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1、10申请公布号CN101965445A43申请公布日20110202CN101965445ACN101965445A21申请号200980107482822申请日20090302200805257320080303JPF02D41/02200601F02B37/00200601F02B37/24200601F02D41/22200601F02D41/3820060171申请人洋马株式会社地址日本大阪府72发明人河边隆夫宫本贵志鹈饲智美中川玲子榊哲夫川岛勇74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人史雁鸣54发明名称发动机57摘要本发明的课题是，提供一种能够以恰当的燃料喷。
2、射量进行补充喷射控制的发动机。本发明的发动机1，包括具有涡轮增压器7的发动机本体10、发动机转速传感器21、加速踏板开度传感器24、增压传感器23、涡轮增压器传感器22、进行补充喷射控制的ECU100，ECU100识别前述发动机转速、前述增压、前述发动机负荷以及前述涡轮增压器转速，以前述增压器转速成为在ECU100计算出来的目标增压器转速的方式，进行补充喷射控制。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010090386PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0538412009030287PCT申请的公布数据WO2009/110419JA2009091151INTCL19中华人民共和国。
3、国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图4页CN101965446A1/1页21一种进行补充喷射控制的发动机，包括发动机本体，所述发动机本体配备有增压器；发动机转速检测机构，所述发动机转速检测机构检测发动机转速；发动机负荷检测机构，所述发动机负荷检测机构检测发动机负荷；增压检测机构，所述增压检测机构检测增压；增压器转速检测机构，所述增压器转速检测机构检测增压器转速；控制机构，所述控制机构在膨胀或排气行程中为了使排气能量增加而至少进行一次补充喷射控制；前述控制机构，识别前述发动机转速、前述增压、前述发动机负荷以及前述增压器转速，并且以前述增压器转速成为在前述控制机构中计算出来的。
4、目标增压器转速的方式，进行补充喷射控制。2如权利要求1所述的发动机，前述控制机构，在前述增压器转速为前述目标增压器转速的允许值之外时，判定为燃料喷射异常。3如权利要求1所述的发动机，前述控制机构，根据前述发动机转速计算出发动机转速增减率，根据前述增压计算出增压增减率，根据前述增压器转速计算出增压器转速增减率，根据前述发动机转速增加率、前述增压增减率以及前述发动机负荷，计算出目标增压器转速增减率，以前述增压器转速增减率成为前述目标增压器转速增减率的方式，进行补充喷射控制。4如权利要求3所述的发动机，前述控制机构，在前述增压器转速增减率为前述目标增压器转速增减率的允许值之外时，判定为燃料喷射异常。。
5、权利要求书CN101965445ACN101965446A1/5页3发动机技术领域0001本发明涉及在配备有增压器的发动机中，进行补充喷射控制的技术。背景技术0002在发动机中，在一个循环中进行多次燃料喷射控制的多级燃料喷射控制是公知的。多级燃料喷射控制，由于可以积极地进行燃烧，所以，可以降低燃烧噪音和废气排放。在多级燃料喷射控制的排气行程中进行的补充喷射控制是公知的。补充喷射控制，其主要目的是，燃烧堆积在柴油机排气微粒过滤器DIESELPARTICULATEFILTER，下面称之为DPF上的微粒排放物、或者使排气能量增加，提高低速、低负荷时的加速性能。JP2007162585号公报揭示了一种。
