CN102971512B - 引擎控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制引擎（1）的引擎控制装置和引擎控制方法，该引擎（1）具备将气门特性在第一气门特性和第二气门特性之间能够切换的可变气门机构（18），其中，按照所述第一气门特性进行以下操作的至少其中之一操作：在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间预开启进气门（14）的操作；和在所述排气冲程期间开启/关闭排气门（15）之后，在所述进气冲程期间重新开启所述排气门（15）的操作；按照所述第二气门特性，既不执行所述进气门（14）的所述预开启，也不执行所述排气门（15）的所述重新开启。在引擎（1）中，当气门特性是第一气门特性时，如果检测到由于引擎负载增加而引起的切换至第二气门特性的请求存在，则进行减压操作以减少引擎（1）的排气通道（40）中的压力(例如，调节气门（68）被开启)。这样允许当由于引擎负载增加而将气门特性从第一气门特性切换至第二气门特性时，充入气缸（2）中的新鲜空气量在尽可能的最早时间被增加。

Description

引擎控制装置
技术领域
本发明属于涉及一种引擎的技术领域，该引擎具备将气门特性在第一气门特性和第二气门特性之间能够切换的可变气门机构，其中，按照该第一气门特性进行以下操作的至少其中之一操作：在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间预开启进气门的操作；和在排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在进气冲程期间重新开启该排气门的操作；按照该第二气门特性，既不执行进气门的预开启，也不执行排气门的重新开启。
背景技术
迄今为止，例如，专利文献1已公开了一种引擎，在该引擎中，为了改善燃烧等，在排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在进气冲程期间开启(重新开启)排气门，从而将排气通道中的已燃气体(废气)作为内部EGR气体引入气缸中。此外，在专利文献1中公开了：在排气冲程期间开启(预开启)进气门以将已燃气体引入进气通道中并且在之后的进气冲程中将已燃气体连同新鲜空气一起作为内部EGR气体引入气缸中。这引擎具备将气门特性在第一气门特性和第二气门特性之间能够切换的可变气门机构，该第一气门特性允许：在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间预开启进气门；或者，在排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在进气冲程期间重新开启该排气门；该第二气门特性既不允许进行进气门的预开启，也不允许进行排气门的重新开启。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报2000-186517号
发明内容
技术问题
在上述引擎中，当引擎的工作状态处于低转速和低负载工作区域内时，通过可变气门机构的气门特性通常被设定成第一气门特性。另一方面，在需要大量新鲜空气的高负载工作区域内等时，气门特性被设定成第二气门特性。
然而，当由于引擎负载增加而将气门特性从第一气门特性切换至第二气门特性时，在切换操作中的凸轮致动延迟等使内部EGR量的减少延迟，从而导致充入气缸中的新鲜空气量的增加被延迟的问题。尤其是当引擎的所需加速程度(level of acceleration)高于预定值时，这种新鲜空气量的增加被延迟将导致对加速请求的响应变差。
本发明已考虑到这些方面，其目的在于：当由于引擎负载增加而将气门特性从第一气门特性切换至第二气门特性时，尽可能早地增加充入气缸中的新鲜空气量。
