專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)。
技術(shù)背景在諸如v型發(fā)動(dòng)機(jī)的具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中，所有氣缸被分成兩個(gè)氣缸組，每個(gè)氣缸組都設(shè)置有排氣歧管，并且為每個(gè) 氣缸組設(shè)有排氣通道，從而排氣通道從相應(yīng)的排氣歧管延伸到排氣匯合 點(diǎn)，來(lái)自各個(gè)排氣通道的排氣流在該排氣匯合點(diǎn)處合并在一起。在這種 類型的排氣系統(tǒng)中，已經(jīng)提出，將渦輪增壓器的渦輪和位于渦輪下游的 催化轉(zhuǎn)化器僅設(shè)置在其中一個(gè)排氣通道內(nèi)，并且該排氣通道在渦輪上游 的連接點(diǎn)處與另一排氣通道的連接點(diǎn)連通，同時(shí)，控制閥設(shè)置在另一排 氣通道的連接點(diǎn)的下游。例如，如此構(gòu)造的排氣系統(tǒng)的一個(gè)示例公開(kāi)在JP-B2國(guó)l-27246中。在如上所述的布置中，控制閥用作渦輪增壓器的廢氣門，并且該控 制閥在產(chǎn)生少量排氣的低負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間被關(guān)閉，從而所有氣缸的 排氣通過(guò)該渦輪。在產(chǎn)生大量排氣的高負(fù)栽發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，控制閱打 開(kāi)，從而另一氣缸組的排氣通過(guò)另一排氣通道，并且僅前面提到的那個(gè) 氣缸組的排氣通過(guò)渦輪。這樣，渦輪增壓器產(chǎn)生的增壓壓力被恒定地控 制成設(shè)定值或者與該設(shè)定值接近的值。當(dāng)車輛正在減速時(shí)，通常執(zhí)行燃料供應(yīng)切斷操作以減少燃料消耗。 在上述排氣系統(tǒng)中，如果控制閥由于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小而被關(guān)閉，甚至在燃 料供應(yīng)切斷期間也被關(guān)閉，使得所有氣缸的排氣通過(guò)渦輪，則所有氣缸 的排氣通過(guò)催化轉(zhuǎn)化器。如果催化轉(zhuǎn)化器的溫度較高，那么，由于燃料 供應(yīng)切斷期間排出的含有大量氧氣的排氣引起的燒結(jié)，使得由貴金屬形 成并通常承載在催化轉(zhuǎn)化器上的催化劑劣化。如果因?yàn)榇呋瘎┑牧踊?導(dǎo)致單個(gè)催化轉(zhuǎn)化器劣化，則排氣不能被凈化。本發(fā)明提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，即使設(shè)置在渦輪下游的催 化轉(zhuǎn)化器在燃料供應(yīng)切斷期間劣化，排氣也能夠在其中被適當(dāng)?shù)貎艋?。發(fā)明內(nèi)容依照本發(fā)明一個(gè)方面的具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，所 有所述氣缸分成兩個(gè)氣缸組，第一排氣通道和第二排氣通道連接于所述 兩個(gè)氣缸組各自的排氣歧管，所述第一排氣通道經(jīng)由設(shè)置在所述第一排 氣通道中的第一連接點(diǎn)和設(shè)置在所述第二排氣通道中的第二連接點(diǎn)與 所述第二排氣通道連通。所述排氣系統(tǒng)包括設(shè)置在所述第一排氣通道的 所述第一連接點(diǎn)下游的渦輪增壓器的渦輪和第一催化轉(zhuǎn)化器以及設(shè)置 在所述第二排氣通道的所述第二連接點(diǎn)下游的控制閥。所述第 一催化轉(zhuǎn) 化器設(shè)置在所述渦輪下游。在所述排氣系統(tǒng)中，另一控制閥設(shè)置在所述 第 一排氣通道的所述第 一連接點(diǎn)的下游，第二催化轉(zhuǎn)化器設(shè)置在所述第 二排氣通道的所述笫二連接點(diǎn)的下游。控制設(shè)置在所述第 一排氣通道和 所述第二排氣通道中的所述控制閥的打開(kāi)量，使得在燃料供應(yīng)切斷期間 所有所述氣缸的排氣主要通過(guò)所述第一催化轉(zhuǎn)化器和所述第二催化轉(zhuǎn) 化器中的一個(gè)。通過(guò)采用以上布置，在燃料供應(yīng)切斷期間，所有氣缸的排氣主要通 過(guò)設(shè)置在第一排氣通道中的第一催化轉(zhuǎn)化器。因此，如果第一催化轉(zhuǎn)化 器的溫度較高，第一催化轉(zhuǎn)化器可能由于排氣中含有的大量氧氣而被劣 化。然而，第二催化轉(zhuǎn)化器設(shè)置在第二排氣通道中。因此，在燃料供應(yīng) 切斷期間，含有大量氧氣的排氣幾乎不會(huì)通過(guò)第二催化轉(zhuǎn)化器。從而， 抑制了第二催化轉(zhuǎn)化器的劣化，并且排氣能夠被第二催化轉(zhuǎn)化器凈化。