CN101932813A - 用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法 - Google Patents

用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101932813A
CN101932813A CN2009801029771A CN200980102977A CN101932813A CN 101932813 A CN101932813 A CN 101932813A CN 2009801029771 A CN2009801029771 A CN 2009801029771A CN 200980102977 A CN200980102977 A CN 200980102977A CN 101932813 A CN101932813 A CN 101932813A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbosupercharger
exhaust passage
exhaust
exhaust valve
catalyzer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801029771A
Other languages
English (en)
Inventor
播磨谦司
入泽泰之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN101932813A publication Critical patent/CN101932813A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242—Variable control of the exhaust valves only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107—More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F02D2200/0804—Estimation of the temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

确定是否输出了涡轮流动模式请求(步骤100)。判断催化剂是否有失活可能(步骤104)。更具体地，判断进催化剂气体温度Tc是否高于预定值B。预定值B预先设定成使得当进催化剂气体温度Tc等于或低于预定值B时，催化剂失活。当判断出如果排气门处于涡轮流动模式则催化剂有失活可能时，确定点火正时延迟修正的延迟量(步骤106)。计算点火正时C(步骤108至114)。允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式(步骤116)。

Description

用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法。更具体地，本发明涉及一种用于带有涡轮增压器的内燃发动机的控制设备，以及一种控制带有涡轮增压器的内燃发动机的方法。
背景技术
例如，PCT申请号No.2002-520535(JP-T-2002-520535)的已公布的日文译文描述了以下设备(带有独立排气系统的发动机)：其包括打开/关闭与排气涡轮相连的第一排气管的第一排气门，以及打开/关闭不与排气涡轮相连的第二排气管的第二排气门。在该设备中，当发动机较冷时，第一排气门关闭，而第二排气门打开使得排气绕过排气涡轮流动。因此，能够提高使催化剂预热的性能。另外，当完成催化剂预热后，第二排气门关闭，而第一排气门打开以将全部排气引入排气涡轮。这样，发动机产生所要求的输出。
然而，在发动机启动过程中(尤其是在冷启动期间)，热容量较大的排气涡轮以及排气涡轮所处的第一排气管均较冷。因此，如果第一排气门打开以满足使排气涡轮预热的要求、或者完成催化剂预热后所要求的发动机输出，则当排气经过第一排气管时，排气的温度急剧下降。如果温度以上述方式下降的排气流入催化剂中，则催化剂的床层温度可急剧下降，因此催化剂可能失活。其结果是，排气排放特性可能劣化。
发明内容
本发明提供了一种用于内燃发动机的控制设备和一种控制内燃发动机的方法，其抑制催化剂的劣化同时满足驱动涡轮增压器的请求。
本发明的第一方面涉及一种用于内燃发动机的控制设备，其包括：多个气缸，每个气缸包括连接于涡轮增压器的涡轮的第一排气通道、打开/关闭第一排气通道的第一排气门、通向涡轮下游位置的第二排气通道、以及打开/关闭第二排气通道的第二排气门；布置在第三排气通道中的催化剂，第三排气通道位于第一排气通道接合于第二排气通道的接合点下游；催化剂温度相关值确定装置，催化剂温度相关值确定装置用于确定与催化剂的温度相关的催化剂温度相关值；涡轮增压器驱动装置，涡轮增压器驱动装置用于打开第一排气门以驱动涡轮增压器；以及点火正时延迟装置，点火正时延迟装置用于在涡轮增压器驱动装置打开第一排气门时在催化剂温度相关值低于第一预定值的情况下延迟点火正时。
可基于内燃发动机所要求的输出或者使涡轮增压器预热的请求而输出打开已关闭的第一排气门从而驱动涡轮增压器的请求(以下称为“涡轮流动模式请求”)。在这种情况下，排气在具有较大热容量的第一排气通道中流动。因此，在排气到达催化剂之前排气的温度下降，从而可能使催化剂失活。采用根据本发明第一方面的控制设备，当输出涡轮流动模式请求时如果催化剂温度相关值低于第一预定值，则延迟内燃发动机的点火正时。当点火正时延迟时，排气的温度提高。因此，根据本发明，能够有效地抑制催化剂失活，同时满足涡轮流动模式请求。
点火正时延迟装置可包括用于计算点火正时延迟的延迟量的延迟量计算装置。
延迟量计算装置可将延迟量计算为随着催化剂温度相关值减小延迟量增加。
点火正时延迟的延迟量被计算为随着催化剂温度相关值降低而增加。因此，能够随着催化剂温度的下降提高排气温度。因此，能够有效地避免催化剂失活。
控制装置可进一步包括第一温度确定装置，第一温度确定装置用于确定流入涡轮的第一排气的温度。延迟量计算装置可将延迟量计算为随着第一排气的温度降低，延迟量增加。
随着第一排气的温度降低，流入催化剂的排气的温度降低。因此，能够随着第一排气的温度降低，通过增加点火正时延迟的延迟量而有效地避免催化剂失活。
点火正时延迟装置包括最终点火正时计算装置和警戒装置，最终点火正时计算装置用于基于延迟量计算最终点火正时，警戒装置用于当最终点火正时比预定警戒值延迟时将最终点火正时改变为预定警戒值。
采用这种构造，当基于延迟量计算的最终点火正时比预定警戒值延迟时，将最终点火正时改变为警戒值。因此，能够有效地抑制因点火正时过度延迟而造成的操纵性劣化以及发生不点火。
该控制装置可进一步包括第二温度确定装置，其用于确定流入催化剂的第二排气的温度。当第二排气的温度高于第二预定值时，点火正时延迟装置不延迟点火正时。
当第二排气的温度高于第二预定值时，不延迟点火正时。当第二排气的温度较高时，流入催化剂的排气的温度较高，催化剂没有失活可能。因此，当催化剂没有失活可能时，不延迟点火正时。因此，能够有效地避免点火正时过度延迟并因此避免燃料效率劣化的情况。
本发明的第二方面涉及一种用于内燃发动机的控制装置，其包括：多个气缸，每个气缸包括连接于涡轮增压器的涡轮的第一排气通道、打开/关闭第一排气通道的第一排气门、通向涡轮下游位置的第二排气通道、以及打开/关闭第二排气通道的第二排气门；布置在第三排气通道中的第一催化剂，第三排气通道位于第一排气通道接合于第二排气通道的第一接合点下游；催化剂预热装置，催化剂预热装置用于在内燃发动机冷启动期间通过关闭第一排气门并打开第二排气门而使第一催化剂预热；以及第一涡轮增压器驱动装置，第一涡轮增压器驱动装置用于将气缸分成两个气缸组，选择所述气缸组中的一组，并且当完成催化剂的预热时打开所选择的气缸组中的第一排气门以驱动涡轮增压器。
当排气根据涡轮流动模式请求(即，将排气供给到涡轮增压器的请求)而流入具有较大热容量的第一排气通道中时，排气的温度急剧下降。因此，如果温度已经下降的排气流入第一催化剂，则第一催化剂的温度会急剧下降，并且第一催化剂会失活。根据第二方面，气缸被分成两组，当输出涡轮流动模式请求时，选择两个气缸组中的一组，并且打开所选择的气缸组中的第一排气门。这样，与全部气缸组中的第一排气门均打开的情况相比，流到涡轮增压器的排气的量受到限制。因此，能够在一定程度上满足使涡轮增压器预热的请求或者所要求的发动机输出，同时抑制因排气温度急剧下降而造成的第一催化剂失活。
