内燃机的供气控制装置及供气控制方法

摘要

一种内燃机的供气控制装置，在执行使从所述内燃机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理并同时进行轻负载作业的情况下，使控制在排气再循环通路中循环的排出气体的流量的开闭阀成为全闭状态且使形成减小向涡轮所做的功的旁通路的可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成旁通路，在由燃料喷射量检测机构检测出的燃料喷射量变成0的情况下，使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态，且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态。

权利要求

1.一种内燃机的供气控制装置，具备：

排气再循环通路，其将从内燃机排出的排出气体的一部分抽出并使该一部分排出气体向所述内燃机的供气通路侧再循环；

开闭阀，其设置在所述排气再循环通路上，控制在该排气再循环通路中循环的排出气体的流量；

燃料喷射量检测机构，其检测相对于所述内燃机的燃料喷射量；

涡轮，其在从所述内燃机排出的排出气体的作用下进行旋转；

压缩机，其通过所述涡轮旋转而被驱动，吸入外部气体并对该外部气体进行加压而向所述内燃机供给，所述内燃机的供气控制装置的特征在于，还具备：

可变涡轮喷嘴，其通过滑动机构的喷嘴开度调整来控制向所述涡轮供给的排出气体的流速，且形成在该滑动机构全闭时减小经由该滑动机构使排出气体的流出方向成为涡轮叶轮的轴向而向所述涡轮所做的功的旁通路；

开度控制机构，其如下进行控制：在执行使从柴油发动机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理并同时进行轻负载作业的情况下，使所述开闭阀成为全闭状态且使所述可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成所述旁通路，在由所述燃料喷射量检测机构检测出的燃料喷射量变成0的情况下，使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态，且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态。

2.根据权利要求1所述的内燃机的供气控制装置，其特征在于，

所述开度控制机构如下进行控制：在执行使从柴油发动机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理并同时进行轻负载作业的情况下，使所述开闭阀成为全闭状态且使所述可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成所述旁通路，在由所述燃料喷射量检测机构检测出的燃料喷射量变成0的情况下，使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态，且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态，之后对应于由所述燃料喷射量检测机构检测出的燃料喷射量的增加而使所述开闭阀及所述可变涡轮喷嘴的开度减少。

3.一种内燃机的供气控制方法，所述内燃机具备：

排气再循环通路，其将从内燃机排出的排出气体的一部分抽出并使该一部分排出气体向所述内燃机的供气通路侧再循环；

开闭阀，其设置在所述排气再循环通路上，控制在该排气再循环通路中循环的排出气体的流量；

涡轮，其在从所述内燃机排出的排出气体的作用下进行旋转；

压缩机，其通过所述涡轮旋转而被驱动，吸入外部气体并对该外部气体进行加压而向所述内燃机供给，所述内燃机的供气控制方法的特征在于，

所述内燃机还具备可变涡轮喷嘴，其通过滑动机构的喷嘴开度调整来控制向所述涡轮供给的排出气体的流速，且形成在该滑动机构全闭时减小经由该滑动机构使排出气体的流出方向成为涡轮叶轮的轴向而向所述涡轮所做的功的旁通路，所述内燃机的供气控制方法包括：

检测步骤，检测使从柴油发动机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理的指示；

全闭控制步骤，在由所述检测步骤检测出手动强制再生处理的指示的情况下，使所述开闭阀成为全闭状态且使所述可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成所述旁通路；

全开控制步骤，在燃料喷射量变成0的情况下，进行使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态的控制。

4.根据权利要求3所述的内燃机的供气控制方法，其特征在于，

包括开度控制步骤，在通过所述全开控制步骤将所述开闭阀及所述可变涡轮喷嘴控制成全开状态之后，对应于燃料喷射量的增加而使所述开闭阀及所述可变涡轮喷嘴的开度减少。

说明书

内燃机的供气控制装置及供气控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及内燃机的供气控制装置及供气控制方法。

背景技术

[0002] 在推土机或大型自卸卡车这样的建筑机械所使用的内燃机中，存在从在中高速区域且中高负载区域进行运转的状态急减速的情况。具体而言，就推土机来说，在中高速的推土作业中存在踩入减速踏板的情况，就自卸卡车来说，在装载砂土的状态下的中高速的爬坡中存在意外地松开加速踏板的情况。

