内燃发动机的控制装置和控制方法

专利名称：内燃发动机的控制装置和控制方法
技术领域：
本发明涉及一种能够使排气控制催化剂有效地表现其净化具有多 个气釭组的内燃发动机中的排气的能力的控制。
背景技术：
在具有多个气釭组的内燃发动机中，例如所谓的V型内燃发动机
中， 一种公知排气控制装置具有单独设置在每个气釭组的排气通路中 的催化剂和设置在各排气通路汇合位置下游的另 一种催化剂。日本专
利申请公开No. 8-121153( JP-A-8-121153 )和日本专利公开No. 1-27246 (JP-B2-1-27246)都描述了这种排气控制装置的示例。
在这种排气控制装置中，每种催化剂的储氧能力(下面也简称为 "OSC")取决于内燃发动机的运转状态改变。相应地，除非适当控制 每种催化剂的OSC ，否则每种催化剂净化排气的能力不能被有效利用。

发明内容
每个气缸内的OSC使排气控制催化剂能够有效地表现其净化排气的 能力。
本发明的第一方面涉及一种设置有多个气釭组的内燃发动机的控 制装置，所述控制装置包括与每个气釭组连接的单独排气通路、与所 述单独排气通路连接的共用排气通路、设置在每个单独排气通路中的 第 一催化剂、设置在所述共用排气通路中的第二催化剂和控制流入所 述第 一催化剂和第二催化剂的排气的状态的排气控制部。当转换所述 内燃发动机的运转状态的控制时，所述排气控制部控制排气的状态， 使得所述第一催化剂和第二催化剂中至少一个催化剂的储氧能力变成预定的储氧能力。
根据该第一方面的内燃发动机包括多个气釭组(气釭列)，每个气
缸组都具有多个气缸，例如v型内燃发动机。这种内燃发动机中，独
立地为每个气缸组设置单独排气通路并在每个单独排气通路中设置第 一催化剂。在这些第一催化剂的下游，所述单独排气通路汇合以形成
其中设置了第二催化剂的共用排气通路。而且，例如ECU(电控单元) 等形成的空燃比控制部可通过调节节气门开度和燃料喷射量等独立地 控制每个气釭组中的空燃比。
所述第一方面中，所述排气控制部可以是独立控制每个气缸组的 空燃比的空燃比控制部，并且当所述空燃比控制部从使一个气釭组的 空燃比变浓并且使另 一个气缸组的空燃比变稀的气釭组特定控制转换 至使所有气釭组的空燃比成为理论空燃比的理论控制时，在使已被所
述气缸组特定控制变稀的气缸组的空燃比变浓预定时段之后，所述空 燃比控制部做出向所述理论控制的转换。
通过采用所述气釭组特定控制，所述空燃比控制部使一个气缸组 的空燃比变浓并且使另一个气釭组的空燃比变稀。所以，浓排气和稀 排气在下游的第二催化剂汇合，从而升高了第二催化剂的温度。另一 方面，通过采用理论控制，所述空燃比控制部控制所有所述气缸组的 空燃比使得它们成为理论空燃比。
根据上述方面，与每个气缸组对应的第一催化剂的储氧能力 (OSC)转换至中性状态(例如其中OSC是50。/。的状态)，在该中性 状态中所述催化剂能够在预定时段最大程度表现出净化排气的能力。 然后所述空燃比控制部转换至所述理论控制。所以，所述第一催化剂 可有效利用它们的能力在此后的理论控制中净化排气。
上述方面中，在所述预定时段，其中所述预定时段和在所述预定 时段期间每个气缸组的空燃比被设定，使得每个第一催化剂的储氧能 力变成大约50%.
