀比以及检测出的气体流量规定的排气涡轮3a的工作点是否处于在涡轮性能曲线图上预先设置的气体流动停滞区域，而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。由此，能够不使用O2浓度传感器53之类的高价的传感器、或者不基于发动机运转条件而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。
此外，发动机1为了对涡轮增压器3的运转进行管理而具备由传感器52、61、62和发动机控制器21构成的排气涡轮3a的监视装置。该排气涡轮3a的监视装置利用传感器52、61、62以及发动机控制器21而求出膨胀比和气体流量，并监视由膨胀比和气体流量规定的排气涡轮3a的工作点在图10所示的涡轮性能曲线图上处于哪点。因此，只要已经将排气涡轮3a的监视装置设置于发动机1，仅通过追加软件(图9的流程)就能够判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域，能够避免成本的提升。
(第3实施方式)
图11A、图11B是选取第3实施方式的发动机1的主要部分以及涡轮增压器3而示出的概略结构图。图11A示出在涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域时将EGR阀12打开之前的状态，图11B示出在涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域时将EGR阀12打开之后的状态。对与第1实施方式的图2A、图2B相同的部分标注相同的标号。
在第1实施方式中，发动机控制器21判定上述〈1〉～〈3〉的条件是否全部满足、即判定发动机的运转条件是否处于气体流动停滞区域。另一方面，在第3实施方式中，发动机控制器21根据进气压缩机3b的工作点是否处于在压缩机性能曲线图(进气压缩机性能曲线特性)上预先设置的气体流动停滞区域，而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。进一步叙述，第1实施方式是判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域，与此相对，第3实施方式也与第2实施方式同样地判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。这里，“涡轮增压器3的状态处于气体流动区域”是包含进气压缩机的工作点处于压缩机性能曲线图上的气体流动停滞区域的情况、和排气涡轮的工作点处于涡轮性能曲线图上的气体流动停滞区域的情况在内的概念。
进气压缩机3b的工作点是指在图13所示的压缩机性能曲线图中由压力比及压缩机流量规定的进气压缩机3b的工作点。为了获知进气压缩机3b的工作点，需要进气压缩机3b的压力比以及压缩机流量(在进气压缩机3b中流动的流量)。这里，进气压缩机3b的压力比根据进气压缩机3b出口压力Pcout与进气压缩机3b入口压力Pcin的比、即通过下式而计算。
压力比＝Pcout/Pcin···(3)
因此，如图11A、图11B所示，利用在进气压缩机3b下游设置于中间冷却器4上游的进气管2b的出口压力传感器72对进气压缩机3b出口压力Pcout进行检测。如图11A、图11B所示，利用在空气流量计55下游设置于进气压缩机上游的进气管2a的入口压力传感器71对进气压缩机3b入口压力Pcin进行检测。如图11A、图11B所示，利用空气流量计55对压缩机流量Qcmp进行检测。将利用这些传感器72、71、55检测出的进气压缩机3b出口压力Pcout、进气压缩机3b入口压力Pcin、压缩机流量Qcmp输入至发动机控制器21。
参照图12对由发动机控制器21执行的控制进行说明。图12是第3实施方式的用于对EGR阀12进行开闭控制的流程图。每隔恒定时间(例如每隔10ms)而执行该控制。对与第1实施方式的图5的流程图相同的部分标注相同的标号。
与第1实施方式的图5中的流程不同的处理是步骤31～35的处理。对于与第1实施方式的关系而言，将第3实施方式的图12中的步骤32、33置换为第1实施方式的图5中的步骤4～6。另外，将第3实施方式的图12中的步骤34、35置换为第1实施方式的图5中的步骤12～14。