[0003] 在这样的情况下，在内燃机中搭载有排气涡轮增压器时，如图9所示，排气涡轮增压器的动作点M1从中高速区域、中高负载区域侧向低速区域侧通过实线的轨迹而向动作点M2转变，在该动作点M2处实现与发动机的匹配。需要说明的是，排气涡轮增压器是利用从内燃机排出的排出气体来使涡轮旋转，并通过涡轮的旋转力来驱动压缩机以向内燃机进行供气增压的机构。另外，图9的横轴表示排气涡轮增压器的供气流量，图9的纵轴表示压缩机的压力比。

[0004] 然而，在因急减速而使动作点从动作点M1向动作点M2转变的途中，由于动作点暂时跃过喘振线而进入喘振区域内，因此供气压力发生振动而产生使排气涡轮增压器的动作变得不稳定的喘振。其原因在于，虽然由于减速踏板的踩入或加速踏板的意外的松开操作使得发动机的转速一下子降低而不太需要吸气，但排气涡轮增压器侧的旋转在其惯性的作用下依然维持成高速。并且，由于该喘振，而在压缩机侧产生激烈的自激振动，有时会产生破损。

[0005] 基于这样的背景，提出了如下的供气控制装置，在内燃机从在中高速区域且中高负载区域进行运转的状态急减速的情况下，该供气控制装置与通常相反地使用排气再循环通路，将排气再循环通路的开闭阀从全闭状态控制成全开状态，由此从压缩机的出口通路侧向涡轮的入口通路侧送入供气，来减小压缩机的出口通路侧的供气的流入阻力(参照专利文献1)。根据这样的供气控制装置，由于能够抑制排气涡轮增压器的动作点进入喘振区域，因此排气涡轮增压器的动作点通过例如图9中双点划线所示的动作点的轨迹，能够抑制排气涡轮增压器产生喘振的情况。

[0006] 【在先技术文献】

[0007] 【专利文献】

[0008] 专利文献1：国际公开第06/011553号

发明内容

[0009] 【发明要解决的课题】

[0010] 为了减少排出气体中含有的粒子状物质(PM)，而在与排气涡轮的后段连接的排气管路中设置有DPF(柴油机微粒过滤器)。该DPF在减少排出气体中含有的灰尘等PM后，将排出气体向外部气体排出。当由该DPF捕获的PM变多时，过滤功能下降，进而当PM变多时，排气管路会被闭塞。因此，进行使由DPF捕获的PM燃烧的再生处理。该再生处理包括对应于负载的增加而使排出气体的温度上升从而使PM自然燃烧的自然再生处理和强制再生处理，当PM变多时进行强制再生处理。在该强制再生处理中，通过提高排气温度，进而在DPF前段进行喷射燃料的定量供给，由此强制地使PM燃烧。该强制再生处理进而包括自动强制再生处理和手动强制再生处理，在PM量变得非常多而可能闭塞DPF的情况下，按照警告所给出的手动指示来进行手动强制再生处理。在该手动强制再生处理中，使车辆停止，使排气再循环通路全闭来提高排气温度，进而减小排出气体对涡轮叶轮的功来提高排气温度，进行上述的定量供给，由此强制地使PM燃烧。

[0011] 这里，即使在该手动强制再生处理中，也期望进行斜面作业或悬吊作业等轻负载作业。在该手动强制再生处理中进行轻负载作业的情况下，由于是在手动强制再生处理中，因此排气再循环通路成为全闭状态，进而使可变涡轮喷嘴成为全闭状态，经由旁通路来减小对涡轮叶轮的功，因此在轻负载作业中燃烧喷射量急剧地减少的情况下，在旋转的涡轮的惯性的作用下进行来自压缩机的供气，即使是在轻负载作业中也存在产生喘振这样的问题。

[0012] 本发明鉴于上述课题而提出，其目的在于提供一种即使在手动强制再生处理中进行轻负载作业的情况下，也能够对手动强制再生处理的执行和喘振的抑制进行控制的内燃机的供气控制装置及供气控制方法。

[0013] 【用于解决课题的手段】

[0014] 为了解决上述课题并达成目的，本发明涉及一种内燃机的供气控制装置，其特征在于，具备：排气再循环通路，其将从内燃机排出的排出气体的一部分抽出并使该一部分排出气体向所述内燃机的供气通路侧再循环；开闭阀，其设置在所述排气再循环通路上，控制在该排气再循环通路中循环的排出气体的流量；燃料喷射量检测机构，其检测相对于所述内燃机的燃料喷射量；涡轮，其在从所述内燃机排出的排出气体的作用下进行旋转；压缩机，其通过所述涡轮旋转而被驱动，吸入外部气体并对该外部气体进行加压而向所述内燃机供给；可变涡轮喷嘴，其通过滑动机构的喷嘴开度调整来控制向所述涡轮供给的排出气体的流速，且形成在该滑动机构全闭时减小经由该滑动机构向所述涡轮所做的功的旁通路；开度控制机构，其如下进行控制：在执行使从柴油发动机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理并同时进行轻负载作业的情况下，使所述开闭阀成为全闭状态且使所述可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成所述旁通路，在由所述燃料喷射量检测机构检测出的燃料喷射量变成0的情况下，使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态，且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态。

