內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法和控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，具有渦輪增壓器?？刂圃O(shè)備基于發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量以及發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算燃料流量?？刂圃O(shè)備計(jì)算渦輪機(jī)流量以及渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)壓力和溫度?？刂圃O(shè)備基于渦輪機(jī)流量以及壓力比·渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算渦輪增壓器的可變噴嘴的開度水平的上限閾值，使得渦輪機(jī)壓力比小于等于預(yù)定的比率。壓力比·渦輪機(jī)流量特性是指示出渦輪機(jī)壓力比、渦輪機(jī)流量與可變噴嘴的開度水平之間的關(guān)系的預(yù)先存儲(chǔ)的信息?？刂圃O(shè)備將可變噴嘴的開度控制成小于等于上限閾值的開度。
【專利說明】?jī)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法和控制設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)主張日本專利申請(qǐng)序列號(hào)為2012-187514的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法和控制設(shè)備。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有渦輪增壓器。渦輪增壓器具有可變噴嘴，該可變噴嘴能夠調(diào)節(jié)排出至渦輪機(jī)葉輪的氣體的流速。
【背景技術(shù)】
[0003]近些年來，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)具有包括可變噴嘴的渦輪增壓器。即便在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)較低的情況下，對(duì)可變噴嘴的開度的調(diào)節(jié)也可以獲得合適的增壓壓力。因此，可以增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力。
[0004]當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以極高的載荷并在較高的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在渦輪機(jī)葉輪的前方和后方出現(xiàn)了較大的壓力差。因該壓力差以及排氣脈動(dòng)而在渦輪機(jī)葉輪的前方和后方產(chǎn)生了應(yīng)力。排氣脈動(dòng)可以因內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)燃燒沖程而發(fā)生。如果渦輪機(jī)葉輪在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)地受到大于等于預(yù)定應(yīng)力的應(yīng)力，那么渦輪機(jī)葉輪的壽命可能縮短。已知一種防止以上問題的方法。在該方法中，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制成使得渦輪機(jī)葉輪的前-后壓力比小于等于預(yù)定的壓力比。前-后壓力比為渦輪機(jī)前方壓力/渦輪機(jī)后方壓力。
[0005]日本特開專利公告N0.2010-31829中所公開的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備包括目標(biāo)上游側(cè)排氣壓力計(jì)算器以及葉片開度控制器，從而改進(jìn)增壓壓力的反饋控制。目標(biāo)上游側(cè)排氣壓力計(jì)算器計(jì)算目標(biāo)上游側(cè)排氣壓力，使得實(shí)際的增壓壓力與目標(biāo)增壓壓力相匹配。葉片開度控制器計(jì)算目標(biāo)前-后排氣壓力比，使得實(shí)際上游側(cè)排氣壓力與目標(biāo)上游側(cè)排氣壓力相匹配。葉片開度控制器基于預(yù)定的渦輪機(jī)模式來確定與目標(biāo)前-后排氣壓力比相對(duì)應(yīng)的葉片開度(可變噴嘴開度)。
[0006]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括排氣再循環(huán)裝置(EGR)，從而減少排氣中的NOx。壓力傳感器分別設(shè)置在渦輪機(jī)的上游側(cè)和下游側(cè)。通過使用作為渦輪機(jī)的上游側(cè)的壓力的實(shí)際上游側(cè)排氣壓力，獲得了目標(biāo)前-后排氣壓力比。當(dāng)EGR從關(guān)閉(OFF)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到打開(ON)狀態(tài)時(shí)，可變噴嘴的開度瞬間變化。但是，EGR量和實(shí)際上游側(cè)排氣壓力在此后短時(shí)間內(nèi)輕微地變化。由于此響應(yīng)延遲，使得存在以下可能性:渦輪機(jī)前方和后方的排氣壓力比可能僅在短時(shí)間內(nèi)超過可容許值。因此，在一些情況下，渦輪機(jī)葉輪不能得到充分的保護(hù)。
[0007]實(shí)際上獲得了前-后排氣壓力比(實(shí)際上游側(cè)排氣壓力/實(shí)際下游側(cè)排氣壓力)，并且根據(jù)目標(biāo)前-后排氣壓力比來執(zhí)行控制。因此，對(duì)于該控制，實(shí)際下游側(cè)排氣壓力是必要的。因此，在渦輪機(jī)下游側(cè)的壓力傳感器是必要的。在渦輪機(jī)上游側(cè)的溫度傳感器也是必要的。