上述第一方面中，所述排气控制部可以是独立控制每个气釭组的 空燃比的空燃比控制部，并且在所述空燃比控制部从停止对所有气釭 组供应燃料的燃料切断控制转换至使一 个气釭组的空燃比变浓并且使另一个气釭组的空燃比变稀的气缸组特定控制时，所述空燃比控制部
可^:定所述一个气釭组的空燃比和所述另一个气缸组的空燃比，4吏得 所述共用排气通路的空燃比变浓预定时段。
上述方面中，当所述空燃比控制部从所述燃料切断控制转换至所 述气釭组特定控制时，所述空燃比控制部可设定所述一个气缸组的空 燃比和所述另 一个气釭组的空燃比，使得所述一个气釭组和另 一个气 缸组的平均空燃比变浓预定时段。而且，当所述空燃比控制部从所述 燃料切断控制转换至所述气釭组特定控制时，所述空燃比控制部可使 所述一个气釭组的空燃比变浓预定时段并且4吏所述另 一个气缸组的空 燃比变稀所述预定时段。
通过采用所述气釭组特定控制，所述空燃比控制部使一个气缸组 的空燃比变浓并且使另一个气釭组的空燃比变稀。所以，浓排气和稀 排气在下游的第二催化剂汇合，从而升高了第二催化剂的温度。另一 方面，通过采用所述燃料切断控制，所述空燃比控制部停止对所有气 缸组供应燃料。因此，在燃料切断控制期间，所有催化剂的osc都处 于最大值。
根据上述方面，从最初开始向所述气釭组特定控制转换，设置在 共用排气通路中的第二催化剂可被置于中性状态，因此能使其有效地 净化排气。
上述方面中，可i殳定所述预定时段使得第二催化剂的储氧能力变
成大约50%。
上述第一方面中，上述排气控制部可包括控制流入每个单独排气 通路的排气的流速的流速控制部，以及独立控制上述气釭组的空燃比 的空燃比控制部。当上述空燃比控制部从使一个气缸组的空燃比变浓 并且使另一个气缸组的空燃比变稀的气釭组特定控制转换至停止对所 有气缸供应燃料的燃料切断控制时，上述流速控制部可控制排气流速， 使得流经与其中空燃比已被所述气缸组特定控制变稀的气缸组对应的 单独排气通路的排气多于流经与其中空燃比已被所述气釭组特定控制 变浓的气缸组对应的单独排气通路的排气。
上述方面中，利用ECU等形成的流速控制部控制流经所述单独排 气通路的排气的流速。通过采用所述气缸组特定控制，所述空燃比控制部使一个气缸组 的空燃比变浓并且使另一个气缸组的空燃比变稀。所以，浓排气和稀 排气在下游的第二催化剂汇合，从而升高了第二催化剂的温度。另一 方面，通过采用上述燃料切断控制，上述空燃比控制部停止对所有气
缸组供应燃料。因此，在燃料切断控制期间，所有催化剂的osc处于
最大值。
根据上述方面，从燃料切断的稀排气的流速在具有已经在上述气
缸组特定控制中变浓的空燃比的气缸组内^L抑制。所以，能够在与该 气缸组对应的第 一催化剂中抑制发热，还可以抑制由于这样产生的热 造成该催化剂的劣化，等等。而且，与每个气缸组对应的第一催化剂 的储氧能力即使在燃料切断期间也可维持，所以在所述燃料切断结束 时上述气缸组特定控制能够顺利地起动。
上述方面中，当所述空燃比控制部从所述气缸组特定控制转换至 所述燃料切断控制时，所述流速控制部可控制排气流速使得所有排气 流经与其中空燃比已被所述气缸组特定控制变稀的气缸组对应的单独 排气通路。
上述方面中，所述流速控制部可包括设置在每个单独排气通路中 的第一催化剂下游的控制阀，以及在每个单独排气通路中的第一催化 剂的上游将所述单独排气通路连接在一起的连接通路。而且，所述流
通路的排气的流速。
上述方面中，所述控制装置还可包括涡轮增压器。这种情况中， 所述涡轮增压器的涡轮可与其中一个所述气缸组的单独排气通路连 接。
本发明的第二方面涉及一种内燃发动机的控制方法，所述内燃发 动机设置有多个气釭组、与每个气缸组连接的单独排气通路、与所述 单独排气通路连接的共用排气通路、设置在每个单独排气通路中的第 一催化剂和设置在所述共用排气通路中的第二催化剂。这种控制方法 包括当转换所述内燃发动机的运转状态的控制时，控制流入第一催 化剂和第二催化剂的排气的状态，使得第一催化剂和第二催化剂中的 至少一个催化剂的储氧能力变成预定的储氧能力。本发明的第二方面中，当所述内燃发动机的运转状态从使一个气 缸组的空燃比变浓并且使另一个气缸组的空燃比变稀的气釭组特定控 制转换至使所有气缸组的空燃比变成理论空燃比的理论控制时，可在