6、进行用于使DPF再生的补充喷射控制的发动机的结构。0003但是，补充喷射控制，如果喷射量过度的话，成为气缸筒冲洗的原因，作为燃料喷射控制，不能成立。所谓气缸筒冲洗，是一种燃料碰撞气缸的壁面，除掉油润滑膜、或者燃料堆积到机油盘上的现象。因此，不能实现在运转区域的宽范围内进行的使排气能量增加的补充喷射控制。发明内容0004本发明的课题是提供一种能够在运转区域的宽范围内利用恰当的燃料喷射量进行补充喷射控制的发动机。0005本发明的发动机，包括发动机本体，所述发动机本体配备有增压器；发动机转速检测机构，所述发动机转速检测机构检测发动机的转速；发动机负荷检测机构，所述发动机负荷检测机构检测发动机的负荷；。
7、增压检测机构，所述增压检测机构检测增压；增压器转速检测机构，所述增压器转速检测机构检测增压器的转速；控制机构，所述控制机构在膨胀或排气行程中为了使排气能量增加而至少进行一次补充喷射控制；前述控制机构识别前述发动机转速、前述增压、前述发动机负荷以及前述增压器转速，以前述增压器转速成为在前述控制机构中计算出来的目标增压器转速的方式，进行补充喷射控制。0006优选地，在本发明的发动机中，前述控制机构在前述增压器转速为前述目标增压器转速的允许值之外时，判定为燃料喷射异常。0007优选地，在本发明的发动机中，前述控制机构根据前述发动机转速计算出发动机转速增减率，根据前述增压计算出增压增减率，根据前述增压。
8、器转速计算出增压器转速增减率，根据前述发动机转速增减率、前述增压增减率以及前述发动机负荷，计算出目标增压器转速增减率，并且以前述增压器转速增减率成为目标增压器转速增减率的方式，进行补充喷射控制。0008优选地，在本发明的发动机中，前述控制机构在前述增压器转速增减率为前述目标增压器转速增减率的允许值之外时，判定为燃料喷射异常。0009根据本发明的发动机，由于根据增压器转速进行补充喷射控制，所以，能够在运转区域宽的范围内以恰当的燃料喷射量进行补充喷射控制。说明书CN101965445ACN101965446A2/5页4附图说明0010图1是表示本发明的实施方式的发动机的结构的结构图。0011图2是。
9、表示补充喷射的定时的曲线图。0012图3是表示作为该实施方式1的补充喷射控制的流程图。0013图4是表示作为该实施方式2的补充喷射控制的流程图。具体实施方式0014下面，利用图1说明作为本发明的实施方式的发动机1。发动机1包括发动机本体10，作为检测发动机转速的发动机转速检测机构的发动机转速传感器21，作为检测发动机负荷的发动机负荷检测机构的加速踏板开度传感器24，作为检测增压增压压力的增压检测机构的增压传感器23，作为检测增压器转速涡轮转速的增压器转速检测机构的涡轮传感器22，作为控制机构的发动机控制单元下面称之为ECU100。0015发动机本体10是配备有作为增压器的涡轮增压器7的六缸发动。
10、机。另外，发动机本体10配备有气缸盖15及气缸体16。在气缸盖15中，进气管8连接到进气歧管上，排气管9连接到排气歧管上。曲轴3被枢轴支承在气缸体16上。0016涡轮增压器7包括配置在排气管9上的作为可变容量机构的可变几何形状涡轮下面称之为VGT5和配置在进气管8上的压缩机6。0017VGT5是可以根据发动机的转速使排气涡轮机的涡轮叶片的开口面积改变、使排气流量变化的涡轮机。另外，对于涡轮增压器7没有限制，例如，也可以配备有主动废气门等积极地控制增压压力的机构。0018加速操纵杆图中省略设置于发动机本体10的附近，或者，搭载发动机本体10的例如船舶等的操作部。另外，对于加速操纵杆没有特定的限制。
11、，也可以配备有节气门操纵杆。0019燃料喷射装置包括共轨13、喷射器1111、电磁阀1212。共轨13是将燃料喷射泵图中省略送来的燃料蓄压的压力容器。另外，喷射器11是向各个气缸中喷射在共轨13中蓄压的燃料的装置。此外，电磁阀12具有切断、连通喷射器11的燃料通路的功能。0020在ECU100上，连接有发动机转速传感器21、涡轮传感器22、增压传感器23、加速踏板开度传感器24、电磁阀1212、VGT5。0021发动机转速传感器21设置在曲轴3附近，检测发动机转速NE。涡轮传感器22设置在涡轮增压器7的压缩机6侧，对应于压缩机6的叶片的个数产生旋转脉冲，检测增压器转速涡轮转速NC。另外，涡轮传。
