CN106662029B - 内燃机的装置 - Google Patents

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Abstract

在具备低压EGR流路的带增压器的内燃机中，在高EGR运转带来的加速时燃烧室内的EGR率暂时减少，出现爆震的发生、空燃比偏差导致的排气的恶化。本发明的内燃机的控制装置包括：增压器；将上述增压器的涡轮下游的排气管与上述增压器的压缩机上游的吸气管连结的低压EGR流路；用于控制流入到缸的流入气体量的节气门；和用于在上述EGR流路中控制EGR流量的EGR阀，在以规定值以上的EGR率运转的状态下发生加速请求时，与以规定值以下的EGR率运转的状态下发生加速请求时相比，减小相对于加速器开度的上述节气门的开度的控制量。

Description

内燃机的装置
技术领域
本发明涉及控制具备低压EGR流路的增压发动机的控制装置。
背景技术
近年来，为了降低汽车的燃耗，进行了改善发动机的效率的尝试。其中一种改善技术是高压缩比化。通过提高压缩比，内燃机的理论热效率提高。另一方面，也在进行关于减小发动机尺寸的开发作为降低燃耗的对策。通过减小尺寸，能够降低泵送损失、降低机械损失。但是，在减小了尺寸的发动机中为了维持转矩(输出)需要使增压压力上升。
在高增压的发动机系统中，为了避免异常燃烧，正在逐渐采用使排气的一部分返回吸气的EGR系统。特别是，在增压区间也能够实施大量的EGR的低压EGR系统正在受到关注。低压EGR系统指的是使增压器的涡轮下游的排气回流至增压器的压缩机上游的系统。一般而言，在低压EGR系统中，因从排气与新气的汇流部到缸的路径较长、汇流部位于节气门的上游部等原因，存在在减速运转时或加速运转时这样的过渡时，排出气体量暂时增加或减少，不能使EGR率稳定地达到目标值的现象。从而，因该EGR率的过渡性的不匹配，存在因空燃比的变动引起的排气恶化、因爆震而产生噪声、转矩变动，最差的情况下导致不发火的课题。
关于专利文献1中记载的技术，提出了根据吸入空气量估测当前的排气压力，基于估测出的排气压力对EGR阀的开度进行修正，由此抑制加速时的EGR率的暂时减少的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-251509号公报
发明内容
发明要解决的课题
加速时的EGR率的暂时减少，是因节气门开度增加时节气门上游(≈大气压)的吸气急剧地流入节气门下游(＝负压)时，相对于新气空气量的增加，回流的排气量(EGR量)的增加延迟而发生的。专利文献1记载的技术通过在加速后使EGR阀的开度暂时增加而使EGR量增加，适当地保持EGR率，但为了与新气空气量的急剧增加相应地使EGR量增加，需要非常高响应的EGR阀。
本发明鉴于这样的课题得出，其目的在于提供一种不依赖于EGR阀的响应性地避免EGR率的暂时减少，抑制加速时的爆震和排气恶化的发动机的控制装置。
用于解决课题的方法
为了达成上述目的，本发明的内燃机的控制装置包括：增压器；将所述增压器的涡轮下游的排气管与所述增压器的压缩机上游的吸气管连结的低压EGR流路；用于控制流入到缸的流入气体量的吸气量调节阀；和用于控制所述低压EGR流路的排出气体流量的EGR阀，其特征在于：在发生加速请求时，实施加速用吸气量控制，所述加速用吸气量控制为：EGR率越大、越是减小相对于加速器操作的所述吸气量调节阀的开度的控制量。
发明的效果
根据本发明，通过抑制从加速时的节气门的上游流向下游的吸气的速度，通过节气门控制抑制新气的急剧增加，能够避免加速时的EGR率的暂时减少，抑制排气恶化和爆震。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的系统结构图。
图2是表示本发明的第1实施方式的发动机的动作控制装置的EGR控制区间的图。
图3是表示现有的具备低压EGR的增压发动机中加速时的EGR率的推移的图。
图4是表示本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的结构的系统框图。
图5是在本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的ECU20内实施的加速控制逻辑的概要图。
图6是本发明的第1实施方式的加速控制部的相对于加速器开度的节气门、EGR阀的控制方法的图。
图7是表示本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的加速控制内容的流程图。
图8是本发明的第1实施方式的发动机的控制装置进行的加速控制的时序图。