使已被所述气缸组特定控制变稀的气缸组的空燃比变浓预定时段之 后，做出向所述理论控制的转换。
本发明的第二方面中，当所述内燃发动机的运转状态从停止对所 有气缸组供应燃料的燃料切断控制转换至使一个气缸组的空燃比变浓 并且使另 一个气缸组的空燃比变稀的气缸组特定控制时，可设定所述 一个气缸组的空燃比和所述另 一个气缸组的空燃比，使得所述共用排 气通路的空燃比变浓预定时段。
本发明的第二方面中，当所述内燃发动机的运转状态从使一个气 缸组的空燃比变浓并且使另一个气缸组的空燃比变稀的气缸组特定控 制转换至停止对所有气缸组供应燃料的燃料切断控制时，可控制排气 流速，使得流经与其中空燃比已被所述气釭组特定控制变稀的气釭组 对应的单独排气通路的排气多于流经与其中空燃比已被所述气缸组特 定控制变浓的气缸组对应的单独排气通路的排气。


通过以下参照附图对示例实施方式的^^明，本发明的上述和进一 步的目的、特征和优点将变得显而易见，其中相同的标号用于表示相
同的构件，其中
图1是示意性地示出根据本发明第一示例实施方式的内燃发动机 的控制装置的框图2另j艮据第一示例实施方式的催化剂升温控制的示例时间图3是根据第一示例实施方式的催化剂升温控制的流程图4 4一^^据本发明第二示例实施方式的催化剂升温控制的示例时 间图5是根据第二示例实施方式的催化剂升温控制的流程10图6是示意性地示出根据本发明第三示例实施方式的内燃发动机 的控制装置的冲匡图7《一才艮据第三示例实施方式的催化剂升温控制的示例时间以及
图8是根据第三示例实施方式的催化剂升温控制的流程图。
具体实施例方式
以下描iL良附图中，将通过示例实施方式更详细地^兌明本发明。
图1是示意性地示出根据本发明第一示例实施方式的内燃发动机 的控制装置的框图。图中，实线箭头指示进气和排气的流动，虚线箭 头指示信号的输入和输出。而且，以下描述中，当有必要在左右组元 之间进行区分时，将对参考标号附加字母"L"或"R"。当没有必要进行 这种区分时，将省略所述字母。
内燃发动机1是一种具有两个(左和右)气缸列(即，气缸组)2 的V型六缸发动机，每个气釭列有三个气釭3。更具体地，左气釭列 2L有三个气釭3L并且右气釭列2R有三个气釭3R。
在进气通路4内设置节气门11、气流计12和未示出的空气滤清器 等以将进气导入每个气缸3内。进气通路4与进气歧管5连接。基于 来自ECU 20的控制信号CS1控制节气门11的开度，并且控制^^进 气通路4的进气的itil。气流计12检测节气门11下游的进气流速并 且将表示该流速的信号CS3提供至ECU 20。
在每个气釭3内设置燃料喷射阀13。燃料喷射阀13基于来自ECU 20的控制信号CS2控制燃料喷射量。顺便提一下，燃料喷射阀13可 以是端口喷射型燃料喷射阀或缸内喷射型燃料喷射阀。
气缸列2L和2R的排气歧管6L和6R分别与排气通路7L和7R 连接。起动催化剂15L设置在排气通路7L中并且起动催化剂15R设 置在排气通路7R中。排气通路7L和7R在起动催化剂15L和15R的 下游汇合，在这里排气通路7L和7R与共用排气通路8连接。底盘下 (UF)催化剂16设置在这个共用排气通路8中。顺便提一下，没有 对起动催化剂15和UF催化剂16的类型作出特别限制。例如，起动催化剂15可以是三元催化剂并且UF催化剂16可以是NOx储存-还原 催化剂。
ECU20控制内燃发动机1的各种部件。特别地，ECU20起到本 发明的空燃比控制部的作用，其中ECU 20根据内燃发动机1的运转 状态来控制两个气釭列2的空燃比(A/F)，例如才艮据后面将ii行i兌明 的气缸特定浓/稀控制、理"^控制和燃料切断控制。顺便提一下，ECU 20通it&于气流计12等输出的检测信号CS3而输出信号CS1和CS2 并调节节气门11的开度和来自燃料喷射阀13的燃料喷射量等等来控 制每个气釭列2的空燃比。
每个排气通路7R和7L与本发明的单独排气通路对应。而且，每 个起动催化剂15与本发明的第一催化剂对应，并且UF催化剂16与 本发明的第二催化剂对应。
