WO2011132264A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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永楽　玲
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Definitions

  • This invention relates to a control device for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a control device for an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can variably control the opening characteristics of an exhaust valve or an intake valve and a turbocharger.
  • Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine including a turbocharger.
  • a waste gate valve hereinafter referred to as “WGV”) for bypassing the turbocharger is provided in the exhaust path of the internal combustion engine.
  • WGV waste gate valve
  • the valve overlap amount of, for example, an intake valve and an exhaust valve is increased after the WGV is opened.
  • the WGV is controlled to be closed after, for example, reducing the valve overlap amount.
  • the area around the turbocharger's exhaust turbine tends to become hot due to the rotation of the turbine by exhaust gas.
  • the use of a material having high heat resistance for the turbine and its peripheral components (turbine and turbine housing) is not preferable from the viewpoint of cost reduction.
  • the fuel injection amount By increasing the fuel injection amount, the exhaust gas temperature can be lowered by the heat of vaporization of the fuel.
  • the rich state of the catalyst is continued due to the excessive supply of fuel, the amount of oxygen stored in the catalyst is reduced, and HC cannot be purified. Accordingly, excessive supply of fuel is not preferable from the viewpoint of exhaust emission improvement and fuel consumption improvement.
  • the control of the WGV opening and the control of the valve overlap amount in Patent Document 1 improve the deterioration of the combustion state in the transition period, but do not consider the temperature of the exhaust system.
  • the WGV is opened with the valve overlap amount increased as in Patent Document 1 above
  • the blown-through air and unburned fuel flow through the exhaust system, and particularly react upstream of the purification catalyst. Become. In such a case, it is conceivable that the catalyst is overheated and deteriorated by heat of reaction.
  • the temperature of the blown-out gas is usually lower than the exhaust gas after combustion. Therefore, for example, when a blow-through occurs in a warm-up process in which only the upstream side of the catalyst is in an active state, the temperature of the catalyst is lowered by the gas entering the catalyst and is cooled down to the upstream side of the catalyst, thereby purifying the catalyst. It is conceivable that the performance decreases.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an internal combustion engine control apparatus improved so as to suppress an excessively high temperature state or a low temperature state around an exhaust turbine or a catalyst temperature while suppressing excessive fuel injection. Is to provide.
  • a first invention is a control device for an internal combustion engine, An inlet temperature detecting means for detecting an inlet temperature which is a temperature in the vicinity of the inlet of the purification catalyst installed in the exhaust path of the internal combustion engine; Turbine temperature detection means for detecting a turbine temperature that is upstream from the vicinity of the inlet of the purification catalyst and that is near the exhaust turbine of the turbocharger installed in the exhaust path; An overlap control means for controlling a valve overlap in which the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine are simultaneously open; An inlet high temperature determination means for determining whether or not the inlet temperature is lower than an inlet high temperature reference value; Turbine high temperature determination means for determining whether or not the turbine temperature is higher than a turbine high temperature reference value higher than the inlet high temperature reference value;
  • the overlap control means includes When it is determined that the inlet temperature is lower than the inlet high temperature reference value and the turbine temperature is higher than the turbine high temperature reference value, the valve overlap amount is set to be larger than the turbine high temperature reference
  • Outlet temperature detection means for detecting an outlet temperature which is a temperature in the vicinity of the outlet of the purification catalyst, downstream from the vicinity of the inlet of the purification catalyst;
  • Fuel increase determination means for determining whether or not the outlet temperature is higher than a fuel increase temperature reference value that is higher than the inlet high temperature reference value and lower than the turbine high temperature reference value;
  • Fuel injection amount control means for increasing the fuel injection amount supplied to the internal combustion engine when it is determined that the outlet temperature is higher than the fuel increase temperature reference value; Is further provided.
  • Outlet temperature detecting means for detecting an outlet temperature which is a temperature in the vicinity of the outlet of the purification catalyst;
  • An opening degree detecting means for detecting an opening degree of a waste gate valve for opening and closing a bypass path for bypassing the exhaust turbine;
  • Outlet high temperature determining means for determining whether or not the outlet temperature is higher than an outlet high temperature reference value;
  • Opening degree determining means for determining whether or not the opening degree is larger than a first opening degree reference value;
  • the overlap control means includes When it is determined that the outlet temperature is higher than the outlet high temperature reference value and it is determined that the opening is not larger than the first opening reference value, the valve overlap amount is determined as the outlet high temperature.
  • the valve overlap amount is set to It is limited to be smaller than the second reference amount when the outlet is hot and smaller than one reference amount.
  • An opening degree detecting means for detecting an opening degree of a waste gate valve for opening and closing a bypass path for bypassing the exhaust turbine;
  • An inlet low temperature determining means for determining whether the inlet temperature is lower than an inlet low temperature reference value lower than the inlet high temperature reference value;
  • Turbine low temperature determination means for determining whether the turbine temperature is lower than a turbine low temperature reference value lower than the turbine high temperature reference value;
  • a second opening determining means for determining whether or not the opening is smaller than a second opening reference value;
  • the overlap control means includes It is determined that the inlet temperature is lower than the inlet low temperature reference value, it is determined that the turbine temperature is not lower than the turbine low temperature reference value, and the opening degree is the second opening degree.
  • the valve overlap amount is limited to be smaller than the first reference amount at low temperature, When it is determined that the inlet temperature is lower than the inlet low temperature reference value and the turbine temperature is lower than the turbine low temperature reference value, or the inlet temperature is lower than the inlet low temperature reference value And when it is determined that the opening is not smaller than the second opening reference value, the valve overlap amount is set at a low temperature smaller than the first reference amount at the low temperature. Limit smaller than the second reference amount.
  • a fifth invention is a control device for an internal combustion engine, Outlet temperature detection means for detecting an outlet temperature which is a temperature in the vicinity of the outlet of the purification catalyst installed in the exhaust path of the internal combustion engine; Turbine temperature detecting means for detecting a turbine temperature that is a temperature in the vicinity of an exhaust turbine of a turbocharger installed upstream of the purification catalyst in the exhaust path; An opening degree detecting means for detecting an opening degree of a waste gate valve for opening and closing a bypass path for bypassing an exhaust turbine of the turbocharger; An overlap control means for controlling a valve overlap in which the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine are simultaneously open; Outlet high temperature determining means for determining whether or not the outlet temperature is higher than an outlet high temperature reference value; Opening degree determining means for determining whether the opening degree is larger than a first opening degree reference value,
  • the overlap control means includes When it is determined that the outlet temperature is higher than the outlet high temperature reference value and it is determined that the opening is not larger than the first opening reference value, the valve overlap amount
  • the valve overlap amount is set as the outlet high temperature value. Limiting to be smaller than the second reference amount at the time of high outlet temperature that is smaller than the first reference amount.
