CN104053888B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的内燃机(10)的控制装置具备：涡轮增压器(22)；配置在比涡轮(22b)靠下游侧的排气通路(16)上的排气净化催化剂(38)；及能够对绕过涡轮(22b)的排气旁通通路(40)进行开闭的WGV(42)。在催化剂预热要求时，执行打开WGV(42)且使点火时期延迟的催化剂预热控制。在节流阀(30)对吸入空气量的控制灵敏度高的情况下，在催化剂预热控制的执行中使用节流阀(30)来控制吸入空气量。在上述控制灵敏度低的情况下，在催化剂预热控制的执行中使用WGV(42)来控制吸入空气量。在使用了WGV(42)的吸入空气量控制的执行中，在将WGV开度向关闭侧控制时，增大点火时期的延迟角量。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置，特别涉及带增压器的内燃机的控制装置，该带增压器的内燃机具备涡轮增压器和对绕过该涡轮增压器的涡轮的排气旁通通路进行开闭的废气旁通阀。
背景技术
以往，例如专利文献1中公开了一种具备对绕过涡轮的排气旁通通路进行开闭的废气旁通阀的带涡轮增压器的内燃机的控制装置。在该以往的控制装置中，在冷起动后，为了实现在涡轮的下游侧配置的排气净化催化剂的预热，进行如下的控制。即，上述控制装置在冷起动后内燃机处于空转状态时，执行打开废气旁通阀打开且使点火时期延迟的催化剂预热控制(具体而言，相当于专利文献1中的“上游催化剂预热处理”)。
然而，在高地上，大气压下降。伴随于大气压的下降而空气密度下降时，内燃机产生的转矩下降。因此，在高地上，在上述的催化剂预热控制的执行中为了确保维持空转转速所需的吸入空气量(要求吸入空气量)，要求增大节流阀的开度。其结果是，节流阀的前后的进气压力之差减小。由于这样的理由，在高地上，有时难以在催化剂预热控制的执行中使用节流阀来进行上述要求吸入空气量的调整。
另外，在点火时期延迟的情况下，排气温度升高，因此能够增加对排气净化催化剂投入的排气能量。然而，点火时期的延迟化会导致内燃机的转矩的减少。因此，在高地上，在催化剂预热控制的执行中难以使用节流阀来确保要求吸入空气量时，在维持空转转速的情况优先的情况下，难以使点火时期充分延迟。其结果是，难以较高地维持向排气净化催化剂的投入能量。这样，在上述专利文献1记载的催化剂预热控制中，在大气压低的高地上，可能产生无法使排气净化催化剂充分预热的状况。
需要说明的是，申请人认识到了包含上述的文献在内的以下记载的文献作为与本发明相关联的文献。
在先技术文献
专利文献
专利文献5：日本特开2006-322427号公报
专利文献6：日本特开2004-124745号公报
专利文献7：日本特开2006-152821号公报
专利文献8：日本特开2002-213247号公报
发明内容
本发明为了解决上述那样的课题而作出，目的在于提供一种在具备涡轮增压器和对绕过该涡轮增压器的涡轮的排气旁通通路进行开闭的废气旁通阀的情况下，能够与大气压的高低无关地良好地确保在涡轮的下游侧配置的排气净化催化剂的预热性能的内燃机的控制装置。
本发明的一方式在具备涡轮增压器和配置在比该涡轮增压器的涡轮靠下游侧的排气通路上的排气净化催化剂的内燃机的控制装置中，具备节流阀、点火装置、排气旁通通路、废气旁通阀、催化剂预热执行单元、第一吸入空气量控制单元、第二吸入空气量控制单元、点火时期控制单元。
节流阀调整向所述内燃机吸入的吸入空气量。点火装置为了对所述内燃机的缸内的混合气点火而具备。排气旁通通路在所述涡轮的上游侧从所述排气通路分支，并在所述涡轮与所述排气净化催化剂之间的部位再次与所述排气通路汇合。废气旁通阀能够对所述排气旁通通路进行开闭。催化剂预热执行单元在对所述排气净化催化剂进行预热的催化剂预热要求时，执行打开所述废气旁通阀且使点火时期延迟的催化剂预热控制。第一吸入空气量控制单元在所述节流阀对吸入空气量的控制灵敏度高的情况下，进行使用所述节流阀来控制吸入空气量的第一吸入空气量控制，以在所述催化剂预热控制的执行中得到要求吸入空气量。第二吸入空气量控制单元在所述控制灵敏度低的情况下，进行使用所述废气旁通阀来控制吸入空气量的第二吸入空气量控制，以在所述催化剂预热控制的执行中得到所述要求吸入空气量。点火时期控制单元在所述第二吸入空气量控制的执行中所述废气旁通阀的开度被向关闭侧控制时，增大点火时期的延迟角量。
根据本发明的上述一方式，根据节流阀对吸入空气量的控制灵敏度的高低，将2种吸入空气量控制分开使用。由此，即使在上述控制灵敏度低的情况下，也能够利用废气旁通阀来控制吸入空气量。并且，在第二吸入空气量控制的执行中废气旁通阀的开度被向关闭侧控制时，增大点火时期的延迟角量。由此，能够弥补与关闭废气旁通阀相伴的向排气净化催化剂的投入能量的下降。因此，根据本发明，能够与大气压的高低无关地良好地确保在涡轮的下游侧配置的排气净化催化剂的预热性能。
另外，本发明的上述一方式可以还具备进气旁通通路，该进气旁通通路在所述涡轮增压器的压缩机的上游侧从进气通路分支，在所述压缩机与所述节流阀之间的部位再次与所述进气通路汇合。并且，可以还具备空气旁通阀，该空气旁通阀能够对所述进气旁通通路进行开闭。并且，可以还具备空气旁通阀控制单元，该空气旁通阀控制单元在预测到由所述点火时期控制单元增大的点火时期的延迟角量成为规定值以上时，增大所述空气旁通阀的开度。
通过打开空气旁通阀，从缸内排出的废气量减少。因此，能够减少在排气净化催化剂的预热中放出的排气排放。因此，在通过点火时期的延迟来弥补向排气净化催化剂的投入能量时，能够避免由点火时期的延迟角量的增大引起的燃烧恶化，且能够抑制因点火时期的延迟角量的不足而在预热中排气排放性能发生恶化。
另外，本发明的上述一方式中的所述催化剂预热执行单元可以在所述内燃机的冷起动后的高速空转状态下执行所述催化剂预热控制。并且，所述第一吸入空气量控制单元可以在所述控制灵敏度高的情况下，控制所述节流阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的规定转速所需的所述要求吸入空气量。并且，所述第二吸入空气量控制单元可以在所述控制灵敏度低的情况下，控制所述废气旁通阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的所述规定转速所需的所述要求吸入空气量。