下面，将对根据第一示例实施方式的催化剂升温控制进行"^兌明。 第 一示例实施方式中，这种催化剂升温控制用于在内燃发动M气缸 列特定浓/稀控制(以下称为"气釭列特定RL控制)(即，其中每个气 缸列的空燃比被独立控制的控制)转换至理论运转时控制每个气釭列 2的空燃比。更具体地，气釭列特定RL控制通过使第一气釭列2的空 燃比变浓同时使第二气缸列2的空燃比变稀并且使浓排气和稀排气在 共用排气通路8中的UF催化剂16汇合而升高UF催化剂的温度。同 时，理论运转是指所述内燃发动机运转在其中左右气缸列2的空燃比 都维持在理论空燃比的状态。
由于在气缸列特定RL控制期间第一气釭列的空燃比变浓，该气 缸列(下面称为"浓燃烧列")的储氧能力(OSC)最小。同时，第二 气缸列的空燃比变稀所以该气缸列(下面称为"稀燃烧列，，)的储氧能 力最大。此后，当内燃发动M气釭列特定RL控制转换至理论运转 时，气釭列2的空燃比需快速变成中性，或更具体地，储氧能力需快 速变成约50%，以4^动催化剂15的活性最大化。因此，该示例实 施方式中，当内燃发动M气缸列特定RL控制转换至理^转时，
变浓预定时段。
图2;l一4艮据本示例实施方式的催化剂升温的示例时间图。图2中，
12直到时间tl执行气釭列特定RL控制并且从时间t2开始执行理M 转。
本示例中，右气缸列2R是稀燃烧列所以右起动催化剂15R的A/F 是稀的并且右起动催化剂15R的OSC最大(100%)。另一方面，左 气釭列2L是浓燃烧列所以左起动催化剂15L的A/F是浓的并且左起 动催化剂15L的OSC最小(0%)。顺便提一下，UF催化剂16设置 在共用排气通路8中所以UF催化剂16的OSC大约是50%。
当所述内燃发动;M^时间tl从气釭列特定RL控制转换至理论运 转时，ECU20首先暂时^f吏作为稀燃烧列的右气缸列2R侧的右起动催 化剂15R的空燃比为预定的浓A/F—预定时间直到时间t2。所以，右 起动催化剂15R的OSC从100%降至50%。相应地，在时间t2右起 动催化剂15R处于其中催化剂高度活跃即OSC大约是50%的中性状 态。这样，在时间t2后当右起动催化剂15R处于中性状态时，ECU20 将右气釭列2R侧的A/F设定为理论空燃比使得执行理论运转。
同时，在时间tl， ECU20暂时4吏作为浓燃烧列的左气缸列2L侧 的左起动催化剂15L的空燃比为预定的稀A/F—预定时间直到时间t2。 所以，左起动催化剂15L的OSC从0%升至大约50%使得在时间t2 左起动催化剂15L处于其中催化剂高度活跃的中性状态。这样，在时 间t2后当左起动催化剂15L处于中性状态时，ECU20将左气缸列2L 侧的A/F设定为理论空燃比使得执行理论运转。
顺俊il一下，确定所述预定时段，即时间tl和时间t2之间的时段， 以及在该时段期间预定的A/F，使得在该预定时段后每一起动催化剂 的OSC变成大约50%。
图3是才艮据本示例实施方式的催化剂升温控制的流程图。该控制 通过ECU 20执，先在内部存储的程序实现。
首先，ECU20确定是否满足气缸列特定RL控制执行条件(步骤 Sl)。如果满足该条件，则ECU20执行所述气釭列特定RL控制(步 骤S2 )。
接下来，ECU 20确定是否满足转换为理论运转的条件(步骤S3 )。 如果不满足该条件，则步骤S2中的气釭列特定RL控制继续。另一方 面，如果满足转换为理论运转的条件(即步骤S3中的是)，ECU 20使浓燃烧侧的A/F变稀并且使稀燃烧侧的A/F变浓(步骤S4 )。然后 当预定时段(即图2中的时间tl和时间t2之间的时段)已经过去时(即 步骤S5中的是)，ECU 20使两个气釭列中的A/F都变成所述理论空 燃比使得执行理论运转(步骤S6 )。
这样，根据本示例实施方式，当内燃发动机的运转状态从气缸列 特定RL控制转换至理论运转时，可通过暂时使浓燃烧列的A/F变稀 并且使稀燃烧列的A/F变浓而将两个气缸列2的起动催化剂15都置于 中性状态。相应地，起动催化剂15能够从理论运转起动的时间开始最 大程度地表现出它们净化排气的能力。
下面将说明本发明的第二示例实施方式。根据该第二示例实施方 式的内燃发动机的控制装置的结构与根据图1所示的第一示例实施方 式的控制装置的结构相同，所以省略对其说明。