  • a sixth invention is a control device for an internal combustion engine, An inlet temperature detecting means for detecting an inlet temperature which is a temperature in the vicinity of the inlet of the purification catalyst installed in the exhaust path of the internal combustion engine; Turbine temperature detection means for detecting a turbine temperature that is a temperature upstream from the vicinity of the inlet and is a temperature in the vicinity of an exhaust turbine of a turbocharger installed in the exhaust path; An opening degree detecting means for detecting an opening degree of a waste gate valve for opening and closing a bypass path for bypassing an exhaust turbine of a turbocharger installed in the exhaust path; An overlap control means for controlling a valve overlap in which the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine are simultaneously open; An inlet low temperature determining means for determining whether or not the inlet temperature is lower than an inlet low temperature reference value; Turbine low temperature determining means for determining whether or not the turbine temperature is lower than a turbine low temperature reference value; Second opening degree determining means for determining whether or not the opening degree is smaller than a
  • the valve overlap amount is limited to be smaller than the first reference amount at low temperature, When it is determined that the inlet temperature is lower than the inlet low temperature reference value and the turbine temperature is lower than the turbine low temperature reference value, or the inlet temperature is lower than the inlet low temperature reference value And when it is determined that the opening is not smaller than the second opening reference value, the valve overlap amount is set at a low temperature smaller than the first reference amount at the low temperature. Limit smaller than the second reference amount.
  • the control for increasing the fuel injection amount is performed.
  • the purification catalyst becomes excessively high in temperature
  • the exhaust gas having a low temperature due to the heat of vaporization of the fuel can be circulated through the exhaust path. Therefore, it is possible to prevent the purification catalyst from becoming excessively hot due to the exhaust gas that has become hot due to passage through the exhaust turbine.
  • the valve overlap amount is limited to the reference amount, and the opening degree of the waste gate valve is opened.
  • the valve overlap amount is limited to be smaller.
  • the amount of gas passing through the exhaust turbine before reaching the purification catalyst can be increased. Reaction with fuel can be promoted. Therefore, reaction in the purification catalyst can be suppressed, and excessive temperature rise of the purification catalyst can be suppressed.
  • the valve overlap amount is limited, and when the turbine temperature is lower than the temperature reference value, or the waste gate valve opening degree. When is large, the valve overlap amount is limited to be smaller.
  • the temperature is as low as the purification catalyst inlet temperature, it is possible to suppress the temperature drop of the exhaust gas due to blow-through, and it is possible to prevent the purification catalyst temperature from being further lowered by the low temperature gas.
  • the exhaust turbine temperature is lower than the temperature reference value, an increase in the temperature of the exhaust gas due to passage through the exhaust turbine cannot be expected.
  • the valve overlap amount is further limited to be small, so that it is possible to prevent the temperature of the exhaust gas from being lowered due to blow-through and introduce a high-temperature gas into the purification catalyst. And the temperature drop of the purification catalyst can be suppressed.
  • Embodiment 1 of this invention It is a schematic diagram for demonstrating the control apparatus and peripheral device of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. It is a timing chart for demonstrating the control content in Embodiment 1 of this invention. It is a flowchart for demonstrating the control routine which a control apparatus performs in Embodiment 1 of this invention. It is a timing chart for demonstrating the control content in Embodiment 2 of this invention. It is a flowchart for demonstrating the control routine which a control apparatus performs in Embodiment 2 of this invention. It is a timing chart for demonstrating the control content in Embodiment 3 of this invention. It is a flowchart for demonstrating the control routine which a control apparatus performs in Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an overall configuration of a system including a control device for an internal combustion engine and peripheral devices thereof according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the system of FIG. 1 includes an internal combustion engine 2.
  • the internal combustion engine 2 has four cylinders # 1 to # 4.
  • the internal combustion engine 2 is provided with a fuel injection valve for in-cylinder injection that can directly inject fuel into each cylinder.
  • variable valve mechanism (VVT) 4 for changing the valve opening characteristics (opening / closing timing, lift amount, etc.) is installed in the intake valve and the exhaust valve of each cylinder of the internal combustion engine 2.
  • VVT 4 Various configurations and operations of the VVT 4 are known, and a detailed description thereof will be omitted here.
  • each cylinder is connected to the exhaust path 10.
  • An exhaust turbine 14 of a turbocharger 12 that compresses fresh air using exhaust gas energy is installed in the exhaust path 10.
  • the exhaust path 10 is provided with a bypass portion 16 that bypasses the exhaust turbine 14.
  • the inlet side of the bypass part 16 communicates with the exhaust path 10 upstream of the exhaust turbine 14, and the outlet side of the bypass part 16 communicates with the exhaust path 10 again downstream of the exhaust turbine 14.
  • a WGV 18 (a waste gate valve) for opening and closing the inlet of the bypass unit 16 is provided in the vicinity of the connecting portion on the upstream side of the bypass unit 16 with the exhaust path 10.
  • a purification catalyst 20 is connected downstream of the exhaust turbine 14 in the exhaust path 10. Temperature sensors 22, 24, and 26 for detecting temperatures are installed near the exhaust turbine 14 in the exhaust path 10, upstream in the purification catalyst 20, and downstream in the purification catalyst 20, respectively. Each of the temperature sensors 22, 24, and 26 is a sensor that generates an output corresponding to the temperature.
  • the control system of the internal combustion engine 2 includes an ECU (Electronic Control Unit) 30.
  • the ECU 30 is a control device that comprehensively controls the entire system of the internal combustion engine 2.
  • Various actuators are connected to the output side of the ECU 30, and sensors such as temperature sensors 22, 24, and 26, a supercharging pressure sensor, an exhaust pressure sensor, an exhaust temperature sensor, and a knock sensor are connected to the input side of the ECU 30. ing.
  • the ECU 30 receives signals from the sensors and operates the actuators according to a predetermined control program. There are many actuators and sensors connected to the ECU 30, but the description thereof is omitted in this specification.
  • the control executed by the ECU 30 as the control device in the first embodiment includes the opening degree control of the WGV 18.
  • the WGV 18 is closed when there is a command requesting high supercharging, such as when high torque is required during acceleration or the like.
  • the entire amount of exhaust gas is introduced to the exhaust turbine 14 side.
  • the intake gas is supercharged at a high supercharging pressure due to the high rotation of the exhaust turbine 14.
  • the WGV 18 is opened to a predetermined opening according to the operating state.
  • a part (or all amount) of the exhaust gas is guided to the bypass unit 16 side, bypasses the exhaust turbine 14, and flows into the exhaust path 10 again downstream from the exhaust turbine 14.
  • the control executed by the ECU 30 in the first embodiment further includes control for controlling the valve overlap amount in accordance with the temperature state of the exhaust system obtained from the outputs of the temperature sensors 22, 24, and 26.