在上述排氣系統(tǒng)中，在燃料供應(yīng)切斷期間，可以測(cè)量或估算第一催 化轉(zhuǎn)化器和第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度。如果第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于第 一催化轉(zhuǎn)化器的溫度，可以控制設(shè)置在第一排氣通道和第二排氣通道的 控制閥的打開(kāi)量，使得所有氣缸的排氣主要通過(guò)第二催化轉(zhuǎn)化器。通過(guò)采用以上布置，如果設(shè)置在第 一排氣通道中的第 一催化轉(zhuǎn)化器 的溫度較高，則在燃料供應(yīng)切斷期間含有大量氧氣的排氣通過(guò)第 一催化 轉(zhuǎn)化器的機(jī)會(huì)將減小，這抑制了第一催化轉(zhuǎn)化器的劣化。當(dāng)燃料供應(yīng)切 斷期間含有大量氧氣的排氣通過(guò)設(shè)置在第二排氣通道中的第二催化轉(zhuǎn) 化器時(shí)，第二催化劑的溫度不可能太高，因?yàn)榇藭r(shí)第二催化轉(zhuǎn)化器的溫 度低于第一轉(zhuǎn)化器的溫度。因此，抑制了第二催化轉(zhuǎn)化器的劣化。從而， 通過(guò)采用兩個(gè)催化轉(zhuǎn)化器能夠適當(dāng)凈化排氣。6在上述排氣系統(tǒng)中，在燃料供應(yīng)切斷期間，可以測(cè)量或估算第二催 化轉(zhuǎn)化器的溫度。如果第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于預(yù)定溫度，可以控制 設(shè)置在第一排氣通道和第二排氣通道的控制閥的打開(kāi)量，使得所有氣缸 的排氣主要通過(guò)第二催化轉(zhuǎn)化器。通過(guò)采用以上布置，如果設(shè)置在第 一排氣通道中的第 一催化轉(zhuǎn)化器 的溫度較高，則在燃料供應(yīng)切斷期間含有大量氧氣的排氣通過(guò)第 一催化 轉(zhuǎn)化器的機(jī)會(huì)將減小，這抑制了第一催化轉(zhuǎn)化器的劣化。當(dāng)燃料供應(yīng)切 斷期間含有大量氧氣的排氣通過(guò)第二催化轉(zhuǎn)化器時(shí)，第二催化劑的溫度 低于預(yù)定溫度。因此，抑制了第二催化轉(zhuǎn)化器的劣化。從而，通過(guò)采用 兩個(gè)催化轉(zhuǎn)化器能夠適當(dāng)凈化排氣。在上述排氣系統(tǒng)中，設(shè)置在第一排氣通道的控制閥可以控制成完全 關(guān)閉，設(shè)置在第二排氣通道的控制閥可以控制成完全打開(kāi)。依照本發(fā)明另一方面的具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，包括: 構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸的第一氣釭組和第二氣釭組；連接于第一氣缸組和第 二氣缸組各自的排氣歧管的第一排氣通道和第二排氣通道，第一排氣通道 和第二排氣通道具有各自的連接點(diǎn)，第一排氣通道和第二排氣通道通過(guò)所述連接點(diǎn)彼此連通；設(shè)置在第一排氣通道的連接點(diǎn)下游的渦輪增壓器的 渦輪；設(shè)置在第一排氣通道中并位于渦輪下游的第一催化轉(zhuǎn)化器；設(shè)置 在第一排氣通道的連接點(diǎn)下游的第一控制閥；設(shè)置在第二排氣通道的連 接點(diǎn)下游的第二催化轉(zhuǎn)化器；設(shè)置在第二排氣通道的連接點(diǎn)下游的第二 控制閥；以及控制器，所述控制器控制設(shè)置在第一排氣通道和第二排氣 通道中的控制閥的打開(kāi)量，使得在燃料供應(yīng)切斷期間所有氣缸的排氣主 要通過(guò)第一催化轉(zhuǎn)化器和第二催化轉(zhuǎn)化器中的一個(gè)。在上述排氣系統(tǒng)中，在燃料供應(yīng)切斷期間，可測(cè)量或估算第一催化 轉(zhuǎn)化器和第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度。如果第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于第一 催化轉(zhuǎn)化器的溫度，控制器可以控制設(shè)置在第一排氣通道和第二排氣通 道的控制閥的打開(kāi)量，使得所有氣缸的排氣主要通過(guò)第二催化轉(zhuǎn)化器。在上述排氣系統(tǒng)中，在燃料供應(yīng)切斷期間，可以測(cè)量或估算第二催 化轉(zhuǎn)化器的溫度。如果第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于預(yù)定溫度，控制器可 以控制設(shè)置在第一排氣通道和第二排氣通道的控制閥的打開(kāi)量，使得所 有氣缸的排氣主要通過(guò)設(shè)置在第二排氣通道中的第二催化轉(zhuǎn)化器。在上述排氣系統(tǒng)中，控制器可以執(zhí)行控制，使得設(shè)置在第一排氣通 道中的控制閥完全關(guān)閉，并且使得設(shè)置在第二排氣通道中的控制閥完全 打開(kāi)。