由此，在冷起动后的高速空转状态下，能够与大气压的高低无关地良好地确保在涡轮的下游侧配置的排气净化催化剂的预热性能。
本发明的另一方式在具备涡轮增压器和配置在比该涡轮增压器的涡轮靠下游侧的排气通路上的排气净化催化剂的内燃机的控制装置中，具备节流阀、点火装置、排气旁通通路、废气旁通阀、进气旁通通路、空气旁通阀、催化剂预热执行单元、第一吸入空气量控制单元、第二吸入空气量控制单元、点火时期控制单元。
节流阀调整向所述内燃机吸入的吸入空气量。点火装置为了对所述内燃机的缸内的混合气点火而具备。排气旁通通路在所述涡轮的上游侧从所述排气通路分支，在所述涡轮与所述排气净化催化剂之间的部位再次与所述排气通路汇合。废气旁通阀能够对所述排气旁通通路进行开闭。进气旁通通路在所述涡轮增压器的压缩机的上游侧从进气通路分支，在所述压缩机与所述节流阀之间的部位再次与所述进气通路汇合。空气旁通阀能够对所述进气旁通通路进行开闭。催化剂预热执行单元在对所述排气净化催化剂进行预热的催化剂预热要求时，执行打开所述废气旁通阀且使点火时期延迟的催化剂预热控制。第一吸入空气量控制单元在所述节流阀对吸入空气量的控制灵敏度高的情况下，进行使用所述节流阀来控制吸入空气量的第一吸入空气量控制，以在所述催化剂预热控制的执行中得到要求吸入空气量。第二吸入空气量控制单元在所述控制灵敏度低的情况下，将所述废气旁通阀的开度向关闭侧控制，且进行使用所述空气旁通阀来控制吸入空气量的第二吸入空气量，以在所述催化剂预热控制的执行中得到所述要求吸入空气量。点火时期控制单元在所述第二吸入空气量控制的执行中，对应于被向关闭侧控制的所述废气旁通阀的开度，增大点火时期的延迟角量。
根据本发明的上述另一方式，根据节流阀对吸入空气量的控制灵敏度的高低，将2种吸入空气量控制分开使用。由此，即使在上述控制灵敏度低的情况下，也能够将废气旁通阀关闭且利用空气旁通阀来控制吸入空气量。并且，在第二吸入空气量控制的执行中，对应于被向关闭侧控制的废气旁通阀的开度，增大点火时期的延迟角量。由此，能够弥补与关闭废气旁通阀相伴的向排气净化催化剂的投入能量的下降。因此，根据本发明，能够与大气压的高低无关地良好地确保在涡轮的下游侧配置的排气净化催化剂的预热性能。
另外，本发明的上述另一方式可以还具备空气旁通阀控制单元，该空气旁通阀控制单元在预测到由所述点火时期控制单元增大的点火时期的延迟角量成为规定值以上时，增大所述空气旁通阀的开度。
通过打开空气旁通阀，从缸内排出的废气量减少。因此，能够减少在排气净化催化剂的预热中放出的排气排放。因此，在通过点火时期的延迟来弥补向排气净化催化剂的投入能量时，能够避免由点火时期的延迟角量的增大引起的燃烧恶化，且能够抑制因点火时期的延迟角量的不足而在预热中排气排放性能发生恶化。
另外，本发明的上述另一方式中的所述催化剂预热执行单元可以在所述内燃机的冷起动后的高速空转状态下执行所述催化剂预热控制。并且，所述第一吸入空气量控制单元可以在所述控制灵敏度高的情况下，控制所述节流阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的规定转速所需的所述要求吸入空气量。并且，所述第二吸入空气量控制单元在所述控制灵敏度低的情况下，控制所述空气旁通阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的所述规定转速所需的所述要求吸入空气量。
由此，在冷起动后的高速空转状态下，能够与大气压的高低无关地良好地确保在涡轮的下游侧配置的排气净化催化剂的预热性能。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式1的内燃机的系统结构的示意图。
图2是在本发明的实施方式1中执行的例程的流程图。
图3是在本发明的实施方式2中执行的例程的流程图。
图4是在本发明的实施方式3中执行的例程的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
[系统结构的说明]
图1是用于说明本发明的实施方式1的内燃机10的系统结构的示意图。本实施方式的系统具备火花点火式的内燃机(作为一例为汽油发动机)10。在内燃机10的缸内形成有燃烧室12。在燃烧室12连通有进气通路14及排气通路16。
在进气通路14的入口附近安装有空气滤清器18。在空气滤清器18的下游附近设有输出与向进气通路14吸入的空气的流量对应的信号的空气流量计20。在空气流量计20的下游设有涡轮增压器22的压缩机22a。压缩机22a经由连结轴(图示省略)而与配置在排气通路16上的涡轮22b一体地连结。而且，在进气通路14上连接有用于绕过压缩机22a的进气旁通通路24。在进气旁通通路24的中途配置有用于控制通过进气旁通通路24的空气的流量的空气旁通阀(ABV)26。
在压缩机22a的下游设有对压缩后的空气进行冷却的中间冷却器28。在中间冷却器28的下游设有电子控制式的节流阀30。在节流阀30的上游侧且在压缩机22a(及中间冷却器28)的下游侧的进气通路14上安装有检测该部位的进气压力(节流阀上游压)的节流阀上游压传感器31，在节流阀30的下游侧的进气通路14(进气岐管的集合部(平衡罐部))安装有检测该部位的进气压力(节流阀下游压)的节流阀下游压传感器32。
另外，在内燃机10的各气缸分别设置有用于向缸内喷射燃料的燃料喷射阀34和用于对混合气点火的点火装置36。
在比涡轮22b靠下游侧的排气通路16上配置有用于对废气进行净化的排气净化催化剂(以下，简称为“催化剂”)38。而且，在排气通路16上连接有排气旁通通路40，该排气旁通通路40构成为在比涡轮22b靠上游侧的部位从排气通路16分支，在涡轮22b与催化剂38之间的部位再次与排气通路16汇合。在排气旁通通路40的中途设有能够对排气旁通通路40进行开闭的废气旁通阀(WGV)42。WGV42在此构成为能够通过电动马达(图示省略)调整成任意的开度。