图9是本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的系统结构图。
图10是表示本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的结构的系统框图。
图11是在本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的ECU20内实施的加速控制逻辑的概要图。
图12是表示本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的加速控制内容的流程图。
图13是本发明的第2实施方式的发动机的控制装置进行的加速控制的时序图。
具体实施方式
以下，用图1～图8说明本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的结构和动作。
图1是表示将本发明的第1实施方式的发动机的控制装置应用于具备低压EGR流路的汽车用缸内喷射式汽油发动机的系统的结构的系统结构图。
发动机100是实施火花点火式燃烧的汽车用的四缸汽油发动机。其在吸气管的各个适当位置设置有计测吸入空气量的空气流量传感器1、用于对吸气增压的增压器的压缩机4a、用于使吸气冷却的中间冷却器7、调节吸气管压力的电子控制节气门2、和计测吸气吸气歧管6内的压力的吸气压力传感器14。另外，发动机100中，按每个气缸设置有对各气缸的缸15中喷射燃料的燃料喷射装置(以下称为喷射器)13、和供给点火能量的火花塞17。另外，缸盖设置有调节向缸内流入、或从缸内排出的气体的可变阀5。通过调节可变阀5，从而调节从第1到第4的所有气缸的吸气量和内部EGR量。另外，虽然未图示，但用于对燃料喷射装置13供给高压燃料的高压燃料泵通过燃料配管与燃料喷射装置13连接，在燃料配管中设置有用于计测燃料喷射压力的燃料压力传感器。
进而，在排气管16的各个适当位置设置有通过排气能量对增压器的压缩机4a施加旋转力用的涡轮4b、用于调节流过涡轮的排气流量的电子控制废气门阀11、净化排气的三元催化剂10、和作为空燃比检测器的一个方式的在三元催化剂10的上游侧检测排气的空燃比的空燃比传感器9。另外，虽然未图示，但在曲轴上设置有用于计算旋转角度的曲轴角度传感器。
进而，具备用于使排气从排气管的催化剂10的下游回流至吸气管的压缩机4a的上游的EGR管40。另外，在EGR管40的各个适当位置安装有用于使EGR冷却的EGR冷却器42、用于控制EGR流量的EGR阀41、检测EGR阀前后的压差的压差传感器43、检测EGR温度的EGR温度传感器44。
从空气流量传感器1、空燃比传感器9、吸气压力传感器14、压差传感器43和EGR温度传感器44得到的信号，被发送到发动机控制单元(ECU)20。另外，从加速器开度传感器12得到的信号被发送到ECU20。加速器开度传感器12检测加速踏板的踩踏量、即加速器开度。ECU20基于加速器开度传感器12的输出信号，运算要求转矩。即，加速器开度传感器12被用作检测对发动机的要求转矩的要求转矩检测传感器。另外，ECU20基于曲轴角度传感器的输出信号，运算发动机的转速。ECU20基于根据上述各种传感器的输出得到的发动机的运转状态，最佳地运算空气流量、燃料喷射量、点火时间、燃料压力等发动机的主要操作量。
用ECU20运算出的燃料喷射量被变换为开阀脉冲信号，发送到喷射器13。另外，对火花塞17发送点火信号，使得在ECU20运算出的点火时间点火。另外，用ECU20运算出的节气门开度，以节气门驱动信号的方式对电子控制节气门2发送。另外，用ECU20运算出的可变阀的操作量，以可变阀驱动信号的方式，对可变阀5发送。另外，用ECU20运算出的废气门阀开度，以废气门阀驱动信号的方式，对废气门阀11发送。另外，用ECU20运算出的EGR阀开度，以EGR阀开度驱动信号的方式，对EGR阀41发送。
对于从吸气管经过吸气阀流入缸15内的空气喷射燃料，形成混合气体。混合气体在规定的点火时间因火花塞17产生的火花而爆炸，通过其燃烧压力按下活塞成为发动机的驱动力。进而，爆炸后的废气经过排气管16，被送入三元催化剂10，排出气体成分在三元催化剂10内被净化，向外部排出。
图2是表示本发明的第1实施方式的发动机的动作控制装置的EGR控制区间的图。被粗虚线框包围的区间是排出气体回流的所谓EGR区间。该例中除了低负荷区间、高转速区间之外的区间是EGR区间。现有技术中，在该区间中通过燃料的加浓实现减少爆震和抑制排气温度上升，而通过在该区间中采用Cooled-EGR实现减少爆震和抑制排气温度，并且进行符合理论空燃比的燃烧，能够实现低燃耗运转。