  • the valve overlap means a state in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened and the intake port and the exhaust port are opened simultaneously.
  • the valve overlap is controlled at a predetermined timing by the VVT 4 installed in each of the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine 2.
  • the temperature around the exhaust turbine 14 detected in accordance with the output of the temperature sensor 22 is referred to as “turbine temperature”, and the purification catalyst detected in accordance with the output of the temperature sensor 24.
  • the temperature near the upstream side of 20 is referred to as “inlet temperature”, and the temperature near the downstream side of the purification catalyst 20 detected according to the output of the temperature sensor 26 is referred to as “outlet temperature”.
  • FIG. 2 is a timing chart for explaining the control content of the valve overlap amount in the first embodiment of the present invention.
  • the example shown in FIG. 2 is control performed to reduce the temperature around the exhaust turbine 14 when the temperature around the exhaust turbine 14 is high.
  • the turbine temperature t2 becomes higher than the temperature reference value T21 (turbine high temperature reference value), and at this time, the inlet temperature t3 is changed to the temperature reference value T31 (inlet high temperature). If it is lower than the temperature reference value), the valve overlap amount v is increased until it becomes larger than the reference amount V0 (reference amount at high temperature of the turbine).
  • the reference amount V0 of the valve overlap is set so that the blow-through occurs and the blow-through amount becomes sufficiently large.
  • the valve overlap amount v increases to the reference amount V0, low temperature fresh air is discharged to the exhaust path 10 together with the exhaust gas after combustion. Therefore, the low temperature gas can be passed around the exhaust turbine 14 and the temperature around the exhaust turbine 14 can be lowered.
  • the control to increase the valve overlap amount v at the high turbine temperature t2 (> T21) to the reference amount V0 is performed only when the inlet temperature t3 of the purification catalyst 20 is lower than the temperature reference value T31. It is. Thereby, deterioration and damage by overheating of the purification catalyst 20 can be suppressed.
  • valve overlap amount v is increased when the inlet temperature t3 is high, the purification catalyst 20 is generated by the heat of the gas that has passed through the exhaust turbine 14 and has reached a high temperature and the reaction heat of the unburned fuel. It is expected that the temperature in the upstream will further rise and become higher than the allowable range.
  • the ECU 30 does not perform control to increase the valve overlap amount v but performs control to increase the fuel injection amount.
  • the fuel injection amount increase is directly injected into the cylinder at the timing after the fuel amount in the normal air-fuel ratio control is injected and burned.
  • the temperature of the exhaust gas decreases due to the heat of vaporization of the fuel injected in a large amount.
  • the entire purification catalyst 20 is considered to be higher than the allowable range.
  • the ECU 30 sets the valve overlap amount as shown at time a3 in the example of FIG. In the increased state, the fuel injection amount is increased to lower the exhaust gas temperature. This lowers the temperature of the entire exhaust system.
  • the temperature reference value T21 for the turbine temperature t2 is a temperature that serves as a reference for determining whether to increase the blow-by amount.
  • This temperature reference value T21 is a temperature in the vicinity of the upper limit of the heat resistance temperature of the exhaust turbine 14 and its surrounding components, and does not cause a problem of damage to the exhaust turbine 14 immediately at that temperature, but it is preferable to make the temperature low.
  • Set to temperature This temperature varies individually depending on the material, shape, and the like of the exhaust turbine 14 and surrounding constituent members, and is appropriately set in advance through experiments or the like and stored in the ECU 30.
  • the temperature reference value T31 for the inlet temperature t3 is a temperature that serves as a reference for determining whether or not to increase the valve overlap amount. Since the temperature reference value T31 is a temperature related to the purification catalyst 20, the temperature reference value T31 is lower than the temperature reference value T21 related to the exhaust turbine 14. The temperature reference value T31 is a value near the upper limit of the appropriate activation temperature range of the purification catalyst 20, but even if the temperature further rises due to high temperature exhaust gas inflow or the like, the temperature reference value T31 is appropriate for a certain level. In order to maintain the purification performance, the margin is set. Such a temperature varies depending on the structure and components of the purification catalyst 20, and an appropriate value is set in advance through experiments and stored in the ECU 30.
  • the temperature reference value T11 with respect to the outlet temperature t1 is a temperature that serves as a reference for determining whether or not the fuel injection amount is increased as the temperature of the entire exhaust system increases.
  • the temperature reference value T11 is a temperature that secures a margin for a future increase in the temperature near the upper limit of the appropriate activation temperature range of the purification catalyst 20.
  • the temperature reference value T11 is lower than the temperature reference value T21 and higher than the temperature reference value T31, and is set to an appropriate value through experiments or the like, similar to the temperature reference value T31, and stored in the ECU 30.
  • the reference amount V0 is set to a valve overlap amount that is large enough to promote blow-through and ensure a sufficient amount of blow-through.
  • the valve timing is variously determined based on other operating conditions, and the valve overlap amount set here is determined as the lower limit value of the valve overlap amount when this control is executed. That is, in the control of the first embodiment, when the valve overlap amount set in another routine is smaller than the reference amount V0 in the current operation state, the valve overlap amount v is increased to the reference amount V0. To do.
  • FIG. 3 is a flowchart for illustrating a control routine executed by ECU 30 as a control device in the embodiment of the present invention.
  • the routine of FIG. 3 is a routine that is periodically and repeatedly executed.
  • the turbine temperature t2 is detected (S102).
  • the turbine temperature t2 is detected by the ECU 30 using the output of the temperature sensor 22 installed in the vicinity of the exhaust turbine 14 as input information.
  • the inlet temperature t3 is detected (S104).
  • the inlet temperature t3 is detected by the ECU 30 using the output of the temperature sensor 24 installed upstream of the purification catalyst 20 as input information.
  • the temperature reference value T31 is a temperature serving as a reference for determination stored in the ECU 30 in advance as described above.
  • the fuel injection amount is increased (S108).
  • the exhaust gas can be lowered in temperature by increasing the fuel injection amount. Thereafter, the current process ends.
  • the temperature reference value T21 is a temperature serving as a reference for determination stored in advance in the ECU 30 as described above.
  • step S110 If the establishment of the turbine temperature t2> T21 is not recognized in step S110, it is predicted that the vicinity of the exhaust turbine 14 has not reached as high a temperature as the vicinity of the upper limit of the heat-resistant temperature. Therefore, the current control state is maintained, and the current process ends.
  • the valve overlap amount v is then increased to the reference amount V0 (S112). Specifically, here, when the valve overlap amount v controlled by another routine is smaller than the reference amount V0, the valve overlap amount v is increased to the reference amount V0. Accordingly, fresh air can be blown through the exhaust passage 10 together with the exhaust gas after combustion, and the temperature around the exhaust turbine 14 can be lowered.