另外，在催化剂38的上游侧的排气通路16上配置有相对于向催化剂38流入的废气的空燃比而发出大致线性的输出的A/F传感器44。在催化剂38的下游侧的排气通路16上配置有O2传感器46，该O2传感器46在从催化剂38流出来的废气相对于理论空燃比为高时产生高输出，而且，在该废气相对于理论空燃比为低时产生低输出。而且，在内燃机10安装有用于检测发动机转速或曲轴角度的曲轴角传感器48。
此外，图1所示的系统具备ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)50。在ECU50上除了连接有上述的空气流量计20、节流阀上游压传感器31、节流阀下游压传感器32、A/F传感器44、O2传感器46及曲轴角传感器48之外，还连接有用于检测发动机冷却水温度的水温传感器52等用于检测内燃机10的运转状态的各种传感器。而且，在ECU50上连接有用于检测搭载内燃机10的车辆的油门踏板的开度(油门开度)的油门开度传感器54。而且，在ECU50上连接有用于控制上述的ABV26、节流阀30、燃料喷射阀34、点火装置36及WGV42等的内燃机10的运转状态的各种促动器。ECU50基于上述的各种传感器的输出，按照规定的程序来使各种促动器工作，由此控制内燃机10的运转状态。
[实施方式1中的特征性的催化剂预热控制]
在具有上述的结构的内燃机10中，在冷起动时等那样催化剂38未达到规定的活性状态的状况下，执行使催化剂38预热的催化剂预热控制以迅速地成为活性状态。本实施方式的催化剂预热控制基本上是打开WGV42且使点火时期延迟的控制。在打开WGV42时，与关闭WGV42时相比，由于涡轮22b对排气能量的回收量减少，因此能够增加对下游侧的催化剂38投入的排气能量。而且，在使点火时期延迟的情况下，排气温度升高，因此能够增加对下游侧的催化剂38投入的排气能量。
另外，作为前提，在以冷状态开始内燃机10的起动时，为了促进包含催化剂38在内的内燃机10的预热，内燃机10被控制成以比通常的空转状态高的转速(以下，将此时的发动机转速称为“高速空转转速”)进行运转的高速空转状态。本实施方式的催化剂预热控制主要在上述的高速空转状态下执行。但是，本催化剂预热控制不是仅在高速空转状态下执行，在高速空转状态下伴随于来自驾驶员的起步要求而以要求的负荷使内燃机10运转的状态下也能执行。
在催化剂预热控制的执行中，基本上是，使用节流阀30来控制吸入空气量，以得到内燃机10所要求的吸入空气量(以下，称为“要求吸入空气量”)。更具体而言，若为内燃机10处于高速空转状态时，则使用节流阀30来控制吸入空气量，以得到维持规定的高速空转转速所需的吸入空气量(相当于这种情况的要求吸入空气量)。根据以上那样的催化剂预热控制，通过向催化剂38投入的排气能量的有意的增加，能够实现催化剂38的预热促进。
然而，在高地上，大气压降低。伴随于大气压的下降而空气密度下降时，内燃机10产生的转矩下降。因此，在高地上，在(包含高速空转状态的情况)催化剂预热控制的执行中为了确保要求吸入空气量，要求增大节流阀30的开度。其结果是，节流阀30的前后的进气压力之差减小。根据这样的理由，在高地上，在催化剂预热控制的执行中难以使用节流阀30进行上述要求吸入空气量的调整。
另外，在使点火时期延迟的情况下，排气温度升高，因此能够增加对催化剂38投入的排气能量。然而，点火时期的延迟化会导致内燃机10的转矩的减少。因此，在高地上，在催化剂预热控制的执行中难以使用节流阀30来确保要求吸入空气量时，在优先确保内燃机10的要求转矩(在高速空转状态下，维持高速空转转速)的情况下，难以使点火时期充分延迟。其结果是，难以较高地维持向催化剂38的投入能量。
因此，在本实施方式中，为了能够与大气压的高低无关地(即，无论是平地还是高地)良好地确保催化剂38的预热性能，除了上述的催化剂预热控制中的基本的控制之外，还根据需要进行如下的控制。
具体而言，在进行催化剂预热控制的情况下，首先，尝试了上述的基本的控制(即，打开WGV42，且使点火时期延迟，并使用节流阀30来控制吸入空气量以得到要求吸入空气量)。在此基础上，根据在大气压的影响下空气密度低的状况，在达到节流阀30对吸入空气量的调整困难的状态(具体而言，在节流阀30的前后的进气压力之差为规定值以下的状态)时，以该状态下的开度将节流阀开度固定。在此基础上，利用WGV42的开度调整来控制吸入空气量以得到要求吸入空气量。并且，这种情况下，为了弥补与WGV42的关闭相伴的向催化剂38的投入能量的下降量，而增大点火时期的延迟角量。
而且，在本实施方式的催化剂预热控制中，在使用了WGV42的吸入空气量的调整中，在进行点火时期的延迟直至设想到由点火时期的延迟引起的燃烧恶化的情况下，以燃烧恶化抑制的观点的极限的延迟角量将点火时期固定，且以满足下述(3)式的关系的方式设定WGV开度。
图2是表示为了实现本发明的实施方式1的催化剂预热控制而ECU50执行的控制例程的流程图。需要说明的是，本例程随着内燃机10的起动而开始，每规定的控制周期反复执行。
在图2所示的例程中，首先，判定是否存在对催化剂38进行预热的催化剂预热要求(步骤100)。具体而言，基于发动机冷却水温度是否为规定值以下，能够判断内燃机10是否处于冷起动后的未预热状态。在本步骤100中，在内燃机10处于未预热状态的情况下，在规定的催化剂预热完成条件不成立时，判定为存在催化剂预热要求。需要说明的是，催化剂预热完成条件的成立的有无例如可以基于内燃机10的起动后的吸入空气量的累计值是否达到用于判断催化剂预热的有无的规定值(预先通过实验等而设定的值)进行判断。
在上述步骤100中判定为存在催化剂预热要求时，依次执行步骤102及104的处理。在步骤102中，为了催化剂38的预热促进而打开WGV42。具体而言，这种情况下的WGV开度相对于未进行催化剂预热控制时的同一运转状态(由吸入空气量和发动机转速规定)下的WGV开度而打开规定开度。作为这样的WGV开度的调整，包含从全闭状态起打开成规定开度的方式、将已经打开的WGV42的开度再打开规定开度的方式。