图3是说明在现有的具备低压EGR的增压发动机中，从图2所示的运转动作点A加速至运转动作点B的情况下的加速器开度、节气门开度、EGR阀开度、吸气压力、吸气流量、EGR流量、EGR率的随着时间的推移的图。如图3所示，驾驶员踩踏加速踏板时，与加速器开度相应地打开节气门时，用节气门7限制增压器对吸入空气的压缩功，结果，节气门7的前后压差增大。从该状态起，使目标EGR率固定，同时急速打开节气门时，新气一齐流入节气门的下游，节气门7的前后压差减少，通过节气门的吸气流量变动(增加)。此时，随着吸气流量的增加，新气(空气)的流量也急剧增加，另一方面，EGR量由涡轮下游的排气压力决定流量，所以EGR量的增加，相对于新气流量的急剧增加较为缓慢。由此，发生EGR汇流部的EGR率暂时显著减少的尖峰现象。这样的EGR率的尖峰到达缸时，存在发生空燃比控制精度的恶化或转矩控制精度的恶化、爆震引起的运转性能恶化的问题。
图4是表示本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的结构的系统框图。空气流量传感器1、空燃比传感器9、加速器开度传感器12、吸气压力传感器14、压差传感器43、EGR温度传感器44的输出信号被输入到ECU20的输入电路20a。但是，输入信号不限于这些。所输入的各传感器的输入信号被发送到输入输出端口20b内的输入端口。发送到输入端口20b的值被保管在RAM20c中，用CPU20e进行运算处理。在ROM20d中预先写入描述运算处理内容的控制程序。
按照控制程序运算出的表示各致动器的操作量的值被保管在RAM20c中之后，被发送到输入输出端口20b内的输出端口，经过各驱动电路发送到各致动器。本实施方式的情况下，驱动电路有电子节气门驱动电路20f、喷射器驱动电路20g、废气门阀驱动电路20h、EGR阀驱动电路20m。各电路分别控制电子控制节气门2、喷射器13、废气门阀11、EGR阀41。本实施方式中是在ECU20内设置有上述驱动电路的装置，但不限于此，也可以是在ECU20内具备上述驱动电路中的任意一个的装置。
ECU20基于输入信号估测EGR率，在大量EGR状态下发生加速请求时，对节气门2和EGR阀41进行控制。
图5是表示在本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的ECU20内实施的加速控制逻辑的概要的图。由EGR率估测部、加速判定部、加速控制部构成。空气流量传感器1的信号、压差传感器43的信号、EGR温度传感器44的信号对EGR率估测部输入，执行EGR率的运算。加速器开度传感器12的信号对加速判定部输入，进行当前是否加速状态的判定。用EGR率估测部运算出的EGR率、从加速判定部输出的加速判定标志、和吸气压力传感器14的信号被输入到加速控制部，在需要加速控制的情况下，实施加速用的节气门和EGR阀控制。
图6是表示本发明的第1实施方式的加速控制部的相对于加速器开度的节气门、EGR阀的控制方法的图。图6(a)示出了相对于加速器开度的节气门的控制方法。通常，基于驾驶员的操作的加速器开度、和控制发动机的吸气量的节气门开度的目标值以成大致线性的关系的方式存储在ECU内。另一方面，采用了EGR、并且判定加速度较大的情况下，应用加速用控制。在加速用控制中，与通常的节气门控制相比，以相对于同一加速器开度的节气门开度减小的方式控制节气门。在加速用控制中，也可以不是调节相对于同一加速器开度的节气门开度，而是改为使从发生加速请求后使节气门开度上升的时刻与通常的节气门控制相比延迟。图6(b)示出了相对于加速器开度的EGR阀的控制方法。本实施例中，通常，EGR区间内的EGR阀开度的目标值以大致一定的方式存储在ECU内。另一方面，采用了EGR、并且判定加速度较大的情况下，应用加速用控制。在加速用控制中，与通常的EGR阀开度相比，以相对于同一加速器开度的EGR阀开度增大的方式控制节气门。
图7是表示本发明的第1实施方式的发动机的控制装置的加速控制内容的流程图。图7所示的控制内容由ECU20按规定的周期反复执行。
在步骤S701中，ECU20读取加速器开度信号12。接着，在步骤S702中，读取空气流量传感器1的信号。在步骤S703中，ECU20读取压差传感器43的信号。接着，在步骤S704中，读取EGR温度传感器44的信号。接着，在步骤S705中，根据读取的空气流量传感器1的信号和压差传感器43的信号和EGR温度传感器44的信号，用下式运算吸气时的EGR率γEGR。
用下式(1)和(2)求出EGR率γEGR。
Figure BDA0001234597850000071
mair：空气质量流量[g/s]
mEGR：EGR质量流量[g/s]
REGR：EGR的气体常数[Pa·m3/g·K]
TEGR：EGR温度[K]
ΔPEGR：EGR阀前后压差[Pa]
C：EGR阀的压力损失系数
