JP2009085032A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒の劣化を確実に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】ＯＴ増量域である場合には、触媒の温度上昇を抑制するための基本ＯＴ増量値を算出する（ステップ１０４）。その後、タービンに通じない第２排気通路を開閉する第２排気弁Ex2が開弁される領域である場合には、第２排気弁Ex2のリフト量と空燃比センサ出力を取得する（ステップ１０８）。第２排気弁Ex2のリフト量と空燃比センサ出力に基づいて、基本ＯＴ増量値を補正する（ステップ１１０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に係り、特に触媒の劣化抑制に関する。

タービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、タービンを通らない第２排気通路を開閉する第２排気弁とを備えた装置（独立排気エンジン）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この装置によれば、第１排気弁を開弁することにより、排気エネルギをタービンに導くことができる。さらに、第２排気弁を開弁することにより、排気ガスをタービンを通さずに排出することができ、排気ポンピングロスを低減することができる。

特開平１０−８９１０６号公報 特表２００２−５２６７１３号公報

ところで、触媒の温度上昇を抑制するために、燃料噴射量の増量補正が行われている。しかしながら、上記特許文献１の装置によれば、タービンの存在により第１排気通路の熱容量は大きいが、始動時の暖機性要求から第２排気通路の熱容量は非常に小さい。このため、筒内の排気ガスを第１排気通路のみで排気する場合と、第１及び第２排気通路の両方で排気する場合とでは、触媒に流入する排気ガス温度が大きく相違することとなる。
また、第２排気弁と吸気弁のオーバラップ量が変わると、筒内における既燃ガスの掃気効率が変わり、燃焼温度も変化する。よって、吸入空気量が同一であっても、第２排気弁の開弁特性によっては、排気ガス温度が大きく変化することとなる。
その結果、触媒保護を目的とした燃料噴射量の増量補正を適正に行うことができない可能性がある。よって、増量不足による触媒の劣化及び故障、あるいは、増量過剰による燃費悪化を招来する可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、触媒の劣化を確実に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記過給機のタービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁と、
前記第１排気通路と前記第２排気通路の合流点よりも下流に配置された触媒と、
前記触媒の温度上昇を抑制するために燃料噴射量の増量値を算出する増量値算出手段と、
前記第２排気弁の開弁特性に基づいて、前記増量値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記第２排気通路の空燃比を検出する空燃比検出手段を更に備え、
前記補正手段は、前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて排気ガス温度を推定する排気ガス温度推定手段を有し、該排気ガス温度推定手段により推定された排気ガス温度に基づいて、前記増量値を補正することを特徴とする。

また、第３の発明は、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記過給機のタービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁と、
前記第１排気通路と前記第２排気通路の合流点よりも下流に配置された触媒と、
排気ガス温度を取得する排気ガス温度取得手段と、
減速時、前記排気ガス温度が所定値以上である場合に、前記第２排気弁のリフトを禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とする。

第１の発明では、触媒の温度上昇を抑制するために、燃料噴射量の増量値が算出される。算出された増量値は、タービン下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁の開弁特性に基づいて補正される。ここで、第１排気通路はタービンを有するため、第２排気通路に比して熱容量が大きい。よって、第２排気弁の開弁特性が異なると、排気通路の熱容量が変化する。第１の発明によれば、排気通路の熱容量を考慮して増量値が補正されるため、燃料増量を適正に行うことができる。よって、触媒の劣化を確実に抑制することができる。

第２の発明では、空燃比に基づき推定された排気ガス温度に基づいて、増量値が補正される。排気通路の熱容量に加えて排気ガス温度を考慮することで、燃料増量をより適正に行うことができる。