  • the outlet temperature t1 is detected (S114).
  • the outlet temperature t1 is detected by the ECT 30 using the output of the temperature sensor 26 installed in the downstream portion of the purification catalyst 20 as input information.
  • the temperature reference value T11 is a temperature serving as a reference for determination stored in the ECU 30 in advance as described above.
  • step S116 if the establishment of the outlet temperature t1> T11 is not recognized, it can be determined that the temperatures of the downstream portion of the purification catalyst 20 and the entire exhaust system are still within the allowable range. In this case, the current process ends with the valve overlap amount v increased to the reference amount V0.
  • step S116 if the establishment of the outlet temperature t1> T11 is recognized in step S116, the fuel injection amount is increased (S108).
  • the establishment of the outlet temperature t1> T11 it is predicted that the temperature is high up to the downstream side of the exhaust system. Accordingly, the temperature of the exhaust gas is lowered by increasing the fuel injection amount, and the temperature of the entire exhaust system is lowered to a low temperature. Thereafter, the current process ends.
  • the fuel injection amount can be increased so that the entire exhaust gas is close to the theoretical air-fuel ratio. In this case, extra fuel is required to obtain the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the same effect can be obtained with less fuel.
  • the “turbine temperature detecting means” of the present invention is realized by executing the process of step S102, and the “inlet temperature detecting means” is realized by executing the process of step S104. Then, the “inlet high temperature determination means” is realized by executing the process of step S106, and the “turbine high temperature determination means” is realized by executing the process of step S110, and the process of step S112 is executed. Thus, an “overlap control means” is realized.
  • the “outlet temperature detecting means” of the present invention is realized by executing step S114, and the “fuel increase determining means” is realized by executing step S116. Is executed to realize “fuel injection amount control means”.
  • FIG. 4 is a timing chart for illustrating the control contents in the second embodiment of the present invention.
  • the timing chart of FIG. 4 is control performed when not only the exhaust turbine 14 but also the entire exhaust system becomes excessively hot.
  • the entire purification catalyst 20 The temperature is considered to be high.
  • T12 exit high temperature reference value
  • the temperature of the purification catalyst 20 further rises due to reaction heat caused by the reaction between the fresh air blown through and unburned fuel, and damage or deterioration of the purification catalyst 20 is predicted.
  • the ECU 30 reduces the valve overlap amount v to the reference amount V1 (exit The first opening degree reference value at high temperature). As a result, blow-through is suppressed, so that temperature rise due to the reaction between unburned fuel and fresh air in the exhaust system can be suppressed.
  • the WGV 18 is controlled to open more than the opening reference value G0 (first opening reference value) (before time b1 in FIG. 4), most of the exhaust gas passes through the bypass unit 16. Therefore, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust turbine 14 is small. That is, the reaction gas flowing into the purification catalyst 20 without passing through the exhaust turbine 14 increases.
  • the exhaust gas has a relatively high temperature, the temperature is lowered by rotating the exhaust turbine 14 and heat is radiated by the complicated shape of the exhaust turbine 14. Therefore, the exhaust gas can be cooled to a low temperature by passing a large amount of gas through the exhaust turbine 14. Therefore, when the amount of gas bypassing the exhaust turbine 14 is large, a decrease in the exhaust gas temperature due to passage through the exhaust turbine 14 cannot be expected.
  • the valve overlap amount v is a reference that is smaller than the reference amount V1.
  • the amount is limited to V2 (second reference amount at the time of high outlet temperature).
  • the temperature reference value T12 for the outlet temperature t1 is a temperature that serves as a reference for determining whether or not to limit the valve overlap amount v.
  • the temperature reference value T12 is a temperature higher than the temperature reference value T31 for determining the inlet temperature of the purification catalyst 20 according to the first embodiment, is near the upper limit of the activation temperature of the purification catalyst 20, and is damaged in the exhaust system or the purification catalyst 20.
  • This is a temperature at which a margin is ensured so as to be lower than a high temperature at which the purification performance may be deteriorated.
  • This temperature is individually different depending on the material, shape, and the like constituting the purification catalyst 20, and is appropriately set in advance through experiments or the like and stored in the ECU 30.
  • the reference amounts V1 and V2 when the valve overlap amount v is decreased, and the opening reference value G0 with respect to the opening g of the WGV 18 as a reference for the determination are the operating conditions, the heat radiation amount in the exhaust turbine 14, and the temperature decrease amount. It differs depending on the structure of the bypass portion 16 and the like.
  • the reference amounts V1 and V2 are set as appropriate by obtaining effective values through experiments or the like so as to reduce the temperature rise of the exhaust system in relation to the opening reference value G0 of the WGV 18, and stored in the ECU 30.
  • valve timing is variously determined based on other operating conditions and the like, and the valve overlap reference amounts V1 and V2 set here are the valve overlap amounts when the control of the second embodiment is executed. Is defined as the upper limit value. That is, in the control of the second embodiment, the valve overlap amount v is limited to the reference amount V1 or V2 when the valve overlap amount set in another routine is larger than the reference amount V1 or V2 in the current operating state. Control is performed.
  • FIG. 5 is a flowchart for illustrating a control routine executed by ECU 30 in the second embodiment of the present invention.
  • the routine of FIG. 5 first, the outlet temperature t1 is detected (S202).
  • the current opening degree of the WGV 18 is detected (S204).
  • the opening degree of the WGV 18 is obtained according to the output of an opening degree sensor (not shown) installed in the WGV 18.
  • the temperature reference value T12 is a value that serves as a determination reference that is set in advance as described above and stored in the ECU 30. If the establishment of the outlet temperature t1> T12 is not recognized in step S206, it can be determined that the temperature is at a level at which there is no risk of exhaust system damage, and thus the current process ends.
  • the opening degree reference value G0 is a value serving as a reference for determination stored in the ECU 30 in advance as described above.
  • step S208 if it is recognized that the opening degree g> G0 is established, it is considered that the amount of gas flowing through the bypass portion 16 without passing through the exhaust turbine 14 is large. In this case, the temperature of the gas that reaches the purification catalyst 20 is increased, and the generation of reaction heat in the purification catalyst 20 may cause the purification catalyst 20 to be further heated. Accordingly, here, the valve overlap amount is limited to the reference amount V2 ( ⁇ V1) (S210).
  • V2 is a value stored in ECU 30 as the smallest limit value in the control of the second embodiment.
  • valve overlap amount v By controlling the valve overlap amount v to be small, the blow-through amount can be suppressed, heat generation due to the reaction of the exhaust gas in the vicinity of the purification catalyst 20 can be prevented, and overheating of the purification catalyst 20 can be suppressed.