在该控制设备中，每个气缸组均可设有涡轮增压器和第一催化剂；每个气缸组均可设有第三排气通道，并且第三排气通道在第一催化剂下游的第二接合点接合在一起；并且控制设备还可包括：位于第四排气通道中的第二催化剂，第四排气通道在第三排气通道接合在一起的第二接合点下游；第二催化剂温度相关值确定装置，第二催化剂温度相关值确定装置用于确定与第二催化剂的温度相关的第二催化剂温度相关值；以及第二涡轮增压器驱动装置，第二涡轮增压器驱动装置用于当第二催化剂温度相关值等于或高于预定值时，打开未被第一涡轮增压器驱动装置选择的气缸组中的第一排气门，以驱动用于未被第一涡轮增压器驱动装置选择的气缸组的涡轮增压器。
采用上述构造，在每个气缸组均设有涡轮增压器和第一催化剂的内燃发动机中，在第三排气通道接合在一起的第二接合点下游还设有第二催化剂，其中每个气缸组均设有第三排气通道。在内燃发动机中，首先，使所选择的一组气缸组中的排气门处于涡轮流动模式。然后，当完成第二催化剂的预热时，使另一组气缸组中的排气门处于涡轮流动模式。因此，在一段时间内，来自其排气门不处于涡轮流动模式的气缸组中的排气，即，绕过涡轮增压器的排气，被引入第二催化剂，直至第二催化剂预热。这促进了第二催化剂的预热。因此，能够有效地抑制排气排放的劣化。
每个气缸组均可设有涡轮增压器和第一催化剂；并且当所要求的内燃发动机的输出等于或高于预定值时，第一涡轮增压器驱动装置打开两个气缸组中的第一排气门以驱动涡轮增压器。
首先，使所选择的一组气缸组中的排气门处于涡轮流动模式。然后，当所要求的输出等于或高于预定值时，使所有气缸组中的排气门处于涡轮流动模式。如果当空气量较大时使涡轮增压器预热，则排气的温度不容易下降。因此，能够有效地抑制因排气温度下降而造成的第一催化剂失活，同时优先提供所要求的输出。
两个气缸组的排气系统的热容量可以彼此相等；并且第一涡轮增压器驱动装置可打开两个气缸组中的一组中的排气门，两个气缸组中的所述一组在紧前行程中未被第一涡轮增压器驱动装置选择。
当输出使一组气缸组中的排气门处于涡轮流动模式的请求时，选择不是在紧前行程中所选择的气缸组的气缸组，并且使所选择的气缸组中的排气门处于涡轮流动模式。因此，能够使得各气缸组所设置的第一催化剂的劣化程度均等。
第一涡轮增压器驱动装置可打开两个气缸组中的一组中的第一排气门，当内燃发动机启动时，两个气缸组中的所述一组的排气系统的热容量小于两个气缸组中的另一组的排气系统的热容量。
首先，选择一组气缸组——其排气系统的热容量小于另一组气缸组的排气系统的热容量，并且使所选择的气缸组中的排气门处于涡轮流动模式。因此，在第二催化剂的排放净化效率较低的期间，能够使得排气的温度降低最小化，从而将第二催化剂的排放净化效率保持在较高水平。
本发明的第三方面涉及一种控制内燃发动机的方法。该方法包括：打开第一排气门以驱动涡轮增压器，所述第一排气门打开/关闭与涡轮增压器的涡轮相连的第一排气通道；确定与设置在第三排气通道中的催化剂的温度相关的催化剂温度相关值，其中第三排气通道位于第一排气通道接合于第二排气通道的接合点下游，第二排气通道通向涡轮增压器的涡轮下游的位置，其中，第二排气门打开/关闭第二排气通道；以及如果当第一排气门打开时催化剂温度相关值低于预定值，则延迟点火正时。
本发明的第四方面涉及一种控制内燃发动机的方法，该内燃发动机包括多个气缸，每个气缸包括连接于涡轮增压器的涡轮的第一排气通道、打开/关闭第一排气通道的第一排气门、通向涡轮下游位置的第二排气通道、以及打开/关闭第二排气通道的第二排气门。该方法包括：通过在内燃发动机冷启动期间关闭第一排气门并打开第二排气门而使位于第三排气通道中的第一催化剂预热，第三排气通道位于第一排气通道接合于第二排气通道的接合点下游；以及将气缸分成两个气缸组，选择气缸组中的一组，并且当完成第一催化剂的预热时，打开所选择的气缸组中的第一排气门以驱动涡轮增压器。
附图说明
参照附图从以下示例性实施方式的描述中，本发明的前述和其它目标、特征和优点将变得明显，在附图中，相似的数字用于指代相似的元件，并且其中：
图1是示意性地示出根据本发明第一实施方式的系统构造的图；
图2是示出当执行点火正时延迟修正时状态量的变化的正时表；
图3示出了存储在ECU30中的用于确定延迟量的映射图；、
图4是示出本发明第一实施方式中执行的程序的流程图；
图5是示意性地示出根据本发明第二实施方式的系统构造的图；
图6是示出本发明第二实施方式中执行的程序的流程图；
图7是示意性地示出根据本发明第三实施方式的系统构造的图；
图8是示出本发明第三实施方式中执行的程序的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的实施方式。附图中相同或相应的元件由相同的附图标记指示，并且将省略其重复描述。本发明并不局限于以下描述的实施方式。
第一实施方式[第一实施方式的构造]图1是示出根据本发明第一实施方式的系统构造的图。根据本实施方式的系统构造成带有独立排气系统的发动机系统，其包括涡轮增压器。
如图1所示，根据本实施方式的系统包括内燃发动机(以下简称为“发动机”)10。发动机10构造成包括多个气缸12的点燃式V-8发动机。图1示出了仅一列(四个气缸)的构造。在各气缸12的进气口中设有进气门(未示出)。进气口通过进气歧管连接于进气通道14。在进气通道14的上游部分设有涡轮增压器16的压缩机161。压缩机161通过连接轴(未示出)连接于涡轮162。涡轮162设置在第一排气通道22中(以下将描述)。当排气动压力(排气能量)使涡轮162旋转时，驱动压缩机161，并对进气进行增压。将省略对进气系统构造的其它部分的详细描述。
各气缸12的相应的排气口中设有第一排气门201和第二排气门202。设有第一排气门201的排气口连接于与涡轮增压器16的涡轮162相连的第一排气通道22。设有第二排气门202的排气口连接于不与涡轮162相连的第二排气通道24。第二排气通道24在涡轮增压器16下游接合于第一排气通道22的一部分。在位于第二排气通道24接合于第一排气通道22的接合点下游的排气通道26中设有排气净化催化剂(以下简称为“催化剂”)28。催化剂28是三元催化剂。催化剂28在接近化学计量空燃比的空燃比处同时去除排气中的污染物CO、HC(碳氢化合物)、以及NOx。
发动机10的各气缸12设有火花塞32。在排气通道26中催化剂28上游近旁的位置设有排气温度传感器34。排气温度传感器34检测流入催化剂28的排气(以下将这些排气称为“进催化剂气体”)的温度Tc。在第二排气通道24中涡轮增压器16的上游近旁的位置设有排气温度传感器36。该排气温度传感器36检测引入涡轮162的排气(以下将这些排气称为“进涡轮气体”)的温度Tt。
根据本实施方式的发动机10设有电子控制单元(ECU)30。ECU30是用于发动机10的控制设备。诸如火花塞32的多个装置连接于ECU30的输出部分。诸如排气温度传感器34和36的多个传感器连接于ECU30的输入部分。ECU30根据预定的控制程序基于来自传感器的输出而驱动这些装置。
[第一实施方式中的操作]接下来，将参照图1描述第一实施方式中的操作。如图1所示，根据本实施方式的系统包括用于去除排气中所包含的CO、HC、和NOx的催化剂28。除非催化剂28的温度达到活化温度(大约350至400)，否则催化剂28不能够提供足够的净化性能。因此，优选地在发动机10启动后使催化剂28迅速预热至活化温度。
如图1所示，发动机10构造为带有独立排气系统的发动机。在根据本实施方式的发动机10中，在冷启动期间第一排气门201关闭(停止)而第二排气门202打开。因此，排气绕过涡轮162流向催化剂28。其结果是，排气系统的热容量降低，即发动机10排气系统的热容量变得等于不包括涡轮增压器的发动机排气系统的热容量。这改善了催化剂28的预热性能。以下将这种气门打开模式称为“NA(自然吸气)流动模式”
在完成催化剂28的预热后，将气门打开模式设定成涡轮流动模式，即，第一排气门201打开而第二排气门202关闭(停止)，因此，全部排气被引入涡轮162。其结果是，提高了增压压力。这有效地改善了涡轮增压器16的响应。
然而，在发动机启动期间(特别是冷启动期间)，热容量较大的涡轮162以及设有该涡轮162的第一排气通道22较冷。因此，如果在完成催化剂28的预热后使排气门201和202处于涡轮流动模式，则进催化剂气体的温度急剧降低。相应地，如果温度已经降低的低温进催化剂气体流入催化剂28中，则使催化剂28的床层温度急剧降低，并使催化剂28失活。其结果是，可能使排气排放特性劣化。