第３の発明では、減速時、排気ガス温度が所定値以上である場合に、タービン下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁のリフトが禁止される。ここで、減速時には低出力要求となるため、通常、第１排気弁と第２排気弁が共にリフトされる。また、減速時には、タービンを有する第１排気通路の背圧の方が、第２排気通路の背圧よりも高い。このため、減速時に通常通り第２排気弁をリフトすると、排気ガスの殆どが第２排気通路を流れることとなる。第２排気通路は、タービンを有しておらず、第１排気通路に比して熱容量が小さい。よって、減速時に第２排気弁をリフトすると、高温の排気ガスが第２排気通路を介して触媒に流入してしまう。これに対して、第３の発明によれば、減速時に第２排気弁のリフトが禁止されるため、高温の排気ガスが第１排気通路を流れることとなる。よって、第１排気通路で排気ガス温度を低下させた後に排気ガスを触媒に流入させることができるため、触媒の劣化を確実に抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す図である。本実施の形態のシステムは、過給機（ダーボチャージャ）を有する独立排気エンジンである。
図１に示すシステムは、複数の気筒２を有するエンジン本体１を備えている。各気筒２のピストンは、それぞれクランク機構を介して共通のクランク軸４に接続されている。クランク軸４の近傍には、クランク角CAを検出するクランク角センサ５が設けられている。

エンジン本体１は、各気筒２に対応して、インジェクタ６を有している。インジェクタ６は、高圧の燃料を気筒２内に直接噴射するように構成されている。各インジェクタ６は、共通のデリバリーパイプ７に接続されている。デリバリーパイプ７は、燃料ポンプ８を介して燃料タンク９に連通している。

また、エンジン本体１は、各気筒２に対応して吸気ポート１０を有している。吸気ポート１０には、複数の吸気弁１２（符号「In」を付すこともある。）が設けられている。吸気弁１２には、吸気弁１２の開弁特性（開閉時期及びリフト量）を変更可能な可変動弁機構１３が接続されている。可変動弁機構１３としては、公知の電磁駆動弁機構や機械式可変動弁機構等を用いることができる。

また、各吸気ポート１０は、吸気マニホールド１４に接続されている。吸気マニホールド１４には、過給圧センサ１５が設けられている。過給圧センサ１５は、後述するコンプレッサ２４ａによって過給された空気（以下「過給空気」という。）の圧力、すなわち、過給圧PIMを測定するように構成されている。

吸気マニホールド１４には吸気通路１６が接続されている。吸気通路１６の途中には、スロットルバルブ１７が設けられている。スロットルバルブ１７は、スロットルモータ１８により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ１７は、アクセル開度センサ２０により検出されるアクセル開度AA等に基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ１７の近傍には、スロットル開度センサ１９が設けられている。スロットル開度センサ１９は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。スロットルバルブ１７の上流には、インタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２は、過給空気を冷却するように構成されている。

インタークーラ２２の上流には、過給機２４のコンプレッサ２４ａが設けられている。コンプレッサ２４ａは、図示しない連結軸を介してタービン２４ｂと連結されている。タービン２４ｂは、後述する第１排気通路３２に設けられている。このタービン２４ｂが排気動圧（排気エネルギ）により回転駆動されることによって、コンプレッサ２４ａが回転駆動される。

コンプレッサ２４ａの上流にはエアフロメータ２６が設けられている。エアフロメータ２６は、吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ２６の上流にはエアクリーナ２８が設けられている。

また、エンジン本体１には、各気筒２に対応して第１排気弁３０Ａ（符号「Ex1」を付すこともある。）と第２排気弁３０Ｂ（符号「Ex2」を付すこともある。）とを有している。この第１排気弁３０Ａは、タービン２４ｂに通じる第１排気通路３２を開閉するものである。タービン２４ｂは、第１排気通路３２を流通する排気動圧によって回転駆動されるように構成されている。また、第２排気弁３０Ｂは、タービン２４ｂを通らずタービン２４ｂの下流に通じる第２排気通路３４を開閉するものである。

これらの排気弁３０Ａ，３０Ｂには、排気弁３０Ａ，３０Ｂの開弁特性（開閉時期及びリフト量）を独立して変更可能な可変動弁機構３１が接続されている。可変動弁機構３１としては、上記可変動弁機構１３と同様に、公知の電磁駆動弁機構や機械式可変動弁機構等を用いることができる。

第１排気通路３２におけるタービン２４ｂ上流には、第１排気通路３２の空燃比である第１空燃比A/F1を検出する第１空燃比センサ３６が設けられている。また、第２排気通路３４における第１排気通路３２との合流点よりも上流には、第２排気通路３４の空燃比である第２空燃比A/F2を検出する第２空燃比センサ３８が設けられている。