如图12所示，在步骤31中，发动机控制器21读入主燃料喷射量Qdrv、发动机转速Ne、进气压缩机3b出口压力Pcout、进气压缩机3b入口压力Pcin、压缩机流量Qcmp。利用出口压力传感器72对进气压缩机3b出口压力Pcout进行检测，利用入口压力传感器71对进气压缩机3b入口压力Pcin进行检测，利用空气流量计55对压缩机流量Qcmp[g/s]进行检测。
在步骤3中判定为发动机运转条件处于非EGR区域的情况下，发动机控制器21执行步骤32的处理，根据进气压缩机3b出口压力Pcout和进气压缩机3b入口压力Pcin并通过上述(3)式对进气压缩机3b的压力比[绝对数]进行计算。
在步骤33中，发动机控制器21判定由进气压缩机3b的压力比和压缩机流量规定的进气压缩机3b的工作点是否处于图13所示的压缩机性能曲线图上的气体流动停滞区域Rstb2(参照阴影区域)。
这里，压缩机性能曲线图在横轴上选取压缩机流量[g/s]、且在纵轴上选取进气压缩机3b的压力比[绝对数]，表示排气涡轮3a的工作点根据发动机的运转条件的不同如何变化。在图13中，“Leffi”表示压缩机等效线，“Lrot”表示排气涡轮3a转速恒定的线。在当前的发动机以及本实施方式的发动机1中所使用的进气压缩机3b中，进气压缩机3b的工作点根据发动机1的运转条件的变化而在例如图13所示的四边形的标记的位置上移动。在当前的发动机中，车辆起步时的压缩机工作点处于压力比及压缩机流量均小的E点的位置。因此，将气体流动停滞区域Rstb2预先规定为包含当前的发动机的车辆起步时的进气压缩机3b的工作点(E点)、以及压力比、压缩机流量比该工作点小的那侧的区域。此外，在图13中，将气体流动停滞区域Rstb2设定为覆盖至与E点相比压力比、压缩机流量略大的那侧的区域。车辆起步时的进气压缩机3b的工作点存在偏差，因此这是考虑了该工作点的偏差的结果。
返回至图12，在步骤33中判定为进气压缩机3b的工作点未处于图13所示的气体流动停滞区域Rstb2的情况下，在步骤10中，发动机控制器21将EGR阀12控制为完全关闭状态。
另一方面，在步骤33中判定为进气压缩机3b的工作点处于图13所示的气体流动停滞区域Rstb2的情况下，发动机控制器21判定为涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域。在该情况下，为了许可发动机扭矩的增大，发动机控制器21在步骤7中设为扭矩增大许可标志＝1，在步骤8中将EGR阀12打开。
但是，在步骤2中判定为扭矩增大许可标志为1的情况下，发动机控制器21执行步骤11的处理。在步骤11中判定为发动机运转条件处于非EGR区域的情况下，发动机控制器21在步骤34中与步骤32同样地对进气压缩机3b的压力比进行计算。在步骤35中，发动机控制器21判定由压力比及压缩机流量规定的压缩机工作点是否处于图13所示的气体流动停滞区域Rstb2。在进气压缩机3b的工作点处于图13所示的气体流动停滞区域Rstb2的情况下，发动机控制器21判断为涡轮增压器3的状态持续处于气体流动停滞区域。在该情况下，发动机控制器21执行步骤7、8的处理。
如果在步骤8中将EGR阀12打开，则如图11B所示，中间冷却器4下游的进气管2c的新气体经由EGR通路11、旁通通路32而流入至排气岐管40a。从气缸41排出至排气岐管40a的排气中的未燃燃料利用该新气体而补燃，流入至排气涡轮3a的排气的温度及压力上升。即，与将EGR阀12打开之前相比，涡轮入口压力(膨胀比)变大，且在排气涡轮3a中流动的气体流量变大。由此，排气涡轮3a的转速与此相应地升高，与排气涡轮3a同轴的进气压缩机的转速升高。于是，与将EGR阀12打开之前相比，进气压缩机3b出口压力(压力比)变大，且压缩机流量变大。在第3实施方式中，这代表在图13中车辆起步时的进气压缩机3b的工作点移动至与E点相比压力比更大、且与E点相比压缩机流量更大的F点的位置。在F点的工作点处，与E点相比，压缩机流量变大，因此进气压缩机3b的转速与此相应地增加，实际增压压力上升为目标增压压力，实际发动机扭矩增加。此外，在F点的工作点处，与E点相比，压缩机效率更大，由此能够使涡轮增压器3高效地运转。
另一方面，在步骤35中判定为涡轮工作点从气体流动停滞区域Rstb2偏离的情况下，发动机控制器21在步骤15中设为扭矩增大许可标志＝0，在步骤16中将EGR阀12控制为完全关闭状态。