[0008]因此，在本領(lǐng)域中需要一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法和控制設(shè)備，其能夠以良好的響應(yīng)性能將渦輪機(jī)葉輪前-后壓力比適當(dāng)?shù)乜刂频剿璧膲毫Ρ取＿€需要減少檢測(cè)裝置(傳感器)的數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有渦輪增壓器，渦輪增壓器具有能夠調(diào)節(jié)排出至渦輪機(jī)葉輪的氣體的流速的可變噴嘴?？刂圃O(shè)備按以下步驟來控制發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂圃O(shè)備基于到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量以及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算燃料流量?？刂圃O(shè)備計(jì)算或檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)壓力?？刂圃O(shè)備計(jì)算或檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)溫度?？刂圃O(shè)備計(jì)算或檢測(cè)朝向渦輪機(jī)葉輪流動(dòng)的氣體的渦輪機(jī)流量?？刂圃O(shè)備基于渦輪機(jī)流量以及壓力比.渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算可變噴嘴的開度的上限閾值，使得渦輪機(jī)壓力比小于等于預(yù)定的比率。渦輪機(jī)壓力比是渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的壓力與下游側(cè)的壓力的比率。壓力比.渦輪機(jī)流量特性是指示出渦輪機(jī)壓力比、渦輪機(jī)流量與可變噴嘴的開度水平之間的關(guān)系的預(yù)先存儲(chǔ)的信息。控制設(shè)備將可變噴嘴的開度控制成小于等于上限閾值的開度。
[0010]根據(jù)該控制方法，能夠利用更好的響應(yīng)特性以所需的渦輪機(jī)壓力比對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，控制設(shè)備可以基于進(jìn)氣流量、燃料流量、以及大氣壓力來計(jì)算上游側(cè)壓力。進(jìn)氣流進(jìn)入至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中?？刂圃O(shè)備可以基于噴射量、進(jìn)氣流量、以及燃料流量來計(jì)算上游側(cè)溫度?？刂圃O(shè)備可以基于燃料流量、進(jìn)氣流量、上游側(cè)壓力、以及上游側(cè)溫度來計(jì)算渦輪機(jī)流量。
[0012]因此，上游側(cè)溫度不是由壓力傳感器檢測(cè)到的，而是替代地通過使用進(jìn)氣流量、燃料流量、以及大氣壓力來計(jì)算的。例如當(dāng)EGR從關(guān)閉(OFF)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至打開(ON)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)氣流量瞬間變化。因此，進(jìn)氣流量相對(duì)于渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力的變化以極好的響應(yīng)特性而變化。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)不需要具有在渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力傳感器。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)也不需要具有在渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的溫度傳感器。因此，能夠進(jìn)一步減少內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器的數(shù)量。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，控制設(shè)備可以基于來自壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得上游側(cè)壓力，其中壓力傳感器能夠檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的壓力。因此，不用計(jì)算渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力，而是基于來自壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力。因此，能夠以更高的精確度獲得排氣壓力。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，控制設(shè)備可以基于來自溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得上游側(cè)溫度，其中溫度傳感器能夠檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的溫度。因此，不用計(jì)算渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣溫度，而是基于來自溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力。因此，能夠以更高的精確度獲得排氣溫度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備包括:渦輪增壓器、開度調(diào)節(jié)設(shè)備、存儲(chǔ)器、以及控制器。渦輪增壓器具有能夠調(diào)節(jié)排出至渦輪機(jī)葉輪的氣體的流速的可變噴嘴。開度調(diào)節(jié)設(shè)備調(diào)節(jié)可變噴嘴的開度。存儲(chǔ)器將指示出渦輪機(jī)壓力比、渦輪機(jī)流量與可變噴嘴的開度水平之間的關(guān)系的壓力比?渦輪機(jī)流量特性儲(chǔ)存。渦輪機(jī)壓力比是渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的壓力與渦輪機(jī)葉輪`的下游側(cè)的壓力的比率。
[0016]控制器基于發(fā)送至用于將燃料噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射器的噴射指令信號(hào)來檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量?？刂破骰趤碜钥諝饬髁繖z測(cè)傳感器的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中接收的進(jìn)氣流量?？刂破骰趤碜詢?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)?？刂破骰趤碜源髿鈮毫鞲衅鞯臋z測(cè)信號(hào)來檢測(cè)大氣壓力。控制器基于噴射量以及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算燃料流量。控制器計(jì)算或檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)壓力?？刂破饔?jì)算或檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)溫度?？刂破饔?jì)算渦輪機(jī)流量?？刂破骰跍u輪機(jī)流量以及壓力比?渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算可變噴嘴的開度水平的上限閾值，使得渦輪機(jī)壓力比小于等于預(yù)定的值?？刂破魍ㄟ^使用開度調(diào)節(jié)設(shè)備將可變噴嘴的開度調(diào)節(jié)成小于等于上限閾值的開度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，控制器可以基于進(jìn)氣流量、燃料流量、以及大氣壓力來計(jì)算上游側(cè)壓力?？刂破骺梢曰趪娚淞?、進(jìn)氣流量、以及燃料流量來計(jì)算上游側(cè)溫度?？刂破骺梢曰谌剂狭髁?、進(jìn)氣流量、上游側(cè)壓力、以及上游側(cè)溫度來計(jì)算渦輪機(jī)流量。