第１排気通路３２と第２排気通路３４の合流点よりも下流の排気通路４０には、始動時触媒（Ｓ／Ｃ）４２が設けられている。排気通路４０における始動時触媒４２上流には、排気ガス温度Texを検出する排気温センサ４１が設けられている。この始動時触媒４２の下流には、排気ガス中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ触媒４４が設けられている。

本実施の形態１のシステムは、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。
ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ５、過給圧センサ１５、スロットル開度センサ１９、アクセル開度センサ２０、エアフロメータ２６、空燃比センサ３６，３８、排気温センサ４１等が接続されている。また、ＥＣＵ６０の出力側には、インジェクタ６、燃料ポンプ８、可変動弁機構１３，３３、スロットルモータ１８等が接続されている。
ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、エンジン回転数NEを算出する。また、ＥＣＵ６０は、吸入空気量Gaや点火時期等に基づいて、エンジントルクTRQを算出する。
また、ＥＣＵ６０は、目標空燃比（理論空燃比）となるように、吸入空気量Gaに対する基本燃料噴射量Qbaseを算出する。

［実施の形態１の特徴］
上記のような独立排気エンジンにおいて、背圧（排気圧）に比して過給圧PIMを高めると共に、第２排気弁Ex2と吸気弁Inのオーバラップ量を制御することで、排気系（第２排気通路３４）に新気を吹き抜けさせることができる。この新気の吹き抜けにより、新気と気筒内の既燃ガス（残留ガス）とのガス交換（以下「掃気」という。）が起こる。この掃気により、気筒内における新気に対する残留ガスの割合を低くすることが可能になる。

本実施の形態１では、掃気効果を得るべく、図２及び図３に示すように、第１及び第２排気弁Ex1,Ex2並びに吸気弁Inの開弁特性が制御される。図２は、エンジン回転数NEとエンジントルクTRQとによって規定された運転領域を示す図である。図３は、図２に示す運転領域におけるバルブ開弁特性を示す図である。

図２に示すように、エンジン回転数NEとエンジントルクTRQとによって運転領域（以下「領域」と略する。）Ａ〜Ｆが規定されている。加速要求（高速要求）がある領域Ａ及びＢでは、図３（Ａ）に示すように、第１排気弁Ex1のみが作動して、第２排気弁Ex2は停止する。これにより、排気ガス全量がタービン２４ｂに供給されるため、ターボ回転数を高めることができ、過給圧PIMを高めることができる。
また、中速要求がある領域Ｃ及びＤでは、図３（Ｂ）に示すように、第２排気弁Ex2と吸気弁Inのオーバラップ量を制御することで、上記掃気が行われる。図２における破線Ｌ２は、第２排気弁Ex2の作動線である。
また、低速要求がある領域Ｅ及びＦは、無過給領域である。この無過給領域Ｅ，Ｆでは、図３（Ｃ）に示すように、第１排気弁Ex1と第２排気弁Ex2は共にフルリフトで作動する。これにより、筒内の排気ガス交換を良好にすることができる。

また、図２における一点鎖線Ｌ１よりも高トルク側の領域Ｂ，Ｄ及びＦは、所定空燃比（例えば、理論空燃比）で運転し続けると、触媒の温度が高温となる領域（以下「ＯＴ領域」ともいう。）である。このＯＴ領域Ｂ，Ｄ，Ｆでは、燃料噴射量の増量補正（ＯＴ増量）が行われる。ＯＴ増量値は、通常、エンジン回転数NEと吸入空気量Gaに基づいて算出される。ＯＴ増量を行うことで、排気ガス温度が低下するため、触媒の温度上昇を抑制することができる。