解决上述问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供一种用于引擎的控制装置，所述引擎具备将气门特性在第一气门特性和第二气门特性之间能够切换的可变气门机构，其中，按照所述第一气门特性进行以下操作的至少其中之一操作：在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间预开启进气门的操作；和在所述排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在所述进气冲程期间重新开启所述排气门的操作；按照所述第二气门特性，既不执行所述进气门的所述预开启，也不执行所述排气门的所述重新开启。所述引擎控制装置包括：第一排气涡轮增压器，具有布置在所述引擎的进气通道中的压缩器和布置在所述引擎的排气通道中的涡轮；第一排气旁路通道，绕开所述第一排气涡轮增压器的所述涡轮；第一排气旁路气门，布置在所述第一排气旁路通道中；以及第一排气旁路气门控制单元，用于控制所述第一排气旁路气门的开度；切换请求检测单元，当所述可变气门机构的所述气门特性是所述第一气门特性时，检测由于引擎负载的增加而向所述第二气门特性切换的请求是否存在；燃料量增加单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将供应给所述引擎的燃料量增加至大于所述第一气门特性被选择时的量；以及气门特性切换单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述可变气门机构的所述气门特性从所述第一气门特性切换至所述第二气门特性；其中，所述第一排气旁路气门控制单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成大于所述第一气门特性被选择时的开度，并且当从所述切换请求的时间经过预定时间时，减小所述排气旁路气门的开度。
根据如上所述的构成，在从第一气门特性切换至第二气门特性期间，通过减压单元的减压操作允许减少内部EGR量。即，由于在进气冲程中的排气门的重新开启引起的内部EGR量取决于排气通道中的压力，如果排气门的升程量和气门开启时期(气门开启初始时间和气门关闭完成时间)相同，则排气通道中的压力较小时的内部EGR量小于排气通道中的压力较大时的内部EGR量。至于由在排气冲程期间进气门的预开启引起的内部EGR量，也取决于排气压力，并且当排气通道中的压力较小时的内部EGR量小于当排气通道中压力较高时的内部EGR量。因此，利用减压单元的减压操作，有可能减少内部EGR量，从而增加充入气缸中的新鲜空气量。因此，当将气门特性从第一气门特性切换至第二气门特性时，充入气缸中的新鲜空气量在较早的时间被增加。
这样允许容易并可靠地进行减压操作。另外，例如，当第一排气旁路气门在选择第一气门特性期间被设定成完全关闭位置并且检测到切换请求存在时，仅仅通过将第一排气旁路气门从完全关闭位置稍微开启，有可能大大地减少排气通道中的压力。因此，充入气缸的新鲜空气量在较早的时间就被增加。
优选的是，包括如上所述的第一排气涡轮增压器的引擎控制装置进一步包括：第二排气涡轮增压器，具有压缩器和涡轮，所述压缩器布置在所述进气通道中的所述第一排气涡轮增压器的所述压缩器的上游，所述涡轮布置在所述排气通道中的所述第一排气涡轮增压器的所述涡轮的下游；第二排气旁路通道，绕开所述第二排气涡轮增压器的所述涡轮；第二排气旁路气门，布置在所述第二排气旁路通道中；以及第二排气旁路气门控制单元，用于控制所述第二排气旁路气门的开度；其中，所述第二排气旁路气门控制单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第二排气旁路气门的所述开度控制成与所述第一气门特性被选择时的开度相同、或者小于所述第一气门特性被选择时的开度。
根据该构成，即使当第一排气旁路气门的开度由于减压单元的减压操作而增加并且第一排气涡轮增压器不能再提供满意的增压特性时，不会增加第二排气旁路气门的开度(该第二排气旁路气门通常被保持在完全关闭位置)。因此，通过第二排气涡轮增压器能够加速增压。
优选的是，在所述可变气门机构的从所述第一气门特性至所述第二气门特性的切换完成前，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成小于在减压操作期间的所述开度，其中，所述减压操作期间为：当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成大于所述第一气门特性被选择时的开度的期间。
根据该构成，当通过可变气门机构从第一气门特性切换至第二气门特性的切换完成时，第一排气涡轮增压器能够提供满意的增压特性。注意，优选的是，减少第一排气旁路气门的开度的时刻是允许满意地获得由减压操作引起的效果并且当切换完成时使得第一排气涡轮增压器提供满意的增压特性的时刻，且是切换完成稍靠前的时刻。