第二示例实施方式中，下游的UF催化剂16处于中性状态，当内 燃发动机1的运转状态从燃料切断控制转换至上述气釭列特定RL控 制时，两个起动催化剂15的平均A/F为浓一预定时段(下面也称为"平 均变浓时段")。在此，燃料切断控制是指当车辆减速时，例如当内燃 发动机的转速等于或小于预定值并且加速器开度为零时，使燃料喷射 阀13停止喷射燃料的控制。同样，术语"中性状态"在此与上述一样是 指其中UF催化剂16的OSC大约是50%的状态。
图43_#>据该第二实施方式的催化剂升温控制的示例时间图。图4 中，在时间t3之前，内燃发动机l的运转状态是已执行燃料切断，左 右两个气釭列2的A/F都是稀的，并且左起动催化剂和右起动催化剂 15的OSC是最大值(100%)。因此，流入位于左起动催化剂和右起 动催化剂15下游的UF催化剂16的排气的A/F也是稀的，所以UF 催化剂16的OSC也是最大值。
在燃料切断结束时的时间t3,满^动气釭列特定RL控制的条 件，并且燃料切断信号关闭，ECU20使此后要成为气釭列特定RL控 制中的稀燃烧列的右气缸列2R的A/F稍微变稀(即稍微比理论空燃 比稀的A/F)(例如，A/F=15 )。而且，ECU 20还使此后要成为气釭列 特定RL控制中的浓燃烧列的左气缸列2L的A/F变得很浓(例如， A/F=ll)。然后在预定时段已经过去的时间t5， ECU20执行气釭列特定RL控制并且^^气缸列2R的A/F变稀(例如，A/F=17 )并且使 左气缸列2L的A/F变浓(例如，A/F=12 )。
相应地，在时间t3和t5之间，UF催化剂16的A/F从稀变浓(即 跨越理论空燃比)使得UF催化剂16的OSC变成大约50%。亦即， UF催化剂16变成处于其中催化剂高度活跃的中性状态。相应地，UF 催化剂16在气缸列特定RL控制后能够有效^现出净化排气的能 力。
顺便提一下，当燃料切断后执行气釭列特定RL控制时，可通过 在预定时段内(即时间t3和时间t5之间)使左右两个气釭列的A/F 都变浓更快地将UF催化剂16转换至中性状态。然而，如果这样，稀 燃烧列的起动催化剂(即本示例中的起动催化剂15R)的空燃比在变 浓后由气缸列特定RL控制再次变稀，这样产生了导致催化剂热劣化 并降低燃料效率的不必要的热量。而且，在变浓的时候，OSC降到 100%以下，所以在开始气釭列特定RL控制时起动催化剂15R^fil氧 以使OSC回到100。/。。因此，在这段时间，流入UF催化剂16的排气 的A/F以相应的量变浓。因此，本示例实施方式中，稀燃烧列的A/F 在随后的气釭列特定RL控制中是保持稍微比理论空燃比稀而不是变 浓，并且浓燃烧列侧的A/F变得很浓使得整体A/F (即平均A/F)是 浓的。
图5是根据第二示例实施方式的催化剂升温控制的流程图。该控 制由ECU 20执行。
首先，ECU20确定是否满足燃料切断条件(步骤S11)。如果满足 燃料切断条件，ECU20执行燃料切断(步骤S12)。接下来，ECU 20 确定是否满足气缸列特定RL控制条件(步骤S13)。如果不满足气缸 列特定RL控制^H争，ECU20继续步骤S12中执行的燃料切断。另一 方面，如果满足气釭列特定RL控制条件(即步骤S13中的是)，ECU 20使第一气缸列2即要在随后的气缸列特定RL控制中成为浓燃烧列 的气缸列2的A/F变浓并JU吏第二气釭列2即要在l^的气釭列特定 RL控制中成为稀燃烧列的气缸列2变稀(步骤S14)。然后当预定时 段(即图4中的时间t3和时间t5之间的时段)已经过去时(即，步骤 S15中的是)，ECU 20执行气釭列特定RL控制(步骤S16)。亦即， 本示例中，ECU 20佳是稀燃烧列的气缸列2R的A/F变稀并JUtA浓燃烧列的气釭列2L的A/F变浓。
如上所述，在第二示例实施方式中当内燃发动机的运转状态从燃 料切断控制转换至气釭列特定RL控制时，通过使左右两个气釭列的 平均A/F变浓预定时段使下游的UF催化剂16置于中性状态。相应地， 当此后起动气缸列特定RL控制时可有效利用UF催化剂16净化排气 的能力。
顺便提一下，实际上，ECU 20通过参照预先准备的^/稀操作映 射表调节节气门开度、燃料喷射量等等来控制每个气釭列的A/F。这 种情况下，通常提前在ECU 20中准备多个与特定的浓A/F值和稀A/F 值的组合对应的操作映射表。例如，准备多个操作映射表，比如用于 A/F值为"12"和"17，，的操作映射表以及A/F值为"ll，，和"18，，的^Mt映 射表。准备多个操作映射表的原因是可利用不同的操作映射表改变UF 催化剂16的热量。