[0018]因此，上游側(cè)壓力不是通過壓力傳感器而檢測(cè)到的，而是通過使用進(jìn)氣流量、燃料流量、以及大氣壓力而計(jì)算的。當(dāng)EGR從關(guān)閉(OFF)狀態(tài)轉(zhuǎn)換至打開(ON)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)氣流量瞬間變化。因此，進(jìn)氣流量相對(duì)于渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力的變化以極好的響應(yīng)特性而變化。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)不需要具有位于渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力傳感器。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)也不需要具有位于渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的溫度傳感器。因此，能夠進(jìn)一步減少內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器數(shù)量。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，控制器可以基于來自壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得上游側(cè)壓力，其中壓力傳感器能夠檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的壓力。因此，不用計(jì)算渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力，而是基于來自壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)來獲得渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣壓力。因此，能夠以更高的精確度獲得排氣壓力。 [0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，控制器可以基于來自溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得上游側(cè)溫度，其中溫度傳感器能夠檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的溫度。因此，不用計(jì)算渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣溫度，而是基于來自溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)來獲得渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的排氣溫度。因此，能夠以更高的精確度獲得排氣溫度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是能夠應(yīng)用到本發(fā)明的控制方法的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性視圖；
[0022]圖2是用于說明該控制方法的框圖；
[0023]圖3是用于圖2的框圖的過程的流程圖；
[0024]圖4是壓力率與渦輪機(jī)流量之間的示例性關(guān)系的圖；
[0025]圖5A是現(xiàn)有技術(shù)的控制方法中的實(shí)驗(yàn)性壓力率的圖；
[0026]圖5B是現(xiàn)有技術(shù)的控制方法中的可變噴嘴的實(shí)驗(yàn)性開啟率的圖；
[0027]圖5C是本實(shí)施方式的控制方法中的實(shí)驗(yàn)性壓力率的圖；
[0028]圖是本實(shí)施方式的控制方法中的可變噴嘴的實(shí)驗(yàn)性開啟率的圖；
[0029]圖6A是本實(shí)施方式和現(xiàn)有技術(shù)的控制方法中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)性轉(zhuǎn)數(shù)的圖；
[0030]圖6B是本實(shí)施方式和現(xiàn)有技術(shù)控制方法中的實(shí)驗(yàn)性燃料噴射量的圖；以及
[0031]圖6C是本實(shí)施方式和現(xiàn)有技術(shù)的控制方法中的實(shí)驗(yàn)性增壓壓力的圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]上文和下文中所公開的每個(gè)附加特征和教示可以單獨(dú)使用或與其它特征和教示結(jié)合地使用，從而提供內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)的控制方法和控制設(shè)備?，F(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的代表性實(shí)施例，其中本發(fā)明的代表性實(shí)施例將多個(gè)這些附加特征和教示既單獨(dú)地使用又與其它的附加特征和教示結(jié)合地使用。該詳細(xì)描述僅旨在教示本領(lǐng)域普通技術(shù)人員用以實(shí)踐本教示的優(yōu)選方面的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，且不旨在限制本發(fā)明的范圍。僅由權(quán)利要求來限定要求保護(hù)的發(fā)明的范圍。因此，以下詳細(xì)描述中所公開的特征和步驟的結(jié)合在廣義上不是實(shí)踐本發(fā)明所必要的，并且相反地，這些結(jié)合被教導(dǎo)用于僅僅特定地描述本發(fā)明的代表性實(shí)施例。此外，代表性實(shí)施例和所附的權(quán)利要求的各種特征可以以未具體列舉的方式來結(jié)合，從而提供本教示的附加的可用結(jié)構(gòu)。