  • step S208 when the opening degree g> G0 is not established in step S208, it is considered that the amount of gas introduced into the exhaust turbine 14 is large. In this case, the reaction of the blown-out gas is promoted in the vicinity of the exhaust turbine 14 and a temperature decrease of the exhaust gas in the exhaust turbine 14 is expected to some extent. Accordingly, the valve overlap amount v here is controlled to the reference amount V1 larger than V2 (S212). Thereby, reaction in the downstream purification catalyst 20 can be suppressed, and overheating of the purification catalyst 20 can be suppressed.
  • valve overlap amount v is controlled in consideration of the opening degree of the WGV 18 to suppress the temperature rise. Can do.
  • the “outlet temperature detecting means” of the present invention is realized by executing the process of step S202, and the “opening degree detecting means” is realized by executing the process of step S204. Then, the “outlet high temperature discrimination means” is realized by executing the process of step S206, and the “opening degree discrimination means” is realized by executing the process of step S208, and the process of step S210 or S212 is executed. As a result, “overlap control means” is realized.
  • FIG. 6 is a timing chart for illustrating the contents of control in the third embodiment of the present invention.
  • the control content of FIG. 6 is control performed when the temperature of the purification catalyst 20 becomes low enough that the purification performance may be lowered.
  • the inlet temperature of the purification catalyst 20 is a low temperature near the lower limit of the activation temperature range, such as during a warm-up process, a reduction in the purification performance of the purification catalyst 20 is expected.
  • the temperature of the entire exhaust system including the exhaust turbine 14 is considered to be low. If the amount of blow-through is increased in such a low temperature environment, it is expected that the temperature in the upstream portion of the purification catalyst 20 will be further lowered and lowered due to the low temperature fresh air blown through.
  • the ECU 30 blows away by limiting the valve overlap amount v to the reference amount V3. The amount is reduced, and the temperature of the exhaust gas discharged to the exhaust path 10 is set to a relatively high state.
  • the opening degree g of the WGV 18 is large, the amount of gas introduced into the purification catalyst 20 through the bypass portion 16 without passing through the exhaust turbine 14 increases. In such a case, the low-temperature exhaust gas directly flows into the purification catalyst 20 without being heated by the exhaust turbine 14 or the like.
  • the ECU 30 sets the valve overlap amount v to a reference amount V4 (which is smaller than the V3).
  • the second reference amount at low temperature).
  • the ECU 30 limits the valve overlap amount v to a reference amount V4 that is smaller than the reference amount V3 when the turbine temperature t2 is lower than the temperature reference value T23 (turbine low temperature reference value). To do.
  • the temperature reference value T33 for the inlet temperature t3 is a temperature reference value for determining whether or not the temperature of the purification catalyst 20 is so low that the purification performance may be deteriorated.
  • the temperature reference value T33 is a value in the vicinity of the lower limit of the activation temperature range of the purification catalyst 20, but is a temperature within an allowable range set high by securing a slight margin in comparison with the low temperature range where the purification performance may be deteriorated. Yes, such a temperature is determined in advance by experiments or the like and stored in the ECU 30.
  • the temperature reference value T23 with respect to the turbine temperature t2 is a temperature reference value serving as a reference for determining whether the restriction amount of the valve overlap amount v is the reference amount V3 or V4.
  • temperature reference value T23 is set to a temperature sufficiently lower than temperature reference value T21 in the first embodiment.
  • the temperature reference value T23 is a value near a boundary value indicating whether or not the temperature is such that the gas can be heated to some extent by passing through the exhaust turbine 14 even if a low temperature gas is introduced due to an increased amount of blow-through. .
  • the temperature reference value T23 varies depending on various factors such as the performance of the purification catalyst 20, the opening reference value G1 of the WGV 18, the reference amounts V3 and V4, the configuration of the exhaust turbine 14, etc., and is appropriately set in advance through experiments or the like. It is stored in the ECU 30.
  • the reference amounts V3 and V4 and the reference value G1 for the opening g of the WGV 18 that is the basis for the determination differ depending on the operating conditions, the amount of heat radiation in the exhaust turbine 14, the amount of temperature decrease, the structure of the bypass unit 16, and the like. It becomes.
  • the reference amounts V3 and V4 are set as appropriate by obtaining effective values by experiments or the like so as to suppress the temperature drop of the exhaust system in relation to the opening degree G1 of the WGV 18, and stored in the ECU 30.
  • FIG. 7 is a flowchart for illustrating a control routine executed by the system in the third embodiment of the present invention.
  • the routine of FIG. 7 first, the turbine temperature t2 and the inlet temperature t3 are detected (S302, S304). Next, the opening degree g of the WGV 18 is detected (S306).
  • the temperature reference value T33 is a value serving as a reference for determination stored in the ECU 30 in advance.
  • step S308 it is next determined whether or not the turbine temperature t2 is lower than the temperature reference value T23 (S310).
  • the temperature reference value T23 is a value serving as a reference for determination stored in the ECU 30 in advance.
  • step S310 if the establishment of the turbine temperature t2 ⁇ T23 is not recognized, it is then determined whether or not the opening g of the WGV 18 is smaller than the opening reference value G1 (S312).
  • the opening reference value G1 is a value serving as a reference for determination stored in the ECU 30 in advance.
  • step S310 If the establishment of the turbine temperature t2 ⁇ T23 is recognized in step S310, or if the establishment of the opening degree g ⁇ G1 of the WGV 18 is not recognized in step S312, the exhaust turbine 14 is at a low temperature, so that Even if the exhaust gas temperature cannot be expected to rise sufficiently, or even if the exhaust turbine 14 is equal to or higher than the temperature reference value T23, the exhaust turbine 14 flows into the purification catalyst 20 at a low temperature because of a large amount of bypass. Judged to be in danger. Therefore, in these cases, the valve overlap amount v is limited to the smallest reference amount V4 in this control (S314). Thereafter, the current process ends.
  • the exhaust gas passes through the exhaust turbine 14 having a relatively high temperature. By passing without bypassing, the temperature rises to some extent. Accordingly, in this case, the valve overlap amount is limited to the reference amount V3 (> V4) (S316).
  • the temperature decrease of the purification catalyst 20 is suppressed and the purification performance of the purification catalyst 20 is maintained by controlling the valve overlap amount. can do.
  • the “turbine temperature detecting means” of the present invention is realized by executing the process of step S302, and the “inlet temperature detecting means” is realized by executing the process of step S304. Then, the “opening degree detecting means” of the present invention is realized by executing the process of step S306, and the “inlet low temperature determining means” is realized by executing the process of step S308, and the process of step S310. Is executed, the “turbine low temperature determination means” is realized, the step S312 is executed, the “second opening degree determination means” is realized, and the step S314 or S316 is executed. "Overlap control means" is realized.