ρ：EGR密度[g/m3]
接着，在步骤S706中，对运算出的EGR率γEGR与预先规定的EGR率阈值γEGR_SL的大小关系进行比较，判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件。
如果γEGR＞γEGR_SL，则判定为是可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至步骤S709。
如果γEGR＜γEGR_SL，则判定为是不可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至S707实施通常节气门控制，之后前进至S708实施通常EGR阀控制之后，结束一系列控制。在步骤S709中，(此处使用加速器开度Ap的时间变化量Ap/dt)运算驾驶员的加速请求的程度，比较与预先规定的阈值(Ap/dt)SL的大小关系，判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件。
在
Figure BDA0001234597850000081
的情况下，判定为是可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至步骤S710。
如果
Figure BDA0001234597850000082
则判定为是不可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至S707实施通常节气门控制，之后前进至S708实施通常EGR阀控制之后，结束一系列控制。
在步骤S710中，读取吸气管压力传感器信号14。接着前进至步骤S711，对读取的吸气压力Pm与大气压Patm的大小关系进行比较，判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件。
在Pm＜Patm的情况下，判定为是可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至步骤S712。
在Pm＞Patm的情况下，判定为是不可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至S707实施通常节气门控制，之后前进至S708实施通常EGR阀控制之后，结束一系列控制。
在前进至步骤S712的情况下，判定为当前的加速条件是发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件，所以此处实施加速用节气门控制之后，在步骤S713中实施加速用EGR控制，结束一系列控制。
图8示出了本发明的第1实施方式的发动机的控制装置进行的加速控制的时序图。从图中上方起示出了加速器开度、节气门开度、节气门下游部的吸气管压力、新气(空气)流量、EGR阀开度、EGR流量、缸部的EGR率的随着时间的变化。另外，作为参考也用虚线同时记载了不实施加速用控制的情况下的结果。该例中，设想了首先以规定值以上的EGR率运转的状态。在时刻t1驾驶员踩踏加速踏板开始加速。该例中，因为驾驶员的加速请求的程度较高，所以实施加速用控制。随着加速器开度的增加，节气门开度和EGR阀开度上升。此处，与不进行加速用控制的情况相比，节气门开度的上升变缓，所以抑制了流过节气门的吸气量的急剧增加，抑制了新气(空气)流量的急剧增加。另外，因EGR阀开度的增加，与不进行加速用控制的情况相比，EGR流量增加。加速器开度进一步增加时，根据图6(b)的关系，EGR阀开度降低，恢复原本的开度。在时刻t1到时刻t2的期间中，EGR阀开度暂时增大，极大值处于时刻t1到时刻t2的期间中。到达时刻t2时，吸气管的压力Pm达到大气压Patm。随之从加速用控制转移至通常控制，节气门开度增加至不进行加速用控制的水准。到达时刻t3时，加速结束，成为稳定运转状态。通过上述节气门和EGR阀的控制，在从时刻t1到t3的加速状态中，也能够适当地控制新气流量和EGR流量，使EGR率保持一定。
根据本实施例中记载的加速控制方法，在具备低压EGR流路和增压器的发动机中，通过基于当前的EGR率、吸气管压力、驾驶员加速请求程度，选择节气门和EGR阀的控制方法，能够适当地保持加速时的EGR率，抑制排气和运转性能的恶化。
本实施例中，说明了通过EGR率、加速器开度的时间变化量和与其分别对应的规定阈值的比较判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件，基于该判定结果决定是否进行节气门的加速用控制的控制，但不限于此。例如，也可以是以EGR率越大、驾驶者的加速请求越大，越是增大抑制节气门开度的上升程度的程度的方式连续地调节。另外，也可以通过与多个阈值的比较阶段性地选择节气门开度的上升程度。