因此，在本实施方式中，在冷启动期间执行点火正时延迟修正，即在排气门201和202处于涡轮流动模式的期间将点火正时修正为延迟。更具体地，当进催化剂气体的温度Tc为催化剂28失活的温度时，执行点火正时延迟修正。这提高了进涡轮气体的温度。因此，能够抑制进催化剂气体的温度下降。然而，当点火正时延迟时，例如，尽管排气温度上升，但是输出有可能下降，并且燃料效率可能下降。因此，需要根据例如涡轮增压器16的预热状态来恰当地判断是否应执行点火正时延迟修正，并且恰当地设定点火正时延迟的延迟量。
图2是示出当执行点火正时延迟修正时不同状态量的变化。如图2所示，当在时间点t1输出将气门打开模式设定成涡轮流动模式的请求(以下简称为“涡轮流动模式请求”)时，开始点火正时延迟修正，并允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式。因此，进涡轮气体温度Tt逐渐升高，并且进催化剂气体温度Tc的下降受到抑制。当在时间点t2进涡轮气体温度Tt到达预定值A时，停止点火正时延迟修正。预定值A预先设定为这样的温度，在该温度下即使点火正时设定为正常点火正时，催化剂28也不会失活。因此，能够有效地避免点火正时过度延迟并因此避免燃料效率劣化和排气排放劣化的情况。
另外，基于进涡轮气体温度Tt和进催化剂气体温度Tc来设定点火正时延迟的延迟量。图3示出了用于设定延迟量的映射图，该映射图存储在ECU30中。延迟量根据映射图进行设定。更具体地，随着进涡轮气体温度Tt降低，延迟量增加。随着进催化剂气体温度Tc降低，延迟量增加。因此，能够有效地避免点火正时过度延迟并因此避免燃料效率劣化和尾气排放劣化的情况。
[第一实施方式中的具体过程]接下来，将参照图4描述第一实施方式中执行的具体过程。图4是示出由ECU30执行的程序的流程图。
在图4所示的程序中，首先，判断是否输出了涡轮流动模式请求(步骤100)。更具体地，判断是否输出了通过驱动涡轮增压器16而提供高输出的请求、或者用于使第一排气通道22和涡轮162预热的涡轮增压器预热请求。在步骤100中，还判断催化剂28是否正在预热。更具体地，判断是否正在执行用于使催化剂28预热的点火正时延迟修正。当判断出未输出涡轮流动模式请求，或者当判断出催化剂28正在预热时，程序迅速终止。
当在步骤100中判断出输出了涡轮流动模式请求并且催化剂28并非正在预热时，程序进行到下一步骤(步骤102)。在步骤102中，判断是否已经完成涡轮增压器16的预热。更具体地，判断进涡轮气体温度Tt是否低于预定值A。预定值A预先设定成使得当进涡轮气体温度Tt等于或高于预定值A时，判断出已经完成了涡轮增压器16的预热。进涡轮气体温度Tt由排气温度传感器36检测得到。
当判断出进涡轮气体温度Tt低于预定值A(Tt＜A)时，判断出并未完成涡轮增压器16的预热，并且程序进行到下一步骤(步骤104)。在步骤104中，判断催化剂28是否有失活的可能。更具体地，判断进催化剂气体温度Tc是否高于预定值B。预定值B预先设定成使得当进催化剂气体温度Tc等于或低于预定值B时，催化剂28失活。进催化剂气体温度Tc由排气温度传感器34检测得到。当判断出进催化剂气体温度Tc高于预定值B(Tc＞B)时，判断出如果排气门201和202处于涡轮流动模式，催化剂28没有失活的可能。因此，在步骤116(以下将描述)中允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式。
当在步骤104中判断出进催化剂气体温度Tc等于或低于预定值B(Tc≤B)时，判断出如果排气门201和202处于涡轮流动模式，催化剂28有失活的可能。因此，程序进行到下一步骤(步骤106)。在步骤106中，确定点火正时延迟修正的延迟量。图3所示的映射图存储在ECU30中。更具体地，基于映射图确定与步骤102中检测到的进涡轮气体温度Tt和步骤104中检测到的进催化剂气体温度Tc相对应的延迟量。
接下来，计算点火正时C(步骤108)。更具体地，通过将步骤106中确定的延迟量加到基于发动机10的工作状态计算出的点火正时上而计算点火正时C。
接下来，判断点火正时C是否等于或低于点火正时的警戒值(步骤110)。警戒值预先设定成这样的限定值：在该值处或低于该值时会使燃料效率劣化，并且使排气排放劣化。当判断出点火正时C等于或低于警戒值(警戒值≥点火正时C)时，使最终点火正时变成点火正时C(步骤112)。当判断出点火正时C高于警戒值(警戒值＜点火正时C)时，使最终点火正时变成警戒值(步骤114)。
接下来，允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式(步骤116)。更具体地，当在步骤112或步骤114中执行点火正时延迟修正后，程序进行到下一步骤(步骤116)。在步骤116中，允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式。更具体地，第一排气门201打开。其结果是，已经通过延迟点火正时而升高温度的排气被引入涡轮162。这样，终止程序。
当重复执行该程序时，涡轮增压器16进行预热，并且进涡轮气体温度Tt逐渐升高。当进涡轮气体温度Tt到达用于确定已完成涡轮增压器16的预热的预定值A时，在步骤102中判断出进涡轮气体温度Tt等于或高于预定值A。这样，不执行点火正时延迟修正，并且在步骤116中，允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式。
如上所述，根据第一实施方式，当输出涡轮流动模式请求、而催化剂28有失活的可能时，延迟点火正时，然后允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式。因此，能够有效地抑制催化剂28的失活。
另外，根据第一实施方式，随着进催化剂气体温度Tc降低、以及随着进涡轮气体温度Tt降低，点火正时延迟的延迟量计算为增加。因此，能够有效地抑制催化剂28的失活。
另外，根据第一实施方式，点火正时由预定的警戒值来警戒。因此，能够有效地抑制因过度延迟点火正时而造成的操纵性能劣化和出现不点火。
在上述第一实施方式中，来自排气温度传感器34的检测信号用于确定进催化剂气体温度Tc。然而，确定进催化剂气体温度Tc的方法并不局限于该方法。即，可基于进催化剂气体温度Tc与进气的累积量、发动机速度以及发动机负载之间的关系来估算进催化剂气体温度Tc。另外，替代进催化剂气体温度Tc地，可使用由设置在催化剂28中的温度传感器直接检测到的催化剂28的床层温度进行控制。
在上述第一实施方式中，当输出涡轮流动模式请求时，第一排气门201打开，而第二排气门202关闭(停止)以将全部排气引入涡轮162。然而，涡轮流动模式并不限于该模式。在涡轮流动模式中，第一排气门201和第二排气门202可打开以将部分排气引入涡轮162。
在第一实施方式中，进催化剂气体温度Tc可视为根据本发明的“催化剂温度相关值”。排气温度传感器34可视为根据本发明的“催化剂温度相关值确定装置”。由ECU30执行的步骤104至步骤114中的程序可视为根据本发明的“点火正时延迟装置”所执行的程序。由ECU30执行的步骤116中的程序可视为根据本发明的“涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
另外，在上述第一实施方式中，由ECU30执行的步骤106中的程序可视为根据本发明的“延迟量计算装置”所执行的程序。
另外，在上述第一实施方式中，进涡轮气体温度Tt可视为根据本发明的“第一排气温度”。排气温度传感器36可视为根据本发明的“第一温度确定装置”。由ECU30执行的步骤106中的程序可视为根据本发明的“延迟量计算装置”所执行的程序。
在上述第一实施方式中，由ECU30执行的步骤106中的程序可视为根据本发明的“延迟量计算装置”所执行的程序。由ECU30执行的步骤108中的程序可视为“最终点火正时计算装置”所执行的程序。由ECU30执行的步骤110中的程序可视为根据本发明的“警戒装置”所执行的程序。
另外，在上述第一实施方式中，进涡轮气体温度Tt可视为根据本发明的“第一排气温度”。排气温度传感器36可视为根据本发明的“第一温度确定装置”。由ECU30执行的步骤102中的程序可视为根据本发明的“禁止装置”所执行的程序。
