專利名稱：內(nèi)燃機進氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的進氣控制裝置，更詳細地說，涉及具有排氣渦輪增壓機、通過廢氣驅(qū)動壓縮機增壓的進氣控制裝置。
背景技術(shù)：
作為內(nèi)燃機的汽油機和柴油機等，具備排氣渦輪增壓機。排氣渦輪增壓機中，利用來自發(fā)動機的廢氣壓力使渦輪旋轉(zhuǎn)，通過該渦輪的旋轉(zhuǎn)力，驅(qū)動壓縮機，給發(fā)動機進行增壓。這樣，作為具有排氣渦輪增壓機的發(fā)動機，具備將壓縮機出口通道和渦輪入口通道連通的旁路通道(例如，特許文獻1)。
具備該旁路通道的發(fā)動機是為高效運轉(zhuǎn)廢氣再循環(huán)(EGRExhaustGas Recirculation)系統(tǒng)而設(shè)置的。EGR系統(tǒng)中，使廢氣的一部分返流回向發(fā)動機的進氣中，以降低進氣中的氧濃度，降低發(fā)動機的燃燒溫度，由此抑制廢氣中的氮氧化合物(NOX)的生成，在具備這種EGR系統(tǒng)的發(fā)動機中，測定NOX的排出量，排出量比規(guī)定值多時，進行廢氣再循環(huán)。此時，在發(fā)動機的進氣壓力比廢氣壓力高、廢氣難以流向進氣側(cè)的情況下，打開旁路通道，使進氣的一部分流向排氣管路，降低進氣壓力，從而廢氣再循環(huán)容易進行。通過進行這樣的控制，可以高效地進行EGR。
特許文獻1特開2001-165000號公報(第9-10頁、第1圖)但是，如推土機和大型翻斗車等建設(shè)機械用發(fā)動機中，存在從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域運轉(zhuǎn)的狀態(tài)突然急減速的情況。例如，就推土機來說，在中高速的推土作業(yè)中，是踏下蓋(deksel)踏板的情況，就翻斗車來說，在積載了土砂的狀態(tài)下的中高速的上坡中，會出現(xiàn)突然油門踏板回位的情況。
該情況下，如圖8所示，排氣渦輪增壓機的作用點M1，通過從中高速、中高負荷側(cè)向低速側(cè)的實線的軌跡移動到M2，在該M2實現(xiàn)與發(fā)動機的配合。
但是，在作用點因急減速而從M1移動到M2的途中，由于一旦越過喘振線就進入喘振領(lǐng)域，因此，存在排氣渦輪增壓機產(chǎn)生喘振的問題。這是由于，通過踏下蓋踏板及油門踏板的突然回位操作，盡管發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)數(shù)突然下降不太需要進氣，但是，排氣渦輪增壓機側(cè)的旋轉(zhuǎn)因其慣性而依然維持高速。而且，由于喘振，在壓縮機側(cè)產(chǎn)生激烈的振動或因情況產(chǎn)生損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠可靠地避免急減速時的喘振的內(nèi)燃機進氣控制裝置。
本發(fā)明第一方面提供一種內(nèi)燃機進氣控制裝置，其特征在于，具備增壓機，其具有吸入外部氣體進行加壓，將其供給內(nèi)燃機的壓縮機及驅(qū)動該壓縮機的排氣渦輪；廢氣再循環(huán)通道，其從上述排氣渦輪的入口通道側(cè)抽出一部分廢氣，使之再循環(huán)到所述壓縮機的出口通道側(cè)；開閉閥，其設(shè)于該廢氣再循環(huán)通道；運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測上述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開閉閥開度控制裝置，其在基于來自上述內(nèi)燃機檢驗裝置的信號判斷上述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于從高速區(qū)域且高負荷區(qū)域急減速的狀態(tài)時，將上述開閉閥控制到開方向。
本發(fā)明第二方面提供一種內(nèi)燃機進氣控制裝置，其特征在于具備增壓機，其具有吸入外部氣體進行加壓并將其供給內(nèi)燃機的壓縮機、及驅(qū)動該壓縮機的排氣渦輪；旁路通道，其連通所述壓縮機的出口通道以及所述排氣渦輪的入口通道；開閉閥，其設(shè)于該旁路通道；運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開閉閥開度控制裝置，其在基于來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，判斷所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域急減速的狀態(tài)時，將所述開閉閥控制在開方向。