另外，也可以用在从驾驶员的加速请求开始起的规定期间中，使点火时间与不实施节气门的加速用控制的情况相比滞后的方式进行控制。
另外，也可以不进行节气门的加速用控制，而是改为控制按每个缸15设置的吸气阀、废气门阀11，适当地保持加速时的EGR率。但是，用废气门阀11进行加速用控制的情况下，只能在进行增压的运转区间实施。
另外，在进而具备车辆驱动用电动机作为车辆驱动用的动力源的、所谓混合动力车的情况下，实施节气门的加速用控制的情况下，也可以在从来自驾驶员的加速请求开始起的规定期间中，使车辆驱动用电动机的输出增加。由此，能够减少节气门的加速用控制中的加速性能的恶化。
以下，用图9～图13说明本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的结构和动作。
图9是表示将本发明的第2实施方式的发动机的控制装置应用于具备低压EGR流路和中间冷却器旁通的汽车用缸内喷射式汽油发动机的系统的结构的系统结构图。
发动机100是实施火花点火式燃烧的汽车用的四缸汽油发动机。其在吸气管的各个适当位置设置有计测吸入空气量的空气流量传感器1、用于对吸气增压的增压器的压缩机4a、用于使吸气冷却的中间冷却器7、调节吸气管压力的电子控制节气门2、和计测吸气吸气歧管6内的压力的吸气压力传感器14。另外，发动机100中，按每个气缸设置有对各气缸的缸15中喷射燃料的燃料喷射装置(以下称为喷射器)13、和供给点火能量的火花塞17。另外，缸盖设置有调节向缸内流入、或从缸内排出的气体的可变阀5。通过调节可变阀5，从而调节从第1到第4的所有气缸的吸气量和内部EGR量。另外，虽然未图示，但用于对燃料喷射装置13供给高压燃料的高压燃料泵通过燃料配管与燃料喷射装置13连接，在燃料配管中设置有用于计测燃料喷射压力的燃料压力传感器。
进而，在排气管16的各个适当位置具备通过排气能量对增压器的压缩机4a施加旋转力的涡轮4b、用于调节流过涡轮的排气流量的电子控制废气门阀11、净化排气的三元催化剂10、和作为空燃比检测器的一个方式的在三元催化剂10的上游侧检测排气的空燃比的空燃比传感器9。另外，虽然未图示，但在曲轴上设置有用于计算旋转角度的曲轴角度传感器。
进而，具备用于使排气从排气管的催化剂10的下游回流至吸气管的压缩机4a的上游的EGR管40。另外，在EGR管40的各个适当位置安装有用于使EGR冷却的EGR冷却器42、用于控制EGR流量的EGR阀41、检测EGR阀前后的压差的压差传感器43、检测EGR温度的EGR温度传感器44。
进而，具备连接压缩机4a的下游部至节气门2的上游部的中间冷却器旁通流路47，为了调节中间冷却器旁通流路47中流过的气体量而在图示的位置具备中间冷却器旁通阀A45和中间冷却器旁通阀B46。
从空气流量传感器1、空燃比传感器9、吸气压力传感器14、压差传感器43和EGR温度传感器44得到的信号，被发送到发动机控制单元(ECU)20。另外，从加速器开度传感器12得到的信号被发送到ECU20。加速器开度传感器12检测加速踏板的踩踏量、即加速器开度。ECU20基于加速器开度传感器12的输出信号，运算要求转矩。即，加速器开度传感器12被用作检测对发动机的要求转矩的要求转矩检测传感器。另外，ECU20基于曲轴角度传感器的输出信号，运算发动机的转速。ECU20基于根据上述各种传感器的输出得到的发动机的运转状态，最佳地运算空气流量、燃料喷射量、点火时间、燃料压力等发动机的主要操作量。
用ECU20运算出的燃料喷射量被变换为开阀脉冲信号，发送到喷射器13。另外，对火花塞17发送点火信号，使得在ECU20运算出的点火时间点火。另外，用ECU20运算出的节气门开度，以节气门驱动信号的方式对电子控制节气门2发送。另外，用ECU20运算出的可变阀的操作量，以可变阀驱动信号的方式，对可变阀5发送。另外，用ECU20运算出的废气门阀开度，以废气门阀驱动信号的方式，对废气门阀11发送。另外，用ECU20运算出的EGR阀开度，以EGR阀开度驱动信号的方式，对EGR阀41发送。另外，用ECU20运算出的中间冷却器旁通阀开度，以中间冷却器旁通阀驱动信号的方式，对中间冷却器旁通阀A45和中间冷却器旁通阀A46发送。
对于从吸气管经过吸气阀流入缸15内的空气喷射燃料，形成混合气体。混合气体在规定的点火时间因火花塞17产生的火花而爆炸，通过其燃烧压力按下活塞成为发动机的驱动力。进而，爆炸后的废气经过排气管16，被送入三元催化剂10，排出气体成分在三元催化剂10内被净化，向外部排出。
本发明的第2实施方式的发动机的动作控制装置的EGR控制区间与图2相同。