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Abstract

　内燃機関の制御装置は、排気経路(１０)に設置された浄化触媒(２０)の入口近傍の温度である入口温度(ｔ３)を検出する手段と、排気経路に設置されたターボ過給機(１２)の排気タービン(１４)近傍の温度であるタービン温度(ｔ２)を検出する手段とを有すると共に、内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップ(ｖ)を制御する手段を有する。そして、入口温度(ｔ３)が、入口高温度基準値(Ｔ３１)より低く、タービン温度(ｔ２)が、入口高温度基準値より高いタービン高温度基準値(Ｔ２１)より高い場合に、バルブオーバーラップ量(ｖ)を、タービン高温時基準量(Ｖ０)より大きくなるように増加させる。

Description

内燃機関の制御装置
　この発明は内燃機関の制御装置に関する。更に具体的には、排気バルブ又は吸気バルブの開弁特性を可変制御可能な可変動弁機構とターボ過給機とを備える内燃機関の制御装置に関するものである。
　例えば特許文献１には、ターボ過給機を備える内燃機関の制御装置が開示されている。特許文献１の発明において内燃機関の排気経路にはターボ過給機をバイパスさせるウェイストゲートバルブ（以下「ＷＧＶ」とする）が設けられている。特許文献１の発明では、ＷＧＶの開弁要求が認められた場合には、ＷＧＶを開弁した後、例えば、吸気バルブと排気バルブのバルブオーバーラップ量を拡大させている。一方、ＷＧＶの閉弁要求が認められた場合には、例えばバルブオーバーラップ量を減少させた後、ＷＧＶが閉弁されるよう制御されている。
日本特開２００７－１８２８２８号公報 日本特開２００７－０７７８４０号公報
　ターボ過給機の排気タービン周辺は排気ガスによるタービンの回転によって高温となりやすい。しかし、タービンやその周辺の構成部品（タービンやタービンハウジング）に耐熱性の高い材料を用いることは、低コスト化の観点からは好ましいものではない。
　また、排気系の温度を低減するために、燃料噴射量を増量する方法が知られている。燃料噴射量を増加させることにより、燃料の気化熱で排気ガス温度を低下させることができる。しかし燃料の過剰供給により触媒でのリッチ状態が継続されると、触媒の吸蔵酸素量が低下してＨＣを浄化できない状態となりうる。従って燃料の過剰供給は、排気改善、燃費改善の観点からは好ましいものではない。
　この点、上記特許文献１におけるＷＧＶ開度の制御とバルブオーバーラップ量の制御は、過渡期の燃焼状態悪化を改善するものであるが、排気系の温度を考慮するものではない。例えば、上記特許文献１のように、バルブオーバーラップ量を増大させた状態でＷＧＶを開いた場合、吹き抜けた空気と未燃分の燃料は排気系を流れ、特に浄化触媒上流で反応することとなる。このような場合、反応熱によって触媒が過熱し劣化することが考えられる。
　一方、吹き抜けたガスの温度は通常の場合、燃焼後の排気ガスに比べて低い。従って、例えば触媒上流側のみが活性状態となっているような暖機過程などに吹き抜けを発生させた場合、触媒に入るガスによって触媒温度が低下し触媒の上流側まで冷却化され、触媒の浄化性能が低下することが考えられる。
　従って、この発明は上記課題を解決することを目的とし、燃料の過剰な噴射を抑えつつ、排気タービン周辺や触媒温度の過度な高温状態又は低温状態を抑制できるよう改良された内燃機関の制御装置を提供するものである。
　第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
　内燃機関の排気経路に設置された浄化触媒の入口近傍の温度である入口温度を検出する入口温度検出手段と、
　前記浄化触媒の入口近傍より上流側の温度であって、かつ前記排気経路に設置されたターボ過給機の排気タービン近傍の温度であるタービン温度を検出するタービン温度検出手段と、
　前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップを制御するオーバーラップ制御手段と、
　前記入口温度が、入口高温度基準値より低いか否かを判別する入口高温判別手段と、
　前記タービン温度が、前記入口高温度基準値よりも高いタービン高温度基準値より高いか否かを判別するタービン高温判別手段と、を備え、
　前記オーバーラップ制御手段は、
　前記入口温度が前記入口高温度基準値より低いと判別され、かつ前記タービン温度がタービン高温度基準値より高いと判別された場合、バルブオーバーラップ量を、タービン高温時基準量より大きくなるように増加させる。
　第２の発明は、第１の発明において、
　前記浄化触媒の入口近傍より下流側の、前記浄化触媒の出口近傍の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
　前記出口温度が、前記入口高温度基準値よりも高く前記タービン高温度基準値よりも低い、燃料増加温度基準値より高いか否かを判別する燃料増加判別手段と、
　前記出口温度が前記燃料増加温度基準値より高いと判別された場合に、前記内燃機関に供給される燃料噴射量を増加させる燃料噴射量制御手段と、
　を更に備える。
　第３の発明は、第１又は第２の発明において、
　前記浄化触媒の出口近傍の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
　前記排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
　前記出口温度が、出口高温度基準値より高いか否かを判別する出口高温判別手段と、
　前記開度が第１開度基準値より大きいか否かを判別する開度判別手段と、を更に備え、
　前記オーバーラップ制御手段は、
　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ前記開度が前記第１開度基準値より大きいことが認められないと判別された場合に、バルブオーバーラップ量を、出口高温時第１基準量より小さく制限し、
　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ、前記開度が前記第１開度基準値より大きいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記出口高温時第１基準量よりも小さい出口高温時第２基準量より小さく制限する。
　第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、
　前記排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
　前記入口温度が、前記入口高温度基準値よりも低い入口低温度基準値より低いか否かを判別する入口低温判別手段と、
　前記タービン温度が、前記タービン高温度基準値よりも低いタービン低温度基準値より低いか否かを判別するタービン低温判別手段と、
　前記開度が第２開度基準値より小さいか否かを判別する第２開度判別手段と、を更に備え、
　前記オーバーラップ制御手段は、
　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いことが認められないと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、低温時第１基準量より小さく制限し、
　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いと判別された場合、又は、前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいことが認められないと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記低温時第１基準量よりも小さい低温時第２基準量より小さく制限する。
　第５の発明は、内燃機関の制御装置であって、
　内燃機関の排気経路に設置された浄化触媒の出口近傍の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
