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

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）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。更具体 地，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。采用根据本专利技术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，根据本专利技术，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。本专利技术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6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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-23 2008-012906一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。...

【专利技术属性】
技术研发人员：播磨谦司，入泽泰之，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]