CN115917132A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

控制装置100具备：阀控制部125，控制可开闭地设置在进气通路上的进气节流阀28的开度，以控制流向内燃机主体的空气的增压；时刻确定部122，在执行使净化从内燃机主体产生的排放气体的后处理装置升温的升温控制模式的过程中，确定通过进气节流阀28进行的增压的反馈控制的开始时刻或停止时刻；动作方向判定部123，判定在时刻确定部122所确定的开始时刻或停止时刻，进气节流阀28是在打开方向上进行打开动作还是在关闭方向上进行关闭动作；以及过渡时间设定部124，根据动作方向判定部所123判定的进气节流阀28的动作方向，设定进气节流阀28在动作方向上到目标开度为止的过渡时间。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置。

背景技术

在内燃机中，通过控制设置在进气通路中的阀的开度来调节流入内燃机主体的进气的增压。

另外，在内燃机中设置有净化排放气体的后处理装置(例如催化剂)，为了使该催化剂活化，使催化剂升温的升温控制模式被执行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-79557号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，通常，阀关闭的过渡时间和阀打开的过渡时间被预先设定为相同的时间。因此，如果在升温控制模式执行中的反馈控制开始时，阀的关闭时间短，则进气量不足，内燃机主体有可能失火。另一方面，如果在反馈控制停止时，阀打开的时间短，则有可能造成加速不良。

因此，本发明是鉴于这些问题而做出的，其目的在于抑制伴随升温控制模式时的阀的开闭而产生的不良情况。

解决问题的手段

在本发明的一个方面中提供一种内燃机的控制装置，具备：阀控制部，控制以能够开闭的方式设置在进气通路上的阀的开度，以控制流向内燃机主体的空气的增压；时刻确定部，在执行使净化从所述内燃机主体产生的排放气体的后处理装置升温的升温控制模式的过程中，确定通过所述阀进行的所述增压的反馈控制的开始时刻或停止时刻；动作方向判定部，判定在所述时刻确定部所确定的所述开始时刻或所述停止时刻，所述阀是在打开方向上进行打开动作还是在关闭方向上进行关闭动作；以及过渡时间设定部，根据所述动作方向判定部所判定的所述阀的动作方向，设定所述阀在所述动作方向上到目标开度为止的过渡时间。

另外，所述过渡时间设定部也可以将所述关闭过渡时间和所述打开过渡时间设定为，所述阀到关闭方向的目标开度为止进行关闭动作的关闭过渡时间比所述阀到打开方向的目标开度为止进行打开动作的打开过渡时间长。

另外，所述过渡时间设定部也可以将所述关闭过渡时间和所述打开过渡时间设定为所述打开过渡时间比所述关闭过渡时间的1/2短。

另外，所述阀控制部也可以设定与所述过渡时间设定部所设定的所述关闭过渡时间对应的所述阀的关闭动作的速度，并且设定与所述过渡时间设定部所设定的所述打开过渡时间对应的所述阀的打开动作的速度。

另外，所述动作方向判定部也可以基于过渡前的所述阀的开度和过渡后的所述阀的开度之差，判定所述阀的动作方向。

另外，所述动作方向判定部也可以在所述停止时刻在所述差大于规定的阈值的情况下，判定为所述阀在所述打开方向上进行打开动作，在所述差为所述阈值以下的情况下，判定为所述阀在所述关闭方向上进行关闭动作。

另外，所述动作方向判定部也可以在所述开始时刻在所述差大于规定的阈值的情况下，判定为所述阀在所述关闭方向上进行关闭动作，在所述差为所述阈值以下的情况下，判定为所述阀在所述打开方向上进行打开动作。

发明效果

根据本发明，具有能够抑制伴随升温控制模式时的阀的开闭而产生的不良情况的效果。

附图说明

图1是用于说明根据一个实施方式的内燃机1的结构的示意图。

图2是用于说明进气节流阀28的开闭时的过渡时间的示意图。

图3是用于说明控制装置100的详细结构的示意图。

图4是用于说明进气节流阀28的动作方向的判定的示意图。

具体实施方式

<内燃机的结构>

参照图1说明根据本发明的一个实施方式的内燃机的结构。

图1是用于说明根据一个实施方式的内燃机1的结构的示意图。内燃机1例如是搭载在卡车等车辆上的多缸发动机。内燃机1是柴油发动机，但不限于此，例如也可以是汽油发动机。如图1所示，内燃机1具有发动机主体10、燃料喷射装置15、进气通路20、排气通路30、涡轮增压器40、EGR装置50和控制装置100。