[0033]將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1示出了作為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)10(例如柴油機(jī))。發(fā)動(dòng)機(jī)10連接到進(jìn)氣管11和排氣管12。進(jìn)氣管11將進(jìn)氣引入到發(fā)動(dòng)機(jī)10的相應(yīng)氣缸45A至45D。排氣管12將排氣從相應(yīng)氣缸45A至4?噴出。進(jìn)氣管11設(shè)置有增壓壓力檢測(cè)裝置(壓力傳感器)24。控制裝置(控制器)51可以基于來自增壓壓力檢測(cè)裝置24的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)進(jìn)氣的增壓壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)10設(shè)置有旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置(旋轉(zhuǎn)檢測(cè)傳感器)22。旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置22能夠檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)(例如曲軸的轉(zhuǎn)數(shù))、轉(zhuǎn)角(每個(gè)氣缸的壓縮上止點(diǎn)正時(shí))、等等。控制裝置51能夠基于來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置22的檢測(cè)信號(hào)而獲得或檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)角、等等。
[0034]燃料從油箱(未示出)供應(yīng)到公共軌道41。公共軌道41中的燃料保持為高壓，并且通過燃料管道42A至42D供應(yīng)到相應(yīng)的噴射器43A至43D。噴射器43A至43D與相應(yīng)的氣缸45A至4?相對(duì)應(yīng)，并且噴射器43A至43D響應(yīng)于來自控制裝置51的控制信號(hào)而以預(yù)定的正時(shí)將預(yù)定量的燃油噴射至相應(yīng)的氣缸中?？刂蒲b置51接收來自各個(gè)檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)、并且輸出用于驅(qū)動(dòng)噴射器43A至43D的控制信號(hào)?？刂蒲b置51可以基于已經(jīng)輸出至噴射器43A至43D的控制信號(hào)(噴射指令信號(hào))來檢測(cè)供應(yīng)到相應(yīng)氣缸45A至45D的燃料流量。
[0035]渦輪增壓器30包括:具有壓縮機(jī)葉輪35A的壓縮機(jī)35 ；以及具有渦輪機(jī)葉輪36A的渦輪機(jī)36。渦輪機(jī)36設(shè)置有可變噴嘴33，可變噴嘴33能夠調(diào)節(jié)排出至渦輪機(jī)葉輪36A的氣體的流速。通過驅(qū)動(dòng)裝置(驅(qū)動(dòng)單元)31來調(diào)節(jié)可變噴嘴33的開度。控制裝置51可以將控制信號(hào)經(jīng)由開度調(diào)節(jié)裝置(開度調(diào)節(jié)設(shè)備)52輸出至驅(qū)動(dòng)裝置31，從而調(diào)節(jié)可變噴嘴33的開度?？刂蒲b置51可以基于來自開度檢測(cè)裝置(傳感器)32的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)可變噴嘴33的開度。
[0036]壓縮機(jī)35連接至進(jìn)氣通路IIA和進(jìn)氣管11。壓縮機(jī)35接收來自進(jìn)氣通路IIA的進(jìn)氣。壓縮機(jī)葉輪35A將進(jìn)氣壓縮，并且已壓縮的進(jìn)氣被噴出至進(jìn)氣管11。因此，壓縮機(jī)35對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10增壓。進(jìn)氣通路IlA設(shè)置有能夠檢測(cè)進(jìn)氣的流量的流量檢測(cè)裝置(傳感器)21?？刂蒲b置51可以基于來自流量檢測(cè)裝置21的檢測(cè)信號(hào)來獲得或檢測(cè)由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10所接收的進(jìn)氣的流量。渦輪機(jī)36連接到排氣通路12A和排氣管12。來自排氣管12的高溫、高壓排氣被引入至渦輪機(jī)36中從而使渦輪機(jī)葉輪36A (和壓縮機(jī)葉輪35A)旋轉(zhuǎn)并且所述高溫、高壓排氣被噴出至排氣通路12A。
[0037]排氣管12與進(jìn)氣管11經(jīng)由EGR通路13連通。EGR閥14設(shè)置在EGR通路中。控制裝置51控制EGR閥14。以此方式，排氣管12中的排氣可以返回到進(jìn)氣管11?？刂蒲b置51設(shè)置有大氣壓力檢測(cè)裝置(壓力傳感器)23。控制裝置51可以基于來自大氣壓力檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)來獲得或檢測(cè)大氣壓力?？刂圃O(shè)備50包括控制裝置(控制器51)、開度調(diào)節(jié)裝置52、以及存儲(chǔ)裝置(存儲(chǔ)器)53。
[0038]當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以極高的載荷并在較高的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在渦輪機(jī)葉輪36A的前方和后方產(chǎn)生了較大的壓力差。因內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)燃燒沖程而產(chǎn)生了排氣脈動(dòng)。因壓力差和排氣脈動(dòng)而在渦輪機(jī)葉輪36A的前方和后方產(chǎn)生了應(yīng)力。如果渦輪機(jī)葉輪36A在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地受到大于等于預(yù)定應(yīng)力的應(yīng)力，那么渦輪機(jī)葉輪36A的壽命可能會(huì)縮短。為了防止這種情況發(fā)生，通過使用圖2中示出的控制框圖并通過圖3中示出的流程圖過程來控制可變噴嘴33的開度。從而使渦輪機(jī)葉輪36A的前-后壓力比(渦輪機(jī)前方壓力/渦輪機(jī)后方壓力)小于等于預(yù)定的壓力比。
[0039]如圖2所示，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備50包括控制塊51Z和控制塊51Y?？刂茐K51Z是用于計(jì)算可變噴嘴33的臨時(shí)開度的現(xiàn)有的控制塊。控制設(shè)備50通過使用控制塊51Z和控制塊51Y來設(shè)定可變噴嘴33的開度的上限閾值?？刂圃O(shè)備50適當(dāng)?shù)乜刂屏丝勺儑娮?3的開度，使得渦輪機(jī)葉輪36A的前-后壓力比(渦輪機(jī)前方壓力/渦輪機(jī)后方壓力)小于等于預(yù)定的壓力比。