本發(fā)明第三方面提供一種內(nèi)燃機進氣控制裝置，其特征在于具備增壓機，其具有吸入外部氣體進行加壓并將其供給內(nèi)燃機的壓縮機、及驅(qū)動該壓縮機的排氣渦輪；排氣再循環(huán)通道，其從所述排氣渦輪的入口通道側(cè)抽出一部分廢氣，使其再循環(huán)至所述壓縮機的出口通道側(cè)；開閉閥，其設(shè)于該排氣再循環(huán)通道；旁路通道，其連通所述壓縮機的出口通道以及所述排氣渦輪的入口通道；其它的開閉閥，其設(shè)于該旁路通道；運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開閉閥開度控制裝置，其在基于來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，判斷所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域急減速的狀態(tài)時，將所述開閉閥及/或所述其它的開閉閥控制在開方向。
目前，在運轉(zhuǎn)狀態(tài)從高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域狀態(tài)急減速的情況下，由于發(fā)動機的燃料噴射量幾乎接近零，發(fā)動機的輸出驟減，因此，發(fā)動機的摩擦馬力和驅(qū)動系統(tǒng)的牽引扭矩被抑制，從而發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)急速下降。但是，排氣渦輪增壓機中，即使發(fā)動機低旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機的廢氣量減小，由于旋轉(zhuǎn)件的慣性，旋轉(zhuǎn)也不會馬上下降，而是慢慢下降。因此，盡管增壓機排出對中高負荷準備的進氣量，由于發(fā)動機低旋轉(zhuǎn)，從而進氣的吸入量減少。因此，壓縮機的空氣通道系統(tǒng)的節(jié)流度加大，壓縮機的作用點超過喘振的限界線，在低流量側(cè)配合，發(fā)生喘振。
對此，根據(jù)發(fā)明的第一～第三方面，在進行了急減速時，通過開閉閥開度控制裝置，使廢氣再循環(huán)通道的開閉閥及/或旁路通道的開閉閥向開的方向開口，因此，壓縮機的空氣通道系統(tǒng)的節(jié)流度減小，壓縮機的配合特性向大流量側(cè)移動。由此，如圖8所示，壓縮機的作用點從M1的位置通過虛線的軌跡移動到M2的配合位置，由于離開了喘振領(lǐng)域，從而能夠可靠地避免喘振。
所謂“中速區(qū)域”，是指在扭矩點的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域附近，所謂“高速區(qū)域”，是指比“中速區(qū)域”更大的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域。另外，所謂“中負荷”，是指扭矩點負荷的50％附近，所謂“高負荷”是指比“中負荷”更大的負荷。
本發(fā)明第四方面在第一～第三方面中任一項的基礎(chǔ)上，提供一種內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于所述開閉閥開度控制裝置接收來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，在所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域狀態(tài)成為與使所述內(nèi)燃機獨立運轉(zhuǎn)所需要的燃料噴射量相比低的噴射量時，判斷為進行了所述急減速。
在此，所謂“使上述內(nèi)燃機獨立運轉(zhuǎn)所需要的燃料噴射量”，是指維持怠速運轉(zhuǎn)所需要的燃料噴射量。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，由于判斷為開閉閥開度控制裝置急減速，故除可判定內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)在急減速前處于中高速且中高負荷之外，只要能夠判定燃料噴射量就可以，但是，該燃料噴射量的判定中，只要將通常用于內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)控制的燃料噴射量的檢測信號原樣輸入即可，從而開閉閥的開閉控制用簡單的邏輯電路就可容易地進行。
