CN108019261B - 排气装置的预热系统 - Google Patents

Abstract

一种排气装置的预热系统，具备排气装置和电子控制单元，所述排气装置具有：具备涡轮的增压器、比涡轮靠下游的第一排气净化催化剂、绕过涡轮的旁通通路以及调整涡轮流入排气流量的调整部，所述电子控制单元构成为，使用调整部以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行第一排气净化催化剂的预热，所述电子控制单元构成为，在第一排气净化催化剂的预热完成后，以所述第一排气净化催化剂的预热完成状态被维持的方式，使用调整部将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机的运转状态相同的情况下的预热后流量少的流量，由此进行涡轮的预热。

Description

排气装置的预热系统

技术领域

本发明涉及在增压器的涡轮的下游设有排气净化催化剂的排气装置的预热系统。

背景技术

在增压器的涡轮的下游设有排气净化催化剂的排气装置中，由于涡轮的热容量大从而有排气净化催化剂的预热性恶化的倾向。

因此，已知有如下技术：在具备增压器、绕过增压器的涡轮的旁通通路以及设置于旁通通路的废气旁通阀的内燃机中，在冷起动时打开废气旁通阀导通旁通通路。在所述技术中，若在冷起动时导通旁通通路，则排气的一部分会通过旁通通路而向排气净化催化剂流入，从而可实现所述排气净化催化剂的预热。

另外，在日本特开2001-050038中公开了如下构成：在具备增压器和绕过增压器的涡轮的旁通通路的内燃机中，在旁通通路与排气通路的合流部设有排气通路切换阀。并且，在日本特开2001-050038所记载的技术中，当设置于比切换阀靠下游侧的排气通路的排气净化催化剂处于非活性时，控制排气通路切换阀以使涡轮侧的排气通路成为完全关闭并且旁通通路成为完全打开，从而几乎全部的排气通过旁通通路而向排气净化催化剂流入。

发明内容

在具备增压器、旁通通路以及废气旁通阀的相关技术的内燃机中，虽然有排气通过旁通通路，但是也存在通过增压器的涡轮而向排气净化催化剂流入的排气。此时，在通过涡轮而向排气净化催化剂流入的排气中，以向热容量大的涡轮散热为起因，有可能在所述排气流入排气净化催化剂之前，所述排气的热能减少，因此，排气净化催化剂的预热性有可能恶化。

与此相对，在设有排气通路切换阀的相关技术(日本特开2001-050038)中，在排气净化催化剂处于非活性时，排气不流向涡轮侧的排气通路，因此，以向涡轮的散热为起因的排气净化催化剂的预热性的恶化有被抑制的倾向。另一方面，此时，涡轮以及涡轮侧的排气通路有保持冷状态的倾向。并且，在所述相关技术中，当排气净化催化剂的预热完成时控制排气通路切换阀以使得涡轮侧的排气通路成为完全打开，从而几乎全部的排气通过所述通路而向排气净化催化剂流入。此时，以向有保持冷状态的倾向的涡轮以及涡轮侧的排气通路的散热为起因，向排气净化催化剂流入的排气的温度有可能下降为低于之前的温度。其结果，预热过一次的排气净化催化剂的温度有可能下降为低于所述排气净化催化剂的活性化温度，所述排气净化催化剂的排气净化能力有可能下降。

本发明通过适当地预热排气装置来抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

本发明的一技术方案的排气装置的预热系统具备排气装置和电子控制单元，所述排气装置具有：增压器，其具备设置于内燃机的排气通路的涡轮；第一排气净化催化剂，其设置于比所述涡轮靠下游的所述排气通路；旁通通路，其从比所述涡轮靠上游的所述排气通路分支，绕过所述涡轮而与比所述第一排气净化催化剂靠上游的所述排气通路合流；以及调整部，其通过变更向所述涡轮流入的排气的流量即涡轮流入排气流量与向所述旁通通路流入的排气的流量的比例来调整所述涡轮流入排气流量，所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂以及所述涡轮的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量。所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂的温度低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用所述调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第一排气净化催化剂的预热，所述电子控制单元构成为，在通过所述电子控制单元实现的所述第一排气净化催化剂的预热完成后，以所述第一排气净化催化剂的预热完成状态被维持的方式，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即所述内燃机的运转状态相同的情况下的所述预热后流量少的流量，由此进行所述涡轮的预热。

根据本发明的技术方案，排气装置的预热系统通过控制涡轮流入排气流量，能够在维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的同时进行涡轮的预热，因此，能够抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

另外，在本发明的技术方案中，也可以是，所述电子控制单元基于所述第一排气净化催化剂的温度和涡轮通过后排气温度来控制所述涡轮流入排气流量，所述涡轮通过后排气温度是通过了所述涡轮但与通过了所述旁通通路的排气合流之前的所述涡轮通过后排气的温度，在将所述涡轮流入排气流量控制成比所述相同情况即所述内燃机的运转状态相同的情况下的所述预热后流量少的流量时，所述第一排气净化催化剂的温度越低，或者所述涡轮通过后排气温度越低，则使所述涡轮流入排气流量越少。

根据本发明的技术方案，排气装置的预热系统通过控制进行涡轮的预热时的涡轮流入排气流量，能够在维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的同时尽可能快速地完成涡轮的预热。根据前面所述，能够适当地预热排气装置而更适当地抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

另外，在本发明的技术方案中，所述排气装置也可以还具有设置于比所述第一排气净化催化剂靠下游的所述排气通路的第二排气净化催化剂。所述电子控制单元也可以构成为，在所述第一排气净化催化剂、所述涡轮以及所述第二排气净化催化剂的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量。并且，所述电子控制单元也可以构成为，在所述涡轮的预热完成后且所述第二排气净化催化剂的温度低于所述第二排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用所述调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第二排气净化催化剂的预热。

根据本发明的技术方案，排气装置的预热系统通过控制涡轮流入排气流量，能够较早地完成通过电子控制单元实现的第二排气净化催化剂的预热。根据前面所述，能够适当地预热排气装置而抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

另外，在本发明的技术方案中，所述排气通路也可以包括从分支有所述旁通通路的分支部经过所述涡轮的涡轮侧排气通路。所述调整部也可以包括第1阀和第2阀，所述第1阀设置于所述涡轮侧排气通路中的所述分支部与所述涡轮之间的通路，对向所述涡轮流入的排气流量进行调整，所述第2阀设置于所述旁通通路，对在所述旁通通路流动的排气的流量进行调整。

另外，在本发明的技术方案中，所述排气通路也可以包括从分支有所述旁通通路的分支部经过所述涡轮的涡轮侧排气通路。所述调整部也可以包括设置于所述涡轮侧排气通路与所述旁通通路的合流部的分配阀。

根据本发明的技术方案，能够通过适当地预热排气装置来抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是示出本发明的实施例1的内燃机和所述内燃机的进气/排气系统的概略构成的图。

图2是示出在第一排气净化催化剂的预热完成后，标准流量的排气立即通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入的情况下的第一催化剂温度、涡轮通过后排气温度、TBV开度、WGV开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。

图3是示出本发明的实施例1中的第一催化剂温度、涡轮通过后排气温度、TBV开度、WGV开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。

图4是示出本发明的实施例1中的、第二预热控制下的TBV开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系的图。

图5是示出在本发明的实施例1的排气装置的预热系统中所执行的控制流程的流程图。

图6是示出本发明的实施例1的变形例的内燃机和所述内燃机的进气/排气系统的概略构成的图。

图7A是示出控制本发明的实施例1的变形例的分配阀以将排气导入涡轮侧排气通路的状态的图。

图7B是示出控制本发明的实施例1的变形例的分配阀以将排气导入旁通通路的状态的图。

图7C是示出控制本发明的实施例1的变形例的分配阀以将排气导入涡轮侧排气通路与旁通通路双方的状态的图。

图8是示出本发明的实施例1的变形例中的第一催化剂温度、涡轮通过后排气温度、涡轮侧排气通路开度、旁通通路开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。