ところで、１系統の排気通路を有する通常のエンジンと異なり、図１に示すシステムは、２系統の排気通路３２，３４を有している。第１排気通路３２は、タービン２４ｂの存在により熱容量が大きい。これに対し、第２排気通路３４は、始動時の暖機性の要求から、熱容量が非常に小さい。よって、第２排気弁Ex2を停止して排気ガスを第１排気通路３２のみで排気する場合と、第２排気弁Ex2もリフトして排気ガスを２つの排気通路３２，３４で排気する場合とでは、吸入空気量Gaが同じであっても、後者の方が前者に比して熱容量が大きいため、触媒４２，４４に流入する排気ガス温度が低くなる。すなわち、第２排気弁Ex2のリフト量によって、排気通路の熱容量が変化してしまい、触媒４２，４４（特に、始動時触媒４２）に流入する排気ガス温度が変化してしまう。その結果、ＯＴ増量を適正に行うことができない可能性がある。

また、上述した第２排気弁Ex2と吸気弁Inのオーバラップと、背圧よりも高い過給圧PIMとにより得られる掃気効果は、燃焼に大きく影響する。このため、吸入空気量Gaが同じであっても、第２排気弁Ex2のリフト量によっては、筒内燃焼温度及び排気ガス温度が大きく相違することとなる。その結果、ＯＴ増量を適正に行うことができない可能性がある。

このように、エンジン回転数NEと吸入空気量Gaに基づいてＯＴ増量値を算出する従来の方法のみでは、ＯＴ増量値が不足してしまう可能性や、ＯＴ増量値が過剰となってしまう可能性がある。ＯＴ増量値が不足すると、触媒の温度上昇を抑制することができず、触媒の劣化及び故障を招来してしまう。また、ＯＴ増量値が過剰となってしまうと、燃費が悪化してしまう。

そこで、本実施の形態１では、先ず、従来の方法と同様に、エンジン回転数NEと吸入空気量Gaに基づいて基本ＯＴ増量値を算出する。この基本ＯＴ増量値は、吸入空気量Gaと目標空燃比から算出された基本燃料噴射量Qbaseを補正する補正値である。
そして、この基本ＯＴ増量値に対して、第２排気弁Ex2のリフト量に基づく補正、つまり、排気通路の熱容量に基づく補正を加える。この補正と共に、基本ＯＴ増量値に対して、空燃比センサ出力に基づく補正、すなわち、掃気（新気吹き抜け）による燃焼温度変化（排気ガス温度変化）に基づく補正を加える。

本実施の形態１によれば、基本ＯＴ増量値を最適なＯＴ増量値に補正することができる。このため、ＯＴ増量不足による触媒の劣化及び故障、あるいは、ＯＴ増量過剰による燃費悪化を防止することができる。

［実施の形態１における具体的処理］
図４は、本実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図４に示すルーチンによれば、先ず、エンジン運転パラメータを取得する（ステップ１００）。このステップ１００では、例えば、エンジン回転数NEとエンジントルクTRQと吸入空気量Gaとが取得される。

次に、上記ステップ１００で取得されたエンジン回転数NE及びエンジントルクTRQに基づいて、ＯＴ増量が必要な領域（以下「ＯＴ増量域」ともいう。）であるか否かを判別する（ステップ１０２）。このステップ１０２では、例えば、図２に示す領域Ｂ，Ｄ，Ｆであるか否かが判断される。

上記ステップ１０２でＯＴ増量域であると判別された場合には、上記ステップ１００で取得されたエンジン回転数NE及び吸入空気量Gaに基づいて、基本ＯＴ増量値を算出する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、ＥＣＵ６０内に予め格納されたマップを参照するか若しくは数式を用いて、基本ＯＴ増量値が算出される。基本ＯＴ増量値は、エンジン回転数NEが高く、吸入空気量Gaが多いほど、多く算出される。
一方、上記ステップ１０２でＯＴ増量域ではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

次に、第２排気弁Ex2が開弁される領域であるか否かを判別する（ステップ１０６）。このステップ１０６では、例えば、エンジン回転数NE及びエンジントルクTRQに基づいて、図２に示す領域Ｄ，Ｆであるか否かが判別される。このステップ１０６で第２排気弁Ex2が開弁されない領域（例えば、図２に示す領域Ｂ）であると判別された場合には、基本ＯＴ増量値の補正は不要であると判断される。すなわち、熱容量が小さい第２排気通路３４に排気ガスが流れず、掃気が起こらないため、基本ＯＴ増量値の補正は不要であると判断される。この場合、本ルーチンを一旦終了する。