本發(fā)明第五方面在第一～第三方面中任一項的基礎(chǔ)上，提供內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于所述開閉閥開度控制裝置接收來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，在所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域狀態(tài)成為與使所述內(nèi)燃機獨立運轉(zhuǎn)所需要的燃料噴射量相比低的噴射量時，且處于中低速區(qū)域時，判斷為進行了所述急減速。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，由于除燃料噴射量外，在判斷內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度范圍是中低速區(qū)域時，還進行打開開閉閥的控制，因此，即使在比維持怠速運轉(zhuǎn)的燃料噴射量更低的情況下，從中高速且中高負荷，旋轉(zhuǎn)速度位于高速區(qū)域間也不判斷為急減速，不打開開閉閥。因此，例如，在下坡行駛時，在將燃料噴射量節(jié)流，使發(fā)動機制動作用時，由于控制不打開開閉閥，故不用擔(dān)心廢氣從排氣渦輪的入口通道側(cè)倒流會壓縮機的出口通道側(cè)，從而有效進行發(fā)動機制動。
本發(fā)明第六方面在第一～第五方面的基礎(chǔ)上，提供內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，具有排氣壓力檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的排氣歧管及所述排氣渦輪的入口通道間的排氣壓力；進氣壓力檢測裝置，其檢測所述壓縮機的出口通道及所述內(nèi)燃機的進氣歧管間的進氣壓力，并且，所述開閉閥開度控制裝置，在判斷為所述急減速，且接收來自所述排氣壓力檢測裝置以及所述進氣壓力檢測裝置的信號，判斷為排氣壓力比進氣壓力大時，關(guān)閉所述開閉閥。
還有，所謂“判斷為廢氣壓力比進氣壓力更大時，關(guān)閉上述開閉閥”，是指進行維持從起初關(guān)閉的開閉閥的關(guān)閉狀態(tài)的控制及關(guān)閉打開的開閉閥的控制。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，接收來自排氣壓力檢測裝置以及進氣壓力檢測裝置的信號，在判斷為廢氣壓力比進氣壓力大的情況下，開閉閥的開度控制裝置關(guān)閉開閉閥，因此，能夠防止廢氣的倒流。


圖1是設(shè)有本發(fā)明第一實施例的進氣控制裝置的內(nèi)燃機的概略圖；圖2是第一實施例的內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖；圖3是用于說明第一實施例的進氣控制裝置作用的流程圖；圖4是設(shè)有本發(fā)明第二實施例的進氣控制裝置的內(nèi)燃機的概略圖；圖5是用于說明第二實施例的進氣控制裝置作用的流程圖；圖6是設(shè)有本發(fā)明第三實施例的進氣控制裝置的內(nèi)燃機的概略圖；圖7是用于說明第三實施例的進氣控制裝置作用的流程圖；圖8是用于說明本發(fā)明要解決的課題的圖。
符號說明1作為內(nèi)燃機的柴油機 3A進氣歧管 4A排氣歧管 13運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置 14進氣壓力檢測裝置 15排氣壓力檢測裝置 20作為增壓機的排氣渦輪增壓機 21壓縮機 22排氣渦輪 23旁路通道 24作為開閉閥的旁路閥 30開閉閥開度控制裝置 40進氣控制裝置 51廢氣再循環(huán)通道 52作為開閉閥的廢氣再循環(huán)(EGR)閥 F、Fa、Fi燃料噴射量。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施例。另外，在后述的第二、第三實施例中，下面說明的與第一實施例的構(gòu)成部件相同部件以及具有同樣功能的部件使用同一符號，簡略或省略說明。
第一實施例圖1是表示本發(fā)明第一實施例的柴油機(內(nèi)燃機)1的概略圖。在圖1中，柴油機1具備發(fā)動機主體2，其內(nèi)部形成有多個(本實施例為四個)燃燒室；進氣管路3，其向燃燒室給氣；排氣管路4，其將廢氣排出到燃燒室外部；冷卻機構(gòu)5，其用于柴油機1的冷卻；發(fā)動機控制器10，其控制發(fā)動機主體2的動作；排氣渦輪增壓機20，其為對發(fā)動機主體2增壓而將進氣壓縮；廢氣再循環(huán)系統(tǒng)50，其用于NOX排出量的降低(有時稱作“廢氣再循環(huán)”)。
在進氣管路3和發(fā)動機主體2之間安裝有進氣歧管3A，使其將來自進氣管路3的進氣分配到各燃燒室。在該進氣歧管3A中設(shè)有檢測壓縮機21的出口通道以及該進氣歧管3A之間的進氣壓力的傳感器等進氣壓力檢測裝置14。
另外，發(fā)動機主體2和排氣管路4之間安裝有排氣歧管4A，使其將來自各燃燒室的廢氣匯集流入排氣管路4。而且，在排氣歧管4A中設(shè)有檢測該排氣歧管4A及排氣渦輪22的入口通道之間的廢氣壓力Pe的壓力傳感器等排氣壓力檢測裝置15。