在步骤104中，为了催化剂38的预热促进而使点火时期延迟。具体而言，这种情况下的点火时期相对于未进行催化剂预热控制时的同一运转状态下的基本点火时期而延迟规定量。需要说明的是，这种情况下的点火时期的延迟角量根据运转状态(例如，根据是空转状态还是内燃机10产生车辆行驶用的转矩的状态)而设为不同的值。
接下来，使用上述的节流阀上游压传感器31及节流阀下游压传感器32，分别检测节流阀上游压及节流阀下游压(步骤106)。
接下来，判定通过节流阀30的调整是否能够确保当前的要求吸入空气量(步骤108)。具体而言，判定在上述步骤106中取得的节流阀上游压与节流阀下游压的差压是否不为规定值以下。在节流阀上游压与节流阀下游压的差压为规定值以下(大致相等)的状态下，难以进行基于节流阀30的吸入空气量的调整。换言之，在此状态下，节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度降低。本步骤108中的差压的规定值是作为用于判断节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度是处于高状态还是处于低状态的阈值而预先设定的值。
在上述步骤108中的判定成立时，即，由于上述差压不是上述规定值以下而判断为节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度处于高状态时，执行步骤110的处理。
当打开WGV42时(WGV开度增大时)，向涡轮22b供给的排气能量减少，因此涡轮转速下降。其结果是，在同一节流阀开度条件下，节流阀上游压下降。因此，在打开WGV42时(WGV开度增大时)，为了维持同一吸入空气量，需要增大节流阀开度。而且，当使点火时期延迟时，内燃机10的转矩下降。因此，为了维持与点火时期的延迟前相同的转矩(若为高速空转状态，则为了维持同一高速空转转速)所需的吸入空气量增多。因此，需要通过增大节流阀开度来增加吸入空气量。接受到这样的要求，在步骤110中，将节流阀开度设定为步骤102及104中的进行了WGV开度和点火时期的控制的状况下用于得到当前的要求吸入空气量的值。
另一方面，在上述步骤108中的判定不成立时，即，因上述差压为上述规定值以下而判断为处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态时，依次执行步骤112以后的处理。在步骤112中，节流阀开度设定为上述差压(节流阀30的前后的进气压力差)成为上述规定值以下时的开度。
接下来，WGV开度设定为在上述步骤112中设定的节流阀开度下能得到当前的要求吸入空气量的开度(步骤114)。具体而言，基于ECU50具备的与运转状态对应的映射(图示省略)，能够取得WGV开度的变化量与增压压力的变化量的关系，根据增压压力的变化量能够取得吸入空气量的变化量。因此，基于上述的映射的关系，能够算出为了得到要求吸入空气量所需的WGV开度。接下来，通过上述步骤114的处理，判定WGV开度是否被变更为关闭侧的开度(步骤116)。其结果是，在本步骤116的判定成立时，接下来，判定是否能够进行规定值以上的点火时期的延迟，换言之，判定是否不会达到燃烧稳定的点火时期的极限值(步骤118)。
在上述步骤118中的判定成立时，点火时期的延迟角量增加(步骤120)。当关闭WGV42时(当减小WGV开度时)，对下游侧的催化剂38投入的排气能量减少。因此，在本步骤120中，为了弥补将WGV42向关闭侧控制所引起的向催化剂38的投入能量的下降量，而增加点火时期的延迟角量。
更具体而言，在本步骤120中，以成为满足如下的(1)式的关系的值(在高速空转状态下，除了满足(1)式之外还同时满足(2)式的关系的值)的方式，按照在上述步骤114中设定的与WGV开度的关系来决定点火时期的延迟角量。
ΔGa1×ΔQsa＝ΔQc1···(1)
ΔGa1＝ΔGa2···(2)
其中，在上述(1)式中，ΔGa1是以在上述步骤114中设定的开度将WGV42关闭由此增加的进气量。ΔQsa是以成为在本步骤120中设定的值的方式增大点火时期的延迟角量时增加的每单位进气量的能量。ΔQc1是以在上述步骤114中设定的开度将WGV42关闭而减少的向催化剂38的投入能量。而且，在上述(2)式中，ΔGa2是以成为在本步骤120中设定的值的方式增大点火时期的延迟角量的状态下维持规定的高速空转转速所需的进气增加量。
上述的ΔGa1、ΔQsa、ΔQc1及ΔGa2例如可以按照如下那样的手法分别算出。即，关于ΔGa1的算出，在预先通过实验等求出WGV开度的变化量与伴随于WGV开度的该变化的增压压力的变化量之间的关系(例如，映射)之后，存储于ECU50。然后，ECU50基于这样的关系，算出与WGV开度的从当前时刻的WGV开度向在上述步骤114中设定的值变化的变化量相对的增压压力的变化量。在此基础上，ECU50基于算出的增压压力的变化量，算出进气增加量ΔGa1。
关于ΔQsa的算出，在预先通过实验等求出点火时期的向延迟侧的变化量与伴随于该变化量的点火时期的延迟的排气温度的变化量ΔT之间的关系(例如，映射)之后，存储于ECU50。ΔQsa可通过将利用这样的关系而算出的排气温度的变化量ΔT乘以每单位质量的废气的比热c而算出。而且，关于ΔQc1的算出，在预先通过实验等求出WGV开度的变化量与伴随WGV开度的该变化的向催化剂38的投入能量的减少量之间的关系(例如，映射)的基础上，存储于ECU50。ΔQc1可通过利用这样的关系而算出。而且，关于ΔGa2的算出，在预先通过实验等求出点火时期的向延迟侧的变化量与在以该变化量使点火时期延迟的状态下维持规定的高速空转转速所需的进气增加量之间的关系(例如，映射)的基础上，存储于ECU50。ΔGa2可通过利用这样的关系而算出。
另一方面，在上述步骤118中的判定不成立时，即，能够判断为会达到燃烧恶化抑制的观点中的点火时期的极限值时，将本次的点火时期的延迟角量设定为燃烧稳定的极限值(步骤122)。在ECU50中，按照与内燃机10的运转状态之间的关系，将这样的点火时期的延迟角量的极限值存储作为映射。