在第3实施方式中，在涡轮增压器3的状态在许可发动机扭矩的增大之后从气体流动停滞区域Rstb2偏离时，将EGR阀12完全关闭，但并不局限于此。例如，可以在从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了预先规定的恒定时间的情况下，将EGR阀12控制为完全关闭状态。恒定时间设定为驾驶员在车辆起步时期望加速感的时间。或者，可以在涡轮增压器3的状态从气体流动停滞区域Rstb1偏离、或者从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了恒定时间的任意条件成立的情况下，将EGR阀12控制为完全关闭状态。
在第3实施方式中，发动机1具备空气流量计55以及发动机控制器21。发动机控制器21对压力比进行计算，并对以计算出的压力比和压缩机流量作为参数的压缩机性能曲线图(进气压缩机轮性能曲线特性)进行存储。发动机控制器21根据由压力比以及压缩机流量Qcmp规定的压缩机工作点是否处于在进气压缩机性能曲线特性上预先设置的气体流动停滞区域，而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。由此，能够不使用O2浓度传感器53之类的高价的传感器、或者不基于发动机运转条件而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。
此外，发动机1为了对涡轮增压器3的运转进行管理而具备由传感器55、71、72和发动机控制器21构成的进气压缩机3b的监视装置。在进气压缩机3b的监视装置中，利用传感器55、71、72以及发动机控制器21而求出压力比和压缩机流量，并监视由压力比和压缩机流量规定的进气压缩机3b的工作点在图13所示的压缩机性能曲线图上处于哪点。因此，只要已经将进气压缩机3b的监视装置设置于发动机1，仅通过追加软件(图12的流程)就能够判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域，能够避免成本的提升。
另外，可以将第3实施方式与第2实施方式组合。在该情况下，发动机控制器21基于排气涡轮3a的工作点而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域，并且基于进气压缩机3b的工作点而判定涡轮增压器3的状态是否处于气体流动停滞区域。而且，在根据上述任一条件而判定为涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域的情况下、或者根据上述两个条件而判定为涡轮增压器3的状态处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21将EGR阀12打开。
(第4实施方式)
图14A、图14B是选取第4实施方式的发动机1的主要部分以及涡轮增压器3而示出的概略结构图。图14A示出在发动机的运转条件处于气体流动停滞区域时将旁通阀82打开之前的状态，图14B示出在发动机的运转条件处于气体流动停滞区域时将旁通阀82打开之后的状态。对与第1实施方式的图2A、图2B相同的部分标注相同的标号。
在第1实施方式中，在气体流动停滞区域中将EGR阀12打开，由此使进气压缩机2b下游的进气管2c的新气体流入至排气岐管10a。如图14A、图14B所示，第4实施方式所涉及的发动机1具备：旁通通路81，其不同于EGR通路11，绕过气缸41而将进气收集器6与排气岐管10a连通；以及常闭的旁通阀82，其对旁通通路81进行开闭。在图14A、图14B中，在#1气缸气缸41的外侧沿着#1气缸气缸41对旁通通路81进行设置，但设置旁通通路81的位置不限定于此。
第4实施方式与第1实施方式同样地判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域。在发动机运转条件处于车辆起步时之类的气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21将旁通阀82打开，由此使进气压缩机2b下游的新气体流入至排气岐管10a。