图9是示出在本发明的实施例1的变形例的排气装置的预热系统中所执行的控制流程的流程图。

图10是示出本发明的实施例2的内燃机和所述内燃机的进气/排气系统的概略构成的图。

图11是示出本发明的实施例2中的第一催化剂温度、第二催化剂温度、涡轮通过后排气温度、TBV开度、WGV开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。

图12是示出在本发明的实施例2的排气装置的预热系统中所执行的控制流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，基于实施例对用于实施本发明的方式例示性地进行详细说明。不过，关于实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，除非进行特别记载，否则本发明的范围不限于此。

<实施例1>

以下，使用附图对本发明的第1实施例进行说明。图1是示出本实施例的内燃机和所述内燃机的进气/排气系统的概略构成的图。图1所示的内燃机1是具备包括四个汽缸2的汽缸组的火花点火式内燃机(汽油发动机)。在内燃机1设有向各进气口喷射燃料的燃料喷射阀3。此外，燃料喷射阀3也可以构成为直接向各汽缸2内喷射燃料。另外，在各汽缸2安装有用于对缸内的混合气进行点火的未图示的火花塞。

内燃机1与进气歧管40以及排气歧管50连接。在进气歧管40连接有进气通路4。在所述进气通路4的中途设有以排气能量作为驱动源进行工作的增压器6的压缩机60。另外，在比压缩机60靠下游的进气通路4设有中间冷却器42，该中间冷却器42进行进气与外界空气之间的热交换。并且，在比中间冷却器42靠下游的进气通路4设有节气门41。节气门41通过变更进气通路4内的通路截面积来调整内燃机1的吸入空气量。而且，在与比节气门41靠下游的进气通路4连接的进气歧管40设有进气歧管压力传感器44。进气歧管压力传感器44输出与进气歧管40内的进气的压力(以下，也存在称为“进气歧管压力”的情况)相应的电信号。另外，在比压缩机60靠上游的进气通路4设有空气流量计43。空气流量计43输出与在进气通路4内流动的进气(空气)的量(质量)相应的电信号。

另一方面，在排气歧管50连接有排气通路5。并且，在排气通路5的中途按照排气的流动依次设有增压器6的涡轮61、第一排气净化催化剂51以及第一温度传感器55。在此，第一排气净化催化剂51例如是三元催化剂。另外，第一温度传感器55输出与排气的温度相应的电信号。并且，在排气通路5设有旁通通路52，该旁通通路52从比涡轮61靠上游的排气通路5的中途的分支部5b分支，绕过涡轮61而与比第一排气净化催化剂51靠上游的排气通路5的中途的合流部5c合流。在此，将从分支部5b经过涡轮61直至合流部5c的排气通路5称为涡轮侧排气通路5a。并且，在所述涡轮侧排气通路5a中的分支部5b与涡轮61之间的通路设有涡轮旁通阀(以下，也存在称为“TBV”的情况)53。另外，在旁通通路52设有废气旁通阀(以下，也存在称为“WGV”的情况)54。TBV53通过变更比涡轮61靠上游的涡轮侧排气通路5a内的通路截面积来调整向涡轮61流入的排气的流量(以下，也存在称为“涡轮流入排气流量”的情况)。WGV54通过变更旁通通路52内的通路截面积来调整在旁通通路52流动的排气的流量(以下，也存在称为“旁通流量”的情况)。此外，TBV53也可以设置于涡轮侧排气通路5a中的涡轮61与合流部5c之间的通路。

在此，涡轮流入排气流量根据TBV53的阀芯的开度(以下，也存在称为“TBV开度”的情况)而变化，旁通流量根据WGV54的阀芯的开度(以下，也存在称为“WGV开度”的情况)而变化。在本实施例的排气装置中，不仅涡轮流入排气流量根据TBV开度而变化，旁通流量也可根据TBV开度而变化，同样地，不仅旁通流量根据WGV开度而变化，涡轮流入排气流量也可根据WGV开度而变化。即，通过TBV53和WGV54(通过TBV开度和WGV开度)来变更涡轮流入排气流量与旁通流量的比例。因此，在本实施例中，TBV53以及WGV54是调整部的一例。此外，在排气装置的预热系统进行预热后述的涡轮61的控制时，原则上WGV54的阀芯为完全打开。即，通过TBV53以及完全打开状态的WGV54(实质上是通过TBV开度)来变更涡轮流入排气流量与旁通流量的比例。

另外，在增压器6设有旋转传感器62。旋转传感器62输出与增压器6的转速相应的电信号。

并且，在内燃机1同时设有电子控制单元(ECU)10。ECU10是控制内燃机1的运转状态等的单元。除了上述的空气流量计43、进气歧管压力传感器44、第一温度传感器55以及旋转传感器62之外，还有曲轴位置传感器14、加速器位置传感器15等各种传感器与ECU10电连接。曲轴位置传感器14是输出与内燃机1的内燃机输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号的传感器。加速器位置传感器15是输出与加速器踏板16的操作量(加速器开度)相关的电信号的传感器。并且，向ECU10输入所述传感器的输出信号。ECU10基于曲轴位置传感器14的输出信号导出内燃机1的内燃机转速，基于加速器位置传感器15的输出信号导出内燃机1的内燃机负荷。另外，ECU10基于空气流量计43的输出值来推定向第一排气净化催化剂51流入的排气的流量(以下，也存在称为“排气流量”的情况)，基于第一温度传感器55的输出值来推定第一排气净化催化剂51的温度(以下，也存在称为“第一催化剂温度”的情况)。

另外，上述的燃料喷射阀3、节气门41、TBV53以及WGV54等各种设备与ECU10电连接。ECU10基于上述那样的各传感器的输出信号来控制上述的各种设备。例如，在第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热完成后，ECU10基于加速器开度等算出要求进气歧管压力，在要求进气歧管压力为大气压以下的情况下，即没有增压要求的情况下，以使得内燃机1的背压变得尽可能低的方式，根据内燃机1的运转状态控制TBV53以及WGV54。在该情况下，例如TBV53以及WGV54的阀芯为完全打开。并且，以下将在第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热完成后，根据增压要求不成立的情况下的内燃机1的运转状态确定的涡轮流入排气流量称为“预热后流量”。此外，ECU10通过将涡轮流入排气流量控制成预热后流量而作为预热后流量控制手段发挥功能。

另一方面，ECU10在要求进气歧管压力高于大气压的情况下，即存在增压要求的情况下，以响应所述增压要求的方式，根据要求进气歧管压力控制WGV开度。详细而言，要求进气歧管压力越高则使WGV开度越小。此外，在即使第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热完成后还存在增压要求的情况下，ECU10像上述那样控制WGV开度，因此涡轮流入排气流量不被控制成预热后流量。

另外，当ECU10使TBV53的阀芯完全关闭时，涡轮流入排气流量约为零。此时，ECU10使WGV54的阀芯打开，从而几乎全部的排气通过旁通通路52而向第一排气净化催化剂51流入。当ECU10像这样控制TBV53以及WGV54时，对于向第一排气净化催化剂51流入的排气，能够排除与涡轮61之间的热的移动的影响。因此，ECU10在第一催化剂温度低于所述催化剂的活性化温度的情况下(即，在没有预热第一排气净化催化剂51的情况下)，将TBV53的阀芯控制成完全关闭、将WGV54的阀芯控制成完全打开。根据前面所述，以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，可抑制起因于向热容量大的涡轮61的散热而排气的热能减少这一情况，因此，能够较早地完成第一排气净化催化剂51的预热。以下将ECU10像这样进行第一排气净化催化剂51的预热的控制称为“第一预热控制”。此外，ECU10通过进行第一预热控制而作为第一预热控制手段发挥功能。