接下来，设定为满足以下的条件的WGV开度(步骤124)。更具体而言，在本步骤124中，以成为满足如下的(3)式的关系的值的方式，按照在上述步骤122中设定的与点火时期的极限延迟角量的关系来决定WGV开度。
ΔGa3×Qsa＝ΔQc2···(3)
其中，在上述(3)式中，ΔGa3是以成为在本步骤124中设定的值的方式将WGV开度关闭时增加的进气量。Qsa是在上述步骤122中设定的点火时期的极限延迟角量下的每单位进气量的能量。ΔQc2是以成为在本步骤124中设定的值的方式将WGV开度关闭时减少的向催化剂38的投入能量。
ΔGa3例如可通过对于ΔGa1而上述的手法算出。Qsa例如可基于按照该Qsa与点火时期的极限延迟角量的关系而预先确定该Qsa的映射算出。ΔQc2例如可通过对于ΔQc1而上述的手法算出。在执行本步骤124的处理时，取代在上述步骤114中设定的WGV开度，使用本步骤124中设定的WGV开度。
根据以上说明的图2所示的例程，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度高的状态的情况下(车辆存在于大气压相对高的平地上的情况下)，打开WGV42，并使点火时期延迟。并且，这种情况下的吸入空气量的调整使用节流阀30进行。另一方面，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下(车辆存在于大气压相对低的高地上的情况下)，在以该状态的值将节流阀开度固定的基础上，通过WGV的开度调整来调整吸入空气量。并且，这种情况下，为了弥补伴随WGV42关闭的向催化剂38的投入能量的下降量，而增大点火时期的延迟角量。
由此，即使在大气压低的高地上，也能够以得到要求吸入空气量的方式确保吸入空气量的控制性，并能够将向催化剂38的投入能量确保为与平地同等。更具体而言，若是冷起动后的高速空转状态的情况，则即使在高地上，也能够维持规定的高速空转转速，并能够将向催化剂38的投入能量确保为与平地同等。如以上那样，根据本实施方式的催化剂预热控制，能够与大气压的高低无关地良好地确保催化剂38的预热性能。
另外，根据上述例程，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下，以满足上述(1)式(在高速空转状态的情况下，以满足上述(1)及(2)式)的关系的方式，设定WGV开度及点火时期的延迟角量。即，通过利用上述(1)式的关系，考虑将WGV42关闭引起的进气增加量ΔGa1、增大点火时期的延迟角量引起的每单位进气量的能量的增加量ΔQsa、及将WGV42关闭引起的催化剂投入能量的减少量ΔQc1之间的关系，来设定WGV开度及点火时期的延迟角量。而且，在高速空转状态的情况下，除了上述(1)式之外还利用上述(2)式的关系，由此，考虑上述ΔGa1与在增大点火时期的延迟角量的状态下维持规定的高速空转转速所需的进气增加量ΔGa2之间的关系，来设定WGV开度及点火时期的延迟角量。由此，能够与大气压的高低无关地将向催化剂38的投入能量确保为同等，并能够保证内燃机10的运转性能。
而且，根据上述例程，在进行点火时期的延迟直至设想到点火时期的延迟引起的燃烧恶化的情况(上述步骤118的判定不成立的情况)下，在点火时期以极限的延迟角量固定的状态下，以满足上述(3)式的关系的方式设定WGV开度。即，通过利用上述(3)式的关系，考虑将WGV42关闭引起的进气增加量ΔGa3、在设定的点火时期的极限延迟角量下的每单位进气量的能量的增加量Qsa、及将WGV42关闭引起的催化剂投入能量的减少量ΔQc2之间的关系，来设定WGV开度。由此，能够与大气压的高低无关地、不损害燃烧稳定性地、良好地确保向催化剂38的投入能量。
另外，在上述的实施方式1中，在进行点火时期的延迟直至设想到点火时期的延迟引起的燃烧恶化的情况(在上述步骤118的判定不成立的情况)下，在点火时期以极限的延迟角量固定的状态下，以满足上述(3)式的关系的方式设定WGV开度。然而，在这样的情况进行的基础上优选的WGV开度的设定手法并不局限于上述的情况，例如，也可以是以下那样的情况。
即，在进行点火时期的延迟直至设想到点火时期的延迟引起的燃烧恶化的情况下，在点火时期以极限的延迟角量固定的状态下，可以一边将WGV开度打开，一边进行吸入空气量的调整。更具体而言，以成为满足如下的(4)式的关系的值的方式，按照与在上述步骤122中设定的点火时期的极限延迟角量的关系来决定WGV开度。
ΔGa4×Qsa＝ΔQc3···(4)
其中，在上述(4)式中，ΔGa4是以成为这种情况下设定的值的方式打开WGV开度时减少的进气量。Qsa是上述那样的值。ΔQc3是以成为这种情况下设定的值的方式打开WGV开度时增加的向催化剂38的投入能量。需要说明的是，ΔGa4例如可通过与对于ΔGa1上述的手法相同的手法算出。ΔQc3例如可通过与对于ΔQc1上述的手法相同的手法算出。
根据这样的手法，能够与大气压的高低无关地、不会损害燃烧稳定性地、良好地确保向催化剂38的投入能量。而且，根据本手法，因打开WGV42而吸入空气量减少，因此若为高速空转状态，则高速空转转速下降，但是从各气缸内排出的废气量减少。因此，在催化剂38的预热中能够减少排气排放。因此，在通过点火时期的延迟来弥补向催化剂38的投入能量时，能够抑制因点火时期的延迟角量的不足而在预热中排气排放性能恶化的情况。
需要说明的是，在上述的实施方式1中，ECU50通过执行上述步骤102及104的处理而实现了本发明的上述一方式中的“催化剂预热执行单元”，ECU50通过在上述步骤108的判定成立时执行上述步骤110的处理而实现了本发明的上述一方式中的“第一吸入空气量控制单元”，ECU50通过在上述步骤108的判定不成立时执行上述步骤114的处理而实现了本发明的上述一方式中的“第二吸入空气量控制单元”，ECU50通过在上述步骤116及118的判定成立时执行上述步骤120的处理而实现了本发明的上述一方式中的“点火时期控制单元”。
实施方式2.