参照图15对由发动机控制器21执行的控制进行说明。图15是第4实施方式的用于对EGR阀12及旁通阀82进行开闭控制的流程图。每隔恒定时间(例如每隔10ms)而执行该控制。对与第1实施方式的图5的流程图相同的部分标注相同的标号。
与第1实施方式的图5的流程图不同的处理是步骤41、42的处理。
如图15所示，在步骤4、5、6中判断为发动机运转条件处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21为了许可发动机扭矩的增大而执行步骤7、41的处理。发动机控制器21在步骤7中设为扭矩增大许可标志＝1，在步骤41中将旁通阀82控制为完全打开状态。在第1实施方式中，发动机控制器21对EGR阀12进行开阀控制，但在第4实施方式中取代EGR阀12而将旁通阀82打开，因此无需执行EGR阀12的开阀控制。
如图14B所示，如果将旁通阀82打开，则中间冷却器4下游的进气管2c的新气体经由旁通通路81而供给至排气岐管10a。中间冷却器4下游的进气管2c的新气体不经由气缸41而供给至排气岐管10a，从气缸41排出至排气岐管10a的排气中的未燃燃料利用该新气体而补燃。由此，与未将新气体导入至排气岐管10a的情况相比，流入至排气涡轮3a的排气的温度及压力上升。如果流入至排气涡轮3a的排气的温度及压力上升，则补燃后的新气体的体积也重复膨胀而使得排气涡轮3a的工作量增加，因此与排气涡轮3a同轴的进气压缩机3b的转速上升，实际增压压力与此相应地上升。如果实际增压压力上升，则流入至气缸41内的实际空气量增加，因此气缸41内的气体中的燃料的燃烧状态变好，实际发动机扭矩增大。
但是，在步骤2中判定为扭矩增大许可标志为1的情况下，发动机控制器21执行步骤11的处理。步骤11～14是对在许可发动机扭矩的增大之后将扭矩增大的许可解除的条件进行规定的处理。在步骤11～14中，发动机控制器21判定是否满足前述的〈11〉～〈14〉的条件，在满足任意条件时判定为将扭矩增大的许可解除的条件。在解除条件成立时，发动机控制器21在步骤15中使扭矩增大许可标志恢复为0，在步骤42中将旁通阀82控制为完全关闭状态。
在解除条件不成立的情况下，发动机控制器21继续进行步骤7、41的处理。
在第4实施方式中，在满足在许可发动机扭矩的增大之后将扭矩增大的许可解除的条件时，将旁通阀82控制为完全关闭状态，但并不局限于此。例如，可以在从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了预先规定的恒定时间的情况下，将旁通阀82控制为完全关闭状态。恒定时间设定为在车辆起步时驾驶员期望加速感的时间。或者，可以在满足将扭矩增大的许可解除的条件、或者从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了恒定时间的任意条件成立的情况下，将旁通阀82控制为完全关闭状态。
在第4实施方式中，新气体·2次空气供给装置由旁通通路81、以及对旁通通路81进行开闭的常闭的旁通阀82构成。旁通通路81绕过气缸41而将进气压缩机3b下游的进气通路与排气岐管10a连通。在发动机运转条件处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21执行旁通阀控制而将旁通阀82打开，将进气压缩机3b下游的新气体供给至排气岐管10a。在第4实施方式中也与第1实施方式相同，通过在气体流动停滞区域中将新气体供给至排气岐管10a，从而实际增压压力与供给新气体之前相比上升。如果实际增压压力上升，则能够使实际发动机扭矩与该上升量相应地增大。
(第5实施方式)
图16A、图16B是选取第5实施方式的发动机1的主要部分以及涡轮增压器3而示出的概略结构图。图16A表示在发动机的运转条件处于气体流动停滞区域时将2次空气供给阀102打开之前的状态，图16B表示在发动机的运转条件处于气体流动停滞区域时将2次空气供给阀102打开之后的状态。对与第1实施方式的图2A、图2B相同的部分标注相同的标号。
在第1至第4的各实施方式中，在车辆起步时之类的气体流动停滞区域中使利用涡轮增压器3而产生的加压空气流入至排气岐管10a。另一方面，在第5实施方式中，如图16A、图16B所示，将搭载有发动机1的车辆是具备全气动制动器91的7.5吨级别的大型卡车、大型公共汽车的情况作为对象。
参照图17对全气动制动器91进行说明。图17是全气动制动器91的概略结构图。