冷卻機構(gòu)5具有通過設(shè)于發(fā)動機主體2內(nèi)的曲軸(未圖示)等驅(qū)動的泵8，由泵壓送來的冷卻水冷卻柴油機1的發(fā)動機主體2、排氣渦輪增壓機20、未圖示的機油冷卻器等的必需冷卻部位之后，用設(shè)于冷卻機構(gòu)5上的散熱器6進行空氣冷卻。另外，在進氣管路3的中途設(shè)有后冷卻器7，其用于冷卻用排氣渦輪增壓機20壓縮的空氣。
散熱器6以及后冷卻器7設(shè)置在發(fā)動機主體2上，并且，通過由曲軸等驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的閥9促進其冷卻作用。
發(fā)動機控制器10與運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置13連接，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置13具有檢測發(fā)動機主體2旋轉(zhuǎn)速度的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置11以及檢測向燃燒室的燃料噴射量的檢測裝置12，從該運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置13分別接收發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度N的檢測信號以及燃料噴射量F的檢測信號。發(fā)動機控制器10根據(jù)這些檢測信號掌握柴油機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，根據(jù)不同狀態(tài)，進行向燃燒室的燃料噴射量和燃料噴射正時等控制。
在此，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置11，例如可以采用檢測發(fā)動機主體2的曲軸的旋轉(zhuǎn)速度的方式等，另外，燃料噴射量檢測裝置12，例如可以采用檢測燃料噴射泵調(diào)速器的位置，或設(shè)有共軌時從共軌的燃料壓力和燃料噴油嘴的電磁閥的開放時間等檢測燃料噴射量的方式等。
排氣渦輪增壓機20具有設(shè)于排氣管路4中途的排氣渦輪22、和設(shè)于進氣管路3中途的與排氣渦輪22連接驅(qū)動的壓縮機21。進氣管路3中的壓縮機21的出口通道中，后冷卻器7的下游和排氣管路4中的排氣渦輪22的入口通道通過旁路通道23連通，該旁路通道23上安裝有調(diào)整旁路通道23開度得旁路閥24(其它的開閉閥)。該旁路閥24可以采用針閥、蝶閥、電磁閥等任意結(jié)構(gòu)的閥，在本實施例中，采用使旁路通道23全開或全閉的二位置控制閥。
在這樣的旁路閥24上，連接著控制該旁路閥24的動作閥控制器30(開閉閥開度控制裝置)。
EGR系統(tǒng)50具有廢氣再循環(huán)通道51，該廢氣再循環(huán)通道51用于將廢氣的一部分從排氣歧管4A中抽出，使之再循環(huán)到壓縮機21的出口通道。該EGR通道51中設(shè)有開閉該EGR通道51的EGR閥(開閉閥)52和冷卻來自排氣歧管4A的廢氣的EGR冷卻器53。進氣管路3側(cè)的EGR通道51的端部在上述旁路通道23的分支位置的下游側(cè)，與設(shè)于進氣管路3中的喉管3B的狹窄部連接。
下面，對閥控制器30進行詳細說明。
閥控制器30與發(fā)動機控制器10連接，可接收來自發(fā)動機控制器10的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度N的檢測信號、燃料噴射量F的檢測信號以及來自各壓力檢測裝置14、15的壓力Pi、Pe的檢測信號。
閥控制器30中設(shè)有輸入部31，其接收來自發(fā)動機控制器10以及各壓力檢測裝置14、15的檢測信號；存儲部32，其將通過向輸入部31輸入的信號得到的柴油機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)作為映象和圖表存儲；控制部33，其基于存儲部32中存儲的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，決定閥24、52的最佳開度；輸出部34，其將來自控制部33的開度控制信號C1、C2輸出到各閥24、52。
存儲部32如圖所示，存儲表示柴油機1運轉(zhuǎn)狀態(tài)的映象M。在映象M中，在設(shè)橫軸為發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度N、設(shè)縱軸為燃料噴射量F的坐標圖上，設(shè)定表示柴油機1運轉(zhuǎn)狀態(tài)的區(qū)域A1、A2。