通過(guò)以下參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，本發(fā)明的前述的和 /或其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清晰，附圖中相同的或相應(yīng)的部分將以相同的參考標(biāo)號(hào)進(jìn)行標(biāo)示，其中圖1是示出依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的示 意圖；圖2是用于控制第一控制閥和第二控制閥的第一流程圖；以及 圖3是用于控制第一控制閥和第二控制閥的第二流程圖。
具體實(shí)施方式
在以下描述中，將以示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。圖l是示出依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的示 意圖.在圖1中，V型發(fā)動(dòng)機(jī)形式的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括第一氣缸列l(wèi)a和 第二氣缸列l(wèi)b,并且第一排氣歧管2a和笫二排氣歧管2b分別連接到 第一氣缸列l(wèi)a和第二氣缸列l(wèi)b。第一排氣通道3a連接到第一排氣歧 管2a，第二排氣通道3b連接到第二排氣歧管2b。第一排氣通道3a和 第二排氣通道3b在排氣匯合點(diǎn)4接合在一起，并且主催化轉(zhuǎn)換器5設(shè) 置在排氣匯合點(diǎn)4的下游。V型發(fā)動(dòng)機(jī)主要以化學(xué)計(jì)量空燃比運(yùn)轉(zhuǎn).選擇三元催化轉(zhuǎn)化器作為 主催化轉(zhuǎn)換器5。主催化轉(zhuǎn)換器5的尺寸相對(duì)較大，但這不會(huì)導(dǎo)致車輛 安裝效率方面的問(wèn)題，因?yàn)檗D(zhuǎn)化器5安裝在車輛的底板之下。因此，主 催化轉(zhuǎn)換器5很好地凈化了發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)期間從各個(gè)氣缸排出的大 量排氣。然而，在低負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間從各個(gè)氣缸排出的排氣具有相對(duì)較 低的溫度，并且該溫度隨著排氣流入主催化轉(zhuǎn)換器5的過(guò)程進(jìn)一步降低。 因此，在這種情況下，主催化轉(zhuǎn)換器5不能保持在催化劑活化溫度或其 工作溫度下，導(dǎo)致排氣不能充分凈化。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，充當(dāng)三元催化轉(zhuǎn)化器的第 一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a靠近發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體安裝在第一排氣通道3a中，而第二輔助催化轉(zhuǎn)化 器6b靠近發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體安裝在第二排氣通道3b中。通過(guò)采用這種布置， 當(dāng)?shù)谝粴飧琢衛(wèi)a和第二氣缸列l(wèi)b執(zhí)行低負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由此產(chǎn)生 的具有相對(duì)較低溫度的排氣在氣體溫度進(jìn)一步降低之前流入靠近發(fā)動(dòng) 機(jī)機(jī)體設(shè)置的第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b。從而， 承栽在各個(gè)催化轉(zhuǎn)化器6a、 6b上的催化劑保持在活化溫度，并且低負(fù) 載時(shí)產(chǎn)生的排氣能夠被充分地凈化。而且，靠近發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體安裝的第一 輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)就迅速地 活化，從而能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后立刻凈化排氣。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，第一排氣通道3a和第二排氣通道3b經(jīng)由 連接管7彼此連通，連接管7連接通道3a的連接點(diǎn)7a和通道3b的連 接點(diǎn)7b。渦輪增壓器的渦輪8設(shè)置在第一排氣通道3a中并位于連接點(diǎn) 7a和第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a之間。而且，第一控制閥9a設(shè)置在第一排 氣通道3a中并位于第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a下游。