上記ステップ１０６で第２排気弁Ex2が開弁される領域であると判別された場合には、ＯＴ増量補正パラメータを取得する（ステップ１０８）。このステップ１０８では、第２排気弁Ex2リフト量と空燃比センサ３８出力とが取得される。第２排気弁Ex2リフト量は、本ルーチンとは異なる別ルーチンにおいて、例えば、エンジン回転数NEと要求出力（エンジン負荷KL）に基づいて算出される（後述する図５に示すステップ１１６参照）。

次に、上記ステップ１０８で取得された第２排気弁Ex2リフト量及び空燃比センサ３８出力に基づいて、基本ＯＴ増量値を補正する（ステップ１１０）。上述したように、第２排気弁Ex2リフト量に応じて、排気通路熱容量と燃焼温度とが変化する。このステップ１１０では、例えば、ＥＣＵ６０内に予め格納されたマップを参照して、第２排気弁Ex2リフト量（排気通路熱容量）に応じた基本ＯＴ増量値の補正が行われる。より具体的には、第２排気弁Ex2リフト量が大きいほど、排気通路熱容量が小さくなるため、基本ＯＴ増量値がより増量側に補正される。

さらに、このステップ１１０では、例えば、ＥＣＵ６０内に予め格納されたマップを参照して、空燃比センサ３８出力に応じた基本ＯＴ増量値の補正が行われる。ここで、第２排気弁Ex2のリフトにより掃気が起こると、第２排気通路３４を流れる排気ガス中に酸素が含まれるため、空燃比センサ３８出力（排気空燃比）は目標空燃比よりも高く（リーン側）となる。よって、空燃比センサ３８出力（空燃比センサ３８出力と目標空燃比との差分）から、掃気効果の大小を把握でき、ひいては排気ガス温度を推定することができる。具体的には、掃気効果が大きいと、燃焼温度が高くなるため、排気ガス温度が高くなると推定することができる。よって、空燃比センサ３８出力が高いほど、基本ＯＴ増量値がより増量側に補正される。
その後、本ルーチンを一旦終了する。

以上説明したように、図４に示すルーチンでは、基本ＯＴ増量値を算出した後、第２排気弁Ex2リフト量に基づいて、基本ＯＴ増量値が補正される。排気通路熱容量を考慮して基本ＯＴ増量値が補正されるため、ＯＴ増量を適正に行うことができる。従って、触媒４２，４４の劣化を確実に抑制することができる。
さらに、図４に示すルーチンでは、第２排気弁Ex2リフト量に加えて空燃比センサ３８出力に基づいて、基本ＯＴ増量値が補正される。排気ガス温度を考慮して基本ＯＴ増量値が補正されるため、基本ＯＴ増量値の補正を更に精度良く行うことができる。

ところで、上記実施の形態１では、目標空燃比と空燃比センサ３８出力との差分から排気ガス温度を推定しているが、空燃比センサ３６出力と空燃比センサ３８出力との差分から推定してもよい。

また、上記実施の形態１では、第２排気弁Ex2リフト量に基づいて基本ＯＴ増量値を補正をしているが、第２排気弁Ex2の開弁特性に基づいて補正すればよく、例えば、第２排気弁Ex2の作用角に基づいて基本ＯＴ増量値を補正してもよい。

また、上記実施の形態１では、２つのマップを参照して基本ＯＴ増量値を補正しているが、第２排気弁Ex2リフト量と空燃比センサ３８出力との関係で補正量が定められた１つのマップを参照して、基本ＯＴ増量値を補正してもよい。

また、上記実施の形態１では、基本ＯＴ増量値の補正パラメータとして第２排気弁Ex2リフト量と空燃比センサ３８出力を用いているが、第２排気弁Ex2リフト量のみを用いてもよい。