如图17所示，全气动制动器91由空气压缩机92、气箱93、制动阀96、制动踏板97、气室94、车轮制动器98构成。此外，气室94及车轮制动器98装配于车辆的各车轮。
空气压缩机92被发动机1经由齿轮或链条而驱动。被空气压缩机92加压的空气以恒定压力蓄积于气箱93。在将气箱93和气室94连结的空气通路95设置有常闭的制动阀96。
在如图17所示构成的全气动制动器91中，如果踏入制动踏板97，则以与制动踏板97的踏入量(行程)相对应的量将制动阀96打开，与制动踏板97的踏入量相对应的加压空气从气箱93压送至各车轮的气室94。如果将加压空气供给至各车轮的气室94，则各车轮的车轮制动器98利用加压空气进行工作而对车辆进行制动。
气箱93内的加压空气的压力比非EGR区域中的排气岐管10a的排气压力(气体流动停滞区域中的排气涡轮上游的排气压力)高，因此能够将气箱93内的加压空气作为2次空气而利用。
因此，如图16A、图16B、图17所示，第5实施方式所涉及的发动机1具备：2次空气通路101，其从空气通路95分支并与排气岐管10a汇合；常闭的2次空气供给阀102，其对2次空气通路101进行开闭。此外，在图16A、图16B中，从空气通路95分支设置有2次空气通路101，但并不限定于此。例如，可以以将空气压缩机92和排气岐管10a连通的方式设置2次空气通路。
第5实施方式也与第1实施方式同样地判定发动机运转条件是否处于气体流动停滞区域。在发动机运转条件处于车辆起步时之类的气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21将2次空气供给阀102打开，由此使气箱93内的加压空气作为2次空气而流入至排气岐管10a。
参照图18对由发动机控制器21执行的控制进行说明。图18是第5实施方式的用于对EGR阀12及2次空气供给阀102进行开闭控制的流程图。每隔恒定时间(例如每隔10ms)而执行该控制。对与第1实施方式的图5中的流程相同的部分标注相同的标号。
与第1实施方式的图5的流程图不同的处理是步骤51、52的处理。
如图18所示，在步骤4、5、6中判定为发动机运转条件处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21为了许可发动机扭矩的增大而执行步骤7、51的处理。发动机控制器21在步骤7中设为扭矩增大许可标志＝1，在步骤51中将2次空气供给阀102打开。在第1实施方式中，发动机控制器21对EGR阀12进行开阀控制，但在第5实施方式中取代GR阀12而将2次空气供给阀102打开，因此无需执行EGR阀12的开阀控制。
如图16B所示，如果将2次空气供给阀102打开，则气箱93内的加压空气(2次空气)的压力比排气岐管10a的排气压力高，因此2次空气通过2次空气供给通路101而供给至排气岐管10a。2次空气不经由气缸41而供给至排气岐管10a，因此从气缸41排出至排气岐管10a的排出气体中的未燃燃料利用该新气体(2次空气)而补燃。由此，与未将新气体导入至排气岐管10a的情况相比，流入至排气涡轮3a的排气的温度及压力上升。如果流入至排气涡轮3a的排气的温度及压力上升，则补燃后的新气体的体积也重复膨胀而使得排气涡轮3a的工作量增加，因此与排气涡轮3a同轴的进气压缩机3b的转速上升，实际增压压力与此相应地上升。如果实际增压压力上升，则至流入气缸41内的实际空气量增加，因此气缸41内气体中的燃料的燃烧状态变好，实际发动机扭矩增大。
但是，在步骤2中判定为扭矩增大许可标志为1的情况下，发动机控制器21执行步骤11的处理。步骤11～14是对在许可发动机扭矩的增大之后将扭矩增大的许可解除的条件进行规定的处理。在步骤11～14中，发动机控制器21判定是否满足前述的〈11〉～〈14〉的条件，在满足任意条件时，判断为将扭矩增大的许可解除的条件。在解除条件成立时，发动机控制器21在步骤15中使扭矩增大许可标志恢复为0，在步骤52中将2次空气供给阀102控制为完全关闭状态。
在解除条件不成立的情况下，发动机控制器21继续进行步骤7、51的处理。