[0015] 另外，本发明涉及一种内燃机的供气控制方法，其特征在于，所述内燃机具备：排气再循环通路，其将从内燃机排出的排出气体的一部分抽出并使该一部分排出气体向所述内燃机的供气通路侧再循环；开闭阀，其设置在所述排气再循环通路上，控制在该排气再循环通路中循环的排出气体的流量；涡轮，其在从所述内燃机排出的排出气体的作用下进行旋转；压缩机，其通过所述涡轮旋转而被驱动，吸入外部气体并对该外部气体进行加压而向所述内燃机供给；可变涡轮喷嘴，其通过滑动机构的喷嘴开度调整来控制向所述涡轮供给的排出气体的流速，且形成在该滑动机构全闭时减小经由该滑动机构向所述涡轮所做的功的旁通路，所述内燃机的供气控制方法包括：检测步骤，检测使从柴油发动机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理的指示；全闭控制步骤，在由所述检测步骤检测出手动强制再生处理的指示的情况下，使所述开闭阀成为全闭状态且使所述可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成所述旁通路；全开控制步骤，在燃料喷射量变成0的情况下，进行使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态的控制。

[0016] 【发明效果】

[0017] 根据本发明，由于进行如下控制：在执行使从柴油发动机排出的排出气体中含有的粒子状物质的量减少的柴油机微粒过滤器的手动强制再生处理并同时进行轻负载作业的情况下，使设置在排气再循环路上的开闭阀成为全闭状态且使涡轮的可变涡轮喷嘴成为全闭状态，从而形成不向所述涡轮供给排出气体的旁通路，在燃料喷射量变成0的情况下，使所述开闭阀从全闭状态成为全开状态且使所述可变涡轮喷嘴从全闭状态成为全开状态，因此即使在手动强制再生处理时进行轻负载作业，也能够抑制喘振的产生。

附图说明

[0018] 图1是表示作为本发明的一实施方式的内燃机的结构的示意图。

[0019] 图2A是表示可变涡轮喷嘴全开状态时的可变涡轮喷嘴附近的结构的剖视图。

[0020] 图2B是表示可变涡轮喷嘴全闭状态时的可变涡轮喷嘴附近的结构的剖视图。

[0021] 图3是表示手动强制再生处理与内燃机的运转状态的关系的图。

[0022] 图4是表示致动器控制器所进行的供气控制处理顺序的流程图。

[0023] 图5是表示致动器控制器所进行的供气控制处理的时序图。

[0024] 图6是表示在手动强制再生中且轻负载作业中，建筑机械急减速且没有控制EGR阀的开度的情况下的燃料喷射量、EGR阀的开度、可变涡轮喷嘴的喷嘴开度、供气压力及PM量的时效变化的图。

[0025] 图7是表示在手动强制再生中且轻负载作业中，建筑机械急减速且将EGR阀的开度从全闭状态控制成全开状态的情况下的燃料喷射量、EGR阀的开度、可变涡轮喷嘴的喷嘴开度、供气压力及PM量的时效变化的图。

[0026] 图8是表示本实施方式的供气控制装置中的建筑机械急减速的情况下的燃料喷射量、EGR阀的开度、可变涡轮喷嘴的开度、供气压力及PM量的时效变化的图。

[0027] 图9是用于说明从在中高速区域且中高负载区域进行运转的状态、及在低中速区域且低中负载区域进行运转的状态急减速时的排气涡轮增压器的动作点的变化的图。

具体实施方式

[0028] 以下，参照附图对作为本发明的一实施方式的内燃机的结构及其供气控制方法进行说明。

[0029] (内燃机的结构)