第二实施方式[第二实施方式的构造]图5是示出根据本发明第二实施方式的系统结构的图。根据第二实施方式的系统构造成带有独立排气系统的发动机系统，其包括两个涡轮增压器。
如图5所示，根据本发明的系统包括内燃发动机(以下简称为“发动机”)50。发动机50构造成包括多个气缸52的V-6发动机。在各气缸52的进气口中设有进气门(未示出)。进气口通过进气歧管连接于进气通道54。在进气通道54的上游部分设有节气门74。在节气门74上游的进气通道54的一部分分支成第一进气通道54a和第二进气通道54b。在第一进气通道54a的上游部分中设有涡轮增压器56a的压缩机561a。在第二进气通道54b的上游部分中设有涡轮增压器56b的压缩机561b。压缩机561a和561b分别通过相应的连接轴(未示出)连接于涡轮562a和562b。涡轮562a和562b分别设置在第一排气通道62a和62b(以下将描述)中。当排气动压力(排气能量)使涡轮562a和562b旋转时，驱动压缩机561a和561b，并且对进气进行增压。将省略关于进气系统构造的其它部分的详细描述。
在各气缸12的相应的排气口中设有第一排气门601和第二排气门602。在发动机50的一列(X列)中，设有第一排气门601的排气口连接于与涡轮增压器56a的涡轮562a相连的第一排气通道62a。设有第二排气门602的排气口连接于不与涡轮562a相连的第二排气通道64a。第二排气通道64a在涡轮增压器56a下游接合于第一排气通道62a的一部分。在位于第二排气通道64a接合于第一排气通道62a的接合点下游的排气通道66a中设有初始催化剂(以下简称为“S/C催化剂”)68a。S/C催化剂68a是三元催化剂。S/C催化剂68a在接近化学计量空燃比的空燃比处同时去除排气中的污染物CO、HC、以及NOx。在排气通道66a中S/C催化剂68a上游近旁的位置设有排气传感器72a。排气温度传感器72a检测流入S/C催化剂68a的排气(以下将这些排气称为“进S/C催化剂气体”)的温度Tsca。如图5所示，对于发动机50的Y列，设有与X列的排气系统构造相同的排气系统构造。即，设有第一排气通道62b、第二排气通道64b、排气通道66b、S/C催化剂68b、以及排气温度传感器72b。
排气通道66a的S/C催化剂68a下游的部分接合于排气通道66b的S/C催化剂68b下游的部分。在位于排气通道66a接合于排气通道66b的接合点下游的排气通道66中设有下游催化剂(以下将称为“U/F催化剂”)69。该U/F催化剂构造成与S/C催化剂68同样的三元催化剂。在排气通道66中U/F催化剂69上游近旁的位置设有排气温度传感器76。该排气温度传感器76检测流入U/F催化剂69的排气(以下将这些排气称为“进U/F催化剂气体”)的温度Tuf。
根据本实施方式的发动机50设有电子控制单元(ECU)70。ECU70是用于发动机50的控制设备。多个装置连接于ECU70的输出部分。诸如排气温度传感器72a、72b、以及76的多个传感器连接于ECU70的输入部分。ECU70根据预定的控制程序基于来自传感器的输出而驱动这些装置。
[第二实施方式的特征操作]接下来，将参照图5来描述第二实施方式中的操作。在根据上述第一实施方式的系统中，当输出涡轮流动模式请求并且催化剂28有劣化的可能时，延迟点火正时，并且允许将气门打开模式切换成涡轮流动模式。这样，能够有效地抑制因催化剂28温度下降而造成的催化剂28失活。
相反地，在第二实施方式中，对各列设定使排气门601和602处于涡轮流动模式的条件。以下将详细描述第二实施方式中的操作。
如图5所示，根据第二实施方式的系统包括用于各列的S/C催化剂68a和68b。在发动机50冷启动期间，首先S/C催化剂68a和68b预热。更具体地，X列和Y列中每一列的气门打开模式均设定成NA流动模式。这样，各列的排气路径的热容量变得与自然吸气发动机中相等。这改善了S/C催化剂68a和68b的预热性能。
当通过将气门打开模式设定成NA流动模式而完成S/C催化剂68a和68b的预热后，基于使涡轮562a、562b预热的请求或所要求的发动机输出而输出涡轮流动模式请求。如果两列中的排气门601和602同时处于涡轮流动模式，则S/C催化剂68a的净化性能和S/C催化剂68b的净化性能同时降低。这可能使尾气排放劣化。另外，引入U/F催化剂69的排气的温度急剧降低。这可能阻碍U/F催化剂69的预热。
因此，在根据第二实施方式的系统中，当输出使涡轮562a、562b预热的请求时，两列中的排气门601和602并不同时处于涡轮流动模式。作为替代，对各列设定使排气门601和602处于涡轮流动模式的条件。更具体地，当选定的列(如X列)中的排气门601和602处于涡轮流动模式时，Y列中的排气门601和602保持处于NA流动模式。这样，能够使U/F催化剂69预热，同时抑制S/C催化剂68b的温度降低。因此，能够使涡轮562a预热，同时抑制排气排放劣化。
当完成U/F催化剂69的预热后，Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式。当完成U/F催化剂69的预热后，即使由于S/C催化剂68b的温度下降而造成S/C催化剂68b的净化性能下降，也能将排放净化效率保持在较高水平。因此，能够使涡轮562a、562b预热，同时抑制排气排放劣化。
当所要求的输出等于或高于预定值时，可使Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式。即，如果空气量较大时排气门601和602处于涡轮流动模式，则能够使涡轮增压器56a、56b预热，同时抑制S/C催化剂68a和68b温度下降。因此，即使未完成U/F催化剂69的预热，也能够使涡轮562a、562b预热，同时抑制排气排放劣化。
[第二实施方式的具体过程]接下来，将参照图6描述第二实施方式中执行的具体程序。图6是示出在发动机50冷启动期间由ECU70执行的程序的流程图。
在图6所示的程序中，首先，将气门打开模式设定成NA流动模式(步骤200)。更具体地，在X列和Y列中的每一个，第一排气门601关闭，而第二排气门602打开。因此，两列中的排气门601和602同时处于NA流动模式。接下来，执行使S/C催化剂68a和68b预热的控制(步骤202)。更具体地，执行例如延迟点火正时的控制、使空燃比浓化的控制、空气量控制等作为促进S/C催化剂68a和68b预热的控制。
接下来，判断是否已经完成S/C催化剂68a和68b的预热(步骤204)。更具体地，基于来自排气温度传感器72a和72b的检测信号来确定S/C催化剂68a和68b的预热状态。当判断出尚未完成S/C催化剂68a和68b的预热时，程序迅速终止。当判断出已经完成S/C催化剂68a和68b的预热时，其确定可以执行涡轮增压器预热控制，并且程序进行到下一步骤(步骤206)。在步骤206中，选择其排气门601和602应处于涡轮流动模式的列。更具体地，选择与紧前行程中步骤206中所选的列不同的列。所谓行程是从内燃发动机启动到内燃发动机停止的期间。
接下来，使步骤206中选择的列(如X列)中的排气门601和602处于涡轮流动模式(步骤208)。更具体地，打开X列中的第一排气门601以使涡轮增压器56a预热。相反地，步骤206中未选择的Y列中的排气门601和602保持处于NA流动模式(步骤210)。因此，S/C催化剂68b继续预热，并且U/F催化剂69预热。
接下来，判断是否已经完成U/F催化剂69的预热(步骤212)。更具体地，基于来自排气温度传感器76的检测信号来判断U/F催化剂69的预热状态。当判断出已经完成U/F催化剂69的预热时，确定如果Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式则不会发生任何问题，并且程序进行到下一步骤(步骤214)。在步骤214中，使Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式(步骤214)。更具体地，Y列中的第一排气门601打开以使涡轮增压器56b预热。