在本文中，发动机主体10具有四个气缸12，但不限于此。在各气缸12内设置有活塞、曲轴等可动部件。

燃料喷射装置15是向发动机主体10内的燃烧室喷射燃料的喷射装置。在本文中，燃料喷射装置15是共轨式燃料喷射装置，具有喷射器16和共轨17。喷射器16向各气缸12内的燃烧室喷射燃料。共轨17以高压状态储存从喷射器16喷射的燃料。

进气通路20是进入发动机主体10的进气流动的通路。进气通路20具有与发动机主体10连接的进气歧管22和与进气歧管22的上游端连接的进气管23。进气歧管22将从进气管23送来的进气分配供给到各气缸的进气口。进气管23中设置有空气滤清器24、空气流量计25、涡轮增压器40的压缩机42C、中间冷却器27、进气节流阀28。空气流量计25检测内燃机1的每单位时间的进入空气量，即进气流量。进气节流阀28例如能够通过旋转而调节开度。

排气通路30是从发动机主体10产生的排放气体流动的通路。排气通路30具有与发动机主体10连接的排气歧管32和与排气歧管32的下游端连接的排气管33。排气歧管32将从各气缸的排气口送来的排放气体集合起来。排气管33中设置有涡轮增压器40的涡轮42T、后处理装置35。后处理装置35是用于净化排放气体的装置，例如包括氧化催化剂、DPF、SCR、氨氧化催化剂。

然而，在内燃机1从冷起动后到暖机完成的期间，能够执行用于使后处理装置35(具体为催化剂)早期升温的控制模式(以下称为升温控制模式)。在升温控制模式时，在减少新气的进入的同时，增加通过EGR装置50进行的排放气体回流量。因此，升温控制模式时的进排气的特性与升温控制模式以外的一般控制模式时的进排气的特性不同。

涡轮增压器40是利用在排气通路30流动的排放气体的流动来压缩在进气通路20流动的进气的增压器。涡轮增压器40具有设置在排气通路30中的涡轮42T和设置在进气通路20中的压缩机42C。涡轮42T具有能够控制开度的阀。压缩机42C与涡轮42T的旋转联动地旋转，以压缩进气。

EGR装置50使排放气体的一部分向发动机主体10回流。具体地，EGR装置50使排气通路30内(本文中为排气歧管32内)的排放气体的一部分(以下称为EGR气体)回流到进气通路20内(本文中为进气歧管22内)。EGR装置50包括EGR通路52、EGR冷却器53、EGR阀54和温度传感器55。

EGR通路52是EGR气体流动的流路。EGR冷却器53设置在EGR通路52中，冷却EGR气体。EGR阀54是可开闭的阀，调节EGR气体的流量。温度传感器55检测在EGR通路52流动的EGR气体的温度。

控制装置100控制内燃机1整体的动作。控制装置100控制涡轮增压器40和进气节流阀28的开度，以进行控制流向发动机主体10的空气的增压的增压控制。例如，控制装置100通过涡轮增压器40进行前馈控制或反馈控制，或者通过进气节流阀28进行反馈控制作为增压控制。

另外，在上述升温控制模式时，控制装置100通过进气节流阀28进行反馈控制。在开始反馈控制时，进气节流阀28进行关闭至目标开度的关闭动作，以减少新气的进入量。另一方面，在停止反馈控制时，进气节流阀28进行打开至目标开度的打开动作，以增加新气的进入量。

在本实施方式中，在升温控制模式时，控制装置100能够分别设定进气节流阀28进行打开动作时的过渡时间(打开过渡时间)和进气节流阀28进行关闭动作时的过渡时间(关闭过渡时间)，详细内容在后面描述。然后，控制装置100根据所设定的打开过渡时间和关闭过渡时间来控制进气节流阀28的动作速度。由此，在反馈控制开始时和停止时，能够以适于各自状况的过渡时间进行进气节流阀28的开闭动作，因此能够抑制伴随升温控制模式时的进气节流阀28的开闭而产生的不良情况。

图2是用于说明进气节流阀28的开闭时的过渡时间的示意图。图2(a)中示出了根据比较例的过渡时间，图2(b)中示出了根据本实施方式的过渡时间。在图2(a)和图2(b)中，示出了进气节流阀28的关闭过渡时间T1和打开过渡时间T2。在图2(a)所示的比较例中，关闭过渡时间T1和打开过渡时间T2是相同的时间，进气节流阀28进行关闭动作的速度和进气节流阀28进行打开动作的速度相同。