另一方面，假设例如在第一排气净化催化剂51的预热完成后立即由ECU10将涡轮流入排气流量控制成与预热后流量相同值的流量。此时，在涡轮61以及涡轮侧排气通路5a保持冷状态的情况下，当排气通过涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入时，存在以下可能性：起因于向涡轮61的散热而向第一排气净化催化剂51流入的排气的热能减少，预热的第一排气净化催化剂51的温度下降为低于所述第一排气净化催化剂51的活性化温度。以下，基于图2对前面所述进行说明。

图2是示出第一催化剂温度、通过了涡轮61但与通过了旁通通路52的排气合流之前的所述涡轮通过后排气的温度(以下，也存在称为“涡轮通过后排气温度”的情况)、TBV开度、WGV开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。在图2中，在从时刻t0到时刻t1的期间进行第一预热控制，在第一催化剂温度成为活性化温度Tcth的时刻t1完成第一排气净化催化剂51的预热。此外，在进行第一预热控制时，像上述那样由ECU10使TBV53的阀芯完全关闭、使WGV54的阀芯完全打开。并且，此时涡轮流入排气流量约为零。在此，在涡轮流入排气流量为零时，即，在没有排气通过涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入时，如何定义涡轮通过后排气温度成了问题。因此，在图2中，作为从时刻t0到时刻t1的涡轮通过后排气温度，用虚线示出了涡轮61的温度作为参考。

并且，在第一排气净化催化剂51的预热完成的时刻t1，为了使涡轮流入排气流量成为与预热后流量相同值的流量(以下，也存在称为“标准流量”的情况)Rbst而使TBV53的阀芯完全打开。在此，时刻t1的涡轮通过后排气温度Tb0低于预定温度Tbth，此时判断为涡轮61的预热未完成。预定温度Tbth是对涡轮61的预热的完成进行判断的温度，在涡轮通过后排气温度为预定温度Tbth以上的情况下判断为涡轮61的预热完成。在此，涡轮61的预热完成状态是指如下状态：在第一排气净化催化剂51的预热完成后排气通过涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入的情况下，即使涡轮流入排气流量成为预热后流量(例如，能够尽可能降低内燃机1的背压的涡轮流入排气流量)，涡轮61的温度也被升温至能够避免第一排气净化催化剂51的温度下降为低于所述第一排气净化催化剂51的活性化温度的程度，即能够维持第一排气净化催化剂51的预热完成状态的程度。

根据这样定义的涡轮61的预热完成状态可知，涡轮61的预热完成状态与第一催化剂温度密切相关，因此，对涡轮61的预热的完成进行判断的预定温度Tbth也是与第一催化剂温度密切相关的温度。并且，预定温度Tbth被定义为，例如在第一排气净化催化剂51的活性化温度(也可以是在所述活性化温度的基础上考虑了预定的波动后的温度)的基础上考虑了从涡轮61到第一排气净化催化剂51的排气管等的散热等影响而得到的温度。这是因为，在涡轮61成为预热完成状态并且涡轮通过后排气温度成为这样定义的预定温度Tbth以上的情况下，通过涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入的催化剂流入排气的温度成为第一排气净化催化剂51的活性化温度以上，第一排气净化催化剂51的温度变得难以下降为低于活性化温度Tcth。

并且，如图2所示，标准流量Rbst的排气通过非预热完成状态的涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入，由此预热过一次的第一排气净化催化剂51的温度下降为低于活性化温度Tcth。因此，第一排气净化催化剂51的排气净化能力有可能下降。

因此，ECU10在第一排气净化催化剂51的预热完成后，以所述第一排气净化催化剂51的预热完成状态被维持的方式，将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量少的流量，由此进行涡轮61的预热。将ECU10这样进行涡轮61的预热的控制称为“第二预热控制”。以下，基于图3对第二预热控制进行说明。此外，ECU10通过进行第二预热控制而作为第二预热控制手段发挥功能。

图3与上述的图2同样，是示出第一催化剂温度、涡轮通过后排气温度、TBV开度、WGV开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。如图3所示，当在时刻t1第一排气净化催化剂51的预热完成时，之后由ECU10将TBV53的阀芯控制成比完全关闭大且比完全打开小的开度。其结果，涡轮流入排气流量成为比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量Rbct少的流量。此外，预热后流量Rbct像上述那样以使得内燃机1的背压尽可能地变低的方式根据内燃机1的运转状态而确定的流量，是与上述的图2所示的标准流量Rbst实质上相同的值。另外，此时WGV54的阀芯为完全打开。

在此，对ECU10所进行的TBV开度的控制进行详细说明，所述TBV开度的控制是，使得涡轮流入排气流量成为比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量Rbct少的流量。由图3所示的线L1表示所述TBV开度的控制的一种形式。由线L1表示的TBV开度基于第一催化剂温度和涡轮通过后排气温度算出。并且，基于图4对由线L1表示的TBV开度的算出进行说明。图4是表示第二预热控制中的TBV开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系的图。此时，如图3所示，WGV54的阀芯为完全打开。在图4中，曲线C1示出了TBV开度成为开度R1时的第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度，曲线C2示出了TBV开度成为开度R2的第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度，曲线C3示出了TBV开度成为开度R3时的第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度。另外，TBV开度按开度R1、R2、R3的顺序依次变大，开度R3表示TBV53的阀芯为完全打开时的TBV开度。并且，如图4所示，表示第一催化剂温度为Tc1且涡轮通过后排气温度为Tb1的状态的点P1(Tc1，Tb1)属于由X轴、Y轴以及曲线C1围成的区域A1。此时的TBV开度为比表示完全关闭的开度0大且比开度R1小的开度。另外，点P2(Tc2，Tb2)属于由X轴、Y轴、曲线C2以及曲线C3围成的区域A3，此时的TBV开度为比开度R2大且比开度R3小的开度。

在此，第一催化剂温度受到通过涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入的催化剂流入排气的流量以及温度、和通过旁通通路52而向第一排气净化催化剂51流入的催化剂流入排气的流量以及温度的影响。另外，第二预热控制是以第一排气净化催化剂51的预热完成状态被维持的方式控制涡轮流入排气流量来进行涡轮61的预热的控制。因此，在第二预热控制中，基于通过涡轮61而温度下降了的排气和通过旁通通路52而温度被维持为较高的排气的混合排气向第一排气净化催化剂51流入这一情况，以第一排气净化催化剂51的预热完成状态被维持的方式，控制涡轮流入排气流量。在此，例如，图4中的点P1所示的第一催化剂温度Tc1是比活性化温度Tcth高ΔTc的温度。换言之，此时第一排气净化催化剂51从预热完成状态到成为非预热完成状态具有ΔTc的余量。并且，当以第二预热控制中的第一催化剂温度与活性化温度Tcth的差为0以上的方式设定涡轮流入排气流量时，第一排气净化催化剂51的预热完成状态能够被维持。因此，图4是将成为所述涡轮流入排气流量那样的、决定涡轮流入排气流量与旁通流量的比例的TBV开度映射化而得到的图。

并且，在图4所示的TBV开度的映射中，第一催化剂温度越高，换言之，第一催化剂温度与活性化温度Tcth的差越大时，到第一排气净化催化剂51成为非预热完成状态的余量越大，因此，所述差大时TBV开度大。由此，第一排气净化催化剂51的预热完成状态被维持并且涡轮流入排气流量增加，因此能够尽可能快地完成涡轮61的预热。