第一控制閥9a調(diào)節(jié) 通過(guò)第一排氣通道3a的排氣量，使得排氣量的下限等于零，并且第一 控制閥9a可以設(shè)置在位于連接點(diǎn)7a下游的第一排氣通道3a中的任意 位置。第二控制閥9b設(shè)置在第二排氣通道3b中并位于第二輔助催化轉(zhuǎn)化 器6b下游。第二控制閥9b調(diào)節(jié)通過(guò)第二排氣通道3b的排氣量，使得 排氣量的下限等于零，并且第二控制閥9b可以設(shè)置在位于連接點(diǎn)7b下 游的第二排氣通道3b中的任意位置。如圖1所示，第一控制閥9a和第 二控制閥9b的打開(kāi)量由控制器IO控制。與渦輪8聯(lián)接的渦輪增壓器的壓縮機(jī)(未圖示)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣 系統(tǒng)的節(jié)氣門上游，并且執(zhí)行增壓。通過(guò)控制第一控制閥9a和第二控 制閥9b的打開(kāi)量，能夠根據(jù)需要控制流經(jīng)第一排氣通道3a中的渦輪8 的排氣量，即，能夠從一種沒(méi)有排氣通過(guò)渦輪8的狀態(tài)(該狀態(tài)由完全 關(guān)閉第一控制閥9a并完全打開(kāi)第二控制閥9b形成)變成一種所有氣缸 的排氣都通過(guò)渦輪8的狀態(tài)(該狀態(tài)由完全打開(kāi)第一控制閥9a并完全 關(guān)閉第二控制閥9b形成)。這樣，即使沒(méi)有設(shè)置通常用于旁通渦輪8的 廢氣門通道，也能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)通過(guò)改變流經(jīng)渦輪8的排氣量 來(lái)控制增壓壓力。當(dāng)車輛正在減速時(shí)，通常執(zhí)行燃料供應(yīng)切斷操作以便節(jié)省燃料。在 燃料供應(yīng)切斷期間，空氣作為排氣從各個(gè)氣缸排出，因此，排氣中含有大量氧氣。因?yàn)橹鞔呋D(zhuǎn)換器5離發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體相對(duì)較遠(yuǎn)，所以主催化轉(zhuǎn) 換器5的溫度不會(huì)變得非常高。然而，因?yàn)榈谝惠o助催化轉(zhuǎn)化器6a和 第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b靠近發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體設(shè)置，所以第一輔助催化轉(zhuǎn)化 器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度可能變得非常高(800'C或更高)。 如果在燃料供應(yīng)切斷期間排出的含有大量氧氣的排氣流入第一輔助催 化轉(zhuǎn)化器6a或者第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b，那么，由貴金屬形成并通常 承栽在催化轉(zhuǎn)化器上的催化劑將被燒結(jié)，從而劣化。如果第一輔助催化 轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b由于這種燒結(jié)而都劣化，那么，當(dāng) 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較低時(shí)或者發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將不能適當(dāng)?shù)貎艋艢?。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，控制器10按照?qǐng)D2所示的第一流程圖的 過(guò)程控制第一控制閥9a和第二控制閥9b的打開(kāi)量，以防止第一輔助催 化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b二者都劣化。首先，在步驟101 中，判定燃料供應(yīng)切斷操作是否已經(jīng)啟動(dòng)。如果在步驟101中得到否定 判斷，那么，在步驟102中，控制器IO基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從各 個(gè)氣缸中排出的排氣量控制第一控制閥9a和第二控制閥9b的打開(kāi)量。 從而，流經(jīng)設(shè)置在第一排氣通道3a中的渦輪8的排氣量被控制為實(shí)現(xiàn) 所需的增壓壓力。如果從各個(gè)氣缸排出的排氣量不改變，則流經(jīng)渦輪8 的排氣量將隨第一控制閥9a的打開(kāi)量的減小而減小。在這種情況下， 第二控制閥9b可以控制成完全打開(kāi)。另一方面，流經(jīng)渦輪8的排氣量 隨第二控制閥9b的打開(kāi)量的減小而增大。在這種情況下，第一控制閥 9a可以控制成完全打開(kāi)。