[0030] 首先，参照图1，对作为本发明的一实施方式的内燃机的结构进行说明。

[0031] 图1是表示作为本发明的一实施方式的内燃机的结构的示意图。如图1所示，内燃机1由柴油发动机构成，具备在内部形成有多个(在本实施方式中为四个)燃烧室的发动机主体2、向发动机主体2内部的各燃烧室供给气体的供气管路3、将从发动机主体2内部的各燃烧室排出的排出气体排出的排气管路4、冷却机构5、排气涡轮增压器6、DPF7、排气再循环系统8。

[0032] 在发动机主体2与供气管路3之间安装有将来自供气管路3的供气向发动机主体2内部的各燃烧室分配的供气歧管3A。在发动机主体2与排气管路4之间安装有使从发动机主体2内部的各燃烧室排出的排出气体汇集而向排气管路4流入的排气歧管4A。

[0033] 在供气管路3中设置有用于对被排气涡轮增压器6压缩过的空气进行冷却的后冷却器11。冷却机构5具备由收纳在发动机主体2内的未图示的曲轴等驱动的泵12。由泵12压力输送来的冷却水对发动机主体2、排气涡轮增压器6、未图示的油冷却器等需要冷却的部位进行冷却后，被设置在冷却机构5中的散热器13空气冷却。后冷却器11和散热器
13设置在发动机主体2，且通过由未图示的曲轴等驱动旋转的风扇14来促进它们的冷却作用。

[0034] 排气涡轮增压器6具备：设置在排气管路4的途中的涡轮21；设置在供气管路3的途中，且与涡轮21连结而被驱动的压缩机22；用于控制向涡轮21供给的排出气体的流速的可变涡轮喷嘴23；对可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度进行控制的可变涡轮致动器23a。排气涡轮增压器6通过利用可变涡轮致动器23a对可变涡轮喷嘴23的开度进行控制，由此控制涡轮21的转速。压缩机22通过涡轮21的旋转而被驱动，进行向发动机主体2的供气增压。需要说明的是，可变涡轮喷嘴23在全闭时经由旁通路24向DPF7侧排气。即，可变涡轮喷嘴23在打开时将排出气体向涡轮叶轮21a供给来做功，可变涡轮喷嘴23在全闭时将排出气体经由旁通路24向DPF7侧排出而减小对涡轮叶轮21a所做的功，从而提高排气温度。

[0035] 这里，参照图2A及图2B，对可变涡轮喷嘴23的一例进行说明。图2A是表示可变涡轮喷嘴23全开状态时的可变涡轮喷嘴23附近的结构的剖视图。另外，图2B是表示可变涡轮喷嘴23全闭状态时的可变涡轮喷嘴23附近的结构的剖视图。涡轮21是使用通过滑动机构来改变喷嘴的开口面积的可变涡轮喷嘴23，从而使排出气体流速可变的机构。在图2A及图2B中，在与排气管路4连接的入口室104和配置有涡轮叶轮21a的出口通路105之间形成环状的入口通路106。该入口通路106通过作为滑动机构的环状的喷嘴环108沿轴向(图上为左右方向)滑动来调整入口通路106的开度。喷嘴环108具有：沿半径方向延伸的环状的半径方向壁107；向环状腔122侧延伸的内侧环状凸缘120；外侧环状凸缘121。
需要说明的是，在入口通路106中沿着涡轮叶轮21a的外周方向而配置有喷嘴叶片110。并且，半径方向壁107形成有与喷嘴叶片110对应的狭缝，喷嘴叶片110插通在该狭缝中。另外，引导杆130经由连结板131而与喷嘴环108结合。通过可变涡轮致动器23a来控制引导杆130向轴向(图上为左右方向)的移动。从而，通过控制可变涡轮致动器23a，使喷嘴环108沿轴向滑动，由此调整入口通路106的开度，根据从入口室104向涡轮叶轮21a流入的排出气体量而使涡轮叶轮21a旋转。

[0036] 进而，在外侧环状凸缘121形成有沿周向排列的开口132。另一方面，在与外侧环状凸缘121相接的涡轮壳体103上形成有环状的槽，在该槽中设置有环密封件126。并且，开口132形成为，如图2A所示，在喷嘴环10g全开时位于比环密封件126靠引导杆130侧的位置，如图2B所示，在喷嘴环108全闭时位于比环密封件126靠入口通路106侧的位置。从而，如图2B所示，在喷嘴环108全闭时，半径方向壁107与涡轮壳体103侧的半径方向壁
109相接而闭塞入口通路106，排出气体通过开口132向环状腔122流入。这里，由于没有在内侧环状凸缘120与涡轮壳体103之间配置环密封件，因此环状腔122内的排出气体经由该内侧环状凸缘120与涡轮壳体103之间的间隙向出口通路105流出。这里，由于从内侧环状凸缘120与涡轮壳体103之间流出的排出气体的流出方向成为涡轮叶轮21a的轴向，因此排出气体对涡轮叶轮21a所做的功变小，作为高温状态的排出气体而向出口通路105流出。该喷嘴环108全闭时的排出气体的绕开路24a为图1所示的旁通路24。需要说明的是，可以通过变更开口132的个数、尺寸、形状及位置来改变排气涡轮增压器6的效率的降低。