与之相对地，在图2(b)所示的本实施方式中，打开过渡时间T2是比关闭过渡时间T1短的时间，进气节流阀28进行打开动作的速度比进气节流阀28进行关闭动作的速度快。由此，在升温控制模式的反馈控制开始时，进气节流阀28缓慢关闭，能够抑制由突然关闭而引起的新气不足所导致的发动机主体10的失火(更具体地，在升温控制模式时，由于为了弥补新气不足而流入发动机主体10的EGR气体会有延迟，所以发动机主体10内的氧量不足而失火)。另外，在升温控制模式的反馈控制停止时，进气节流阀28突然打开，能够抑制由缓慢打开而引起的发动机主体10的加速不良。

<控制装置的详细结构>

参照图3对控制装置100的详细结构进行说明。

图3是用于说明控制装置100的详细结构的示意图。控制装置100具有存储部110和控制部120。

存储部110例如包括ROM(Read Only Memory，只读存储器)和RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)。存储部110存储用于控制部120执行的程序和各种数据。

控制部120例如是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。控制部120通过执行存储在存储部110中的程序来控制内燃机1的动作。在本实施方式中，控制部120作为时刻确定部122、动作方向判定部123、过渡时间设定部124以及阀控制部125而发挥作用。

时刻确定部122在执行使后处理装置35(具体为催化剂)升温的升温控制模式的过程中，确定通过进气节流阀28进行的增压的反馈控制的开始时刻或停止时刻。时刻确定部122将开启反馈控制的时刻确定为开始时刻，将关闭反馈控制的时刻确定为停止时刻。

时刻确定部122能够基于检测传感器组70的检测结果来确定反馈控制的开启、关闭。例如，反馈控制开启的时刻是满足以下条件的时候：执行升温控制模式并且运转区域(例如，由燃料喷射量和发动机主体10的转速决定)是进气节流阀28的反馈控制区域。另一方面，反馈控制关闭的时刻是不满足上述条件的时候。

动作方向判定部123在升温控制模式的反馈控制开始时和停止时，判定进气节流阀28的开闭方向。即，动作方向判定部123判定在时刻确定部122所确定的开始时刻或停止时刻，进气节流阀28是在打开方向上进行打开动作还是在关闭方向上进行关闭动作。例如，动作方向判定部123基于过渡前的进气节流阀28的开度与过渡后的阀的开度之差(以下也称为开度差)，判定进气节流阀28的动作方向。在本文中，过渡开始前的开度和过渡开始后的开度可以根据检测传感器组70检测到的发动机主体10的转速、燃料喷射量、大气压、发动机冷却水的温度、进气的温度等来设定。

图4是用于说明进气节流阀28的动作方向的判定的示意图。在图4(a)中，将进气节流阀28在开始时刻的开度设为A1，进气节流阀28的过渡后的目标开度设为A2。在开度A2与开度A1的开度差大于规定的阈值的情况下，动作方向判定部123判定为进气节流阀28在关闭方向上进行关闭动作。另一方面，在开度A2与开度A1的开度差为阈值以下的情况下，动作方向判定部123判定为进气节流阀28在打开方向上进行打开动作。

在图4(b)中，将进气节流阀28在停止时刻的开度设为A3，进气节流阀28的过渡后的目标开度设为A4。在开度A4和开度A3的开度差大于规定的阈值的情况下，动作方向判定部123判定为进气节流阀28在打开方向上进行打开动作。另一方面，在开度A4和开度A3的开度差为阈值以下的情况下，动作方向判定部123判定为进气节流阀28在关闭方向上进行关闭动作。这样，通过求出开度差，能够在反馈控制的开始时刻或停止时刻时容易地检测进气节流阀28的动作方向。

过渡时间设定部124根据动作方向判定部123所判定的进气节流阀28的动作方向，来设定进气节流阀28在动作方向上到目标开度为止的过渡时间。即，在由动作方向判定部123判定为进气节流阀28向关闭方向动作的情况下，过渡时间设定部124设定进气节流阀28从过渡前的开度到目标开度为止进行关闭动作的关闭过渡时间。在由动作方向判定部123判定为进气节流阀28向打开方向动作的情况下，过渡时间设定部124设定进气节流阀28从过渡前的开度到目标开度为止进行打开动作的打开过渡时间。

在本实施方式中，过渡时间设定部124将进气节流阀28的关闭过渡时间和打开过渡时间设定为不同。具体地，过渡时间设定部124将关闭过渡时间和打开过渡时间设定为关闭过渡时间比打开过渡时间长。作为一例，如图4(b)所示，过渡时间设定部124将关闭过渡时间和所述打开过渡时间设定为打开过渡时间比关闭过渡时间的1/2短。由此，进气节流阀28进行关闭动作的时间变长，进气节流阀28进行打开动作的时间变短。