[0040]圖3中示出的流程圖過程是以預(yù)定的正時(shí)(例如幾毫秒至幾十毫秒的預(yù)定時(shí)間間隔或相似的時(shí)間間隔)來執(zhí)行的。在步驟SlO中，控制裝置51基于來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置(設(shè)備)22的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)?？刂蒲b置51基于發(fā)送至噴射器43A至43D的控制信號(hào)(噴射指令信號(hào))來檢測(cè)燃料至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射量?？刂蒲b置51基于來自流量檢測(cè)裝置21的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)所接收的進(jìn)氣的流量。控制裝置51基于來自大氣壓力檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)大氣壓力。控制裝置51基于來自比重檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)燃料比重或讀取預(yù)先設(shè)定的燃料比重的值。控制裝置51基于來自增壓壓力檢測(cè)裝置24的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)增壓壓力。該過程從步驟SlO行進(jìn)到步驟SI I。
[0041]燃料比重通常不會(huì)根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)而變化，而是相反地具有近乎恒定的值。因此，燃料比重可以視為預(yù)定的燃料比重系數(shù)。在燃料比重不被視為可變的而是視為預(yù)定的燃料比重系數(shù)的情況下，不必將燃料比重輸入至需要可變?nèi)剂媳戎刈鰹樽兞康目刂茐K。因此，與燃料比重相對(duì)應(yīng)的預(yù)定燃料比重系數(shù)可以預(yù)先地設(shè)定在需要燃料比重的控制塊中。因此，可以省略燃料比重的輸入。
[0042]在步驟Sll (燃料流量計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了圖2的控制塊51A的過程?？刂蒲b置51基于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、噴射量、以及燃料比重(可以省略燃料比重)來計(jì)算燃料流量Gf [g/s]，其中燃料流量Gf[g/s]是每單位時(shí)間的燃料量。該過程從步驟Sll行進(jìn)到步驟S12。
[0043]在步驟S12 (上游側(cè)壓力計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了圖2的控制塊51C的過程?？刂蒲b置51基于進(jìn)氣流量、燃料流量Gf、以及大氣壓力來計(jì)算渦輪機(jī)葉輪36A的上游側(cè)壓力P4[kpa]，其中上游側(cè)壓力P4[kpa]是在渦輪機(jī)葉輪36A的上游側(cè)的壓力。該過程從步驟S12行進(jìn)到步驟S13。
[0044]在步驟S13 (上游側(cè)溫度計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了涉及圖2的控制塊51D的過程?？刂蒲b置51基于進(jìn)氣流量、燃料流量Gf、噴射量、燃料比重(可以將其省略)、以及增壓壓力(可以將其省略)來計(jì)算上游側(cè)溫度T4[°C ]，其中上游側(cè)溫度T4[°C ]是在渦輪機(jī)葉輪36A的上游側(cè)的溫度。該過程從步驟S13行進(jìn)到步驟S14。
[0045]在步驟S14 (排氣流量計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了涉及圖2的控制塊51B的過程?？刂蒲b置51基于燃料流量Gf以及進(jìn)氣流量來計(jì)算每個(gè)單位時(shí)間的排氣流量G4[cm2/s]。該過程從步驟S14行進(jìn)到步驟S15。[0046]在步驟S15 (渦輪機(jī)流量計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了涉及圖2的控制塊51E的過程?？刂蒲b置51基于排氣流量G4、上游側(cè)壓力P4、以及上游側(cè)溫度T4來計(jì)算渦輪機(jī)流量Q4 [cm2/s]。渦輪機(jī)流量Q4是流過渦輪機(jī)36的氣體的流量或是流過渦輪機(jī)葉輪36A的氣體的流量。該過程從步驟S15行進(jìn)到步驟S16。
[0047]在步驟S16 (上限閾值計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了涉及圖2的控制塊51F的過程?？刂蒲b置51基于渦輪機(jī)流量Q4、以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置53中的壓力比.渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算可變噴嘴33的開度水平的上限閾值。該過程從步驟S16行進(jìn)到步驟S17。
[0048]圖4示出了壓力比.渦輪機(jī)流量特性的示例。存儲(chǔ)裝置53將壓力比.渦輪機(jī)流量特性預(yù)先存儲(chǔ)。圖4中示出的圖的水平軸線表示壓力比(渦輪機(jī)葉輪上游側(cè)壓力(P4) /渦輪機(jī)葉輪下游側(cè)壓力(P6))。該圖的豎直軸線表示渦輪機(jī)流量(Q4)。曲線Kl至K5分別表示在可變噴嘴33的開度為100% (完全關(guān)閉狀態(tài))、75%、50%、25%、以及0% (完全開啟狀態(tài))的情況下的特性。
[0049]下文將對(duì)以下情況進(jìn)行描述:通過使用圖4的壓力比?渦輪機(jī)流量特性，將壓力比控制為3.00或者更小。在步驟S15中所計(jì)算的渦輪機(jī)流量為ql的情況下，將可變噴嘴33的開度設(shè)定成75%或者更小。因此，壓力比小于等于3.00。因此，當(dāng)所需的壓力比小于等于
3.00并且渦輪機(jī)流量為ql時(shí)，將上限閾值計(jì)算為75%。
[0050]在步驟S17 (可變噴嘴最終開度計(jì)算步驟)中，執(zhí)行了涉及圖2的控制塊51G的過程?？刂蒲b置51將在與現(xiàn)有的控制塊51Z相對(duì)應(yīng)的步驟中所計(jì)算的可變噴嘴33的臨時(shí)開度與在步驟S16中所計(jì)算的上限閾值進(jìn)行比較。控制裝置51將臨時(shí)開度與上限閾值中的更小的一者選定為最終開度。該過程從步驟S17行進(jìn)到步驟S18。
[0051]在步驟S18 (可變噴嘴控制步驟)中，控制裝置51將控制信號(hào)經(jīng)由開度調(diào)節(jié)裝置52輸出至驅(qū)動(dòng)裝置31。控制裝置51控制可變噴嘴33的開度，從而將可變噴嘴33的開度設(shè)定成最終開度。將最終開度選定成小于等于上限閾值。