[0037] 这样，返回图1，在涡轮21与DPF7之间配置将从定量供给燃料供给装置26供给来的定量供给燃料喷射的定量供给喷嘴25。该定量供给燃料的喷射在指示了强制再生处理的情况下进行。

[0038] DPF7在减少从排气管路4排出的排出气体中含有的PM的量之后，将排出气体向外部气体排出。在DPF7内部堆积有PM，为了消除过剩的堆积状态，进行上述的强制再生处理等。

[0039] 排气再循环系统8具备将排气歧管4A与供气管路3连通的排气再循环通路31。排气再循环通路31从排气歧管4A抽出排出气体的一部分而使其向供气管路3再循环。在排气再循环通路31中设置有对排气再循环通路31进行开闭的作为开闭阀的EGR阀32、控制EGR阀32的开度的EGR阀致动器32a、对来自排气歧管4A的排出气体进行冷却的EGR冷却器33。排气再循环系统8通过经由排气再循环通路31使排出气体的一部分向供气歧管
3A回流，由此使供气中的氧浓度下降，降低发动机主体2的燃烧温度。由此，能够减少排出气体中含有的氮氧化物的量。

[0040] 内燃机1具备发动机旋转速度传感器41、燃料喷射量传感器42、供气压力传感器43、排气压力传感器44、涡轮旋转速度传感器45、DPF再生指示部46、发动机控制器47、致动器控制器48来作为控制系统。发动机旋转速度传感器41对发动机主体2的未图示的曲轴的旋转速度进行检测，并将表示未图示的曲轴的旋转速度的信号向发动机控制器47输入。

[0041] 燃料喷射量传感器42通过检测未图示的燃料喷射泵的调节器的位置、或者在设置有共轨时根据共轨的燃料压力或燃料喷射喷嘴的电磁阀的打开时间等算出燃料喷射量，由此检测出向发动机主体2内部的燃烧室喷射的燃料喷射量。燃料喷射量传感器42将表示燃料喷射量的信号向发动机控制器47输入。燃料喷射量传感器42作为本发明涉及的燃料喷射量检测机构而发挥功能。

[0042] 供气压力传感器43对压缩机22的出口通路与供气歧管3A之间的供气压力进行检测，并将表示供气压力的信号向致动器控制器48输入。排气压力传感器44对排气歧管4A与涡轮21的入口通路之间的排气压力进行检测，并将表示排气压力的信号向致动器控制器48输入。涡轮旋转速度传感器45对涡轮21的旋转速度进行检测，并将表示涡轮21的旋转速度的信号向致动器控制器48输入。DPF再生指示部46是根据来自操作者或者控制装置的指示，指示对DPF7执行强制再生处理(自动强制再生处理及手动强制再生处理)的机构。

[0043] 发动机控制器47通过包括CPU、RAM、ROM、输入输出电路等在内的微型计算机来实现。发动机控制器47内的CPU将存储在ROM内的控制程序向RAM内加载，并执行加载在RAM内的控制程序，由此控制内燃机1的动作。具体而言，发动机控制器47根据来自发动机旋转速度传感器41、燃料喷射量传感器42、未图示的减速踏板及加速踏板的信号来判定减速动作等的内燃机1的运转状态，并根据判定出的运转状态来控制向发动机主体2内部的燃烧室喷射的燃料喷射量或燃料喷射时刻等。另外，发动机控制器47将来自发动机旋转速度传感器41和燃料喷射量传感器42的信号向致动器控制器48转送。需要说明的是，发动机控制器47在从DPF再生指示部46产生了手动强制再生指示时，进行强制控制以成为低发动机转速及低发动机转矩。发动机控制器47作为本发明涉及的减速动作检测机构而发挥功能。需要说明的是，即使在判定内燃机1的运转状态时，也可以使发动机控制器47作为本发明涉及的燃料喷射量检测机构而发挥功能。