当在步骤212中判断出未完成U/F催化剂69的预热时，确定如果Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式则会使排气排放劣化，并且程序进行到下一步骤(步骤216)。在步骤216中，判断所要求的输出是否等于或高于预定值。如果排气门601和602处于涡轮流动模式同时空气量较大，则能够使涡轮增压器56a、56b预热，同时抑制S/C催化剂68a和68b温度下降。更具体地，首先，基于加速器踏板操作量ACCP等来计算出所要求输出(所要求空气量)。接下来，将计算出的所要求输出与预定值进行比较。预定值是与用于一列的涡轮增压器中的最大空气量相对应的输出值。当判断出所要求输出低于预定值时，确定空气量不大，因此不适于使Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式。因此，程序立即终止。当在步骤212中判断出所要求输出等于或高于预定值时，确定空气量较大，因此适于使Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式。因此在步骤214中，使Y列中的排气门601和602处于涡轮流动模式。
如上所述，根据第二实施方式，当在发动机50冷启动后使涡轮增压器56a、56b预热时，两列中的排气门601和602并不同时处于涡轮流动模式。首先，仅一列(如X列)中的排气门601和602处于涡轮流动模式。即，当用于X列的涡轮增压器56a预热时，另一列(如Y列)中的排气门601和602保持处于NA流动模式。因此，能够使S/C催化剂68b继续预热，并且有效地使U/F催化剂69预热。因此，能够在使涡轮增压器56a预热的同时有效地抑制排气排放劣化。
另外，根据第二实施方式，当完成U/F催化剂69的预热后，使保持处于NA流动模式的排气门601和602处于涡轮流动模式。因此，能够使涡轮增压器56a、56b预热，同时抑制排气排放劣化。
另外，根据第二实施方式，如果在紧前行程中用于一列的涡轮增压器的预热比用于另一列的涡轮增压器的预热开始得早，则在当前行程中用于另一列的涡轮增压器的预热比用于所述一列的涡轮增压器的预热开始得早。因此，能够使得各列所设置的S/C催化剂68a和68b的劣化程度均等。
另外，根据第二实施方式，当所要求的输出等于或高于预定值时，使得已保持处于NA流动模式的排气门601和602处于涡轮流动模式。如果排气门601和602在空气量较大的情况下处于涡轮流动模式，则能够使涡轮增压器56a、56b预热同时抑制S/C催化剂68a和68b的温度下降。因此，能够使涡轮增压器56a、56b预热同时抑制排气排放劣化。
在上述第二实施方式中，来自排气温度传感器72a、72b、和76的检测信号用于确定进S/C催化剂气体的温度Tsc，以及进U/F催化剂气体的温度Tuf。然而，确定温度Tsc以及Tuf的方法并不局限于该方法。即，可基于温度Tsc以及Tuf与进气的累积量、发动机速度以及发动机负载之间的关系来估算温度Tsc以及Tuf。替代进S/C催化剂气体温度Tsc和进U/F催化剂气体温度Tuf地，可使用由设置在S/C催化剂中的温度传感器直接检测到的S/C催化剂床层温度、以及由设置在U/F催化剂中的温度传感器直接检测到的U/F催化剂床层温度进行控制。在第三实施方式中(以下将描述)同样，检测催化剂温度的方法并不局限于特定方法。可使用由设置在催化剂中的温度传感器直接检测到的催化剂床层温度进行控制。
在上述第二实施方式中，当输出涡轮流动模式请求时，第一排气门601和第二排气门602打开以将排气引入涡轮562a、562b。然而，涡轮流动模式并不局限于该模式。在涡轮流动模式中，第一排气门601可打开，而第二排气门602可关闭(停止)以将全部排气引入X列的涡轮562a。在第三实施方式(以下将描述)中同样，涡轮流动模式并不局限于特定模式。即，在涡轮流动模式中，第一排气门601可打开，而第二排气门602可关闭(停止)以将全部排气引入X列的涡轮562a。
在上述第二实施方式中，本发明应用于包括两个涡轮562a、562b的双涡轮发动机。然而，系统构造并不局限于该构造。即，在包括单个涡轮增压器的单涡轮发动机中，可为各气缸组设定使排气门处于涡轮流动模式的正时。另外，气缸并非必需按列分组。可按照其它标准为气缸分组。在第三实施方式(以下将描述)中同样，气缸并非必需按列分组。即，可按照其它标准为气缸分组。
在上述第二实施方式中，S/C催化剂68a和68b可视为根据本发明的“第一催化剂”。由ECU70执行的步骤200中的程序可视为根据本发明的“催化剂预热装置”所执行的程序。由ECU70执行的步骤208和210中的程序可视为根据本发明的“第一涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
在上述第二实施方式中，U/F催化剂69可视为根据本发明的“第二催化剂”。进U/F催化剂气体温度Tuf可视为根据本发明的“第二催化剂温度相关值”。由ECU70执行的步骤212中的程序可视为根据本发明的“第二催化剂相关值确定装置”所执行的程序。由ECU70执行的步骤212和步骤214中的程序可视为根据本发明的“第二涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
在上述第二实施方式中，由ECU70执行的步骤214和步骤216中的程序可视为根据本发明的“第二涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
在上述第二实施方式中，由ECU70执行的步骤206中的程序可视为根据本发明的“第一涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
第三实施方式[第三实施方式的特征]图7是示出根据本发明第三实施方式的系统结构的图。根据第三实施方式的系统构造成带有独立排气系统的发动机系统，其包括两个涡轮增压器。在图7中，与图5所示系统中的那些相同和相应的元件由相同的附图标记指示，并且将省略其详细描述或简化其描述。
如图7所示，根据第三实施方式的系统包括内燃发动机(以下简称为“发动机”)80。发动机80构造成包括多个气缸52的L-4发动机。在由第一气缸(#1)和第四气缸(#4)构成的第一气缸组中，设有第一排气门601的排气口连接于与涡轮增压器56a的涡轮562a相连的第一排气通道62a。在由第二气缸(#2)和第三气缸(#3)构成的第二气缸组中，设有第二排气门601的排气口连接于与涡轮增压器56b的涡轮562b相连的第一排气通道62b。用于第一气缸组的第一排气通道62a的长度大于用于第二气缸组的第一排气通道62b的长度。设有各个气缸52的第二排气门的排气口连接于不与涡轮562a、562b相连的第二排气通道64。
在具有上述构造的系统中，当在冷启动期间使排气门601和602处于涡轮流动模式时，为各个气缸组设定使排气门601和602处于涡轮流动模式的条件，如上述第二实施方式那样。然而，在第三实施方式中，当输出使涡轮562a、562b预热的请求时，首先使第二气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式，且排气门601和602保持处于NA流动模式。如上所述，第一气缸组的排气系统的热容量大于第二气缸组的排气系统的热容量。因此，在排气门处于涡轮流动模式期间，在U/F催化剂69并未进行大幅预热的初期阶段，能够抑制S/C催化剂68a和68b的温度下降，并能够有效地使U/F催化剂69预热。因此，能够抑制排气排放劣化，并能够使涡轮562a、562b预热。
[第三实施方式中的具体过程]接下来，将参照图8来描述第三实施方式中执行的具体过程。图8是示出发动机80冷启动期间由ECU70执行的程序的流程图。
在图8所示程序中，首先，将气门打开模式设定成NA流动模式(步骤300)。然后，执行使S/C催化剂68a和68b预热的控制(步骤302)。然后，判断是否已经完成S/C催化剂68a和68b的预热(步骤304)。更具体地，执行与图6所示的步骤200至步骤204中的那些相同的程序。当判断出尚未完成预热时，程序立即终止。当判断出已经完成预热时，确定能够执行涡轮增压器预热控制，并且程序进行到下一步骤(步骤306)。在步骤306中，使第二气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式。更具体地，第二气缸组中的第一排气门601打开，因此涡轮增压器56b预热。第一气缸组中的排气门601和602保持处于NA流动模式(步骤308)。因此，能够继续使S/C催化剂68a和68b预热，并能够使U/F催化剂69预热。