另外，当进行第二预热控制时涡轮温度逐渐上升，因此，涡轮通过后排气温度随着第二预热控制而上升。并且，当涡轮通过后排气温度变高时第一催化剂温度变得难以下降，因此，在图4所示的TBV开度的映射中，涡轮通过后排气温度高时TBV开度大。例如，对图4中的点P1所示的状态与点P2所示的状态进行比较，关于涡轮通过后排气温度，点P2所示的状态下的温度Tb2比点P1所示的状态下的温度Tb1高，与此相伴，TBV开度设定得大。

另外，根据图4，当在第一催化剂温度为活性化温度Tcth时涡轮通过后排气温度成为温度Tbth1时，TBV53的阀芯为完全打开。即，此时处于涡轮61的预热完成的状态。像上述那样，在涡轮通过后排气温度为预定温度Tbth以上的情况下判断为涡轮61的预热完成。并且，图4中的第一催化剂温度为活性化温度Tcth且涡轮通过后排气温度为温度Tbth1的状态是涡轮61的预热完成状态，因此，所述涡轮通过后排气温度Tbth1表示预定温度Tbth。另外，预定温度Tbth是例如在第一排气净化催化剂51的活性化温度的基础上考虑了从涡轮61到第一排气净化催化剂51的排气管等的散热等影响而得到的温度。因此，温度Tbth1表示例如在活性化温度Tcth的基础上考虑了所述排气管等的散热等影响而得到的温度。

另外，像上述那样，在图4所示的TBV开度的映射中，考虑第一催化剂温度与活性化温度Tcth的差来确定TBV开度，因此存在如下情况：在第一催化剂温度变得比活性化温度Tcth高的情况下，即使涡轮通过后排气温度变得比温度Tbth1低，也能够判断为涡轮61为预热完成状态。这是因为，涡轮61的预热完成状态是指即使TBV53的阀芯为完全打开，第一催化剂温度也不会下降为低于活性化温度Tcth的状态，因此，第一催化剂温度越高于活性化温度Tcth，则第一催化剂温度与活性化温度Tcth的差越大，对涡轮61的预热完成进行判断的预定温度Tbth越低。

在由图4中的曲线C3所示的状态下，例如在曲线C3上的点P3所示的状态下，第一催化剂温度变得比活性化温度Tcth高，因此，即使涡轮通过后排气温度变得比温度Tbth1低也能够判断涡轮61为预热完成状态。此时，虽然通过涡轮61而向第一排气净化催化剂51流入的催化剂流入排气的温度可能变得低于活性化温度Tcth，但是第一催化剂温度相对于活性化温度Tcth具有余量，因此第一催化剂温度难以下降为低于活性化温度Tcth。

当像以上所述那样控制第二预热控制中的TBV开度时，第二预热控制中的TBV开度的时间推移例如成为图3的线L1所示的推移。并且，此时的涡轮流入排气流量成为图3的线L2所示的流量，通过第二预热控制将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量Rbct少的流量。并且，通过所述第二预热控制，涡轮通过后排气温度上升，在涡轮通过后排气温度成为预定温度Tbth的时刻t2涡轮61的预热完成。

并且，第二预热控制的执行期间的第一催化剂温度成为活性化温度Tcth以上且接近活性化温度Tcth的温度。这样，通过在维持第一排气净化催化剂51的预热完成状态的同时增加涡轮流入排气流量，可实现尽可能快的涡轮61的预热。其结果，能够使涡轮流入排气流量迅速成为能够尽可能降低内燃机1的背压的预热后流量Rbct。

在此，基于图5对作为排气装置的预热系统的ECU10所执行的控制流程进行说明。图5是示出上述控制流程的流程图。在本实施例中，在内燃机1的运转期间由ECU10以预定的运算周期反复执行本流程。此外，原则上本流程是在增压要求不成立的情况下ECU10所执行的控制流程。

在本流程中，首先，在S101中算出第一催化剂温度Tc以及涡轮通过后排气温度Tb。在S101中，基于第一温度传感器55的输出信号算出第一催化剂温度Tc。

另外，涡轮通过后排气温度Tb受到向涡轮61流入的排气的流量以及温度、涡轮61的热容量、涡轮61内的排气通路5(例如涡卷处(英文：scroll)等)、排气所接触的涡轮叶片等的温度(以下，也存在称为“涡轮温度”的情况)、涡轮转速等的影响。在S101中，能够基于与涡轮通过后排气温度Tb相关联的这些参数算出涡轮通过后排气温度Tb。另外，也可以仅使用这些参数中的对涡轮通过后排气温度Tb影响大的参数(例如，向涡轮61流入的排气的温度和/或涡轮温度)来算出涡轮通过后排气温度Tb。或者，也可以是，计测比涡轮61靠下游的涡轮侧排气通路5a中的排气的温度，算出所述温度作为涡轮通过后排气温度Tb。

接着，在S102中，对在S101中算出的第一催化剂温度Tc是否为第一排气净化催化剂51的活性化温度Tcth以上进行判别。在此，将活性化温度Tcth预先存储于ECU10的ROM。此外，活性化温度Tcth也可以是考虑了预定的波动而得到的温度。并且，在S102中作出肯定判定的情况下，ECU10进入S105的处理，在S102中作出否定判定的情况下，ECU10进入S103的处理。

在S102中作出否定判定的情况下，该情况是第一排气净化催化剂51的预热未完成的情况，接着，在S103中执行使WGV54的阀芯完全打开的控制。然后，在S104中，执行使TBV53的阀芯完全关闭的控制。即，通过S103和S104来执行第一预热控制。根据前面所述，以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，从而能够较早地完成第一排气净化催化剂51的预热。然后，在S104的处理之后，结束本流程的执行。

另外，在S102中作出肯定判定的情况下，该情况是第一排气净化催化剂51的预热完成的情况，接着，在S105中对在S101中算出的涡轮通过后排气温度Tb是否低于预定温度Tbth进行判别。在此，预定温度Tbth是对涡轮61的预热的完成进行判断的温度，例如被定义为上述的图4中的曲线C3所示的涡轮通过后排气温度。在ECU10的ROM中，作为映射或者函数，预先存储有上述的图4所示的TBV开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系，在S105中，使用所述映射或者函数，算出与在S101中算出的第一催化剂温度Tc对应的预定温度Tbth，并对在S101中算出的涡轮通过后排气温度Tb是否低于所述预定温度Tbth进行判别。即，在S105中，对涡轮61的预热是否完成进行判别。并且，在S105中作出肯定判定的情况下，ECU10进入S106的处理，在S105中作出否定判定的情况下，ECU10进入S109的处理。

在S105中作出肯定判定的情况下，该情况是第一排气净化催化剂51的预热完成且涡轮61的预热未完成的情况，接着，在S106中算出TBV开度。在S106中，基于在S101中算出的第一催化剂温度Tc以及涡轮通过后排气温度Tb和表示上述的图4所示的所述关系的映射或者函数来算出TBV开度。根据前面所述，算出能够抑制第一催化剂温度下降为低于活性化温度Tcth并且能够尽可能快地预热涡轮61的TBV开度。

接着，在S107中，执行WGV54的控制。像上述那样，在执行第二预热控制时，原则上WGV54的阀芯为完全打开。因此，在S107中，执行使WGV54的阀芯完全打开的控制。但是，在本实施例中，S107的处理不限定于使WGV54的阀芯完全打开的控制，也可以通过S107的处理变更WGV开度。此外，在该情况下，也考虑WGV开度来定义上述的图4所示的TBV开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系。

接着，在S108中，执行将TBV53的阀芯控制成在S106中算出的TBV开度的处理。根据前面所述，将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量少的流量。即，通过S107和S108来执行第二预热控制。然后，在S108的处理之后，结束本流程的执行。