在引擎控制装置中，优选的是，切换请求检测单元在引擎请求的加速程度高于预定值时，检测切换请求的存在。
当请求的加速程度高于预定值时，能够在较早的时间增加充入气缸中的新鲜空气量以使得改善对加速请求的响应，并且允许有效地实现本发明的功能/效果。
本发明的有益效果
如上所述，本发明的引擎控制装置，当将气门特性从第一气门特性切换到第二气门特性时，充入气缸中的新鲜空气量在较早的时间被增加，尤其在有加速请求时，对加速请求的响应能够被提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的引擎控制装置的示意结构的视图。
图2是表示用于在第一气门特性和第二气门特性之间进行切换的控制图的视图。
图3是表示调节气门的开度和排气通道中的压力之间的关系图。
图4是表示当可变气门机构的气门特性是第一气门特性时和当由于引擎负载增加而请求切换至第二气门特性时，控制单元如何控制进气节气门、热EGR气门、调节气门和废气减压气门(wastegate valve)的流程图。
图5是表示进气节气门、热EGR气门、调节气门和废气减压气门根据控制单元的控制，以及目标扭矩、实际扭矩、充气量和排气通道中的压力的变化的时间图。
具体实施方式
下面将根据附图详细描述本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的用于引擎1的控制装置的示意结构的视图。引擎1是安装在车辆上的柴油引擎，其具有：气缸体3，设置有多个气缸2(只示出了一个气缸)；气缸盖4，被布置在气缸体3上方；和油盘9，布置在气缸体3下方并且将润滑剂储存在其中。活塞5被插入引擎1的每个气缸2中，并且可以往复移动，环形燃烧室6被形成在活塞5的上表面中。活塞5经由连杆7被联接到曲柄轴8。
在气缸盖4中，进气口12和排气口13被形成用于每个气缸2。进气口12在气缸盖4的更靠近燃烧室6的表面(下表面)中并且在气缸盖4的一侧表面中(进气侧表面)中被打开，而排气口13在气缸盖4的更靠近燃烧室6的表面中并且在气缸盖4的另一侧表面(排气侧表面)被打开。
打开/关闭进气口12和排气口13的更靠近燃烧室6的各个开口的进气门14和排气门15被布置在气缸盖4中。进气门14和排气门15被气门驱动机构17驱动以打开/关闭进气口12和排气口13的更靠近燃烧室6的各个开口。
在气缸盖4中还设置有用于喷射燃料的喷射器20和电热塞25，该电热塞25用于当引擎1被冷却时使进气变热以提高燃料的点燃特性。喷射器20被布置成其燃料喷射孔从燃烧室6的顶表面面对燃烧室6，并且在压缩冲程中的上死点附近将燃料直接喷入(供应到)燃烧室6。注意，喷射器20经由燃料供应管21被联接到未图示的共轨，从而燃料经由燃料供应管21和共轨被从未图示的燃料箱供应到喷射器20。剩余的燃料通过回流管22回到燃料箱。
进气通道30被连接到气缸盖4的一侧表面(进气侧表面)，以便与每个气缸2的进气口12连通。用于过滤进气的空气清洁器31布置在进气通道30的上游端部分中，通过空气清洁器31进行过滤的进气经由进气通道30和进气口12被供应到每个气缸2中。在进气通道30中，平衡箱33布置在其下游端附近。平衡箱33的一侧下游的进气通道30设置作为单独的通道，这些单独的通道对应于单独的气缸2进行分支，单独的通道的各个下游端被连接到气缸2的各个进气口12。
第一排气涡轮增压器61的压缩器61a和第二排气涡轮增压器62的压缩器62a布置在进气通道30中的空气清洁器31和平衡箱33之间。第一排气涡轮增压器61的压缩器61a被定位在第二排气涡轮增压器62的压缩器62a的下游。通过两个压缩器61a和62a的操作，进气被增压。绕开第一排气涡轮增压器61的压缩器61a的进气旁路64被连接到进气通道30，用于调节流入进气旁路64的空气量的进气旁路气门65布置在进气旁路64中。注意，在本实施方式中，没有提供绕开第二排气涡轮增压器62的压缩器62a的旁路通道，但是本发明也可以提供这样的旁路通道，并且提供与旁路通道中的进气旁路气门65相同的气门。
另外，在进气通道30中的第一排气涡轮增压器61的压缩器61a和平衡箱33之间，用于使通过两个压缩器61a和62a进行压缩的空气冷却的中间冷却器35和用于调节进入每个气缸2的燃烧室6中的进气量的进气节气门37以上游至下游的顺序连续布置。