[0044] 致动器控制器48通过包括CPU、RAM、ROM、输入输出电路等在内的微型计算机来实现，具备输入部51、控制部52及输出部53。输入部51接收从发动机旋转速度传感器41、燃料喷射量传感器42、供气压力传感器43、排气压力传感器44及涡轮旋转速度传感器45输出的信号，并将接收到的信号向控制部52输入。控制部52根据从输入部51输入的信号，利用可变涡轮致动器23a对可变涡轮喷嘴23的开度进行控制，利用EGR阀致动器32a对EGR阀32的开度进行控制。输出部53将来自控制部52的开度控制信号向可变涡轮致动器23a及EGR阀致动器32a输出。致动器控制器48作为本发明涉及的开度控制机构而发挥功能。另外，致动器控制器48在从DPF再生指示部46接收到强制再生处理的执行指示的情况下，对定量供给燃料供给装置26输出从定量供给喷嘴25喷射燃料的指示。

[0045] 这里，使用图3对DPF7的手动强制再生处理和内燃机1的运转状态进行说明。在DPF7的手动强制再生处理时，目前，使车辆停止而仅进行手动强制再生处理以防施加负载。这里，在本实施方式中，即使在手动强制再生处理时，也能够在抑制喘振的产生的情况下执行图3的区域A2所示的轻负载作业、即内燃机1的负载及转速低的区域中的作业。图3是表示内燃机1的运转状态的图M。在图3中，符号Nm表示作为低中速区域与中高速区域的边界而预先设定好的内燃机1的旋转速度(发动机旋转速度)。具体而言，符号Nm表示将低怠速转速及高怠速转速分别设为NL(例如800rpm)、NH(例如2100rpm)时，通过数学式：
{(NH-NL)/2}+NL而算出的发动机旋转速度(例如1450rpm)。即，低中速区域意味着发动机旋转速度N为低怠速转速NL以上且小于发动机旋转速度Nm的范围，中高速区域意味着发动机旋转速度N为发动机旋转速度Nm以上且小于高怠速旋转速度NH范围。

[0046] 另外，在图3中，符号Fi表示怠速喷射量。另外，符号1/2Fmax表示作为低中负载区域与中高负载区域的边界而预先设定好的内燃机1的燃料喷射量，表示内燃机1的最大燃料喷射量Fmax的1/2的值。即，低中负载区域意味着燃料喷射量F为怠速喷射量Fi以上且小于燃料喷射量1/2Fmax范围，中高负载区域意味着燃料喷射量F为燃料喷射量1/2Fmax以上且小于最大燃料喷射量Fmax的范围。基于上述内容，图3所示的区域A1中的内燃机1的运转状态处于中高速区域且中高负载区域。另外，图3所示的区域A2中的内燃机1的运转状态处于低中速区域且低中负载区域。并且，如上所述，在本实施方式中，即使进行手动强制再生处理，也不会产生喘振，能够进行区域A2中的轻负载作业。

[0047] (供气控制处理)

[0048] 在具有这样的结构的内燃机1中，通过致动器控制器48执行以下所示的供气控制处理，由此即使在手动强制再生处理中进行区域A2中的轻负载作业，也能够抑制排气涡轮增压器6产生喘振。需要说明的是，在该手动强制再生处理中，能够仅进行轻负载作业，如上所述，在手动强制再生处理中，发动机控制器47强制地进行控制以成为低发动机转速及低发动机转矩。以下，参照图4所示的流程图，对致动器控制器48所进行的供气控制处理顺序进行说明。

[0049] 图4是表示致动器控制器48所进行的供气控制处理顺序的流程图。致动器控制器48所进行的供气控制处理在搭载有内燃机1的建筑机械的点火开关从断开状态切换成闭合状态的时刻开始，供气控制处理进入步骤S1的处理。该供气控制处理在建筑机械的点火开关为闭合状态的期间按规定的控制周期反复执行。

[0050] 在步骤S1的处理中，致动器控制器48的控制部52根据经由输入部51输入的来自DPF再生指示部46的输入信号，来判断是否存在DPF7的手动强制再生处理的执行指示。在该判断的结果为不存在DPF7的手动强制再生处理的执行指示的情况下(步骤S1中为否)，控制部52结束一连串的供气控制处理。另一方面，在存在DPF7的手动强制再生处理的执行指示的情况下(步骤S1中为是)，控制部52使供气控制处理进入步骤S2的处理。