另外，在S105中作出否定判定的情况下，该情况是第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热均完成的情况，接着，在S109中，执行将涡轮流入排气流量控制成与内燃机1的运转状态相应的预热后流量的预热后流量控制。像上述那样，原则上本流程是在增压要求不成立的情况下所执行的控制流程，因此，在S109中，将涡轮流入排气流量控制成与增压要求不成立的情况下的内燃机1的运转状态相应的预热后流量。在所述预热后流量控制中，例如使TBV53以及WGV54的阀芯完全打开以使得内燃机1的背压尽可能变低。然后，在S109的处理之后，结束本流程的执行。

在此，假设在本流程的执行期间增压要求成立了的情况下，为了响应所述增压要求，原则上中止本流程的执行。不过，也可以使第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热优先而继续执行本流程直到所述预热完成为止，在所述预热完成后响应所述增压要求。此外，在ECU10响应所述增压要求的情况下，也可以有别于本流程，以进气歧管压力成为基于加速器开度等算出的要求进气歧管压力的方式控制TBV开度和WGV开度。在该情况下，例如，TBV53的阀芯为完全打开，WGV开度为与要求进气歧管压力相应的开度。

排气装置的预热系统通过执行上述的控制流程，能够抑制在第一排气净化催化剂51的活化后第一催化剂温度下降为低于活性化温度Tcth(维持第一排气净化催化剂51的预热完成状态)并且尽可能快地完成涡轮61的预热，因此，能够适当地抑制第一排气净化催化剂51的排气净化能力的下降。

【变形例】

接着，基于图6至图9对上述的第1实施例的变形例进行说明。图6是示出本变形例的内燃机1和所述内燃机1的进气/排气系统的概略构成的图。如图6所示，在本变形例的排气装置中没有设置TBV53以及WGV54。在所述排气装置中，在涡轮侧排气通路5a与旁通通路52的合流部5c设有分配阀56。此外，对于与上述的第1实施例实质上相同的构成、实质上相同的控制处理，省略其详细的说明。

本变形例的排气装置所具备的分配阀56是将排气导入涡轮侧排气通路5a、旁通通路52、或者其双方的分配阀，能够变更涡轮侧排气通路5a的排气流量与旁通通路52的排气流量的比例。在此，基于表示分配阀56的功能的图7A至图7C对分配阀56进行说明。图7A是示出控制分配阀56以将排气导入涡轮侧排气通路5a的状态的图，此时旁通通路52的开口程度(以下，也存在称为“旁通通路开度”的情况)因分配阀56而成为0(％)。另外，图7B是示出控制分配阀56以将排气导入旁通通路52的状态的图，此时涡轮侧排气通路5a的开口程度(以下，也存在称为“涡轮侧排气通路开度”的情况)因分配阀56而成为0(％)。在此，分配阀56以使涡轮侧排气通路开度+旁通通路开度＝100(％)的方式工作，因此，在旁通通路开度为0(％)时涡轮侧排气通路开度成为100(％)，在涡轮侧排气通路开度为0(％)时旁通通路开度成为100(％)。并且，图7C是示出控制分配阀56以将排气导入涡轮侧排气通路5a和旁通通路52双方的状态的图，例如此时涡轮侧排气通路开度以及旁通通路开度因分配阀56而分别成为50(％)。分配阀56能够像这样变更涡轮侧排气通路5a的排气流量与旁通通路52的排气流量的比例。此外，分配阀56也可以设置于排气通路5分支为涡轮侧排气通路5a和旁通通路52的分支部5b。另外，在本变形例中分配阀56是调整部的一例。

并且，图8示出了第一催化剂温度、涡轮通过后排气温度、涡轮侧排气通路开度、旁通通路开度以及涡轮流入排气流量的时间推移。图8是与上述的第1实施例的图3相当的图，代替TBV开度以及WGV开度而示出了涡轮侧排气通路开度以及旁通通路开度。

如图8所示，在时刻t1涡轮侧排气通路开度从0(％)开始增加，旁通通路开度从100(％)开始减少。此时，也可以和上述的图4所示的TBV开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系同样地，预先取得设有分配阀56的本变形例中的涡轮侧排气通路开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系，将涡轮侧排气通路开度控制成能够在第一排气净化催化剂51的预热完成状态被维持的同时尽可能快地完成涡轮61的预热的开度。在该情况下，将涡轮侧排气通路开度控制成由图8所示的线L11表示的开度，将旁通通路开度控制成由图8所示的线L12表示的开度。根据前面所述，如图8所示，在第二预热控制的执行期间使第一催化剂温度成为活性化温度Tcth以上且接近活性化温度Tcth的温度，由此能够抑制第一催化剂温度下降为低于活性化温度Tcth并且能够尽可能快地预热涡轮61。

在此，基于图9对本变形例中的ECU10所执行的控制流程进行说明。图9是示出上述控制流程的流程图。在本变形例中，在内燃机1的运转期间由ECU10以预定的运算周期反复执行本流程。此外，原则上本流程是在增压要求不成立的情况下ECU10所执行的控制流程。

在图9所示的流程中，在S102中作出否定判定的情况下，在S201中执行控制分配阀56以使得涡轮侧排气通路开度成为0(％)(即，以使得涡轮侧排气通路成为完全关闭状态)的处理。通过S201的处理，以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，从而排气通过旁通通路52而向第一排气净化催化剂51流入，因此，此时是在执行第一预热控制。然后，在S201的处理之后，结束本流程的执行。

另外，在图9所示的流程中，在S105中作出肯定判定的情况下，在S202中算出涡轮侧排气通路开度。在此，将与上述的图4所示的TBV开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系相当的、设有分配阀56的本变形例中的涡轮侧排气通路开度与第一催化剂温度以及涡轮通过后排气温度的关系，作为映射或者函数，预先存储于ECU10的ROM。在S202中，基于在S101中算出的第一催化剂温度Tc以及涡轮通过后排气温度Tb和该映射或者函数，算出涡轮侧排气通路开度。根据前面所述，算出能够抑制第一催化剂温度下降为低于活性化温度Tcth并且能够尽可能快地预热涡轮61的涡轮侧排气通路开度。此外，此时的旁通通路开度根据涡轮侧排气通路开度而被唯一地确定。

然后，在S202的处理之后，在S203中，执行控制分配阀56以使得涡轮侧排气通路开度成为在S202中算出的开度的处理。根据前面所述，将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量的流量。即，执行第二预热控制。然后，在S203的处理之后，结束本流程的执行。

另外，在图9所示的流程中，在S105中作出否定判定的情况下，在S204中执行预热后流量控制，在该预热后流量控制中，将涡轮流入排气流量控制成与增压要求不成立的情况下的内燃机1的运转状态相应的预热后流量。在预热后流量控制中以内燃机1的背压尽可能变低的方式对分配阀56进行控制。然后，在S204的处理之后，结束本流程的执行。

通过本变形例中的ECU10执行上述的控制流程，也能够抑制在第一排气净化催化剂51的活化后第一催化剂温度下降为低于活性化温度Tcth(维持第一排气净化催化剂51的预热完成状态)并且能够尽可能快地完成涡轮61的预热，因此，能够适当地抑制第一排气净化催化剂51的排气净化能力的下降。

<实施例2>

接着，基于图10至图12对本发明的第2实施例进行说明。图10是示出本实施例的内燃机1和所述内燃机1的进气/排气系统的概略构成的图。如图10所示，在本实施例的排气装置中，在比第一排气净化催化剂51靠下游的排气通路5设有第二排气净化催化剂57。另外，在比第二排气净化催化剂57靠下游的排气通路5设有第二温度传感器58。此外，对于与上述的第1实施例实质上相同的构成、实质上相同的控制处理，省略其详细的说明。