[0052]如上所述，在步驟S12中計(jì)算上游側(cè)壓力P4。替代地，可以設(shè)置有用于檢測(cè)在渦輪機(jī)葉輪36A的上游側(cè)的壓力的壓力檢測(cè)裝置(壓力傳感器)。上游側(cè)壓力P4可以基于來自壓力檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)而直接獲得。
[0053]如上所述，在步驟S13中計(jì)算上游側(cè)溫度T4。替代地，設(shè)置有用于檢測(cè)渦輪機(jī)葉輪36A的上游側(cè)的溫度的溫度檢測(cè)裝置(溫度傳感器)。上游側(cè)溫度T4可以基于來自溫度檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)而直接獲得。
[0054]如上所述，在步驟S15中計(jì)算渦輪機(jī)流量Q4。替代地，設(shè)置有用于檢測(cè)渦輪機(jī)流量Q4的流量檢測(cè)裝置。渦輪機(jī)流量Q4可以基于來自流量檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)而直接獲得。
[0055]圖5A至以及6A至6C示出了根據(jù)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法的效果的示例。圖5A和5B示出了當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中控制方法的預(yù)定操作模式下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效果。圖5A的曲線GAl表示壓力比(P4/P6=渦輪機(jī)上游側(cè)壓力/渦輪機(jī)下游側(cè)壓力)相對(duì)于時(shí)間的變化。圖5B的曲線GA2表示可變噴嘴的開度相對(duì)于時(shí)間的變化。[0056]圖5C和示出了當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在根據(jù)本實(shí)施方式中控制方法的相同操作模式下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效果。圖5C的曲線GBl表示壓力比(P4/P6=渦輪機(jī)上游側(cè)壓力/渦輪機(jī)下游側(cè)壓力)相對(duì)于時(shí)間的變化。圖的曲線GB2表示可變噴嘴的開度相對(duì)于時(shí)間的變化。在圖5A和5C的測(cè)試中，將壓力比(P4/P6)設(shè)定成Dmax或者更小(直線LI或者更小)。在圖5B和中，表示可變噴嘴的開度的豎直軸線中的值100%表示完全關(guān)閉狀態(tài)。值0%表示完全開啟狀態(tài)。
[0057]在現(xiàn)有技術(shù)的控制方法中，如圖5A中的曲線GAl所示，響應(yīng)速度較低。因此，壓力t匕(P4/P6)在區(qū)域AA中超過Dmax。壓力比(P4/P6)超過Dmax的時(shí)間為較短的時(shí)間。該時(shí)間過短以致不會(huì)產(chǎn)生瞬間斷裂。但是從疲勞斷裂的角度來看，渦輪機(jī)葉輪的壽命是與超過Dmax的時(shí)間的積分值相關(guān)聯(lián)的。因此，優(yōu)選的是不超過Dmax，從而確保渦輪機(jī)葉輪使用較長(zhǎng)時(shí)間。如果將可變噴嘴的開度控制成在圖5B的曲線GA2的區(qū)域AB中進(jìn)一步開啟，那么能夠?qū)⑶€GAl的區(qū)域AA抑制為Dmax或更小。但是，響應(yīng)速度較低，且因此未執(zhí)行到所需開度的控制。
[0058]相反地，在本實(shí)施方式中控制方法中，確保將壓力比(P4/P6)抑制為圖5C的曲線GBl中所示的區(qū)域BA中的Dmax或更小，并且將可變噴嘴在區(qū)域BB中的開度控制成相比于圖5B的曲線GA2中的區(qū)域AB中的開度而進(jìn)一步地開啟。圖中的曲線GB3表示在步驟S16 (控制塊51F)中所獲得的可變噴嘴的上限閾值。
[0059]相比于現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法，本實(shí)施方式的控制方法極大地改進(jìn)了響應(yīng)性能。因此，在本實(shí)施方式的控制方法中，能夠?qū)⒖勺儑娮斓拈_度控制成合適的開度，從而達(dá)到所需的壓力比(P4/P6)。
[0060]圖6A示出了當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以預(yù)定的操作模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)于時(shí)間的變化。曲線GA表示在本實(shí)施方式中的控制方法中的轉(zhuǎn)數(shù)變化。曲線HA表示在現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法中的轉(zhuǎn)數(shù)變化。圖6B示出了當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以相同的操作模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量相對(duì)于時(shí)間的變化。曲線GB表示在本實(shí)施方式中的控制方法中的噴射量的變化。曲線HB表示在現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法中的噴射量的變化。圖6C示出了當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以相同的操作模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)增壓壓力相對(duì)于時(shí)間的變化。曲線GC表示在本實(shí)施方式中的控制方法中的增壓壓力的變化。曲線HC表示在現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法中的增壓壓力的變化。
[0061]如圖6A所示，本實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)之間幾乎沒有差別。如圖6B所示，本實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)中的噴射量之間幾乎沒有差別。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)用于車輛或類似裝置時(shí)，可以知道的是，本實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)中的車輛行駛性能彼此相同。