用于排出来自每个气缸2的已燃气体(废气)的排气通道40被连接到气缸盖4的另一侧表面(排气侧表面)。排气通道40的上游部分被形成为排气歧管，该排气歧管具有单独的通道和合并部分，这些单独的通道对应于单独的气缸2进行分支并使其上游端连接到排气口13，单独的通道的各个下游端在该合并部分中进行合并。第一排气涡轮增压器61的涡轮61b和第二排气涡轮增压器62的涡轮62b布置在排气歧管的一侧下游的排气通道40中，第一排气涡轮增压器61的涡轮61b被定位在第二排气涡轮增压器62的涡轮62b的上游。涡轮61b和62b通过废气流而旋转，通过涡轮61b和62b的旋转，操作联接到各个涡轮61b和62b的压缩器61a和62a。
第一排气涡轮增压器61是小尺寸的，第二排气涡轮增压器62是大尺寸的。即，第一排气涡轮增压器61的涡轮61b的惯性小于第二排气涡轮增压器62的涡轮62b的惯性，从而涡轮61b高速旋转。
绕开第一排气涡轮增压器61的涡轮61b的第一排气旁路通道67和绕开第二排气涡轮增压器62的涡轮62b的第二排气旁路通道69被连接到排气通道40。用于调节流入第一排气旁路通道67中的排气量的调节气门68(第一排气旁路气门)布置在第一排气旁路通道67中。用于调节流入第二排气旁路通道69中的排气量的废气减压气门70(第二排气旁路气门)布置在第二排气旁路通道69中。
在排气通道40中，用于净化废气中的有毒成分的排气净化器43布置在第二排气涡轮增压器62的涡轮62b的一侧下游。排气净化器43包括上游氧化催化剂单元43a和下游柴油颗粒过滤器43b。消音器48设置在排气通道40的下游端部(排气净化器43的下游)。
进气通道30的介入平衡箱33和进气节气门37之间的部分(即，第一排气涡轮增压器61的压缩器61a的下游的部分)被连接到排气通道40的部分(即，第一排气涡轮增压器61的涡轮61b的上游的部分)，排气通道40的部分经由用于将部分废气回流到进气通道30中的EGR通道50介入排气歧管和第一排气涡轮增压器61的涡轮61b之间。EGR通道50包括：热EGR通道51，用于使高温废气作为外部EGR气体回流到进气通道30，而不是使其冷却；和冷EGR通道52，用于使较低温度的废气(通过EGR冷却器55冷却至低温的废气，稍后进行描述)作为外部EGR气体回流到进气通道30。分别用于调节经由对应的通道回流到进气通道30中的回流量的热EGR气门53和冷EGR气门54分别布置在热EGR通道51和冷EGR通道52中。用于利用引擎冷却水使废气冷却的EGR冷却器55也布置在冷EGR通道52中。
可变气门机构18设置在气门驱动机构17中，该可变气门机构18能够将气门特性切换到第一气门特性和第二气门特性，当进行将排气通道40中的已燃气体(废气)引入气缸2中的操作时选择第一气门特性，当内部EGR暂停时选择第二气门特性。具体而言，当选择第一气门特性时，可变气门机构18进行以下操作中的至少一个操作：在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间开启(预开启)进气门14的操作；和在排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在进气冲程期间重新开启该排气门的操作。另一方面，当选择第二气门特性时，可变气门机构18既不允许进行进气门14的预开启，也不允许进行排气门15的重新开启。
在本实施方式中，第一气门特性是允许在排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在进气冲程期间重新开启该排气门的特性，第二气门特性是既不允许进行进气门14的预开启，也不允许进行排气门15的重新开启的特性。即，按照第一气门特性，在进气冲程期间操作排气门15和进气门14使其开启/关闭；在压缩和做功冲程中，进气门14和排气门15保持在关闭状态；在排气冲程中，只操作排气门15使其开启/关闭(进气门14保持在关闭状态，而不会被操作以开启/关闭)。另一方面，第二气门特性是正常气门特性，按照该特性，在进气冲程期间，只操作进气门14使其开启/关闭(排气门15保持在关闭状态，而不是被操作以开启/关闭)；在压缩和做功冲程中，进气门14和排气门15保持在关闭状态；和在排气冲程中，只操作排气门15使其开启/关闭(进气门14保持在关闭状态，而不会被操作以开启/关闭)。按照第一气门特性，排气通道40中的已燃气体(废气)在进气冲程期间排气门15的预开启时沿着上游方向回流以作为内部EGR气体被引入每个气缸2中。按照第一气门特性，在进气冲程期间，排气门15的升程量小于进气门14的升程量。这是因为内部EGR量过度增加导致新鲜空气量减少，烟雾增加等。通过利用进气节气门37的开度改变排气通道40和进气通道30之间的压力差，调节根据第一气门特性的内部EGR量。