また、空燃比センサ３８の位置は、第２排気通路３４ではなく、始動時触媒４２上流の排気通路４０であってもよい。

尚、本実施の形態１においては、過給機２４が第１及び第３の発明における「過給機」に、タービン２４ｂが第１及び第３の発明における「タービン」に、第１排気通路３２が第１及び第３の発明における「第１排気通路」に、第１排気弁３０Ａ（Ｅｘ１）が第１及び第３の発明における「第１排気弁」に、第２排気通路３４が第１及び第３の発明における「第２排気通路」に、第２排気弁３０Ｂ（Ｅｘ２）が第１及び第３の発明における「第２排気弁」に、始動時触媒４２及びＮＯｘ触媒４４が第１及び第３の発明における「触媒」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１０４の処理を実行することにより第１の発明における「増量値算出手段」が、ステップ１０８の処理を実行することにより第２の発明における「空燃比取得手段」が、ステップ１１０の処理を実行することにより第１及び第２の発明における「補正手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、ＯＴ増量値の補正による触媒劣化抑制について説明した。

ところで、機関暖機後に、図２に示す領域Ａ，Ｂから領域Ｅ，Ｆへ減速した場合、通常通りに（図３（Ｃ）に示すように）第２排気弁Ex2をフルリフト状態にすると、過給圧PIMが低くなるため、排気ガス量が少なくなる。
このとき、ターボ回転数は急激に低下しないため、第１排気通路３２の背圧の方が、第２排気通路３４の背圧よりも高い。そうすると、高温の排気ガスの殆どが、第１排気通路３２ではなく、第２排気通路３４を流れてしまう。減速時に燃料カットが行われる場合も同様に、高温の空気の殆どが、第２排気通路３４を流れてしまう。既述したように、第２排気通路３４は、第１排気通路３２に比して熱容量が非常に小さい。第２排気通路３４では排気ガス温度が低下しない。このため、高温の排気ガス又は空気が触媒４２，４４に流入してしまい、触媒の劣化及び故障を招来する可能性がある。

そこで、本実施の形態２では、低出力要求がある減速時に、排気ガス温度が高温である場合には、第２排気弁Ex2のリフトを禁止する。これにより、高温の排気ガス又は空気が、第２排気通路３４を流れずに、第１排気通路３２を流れることとなる。第１排気通路３２は、タービン２４ｂの存在により熱容量が大きいため、第１排気通路３２において排気ガス温度が低下する。このため、高温の排気ガス又は空気が触媒４２，４４に流入することを抑制することができる。よって、触媒４２，４４の劣化及び故障を確実に抑制することができる。

［実施の形態２における具体的処理］
図５は、本実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図５に示すルーチンによれば、先ず、エンジン運転パラメータを取得する（ステップ１１２）。このステップ１１２では、例えば、エンジン回転数NEとエンジントルクTRQと要求出力（エンジン負荷KL）とが取得される。

次に、第２排気弁Ex2が開弁される領域であるか否かを判別する（ステップ１１４）。このステップ１１４では、例えば、上記ステップ１１２で取得されたエンジン回転数NE及びエンジントルクTRQに基づいて、図２に示す領域Ｃ〜Ｆであるか否かが判別される。このステップ１１４で第２排気弁Ex2が開弁されない領域（例えば、図２に示す領域Ａ，Ｂ）であると判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

一方、上記ステップ１１４で第２排気弁Ex2が開弁される領域であると判別された場合には、上記ステップ１１２で取得されたエンジン回転数NEと要求出力（エンジン負荷KL）に基づいて、第２排気弁Ex2の基本リフト量（以下「Ex2基本リフト量」という。）を算出する（ステップ１１４）。このステップ１１４では、ＥＣＵ６０に予め格納されたマップを参照して、エンジン回転数NE及びエンジン負荷KLに応じたEx2基本リフト量が算出される。

次に、要求出力が所定値以下であるか、すなわち、低出力要求がある減速時であるか否かを判別する（ステップ１１８）。このステップ１１８では、例えば、上記ステップ１１２で取得されたエンジン負荷KLが所定値KLth以下であるか否かが判別される。このステップ１１８で要求出力が所定値よりも大きいと判別された場合、すなわち、低出力要求がある減速時ではないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