在此，在區(qū)域A1中的柴油機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)表示，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度N處于中高速區(qū)域，并且燃料噴射量F是中高負荷區(qū)域的噴射量。在區(qū)域A2中的柴油機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)表示，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度N處于中高速區(qū)域，并且燃料噴射量F為比怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi小的量。所謂怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi，是在低速空轉(zhuǎn)側(cè)獨立運轉(zhuǎn)柴油機所需要的最低限的噴射量。
而且，控制部33將運轉(zhuǎn)狀態(tài)從區(qū)域A1急劇變化到區(qū)域A2的情況判斷為柴油機1急減速，控制閥24、52的開度。
在如上的實施例中，具有排氣渦輪增壓機20、旁路管路23、旁路閥24、檢測裝置13、閥控制器30、EGR系統(tǒng)50，構(gòu)成本發(fā)明的進氣控制裝置40。另外，在本實施例中，由于閥控制器30經(jīng)由發(fā)動機控制器10與運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置連接，所以，進氣控制裝置40也包含發(fā)動機控制器10。
這樣構(gòu)成的進氣控制裝置40如下動作。
首先，在柴油機1的運轉(zhuǎn)中，排氣渦輪增壓機20中通過廢氣使排氣渦輪22旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動壓縮機21，由此進行對發(fā)動機主體2的增壓。發(fā)動機控制器10，從發(fā)動機主體2的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度N以及燃料噴射量F等的信號掌握發(fā)動機主體2的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，控制燃料噴射時機及燃料噴射量等，同時向閥控制器30輸出發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度N以及燃料噴射量F的檢測信號。
閥控制器30中，如圖3的流程圖所示，首先，在步驟1(S1)中，輸入部31接收來自發(fā)動機控制器10的發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度N以及燃料噴射量F的檢測信號，控制部33監(jiān)視柴油機1是否在高速區(qū)域并且在高負荷區(qū)域即區(qū)域A1內(nèi)運轉(zhuǎn)。在比較短的時間內(nèi)(例如1秒，優(yōu)選數(shù)十毫秒～數(shù)百毫秒)，這樣的監(jiān)視以多次的比例反復(fù)操作。下面的各步驟也一樣。
其次，柴油機1在區(qū)域A1內(nèi)運轉(zhuǎn)時，監(jiān)視實際的燃料噴射量Fa是否比怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi小或下降(S2)。而且，判定燃料噴射量Fa下降時，判定柴油機1的實際旋轉(zhuǎn)速度Na是否在預(yù)先設(shè)定的中速旋轉(zhuǎn)速度Nm以下(S3)。該中速旋轉(zhuǎn)速度Nm如圖2所示，是作為低中速區(qū)域和中高速區(qū)域的界限設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度。
因此，由于各步驟中的監(jiān)視在短時間內(nèi)進行，所以，在S3是Y即是指，在柴油機1的區(qū)域A1內(nèi)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)急劇變化到區(qū)域A2的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。例如，就推土機而言，在中高速的推土作業(yè)中，操作蓋踏板，就翻斗車而言，在同時積載土砂的中高速爬坡中，油門踏板突然回位。
而且，這時的燃料噴射量F是，發(fā)動機控制器將其暫時切斷，且在怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi以下之后復(fù)位的量，將其進行檢測的閥控制器30的控制部33判斷柴油機1為進行了急減速。