注意，第一气门特性也可以是允许进气门14在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间被预开启的特性，第二气门特性也可以是不允许在排气冲程期间进行进气门14的预开启的特性。在这种情况下，按照第一气门特性，在进气冲程期间，只操作进气门14使其开启/关闭(排气门15保持在关闭状态，而不会被操作以开启/关闭)；在压缩和做功冲程中，进气门14和排气门15保持在关闭状态；和在排气冲程中，操作进气门14以及排气门15使其开启/关闭。另一方面，第二气门特性是正常气门特性，按照该第二气门特性，在进气冲程期间，只操作进气门14使其开启/关闭(排气门15保持在关闭状态，而不是被操作以开启/关闭)；在压缩和做功冲程中，进气门14和排气门15保持在关闭状态；和在排气冲程中，只操作排气门15使其开启/关闭(进气门14保持在关闭状态，而不是被操作以开启/关闭)。在这种情况下，按照第一气门特性，进气门14在排气冲程期间的开度允许已燃气体被引入进气通道30(单独的通道)，在下一个进气冲程中，已燃气体连同新鲜空气一起作为内部EGR气体被引入每个气缸2中。
另外，第一气门特性也可能是允许进气门14在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间被预开启并且允许在排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在进气冲程期间重新开启该排气门的特性，第二气门特性也可能是正常气门特性，其不允许在排气冲程期间进行进气门14的预开启也不允许在进气冲程期间进行排气门15的重新开启。
这里省略了可变气门机构18的具体结构，但是也可以使用专利文献1中描述的上述结构等。在这种情况下，通过预定切换驱动器，可变气门机构18被驱动，从而将气门特性切换至第一气门特性或第二气门特性。
引擎1由控制单元100进行控制。如上所述的进气节气门37、热EGR气门53、冷EGR气门54、进气旁路气门65、调节气门68和废气减压气门70中的每一个都由驱动器进行驱动。驱动器的操作和上述切换驱动器由控制单元100进行控制。
控制单元100是基于现有微计算机的控制器，其包括：中央处理器(CPU)，用于执行程序；存储器，例如RAM或ROM，其将程序和资料存储在其中；输入/输出(I/O)总线，用于进行电信号的输入/输出。
控制单元100根据如图2所示的控制映射图控制切换驱动器以有效地进行第一气门特性和第二气门特性之间的切换。即，当引擎1的工作状态处于预定工作区域(以下简称为第一工作区域)中时，选择第一气门特性；当引擎1的工作状态处于预定工作区域之外的工作区域(以下简称为第二工作区域)中时，选择第二气门特性。第一工作区域是低速、低负载工作区域(更佳地，是在引擎水温不大于预定值时的引擎冷却期间，低转速、低负载的工作区域)，该第一工作区域设定在控制映射图的前面，第二工作区域是转速或负载比第一工作区域更高的工作区域。
具体而言，控制单元100根据来自未图示的加速器开度传感器的加速器开度、来自未图示的引擎转速传感器的引擎转速等确定所需扭矩(目标扭矩)，并且根据所需扭矩和引擎转速计算燃料喷射量、引擎负载等。然后，控制单元100根据控制映射图确定对应于引擎负载和引擎转速的值的工作区域。当确定的工作区域是第一工作区域时，选择第一气门特性；当确定的工作区域是第二工作区域时，选择第二气门特性。当气门特性是第一气门特性时和当上述确定的工作区域是第二工作区域时，存在切换至第二气门特性的请求。
控制单元100在气门特性是第一特性时检测由引擎负载增加而引起的切换到第二气门特性的请求存在或不存在。即，控制单元100在引擎在控制映射图中的第一工作区域中工作时检测引擎负载是否从该状态增加以将引擎的工作状态移动至第二工作区域内的位置。在检测到开关请求存在的情况下，控制单元100将喷射器20供应到燃烧室6的燃料量增加至大于当第一气门特性被选择时的量，并且启动切换驱动器以将气门特性从第一气门特性切换至第二气门特性，进一步进行减压操作，用于减少排气通道40中的压力(第一排气涡轮增压器61的涡轮61b的一侧上游的压力(在下文中同样有效))。