图10是表示本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的结构的系统框图。空气流量传感器1、空燃比传感器9、加速器开度传感器12、吸气压力传感器14、压差传感器43、EGR温度传感器44的输出信号被输入到ECU20的输入电路20a。但是，输入信号不限于这些。所输入的各传感器的输入信号被发送到输入输出端口20b内的输入端口。发送到输入端口20b的值被保管在RAM20c中，用CPU20e进行运算处理。在ROM20d中预先写入描述运算处理内容的控制程序。
按照控制程序运算出的表示各致动器的操作量的值被保管在RAM20c中之后，被发送到输入输出端口20b内的输出端口，经过各驱动电路发送到各致动器。本实施方式的情况下，驱动电路有电子节气门驱动电路20f、喷射器驱动电路20g、废气门阀驱动电路20h、中间冷却器旁通阀驱动电路20j。各电路分别控制电子控制节气门2、喷射器13、废气门阀11、中间冷却器旁通阀A45和中间冷却器旁通阀B46。本实施方式中是在ECU20内设置有上述驱动电路的装置，但不限于此，也可以是在ECU20内具备上述驱动电路中的任意一个的装置。
ECU20基于输入信号估测EGR率，在大量EGR状态下发生加速请求时，对节气门2和中间冷却器旁通阀A45、中间冷却器旁通阀B46进行控制。
图11是表示在本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的ECU20内实施的加速控制逻辑的概要的图。由EGR率估测部、加速判定部、加速控制部构成。空气流量传感器1的信号、压差传感器信号43、EGR温度传感器信号44对EGR率估测部输入，执行EGR率的运算。加速器开度信号12对加速判定部输入，进行当前是否加速状态的判定。用EGR率估测部运算出的EGR率、从加速判定部输出的加速判定标志、和吸气压力信号14对加速控制部输入，在需要加速用控制的情况下，实施加速用的节气门和中间冷却器旁通阀控制。
本发明的第2实施方式的加速控制部的相对于加速器开度的节气门控制方法与图6(a)相同。
图12是表示本发明的第2实施方式的发动机的控制装置的加速控制内容的流程图。图12所示的控制内容由ECU20按规定的周期反复执行。
在步骤S1201中，ECU20读取加速器开度信号12。接着，在步骤S1202中，读取空气流量传感器1的信号。在步骤S1203中，ECU20读取压差传感器43的信号。接着，在步骤S1204中，读取EGR温度传感器44的信号。接着，在步骤S1205中，根据读取的空气流量传感器1的信号和压差传感器43的信号和EGR温度传感器44的信号，用下式运算吸气时的EGR率γEGR。用上述式(1)和(2)求出EGR率γEGR。
接着，在步骤S1206中，对运算出的EGR率γEGR与预先规定的EGR率阈值γEGR_SL的大小关系进行比较，判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件。
如果γEGR＞γEGR_SL，则判定为是可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至步骤S1208。
如果γEGR＜γEGR_SL，则判定为是不可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至S1207实施通常节气门控制，结束一系列控制。
在步骤S1208中，(此处使用加速器开度Ap的时间变化量Ap/dt)运算驾驶员的加速请求的程度，比较与预先规定的阈值(Ap/dt)SL的大小关系，判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件。
在
Figure BDA0001234597850000131
的情况下，判定为是可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至步骤S1209。
如果
Figure BDA0001234597850000132
则判定为是不可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至S1207实施通常节气门控制，结束一系列控制。
在步骤S1209中，读取吸气管压力传感器14的信号。接着前进至步骤S1210，对读取的吸气压力Pm与大气压Patm的大小关系进行比较，判定是否可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件。
在Pm＜Patm的情况下，判定为是可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至步骤S1211。