12、感器22例如采用电涡流式或霍尔传感器等。另外，为了降低ECU100的运算负担，涡轮转速NC也可以是以规定的比例分频的值。增压传感器23设置在进气管8上，用于检测增压增压压力PB。加速踏板开度传感器24设置在加速踏板的转动基部，用于检测加速踏板开度AC。0022ECU100具有根据发动机转速NE和加速踏板开度AC并通过燃料喷射量模型F3QNE、AC、QM计算出主喷射量QM的功能。另外，燃料喷射量模型F3PNE、AC、QM是预先存储在ECU的存储装置中的三维模型。说明书CN101965445ACN101965446A3/5页50023利用图2对补充喷射控制进行说明。ECU100具有如下功能，即，从。
13、各个气缸的膨胀行程到排气行程为止，利用最佳时期次数进行补充喷射控制。图2表示代表某个气缸的补充喷射控制的时间的时间系列喷射指令信号曲线。由于发动机1是六缸四冲程形式的发动机，所以，主喷射M在一个冲程中720中喷射一次。补充喷射控制P，在从进行主喷射M的压缩上止点TDC到排气上止点TDC为止的膨胀排气行程中，喷射两次。0024下面，利用图3对作为实施方式1的补充喷射控制的流程进行说明。ECU100，具有以涡轮转速NC成为适合于发动机1的运转状态的目标涡轮转速NCM的方式进行补充喷射控制的功能。0025下面，对目标涡轮转速模型F4CNE、PB、QM、NCM进行说明。ECU100，具有利用目标涡轮转。
14、速模型F4CNE、PB、QM、NCM计算出目标涡轮转速NCM的功能。目标涡轮转速模型F4CNE、PB、QM、NCM，是表示发动机转速NE、增压压力PB、主喷射量QM以及涡轮转速NC的相关性的四维模型，被预先存储在ECU100的存储装置中。0026另外，由于目标涡轮转速模型F4CNE、PB、QM、NCM被预先设定在ECU100中，所以，可以选择并设定降低排气排放物的最佳目标涡轮转速NCM。具体地说，在排气气体中，当令烟尘为XFSN、CO为YPPM、HC为ZPPM时，这些排气排放物总量S利用SX2Y2Z2表示。这里，目标涡轮转速模型F4CNE、PB、QM、NCM的目标涡轮转速NCM以排气排放物总量。
15、S成为最小的方式进行设定。0027这样，由于预先设定令有害气体成为最小的目标涡轮转速NCM，所以，可以降低排气排放物。0028在S111中，ECU100取得必要的各物理量。ECU100取得发动机转速NE、涡轮转速NC、增压压力PB、以及加速踏板开度AC。另外，ECU100根据发动机转速NE及加速踏板开度AC，利用燃料喷射量模型F3QNE、AC、QM计算出主喷射量QM。0029另外，在S111中，ECU100根据发动机转速NE、增压压力PB以及主喷射量QM，利用目标涡轮转速模型F4CNE、PB、QM、NCM，计算出目标涡轮转速NCM。此外，ECU100计算出目标涡轮转速NCM的允许的阈值NC。对。
16、于每一个目标涡轮转速NCM，决定阈值NC，成为根据发动机转速、增压压力PB以及主喷射量QM而不同的阈值。0030在S112中，ECU100判定涡轮转速NC与目标涡轮转速NCM之差的绝对值是否小于阈值NC。当ECU100在S112中判定小于阈值NC时，转移到S118，结束补充喷射控制，进行普通运转。0031在S113中，在超过阈值NC的情况下，ECU100调整补充喷射属性QPQPM、QPT。在这里，QPM是补充喷射控制的喷射次数。另外，QPT是补充喷射控制的喷射量。对于具体的补充喷射属性QPQPM、QPT的调整没有特定的限制，ECU100以涡轮转速NC与目标涡轮转速NCM之差的绝对值小于阈值NC。
17、的方式，调整补充喷射属性QPQPM、QPT。0032在S114中，ECU100调整VGT开度FV。对于具体的VGT开度调整，没有特定的限制，ECU100以涡轮转速NC与目标涡轮转速NCM之差的绝对值小于阈值NC的方式，调整VGT开度FV。0033在S115中，ECU100使计数值N增加1。这里，所谓计数值N，是调整补充喷射属性QPQPM、QPT的次数。0034在S116中，ECU100判断计数值N是否为N5。说明书CN101965445ACN101965446A4/5页60035在S117中，在S116中N5的情况下，ECU100令燃料喷射异常标志导通。另一方面，在S116中不是N5的情况下，。