一方、上記ステップ１１８で要求出力が所定値以下であると判別された場合には、排気温度Texを取得する（ステップ１２０）。その後、上記ステップ１２０で取得された排気温度Texが所定値Tth以上であるか否かを判別する（ステップ１２２）。このステップ１２２で排気温度Texが所定値Tth未満であると判別された場合には、排気ガスを第２排気通路３４に流しても問題ないと判断される。この場合、第２排気弁Ex2のリフトを禁止することなく、本ルーチンを終了する。その後、上記ステップ１１６で算出された基本リフト量だけ、第２排気弁Ex2がリフトされる。

上記ステップ１２２で排気温度Texが所定値Tth以上であると判別された場合には、高温の排気ガスを第２排気通路３４を介して触媒４２，４４に流入させることを禁止する必要があると判断される。すなわち、排気ガス温度を第１排気通路３２で低下させる必要があると判断される。この場合、第２排気弁Ex2のリフトが禁止される（ステップ１２４）。すなわち、上記ステップ１１６で算出された基本リフト量のリフトが禁止される。その後、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、図５に示すルーチンでは、要求出力が所定値以下である減速時に、排気ガス温度Texが所定値Tth以上の高温である場合に、第２排気弁Ex2のリフトが禁止される。これにより、高温の排気ガスが、熱容量が大きい第１排気通路３２で温度低下させられた後に、触媒４２，４４に流入される。よって、高温の排気ガスが、第２排気通路３４を介して触媒４２，４４に流入する事態を回避することができる。従って、触媒４２，４４の劣化を確実に抑制することができる。

ところで、上記実施の形態２では、排気温センサ４１により排気ガス温度Texを検出しているが、ＥＣＵ６０により、例えば、吸入空気量Gaと点火時期等に基づいて排気ガス温度を推定してもよい。

また、上記実施の形態２では、第２排気弁Ex2のリフトを禁止して排気ガスを第１排気通路３２に流すことにより排気ガス温度を低下させているが、第１排気通路３２による排気ガス温度の低下が不十分な場合も考えられる。この場合、図６に示すように、第１排気通路３２に表面積が大きい放熱機構３６を設けることで、第１排気通路３２の熱容量を更に大きくしてもよい。図６は、本実施の形態２の変形例によるシステム構成を示す図である。ここで、冷間時には、第１排気弁Ex1のリフトが禁止され、第２排気弁Ex2のみがリフトされる。よって、図６に示すシステムを用いる場合であっても、冷間時のエミッション特性の悪化は問題とならない。

本実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１２０の処理を実行することにより第３の発明における「排気ガス温度取得手段」が、ステップ１２４の処理を実行することにより第３の発明における「禁止手段」が、それぞれ実現されている。

本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す図である。 エンジン回転数NEとエンジントルクTRQとによって規定された運転領域を示す図である。 図２に示す運転領域におけるバルブ開弁特性を示す図である。 本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２の変形例によるシステム構成を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２４ 過給機
２４ｂ タービン
３０Ａ 第１排気弁
３０Ｂ 第２排気弁
３２ 第１排気通路
３４ 第２排気通路
４１ 排気温センサ
４２ 始動時触媒
４４ ＮＯｘ触媒
６０ ＥＣＵ

Claims (3)

1. 過給機付き内燃機関の制御装置であって、
   前記過給機のタービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
   前記タービンの下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁と、
   前記第１排気通路と前記第２排気通路の合流点よりも下流に配置された触媒と、
   前記触媒の温度上昇を抑制するために燃料噴射量の増量値を算出する増量値算出手段と、
   前記第２排気弁の開弁特性に基づいて、前記増量値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記第２排気通路の空燃比を検出する空燃比検出手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて排気ガス温度を推定する排気ガス温度推定手段を有し、該排気ガス温度推定手段により推定された排気ガス温度に基づいて、前記増量値を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 過給機付き内燃機関の制御装置であって、
   前記過給機のタービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
   前記タービンの下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁と、
   前記第１排気通路と前記第２排気通路の合流点よりも下流に配置された触媒と、
   排気ガス温度を取得する排気ガス温度取得手段と、
   減速時、前記排気ガス温度が所定値以上である場合に、前記第２排気弁のリフトを禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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