[0051] 在步骤S2的处理中，致动器控制器48的控制部52通过控制可变涡轮致动器23a和EGR阀致动器32a来将可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度控制成全闭状态。这种情况下，旁通路24从关闭状态变成打开状态。通过将可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度控制成全闭状态，由此能够将排出气体经由旁通路24向DPF7侧直接供给。其结果是，由于排出气体对涡轮叶轮21a所做的功变小，因此向DPF7供给的排出气体的温度成为高温状态。另外，通过使EGR阀32成为全闭状态，由此来自发动机主体2的排出气体也成为高温状态。从而，执行如下述的手动强制再生处理，即，通过向DPF7供给的排出气体的温度成为规定温度以上而使从定量供给燃料供给装置26供给的定量供给燃料燃烧，进而通过向DPF7供给的排出气体的温度成为高温状态而使PM、尤其是灰尘燃烧。由此，步骤S2的处理完成，供气控制处理进入步骤S3的处理。

[0052] 在步骤S3的处理中，致动器控制器48的控制部52根据来自燃料喷射量传感器42的输入信号来判断燃料喷射量是否变成0。需要说明的是，在步骤S3的处理中，也可以判断是否存在导致燃料喷射量变成0的状态的原因即内燃机1的急减速。这里，控制部52也可以在检测出发动机旋转速度的降低、减速踏板的踩入、加速踏板的松开等的情况下，判断为内燃机1进行了急减速。在燃料喷射量变成0的情况下(步骤S3中为是)，控制部52使供气控制处理进入步骤S4的处理。另一方面，在燃料喷射量没有变成0的情况下(步骤S3中为否)，控制部52结束一连串的供气控制处理。

[0053] 这里，使用图5对步骤S3的处理具体地进行说明。需要说明的是，图5所示的横轴表示时间T。另外，图5所示的图表的左侧的纵轴表示燃料喷射量F，实线L1表示燃料喷射量F的时间变化。另外，图5所示的图表的右侧的纵轴表示可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度，单点划线L2表示可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度的时间变化。在内燃机1进行了急减速的情况下，燃料喷射量F如图5中实线L1所示那样，被发动机控制器47暂时切断，在时间T＝T1时变成0，在时间T＝T2时开始燃料喷射，恢复到怠速喷射量Fi。从而，致动器控制器48判定为在图5所示的时刻T＝T1、即燃料喷射量F变成零的时刻内燃机1进行了急减速。并且，在燃料喷射量F变成零的情况下，控制部52使供气控制处理进入步骤S4的处理。另一方面，在燃料喷射量没有变成0的情况下，控制部52结束一连串的供气控制处理。需要说明的是，在可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度成为全闭时，处于手动强制再生处理中。

[0054] 在步骤S4的处理中，致动器控制器48的控制部52通过控制可变涡轮致动器23a和EGR阀致动器32a来将可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度控制成全开状态。具体而言，致动器控制器48的控制部52如图5中单点划线L2所示那样通过控制可变涡轮致动器23a和EGR阀致动器32a来将可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度控制成全开状态。通过将可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度控制成全开状态，由此向涡轮21供给的排出气体的流速降低。另外，通过将EGR阀32的开度控制成全开状态，由此供气通路3内的供气经由排气再循环通路31而从压缩机22的出口通路侧绕到涡轮21的入口通路侧。由此，压缩机22的出口通路侧的供气的流入阻力变小。因此，如图9所示，排气涡轮增压器6的动作点从动作点M0通过双点划线的轨迹向动作点M2转变，因此能够抑制因动作点进入喘振区域而引起的排气涡轮增压器6的喘振。由此，步骤S4的处理完成，供气控制处理进入步骤S5的处理。

[0055] 在步骤S5的处理中，致动器控制器48的控制部52根据来自燃料喷射量传感器42的输入信号，来判断燃料喷射量是否不为0。并且，致动器控制器48的控制部52在燃料喷射量不为0的情况下(图4所示的时刻T＝T2)，使供气控制处理进入步骤S6的处理。

[0056] 在步骤S6的处理中，致动器控制器48的控制部52通过根据来自燃料喷射量传感器42的输入信号来控制可变涡轮致动器23a和EGR阀致动器32a，由此如图5中波形L2所示那样，对应于燃料喷射量的增加而使可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度从全开状态朝向全闭状态减少。具体而言，致动器控制器48以使燃料喷射量和可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度及EGR阀32的开度呈现反比例关系、或者对应于燃料喷射量的增加而使可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度及EGR阀32的开度按照规定的指数函数减少的方式，对应于燃料喷射量的增加而使可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度从全开状态朝向全闭状态减少。根据这样的处理，对应于燃料喷射量的增加而增加向发动机主体2的供气，使燃料在燃烧室内完全燃烧，因此能够在抑制排出气体中含有的PM的量增加的同时进行手动强制再生处理。由此，步骤S6的处理完成，供气控制处理进入步骤S7的处理。