然后，判断是否已经完成U/F催化剂69的预热(步骤310)。当判断出已经完成U/F催化剂69的预热时，确定如果第一气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式则不会发生任何问题，并且程序进行到下一步骤(步骤312)。在步骤312中，使第一气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式。当在步骤310中判断出尚未完成U/F催化剂69的预热时，确定如果第一气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式则会使排放劣化，且程序进行到下一步骤(步骤314)。在步骤314中，判断所要求输出是否等于或高于预定值(步骤314)。更具体地，执行与图6中步骤212至步骤216的程序相同的程序。当判断出所要求输出低于预定值时，确定空气量并不大，因此不适于使第一气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式，并且程序立即终止。当在步骤314中判断出所要求输出等于或高于预定值时，确定空气量较大，因此适于使第一气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式。因此，在步骤312中，使第一气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式。
如上所述，根据第三实施方式，当在发动机80冷启动后使排气门601和602处于涡轮流动模式时，所有气缸中的排气门601和602并不同时处于涡轮流动模式。作为替代，首先，仅第二气缸组中的排气门601和602处于涡轮流动模式。从第二气缸组到S/C催化剂68b的第一排气通道62b比从第一气缸组到S/C催化剂68a的第一排气通道62a短。即，当用于第二气缸组的涡轮增压器56b正在预热时，第一气缸组中的排气门601和602——其排气系统具有较大的热容量——保持处于NA流动模式。因此，能够继续使S/C催化剂68a和68b预热，并能够有效地使U/F催化剂69预热。因此，能够在涡轮增压器56b预热时有效地抑制排气排放劣化，如图7所示。
在上述第三实施方式中，S/C催化剂68a和68b可视为根据本发明的“第一催化剂”。由ECU70执行的步骤300中的程序可视为根据本发明的“催化剂预热装置”所执行的程序。由ECU70执行的步骤306和步骤308中的程序可视为根据本发明的“第一涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
在上述第三实施方式中，U/F催化剂69可视为根据本发明的“第二催化剂”。进U/F催化剂气体温度Tuf可视为根据本发明的“第二催化剂温度相关值”。由ECU70执行的步骤310中的程序可视为根据本发明的“第二催化剂温度相关值确定装置”所执行的程序。由ECU70执行的步骤310和步骤312中的程序可视为根据本发明的“第二涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
在上述第三实施方式中，由ECU70执行的步骤312和步骤314中的程序可视为根据本发明的“第二涡轮增压器驱动装置”所执行的程序。
在上述第三实施方式中，由ECU70执行的步骤306中的程序可视为根据本发明的“第一涡轮增压器驱动装置”。

Claims (17)

1.一种用于内燃发动机的控制设备，包括：
多个气缸，每个所述气缸包括连接于涡轮增压器的涡轮的第一排气通道、打开/关闭所述第一排气通道的第一排气门、通向所述涡轮下游位置的第二排气通道、以及打开/关闭所述第二排气通道的第二排气门；
布置在第三排气通道中的催化剂，所述第三排气通道位于所述第一排气通道与所述第二排气通道会合的会合点下游；
催化剂温度相关值确定装置，所述催化剂温度相关值确定装置用于确定与所述催化剂的温度相关的催化剂温度相关值；
涡轮增压器驱动装置，所述涡轮增压器驱动装置用于打开所述第一排气门以驱动所述涡轮增压器；以及
点火正时延迟装置，所述点火正时延迟装置用于在所述涡轮增压器驱动装置打开所述第一排气门时如果所述催化剂温度相关值低于第一预定值则延迟点火正时。
2.如权利要求1所述的控制设备，其中，当完成所述催化剂的预热后，所述涡轮增压器驱动装置打开所述第一排气门。
3.如权利要求1或2所述的控制设备，其中，所述点火正时延迟装置包括用于计算所述点火正时延迟的延迟量的延迟量计算装置。
4.如权利要求3所述的控制设备，其中，所述延迟量计算装置计算所述延迟量使得所述延迟量随着所述催化剂温度相关值减小而增加。
5.如权利要求3或4所述的控制设备，还包括
第一温度确定装置，所述第一温度确定装置用于确定流入所述涡轮的第一排气的温度，其中，所述延迟量计算装置计算所述延迟量使得所述延迟量随着所述第一排气的温度降低而增加。
6.如权利要求3至5中任一项所述的控制设备，其中，所述点火正时延迟装置包括最终点火正时计算装置和警戒装置，所述最终点火正时计算装置用于基于所述延迟量计算最终点火正时，所述警戒装置用于当所述最终点火正时比预定警戒值更滞后时将所述最终点火正时改变为所述预定警戒值。
7.如权利要求1至6中任一项所述的控制设备，还包括
第二温度确定装置，所述第二温度确定装置用于确定流入所述催化剂的第二排气的温度，其中，当所述第二排气的温度高于第二预定值时，所述点火正时延迟装置不延迟所述点火正时。
8.如权利要求1至7中任一项所述的控制设备，其中，每个所述气缸中均设有所述第一排气门和所述第二排气门。
9.如权利要求1至8中任一项所述的控制设备，其中，所述第二排气通道通过相应的第二排气门直接连接于相应的气缸。
10.一种用于内燃发动机的控制设备，包括：
多个气缸，每个所述气缸包括连接于涡轮增压器的涡轮的第一排气通道、打开/关闭所述第一排气通道的第一排气门、通向所述涡轮下游的位置的第二排气通道、以及打开/关闭所述第二排气通道的第二排气门；
第一催化剂，所述第一催化剂布置在第三排气通道中，所述第三排气通道位于所述第一排气通道与所述第二排气通道会合的第一会合点的下游；
催化剂预热装置，所述催化剂预热装置用于在所述内燃发动机冷启动期间通过关闭所述第一排气门并打开所述第二排气门而对所述第一催化剂预热；以及
第一涡轮增压器驱动装置，所述第一涡轮增压器驱动装置用于在所述催化剂的预热完成时将所述气缸分成两个气缸组，选择所述气缸组中的一组，并且打开所选择的气缸组中的所述第一排气门以驱动所述涡轮增压器。
11.如权利要求10所述的控制设备，其中，
为每个所述气缸组均设置有所述涡轮增压器和所述第一催化剂；
为每个所述气缸组均设置有所述第三排气通道，并且所述第三排气通道在所述第一催化剂下游的第二会合点处会合在一起；并且
所述控制设备还包括：
布置在第四排气通道中的第二催化剂，所述第四排气通道处于所述第三排气通道会合在一起的所述第二会合点的下游；
第二催化剂温度相关值确定装置，所述第二催化剂温度相关值确定装置用于确定与所述第二催化剂的温度相关的第二催化剂温度相关值；以及
第二涡轮增压器驱动装置，所述第二涡轮增压器驱动装置用于在所述第二催化剂温度相关值等于或高于预定值时打开未被所述第一涡轮增压器驱动装置选择的所述气缸组中的所述第一排气门，以驱动用于未被所述第一涡轮增压器驱动装置选择的所述气缸组的所述涡轮增压器。
12.如权利要求10所述的控制设备，其中，
为每个所述气缸组均设置有所述涡轮增压器和所述第一催化剂；并且
当所述内燃发动机的要求输出等于或高于预定值时，所述第一涡轮增压器驱动装置将两个所述气缸组中的所述第一排气门均打开以驱动所述涡轮增压器。
13.如权利要求10至12中任一项所述的控制设备，其中
所述两个气缸组的排气系统的热容量彼此相等；并且
所述第一涡轮增压器驱动装置打开所述两个气缸组中的在紧挨着的前一个行程中未被所述第一涡轮增压器驱动装置选择的一组中的所述第一排气门。
14.如权利要求10至12中任一项所述的控制设备，其中
所述第一涡轮增压器驱动装置在所述内燃发动机启动时打开所述两个气缸组中的一组中的所述第一排气门，所述两个气缸组中的所述一组的排气系统的热容量小于所述两个气缸组中的另一组的排气系统的热容量。
15.如权利要求10至12中任一项所述的控制设备，其中
所述两个气缸组中的一组的所述第一排气通道比所述两个气缸组中的另一组的所述第一排气通道长；并且
所述第一涡轮增压器驱动装置选择所述两个气缸组中的所述一组。
16.一种控制内燃发动机的方法，包括：
打开第一排气门以驱动涡轮增压器，其中所述第一排气门打开/关闭与所述涡轮增压器的涡轮相连的第一排气通道；
确定与设置在第三排气通道中的催化剂的温度相关的催化剂温度相关值，其中所述第三排气通道位于所述第一排气通道与第二排气通道会合的会合点下游，所述第二排气通道通向所述涡轮增压器的所述涡轮下游的位置，其中，第二排气门打开/关闭所述第二排气通道；以及
