[发明专利]带涡轮增压器发动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种带涡轮增压器发动机的控制装置，特别是涉及一种能够将涡轮的转速高精度地抑制在容许值以下的带涡轮增压器发动机的控制装置。

背景技术

以往，在车辆或建筑机械等中，多采用带涡轮增压器的发动机。

在这种带涡轮增压器的发动机中，在气压低且空气密度低的高地使用的情况下，如果想要向发动机供给与低地使用的情况同量的空气，从向发动机供给的空气体积考虑，则需要向发动机供给比低地的情况更多的空气。因此，如果在空气密度低的高地使用带涡轮增压器的发动机，则为了向发动机供给大量的空气，可能会使构成涡轮增压器的涡轮的转速过度上升，引起涡轮增压器的损坏。

因此，在专利文献1、专利文献2中公开了即使在空气密度低的高地使用带涡轮增压器的发动机，也能够防止涡轮的过快旋转，事先防止涡轮增压器的破损的技术。

在专利文献1中公开的技术中，在涡轮设置转速传感器，该转速传感器附带在装备有可动喷嘴叶片的涡轮增压器中，在一般情况下，控制喷嘴叶片的开度以使根据发动机的运转状态输出的目标质量流量与设置在涡轮增压器的压缩机上游侧的空气流量计测量的实际质量流量一致。并且，在涡轮增压器的转速检测值在理想转速以上时，控制燃料喷射量以使压缩机的实际吸气体积流量与体积流量图相符。在这里，所述吸气体积流量是根据空气流量计得到的吸气质量流量和吸气温度算出的计算值。

并且，在专利文献2公开的技术中，利用大气压传感器测量的大气压的信息来判断高度，根据判定的高度，对EGR控制阀进行打开操作以将涡轮转速抑制在容许值以下。在该专利文献2公开的技术中，关于液压挖掘机等建筑机械，由于保持较高的转速地进行额定运转，并连续地驱动液压泵，并利用通过该液压泵得到的液压来进行土木作业，因此，作业中的增压较高，即使在空气密度低的高地进行排气气体的再循环，也难以产生黑烟，因此，通过对EGR控制阀进行打开操作，就能够将涡轮转速抑制在容许值以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2005-299618号公报

专利文献2：(日本)特开2008-184922号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1公开的技术中，需要设置转速传感器。一般地，由于不需控制涡轮增压器的转速，在采用专利文献1公开的技术时，就仅仅为了检测涡轮的过快旋转而设置转速传感器，从产品成本上升方面来看并不优选。并且，虽然通过质量流量和吸气温度的信息计算出了体积流量，然而，在该计算中并不使用大气压的信息。由于体积流量随着大气压变化，因此，不能说准确地进行了体积流量的计算，因此，也不能说准确地进行了控制。

并且，在专利文献2公开的技术中，通过对EGR控制阀进行打开操作，涡轮转速降低，然而，在高负荷时，由于原本空气过剩率就低，因此，容易产生烟，在涡轮转速上升的低大气压下的开阀操作可能会产生大量的烟。

并且，在除了建筑机械之外，从低负荷向高负荷的状态变化的应用中，如果为了进行涡轮的过快旋转保护而导入EGR，则很可能会产生黑烟，因此，除了建筑机械以外的应用范围小。

并且，仅仅通过根据大气压的信息判断的高度信息将涡轮转速控制为允许值，然而，涡轮转速与气压和吸气温度均相关。如专利文献2公开的技术，在不考虑吸气温度的情况下，即使在易于产生涡轮的过快旋转的吸气温度高的条件下，也需要设置参数以防止过快旋转的产生，在吸气温度低时，会超出必要地限制燃料喷射量，超出必要地限制发动机的输出。

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种带涡轮增压器发动机的控制装置，其不添加直接检测涡轮转速的零件就能够高精度地推测出涡轮转速，通过高精度地推测涡轮的转速，就能够将涡轮的转速高精度地抑制在容许值以下，防止过快旋转。

解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种带涡轮增压器发动机的控制装置，包括：涡轮增压器，其具有配置在发动机的吸气通路的压缩机和配置在排气通路的涡轮；燃料喷射量控制机构，其按照所述发动机的运转状态控制向所述发动机的燃料喷射量，其特征在于，具有涡轮转速推测机构，其根据所述发动机的运转状态，计算并求出所述涡轮的转速的推测值，所述燃料喷射量控制机构在所述涡轮转速的推测值超过规定的容许值时，控制燃料喷射量以使所述涡轮转速的推测值在所述容许值以下。