在本实施例的排气装置中，由第一排气净化催化剂51以及第二排气净化催化剂57净化排气。另外，ECU10基于第二温度传感器58的输出值来推定第二排气净化催化剂57的温度(以下，也存在称为“第二催化剂温度”的情况)。

并且，在本实施例中的ECU10进行上述的第二预热控制的情况下，与上述的第1实施例同样地，将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机1的运转状态相同的情况下的预热后流量少的流量，由此进行涡轮61的预热。此外，本实施例中的预热后流量是第一排气净化催化剂51、涡轮61以及第二排气净化催化剂57的预热的完成后的涡轮流入排气流量，根据内燃机1的运转状态来确定。

在此，在本实施例的排气装置中，即使预热了第一排气净化催化剂51，在假设第二排气净化催化剂57的预热还未完成的情况下，可以说所述排气装置的排气净化能力不足够。因此，在完成了第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热但未完成第二排气净化催化剂57的预热的情况下，ECU10以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行第二排气净化催化剂57的预热。将ECU10这样进行第二排气净化催化剂57的预热的控制称为“第三预热控制”。以下，基于图11对第三预热控制进行说明。此外，ECU10通过进行第三预热控制而作为第三预热控制手段发挥功能。

图11是示出第一催化剂温度、第二催化剂温度、涡轮通过后排气温度、TBV开度、WGV开度以及涡轮流入排气流量的时间推移的图。在图11中，与上述的图3同样，从时刻t0到时刻t1执行第一预热控制，从时刻t1到时刻t2执行第二预热控制。在此，在时刻t2，第二催化剂温度变得低于第二排气净化催化剂57的活性化温度Tc2th。即，第二排气净化催化剂57的预热未完成。另外，此时，涡轮通过后排气温度成为预定温度Tbth以上，涡轮61的预热完成。因此，在图11中，在时刻t2由ECU10将TBV53的阀芯控制成完全关闭。其结果，涡轮流入排气流量约为零。即，开始第三预热控制。

当这样开始第三预热控制时，涡轮流入排气流量约为零，因此可抑制以向热容量大的涡轮61的散热为起因的排气的热能的减少。其结果，第一催化剂温度以及第二催化剂温度变得容易上升，尤其是第二催化剂温度在时刻t2之后相对地提前上升。即，能够较早地完成通过第三预热控制实现的第二排气净化催化剂57的预热。

另外，在第三预热控制期间排气不通过涡轮61，因此涡轮温度具有下降的倾向。不过，涡轮61的热容量大，因此涡轮温度的下降程度比较缓和(在图11中，用虚线示出了第三预热控制期间的这样的涡轮温度作为参考)。另外，像在上述的图4的说明中所述的那样，第一催化剂温度越高于活性化温度Tcth，则预定温度Tbth越低。并且，通过执行第三预热控制，第一催化剂温度变得容易上升。另外，像上述那样，在涡轮61的预热完成时执行第三预热控制。因此，在第三预热控制的执行期间，也大致存在涡轮61的预热完成状态被维持的倾向。其结果，即使假设在第三预热控制的执行期间增压要求成立并且为了响应所述增压要求而使涡轮流入排气流量成为与要求相应的流量，被预热的第一排气净化催化剂51也能够维持活性状态。

此外，在第二催化剂温度成为活性化温度Tc2th的时刻t3，第二排气净化催化剂57的预热完成。并且，当第二排气净化催化剂57的预热完成时，TBV53的阀芯为完全打开，涡轮流入排气流量为预热后流量Rbct。

在此，基于图12对本实施例中的ECU10在进行第三预热控制时所执行的控制流程进行说明。图12是示出上述控制流程的流程图。在本变形例中，在内燃机1的运转期间由ECU10以预定的运算周期反复执行本流程。此外，原则上本流程是在增压要求不成立的情况下ECU10所执行的控制流程。

在本流程中，与上述的图5所示的流程同样，在S102中作出否定判定的情况下执行第一预热控制，在S105中作出肯定判定的情况下执行第二预热控制。并且，在S105中作出否定判定的情况下，该情况是第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热完成的情况，接着，在S301中算出第二催化剂温度Tc2。在S301中，基于第二温度传感器58的输出信号算出第二催化剂温度Tc2。

接着，在S302中，对在S301中算出的第二催化剂温度Tc2是否低于第二排气净化催化剂57的活性化温度Tc2th进行判别。在此，将活性化温度Tc2th预先存储于ECU10的ROM。此外，活性化温度Tc2th也可以是考虑了预定的波动而得到的温度。然后，在S302中作出肯定判定的情况下，ECU10进入S303的处理，在S302中作出否定判定的情况下，ECU10进入S305的处理。

在S302中作出肯定判定的情况下，该情况是第二排气净化催化剂57的预热未完成的情况，接着，在S303中，执行使WGV54的阀芯完全打开的控制。然后，在S304中，执行使TBV53的阀芯完全关闭的控制。根据前面所述，以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制。即，通过S303和S304来执行第三预热控制。然后，在S304的处理之后，结束本流程的执行。

另外，在S302中作出否定判定的情况下，该情况是第一排气净化催化剂51、涡轮61以及第二排气净化催化剂57的预热完成的情况，接着，在S305中，执行预热后流量控制，在该预热后流量控制中，将涡轮流入排气流量控制成与增压要求不成立的情况下的内燃机1的运转状态相应的预热后流量。此外，像上述那样，本实施例中的预热后流量是第一排气净化催化剂51、涡轮61以及第二排气净化催化剂57的预热的完成后的涡轮流入排气流量，在预热后流量控制中例如使TBV53以及WGV54的阀芯完全打开以使得内燃机1的背压尽可能变低。然后，在S305的处理之后，结束本流程的执行。

在此，假设在本流程的执行期间增压要求成立的情况下，为了响应所述增压要求，原则上中止本流程的执行。不过，也可以使第一排气净化催化剂51以及涡轮61的预热优先而继续执行本流程直到所述预热完成为止，在所述预热完成后响应所述增压要求。此外，即使假设在第三预热控制的执行期间增压要求成立并且为了响应所述增压要求而使涡轮流入排气流量成为与要求相应的流量，根据上述的理由，被预热的第一排气净化催化剂51的温度也变得难以下降为低于活性化温度。

通过本实施例中的ECU10执行上述的控制流程，能够较早地完成通过第三预热控制实现的第二排气净化催化剂57的预热。根据前面所述，能够抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

此外，在本实施例中，也可以设置上述的第1实施例的变形例所示的分配阀56来代替TBV53以及WGV54。在该情况下，当涡轮61的预热完成且第二排气净化催化剂57的预热未完成时，ECU10使涡轮侧排气通路开度成为0(％)。

本发明的一技术方案的排气装置的预热系统具备排气装置和电子控制单元，所述排气装置具有：增压器，其具备设置于内燃机的排气通路的涡轮；第一排气净化催化剂，其设置于比所述涡轮靠下游的所述排气通路；旁通通路，其从比所述涡轮靠上游的所述排气通路分支，绕过所述涡轮而与比所述第一排气净化催化剂靠上游的所述排气通路合流；以及调整部，其通过变更向所述涡轮流入的排气的流量即涡轮流入排气流量与向所述旁通通路流入的排气的流量的比例来调整所述涡轮流入排气流量，所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂以及所述涡轮的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量。所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂的温度低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用所述调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第一排气净化催化剂的预热，所述电子控制单元构成为，在通过所述电子控制单元实现的所述第一排气净化催化剂的预热完成后，以所述第一排气净化催化剂的预热完成状态被维持的方式，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即所述内燃机的运转状态相同的情况下的所述预热后流量少的流量，由此进行所述涡轮的预热。