但是，通過進行油門踏板的回位操作等，即使燃料噴射量F比怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi少，在下坡行駛時，柴油機1依然以中速旋轉(zhuǎn)速度Nm以上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，實際的旋轉(zhuǎn)速度Na往往比中速旋轉(zhuǎn)速度Nm更低。因此，在本實施例中，不判斷此時為急減速。這是為了將實際的旋轉(zhuǎn)速度Na和中速旋轉(zhuǎn)速度Nm進行比較。
其次，閥控制器30的控制部33，基于來自進氣壓力檢測裝置14以及排氣壓力檢測裝置15的檢測信號，對進氣壓力Pi和排氣壓力Pe進行比較(S4)。其結(jié)果是，在判定為進氣壓力Pi大于排氣壓力Pe時，將旁路閥(BP/V)24控制為開的方向，本實施例中，在規(guī)定時間內(nèi)呈全開狀態(tài)(S4)。在此，所謂“規(guī)定時間”是指，如圖8所示，排氣渦輪增壓機的作用點M1通過點劃線的軌跡移動到M2，在該M2與發(fā)動機的配合，達到如圖所示的時間。但是，在S5中，若旁路閥24預(yù)先是全開狀態(tài)，則維持該全開狀態(tài)。由此，用壓縮機21輸送的進氣通過旁路通道23流到排氣管路4側(cè)，抑制喘振。
另一方面，在S4中，在判定為進氣壓力Pi小于排氣壓力Pe時，將旁路閥24以及EGR閥(EGR/V)52的兩者控制為關(guān)閉的方向，在本實施例中，設(shè)為全閉狀態(tài)。但是，在S6中，若各閥24、52呈預(yù)先全閉狀態(tài)，則維持該全閉狀態(tài)。由此，抑制廢氣倒流到進氣側(cè)。
另外，在本實施例中，只在S5中將旁路閥25設(shè)為全開狀態(tài)，但是，也可以只將EGR閥52設(shè)為全開狀態(tài)，還可以將旁路閥24及ECR閥52兩者都設(shè)為全開狀態(tài)。在這樣的情況下，同樣也可以抑制喘振。
再有，在本實施例中，只說明了用于避免喘振的控制作為閥控制器30進行的各閥24、52的控制，但在閥控制器30中，在進氣壓力大于排氣壓力時，將旁路閥控制到開的方向，積極降低進氣壓力Pi，因此，也可以控制EGR系統(tǒng)50有效工作。
省略了說明，作為EGR閥52的原來的排氣再循環(huán)的控制，既可以用閥控制器30進行，也可以通過發(fā)動機控制器10進行。
而且，在上述規(guī)定時間之后，旁路閥24為使EGR系統(tǒng)50有效工作，而如通常那樣控制，EGR閥52也作為原來的排氣再循環(huán)控制。
(1)控制器30的控制部33在通過使柴油機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從從位于中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域的A1的狀態(tài)急劇變化到區(qū)域A2，由此判斷為柴油機1為進行了急減速的情況時，將旁路通道23的旁路閥24全開，因此，能夠?qū)⑽鼩鈴膲嚎s機21的出口通道側(cè)輸送到排氣渦輪22的入口通道側(cè)，且能夠使由于慣性而高速旋轉(zhuǎn)的排氣渦輪增壓機20的旋轉(zhuǎn)速度迅速下降。因此，可以在作用點移動途中不會進入喘振區(qū)域，而能夠可靠避免喘振(圖8)。因此，可以防止壓縮機21的振動及破損，且能夠提高耐久性及可靠性。
(2)控制部33為判斷柴油機1的急減速，只要直接輸入為進行柴油機1的運轉(zhuǎn)控制而由發(fā)動機控制器10通常使用的檢測信號，即，來自發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置11以及燃料噴射量檢測裝置12的檢測信號就可以，且使用簡單的邏輯電路就能夠很容易進行旁路閥24的開閉控制。
(3)控制部33不僅判斷實際燃料噴射量Fa在怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi以下的情況，而且還在判斷柴油機1的實際旋轉(zhuǎn)速度Na在中速旋轉(zhuǎn)速度Nm以下時，將旁路閥24打開，因此，在中速旋轉(zhuǎn)速度Nm以上的高速區(qū)域間不判斷為急減速，能夠關(guān)閉開閉閥。因此，例如，如下坡行駛時，在即使將燃料噴射量F節(jié)流，旋轉(zhuǎn)速度不下降的情況下，由于控制不打開旁路閥24，因此不用擔(dān)心廢氣從排氣渦輪22的入口通道側(cè)倒流到壓縮機的出口通道側(cè)，從而能夠有效地使下坡行駛中發(fā)動機的制動發(fā)生作用。