注意，也有可能在引擎1所请求的加速程度高于预定值时检测切换请求存在。所请求的加速程度对应于例如加速器开度的增加方向的变化或加速器开度的增加方向的变化速度。预定值可以被适当地设定成这样的值，以便使得在控制图映射中从第一工作区域的位置移动到第二工作区域中的位置。
减压操作是当检测到切换请求存在时将调节气门68的开度控制成大于当第一气门特性被选择时的开度。在本实施方式中，调节气门68的开度基本为0％(在完全关闭位置)，即使当选择第一气门特性时也是0％。当检测到切换请求存在时，调节气门68的开度从0％增加到预定开度。这里，调节气门68的开度和排气通道40中的压力之间的关系如图3所示。如果调节气门68被打开到A％，则可以充分地减少排气通道40中的压力。因此，预定开度可以被适当地设定成大约A％(例如，10％到20％)。注意，进气旁路气门65的开度也基本为0％(在完全关闭位置)。即使当调节气门68的开度到达预定开度时，进气旁路气门65的开度也保持为0％，并且即使当调节气门68的开度从预定开度改变成0％时，进气旁路气门65的开度也保持为0％。
控制单元100还从检测到切换请求存在的时间开始经过预定时间T时，将调节气门68的开度从减压操作期间的预定开度(A％)控制成更小的开度(在本实施方式中为0％)。预定时间T是稍短于从通过可变气门机构18(切换驱动器)进行开始切换到完成该切换的时间(允许满意地获得减压操作而引起的效果并且允许在该切换完成时第一排气涡轮增压器61获得满意的增压特性的时间)。因此，紧接着，控制单元100在通过可变气门机构18(切换驱动器)从第一气门特性切换至第二气门特性的切换完成之前减少调节气门68的开度。
控制单元100还在检测到切换请求的存在时将废气减压气门70的开度控制成与第一气门特性被选择时的开度相同，或者小于第一气门特性被选择时的开度。在本实施方式中，废气减压气门70的开度基本为0％(在完全关闭位置)，并且当第一气门特性被选择时也是0％。在检测到切换请求的存在时，控制单元100将废气减压气门70的开度控制成0％，与第一气门特性被选择时相同。这样用于提高通过第二排气涡轮增压器62的增压过程，因为当调节气门68的开度被设定成预定开度时，第一排气涡轮增压器61再也不能获得满意的增压特性。
图4示出当控制单元100中检测到切换请求存在时，控制进气节气门37、热EGR气门53、调节气门68和废气减压气门70的操作。
在步骤S1，调节气门68的开度被设定成预定开度，进气节气门37的开度被设定成100％(完全打开位置)。这样是用于保证充入气缸2的新鲜空气量，即使是在第一排气涡轮增压器61再也不能获得满意的增压特性的情形下。
然后，在步骤S2中，热EGR气门53被控制成比第一气门特性被选择时被开启得更多。如果这里假设在低转速、低负载工作区域中、在引擎冷却期间选择第一气门特性，则按照第一气门特性，冷EGR气门54处于完全关闭状态，热EGR气门53处于开启状态。热EGR气门53的开度被控制使得吸入每个气缸2中的进入的氧气的浓度具有预定的目标值。当检测到切换请求存在时，预定目标值被增加。此时，如果调节气门68的开度没有被设定成预定开度而保持在0％，则热EGR气门53的开度被减少(参见图5的“热EGR气门的开度”部分中的双点划线)。然而，实际上，调节气门68的开度被设定成预定开度，从而排气通道40和进气通道30之间的压力差降低，因此外部EGR量减少。因此，即使当目标值被增加时，热EGR气门53的开度也不会随之增加。
接下来，在步骤S3中，判定从检测到切换请求存在时的时间开始是否已经经过预定时间T。当判定结果为否时，重复步骤S3中的处理操作。当步骤S3中的判定结果为是时，处理流程进行到步骤S4以使调节气门68进入完全关闭状态。接下来，在步骤S5中，减少热EGR气门53的开度以保持预定目标值，由于使调节气门68进入完全关闭状态所以该预定目标值被增加。
图5是表示由控制单元100进行控制所引起的进气节气门37、热EGR气门53、调节气门68、废气减压气门70、目标扭矩、实际扭矩、充气量、和排气通道40中的压力的变化的时间图。注意，在图5中的“实际扭矩”、“热EGR气门的开度”、“充气量”和“排气通道中的压力”中的每个部分中，双点划线所示的线对应于当检测到切换请求存在时调节气门68的开度被保持在0％的情况。