在Pm＞Patm的情况下，判定为是不可能发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件并前进至S1207实施通常节气门控制，结束一系列控制。
在前进至步骤S1211的情况下，判定为当前的加速条件是发生过渡性的EGR减少(尖峰)的条件，所以此处实施加速用节气门控制之后，在步骤S1212中实施中间冷却器旁通阀控制。具体而言，通过打开中间冷却器旁通阀A45，关闭中间冷却器旁通阀B46，缩短EGR混合部到缸的距离，使EGR率在混合部减少的混合气体尽快到达缸。之后，结束一系列控制。
图13示出了本发明的第2实施方式的发动机的控制装置进行的加速控制的时序图。从图中上方起示出了加速器开度、节气门开度、节气门下游部的吸气管压力、新气(空气)流量、EGR阀开度、EGR流量、中间冷却器旁通阀A开度、中间冷却器旁通阀B开度、缸部的EGR率的随着时间的变化。另外，作为参考也用虚线同时记载了不实施加速用控制的情况下的结果。该例中，设想了首先以规定值以上的EGR率运转的状态。在时刻t1驾驶员踩踏加速踏板开始加速。该例中，因为驾驶员的加速请求的程度较高，所以实施加速用控制。随着加速器开度的增加，节气门开度上升。此处，与不进行加速用控制的情况相比，节气门开度的上升变缓，所以抑制了流过节气门的吸气量的急剧增加，抑制了新气(空气)流量的急剧增加。同时，通过打开中间冷却器旁通阀A、关闭中间冷却器旁通阀B，从新气与EGR的混合部到缸的流路缩短。到达时刻t2时，吸气管的压力Pm达到大气压Patm。随之从加速用控制转移至通常控制，节气门开度增加至不进行加速用控制的水准。另外，此处关闭中间冷却器旁通阀A，打开中间冷却器旁通阀B。到达时刻t3时，加速结束，成为稳定运转状态。通过上述节气门控制，在时刻t1到t3的加速状态中，也能够抑制新气流量的急剧增加，抑制EGR率的减少。另外，在加速后立刻打开中间冷却器旁通阀A，将EGR率减少的混合气体较早地导入缸内。由此，在燃烧室内温度比较低的加速初期的阶段，EGR率减少的混合气体被导入缸内，所以能够抑制因EGR不足引起的爆震。
根据本实施例中记载的加速控制方法，在具备低压EGR流路、中间冷却器旁通流路和增压器的发动机中，通过基于当前的EGR率、吸气管压力、驾驶员加速请求程度，选择节气门和中间冷却器旁通阀的控制方法，能够抑制加速时的EGR率的减少，同时将新气与EGR的混合气体较早地导入缸内，抑制排气恶化或爆震引起的运转性能恶化。
如以上所说明，本发明的发动机控制装置是内燃机的控制装置，其包括：增压器；将所述增压器的涡轮下游的排气管与所述增压器的压缩机上游的吸气管连结的低压EGR流路；用于控制流入到缸的流入气体量的节气门；和用于在所述EGR流路中控制EGR流量的EGR阀，其特征在于：在以规定值以上的EGR率运转的状态下发生加速请求时，与以规定值以下的EGR率运转的状态下发生加速请求时相比，实施减小对于加速器开度的所述节气门的开度的控制量的“加速用节气门控制”。
根据该结构，能够抑制加速时从节气门的上游流向下游的吸气的速度，减少新气的增加量，适当地保持EGR率。
另外，作为本发明的发动机控制装置的其他方式，特征在于：还包括判定来自驾驶员的加速请求的程度的加速请求度判定单元，在以规定值以上的EGR率运转的状态下发生加速请求时，用所述判定单元判断加速请求度在规定值以上的情况下，实施所述加速用节气门控制。
根据该结构，因为仅在急剧加速时实施上述加速用节气门控制，所以能够防止除此以外的运转条件下的加速性能的恶化。
进而，作为本发明的发动机控制装置的其他方式，特征在于：还包括检测所述增压器的压缩机下游的吸气管内的压力的吸气管压力检测单元，在所述加速请求时，在所述吸气管压力低于大气压的期间中，实施所述加速用节气门控制。
根据该结构，仅在可能发生EGR率的暂时减少的期间(≈上述吸气管压力低于大气压的期间)中实施上述加速用节气门控制，所以能够将加速性能的恶化抑制在最低限度。
进而，作为本发明的发动机控制装置的其他方式，是如权利要求1～4所述的内燃机的控制装置，其特征在于：在实施所述加速用节气门控制的情况下，在节气门开始动作的时刻与节气门结束动作的时刻之间，使EGR阀的开度暂时增加。
根据该结构，通过使加速时的新气的增加量减少，同时使EGR增加，能够更可靠地避免EGR率的暂时减少。
附图标记的说明
1…空气流量传感器
2…节气门
4…增压器
4a…压缩机
4b…涡轮
5…可变阀
6…吸气歧管
7…中间冷却器
9…空燃比传感器
10…三元催化剂
11…废气门阀
12…加速器开度传感器
13…缸内直接喷射用喷射器
14…吸气压力传感器
15…缸
16…排气管
17…火花塞
20…ECU
20a…输入电路
20b…输入输出端口