[0062]在圖6C所示的區(qū)域CA中，與現(xiàn)有技術(shù)中的控制方法相關(guān)的曲線HC具有突出的頂點(diǎn)。因此，在曲線HC中發(fā)生了增壓壓力的過沖。近來，經(jīng)常由樹脂或類似物來制造進(jìn)氣管11，并且在其中設(shè)定增壓壓力的上限值。因此，必要的是，控制增壓壓力的過沖從而不會(huì)超過上限值。換言之，本實(shí)施方式的控制方法能夠進(jìn)一步減少增壓壓力的過沖、同時(shí)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)中的行駛性能一樣的行駛性能。因此，本實(shí)施方式中的控制方法能夠改進(jìn)適當(dāng)?shù)南拗疲⑶沂潜痊F(xiàn)有技術(shù)中的控制方法更優(yōu)選的控制方法。
[0063]在與本實(shí)施方式相關(guān)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法中，可以省略渦輪機(jī)上游側(cè)的壓力檢測(cè)裝置、渦輪機(jī)下游側(cè)的壓力檢測(cè)裝置、以及渦輪機(jī)上游側(cè)的溫度檢測(cè)裝置。因此，能夠進(jìn)一步減少檢測(cè)裝置的數(shù)量，并且從而進(jìn)一步減少內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的成本。
[0064]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的用于實(shí)施上述控制方法的控制設(shè)備50包括如圖1所示的渦輪增壓器。渦輪增壓器包括能夠控制排出至渦輪機(jī)葉輪的氣體的流速的可變噴嘴?？刂圃O(shè)備50包括開度調(diào)節(jié)裝置(開度調(diào)節(jié)設(shè)備)52、存儲(chǔ)裝置53、以及控制裝置(控制設(shè)備)51。開度調(diào)節(jié)裝置52調(diào)節(jié)可變噴嘴的開度。存儲(chǔ)裝置53存儲(chǔ)壓力比.渦輪機(jī)流量特性(參照?qǐng)D4)。在壓力比.渦輪機(jī)流量特性中，在可變噴嘴的每個(gè)開度水平處設(shè)定根據(jù)渦輪機(jī)葉輪36A的上游側(cè)的壓力與渦輪機(jī)葉輪36A的下游側(cè)的壓力的比率的渦輪機(jī)流量。壓力比?渦輪機(jī)流量特性取決于可變噴嘴的開度水平。
[0065]如圖3的步驟SlO所示，控制裝置51檢測(cè)進(jìn)氣流量、燃料噴射量、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、以及大氣壓力。進(jìn)氣流量是由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)接收的進(jìn)氣的流量，并且是基于來自流量檢測(cè)裝置21 (進(jìn)氣流量計(jì))的檢測(cè)信號(hào)而被檢測(cè)到的。到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量是基于發(fā)送至噴嘴的噴射指令信號(hào)而檢測(cè)到的。噴嘴將燃料噴射至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)是基于來自旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置22 (內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)裝置或設(shè)備)的檢測(cè)信號(hào)而被檢測(cè)到的。大氣壓力是基于來自大氣壓力檢測(cè)裝置23的檢測(cè)信號(hào)而被檢測(cè)到的。
[0066]如圖2和3所示，控制裝置51計(jì)算燃料流量、上游側(cè)壓力、以及上游側(cè)溫度。燃料流量是供應(yīng)到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的量，并且是基于噴射量和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)而計(jì)算的。上游側(cè)壓力是渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的壓力，并且是基于進(jìn)氣流量、燃料流量、以及大氣壓力而計(jì)算的。上游側(cè)溫度是渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的溫度，并且是基于噴射量、進(jìn)氣流量、以及燃料流量而計(jì)算的。
[0067]控制裝置51計(jì)算渦輪機(jī)流量和上限閾值。渦輪機(jī)流量是基于燃料流量、進(jìn)氣流量、上游側(cè)壓力、以及上游側(cè)溫度而計(jì)算的。基于渦輪機(jī)流量以及壓力比?渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算可變噴嘴的開度水平的上限閾值，使得渦輪機(jī)葉輪上游側(cè)的壓力與下游側(cè)的壓力的比率小于等于預(yù)定的比率?？刂蒲b置51通過使用開度調(diào)節(jié)裝置52將可變噴嘴33的開度調(diào)節(jié)成小于等于上限閾值。
[0068]盡管已經(jīng)參照具體結(jié)構(gòu)來描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不與本發(fā)明的范圍相背離的情況下，可以進(jìn)行多種替代、修改、以及變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施方式旨在覆蓋可能落入所附權(quán)利要求的精神和范圍的全部這些替代、修改、以及變化。例如，本發(fā)明的實(shí)施方式不應(yīng)限于代表性結(jié)構(gòu)，而是可以例如按以下所描述的來修改。
[0069]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法和控制設(shè)備所應(yīng)用于的目標(biāo)控制系統(tǒng)可以是圖1中示出的系統(tǒng)。替代地，目標(biāo)控制系統(tǒng)可以是包括了具有可變噴嘴的渦輪增壓器的其它內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0070]術(shù)語大于等于(≥)、小于等于(≤)、大于(>)、小于(<)、等等可以包括或可以不包括等號(hào)。
[0071]用于描述本實(shí)施方式的數(shù)值為示例，并且本發(fā)明不限于這些數(shù)值。
【權(quán)利要求】