如果燃料供應(yīng)切斷操作已經(jīng)啟動(dòng)，并且因此，在步驟101得出肯定 判斷，則在步驟103中，測(cè)量或者估算第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a的溫度 Tl和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度T2，并且判定第二輔助催化轉(zhuǎn)化器 6b的溫度T2是否低于第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a的溫度Tl。估算溫度Tl 和T2要考慮到以下因素基于燃料供應(yīng)切斷操作啟動(dòng)即刻的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)的排氣溫度、已經(jīng)分別通過(guò)第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助 催化轉(zhuǎn)化器6b的排氣量、以及當(dāng)排氣通過(guò)渦輪8時(shí)將流入第一輔助催 化轉(zhuǎn)化器6a的排氣的溫度會(huì)降低的事實(shí)。當(dāng)在步驟103得出肯定判斷時(shí)，即，當(dāng)?shù)诙o助催化轉(zhuǎn)化器6b的10溫度T2比第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a的溫度Tl低時(shí)，在步猓104中完全 關(guān)閉第一控制閥9a，并且在步驟105中完全打開(kāi)第二控制閥9b。因此， 第二氣缸列l(wèi)b中的排氣完全通過(guò)第二排氣通道3b并且流入第二輔助催 化轉(zhuǎn)化器6b。而且，第一氣缸列l(wèi)a中的排氣完全通過(guò)連接管7和第二 排氣通道3b并且流入第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b。因此，所有氣缸的排氣 都通過(guò)第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b。在車輛開(kāi)始減速前的即刻，即，燃料供應(yīng)切斷操作啟動(dòng)之前的即刻， 的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載通常很大，因此，需要較高的增壓壓力。這 時(shí)，第二控制閥9b基本上關(guān)閉，并且具有較高溫度的大量排氣通過(guò)渦 輪8。因此，設(shè)置在第一排氣通道3a中并位于渦輪8下游的第一輔助催 化轉(zhuǎn)化器6a的溫度通常非常高。相反，流經(jīng)第二排氣通道3b并通過(guò)第 二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的排氣量很小，而且第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫 度通常相對(duì)較低。在這種情況下，如果在步驟103得出肯定判斷，并且 因此，使所有氣缸的排氣在燃料供應(yīng)切斷期間通過(guò)第二輔助催化轉(zhuǎn)化器 6b，則含有大量氧氣的排氣不通過(guò)具有非常高溫度的第一輔助催化轉(zhuǎn)化 器6a。從而，抑制了第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a的劣化。同時(shí)，含有大量 氧氣的排氣通過(guò)第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b。然而，幾乎沒(méi)有出現(xiàn)第二輔 助催化轉(zhuǎn)化器6b劣化的可能性，因?yàn)榈诙o助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度較 低。當(dāng)在步驟103得出否定判斷時(shí)，即，當(dāng)?shù)诙o助催化轉(zhuǎn)化器6b的 溫度T2等于或高于第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a的溫度Tl時(shí)，在步驟106 中完全打開(kāi)第一控制閥9a，并且在步驟107中完全關(guān)閉第二控制閥9b。 因此，第一氣缸列l(wèi)a中的排氣完全通過(guò)第一排氣通道3a并且流入第一 輔助催化轉(zhuǎn)化器6a。同時(shí)，第二氣缸列l(wèi)b中的排氣完全通過(guò)連接管7 和第一排氣通道3a并且流入第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a。因此，所有氣缸 的排氣通過(guò)第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a。當(dāng)在步驟103得出否定判斷時(shí)，在啟動(dòng)燃料供應(yīng)切斷操作前的即刻 的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，相對(duì)較大量的排氣通過(guò)第二排氣通道3b。