(4)另外，在排氣壓力高于進氣壓力時，旁路閥24和EGR閥52總是呈全閉狀態(tài)，為了防止廢氣倒流，不僅在下坡行駛中的中高速區(qū)域發(fā)動機制動，而且，在從低速區(qū)域到高速區(qū)域的擴大范圍內(nèi)，也能夠有效保證發(fā)動機制動。
(5)由于旁路通道23在后冷卻器7的下游從進氣管路分支，因此，在急減速打開旁路閥24時，即使廢氣流向進氣管路3側(cè)，因為廢氣通不到后冷卻器7，所以，也可以防止腐蝕后冷卻器7。
第二實施例圖4、圖5是具有本發(fā)明第二實施例的進氣控制裝置40的柴油機1的概略圖以及表示進氣控制裝置40的作用的流程圖。
本實施例中，圖1所示的未設(shè)置旁路通道23以及旁路閥24這一點與第一實施例大不相同。因此，構(gòu)成為開度控制信號C2僅從閥控制器30的輸出部34對EGR閥52輸出。該開度控制信號C2輸出時機如圖5所示，處于S4、S5。關(guān)于S1～S4，同第一實施例相同。
總之，在本實施例中，閥控制器30的控制部33在從中高速且中高負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)將柴油機1判斷為急減速時，使EGR閥52全開，使進氣從進氣管路3側(cè)流向排氣管路4側(cè)。
還有，不用防止喘振，作為EGR閥52的原來的排氣再循環(huán)的控制，同上述第一實施例相同，由發(fā)動機控制器10進行。
在這樣構(gòu)成的本實施例中也可以抑制急減速時的喘振，可以得到和第一實施例中說明(1)同樣的效果。
另外，通過使本實施例的EGR通道51、EGR閥52起到作為第一實施例的旁路通道23、旁路閥24的功能，從而也同樣能夠得到(2)～(5)的效果。
第三實施例圖6、圖7是具備本發(fā)明第三實施例的進氣控制裝置40的柴油機1的概略圖以及表示進氣控制裝置40的動作的流程圖。
在本實施例中，圖1所示的未設(shè)置EGR系統(tǒng)50這一點與第一實施例大不相同。因此，構(gòu)成開度控制信號C1僅從閥控制器30的輸出部34對旁路閥24輸出的構(gòu)成。輸出該開度控制信號C1的時機如圖7所示，是在S5以及S6中。關(guān)于S1～S4與第一實施例相同。
另外，本實施例中的旁路通道23以及旁路閥24，是對防止喘振用專門的裝置，沒有起到EGR的功能。
在這樣構(gòu)成的本實施例中也可以抑制急減速時的喘振，從而可以得到與第一實施例說明(1)相同的效果。
另外，根據(jù)其它的構(gòu)成，也同樣可以得到(2)～(5)的效果。
還有，本發(fā)明不限定于上述實施例，還包括能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的其它構(gòu)成，如下所示的變形等也屬于本發(fā)明。
例如，在上述各實施例中，急減速時的旁路閥24、EGR閥52的開度是全開，但也可以根據(jù)在區(qū)域A2內(nèi)的實際的旋轉(zhuǎn)速度Na調(diào)節(jié)開度。
在上述各實施例中，柴油機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從區(qū)域A1移動到區(qū)域A2是通過使實際的燃料噴射量Fa比怠速運轉(zhuǎn)噴射量Fi變少而進行的，但也可以通過燃料噴射量Fa變零進行判斷。
另外，不僅通過檢測燃料噴射量Fa來判斷急減速，而且，檢測蓋踏板的調(diào)節(jié)和油門踏板的回位調(diào)節(jié)，通過該檢測結(jié)果也可以進行急減速的判斷。
本發(fā)明不僅可以作為設(shè)于推土機、裝載機、翻斗車等建設(shè)機械用的柴油機的進氣控制裝置使用，而且還可以作為具有增壓器的各種柴油機或者汽油機的進氣控制裝置使用。因此，本發(fā)明在公共汽車上、貨車、乘用車等也可以利用。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，具備增壓機，其具有吸入外部氣體進行加壓并將其供給內(nèi)燃機的壓縮機、及驅(qū)動該壓縮機的排氣渦輪；排氣再循環(huán)通道，其從所述排氣渦輪的入口通道側(cè)抽出一部分廢氣，使其再循環(huán)至所述壓縮機的出口通道側(cè)；開閉閥，其設(shè)于該排氣再循環(huán)通道；運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開閉閥開度控制裝置，其在基于來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，判斷所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域急減速的狀態(tài)時，將所述開閉閥控制在開方向。