[0057] 在步骤S7的处理中，致动器控制器48的控制部52判断可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度是否都为全闭状态。在该判断的结果为可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度都不为全闭状态的情况下(步骤S7中为否)，控制部52使供气控制处理返回步骤S6的处理。另一方面，在可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度均为全闭状态的情况下(步骤S7中为是)，控制部52结束一连串的供气控制处理。并且，将上述的处理按规定的控制周期反复执行。由此，即使在手动强制再生处理中，也能够在不产生喘振的情况下进行轻负载作业。

[0058] 图6是表示在手动强制再生中且轻负载作业中，建筑机械急减速且没有控制EGR阀32的开度的情况下的燃料喷射量、EGR阀32的开度、可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度、供气压力及PM量的时效变化的图。如图6所示，在建筑机械急减速且没有控制EGR阀32的开度的情况下，供气压力发生振动而使排气涡轮增压器6产生喘振。

[0059] 图7是表示在手动强制再生中且轻负载作业中，建筑机械急减速且将EGR阀32的开度从全闭状态控制成全开状态的情况下的燃料喷射量、EGR阀32的开度、可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度、供气压力及PM量的时效变化的图。如图7所示，在建筑机械急减速且将EGR阀32从全闭状态控制成全开状态的情况下，能够抑制供气压力发生振动而使排气涡轮增压器6产生喘振的情况。然而，在图7所示的控制中，EGR阀32在燃料喷射量从0恢复至怠速喷射量的期间维持成全开状态。因此，在EGR阀32从全开状态返回全闭状态的期间，由于在供气量少的状态下向发动机主体2喷射燃料，因此燃料不完全燃烧，排出气体中含有的灰尘量增加。

[0060] 图8是表示本实施方式的供气控制装置中的建筑机械急减速的情况下的燃料喷射量、EGR阀32的开度、可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度、供气压力及PM量的时效变化的图。如图8所示，在本实施方式的供气控制装置中，当燃料喷射量变成0时，通过将可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀32的开度从全闭状态控制成全开状态，由此抑制供气压力发生振动而使排气涡轮增压器6产生喘振的情况。进而，本实施方式的供气控制装置在燃料喷射量不为0的情况下，对应于燃料喷射量的增加而使可变涡轮喷嘴23的喷嘴开度和EGR阀
32的开度从全开状态朝向全闭状态减少。即，本实施方式的供气控制装置对应于燃料喷射量的增加而增加向发动机主体2的供气量。从而，根据本实施方式的供气控制装置，能够对应于燃料喷射量的增加而增加向发动机主体2的供气，使燃料在燃烧室内完全燃烧，因此能够抑制排出气体中含有的PM量的增加。

[0061] 以上，对适用了本发明人们所作成的发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式中的构成本发明的公开的一部分的记述及附图。即，根据上述实施方式由本领域技术人员等作成的其它实施方式、实施例及运用技术等全都包含在本发明的范畴中。

[0062] 【符号说明】

[0063] 1 内燃机

[0064] 2 发动机主体

[0065] 3 供气管路

[0066] 4 排气管路

[0067] 5 冷却机构

[0068] 6 排气涡轮增压器

[0069] 7 DPF(柴油机微粒过滤器)

[0070] 8 排气再循环系统

[0071] 21 涡轮

[0072] 21a 涡轮叶轮

[0073] 22 压缩机

[0074] 23 可变涡轮喷嘴

[0075] 23a 可变涡轮致动器

[0076] 24 旁通路

[0077] 25 定量供给喷嘴

[0078] 26 定量供给燃料供给装置

[0079] 31 排气再循环通路

[0080] 32 EGR阀

[0081] 32a EGR阀致动器

[0082] 33 EGR冷却器

[0083] 41 发动机旋转速度传感器

[0084] 42 燃料喷射量传感器

[0085] 43 供气压力传感器

[0086] 44 排气压力传感器

[0087] 45 涡轮旋转速度传感器

[0088] 46 DPF再生指示部

[0089] 47 发动机控制器

[0090] 48 致动器控制器

[0091] 51 输入部

[0092] 52 控制部

[0093] 53 输出部