這時(shí)，執(zhí)行 中低負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在該運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，增壓壓力不需要像高負(fù)載發(fā)動(dòng) 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)那么高，并且排氣溫度也不像發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較大時(shí)那么高。因此， 等于或小于第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度T2的第一輔助催化轉(zhuǎn)化器 6a的溫度Tl很高的可能性較低。即使使所有氣缸的排氣都通過(guò)第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a，第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a也不可能劣化。同時(shí)，不通 過(guò)排氣的第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b也不劣化。這樣，第一輔助催化轉(zhuǎn)化 器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的劣化都被抑制，這防止了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù) 載較低和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)排氣不能被凈化的情況。圖3示出了第二流程圖，其包括控制第一控制閥9a和第二控制閥 9b的打開(kāi)量以防止第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b 都劣化的過(guò)程。除了以下幾點(diǎn)之外，第二流程圖所示的過(guò)程與第一流程 圖所示的過(guò)程相同。在第二流程圖所示的過(guò)程中，在步驟203，僅測(cè)量 或估算第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度T2，并且判定溫度T2是否低于 預(yù)定溫度T，，在所述預(yù)定溫度T，，即使氣體通過(guò)第二輔助催化轉(zhuǎn)化器 6b也不會(huì)導(dǎo)致由貴金屬形成的催化劑燒結(jié)。只有在步驟203得出肯定 判斷時(shí)，控制器10控制控制閥9a和9b的打開(kāi)量，使得在步驟204中 完全關(guān)閉第一控制閥9a，并且在步驟205中完全打開(kāi)第二控制閥9b。 從而，所有氣缸的排氣通過(guò)第二輔助催化轉(zhuǎn)化器9b。按照這個(gè)過(guò)程，抑制了第二輔助催化轉(zhuǎn)化器9b的劣化。同時(shí)，因 為在燃料供應(yīng)切斷期間所有氣缸的排氣通過(guò)第二輔助催化轉(zhuǎn)化器9b， 所以不會(huì)導(dǎo)致第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a劣化。如果在啟動(dòng)燃料供應(yīng)切斷 操作前即刻的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a的溫度Tl和 第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度T2都超過(guò)預(yù)定溫度T，，那么，存在第 一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a被劣化的可能性。然而這種可能性較小。這樣， 抑制了第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b都劣化，這防 止了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較低和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)排氣不能被凈化的情況。在第一流程圖和第二流程圖所示的過(guò)程中，第一控制閥9a和第二 控制閥9b的一個(gè)在燃料供應(yīng)切斷期間被完全關(guān)閉。然而，該控制并不 限于此。第一控制閥6a或第二控制閥6b可以輕微打開(kāi)，使得少量排氣 通過(guò)第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b中的一個(gè)?？刂?第一控制閥9a和第二控制閥9b的打開(kāi)量，使得所有氣缸的排氣主要通 過(guò)第一輔助催化轉(zhuǎn)化器6a和那第二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b中的另外一個(gè)。