接下来，参照图3，说明本发明的实施方式2。
本实施方式的系统可通过使用图1所示的硬件结构，取代图2所示的例程而使ECU50执行后述的图3所示的例程来实现。
在上述的实施方式1中，在作出催化剂预热要求时节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的情况下，在将节流阀开度保持为恒定的状态下，通过WGV42的开度调整来调整吸入空气量。相对于此，在本实施方式的催化剂预热控制中，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下，以该状态的开度使节流阀开度恒定，并使WGV42为全闭。在此基础上，在这种情况下，利用ABV26的开度调整来调整吸入空气量，以得到要求吸入空气量。而且，在这种情况下，为了弥补伴随于WGV42为全闭的向催化剂38的投入能量的下降量，也增大点火时期的延迟角量。
此外，在本实施方式的催化剂预热控制中，在使用了ABV26的吸入空气量的调整中预测到点火时期的延迟角量成为规定值以上时，将点火时期的延迟角量固定，并将ABV26的开度设定为打开侧的开度。
图3是表示为了实现本发明的实施方式2中的催化剂预热控制而ECU50执行的控制例程的流程图。需要说明的是，在图3中，对于与实施方式1中的图2所示的步骤相同的步骤，标注同一标号而省略或简化其说明。
在图3所示的例程中，与上述图2所示的例程同样，也在步骤108的判定不成立的情况下(即，处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下)，将节流阀开度设定为上述差压(节流阀30的前后的进气压力差)成为上述步骤108中的规定值以下时的开度。
在此基础上，在图3所示的例程中，接下来，将WGV开度设定为全闭(步骤200)。接下来，将ABV开度设定为在上述步骤112及200中设定的节流阀开度及WGV开度下能得到当前的要求吸入空气量的开度(步骤202)。在进行增压的状态下，当打开ABV26时，在压缩机22a的下游侧流动的进气的一部分经由进气旁通通路24而返回压缩机22a的上游侧。由此，增压压力下降。因此，通过将ABV开度调整成打开侧的开度，增压压力下降，因此能够减少吸入空气量，反之，通过将ABV开度调整成关闭侧的开度，增压压力升高，因此能够增加吸入空气量。具体而言，基于ECU50具备的与运转状态对应的映射(图示省略)，能够取得ABV开度的变化量与增压压力的变化量之间的关系，根据增压压力的变化量能够取得吸入空气量的变化量。因此，基于上述的映射的关系，能够算出为了得到要求吸入空气量所需的ABV开度。
接下来，判定是否预测到点火时期的延迟角量成为规定值以上(步骤204)。在本实施方式的催化剂预热控制中，在节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状况下如上述步骤200那样将WGV开度设定为全闭的情况下，为了弥补伴随于此的向催化剂38的投入能量的下降量，通过后述的步骤206的处理，点火时期的延迟角量逐渐(每次规定量)增大。作为本步骤204中的规定值的一例，在此，使用燃烧恶化抑制的观点中的点火时期的延迟角量的极限值。即，在本步骤204中，当将上述目的的点火时期的延迟进一步进行规定量时，判断点火时期的延迟角量是否达到燃烧恶化抑制的观点中的极限延迟角量。
在上述步骤204的判定不成立的情况下，即，在能够判断为相对于极限延迟角量而点火时期的延迟角量还有富余量的情况下，使点火时期延迟规定量(步骤206)。需要说明的是，本步骤206的处理中的点火时期的延迟角量的最终的目标值是与WGV42对应的值。具体而言，在本实施方式的情况下，为了弥补因在上述步骤200中使WGV42全闭而下降的向催化剂38的投入能量所需的点火时期的延迟角量与之相当。另一方面，在上述步骤204的判定成立的情况下，即，在进行本次规定量的点火时期的延迟时判定为达到极限延迟角量的情况下，以当前的延迟角量将点火时期固定(步骤208)。在此基础上，以打开规定开度的方式设定ABV开度(步骤210)。
根据以上说明的图3所示的例程，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度高的状态的情况下，执行与上述图2所示的例程同样的控制。另一方面，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下，将节流阀开度固定，且将WGV开度设定为全闭，在此基础上，通过ABV26的开度调整来调整吸入空气量。并且，这种情况下，为了弥补伴随于WGV42关闭的向催化剂38的投入能量的下降量，而增大点火时期的延迟角量。
根据通过上述例程实现的本实施方式的催化剂预热控制，也能够与大气压的高低无关地，以得到要求吸入空气量的方式确保吸入空气量的控制性，并将向催化剂38的投入能量确保为同等。更具体而言，若为冷起动后的高速空转状态的情况，则能够与大气压的高低无关地，维持规定的高速空转转速，并将向催化剂38的投入能量确保为同等。因此，根据本催化剂预热控制，能够与大气压的高低无关地良好地确保催化剂38的预热性能。
另外，在使用WGV的开口部面积大的涡轮增压器的情况下，如上述的实施方式1的手法那样使用WGV开度来控制吸入空气量时，通过WGV的空气流量的控制分辨能力降低。因此，因增压压力的控制性不良而可能难以进行吸入空气量的调整。相对于此，如本实施方式的手法那样在节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低时，使用ABV26来调整吸入空气量，由此能够与大气压的高低无关地，高精度地调整吸入空气量，并将向催化剂38的投入能量确保为同等。
另外，根据上述例程，在预测到用于弥补WGV开度为全闭引起的向催化剂38的投入能量的下降的点火时期的延迟角量成为规定值以上的情况下，在以本预测时的延迟角量将点火时期固定的基础上，打开ABV26。若假设如上述那样将WGV42关闭(在本实施方式中为全闭)时未能确保充分的点火时期的延迟角量，则催化剂38的预热性能下降，催化剂38的净化能力可能会下降。相对于此，根据这样的本例程的处理，通过打开ABV26而吸入空气量减少，因此若为高速空转状态，则高速空转转速下降，但是从各气缸内排出的废气量减少。因此，能够减少在催化剂38的预热中放出的排气排放。因此，在通过点火时期的延迟来弥补向催化剂38的投入能量时，能够抑制因点火时期的延迟角量的不足而在预热中排气排放性能恶化的情况。
此外，根据上述例程，在事先预测到向燃烧恶化抑制的观点中的点火时期的极限延迟角量的到达的基础上，执行ABV26的控制。由此，能够更可靠地避免点火时期的延迟角量的增大引起的燃烧恶化，并能够抑制因点火时期的延迟角量的不足而在预热中排气排放性能恶化的情况。
然而，在上述的实施方式2中，在节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下，将WGV42控制为全闭。然而，在这样的情况下控制的WGV开度只要是关闭侧的开度即可，不必局限于全闭，例如，可以是全闭附近的规定开度。
需要说明的是，在上述的实施方式2中，ECU50通过执行上述步骤102及104的处理而实现了本发明的上述另一方式中的“催化剂预热执行单元”，ECU50通过在上述步骤108的判定成立时执行上述步骤110的处理而实现了本发明的上述另一方式中的“第一吸入空气量控制单元”，ECU50通过在上述步骤108的判定不成立时执行上述步骤200及202的处理而实现了本发明的上述另一方式中的“第二吸入空气量控制单元”，ECU50通过在上述步骤204的判定不成立时执行上述步骤206的处理而实现了本发明的上述另一方式中的“点火时期控制单元”。
另外，在上述的实施方式2中，ECU50通过在上述步骤204的判定成立时执行上述步骤210的处理而实现了本发明的上述另一方式中的“空气旁通阀控制单元”。
实施方式3.