2.一種內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，具備增壓機，其具有吸入外部氣體進行加壓并將其供給內(nèi)燃機的壓縮機、及驅(qū)動該壓縮機的排氣渦輪；旁路通道，其連通所述壓縮機的出口通道以及所述排氣渦輪的入口通道；開閉閥，其設(shè)于該旁路通道；運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開閉閥開度控制裝置，其在基于來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，判斷所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域急減速的狀態(tài)時，將所述開閉閥控制在開方向。
3.一種內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，具備增壓機，其具有吸入外部氣體進行加壓并將其供給內(nèi)燃機的壓縮機、及驅(qū)動該壓縮機的排氣渦輪；排氣再循環(huán)通道，其從所述排氣渦輪的入口通道側(cè)抽出一部分廢氣，使其再循環(huán)至所述壓縮機的出口通道側(cè)；開閉閥，其設(shè)于該排氣再循環(huán)通道；旁路通道，其連通所述壓縮機的出口通道以及所述排氣渦輪的入口通道；其它的開閉閥，其設(shè)于該旁路通道；運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；開閉閥開度控制裝置，其在基于來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，判斷所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域急減速的狀態(tài)時，將所述開閉閥及/或所述其它的開閉閥控制在開方向。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項所述的內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，所述開閉閥開度控制裝置接收來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，在所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域狀態(tài)成為與使所述內(nèi)燃機獨立運轉(zhuǎn)所需要的燃料噴射量相比低的噴射量時，判斷為進行了所述急減速。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項所述的內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，所述開閉閥開度控制裝置接收來自所述運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置的信號，在所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從中高速區(qū)域且中高負荷區(qū)域狀態(tài)成為與使所述內(nèi)燃機獨立運轉(zhuǎn)所需要的燃料噴射量相比低的噴射量時，且處于中低速區(qū)域時，判斷為進行了所述急減速。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的內(nèi)燃機的進氣控制裝置，其特征在于，具備排氣壓力檢測裝置，其檢測所述內(nèi)燃機的排氣歧管及所述排氣渦輪的入口通道間的排氣壓力；進氣壓力檢測裝置，其檢測所述壓縮機的出口通道及所述內(nèi)燃機的進氣歧管間的進氣壓力，并且，所述開閉閥開度控制裝置，在判斷為所述急減速，且接收來自所述排氣壓力檢測裝置以及所述進氣壓力檢測裝置的信號，判斷為排氣壓力比進氣壓力大時，關(guān)閉所述開閉閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設(shè)置在柴油機上的進氣控制裝置，據(jù)此，氣門控制器的控制部判斷為在柴油機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從處于高速區(qū)域且高負荷區(qū)域的狀態(tài)急減速時，使旁路通路的旁路閥門全開。由此，能夠從壓縮機的出口通道側(cè)將進氣輸送到排氣渦輪的入口通道，從而能夠迅速降低由于慣性而高速旋轉(zhuǎn)的排氣渦輪增壓機(20)的旋轉(zhuǎn)速度。因此，在作用點移動途中不會進入喘振領(lǐng)域，從而能夠可靠避免喘振。
文檔編號F02M25/07GK101048583SQ20058002576
公開日2007年10月3日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者小野寺康之 申請人:株式會社小松制作所