在第一流程圖和第二流程圖所示的過(guò)程中，當(dāng)啟動(dòng)燃料供應(yīng)切斷操 作時(shí)，測(cè)量或估算笫二輔助催化轉(zhuǎn)化器6b的溫度。然而，該控制并不 限于此。例如，當(dāng)啟動(dòng)燃料供應(yīng)切斷操作時(shí)，可以控制第一控制閥9a 和第二控制閥9b 二者的打開(kāi)量，4吏得第一控制閥9a完全打開(kāi)并且第二控制閥9b完全關(guān)閉，而不用測(cè)量或估算催化轉(zhuǎn)化器的溫度。通過(guò)采用 上述布置，在燃料供應(yīng)切斷期間，含有大量氧氣的排氣完全通過(guò)第一輔 助催化轉(zhuǎn)化器6a。如果第一催化轉(zhuǎn)化器6a的溫度非常高，則第一催化 轉(zhuǎn)化器6a可能劣化。然而，第二催化轉(zhuǎn)化器6b—點(diǎn)也不會(huì)劣化。因此， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較低和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，排氣至少能夠由第二輔助催化轉(zhuǎn)化 器6b凈化。盡管在所示的實(shí)施方式中主催化轉(zhuǎn)換器5采用三元催化轉(zhuǎn)化器的形 式，但其還可以采用NOx催化轉(zhuǎn)化器的形式，此時(shí)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)能夠 貧燃運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于采用NOx催化轉(zhuǎn)化器的情形，例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在極 常高負(fù)載狀態(tài)時(shí)以化學(xué)計(jì)量空燃比或濃空燃比運(yùn)轉(zhuǎn)，則主催化轉(zhuǎn)換器5 優(yōu)選采用串聯(lián)布置的三元催化轉(zhuǎn)化器和NOx催化轉(zhuǎn)化器的組合。盡管內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在所示的實(shí)施方式中是V型發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明不限 于應(yīng)用于這種發(fā)動(dòng)機(jī)，而是可以應(yīng)用于設(shè)有多個(gè)氣缸且將這些氣缸分成 兩組并且每組氣缸都設(shè)有排氣歧管的任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。所述多個(gè)氣缸 可以串聯(lián)布置。本發(fā)明還可以應(yīng)用于具有三組或更多組氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)。 在這種情況下，位于排氣匯合點(diǎn)上游的三個(gè)或更多個(gè)排氣通道可以粗略 地分成兩組，從而本發(fā)明能夠應(yīng)用于這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管參照示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是可以理解，本 發(fā)明不限于這些示例性的實(shí)施方式或構(gòu)造。相反，本發(fā)明意在涵蓋各種 變化和等同布置。另外，盡管示例性實(shí)施方式的各種元件以各種結(jié)合或 構(gòu)造示出，但這只是示例性的，包括更多、更少或僅有一個(gè)元件的其它 結(jié)合或構(gòu)造也包含在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)氣缸，其中，所有所述氣缸分成兩個(gè)氣缸組，第一排氣通道和第二排氣通道連接于所述兩個(gè)氣缸組各自的排氣歧管，所述第一排氣通道經(jīng)由設(shè)置在所述第一排氣通道中的第一連接點(diǎn)和設(shè)置在所述第二排氣通道中的第二連接點(diǎn)與所述第二排氣通道連通，渦輪增壓器的渦輪和設(shè)置在所述渦輪下游的第一催化轉(zhuǎn)化器設(shè)置在所述第一排氣通道的所述第一連接點(diǎn)的下游，并且控制閥設(shè)置在所述第二排氣通道的所述第二連接點(diǎn)的下游，其特征在于，另一控制閥設(shè)置在所述第一排氣通道的所述第一連接點(diǎn)的下游，第二催化轉(zhuǎn)化器設(shè)置在所述第二排氣通道的所述第二連接點(diǎn)的下游，并且控制設(shè)置在所述第一排氣通道和所述第二排氣通道中的所述控制閥的打開(kāi)量，使得在燃料供應(yīng)切斷期間所有所述氣缸的排氣主要通過(guò)所述第一催化轉(zhuǎn)化器和所述第二催化轉(zhuǎn)化器中的一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，其中，在所述燃 料供應(yīng)切斷期間，測(cè)量或估算所述第一催化轉(zhuǎn)化器和所述第二催化轉(zhuǎn)化 器的溫度，并且如果所述第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于所述第一催化轉(zhuǎn)化 器的溫度，則控制設(shè)置在所述第一排氣通道和所述第二排氣通道中的所 述控制閥的打開(kāi)量，使得所有所述氣缸的排氣主要通過(guò)所述第二催化轉(zhuǎn) 化器。