1.一種具有渦輪增壓器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法，所述渦輪增壓器具有能夠調(diào)節(jié)排出至渦輪機(jī)葉輪的氣體的流速的可變噴嘴，通過控制設(shè)備來執(zhí)行所述方法，所述方法包括步驟: 基于所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量以及所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算燃料流量; 計(jì)算或檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)壓力； 計(jì)算或檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的上游側(cè)溫度； 計(jì)算或檢測(cè)朝向所述渦輪機(jī)葉輪流動(dòng)的氣體的渦輪機(jī)流量； 基于所述渦輪機(jī)流量以及壓力比?渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算所述可變噴嘴的開度水平的上限閾值，使得渦輪機(jī)壓力比小于等于預(yù)定比率，其中所述渦輪機(jī)壓力比是所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的壓力與下游側(cè)的壓力的比率，其中所述壓力比.渦輪機(jī)流量特性是指示出所述渦輪機(jī)壓力比、所述渦輪機(jī)流量與所述可變噴嘴的所述開度水平之間的關(guān)系的預(yù)先存儲(chǔ)的信息； 將所述可變噴嘴的開度控制成使得所述開度小于等于所述上限閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法: 其中所述控制設(shè)備基于在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中接收的進(jìn)氣流量、所述燃料流量、以及大氣壓力來計(jì)算所述上游側(cè)壓力， 其中所述控制設(shè)備基于所述噴射量、所述進(jìn)氣流量、以及所述燃料流量來計(jì)算所述上游側(cè)溫度；以及 其中所述控制設(shè)備基于所述燃料流量、所述進(jìn)氣流量、所述上游側(cè)壓力、以及所述上游側(cè)溫度來計(jì)算所述渦輪機(jī)流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法，其中所述控制設(shè)備基于來自壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得所述上游側(cè)壓力，所述壓力傳感器能夠檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法，其中所述控制設(shè)備基于來自溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得所述上游側(cè)溫度，所述溫度傳感器能夠檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的溫度。
5.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，包括: 渦輪增壓器，所述渦輪增壓器具有能夠調(diào)節(jié)排出至渦輪機(jī)葉輪的氣體的流速的可變噴嘴； 開度調(diào)節(jié)設(shè)備，所述開度調(diào)節(jié)設(shè)備構(gòu)造成調(diào)節(jié)所述可變噴嘴的開度； 存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器構(gòu)造成對(duì)指示出渦輪機(jī)壓力比、渦輪機(jī)流量與所述可變噴嘴的開度水平之間的關(guān)系的壓力比.渦輪機(jī)流量特性進(jìn)行儲(chǔ)存，其中所述渦輪機(jī)壓力比是所述渦輪機(jī)葉輪的上游側(cè)的壓力與所述渦輪機(jī)葉輪的下游側(cè)的壓力的比率；以及 控制器，所述控制器構(gòu)造成基于來自空氣流量檢測(cè)傳感器的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中接收的進(jìn)氣流量， 所述控制器構(gòu)造成基于發(fā)送至噴射器的噴射指令信號(hào)來檢測(cè)噴射到所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的噴射量，所述噴射器用于將所述燃料噴射至所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中， 所述控制器構(gòu)造成基 于來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)； 所述控制器構(gòu)造成基于來自大氣壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)大氣壓力， 所述控制器構(gòu)造成基于所述噴射量以及所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算燃料流量， 所述控制器構(gòu)造成計(jì)算或檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的上游側(cè)壓力， 所述控制器構(gòu)造成計(jì)算或檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的上游側(cè)溫度， 所述控制器構(gòu)造成計(jì)算所述渦輪機(jī)流量， 所述控制器構(gòu)造成基于所述渦輪機(jī)流量以及所述壓力比.渦輪機(jī)流量特性來計(jì)算所述可變噴嘴的所述開度水平的上限閾值，使得所述渦輪機(jī)壓力比小于等于預(yù)定值， 所述控制器構(gòu)造成通過使用所述開度調(diào)節(jié)設(shè)備將所述可變噴嘴的所述開度調(diào)節(jié)成小于等于所述上限閾值的開度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備: 其中所述控制器構(gòu)造成基于所述進(jìn)氣流量、所述燃料流量、以及所述大氣壓力來計(jì)算所述上游側(cè)壓力， 其中所述控制器構(gòu)造成基于所述噴射量、所述進(jìn)氣流量、以及所述燃料流量來計(jì)算所述上游側(cè)溫度，以及 其中所述控制器構(gòu)造成基于所述燃料流量、所述進(jìn)氣流量、所述上游側(cè)壓力、以及所述上游側(cè)溫度來計(jì)算所述渦輪機(jī)流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，其中所述控制器構(gòu)造成基于來自壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)而獲得所述上游側(cè)壓力，所述壓力傳感器能夠檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，其中所述控制器構(gòu)造成基于來自溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)來獲得所述上游側(cè)溫度，所述溫度傳感器能夠檢測(cè)所述渦輪機(jī)葉輪的所述上游側(cè)的溫度。
【文檔編號(hào)】F02B37/24GK103670684SQ201310378877
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】青木秀樹, 益山晴樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)