[发明专利]用于车辆的控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于具有带涡轮增压器的内燃发动机的车辆的控制系统和控制方法。更具体地，本发明涉及实现防止催化剂失活以及加速性能的增强。

背景技术

已知一种装置，该装置包括：第一排气门，其打开和关闭通向涡轮的第一排气通道；以及第二排气门，其打开和关闭不经过涡轮的第二排气通道(独立排气发动机)(参见例如日本专利申请公开No.10-89106(JP-A-10-89106))。根据这种装置，通过关闭第一排气门并打开第二排气门，能够使排气在旁通过涡轮的情况下流动，从而实现增强的催化剂预热性能。在完成催化剂预热之后，通过关闭第二排气门并打开第一排气门，能够将全部排气量引入至涡轮，从而有可能满足加速请求。

但是，在一些情况下，当在完成催化剂预热之后关闭第二排气门并仅打开第一排气门以便满足加速请求时，这会导致催化剂床温突然下降。在这种情况下，催化剂变为失活，这会导致废气排放特性恶化。而且，在其它一些情况下，当仅打开第一排气门时，低温运转期间积聚在涡轮增压器和第一排气通道中的水会流入涡轮下游的催化剂和传感器中。在这种情况下，传感器和催化剂的陶瓷部会被水损坏，这会导致传感器和催化剂故障。

发明内容

本发明提供了一种既可实现防止催化剂失活又可实现加速性能增强的用于车辆的控制系统和控制方法。

本发明第一方面涉及一种用于车辆的控制系统，所述车辆具有带涡轮增压器的内燃发动机，所述控制系统包括：第一排气门，其打开和关闭通向所述涡轮增压器的涡轮的第一排气通道；第二排气门，其打开和关闭通向所述涡轮的下游的第二排气通道；可变气门机构，其能够改变所述第二排气门的升程；催化剂，其设置在所述第一排气通道和所述第二排气通道的汇合部的下游；以及控制装置，其用于控制所述第一排气门和所述第二排气门的打开和关闭。当从所述第一排气门关闭并且所述第二排气门打开的第一状态切换至所述第一排气门打开并且所述第二排气门关闭的第二状态时，所述控制装置在所述第一状态与所述第二状态之间插入第三状态，在所述第三状态中，所述第一排气门打开并且所述第二排气门通过使用所述可变气门机构打开至处于预定范围内的中间升程。

在根据本发明第一方面的控制系统中，当将第一排气门和第二排气门的气门开启特性从第一状态切换至第二状态时，在所述第一状态与第二状态之间插入第三状态，在所述第三状态中，第一排气门打开并且第二排气门打开至预定范围内的中间升程。通过在第三状态中将第二排气门打开至所述中间升程，全部排气量并非都流至具有大热容量的第一排气通道，而是一部分排气经由具有小热容量的第二排气通道供给至催化剂。因此，可防止当从第一状态切换至第二状态时由于催化剂床温的突然下降而引起的催化剂失活。而且，即使当冷凝水在第一状态中积聚在第一排气通道和涡轮中时，在处于第三状态时全部排气量也并非都流入第一排气通道和涡轮中，所以冷凝水会在第三状态中蒸发，从而有可能防止涡轮下游的传感器等被水损坏。而且，通过在第三状态中将第二排气门控制到中间升程，相比将第二排气门控制到全升程的情况，能够获得较高的加速性能。因此，既可实现防止催化剂失活，又可实现加速性能的增强。

而且，根据本发明第一方面的控制系统可进一步包括排气温度获取装置，其用于获取流入所述催化剂中的排气的温度，并且当所述排气温度获取装置获取的排气温度等于或低于预定值时，所述控制装置可以将所述第一排气门和所述第二排气门控制到所述第三状态。

以此方式，当由排气温度获取装置获取的排气温度等于或低于预定值时，第一排气门和第二排气门被控制到第三状态。在这种情况下，当第一排气通道和涡轮尚未被预热时，第一排气通道和涡轮的热吸收大，因而排气温度变为等于或低于预定值。相应地，当排气温度等于或低于预定值时，即，直至完成第一排气通道和涡轮的预热为止，第一排气门和第二排气门被控制到第三状态，从而有可能防止催化剂床温突然下降。

而且，当所述排气温度等于或低于所述预定值时，随着所述排气温度变得较高，所述控制装置可以将所述第二排气门的中间升程设定得较小。

以此方式，当排气温度等于或低于预定值时，随着所述排气温度变得越高，第二排气门的中间升程被设定得越小。在这种情况下，随着第一排气通道和涡轮预热的进行，排气温度变得较高，而且催化剂床温突然下降的可能性变得较低。因此，通过将第二排气门的中间升程设置小，能够进一步增强加速性能。