在第5实施方式中，在满足在许可发动机扭矩的增大之后将扭矩增大的许可解除的条件时，将2次空气供给阀102控制为完全关闭状态，但并不局限于此。例如，可以在从许可发动机扭矩的增大的定时起经过了预先规定的恒定时间的情况下，将2次空气供给阀102控制为完全关闭状态。恒定时间设定为在车辆起步时驾驶员期望加速感的时间。或者，可以在将扭矩增大的许可解除的条件满足、或者从许可发动机扭矩的增大起经过了恒定时间的任意条件成立的情况下，将2次空气供给阀102控制为完全关闭状态。
在第5实施方式中，新气体·2次空气供给装置由气箱93、2次空气供给通路101、以及对该2次空气供给通路101进行开闭的常闭的2次空气供给阀102构成。气箱93对比气体流动停滞区域中的排气岐管10a的排气压力(排气涡轮上游的排气压力)高的恒定压力的空气进行贮存。2次空气供给通路101将气箱93与排气岐管10a(排气涡轮上游的排气通路)连通。在发动机的运转条件处于气体流动停滞区域的情况下，发动机控制器21执行如下2次空气供给阀控制，即，将2次空气供给阀102打开，将气箱93内的加压空气作为2次空气而供给至排气岐管10a。
根据第5实施方式，将气箱93内的加压空气作为2次空气而在气体流动停滞区域中供给至排气岐管10a，从而实际增压压力与供给2次空气之前相比上升。如果实际增压压力上升，则能够使实际发动机扭矩与此相应地增大。在大型的卡车、公共汽车中已经设置有用于车辆的制动的气箱93，因此能够避免成本的提升。
在第5实施方式中，在具备全气动制动器91的大型卡车的情况下进行了说明，但并不局限于此。可以在车辆中另外设置空气压缩机92、气箱93、将气箱93以及排气岐管10a连接的2次空气通路101、以及对2次空气通路101进行开闭的常闭的2次空气供给阀102。
此外，可以将第4、第5的任意实施方式与第2、第3的任意实施方式组合。例如，在将第5实施方式与第3实施方式组合的情况下，在由压力比及压缩机流量规定的进气压缩机3b的工作点处于图13所示的气体流动停滞区域时，将2次空气供给阀102打开，将新气体供给至排气岐管10a。例如，在将第4实施方式与第2实施方式组合的情况下，在由膨胀比及气体流量规定的排气涡轮3a的工作点处于图10所示的气体流动停滞区域时，将旁通阀82打开，将2次空气供给至排气岐管10a。在这些组合的情况下，无需EGR控制装置。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过示出本发明的应用例的一部分而已，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。

Claims (10)

1.一种柴油发动机的控制装置，其中，
所述柴油发动机的控制装置具备：
涡轮增压器，其将进气压缩机和排气涡轮同轴地结合，利用流入至排气涡轮的排气的能量对进气压缩机进行驱动，由此对进气进行加压；
新气体·2次空气供给装置，其将新气体或者2次空气供给至所述排气涡轮上游的排气通路；
气体流动停滞区域判定单元，其判定发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态是否处于气体流动停滞区域；以及
新气体·2次空气供给单元，其在发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域时，利用所述新气体·2次空气供给装置将新气体或者2次空气供给至所述排气涡轮上游的排气通路。
2.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其中，
所述新气体·2次空气供给装置具备：
EGR通路，其使排气的一部分回流至进气通路；
EGR阀，其对所述EGR通路进行开闭；
判定单元，其判定发动机运转条件处于EGR区域、和包含所述气体流动停滞区域在内的非EGR区域中的哪一个区域；以及
EGR阀控制单元，其在发动机运转条件处于EGR区域的情况下将所述EGR阀打开，在发动机运转条件处于非EGR区域的情况下将所述EGR阀关闭，
在发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域的情况下，所述新气体·2次空气供给单元将所述EGR阀打开，由此将所述进气压缩机下游的新气体供给至所述排气涡轮上游的排气通路。
3.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其中，
所述新气体·2次空气供给装置具备：