上述的排气装置的排气通路具有从比涡轮靠上游的排气通路的中途分支为旁通通路的分支部和旁通通路与排气通路合流的合流部。以下将从所述分支部经过涡轮直至合流部的排气通路称为“涡轮侧排气通路”。并且，上述的排气装置所具有的调整部是例如通过变更涡轮侧排气通路的通路截面积来变更涡轮流入排气流量与向旁通通路流入的排气的流量的比例，由此对涡轮流入排气流量进行调整的调整阀。当通过这样的调整阀变更涡轮侧排气通路的通路截面积来变更涡轮流入排气流量时，向旁通通路流入的排气的流量与此联动地变化。另外，调整部也可以是，通过分别单独地变更涡轮侧排气通路的通路截面积与旁通通路的通路截面积来变更涡轮流入排气流量与向旁通通路流入的排气的流量的比例，由此对涡轮流入排气流量进行调整的调整阀。另外，调整部也可以是设置于分支部或者合流部，将排气导入涡轮侧排气通路、旁通通路、或者其双方的分配阀。另外，也可以使用能够使涡轮流入排气流量可变(包括使涡轮流入排气流量约为零)的众所周知的构成作为调整部。

并且，在上述的排气装置的预热系统中，当由电子控制单元以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制时，排气通过旁通通路而向第一排气净化催化剂流入。其结果，可抑制以向热容量大的涡轮的散热为起因而排气的热能减少这一情况，因此，能够较早地完成第一排气净化催化剂的预热。另一方面，在所述预热系统中，当第一排气净化催化剂的预热完成时，由电子控制单元将排气向涡轮导入。此时，假设在涡轮以及涡轮侧排气通路保持冷状态的情况下，当排气通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入时，存在以下可能性：以向涡轮的散热为起因，向第一排气净化催化剂流入的排气的热能减少，利用所述排气的流量进行预热的第一排气净化催化剂的温度下降为低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度。

在此，第一排气净化催化剂的温度受到通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入的催化剂流入排气的流量以及温度、和通过旁通通路而向第一排气净化催化剂流入的催化剂流入排气的流量以及温度等的影响。因此，例如在通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入的催化剂流入排气的温度低的情况下，第一排气净化催化剂的温度变得容易下降。另外，此时，通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入的催化剂流入排气的流量(所述流量与涡轮流入排气流量相等)越多，则第一排气净化催化剂的温度越容易下降。

因此，上述的排气装置的预热系统所具备的电子控制单元，在第一排气净化催化剂的预热完成后，以所述第一排气净化催化剂的预热完成状态被维持的方式，使用调整部将涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即内燃机的运转状态相同的情况下的预热后流量少的流量。此时的涡轮流入排气流量比预热后流量少，因此能够避免通过涡轮而温度下降了的大量的排气向第一排气净化催化剂流入，并且能够进行涡轮的预热。因此，在涡轮预热中，可抑制预热完成状态的第一排气净化催化剂的温度下降为低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度。即，在涡轮预热中，能够维持第一排气净化催化剂的活性状态。

在此，对通过上述的涡轮流入排气流量的控制形成的涡轮的预热完成的状态(以下，也存在称为“涡轮预热完成状态”的情况)进行说明。涡轮预热完成状态被定义成如下状态：在排气通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入的情况下，即使涡轮流入排气流量成为与内燃机的运转状态相应的预热后流量，涡轮的温度也被升温至能够避免第一排气净化催化剂的温度下降为低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度的程度，即能够维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的程度。因此，在涡轮预热完成状态下，涡轮内的排气通路(例如，涡卷处等)、排气所接触的涡轮叶片等的温度(以下，也存在称为“涡轮温度”的情况)有变得较高的倾向。另外，当在涡轮预热完成状态下涡轮流入排气流量成为预热后流量时，能够尽可能降低内燃机的背压。换言之，预热后流量被定义为例如能够尽可能降低内燃机的背压的涡轮流入排气流量。

根据本发明的技术方案，排气装置的预热系统像以上所述那样对涡轮流入排气流量进行控制，由此能够在维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的同时进行涡轮的预热，因此，能够抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

另外，在本发明的技术方案中，所述电子控制单元基于所述第一排气净化催化剂的温度和涡轮通过后排气温度来控制所述涡轮流入排气流量，该涡轮通过后排气温度是通过了所述涡轮但与通过了所述旁通通路的排气合流之前的所述涡轮通过后排气的温度，在将所述涡轮流入排气流量控制成比所述相同情况即所述内燃机的运转状态相同的情况下的所述预热后流量少的流量时，所述第一排气净化催化剂的温度越低，或者所述涡轮通过后排气温度越低，则使所述涡轮流入排气流量越少。

在此，涡轮通过后排气温度例如受到向涡轮流入的排气的流量以及温度、涡轮的热容量、涡轮温度、涡轮转速等的影响。上述的排气装置的预热系统能够基于与涡轮通过后排气温度相关联的这些参数来推定涡轮通过后排气温度。另外，也可以仅使用这些参数中的对涡轮通过后排气温度影响大的参数(例如，向涡轮流入的排气的温度和/或涡轮温度)来推定涡轮通过后排气温度。或者，计测比涡轮靠下游的涡轮侧排气通路中的排气的温度，基于所述温度等来推定涡轮通过后排气温度。

另外，像上述那样，在通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入的催化剂流入排气的温度低的情况下，第一排气净化催化剂的温度变得容易下降。换言之，与所述催化剂流入排气的温度相关联的涡轮通过后排气温度越低则第一排气净化催化剂的温度越容易下降。另外，像上述那样，涡轮预热完成状态与第一排气净化催化剂的温度密切相关。因此，能够基于第一排气净化催化剂的温度和涡轮通过后排气温度来控制涡轮流入排气流量，由此适当地进行涡轮的预热。

详细而言，涡轮通过后排气温度越低，则上述的排气装置的预热系统所具备的电子控制单元使涡轮流入排气流量越少。在此，当通过进行由电子控制单元实现的涡轮的预热的控制对涡轮和/或涡轮侧排气通路进行加热时，涡轮通过后排气温度容易上升，因此，与此相应地也有增加涡轮流入排气流量的倾向。并且，当增加涡轮流入排气流量时，涡轮和/或涡轮侧排气通路容易被进一步加热。由此，电子控制单元通过进行上述的控制，能够在维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的同时尽可能快地完成涡轮的预热。

另外，在预热完成后成为活性化温度以上的第一排气净化催化剂的温度越低，则所述第一排气净化催化剂的温度与活性化温度的温度差越小。并且，当在涡轮的预热未完成时排气通过涡轮而向第一排气净化催化剂流入时，所述温度差小的情况下，与所述温度差大的情况相比，第一排气净化催化剂的温度容易下降为低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度。因此，第一排气净化催化剂的温度越低，则电子控制单元使涡轮流入排气流量越少。换言之，电子控制单元在第一排气净化催化剂的温度高的情况下使涡轮流入排气流量增多。在该情况下，上述温度差大，因此即使增多涡轮流入排气流量也容易避免第一排气净化催化剂的温度下降为低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度。并且，当增多涡轮流入排气流量时，涡轮和/或涡轮侧排气通路容易被加热。这样，电子控制单元根据第一排气净化催化剂的温度来控制涡轮流入排气流量，由此能够在维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的同时尽可能快地完成涡轮的预热。

在此，当涡轮的预热完成时，像上述那样，使涡轮流入排气流量成为与内燃机的运转状态相应的预热后流量。此时，当通过由电子控制单元进行的上述涡轮流入排气流量的控制尽可能快地完成涡轮的预热时，涡轮流入排气流量迅速地成为能够尽可能快地降低内燃机的背压的预热后流量。