这样，当多个浓/稀操作映射表存储在ECU 20中时，在上述第二 示例实施方式中的平均变浓时段的控制可使用属于多个操作映射表的 A/F值的组合。例如，当准备了 A/F值是"12"和"17，，的操作映射表和 A/F值是"11"和"18"的操作映射表时，在预定时段即在图4中的平均 变浓时段(即时间t3和t5之间)ECU 20可在浓侧使用A/F值是"ll" 的操作映射表并在稀侧使用A/F值是"17，，的操作映射表。相应地，不 需要只为本示例实施方式的平均变浓时段期间的控制而准备特别的操 作映射表并将该特别的操作映射表存储在ECU 20中。
下面将说明本发明的第三示例实施方式。图6是示意性地示出根 据第三示例实施方式的内燃发动机的控制装置的框图。根据该第三示 例实施方式的内燃发动机的控制装置的基本结构除以下内容外与根据 图l所示的第一和第二实施方式的内燃发动机的控制装置相同。首先， 在左气釭列2L中设置了涡轮增压器22。相应地，进气通路4分支为 节气门11下游的分支通路4a和4c。分支通路4a经涡轮增压器22的 压缩机22a与通路4b连接。通路4b与中间冷却器18连接。另 一方面， 没有为右气釭列2R设置涡轮增压器。相反，分支通路4c与连接进气 歧管5的中间冷却器18直接连接。
而且，气缸列2L的排气歧管6L与涡轮增压器22的涡轮22b连接，并且还经连通通路17与右气釭列2R的排气通路7R连接。
此外，在每个气缸列2的排气通路7中的起动催化剂15的下游设 置控制阀25。控制阀25和连通通路17的作用是控制流经排气通路7 的排气的流速。更具体地，当控制岡25R和25L都打开时，来自气缸 列2的排气流经排气通路。另一方面，当控制阀25L关闭并且控制阀 25R打开时，来自左气缸列2L的排气不流经排气通路7L而是流经连 通通路7然后流经右气釭列2R侧的排气通路7R，如图6中的连通通 路17中的箭头所示。相反地，当控制阀25L打开并且控制阀25R关 闭时，来自右气釭列2R的排气不流经排气通路7R而是流经连通通路 17然后流经左气缸列2L侧的排气通路7L。从ECU 20提供的控制信 号CS4和CS5控制控制阀25L和25R打开和关闭。
除了上述几点外，内燃发动机的控制装置与图1所示的内燃发动 机的控制装置相同。顺便提一下，连通通路17、控制阀25L和25R以 及ECU20作为本发明的流速控制部。
下面将说明根据第三示例实施方式的催化剂升温控制。本示例实 施方式中，当内燃发动机1的运转状态从气釭列特定RL控制转换至 燃料切断控制时，使ii^稀燃烧列侧的排气通路7的排气的流速大于 t浓燃烧列侧的排气通路7的排气的流速。
当执行气釭列特定RL控制时，稀燃烧列侧的起动催化剂的OSC 是最大值(100% )并且浓燃烧列侧的起动催化剂15的OSC是最小值 (0%)。在此，当执行燃料切断时，稀排气流入两个气缸列的排气通 路所以浓燃烧列侧的起动催化剂的OSC从最小值增加到最大值，这样 会有反作用，比如由于产生过热造成催化剂劣化。因此，当内燃发动 机1的运转状态从气釭列特定RL控制转换至燃料切断控制时，调节 排气流速使得ii^稀燃烧列侧的排气流速增加。所以，进入浓燃烧列 侧的排气流速减少，从而减少了如上述产生的热。实际中，通过将控 制信号CS4和CS5提供至控制阀25L和25R来调节排气流速。
图7是4艮据本示例实施方式的催化剂升温控制的示例时间图。在 时间t6之前，在内燃发动机中执行气釭列特定RL控制，并且在时间 t6之后，执行燃料切断。在时间t6之前执行的气釭列特定RL控制使 得稀燃烧列2R的A/F是稀的所以相应的起动催化剂15R的OSC是最大值(100%)。而且，浓燃烧列2L的A/F是浓的所以相应的起动催 化剂15L的OSC是最小值(0% )。 UF催化剂16的OSC维持在中性 状态(约在50%)。而且，燃料切断信号关闭并且左控制阀25L和右 控制阀25R都打开。相应地，来自两个气釭列2的排气都i;t^排气通 路7。