　前記排気経路の前記浄化触媒より上流に設置されたターボ過給機の排気タービン近傍の温度であるタービン温度を検出するタービン温度検出手段と、
　前記ターボ過給機の排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
　前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップを制御するオーバーラップ制御手段と、
　前記出口温度が、出口高温度基準値より高いか否かを判別する出口高温判別手段と、
　前記開度が第１開度基準値より大きいか否かを判別する開度判別手段と、を備え、
　前記オーバーラップ制御手段は、
　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ前記開度が前記第１開度基準値より大きいことが認められないと判別された場合に、バルブオーバーラップ量を、出口高温時第１基準量より小さく制限し、
　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ、前記開度が、前記第１開度基準値より大きいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記出口高温時第１基準量よりも小さい出口高温時第２基準量より小さく制限する。
　第６の発明は、内燃機関の制御装置であって、
　内燃機関の排気経路に設置された浄化触媒の入口近傍の温度である入口温度を検出する入口温度検出手段と、
　前記入口近傍より上流側の温度であって、かつ前記排気経路に設置されたターボ過給機の排気タービン近傍の温度であるタービン温度を検出するタービン温度検出手段と、
　前記排気経路に設置されたターボ過給機の排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
　前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップを制御するオーバーラップ制御手段と、
　前記入口温度が、入口低温度基準値より低いか否かを判別する入口低温判別手段と、
　前記タービン温度が、タービン低温度基準値より低いか否かを判別するタービン低温判別手段と、
　前記開度が第２開度基準値より小さいか否かを判別する第２開度判別手段と、を備え、
　前記オーバーラップ制御手段は、
　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いことが認められないと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、低温時第１基準量より小さく制限し、
　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いと判別された場合、又は、前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいことが認められないと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記低温時第１基準量よりも小さい低温時第２基準量より小さく制限する。
　第１の発明によれば、タービン温度が所定のタービン高温度基準値より高い場合であって、かつ、浄化触媒の入口温度が所定の入口高温度基準値より低い場合には、バルブオーバーラップ量をタービン高温時基準量より大きくなるように増加する。これにより、新気の吹き抜け量が増加するため、排気経路に排出されるガスの温度を低温にすることができる。従って、過剰な燃料噴射等を行なうことなく、吹き抜けさせた低温のガスにより温度基準値より高温となっている排気タービンの温度を低く下げることができる。
　第２の発明によれば、排気タービン温度が高い場合であって、触媒の出口温度が温度基準値より高くなる場合には、燃料噴射量を増加させる制御が行なわれる。これにより浄化触媒が過剰に高温となる恐れがある場合には、燃料の気化熱により低温となった排気ガスを排気経路に流通させることができる。従って、排気タービン通過によって高温となった排気ガスによって浄化触媒が過剰に高温となるのを防ぐことができる。
　第５の発明又は第３の発明によれば、浄化触媒の出口温度が出口高温度基準値より高い場合に、バルブオーバーラップ量は基準量に制限され、更に、ウェイストゲートバルブの開度が開度基準値より大きい場合には、バルブオーバーラップ量は、更に小さく制限される。これにより、浄化触媒の出口まで高温となっている場合には、吹き抜け量が抑制されることで、吹き抜けた空気と未反応の燃料との浄化触媒での反応を抑制することができ、浄化触媒の過剰な昇温を抑制することができる。また、ウェイストゲートバルブの開度が大きい場合、排気タービンをバイパスするガスが多くなる。従ってこのような場合いは、バルブオーバーラップ量を更に小さくすることで、浄化触媒に到達する前に排気タービンを通過するガス量を増加させることができ、排気タービンでの新気と未燃の燃料との反応を促進することができる。従って、浄化触媒における反応を抑えることができ、浄化触媒の過剰な昇温を抑制することができる。
　第６の発明又は第４の発明によれば、浄化触媒入口温度が低い場合に、バルブオーバーラップ量が制限され、また、タービン温度が温度基準値より低い場合、又は、ウェイストゲートバルブの開度が大きい場合には、バルブオーバーラップ量は更に小さく制限される。これにより、浄化触媒入口温度まで低い場合に、吹き抜けによる排気ガスの温度低下を抑制することができ、低温ガスによって浄化触媒温度が更に低下するのを防ぐことができる。また、排気タービン温度が温度基準値より低い場合には、排気タービン通過による排気ガスの温度上昇が期待できない。また、ウェイストゲートバルブの開度が大きい場合、排気タービンが高温であっても排気タービンがバイパスされるため、排気タービンによる排気ガス温度の上昇が期待できない。第６又は第４の発明によれば、このような場合には更にバルブオーバーラップ量を小さく制限されるため、吹き抜けによる排気ガスの温度低下を防ぎ、高温のガスを浄化触媒に導入することができ、浄化触媒の温度低下を抑制することができる。
この発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置及びその周辺機器について説明するための模式図である。 この発明の実施の形態１における制御内容について説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２における制御内容について説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態３における制御内容について説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態３において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
　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。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置及びその周辺機器を含むシステムの全体構成について説明するための模式図である。図１のシステムは内燃機関２を備えている。内燃機関２は♯１～♯４の４つの気筒を有する。内燃機関２には各気筒内に燃料を直接噴射することができる筒内噴射用の燃料噴射弁が設置されている。
　内燃機関２の各気筒の吸気バルブ及び排気バルブには、それぞれの開弁特性（開閉時期やリフト量等）を変更する可変動弁機構（ＶＶＴ）４が設置されている。ＶＶＴ４の構成や動作は種々に知られており、ここでの詳細な説明は省略するものとする。