根据本发明的技术方案，排气装置的预热系统，像以上所述那样控制进行涡轮的预热时的涡轮流入排气流量，由此能够在维持第一排气净化催化剂的预热完成状态的同时尽可能快地完成涡轮的预热。根据前面所述，能够适当地预热排气装置而更适当地抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

另外，在本发明的技术方案中，所述排气装置还具有设置于比所述第一排气净化催化剂靠下游的所述排气通路的第二排气净化催化剂。所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂、所述涡轮以及所述第二排气净化催化剂的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量。并且，所述电子控制单元构成为，在所述涡轮的预热完成后且所述第二排气净化催化剂的温度低于所述第二排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用所述调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第二排气净化催化剂的预热。

在这样的排气装置中，由第一排气净化催化剂以及第二排气净化催化剂净化排气。在此，在所述排气装置中，即使完成了第一排气净化催化剂的预热，在假设第二排气净化催化剂的预热还未完成的情况下，所述排气装置的排气净化能力不足够。因此，在涡轮的预热完成后但第二排气净化催化剂的预热未完成的情况下，上述的排气装置的预热系统所具备的电子控制单元使用调整部以使涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制。此时，排气通过旁通通路而向第一排气净化催化剂以及第二排气净化催化剂流入，因此，第二排气净化催化剂的温度比较迅速地上升。这是因为，即使涡轮处于预热完成状态，当排气通过涡轮时所述排气的温度也下降。并且，电子控制单元像上述那样控制涡轮流入排气流量，由此能够较早地完成第二排气净化催化剂的预热。

在此，假设在进行上述排气装置的预热(按第一排气净化催化剂、涡轮、第二排气净化催化剂的顺序依次进行预热)时增压要求成立的情况下，既可以为了响应所述增压要求而中止上述排气装置的预热控制(由电子控制单元进行的预热控制)，也可以继续进行所述预热控制。并且，假设在由电子控制单元进行的第二排气净化催化剂的预热控制的执行期间增压要求成立且响应所述增压要求的情况下，上述的排气装置的预热系统也可以中止所述控制而使涡轮流入排气流量成为与要求相应的流量。在此，虽然在由电子控制单元进行第二排气净化催化剂的预热时涡轮温度下降，但是涡轮热容量大从而所述下降量小。由此，在由电子控制单元进行的第二排气净化催化剂的预热控制的执行期间，也大致存在涡轮的预热完成状态被维持的倾向。其结果，即使假设在由电子控制单元进行的第二排气净化催化剂的预热控制的执行期间响应增压要求而使涡轮流入排气流量成为与要求相应的流量，第一排气净化催化剂也能够维持预热完成状态。即，上述的排气装置的预热系统，在涡轮的预热完成后开始第二排气净化催化剂的预热，由此，在维持第一排气净化催化剂的排气净化能力的同时也能够为第二排气净化催化剂的预热控制的执行期间的增压要求做准备。

根据本发明的技术方案，排气装置的预热系统像以上所述那样控制涡轮流入排气流量，由此能够较早地完成通过电子控制单元实现的第二排气净化催化剂的预热。根据前面所述，能够适当地预热排气装置而抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

另外，在本发明的技术方案中，所述排气通路包括从分支有所述旁通通路的分支部经过所述涡轮的涡轮侧排气通路。所述调整部包括第1阀和第2阀，所述第1阀设置于所述涡轮侧排气通路中的所述分支部与所述涡轮之间的通路，对向所述涡轮流入的排气流量进行调整，所述第2阀设置于所述旁通通路，对在所述旁通通路流动的排气的流量进行调整。

另外，在本发明的技术方案中，所述排气通路包括从分支有所述旁通通路的分支部经过所述涡轮的涡轮侧排气通路。所述调整部包括设置于所述涡轮侧排气通路与所述旁通通路的合流部的分配阀。

根据本发明的技术方案，能够通过适当地预热排气装置来抑制排气净化催化剂的排气净化能力的下降。

Claims (6)

1.一种内燃机的排气装置的预热系统，其特征在于，具备：

排气装置和电子控制单元，

所述排气装置包括：

增压器，其具备设置于内燃机的排气通路的涡轮；

第一排气净化催化剂，其设置于比所述涡轮靠下游的所述排气通路；

旁通通路，其从比所述涡轮靠上游的所述排气通路分支，绕过所述涡轮而与比所述第一排气净化催化剂靠上游的所述排气通路合流；以及

调整部，其通过变更向所述涡轮流入的排气的流量即涡轮流入排气流量与向所述旁通通路流入的排气的流量的比例来调整所述涡轮流入排气流量，

所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂以及所述涡轮的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量，其中，

所述电子控制单元构成为执行第一预热控制，该第一预热控制是，在所述第一排气净化催化剂的温度低于所述第一排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用所述调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第一排气净化催化剂的预热，

所述电子控制单元构成为执行第二预热控制，该第二预热控制是，在通过所述第一预热控制实现的所述第一排气净化催化剂的预热完成后，以所述第一排气净化催化剂的预热完成状态被维持的方式，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成比零多且比相同情况即所述内燃机的运转状态相同的情况下的所述预热后流量少的流量，由此进行所述涡轮的预热。

2.根据权利要求1所述的排气装置的预热系统，其特征在于，

所述电子控制单元基于所述第一排气净化催化剂的温度和涡轮通过后排气温度来控制所述涡轮流入排气流量，所述涡轮通过后排气温度是通过了所述涡轮但与通过了所述旁通通路的排气合流之前的涡轮通过后排气的温度，

所述电子控制单元构成为，在将所述涡轮流入排气流量控制成比所述相同情况即所述内燃机的运转状态相同的情况下的所述预热后流量少的流量时，所述第一排气净化催化剂的温度越低，或者所述涡轮通过后排气温度越低，则使所述涡轮流入排气流量越少。

3.根据权利要求1所述的排气装置的预热系统，其特征在于，

所述排气装置还具有设置于比所述第一排气净化催化剂靠下游的所述排气通路的第二排气净化催化剂，

所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂、所述涡轮以及所述第二排气净化催化剂的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量，

所述电子控制单元构成为执行第三预热控制，该第三预热控制是，在所述涡轮的预热完成后且所述第二排气净化催化剂的温度低于所述第二排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第二排气净化催化剂的预热。

4.根据权利要求2所述的排气装置的预热系统，其特征在于，

所述排气装置还具有设置于比所述第一排气净化催化剂靠下游的所述排气通路的第二排气净化催化剂，

所述电子控制单元构成为，在所述第一排气净化催化剂、所述涡轮以及所述第二排气净化催化剂的预热完成后，使用所述调整部将所述涡轮流入排气流量控制成与所述内燃机的运转状态相应的预热后流量，

所述电子控制单元构成为执行第三预热控制，该第三预热控制是，在所述涡轮的预热完成后且所述第二排气净化催化剂的温度低于所述第二排气净化催化剂的活性化温度的情况下，使用调整部以使所述涡轮流入排气流量成为零的方式进行控制，由此进行所述第二排气净化催化剂的预热。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的排气装置的预热系统，其特征在于，

所述排气通路包括从分支有所述旁通通路的分支部经过所述涡轮的涡轮侧排气通路，

所述调整部包括第1阀和第2阀，

所述第1阀设置于所述涡轮侧排气通路中的所述分支部与所述涡轮之间的通路，对向所述涡轮流入的排气流量进行调整，

所述第2阀设置于所述旁通通路，对在所述旁通通路流动的排气的流量进行调整。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的排气装置的预热系统，其特征在于，

所述排气通路包括从分支有所述旁通通路的分支部经过所述涡轮的涡轮侧排气通路，

所述调整部包括设置于所述涡轮侧排气通路与所述旁通通路的合流部的分配阀。