在时间t1之前，引擎1的工作状态处于预定工作区域中，气门特性是第一气门特性。假设在时间t1，目标扭矩突然增加并且检测到由引擎增加所引起的切换至第二气门特性的请求存在。
通过该检测，通过喷射器20供应到燃烧室6的燃料量被增加，通过可变气门机构18(切换驱动器)从第一气门特性切换至第二气门特性的切换开始。在时间t2完成该切换。
并且，通过该检测，调节气门68的开度从0％(完全关闭位置)变成预定开度，并且进气节气门37的开度被设定成100％(完全打开位置)。废气减压气门70的开度保持在0％(完全关闭位置)，并通过第二排气涡轮增压器62充分地进行增压过程。另外，热EGR气门53的开度被增加成大于第一气门特性被选择时的开度。
主要是通过第二排气涡轮增压器62的增压过程和进气节气门37的完全开启，充入气缸2中的空气量(新鲜空气加上外部EGR气体)增加(进入的氧气的浓度被设置成预定目标值)。然后，随着燃料量的增加，实际扭矩增加。
通过充气量的增加和燃料量的增加，排气通道40中的压力被增加至大于选择第一气门特性时的值。这里，当检测到切换请求存在时，如果调节气门68的开度被保持在0％，则排气通道40中的压力增加到如图5的部分“排气通道中的压力”中的双点划线所示的值。然而，通过将调节气门68的开度设定在预定开度，排气通道40中的压力从双点划线所示的值下降至实线所示的值。压力下降导致在进气冲程中从排气通道40引入到每个气缸2中的已燃气体量，即内部EGR量减少，并且允许充入气缸2中的新鲜空气量在比当调节气门68的开度被保持在0％时(参见图5的部分“充气量”中的双点划线所示的线)更早的时间被增加。因此，实际扭矩在比调节气门68的开度被保持在0％时(参见图5的部分“实际扭矩”中的双点划线所示的线)更早的时间上升，从而提高对加速请求的响应。
注意，即使当第一气门特性是允许进气门14在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间被预开启的特性并且第二气门特性是不允许在排气冲程期间进行进气门14的预开启的特性时，排气通道40中的压力的减少也会导致内部EGR量减少。这是因为当排气通道40中的压力下降时，已燃气体有可能在排气冲程中流入排气通道40中以减少引入进气通道30中的已燃气体量。
当从切换请求的时间开始已经经过预定时间T(T＜t2－t1)时，调节气门68的开度再次变成0％，相应地，热EGR气门53的开度减小。
由于调节气门68的开度变成0％，如图5的部分“排气通道中的压力”中的实线所示，排气通道40中的压力突然上升，并且在从第一气门特性切换至第二气门特性的切换完成时的时间t2，排气通道40中的压力变成与双点划线所示的值基本相同。因此，在时间t2，第一排气涡轮增压器61能够提供满意的增压特性。
并且，在时间t2及之后，排气通道40中的压力继续上升，充气量和实际扭矩也继续上升，从而在时间t3，该实际扭矩达到目标扭矩。
如此前所述，在本实施方式中，控制单元100构成本发明的切换请求检测单元、燃料量增加单元、气门特性切换单元、排气减压单元、第一排气旁路气门控制单元和第二排气旁路气门控制单元中的每一个。
因此，在本实施方式中，当气门特性是第一气门特性时和当控制单元100检测到由于引擎增加引起的切换至第二气门特性的请求存在时，作为减少引擎1的排气通道40中的压力的减压操作，控制单元100将调节气门68的开度控制成大于选择第一气门特性时的开度(预定开度)。因此，在通过可变气门机构18从第一气门特性切换至第二气门特性期间，有可能减少排气通道40中压力和减小内部EGR量，随之增加充入每个气缸2中的新鲜空气量。另外，只通过将调节气门68从完全关闭位置稍微开启，就有可能大大地减少排气通道40中的压力。因此，当将气门特性从第一气门特性切换至第二气门特性时，可以在较早的时间增加充入气缸2中的新鲜空气量。即使当第一排气涡轮增压器61由于调节气门68的开度增加而再也不能提供满意的增压特性时，因为废气减压气门70的开度没有增加(保持在完全关闭位置)，所以也有可能促进通过第二排气涡轮增压器62的增压过程。
另外，当从切换请求的时间开始已经经过预定时间T时，通过将调节气门68再次设定在完全关闭位置，使得第一排气涡轮增压器61在时间t2能够提供满意的增压特性。