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，其中，在所述燃 料供應(yīng)切斷期間，測(cè)量或估算所述第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度，并且如果所 述第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于預(yù)定溫度，則控制設(shè)置在所述第一排氣通 道和所述第二排氣通道中的所述控制閥的打開(kāi)量，^^吏得所有所述氣缸的 排氣主要通過(guò)所述第二催化轉(zhuǎn)化器。
4.如權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，其中，設(shè)置在 所述第一排氣通道中的所述控制閥被控制成完全關(guān)閉，并且設(shè)置在所述 第二排氣通道中的所述控制閥被控制成完全打開(kāi)。
5. —種具有多個(gè)氣缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，包括構(gòu)成所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸的第一氣缸組和第二氣缸組；連接于所述第一氣缸組和所述第二氣缸組各自的排氣歧管的第一 排氣通道和第二排氣通道，所述第一排氣通道和所述第二排氣通道具有 各自的連接點(diǎn)，所述第一排氣通道和所述第二排氣通道通過(guò)所述連接點(diǎn) 彼此連通；設(shè)置在所述第 一排氣通道的所述連接點(diǎn)下游的渦輪增壓器的渦輪； 設(shè)置在所述第一排氣通道中并位于所述渦輪下游的第一催化轉(zhuǎn)化設(shè)置在所述第 一排氣通道的所述連接點(diǎn)下游的第 一控制閥；設(shè)置在所述第二排氣通道的所述連接點(diǎn)下游的第二催化轉(zhuǎn)化器；設(shè)置在所述第二排氣通道的所述連接點(diǎn)下游的第二控制閥；以及控制器，所述控制器控制設(shè)置在所述第一排氣通道和所述第二排氣 通道中的控制閥的打開(kāi)量，使得在燃料供應(yīng)切斷期間所有所述氣缸的排 氣主要通過(guò)所述第 一催化轉(zhuǎn)化器和所述第二催化轉(zhuǎn)化器中的 一個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的排氣系統(tǒng)，其中，在所述燃料供應(yīng)切斷期間，測(cè)量或估算所述第一催化轉(zhuǎn)化器和所述 第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度，并且如果所述第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于所述 第一催化轉(zhuǎn)化器的溫度，所述控制器控制設(shè)置在所述第一排氣通道和所 述第二排氣通道的控制閥的打開(kāi)量，使得所有所述氣缸的排氣主要通過(guò) 所述第二催化轉(zhuǎn)化器。
7.如權(quán)利要求5所述的排氣系統(tǒng)，其中，在所述燃料供應(yīng)切斷期間，測(cè)量或估算所述第二催化轉(zhuǎn)化器的溫 度，并且如果所述第二催化轉(zhuǎn)化器的溫度低于預(yù)定溫度，所述控制器控 制設(shè)置在所述第一排氣通道和所述第二排氣通道的控制閥的打開(kāi)量，使 得所有所述氣缸的排氣主要通過(guò)設(shè)置在所述第二排氣通道中的所述第 二催化轉(zhuǎn)化器。
8.如權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)，其中，所述控 制器執(zhí)行控制，使得設(shè)置在所述第一排氣通道中的所述控制閥完全關(guān) 閉，并且使得設(shè)置在所述第二排氣通道中的所述控制閥完全打開(kāi)。
全文摘要
第一控制閥(9a)設(shè)置在第一排氣通道(3a)的連接點(diǎn)(7a)的下游，第二催化轉(zhuǎn)化器(6b)設(shè)置在第二排氣通道(3b)的連接點(diǎn)(7b)的下游?？刂频谝豢刂崎y和第二控制閥(9b)，使得在燃料供應(yīng)切斷期間，所有氣缸的排氣主要通過(guò)設(shè)置在第一排氣通道的第一催化轉(zhuǎn)化器(6a)和設(shè)置在第二排氣通道的第二催化轉(zhuǎn)化器中的一個(gè)。
文檔編號(hào)F01N13/04GK101326346SQ200680045875
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
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