阀控制部125控制进气节流阀28的开度，以控制流向发动机主体10的空气的增压。在升温控制模式时，阀控制部125控制进气节流阀28的打开动作和关闭动作。在升温控制模式时，阀控制部125根据过渡时间设定部124所设定的过渡时间，变更进气节流阀28的动作速度。

例如，阀控制部125根据过渡时间设定部124所设定的关闭过渡时间来设定进气节流阀28的关闭动作的速度,根据打开过渡时间来设定进气节流阀28的打开动作的速度。由于关闭过渡时间设定得比打开过渡时间长，所以进气节流阀28在反馈控制开始时进行关闭动作时的速度比进气节流阀28在反馈控制停止时进行打开动作时的速度慢。因此，在反馈控制开始时，进气节流阀28缓慢关闭，此时EGR气体的氧气充分遍及发动机主体10，因此能够抑制发动机主体10的失火。另外，在反馈控制停止时，进气节流阀28突然打开，进入到发动机主体10内的新气增加，因此能够抑制发动机主体10的加速不良。

<本实施方式的效果>

上述实施方式的内燃机1的控制装置100在升温控制模式的反馈控制的开始时刻或停止时刻，判定进气节流阀28是在打开方向进行打开动作还是在关闭方向进行关闭动作。然后，控制装置100根据所判定的进气节流阀28的动作方向，设定进气节流阀28在动作方向上到目标开度为止的过渡时间。即，控制装置100分别设定进气节流阀28的关闭过渡时间和打开过渡时间。

由此，在升温控制模式时的反馈控制开始后和停止后，以适于各自状况的过渡时间进行进气节流阀28的开闭动作，因此能够抑制伴随升温控制模式时的进气节流阀28的开闭而产生的不良情况(例如，发动机主体10的失火或加速不良)。

以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式记载的范围，在其主旨的范围内可以进行各种变形和变更。例如，装置的全部或一部分可以以任意的单位在功能上或物理上分散、合并而构成。另外，通过多个实施方式的任意组合而产生的新的实施方式也包含在本发明的实施方式中。由组合产生的新的实施方式的效果兼具原始实施方式的效果。

附图标记

1 内燃机

10 发动机本体

20 进气通路

28 进气节流阀

35 后处理装置

100 控制装置

122 时刻确定部

123 动作方向判定部

124 过渡时间设定部

125 阀控制部

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置，具备：

阀控制部，控制以能够开闭的方式设置在进气通路上的阀的开度，以控制流向内燃机主体的空气的增压；

时刻确定部，在使后处理装置升温的升温控制模式的执行中，确定通过所述阀进行的所述增压的反馈控制的开始时刻或停止时刻，所述后处理装置净化从所述内燃机主体产生的排放气体；

动作方向判定部，判定在所述时刻确定部所确定的所述开始时刻或所述停止时刻，所述阀是在打开方向上进行打开动作还是在关闭方向上进行关闭动作；以及

过渡时间设定部，根据所述动作方向判定部所判定的所述阀的动作方向，设定所述阀在所述动作方向上到目标开度为止的过渡时间。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，

所述过渡时间设定部以所述阀到关闭方向的目标开度为止进行关闭动作的关闭过渡时间比所述阀到打开方向的目标开度为止进行打开动作的打开过渡时间长的方式设定所述关闭过渡时间和所述打开过渡时间。

3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，

所述过渡时间设定部将所述关闭过渡时间和所述打开过渡时间设定为所述打开过渡时间比所述关闭过渡时间的1/2短。

4.根据权利要求2或3所述的内燃机的控制装置，其中，

所述阀控制部设定与所述过渡时间设定部所设定的所述关闭过渡时间对应的所述阀的关闭动作的速度，并且设定与所述过渡时间设定部所设定的所述打开过渡时间对应的所述阀的打开动作的速度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，

所述动作方向判定部基于过渡前的所述阀的开度和过渡后的所述阀的开度之差，判定所述阀的动作方向。

6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其中，

所述动作方向判定部在所述停止时刻在所述差大于规定的阈值的情况下，判定为所述阀在所述打开方向上进行打开动作，在所述差为所述阈值以下的情况下，判定为所述阀在所述关闭方向上进行关闭动作。

7.根据权利要求5或6所述的内燃机的控制装置，其中，

所述动作方向判定部在所述开始时刻在所述差大于规定的阈值的情况下，判定为所述阀在所述关闭方向上进行关闭动作，在所述差为所述阈值以下的情况下，判定为所述阀在所述打开方向上进行打开动作。

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