在时间t6，当满足燃料切断条件并且燃料切断信号开启时，ECU20 关闭左控制阀25L。相应地，如上所述，来自左气缸列2L的排气流经 连通通路17并进入右气缸列2R的排气通路7R。当执行燃料切断时左 右两个气缸列中的排气都是稀的。然而，控制阀25L和25R被控制4吏 得这种稀排气全部流入稀燃烧列2R侧的排气通路7R。这样，阻止了 稀排气流入浓燃烧列2L侧的起动催化剂15L，因而抑制了发热。而且， 浓燃烧列2L侧的A/F保持是浓的所以起动催化剂15L的OSC还维持 在最小值。所以，当燃料切断结束时，气缸列特定RL控制可立刻再 次起动。
图8是根据第三示例实施方式的催化剂升温控制的流程图。该控 制由ECU 20执行。
首先，ECU确定是否满足气缸列特定RL控制执行条件(步骤 S21)。如果满足气缸列特定RL控制执行条件，ECU20执行气缸列特 定RL控制(步骤S22)。接下来，ECU 20确定是否满足燃料切断条 件(步骤S23 )。如果不满足燃料切断条件，则ECU 20继续执行气釭 列特定RL控制。另一方面，如果满足燃料切断条件(即步骤S23中 的是)，则ECU 20控制控制阀25以使稀燃烧列侧的排气通路中的排 气流速大于浓燃烧列侧的排气通路中的排气流速(步骤S24)。然后 ECU 20确定是否满足燃料切断结束条件(步骤S25)。如果满足燃料 切断结束条件，则ECU 20结束燃料切断并起动气釭列特定RL控制。
如上所述，本示例实施方式中，当内燃发动机从气缸列特定RL 控制转换至燃料切断控制时，控制排气流速使得稀燃烧列侧的排气通 路中的排气流速变得大于浓燃烧列侧的排气通路中的排气流速，或者， 使得浓燃烧列侧的所有排气流入稀燃烧列侧的排气通路。所以，在燃
缸列特定RL控制可平稳地起动,
18顺便提一下，本发明中，从气缸组特定控制转换至理论控制时，
现的.然而，第一"至第三示例实施方式中的控制也可结^来。-例如， 控制装置可在结构上与第三示例实施方式中的装置相似，并且根据第 一示例实施方式的控制可在从气缸组特定控制转换至理论控制时执 行，根据第二示例实施方式的控制可在从燃料切断控制转换至气缸组 特定控制时执行，并且根据第三示例实施方式的控制可在从气釭组特 定控制转换至燃料切断控制时执行。
虽然已参照其示例实施方式对本发明进行说明，要理解的是本发 明不限于示例实施方式或结构。相反，本发明将涵盖各种变型和等同 装置。此外，虽然以各种示意性的组合及结构说明了示例实施方式的 各种构件，但是其它的包括或多或少甚至仅仅一个构件的组合及结构 也在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1. 一种设置有多个气缸组的内燃发动机的控制装置，其特征在于，包括与每个气缸组连接的单独排气通路；与所述单独排气通路连接的共用排气通路；设置在每个所述单独排气通路中的第一催化剂；设置在所述共用排气通路中的第二催化剂；以及控制流入所述第一催化剂和所述第二催化剂的排气的状态的排气控制部；其中当转换所述内燃发动机的运转状态的控制时，所述排气控制部控制排气的状态，使得所述第一催化剂和所述第二催化剂中的至少一个催化剂的储氧能力变成预定的储氧能力。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中所述排气控制部是独立控制 每个所述气釭组的空燃比的空燃比控制部，并且当所述空燃比控制部从 使一个气缸组的空燃比变浓并且使另 一个气缸组的空燃比变稀的气缸时，在使已被所述气缸组特定控制变浓的气釭组的空燃比变稀预定时段时段之后，所述空燃比控制部才做出向所述理论控制的转换。
3.如权利要求2所述的控制装置，其中所述预定时段和在所述预定 时段期间每个所述气釭组的空燃比被设定为使得每个所述第一催化剂 的储氧能力变成大约50%。
4.如权利要求1所述的控制装置，其中所述排气控制部是独立控制 每个所述气缸组的空燃比的空燃比控制部，并且当所述空燃比控制部从 停止供应燃料至所有气缸组的燃料切断控制转换至使一 个气缸组的空 燃比变浓并且使另一个气釭组的空燃比变稀的气缸组特定控制时，所述空燃比控制部设定所述一个气缸组的空燃比和所述另 一个气釭组的空 燃比，使得所述共用排气通路的空燃比变浓预定时段。