本发明并不局限于上述实施方式，在不背离权利要求的主旨的情况下可以对上述实施方式进行各种变换。
本实施方式仅仅是示意性的，而不是限制发明的范围。本发明的范围通过权利要求进行限定，不脱离权利要求的保护范围情况下进行各种修改和变化都落入本发明的范围。

Claims (5)

1.一种用于控制引擎的引擎控制装置，其特征在于，所述引擎具备将气门特性在第一气门特性和第二气门特性之间能够切换的可变气门机构，其中，按照所述第一气门特性进行以下操作的至少其中之一操作：在进气冲程中的气门开启时间之前，在排气冲程期间预开启进气门的操作；和在所述排气冲程期间开启/关闭排气门之后，在所述进气冲程期间重新开启所述排气门的操作；按照所述第二气门特性，既不执行所述进气门的所述预开启，也不执行所述排气门的所述重新开启，所述引擎控制装置包括：
第一排气涡轮增压器，具有布置在所述引擎的进气通道中的压缩器和布置在所述引擎的排气通道中的涡轮；
第一排气旁路通道，绕开所述第一排气涡轮增压器的所述涡轮；
第一排气旁路气门，布置在所述第一排气旁路通道中；
第一排气旁路气门控制单元，用于控制所述第一排气旁路气门的开度；
切换请求检测单元，当所述可变气门机构的所述气门特性是所述第一气门特性时，检测由于引擎负载的增加而向所述第二气门特性切换的请求是否存在；
燃料量增加单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将供应给所述引擎的燃料量增加至大于所述第一气门特性被选择时的量；以及
气门特性切换单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述可变气门机构的所述气门特性从所述第一气门特性切换至所述第二气门特性；其中，
所述第一排气旁路气门控制单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成大于所述第一气门特性被选择时的开度，并且当从所切换请求的时间经过预定时间时，减小所述第一排气旁路气门的开度。
2.如权利要求1所述的引擎控制装置，其特征在于还包括：
第二排气涡轮增压器，具有压缩器和涡轮，所述压缩器布置在所述进气通道中的所述第一排气涡轮增压器的所述压缩器的上游，所述涡轮布置在所述排气通道中的所述第一排气涡轮增压器的所述涡轮的下游；
第二排气旁路通道，绕开所述第二排气涡轮增压器的所述涡轮；
第二排气旁路气门，布置在所述第二排气旁路通道中；以及
第二排气旁路气门控制单元，用于控制所述第二排气旁路气门的开度；其中，
所述第二排气旁路气门控制单元，当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第二排气旁路气门的所述开度控制成与所述第一气门特性被选择时的开度相同、或者小于所述第一气门特性被选择时的开度。
3.如权利要求1所述的引擎控制装置，其特征在于，所述第一排气旁路气门控制单元，在所述可变气门机构的从所述第一气门特性至所述第二气门特性的切换完成前，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成小于在减压操作期间的所述开度，其中，
所述减压操作期间为：当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成大于所述第一气门特性被选择时的开度的期间。
4.如权利要求2所述的引擎控制装置，其特征在于，所述第一排气旁路气门控制单元，在所述可变气门机构的从所述第一气门特性至所述第二气门特性的切换完成前，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成小于在减压操作期间的所述开度，其中，
所述减压操作期间为：当所述切换请求检测单元检测到所述切换请求存在时，将所述第一排气旁路气门的所述开度控制成大于所述第一气门特性被选择时的开度的期间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的引擎控制装置，其特征在于，所述切换请求检测单元，在对所述引擎的加速请求程度高于预定值时，检测所述切换请求存在。
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