本实施方式的系统可通过使用图1所示的硬件结构，取代图2所示的例程，使ECU50执行后述的图4所示的例程来实现。
图4是表示为了实现本发明的实施方式3中的催化剂预热控制而ECU50执行的控制例程的流程图。需要说明的是，在图4中，对于与实施方式1及2中的图2及3所示的步骤相同的步骤，标注同一标号而省略或简化其说明。
如图4所示，本例程的处理是将图2所示的例程和图3所示的例程组合后的处理。即，在作出催化剂预热要求时节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度高的状态下执行的处理与上述图2及3所示的例程相同。另一方面，在作出催化剂预热要求时处于节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度低的状态的情况下，与上述图2所示的例程同样，在将节流阀开度保持为恒定的状态下，通过WGV42的开度调整来调整吸入空气量。
在此基础上，在本实施方式的催化剂预热控制中，在使用了WGV42的吸入空气量的调整中未预测到点火时期的延迟角量达到燃烧恶化抑制的观点中的点火时期的延迟角量的极限值的情况下，以将WGV开度向关闭侧控制为条件(步骤116)来增加点火时期的延迟角量(步骤120)。另一方面，在上述的预测成立的情况下，在通过上述步骤208的处理将点火时期的延迟角量固定的基础上，通过上述步骤210的处理而将ABV26的开度设定为打开侧的开度。
根据通过以上说明的图4所示的例程而实现的本实施方式的催化剂预热控制，能够与大气压的高低无关地良好地确保催化剂38的预热性能。并且，根据本催化剂预热控制中的ABV26的控制，也能够在通过点火时期的延迟来弥补因WGV42关闭而减少的向催化剂38的投入能量时抑制因点火时期的延迟角量的不足而排气排放性能恶化的情况。
需要说明的是，在上述的实施方式3中，ECU50通过在上述步骤204的判定成立时执行上述步骤210的处理而实现了本发明的上述一方式中的“空气旁通阀控制单元”。
另外，在上述的实施方式1至3中，基于节流阀上游压与节流阀下游压的差压是否不为规定值以下，来判断节流阀30对吸入空气量的控制灵敏度是处于高的状态还是处于低的状态。然而，这样的控制灵敏度的高低的判断并不限定为上述的手法。即，例如，在具备大气压传感器的基础上，可以根据由该大气压传感器检测到的大气压来判断上述控制灵敏度的高低。
标号说明
10内燃机
12燃烧室
14进气通路
16排气通路
18空气滤清器
20空气流量计
22涡轮增压器
22a涡轮增压器的压缩机
22b涡轮增压器的涡轮
24进气旁通通路
26空气旁通阀(ABV)
28中间冷却器
30节流阀
31节流阀上游压传感器
32节流阀下游压传感器
34燃料喷射阀
36点火装置
38排气净化催化剂
40排气旁通通路
42废气旁通阀(WGV)
44A/F传感器
46O2传感器
48曲轴角传感器
50ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)
52水温传感器
54油门开度传感器

Claims (9)

1.一种内燃机的控制装置，该内燃机具备涡轮增压器和配置在比该涡轮增压器的涡轮靠下游侧的排气通路上的排气净化催化剂，
所述内燃机的控制装置的特征在于，具备：
节流阀，调整向所述内燃机吸入的吸入空气量；
点火装置，用于对所述内燃机的缸内的混合气点火；
排气旁通通路，在所述涡轮的上游侧从所述排气通路分支，并在所述涡轮与所述排气净化催化剂之间的部位再次与所述排气通路汇合；
废气旁通阀，能够对所述排气旁通通路进行开闭；
催化剂预热执行单元，在对所述排气净化催化剂进行预热的催化剂预热要求时，执行打开所述废气旁通阀且使点火时期延迟的催化剂预热控制；以及
促动器变更单元，根据所述催化剂预热控制的执行中的所述节流阀的上游压力与下游压力的差压是否为规定值以下，变更吸入空气量控制促动器，该吸入空气量控制促动器是为了在所述催化剂预热控制的执行中得到要求吸入空气量而使用的，
所述促动器变更单元在所述差压不为所述规定值以下时，选择所述节流阀作为所述吸入空气量控制促动器，而在所述差压为所述规定值以下时，选择所述废气旁通阀作为所述吸入空气量控制促动器，
所述内燃机的控制装置还具备点火时期控制单元，在废气旁通阀被选择作为所述吸入空气量控制促动器的情况下所述废气旁通阀的开度被向关闭侧控制时，该点火时期控制单元增大点火时期的延迟角量。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，还具备：
进气旁通通路，在所述涡轮增压器的压缩机的上游侧从进气通路分支，并在所述压缩机与所述节流阀之间的部位再次与所述进气通路汇合；
空气旁通阀，能够对所述进气旁通通路进行开闭；以及
空气旁通阀控制单元，在预测到由所述点火时期控制单元增大的点火时期的延迟角量成为规定值以上时，增大所述空气旁通阀的开度。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述催化剂预热执行单元在所述内燃机的冷起动后的高速空转状态下执行所述催化剂预热控制，
在所述差压不为所述规定值以下时，控制所述节流阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的规定转速所需的所述要求吸入空气量，而在所述差压为所述规定值以下时，控制所述废气旁通阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的所述规定转速所需的所述要求吸入空气量。
4.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述催化剂预热执行单元在所述内燃机的冷起动后的高速空转状态下执行所述催化剂预热控制，
在所述差压不为所述规定值以下时，控制所述节流阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的规定转速所需的所述要求吸入空气量，而在所述差压为所述规定值以下时，控制所述废气旁通阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的所述规定转速所需的所述要求吸入空气量。
5.一种内燃机的控制装置，该内燃机具备涡轮增压器和配置在比该涡轮增压器的涡轮靠下游侧的排气通路上的排气净化催化剂，
所述内燃机的控制装置的特征在于，具备：
节流阀，调整向所述内燃机吸入的吸入空气量；
点火装置，用于对所述内燃机的缸内的混合气点火；
排气旁通通路，在所述涡轮的上游侧从所述排气通路分支，并在所述涡轮与所述排气净化催化剂之间的部位再次与所述排气通路汇合；
废气旁通阀，能够对所述排气旁通通路进行开闭；
进气旁通通路，在所述涡轮增压器的压缩机的上游侧从进气通路分支，并在所述压缩机与所述节流阀之间的部位再次与所述进气通路汇合；
空气旁通阀，能够对所述进气旁通通路进行开闭；
催化剂预热执行单元，在对所述排气净化催化剂进行预热的催化剂预热要求时，执行打开所述废气旁通阀且使点火时期延迟的催化剂预热控制；以及
促动器变更单元，根据所述催化剂预热控制的执行中的所述节流阀的上游压力与下游压力的差压是否为规定值以下，变更吸入空气量控制促动器，该吸入空气量控制促动器是为了在所述催化剂预热控制的执行中得到要求吸入空气量而使用的，
所述促动器变更单元在所述差压不为所述规定值以下时，选择所述节流阀作为所述吸入空气量控制促动器，而在所述差压为所述规定值以下时，选择所述空气旁通阀作为所述吸入空气量控制促动器，
所述内燃机的控制装置还具备：
废气旁通阀控制单元，在所述空气旁通阀被选择作为所述吸入空气量控制促动器时，将所述废气旁通阀的开度向关闭侧控制；以及
点火时期控制单元，在所述空气旁通阀被选择作为所述吸入空气量控制促动器时，对应于被向关闭侧控制的所述废气旁通阀的开度，增大点火时期的延迟角量。
6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
还具备空气旁通阀控制单元，该空气旁通阀控制单元在预测到由所述点火时期控制单元增大的点火时期的延迟角量成为规定值以上时，增大所述空气旁通阀的开度。
7.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述催化剂预热执行单元在所述内燃机的冷起动后的高速空转状态下执行所述催化剂预热控制，
在所述差压不为所述规定值以下时，控制所述节流阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的规定转速所需的所述要求吸入空气量，而在所述差压为所述规定值以下时，控制所述空气旁通阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的所述规定转速所需的所述要求吸入空气量。
8.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述催化剂预热执行单元在所述内燃机的冷起动后的高速空转状态下执行所述催化剂预热控制，
在所述差压不为所述规定值以下时，控制所述节流阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的规定转速所需的所述要求吸入空气量，而在所述差压为所述规定值以下时，控制所述空气旁通阀以得到将发动机转速维持为所述高速空转时的所述规定转速所需的所述要求吸入空气量。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
还具备节流阀开度设定单元，在所述差压成为所述规定值以下的情况下，该节流阀开度设定单元将所述节流阀的开度设定为该差压成为该规定值以下时的开度。
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2749752A4 (en) * 2011-08-23 2015-11-04 Toyota Motor Co Ltd DEVICE FOR MANAGING A TURBOCHARGER INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2013118263A1 (ja) * 2012-02-08 2013-08-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6112299B2 (ja) * 2013-06-14 2017-04-12 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP6191311B2 (ja) * 2013-07-26 2017-09-06 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
MX349790B (es) * 2013-10-18 2017-08-11 Nissan Motor Estructura de trayectoria de admisión de aire para motor de combustión interna.
