[发明专利]内燃机的控制装置

说明书

本发明的内燃机的控制装置抑制涡轮增压器的涡轮超速旋转的产生及控制摆动的产生。在内燃机的控制装置中，在由目标压缩机前后压力比运算部(126)运算出的目标压缩机前后压力比超过由涡轮极限时压缩机前后压力比运算部(122)运算出的涡轮极限时压缩机前后压力比的情况下，用涡轮极限时压缩机前后压力比对目标压缩机前后压力比进行上限限制，并在上限限制处理开始后的变化率限制期间内，用变化率限制值对目标压缩机前后压力比的变化率进行限制，从而防止因压缩机通过流量的急剧变动而导致目标压缩机前后压力比发生急剧变动的情况，并抑制涡轮超速旋转的产生及控制摆动的产生。

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置，尤其涉及对具备由涡轮和压缩机构成的涡轮增压器的内燃机进行控制的内燃机的控制装置。

背景技术

以往，以使作为内燃机的发动机的输出提高为目的，提出了在发动机中设置涡轮增压器的方案。涡轮增压器也被称为增压器，由涡轮和压缩机构成。此外，压缩机也被称为compressor。涡轮增压器是如下装置：利用废气使设置于排气通路的涡轮旋转，来使设置于进气通路的压缩机动作，从而使增压压力增加。

在涡轮增压器中，当发动机处于高旋转、高负载的状态下，增压压力有可能增加到所需压力以上，从而导致发动机损坏。因此，为了调整增压压力，通常在涡轮上游设置有排气旁通通路。在排气旁通通路中设置有废气阀门(waste gate valve)，并利用该废气阀门，使在排气通路内流动的废气的一部分分流至排气旁通通路。由此，通过调节废气向涡轮的流入量，从而将增压压力控制在恰当的水平。

即，通过废气阀门的开度，来控制涡轮增压器的排气压力及增压压力。废气阀门的开度的控制量基于发动机的转速及负载，通过针对预先确定的进气系统的目标量的闭环控制、或简单的开环控制来决定。另外，作为目标量的示例，例如有设定增压压力或设定进气量。

对废气阀门控制值进行计算的内燃机的控制装置例如在专利文献1中被公开。专利文献1中，首先，基于目标填充效率和转速来计算目标节流阀上游压力。接着，基于目标吸入空气流量和目标节流阀上游压力，来计算驱动涡轮增压器所需的目标压缩机驱动力。并且，基于空燃比和吸入空气流量来计算废气流量。由此，利用废气流量和压缩机驱动力的特性仅依赖于废气阀门控制值这一关系，基于废气流量和目标压缩机驱动力，来计算废气阀门控制值。

此外，涡轮增压器中，若产生涡轮增压器的转速即涡轮转速过高的超速旋转(overrotation)，则针对涡轮增压器的结构部件的机械性负载增大。在专利文献1中，并未提及涡轮转速的超速旋转。

关于用于应对涡轮转速的超速旋转的方法，例如记载在专利文献2中。专利文献2中，首先，使用压缩机上游侧的进气压力即上游侧进气压力与涡轮极限转速压力比，来计算压缩机下游的涡轮超速旋转抑制增压压力。然后，基于涡轮超速旋转抑制增压压力来控制涡轮增压器，从而抑制涡轮的超速旋转的产生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5420013号公报

专利文献2：日本专利第5853403号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献2所记载的控制装置中，当从不超过涡轮极限转速的区域进入超过涡轮极限转速的区域时，基于涡轮超速旋转抑制增压压力来控制涡轮增压器，从而抑制涡轮的超速旋转的产生。然而，在基于涡轮极限转速时的进气量和压缩机前后压力比的特性来控制为与进气量相对应的涡轮超速旋转抑制增压压力的情况下，当进入超过涡轮极限转速的区域时，为了控制为涡轮超速旋转抑制增压压力而使控制目标增压压力下降。其结果是进气量减少，并且由于进气量减少，涡轮超速旋转抑制增压压力上升。因此，若使控制目标增压压力上升，则进气量将由此而再次增加。其结果是，由于涡轮超速旋转抑制增压压力下降，因此使控制目标增压压力下降。由此，有可能导致成为重复该一系列动作的所谓的“控制摆动”。