18、ECU100返回S111。0036这样，由于以令涡轮转速NC变成适合于发动机1的状态的目标涡轮转速NCM的方式进行补充喷射控制，所以，能够以所需最小限度的燃料喷射量在宽的范围内进行补充喷射控制。同时，可以避免气缸筒冲洗。0037另外，本控制即使在增压器是VGT5的情况下，也能够以涡轮转速NC进行补充喷射控制。即，不受增压器的形式的限制，可以进行补充喷射控制。0038此外，可以不受喷射器11以及电磁阀12的恶化、或者发动机1、燃料喷射装置、以及涡轮增压器7的随着时间的变化的影响，进行补充喷射控制。0039此外，在S115S117中，能够可靠地检测出涡轮增压器7或共轨13、喷射器11及电磁阀12等。
19、燃料喷射装置的异常。0040下面，利用图5说明作为实施方式2的补充喷射控制的流程。ECU100，具有以涡轮转速增减率RNC变成适合于发动机1的状态的目标涡轮转速增减率RNCM的方式进行补充喷射控制的功能。另外，本控制是发动机运转状态为加速或减速的过渡运转状态的控制。0041ECU100，具有利用目标涡轮转速增减率模型F4RCRNE、RPB、QM、RNCM计算出目标涡轮转速增减率RNCM的功能。目标涡轮转速增减率模型F4RCRNE、RPB、QM、RNCM，是表示发动机转速增减率RNE和增压压力增减率RPB和主喷射量QM和涡轮转速增减率RNC的相关性的四维模型，预先存储在ECU的存储装置中。004。
20、2在S121中，ECU100计算出作为规定时间的发动机转速NE的增减率的发动机转速增减率RNE。另外，ECU100计算出作为规定时间的涡轮转速NC的增减率的涡轮转速增减率RNC。此外，ECU100计算出作为规定时间的增压压力PB的增减率的增压压力增减率RPB。另外，ECU100利用加速踏板开度传感器24取得加速踏板开度AC。0043另外，在S121中，ECU100根据发动机转速增减率RNE及加速踏板开度AC，利用燃料喷射量模型F3RQRNE、AC、QM，计算出主喷射量QM。在这里，燃料喷射量模型F3RQRNE、AC、QM，是将前述燃料喷射量模型F3QNE、AC、QM的发动机转速NE变更成发动机。
21、转速增减率RNE的模型。0044此外，在S121中，ECU100根据发动机转速增减率RNE、主喷射量QM及增压压力增减率RPB，利用目标涡轮转速增减率模型F4RCRNE、RPB、QM、RNCM，计算出目标涡轮转速增减率RNCM。此外，ECU100计算出目标涡轮转速增减率RNCM的允许阈值RNCM。对于每一个目标涡轮转速增减率RNCM值，确定阈值RNCM，阈值RNCM因发动机转速增减率RNE、增压压力增减率RPB及主喷射量QM的不同而为不同的值。0045在S122中，ECU100判断涡轮转速增减率RNC与目标涡轮转速增减率RNCM之差的绝对值是否小于阈值RNC，如果在S122中小于阈值RNC的话。
22、，ECU100转移到S118，结束补充喷射控制，进行普通的运转。0046由于S123S127和实施方式1的补充喷射控制的流程中的S113至S117一样，所以，省略其说明。即，ECU100以涡轮转速增减率RNC与目标涡轮转速增减率RNCM之差的绝对值小于阈值RNC的方式，调整补充喷射属性QPQPM、QPT，调整VGT开度FV。0047这样，在发动机的运转状态为过渡运转状态的情况下，由于以涡轮转速增减率RNC变成适合于发动机1的状态的目标涡轮转速增减率RNCM的方式进行补充喷射控制，所以，说明书CN101965445ACN101965446A5/5页7能够以必要的最小限度的燃料喷射量，在宽的范围内进行补充喷射控制。同时，可以避免气缸筒冲洗。0048另外，上述两种补充喷射控制从发动机1的膨胀行程进行到排气行程为止，即，进行到排气阀图中省略关闭为止。这样，可以防止燃料喷射到排气歧管内。0049工业上的利用可能性0050本发明可以应用于进行补充喷射控制的发动机。说明书CN101965445ACN101965446A1/4页8图1说明书附图CN101965445ACN101965446A2/4页9图2说明书附图CN101965445ACN101965446A3/4页10图3说明书附图CN101965445ACN101965446A4/4页11图4说明书附图CN101965445A。