5.如权利要求4所述的控制装置，其中当所述空燃比控制部从所述 燃料切断控制转换至所述气釭组特定控制时，所述空燃比控制部设定所 述一个气釭组的空燃比和所述另 一个气缸组的空燃比，使得所述一个气 缸组和所述另一个气釭组的平均空燃比变浓预定时段。
6.如权利要求4所述的控制装置，其中当所述空燃比控制部从所述 燃料切断控制转换至所述气釭组特定控制时，所述空燃比控制部使所述 一个气缸组的空燃比变浓预定时段并且使所述另 一个气缸组的空燃比 变稀所述预定时段。
7.如权利要求2至6中任一项所述的控制装置，其中所述预定时段 被设定为使得所述第二催化剂的储氧能力变成大约50%。
8.如权利要求1所述的控制装置，其中所述排气控制部包括控制流 入每个所述单独排气通路的排气的流速的流速控制部，以及独立控制所 述气缸组的空燃比的空燃比控制部，并且当所述空燃比控制部从4吏一个 气缸组的空燃比变浓并且^^另 一个气缸组的空燃比变稀的气缸组特定 控制转换至停止供应燃料至所有气釭组的燃料切断控制时，所述流速控 制部控制所述排气流速，使得流经与其中空燃比已被所述气缸组特定控 制变稀的气釭组对应的单独排气通路的排气多于流经与其中空燃比已 被所述气缸组特定控制变浓的气釭组对应的单独排气通路的排气。
9.如权利要求8所述的控制装置，其中当所述空燃比控制部从所述 气缸组特定控制转换至所述燃料切断控制时，所述流速控制部控制排气 流速使得所有排气流经所述与其中空燃比被所述气缸组特定控制变稀 的气釭组对应的单独排气通路。
10.如权利要求8或9所述的控制装置，其中所述流速控制部i)包 拾没置在每个所述单独排气通路中的所述第一催化剂下游的控制阀，以 及在每个所述单独排气通路中的第一催化剂的上游将所述单独排气通 路连接在一起的连接通路，并且ii)通过控制所述控制阀打开和关闭控 制进入每个所述单独排气通路的排气的流速。
11.如权利要求8至10中任一项所述的控制装置，进一步包括涡轮增压器，其中所述涡轮增压器的涡轮与其中一个所述气缸组的 所述单独排气通路连接。
12. —种内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机设置有多个气釭 组、与每个气釭组连接的单独排气通路、与所述单独排气通路连接的共 用排气通路、设置在每个所述单独排气通路中的第一催化剂以及设置在 所述共用排气通路中的第二催化剂，其特征在于，包括当转换所述内燃发动机的运转状态的控制时，控制流入所述第 一催 化剂和所述第二催化剂的排气的状态，使得所述第一催化剂和所述第二 催化剂中的至少一个催化剂的储氧能力变成预定的储氧能力。
13.如权利要求12所述的控制方法，其中当所述内燃发动机的运转 状态从使一个气缸组的空燃比变浓并且使另一个气缸组的空燃比变稀论控制时，在使已被所述气釭组特定控制变浓的气釭组的空燃比变稀预 述预定时段之后，做出向所述理论控制的转换。
14.如权利要求12所述的控制方法，其中当所述内燃发动机的运转 状态从停止供应燃料至所有气釭组的燃料切断控制转换至使一个气缸 组的空燃比变浓并且使另一个气缸组的空燃比变稀的气缸组特定控制 时，设定所述一个气釭组的空燃比和所述另一个气釭组的空燃比，使得 所述共用排气通路的空燃比变浓预定时段。
15.如权利要求12所述的控制方法，其中当所述内燃发动机的运转 状态从^^一个气釭组的空燃比变浓并且使另 一个气缸组的空燃比变稀时，控制排气流速，使得流经与其中空燃比已被所述气釭组特定控制变 稀的气缸组对应的单独排气通路的排气多于流经与其中空燃比已被所 述气釭组特定控制变浓的气釭组对应的单独排气通路的排气。
全文摘要
在具有多个气缸组的内燃发动机中独立地为每个气缸组设置单独排气通路，其中每个气缸组都具有多个气缸。在每个单独排气通路中设置第一催化剂。在这些第一催化剂的下游，单独排气通路汇合以形成其中设置了第二催化剂的共用排气通路。当所述内燃发动机的控制从气缸组特定控制转换至理论控制时，空燃比控制部使其中空燃比已被气缸组特定控制变浓的气缸组的空燃比变稀预定时段，并且使其中空燃比已被气缸组特定控制变稀的气缸组的空燃比变浓预定时段。
文档编号F01N9/00GK101443541SQ200780003929
公开日2009年5月27日 申请日期2007年7月25日 优先权日2006年7月25日
发明者宫下茂树 申请人:丰田自动车株式会社