当所述第一排气门打开时如果所述催化剂温度相关值低于预定值，则延迟点火正时。
17.一种控制内燃发动机的方法，所述内燃发动机包括多个气缸，每个所述气缸包括连接于涡轮增压器的涡轮的第一排气通道、打开/关闭所述第一排气通道的第一排气门、通向所述涡轮下游的位置的第二排气通道、以及打开/关闭所述第二排气通道的第二排气门，所述方法包括：
在所述内燃发动机冷启动期间通过关闭所述第一排气门并打开所述第二排气门而对布置在第三排气通道中的第一催化剂预热，所述第三排气通道位于所述第一排气通道与所述第二排气通道会合的会合点的下游；以及
当所述第一催化剂的预热完成时，将所述气缸分成两个气缸组，选择所述气缸组中的一组，并且打开所选择的气缸组中的所述第一排气门以驱动所述涡轮增压器。
CN2009801029771A 2008-01-23 2009-01-21 用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法 Pending CN101932813A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-012906 2008-01-23
JP2008012906A JP4506842B2 (ja) 2008-01-23 2008-01-23 内燃機関の制御装置
PCT/IB2009/000093 WO2009093120A1 (en) 2008-01-23 2009-01-21 Control apparatus for internal combustion engine, and method of controlling internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101932813A true CN101932813A (zh) 2010-12-29

Family

ID=40433798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801029771A Pending CN101932813A (zh) 2008-01-23 2009-01-21 用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100293924A1 (zh)
JP (1) JP4506842B2 (zh)
CN (1) CN101932813A (zh)
DE (1) DE112009000143T5 (zh)
WO (1) WO2009093120A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103348117A (zh) * 2011-02-07 2013-10-09 日产自动车株式会社 带有涡轮式增压器的内燃机的控制装置
CN104514640A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 通用汽车环球科技运作有限责任公司 根据废气门指令估计涡轮出口或进口温度的系统和方法
CN107120163A (zh) * 2016-02-25 2017-09-01 福特环球技术公司 用于排气热回收的方法和系统
CN108699938A (zh) * 2016-08-04 2018-10-23 三井金属矿业株式会社 催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100307465A1 (en) * 2009-06-03 2010-12-09 Ross George Haldeman Infinitely variable, computer-controlled, positive pressure, electrically driven supercharger to increase fuel economy and performance
US8191354B2 (en) * 2009-10-20 2012-06-05 Ford Global Technologies, Llc Method and aftertreatment configuration to reduce engine cold-start NOx emissions
EP2526274A4 (en) 2010-01-22 2017-05-17 BorgWarner Inc. Directly communicated turbocharger
CN102439276B (zh) * 2010-04-20 2014-06-04 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
US8839759B2 (en) 2010-08-16 2014-09-23 Ford Global Technologies, Llc Integrated exhaust manifold
US8944018B2 (en) 2010-07-14 2015-02-03 Ford Global Technologies, Llc Cooling strategy for engine head with integrated exhaust manifold
US8100117B2 (en) 2010-08-16 2012-01-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling engine exhaust
DE102010048918B4 (de) 2010-10-12 2014-05-08 Technische Universität Dresden Abgassystem und Verfahren zum Abführen von Abgas einer Brennkraftmaschine
US8134469B2 (en) 2010-10-27 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Wireless fuel level sensor for a vehicle fuel tank
US8434306B2 (en) * 2011-02-25 2013-05-07 Honda Motor Co., Ltd. Vehicular engine having turbocharger and vehicle including same
US8627659B2 (en) * 2011-11-09 2014-01-14 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including exhaust port separation for turbine feed
JP6225876B2 (ja) * 2014-10-21 2017-11-08 マツダ株式会社 ターボ過給機付きエンジンの排気装置
JP6225875B2 (ja) * 2014-10-21 2017-11-08 マツダ株式会社 ターボ過給機付きエンジンの排気装置
JP6537317B2 (ja) * 2015-03-27 2019-07-03 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の制御装置
US10138822B2 (en) * 2016-12-16 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10190507B2 (en) * 2016-12-16 2019-01-29 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
JP6601445B2 (ja) * 2017-03-13 2019-11-06 トヨタ自動車株式会社 排気タービン発電システム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0413376Y2 (zh) * 1986-01-29 1992-03-27
GB2277126A (en) * 1993-04-17 1994-10-19 Ford Motor Co Raising i.c.engine catalytic converter temperature.