US20150300281A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Caterpillar Inc. Intake Pressure Control Strategy In Gaseous Fuel Internal Combustion Engine
US9684293B2 (en) * 2014-08-20 2017-06-20 Brt, Llc Refrigerant relief valve monitoring system and method
US20160215685A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 General Electric Company Systems and methods for control of turbocharger wastegate
JP6104964B2 (ja) * 2015-02-27 2017-03-29 三菱重工業株式会社 エンジンの起動装置、起動方法、起動装置を備えた船舶
CN104847537B (zh) * 2015-04-10 2017-07-04 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 一种发动机进排气控制系统及控制方法
US10385794B2 (en) * 2015-09-24 2019-08-20 Ai Alpine Us Bidco Inc. Method and engine controller for diagnosing waste gate valve malfunction and related power generation system
CN105484880A (zh) * 2015-12-09 2016-04-13 荣文光 涡轮增压发动机涡轮滞后解决方案
CN105386908A (zh) * 2015-12-09 2016-03-09 重庆小康工业集团股份有限公司 发动机进气系统
WO2017109959A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機付きエンジン
WO2017126277A1 (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 日産自動車株式会社 ウェストゲートバルブの制御方法および制御装置
CN105486640B (zh) * 2016-01-26 2018-04-24 大唐珲春发电厂 空气增压净化调整器
JP6332299B2 (ja) * 2016-02-12 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
RU2623598C1 (ru) * 2016-06-27 2017-06-28 Никишин ГмбХ Устройство управления двигателем внутреннего сгорания
JP2018003754A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6477638B2 (ja) * 2016-09-14 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 熱、水素生成装置
DE102016011305B3 (de) * 2016-09-19 2018-02-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh Regelverfahren für eine aufgeladene Brennkraftmaschine
RU2636362C1 (ru) 2016-11-22 2017-11-22 Никишин ГмбХ Устройство управляемого турбонаддува двигателя внутреннего сгорания
MX2019007993A (es) * 2017-01-16 2019-09-06 Nissan Motor Metodo para controlar motor de combustion interna y dispositivo para controlar motor de combustion interna.
US10920661B2 (en) * 2017-09-06 2021-02-16 Superturbo Technologies, Inc. Turbine bypass for engine with driven turbocharger
JP6661593B2 (ja) * 2017-12-05 2020-03-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP7207115B2 (ja) * 2019-04-09 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP7289599B2 (ja) * 2019-10-31 2023-06-12 ダイハツ工業株式会社 触媒暖機制御装置
WO2023007530A1 (ja) * 2021-07-26 2023-02-02 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒暖機制御方法および装置
JP2023091576A (ja) * 2021-12-20 2023-06-30 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置
JP2023094740A (ja) * 2021-12-24 2023-07-06 株式会社クボタ 火花点火式エンジン
CN114483347B (zh) * 2022-01-21 2023-03-28 奇瑞汽车股份有限公司 汽车的排放控制方法、装置及计算机存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101387230A (zh) * 2007-07-23 2009-03-18 株式会社电装 用于内燃机的控制器

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5716225A (en) * 1980-07-04 1982-01-27 Hitachi Ltd Internal combustion engine with supercharger
US6161384A (en) * 1994-05-02 2000-12-19 Waukesha Engine Division, Dresser Equipment Group, Inc. Turbocharger control management system throttle reserve control
US5551236A (en) * 1994-05-02 1996-09-03 Dresser Industries, Inc. Turbocharger control management system
JPH11132033A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Fuji Heavy Ind Ltd ターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置
JP2002213247A (ja) 2001-01-18 2002-07-31 Suzuki Motor Corp 内燃機関の過給圧制御装置
JP2004124745A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Mazda Motor Corp ターボ過給機付エンジン
US7273046B2 (en) 2004-07-09 2007-09-25 Denso Corporation Air-fuel ratio controller for internal combustion engine and diagnosis apparatus for intake sensors
JP2006152821A (ja) 2004-11-25 2006-06-15 Denso Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP4395099B2 (ja) 2005-05-20 2010-01-06 トヨタ自動車株式会社 過給機付き内燃機関の制御装置
JP4406384B2 (ja) * 2005-06-13 2010-01-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US7159568B1 (en) * 2005-11-30 2007-01-09 Ford Global Technologies, Llc System and method for engine starting
JP4577656B2 (ja) * 2006-02-15 2010-11-10 株式会社デンソー 過給機付き内燃機関の制御装置
JP4253339B2 (ja) * 2006-09-21 2009-04-08 株式会社日立製作所 内燃機関の制御装置
JP2008190342A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置
US8001778B2 (en) * 2007-09-25 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Turbocharged engine control operation with adjustable compressor bypass
JP4525735B2 (ja) * 2007-11-06 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 過給機付きディーゼル機関のスロットル制御装置
DE102008011415B3 (de) * 2008-02-27 2009-08-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
JP2010209735A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2010236358A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Denso Corp ガスセンサの信号処理装置
JP5143170B2 (ja) * 2010-03-17 2013-02-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御方法
JP5370274B2 (ja) * 2010-05-31 2013-12-18 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
JP5986736B2 (ja) * 2011-11-16 2016-09-06 三菱重工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP5825994B2 (ja) * 2011-11-25 2015-12-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
WO2013118263A1 (ja) 2012-02-08 2013-08-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101387230A (zh) * 2007-07-23 2009-03-18 株式会社电装 用于内燃机的控制器

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