20c…RAM
20d…ROM
20e…CPU
20f…节气门驱动电路
20g…喷射器驱动电路
20h…废气门阀驱动电路
20m…EGR阀驱动电路
20j…中间冷却器旁通阀驱动电路
40…EGR管
41…EGR阀
42…EGR冷却器
43…压差传感器
44…EGR温度传感器
45…中间冷却器旁通阀A
46…中间冷却器旁通阀B
47…中间冷却器旁通流路
100…发动机。

Claims (12)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
增压器；
将所述增压器的涡轮下游的排气管与所述增压器的压缩机上游的吸气管连结的低压EGR流路；
用于控制流入到缸的流入气体量的吸气量调节阀；和
用于控制所述低压EGR流路的排出气体流量的EGR阀，其中
在发生加速请求时，实施加速用吸气量控制，所述加速用吸气量控制为：发生所述加速请求时的当前的EGR率越大、越是减小相对于加速器操作的所述吸气量调节阀的开度的控制量。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述加速用吸气量控制，在以规定值以上的EGR率运转的状态下发生加速请求时，与以规定值以下的EGR率运转的状态下发生加速请求时相比，减小相对于加速器操作的所述吸气量调节阀的开度的控制量。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述加速用吸气量控制，在加速请求为规定值以上时，实施所述加速用吸气量控制。
4.如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
基于驾驶者的加速器操作量的变化量或加速器操作量的变化率判断驾驶者的加速请求。
5.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在加速请求时，在所述增压器的压缩机下游的吸气管内的压力低于大气压的期间，实施所述加速用吸气量控制。
6.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在实施所述加速用吸气量控制的情况下，在吸气量调节阀开始动作的时刻与吸气量调节阀结束动作的时刻之间使EGR阀的开度暂时增加。
7.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在实施所述加速用吸气量控制的情况下，以吸气量调节阀开始动作的时刻与吸气量调节阀结束动作的时刻之间，所述EGR阀的开度具有极大值的方式控制所述EGR阀。
8.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述内燃机包括：用于使所述吸气量调节阀上游的吸气流路中的吸气冷却的中间冷却器；不经由所述中间冷却器地使所述涡轮下游的吸气旁通至所述吸气量调节阀上游的中间冷却器旁通流路；和用于在所述中间冷却器旁通流路中控制流过所述中间冷却器旁通流路的吸气量的吸气旁通阀，在实施所述加速用吸气量控制的情况下，打开所述吸气旁通阀。
9.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
在实施所述加速用吸气量控制的情况下，在从加速请求开始起的规定期间，与不实施所述加速用吸气量控制的情况相比，使点火时间滞后。
10.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述内燃机的控制装置装载在还包括车辆驱动用电动机作为车辆驱动用的动力源的汽车中，在实施所述加速用吸气量控制的情况下，在从加速请求开始起的规定期间，使所述车辆驱动用电动机的输出增加。
11.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：
所述吸气量调节阀设置在缸上游，是开度与加速器开度相应地可变的节气门、在所述节气门下游按每个缸设置的吸气阀、调节流过所述涡轮的排气流量的废气门阀中的任一者。
12.一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
增压器；
将所述增压器的涡轮下游的排气管与所述增压器的压缩机上游的吸气管连结的低压EGR流路；
用于控制流入到缸的流入气体量的吸气量调节阀；和
用于控制所述低压EGR流路的排出气体流量的EGR阀，其中
在以规定值以上的EGR率运转的状态下发生加速请求时，以使所述吸气量调节阀开度的上升相对于加速器开度的上升延迟的方式控制所述吸气量调节阀。
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