JP4032398B2 (ja) * 1996-09-18 2008-01-16 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジン及びターボ過給機付エンジン搭載車のパワーユニット
JP4147601B2 (ja) * 1998-01-29 2008-09-10 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジン
SE514806C2 (sv) * 1998-07-10 2001-04-30 Saab Automobile Turboladdad motor med delade avgasflöden och startkatalysator
SE521615C2 (sv) * 1998-07-10 2003-11-18 Saab Automobile Förbränningsmotor
DE19955090A1 (de) * 1999-11-15 2001-05-17 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Kolbenbrennkraftmaschine mit steuerbarem Abgasturbolader sowie Kolbenbrennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens
FR2835882B1 (fr) * 2002-02-13 2004-10-01 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion interne, notamment a essence, equipe d'un turbocompresseur et d'une distribution variable
DE10300298A1 (de) * 2003-01-02 2004-07-15 Daimlerchrysler Ag Abgasnachbehandlungseinrichtung und -verfahren
JP4114077B2 (ja) * 2003-04-25 2008-07-09 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6941755B2 (en) * 2003-10-28 2005-09-13 Daimlerchrysler Corporation Integrated bypass and variable geometry configuration for an exhaust gas turbocharger
US7143727B1 (en) * 2005-10-05 2006-12-05 Ford Global Technologies, Llc Exhaust reductant generation in a direct injection engine with cylinder deactivation
JP4477570B2 (ja) * 2005-11-04 2010-06-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103348117A (zh) * 2011-02-07 2013-10-09 日产自动车株式会社 带有涡轮式增压器的内燃机的控制装置
CN104514640A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 通用汽车环球科技运作有限责任公司 根据废气门指令估计涡轮出口或进口温度的系统和方法
CN104514640B (zh) * 2013-10-04 2017-07-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 根据废气门指令估计涡轮出口或进口温度的系统和方法
CN107120163A (zh) * 2016-02-25 2017-09-01 福特环球技术公司 用于排气热回收的方法和系统
CN107120163B (zh) * 2016-02-25 2021-02-09 福特环球技术公司 用于排气热回收的方法和系统
CN108699938A (zh) * 2016-08-04 2018-10-23 三井金属矿业株式会社 催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法
US10450934B2 (en) 2016-08-04 2019-10-22 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Catalyst deterioration detecting system and catalyst deterioration detecting method
CN108699938B (zh) * 2016-08-04 2019-10-25 三井金属矿业株式会社 催化剂劣化检测系统和催化剂劣化检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4506842B2 (ja) 2010-07-21
JP2009174393A (ja) 2009-08-06
DE112009000143T5 (de) 2011-03-03
US20100293924A1 (en) 2010-11-25
WO2009093120A1 (en) 2009-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101932813A (zh) 用于内燃发动机的控制设备以及控制内燃发动机的方法
CN101449043B (zh) 用于内燃发动机的废气净化系统
CN101900041B (zh) 车辆运转方法
JP5482715B2 (ja) ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの制御方法
EP2076666B1 (en) Exhaust gas control apparatus of an internal combustion engine
CN101600865B (zh) 内燃机的排气控制装置
US7237379B2 (en) Regeneration of diesel particulate filter
CN103089458B (zh) 用于具有完全灵活阀门致动系统的发动机的起停控制系统
US7360356B2 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
CN101389845B (zh) 内燃发动机的控制装置和内燃发动机的控制方法
CN201818395U (zh) 内燃发动机排气系统
CN101688494B (zh) 用于内燃发动机的控制设备
US8443591B2 (en) Exhaust gas oxygen concentration control system and method
US7216480B2 (en) Exhaust emission control system
CN101660457B (zh) 基于扭矩的多脉冲火花点火直喷系统
CN105134390A (zh) 用于egr控制的系统和方法
CN102086813B (zh) 用于在冷hcci操作期间加热进气的系统和方法
CN101316997B (zh) 内燃发动机的排气系统
CN102439276A (zh) 内燃机的控制装置
CN101900050A (zh) 用于发动机燃料控制的系统和方法
CN102933803B (zh) 用于柴油发动机的排气净化装置
US20080149053A1 (en) Valve actuation system for internal combustion engine
CN1550654B (zh) 可变气缸内燃机的控制装置和控制方法
CN104736805A (zh) 内燃机的运转控制装置以及方法
CN100570131C (zh) 排气净化装置及排气净化装置的催化剂再生控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101229