[發明專利]用于內燃發動機的控制設備以及控制內燃發動機的方法

無效

• 申請號: 200980102977.1
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101932813A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 播磨謙司;入澤泰之
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D23/00
• 分類號: F02D23/00;F02D13/02;F01N3/20;F02B37/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;楊獻智

技術領域

本發明涉及一種用于內燃發動機的控制設備以及控制內燃發動機的方法。更具體地，本發明涉及一種用于帶有渦輪增壓器的內燃發動機的控制設備，以及一種控制帶有渦輪增壓器的內燃發動機的方法。

背景技術

例如，PCT申請號No.2002-520535(JP-T-2002-520535)的已公布的日文譯文描述了以下設備(帶有獨立排氣系統的發動機)：其包括打開/關閉與排氣渦輪相連的第一排氣管的第一排氣門，以及打開/關閉不與排氣渦輪相連的第二排氣管的第二排氣門。在該設備中，當發動機較冷時，第一排氣門關閉，而第二排氣門打開使得排氣繞過排氣渦輪流動。因此，能夠提高使催化劑預熱的性能。另外，當完成催化劑預熱后，第二排氣門關閉，而第一排氣門打開以將全部排氣引入排氣渦輪。這樣，發動機產生所要求的輸出。

然而，在發動機啟動過程中(尤其是在冷啟動期間)，熱容量較大的排氣渦輪以及排氣渦輪所處的第一排氣管均較冷。因此，如果第一排氣門打開以滿足使排氣渦輪預熱的要求、或者完成催化劑預熱后所要求的發動機輸出，則當排氣經過第一排氣管時，排氣的溫度急劇下降。如果溫度以上述方式下降的排氣流入催化劑中，則催化劑的床層溫度可急劇下降，因此催化劑可能失活。其結果是，排氣排放特性可能劣化。

發明內容

本發明提供了一種用于內燃發動機的控制設備和一種控制內燃發動機的方法，其抑制催化劑的劣化同時滿足驅動渦輪增壓器的請求。

本發明的第一方面涉及一種用于內燃發動機的控制設備，其包括：多個氣缸，每個氣缸包括連接于渦輪增壓器的渦輪的第一排氣通道、打開/關閉第一排氣通道的第一排氣門、通向渦輪下游位置的第二排氣通道、以及打開/關閉第二排氣通道的第二排氣門；布置在第三排氣通道中的催化劑，第三排氣通道位于第一排氣通道接合于第二排氣通道的接合點下游；催化劑溫度相關值確定裝置，催化劑溫度相關值確定裝置用于確定與催化劑的溫度相關的催化劑溫度相關值；渦輪增壓器驅動裝置，渦輪增壓器驅動裝置用于打開第一排氣門以驅動渦輪增壓器；以及點火正時延遲裝置，點火正時延遲裝置用于在渦輪增壓器驅動裝置打開第一排氣門時在催化劑溫度相關值低于第一預定值的情況下延遲點火正時。

可基于內燃發動機所要求的輸出或者使渦輪增壓器預熱的請求而輸出打開已關閉的第一排氣門從而驅動渦輪增壓器的請求(以下稱為“渦輪流動模式請求”)。在這種情況下，排氣在具有較大熱容量的第一排氣通道中流動。因此，在排氣到達催化劑之前排氣的溫度下降，從而可能使催化劑失活。采用根據本發明第一方面的控制設備，當輸出渦輪流動模式請求時如果催化劑溫度相關值低于第一預定值，則延遲內燃發動機的點火正時。當點火正時延遲時，排氣的溫度提高。因此，根據本發明，能夠有效地抑制催化劑失活，同時滿足渦輪流動模式請求。

點火正時延遲裝置可包括用于計算點火正時延遲的延遲量的延遲量計算裝置。

延遲量計算裝置可將延遲量計算為隨著催化劑溫度相關值減小延遲量增加。

點火正時延遲的延遲量被計算為隨著催化劑溫度相關值降低而增加。因此，能夠隨著催化劑溫度的下降提高排氣溫度。因此，能夠有效地避免催化劑失活。

控制裝置可進一步包括第一溫度確定裝置，第一溫度確定裝置用于確定流入渦輪的第一排氣的溫度。延遲量計算裝置可將延遲量計算為隨著第一排氣的溫度降低，延遲量增加。

隨著第一排氣的溫度降低，流入催化劑的排氣的溫度降低。因此，能夠隨著第一排氣的溫度降低，通過增加點火正時延遲的延遲量而有效地避免催化劑失活。

點火正時延遲裝置包括最終點火正時計算裝置和警戒裝置，最終點火正時計算裝置用于基于延遲量計算最終點火正時，警戒裝置用于當最終點火正時比預定警戒值延遲時將最終點火正時改變為預定警戒值。

采用這種構造，當基于延遲量計算的最終點火正時比預定警戒值延遲時，將最終點火正時改變為警戒值。因此，能夠有效地抑制因點火正時過度延遲而造成的操縱性劣化以及發生不點火。

該控制裝置可進一步包括第二溫度確定裝置，其用于確定流入催化劑的第二排氣的溫度。當第二排氣的溫度高于第二預定值時，點火正時延遲裝置不延遲點火正時。

當第二排氣的溫度高于第二預定值時，不延遲點火正時。當第二排氣的溫度較高時，流入催化劑的排氣的溫度較高，催化劑沒有失活可能。因此，當催化劑沒有失活可能時，不延遲點火正時。因此，能夠有效地避免點火正時過度延遲并因此避免燃料效率劣化的情況。