旁通通路，其绕过气缸而将所述进气压缩机下游的进气通路与所述排气涡轮上游的排气通路连通；以及
旁通阀，其对所述旁通通路进行开闭，
在发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域的情况下，所述新气体·2次空气供给单元将所述旁通阀打开，由此将所述进气压缩机下游的新气体供给至所述排气涡轮上游的排气通路。
4.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其中，
所述新气体·2次空气供给装置具备：
气箱，其对比所述气体流动停滞区域中的所述排气涡轮上游的排气压力高的恒定压力的空气进行贮存；
2次空气供给通路，其将所述气箱与所述排气涡轮上游的排气通路连通；以及
2次空气供给阀，其对所述2次空气供给通路进行开闭，
所述新气体·2次空气供给单元在发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域的情况下，将所述2次空气供给阀打开，由此将所述气箱内的加压空气作为2次空气而供给至排气涡轮上游的排气通路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的柴油发动机的控制装置，其中，
还具备：
排气O2浓度检测单元，其对排气中的O2浓度进行检测；以及
比较单元，其对所述进气压缩机下游的进气压力与所述排气涡轮上游的排气压力进行比较，
所述气体流动停滞区域判定单元在排气中的O2浓度至少为零或者气缸内气体的空气过剩率至少为1.0、且所述进气压缩机下游的进气压力比所述排气涡轮上游的排气压力高的情况下，判定为发动机运转条件处于气体流动停滞区域。
6.根据权利要求5所述的柴油发动机的控制装置，其中，
所述气体流动停滞区域判定单元还在所述排气涡轮上游的排气温度比可靠地使排气中的未燃燃料产生补燃的温度高的情况下，判定为发动机运转条件处于气体流动停滞区域。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的柴油发动机的控制装置，其中，
还具备：
所述排气涡轮性能曲线特性，其预先规定有气体流动停滞区域，并以膨胀比和气体流量作为参数；
膨胀比计算单元，其对所述膨胀比进行计算；以及
气体流量检测单元，其对所述气体流量进行检测，
所述气体流动停滞区域判定单元在由计算出的膨胀比以及检测出的气体流量规定的所述排气涡轮的工作点处于所述排气涡轮性能曲线特性的气体流动停滞区域的情况下，判定为所述涡轮增压器的状态处于所述气体流动停滞区域。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的柴油发动机的控制装置，其中，
还具备：
所述进气压缩机性能曲线特性，其预先规定有气体流动停滞区域，并以压力比和压缩机流量作为参数；
压力比计算单元，其对所述压力比进行计算；以及
压缩机流量检测单元，其对所述压缩机流量进行检测，
所述气体流动停滞区域判定单元在由计算出的压力比以及检测出的压缩机流量规定的所述进气压缩机的工作点处于所述进气压缩机性能曲线特性的气体流动停滞区域的情况下，判定为所述涡轮增压器的状态处于所述气体流动停滞区域。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的柴油发动机的控制装置，其中，
所述气体流动停滞区域包含搭载有所述柴油发动机的车辆的起步时或者车辆的上坡时。
10.一种柴油发动机的控制方法，所述柴油发动机具备：
涡轮增压器，其将进气压缩机和排气涡轮同轴地结合，利用流入至排气涡轮的排气的能量对进气压缩机进行驱动，由此对进气进行加压；以及
新气体·2次空气供给装置，其将新气体或者2次空气供给至所述排气涡轮上游的排气通路，其中，
所述柴油发动机的控制方法具备：
气体流动停滞区域判定工序，其判定发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态是否处于气体流动停滞区域；以及
新气体·2次空气供给工序，其在发动机运转条件或者所述涡轮增压器的状态处于气体流动停滞区域时，利用所述新气体·2次空气供给装置将新气体或者2次空气供给至所述排气涡轮上游的排气通路。
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