　各気筒の排気ポートは、排気経路１０に接続されている。排気経路１０内には、排気ガスのエネルギーを利用して新気を圧縮するターボ過給機１２の排気タービン１４が設置されている。また、排気経路１０には、排気タービン１４をバイパスするバイパス部１６が設けられている。バイパス部１６の入口側は、排気タービン１４より上流側において排気経路１０に連通し、バイパス部１６の出口側は、排気タービン１４より下流側において、再び排気経路１０に連通している。バイパス部１６の排気経路１０との上流側の連結部付近には、バイパス部１６入口を開閉するためのＷＧＶ１８（ウェイストゲートバルブ）が設けられている。
　排気経路１０の排気タービン１４より下流には、浄化触媒２０が接続されている。排気経路１０の排気タービン１４近傍、浄化触媒２０内の上流側、浄化触媒２０内の下流側には、それぞれ温度を検知するための温度センサ２２、２４、２６が設置されている。温度センサ２２、２４、２６はそれぞれ温度に応じた出力を発するセンサである。
　実施の形態１にかかる内燃機関２の制御系には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０が備えられる。ＥＣＵ３０は、内燃機関２のシステム全体を総合制御する制御装置である。ＥＣＵ３０の出力側には、各種アクチュエータが接続され、ＥＣＵ３０の入力側には、温度センサ２２、２４、２６及び、過給圧センサ、排気圧センサ、排気温度センサ、ノックセンサ等のセンサが接続されている。ＥＣＵ３０は、各センサからの信号を受けて所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。なお、ＥＣＵ３０に接続されるアクチュエータやセンサは多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
　実施の形態１において制御装置としてのＥＣＵ３０が実行する制御には、ＷＧＶ１８の開度制御が含まれる。例えば、加速時等の高トルクが必要な場合など高過給を要求する指令がある場合には、ＷＧＶ１８が閉弁される。ＷＧＶ１８が閉弁されている状態においては、排気ガスは全量が排気タービン１４側へ導入される。このように多量の排気ガスが排気タービン１４側に導入されると、排気タービン１４の高回転により高過給圧で吸気ガスが過給される。
　一方、高過給が要求されない状態においては、ＷＧＶ１８はその運転状態に応じて所定の開度に開かれる。ＷＧＶ１８が開弁されている状態では排気ガスの一部（又は全量）はバイパス部１６側に導かれ、排気タービン１４をバイパスして排気タービン１４より下流側で再び排気経路１０に流入する。
　実施の形態１においてＥＣＵ３０が実行する制御には、更に、温度センサ２２、２４、２６の出力から得られる排気系の温度状態に応じて、バルブオーバーラップ量を制御する制御が含まれる。ここで、バルブオーバーラップとは、吸気バルブ及び排気バルブが同時に開弁状態にあり、吸気ポートと排気ポートとが同時に開いている状態をいう。バルブオーバーラップは、内燃機関２の吸気バルブ、排気バルブのそれぞれに設置されたＶＶＴ４により所定のタイミングで制御される。
　なお、以降の実施の形態において、便宜的に、温度センサ２２の出力に応じて検出される排気タービン１４周辺の温度を「タービン温度」とし、温度センサ２４の出力に応じて検出される浄化触媒２０上流側近傍の温度を「入口温度」とし、温度センサ２６の出力に応じて検出される浄化触媒２０下流側近傍の温度を「出口温度」と称することとする。
　図２は、この発明の実施の形態１におけるバルブオーバーラップ量の制御内容を説明するためのタイミングチャートである。図２に示される例は、排気タービン１４周辺の温度が高温である場合に、排気タービン１４周辺の温度を低下させるために行なう制御である。
　図２に示されるように、例えば、時刻ａ１において、タービン温度ｔ２が温度基準値Ｔ２１（タービン高温度基準値）よりも高くなり、かつ、このとき入口温度ｔ３が、温度基準値Ｔ３１（入口高温度基準値）よりも低い場合には、バルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ０（タービン高温時基準量）より大きくなるまで増大させる。
　バルブオーバーラップの基準量Ｖ０は吹き抜けが発生するタイミングかつ、吹き抜け量が十分に大きくなるように設定されている。バルブオーバーラップ量ｖが基準量Ｖ０に増大すると、燃焼後の排気ガスと共に低温の新気が排気経路１０に排出される。従って、排気タービン１４周辺に低温のガスを通過させることができ、排気タービン１４周辺の温度を低下させることができる。
　排気タービン１４周辺は高温となっているため、排気ガスは排気タービン１４を通過することである程度高温となる。また、吹き抜けにより排出されるガスには、未燃の燃料と新気とが含まれるため、ガスは排気タービン１４から特に浄化触媒２０上流部で反応を起こし、このとき反応熱を発する。従って、上記したように、タービン温度ｔ２高温時（＞Ｔ２１）のバルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ０に増大する制御は、浄化触媒２０の入口温度ｔ３が温度基準値Ｔ３１より低い場合にのみ行なわれる。これにより浄化触媒２０の過熱による劣化や損傷を抑制することができる。
　一方、入口温度ｔ３が高温となっている場合にバルブオーバーラップ量ｖを増大すれば、排気タービン１４を通過し高温となったガスの熱と、未燃燃料の反応熱とにより、浄化触媒２０上流が更に昇温し、許容範囲を越えて高くなることが予想される。
　従って、このような事態を避けるため、ＥＣＵ３０は、入口温度ｔ３が温度基準値Ｔ３１以上である場合、バルブオーバーラップ量ｖを増大する制御は行なわず、燃料噴射量を増量する制御を行なう。ここで燃料噴射量増量分は、通常の空燃比制御における燃料量を噴射し燃焼させた後のタイミングで直接筒内に噴射される。このように燃料噴射量を増量させた場合、多量に噴射された燃料の気化熱により排気ガスの温度が低下する。この低温の排気ガスを排気経路１０に流通させることで、特に排気タービン１４周辺及び浄化触媒２０上流部付近の温度を低下させることができる。
　更に、上記のバルブオーバーラップ量ｖを増大させた制御を継続すると、排気タービン１４で排気ガスが高温となると共に、未燃燃料の反応による反応熱によって次第に排気系全体の温度が上昇する。その結果、浄化触媒２０の下流側の温度まで過熱が認められる場合、浄化触媒２０全体が許容範囲を越えて高くなっていると考えられる。
　このような過熱を避けるため、ＥＣＵ３０は、出口温度ｔ１が温度基準値Ｔ１１（燃料増加温度基準値）より高くなっている場合、図２の例の時刻ａ３に示すように、バルブオーバーラップ量を増大させた状態で、燃料噴射量を増量させて排気ガスの温度を低下させる。これにより排気系全体の温度を低下させる。
　この制御において、タービン温度ｔ２に対する温度基準値Ｔ２１は、吹き抜け量を増大させるかの判断の基準となる温度である。この温度基準値Ｔ２１は、排気タービン１４及びその周辺の構成部材の耐熱温度の上限付近の温度であり、その温度においては直ちに排気タービン１４の損傷の問題を生じさせないが、低温にすることが好ましい温度に設定される。この温度は、排気タービン１４や周辺の構成部材の材料や形状等によって個々に異なるものであり、予め実験等により適宜設定しＥＣＵ３０に記憶しておく。
　また、入口温度ｔ３に対する温度基準値Ｔ３１は、バルブオーバーラップ量を増大させるか否かの判断の基準となる温度である。温度基準値Ｔ３１は、浄化触媒２０に関する温度であるため排気タービン１４に関する温度基準値Ｔ２１より低温である。また、温度基準値Ｔ３１は、浄化触媒２０の適正な活性温度域の上限付近の値であるが、高温の排気ガス流入等により更に温度が上昇しても、ある程度の間は適正な活性温度域で浄化性能を維持できる余裕分をとって設定される。このような温度は浄化触媒２０の構造や構成部材等によって異なるものであり、予め実験等により適正な値を設定し、ＥＣＵ３０に記憶しておく。
　また、出口温度ｔ１に対する温度基準値Ｔ１１は、排気系全体の温度が上昇に対して燃料噴射量を増大させるかの判断の基準となる温度である。温度基準値Ｔ１１は、浄化触媒２０の適正な活性温度域の上限付近の温度に今後の上昇に対する余裕分を確保した温度である。この温度基準値Ｔ１１は、温度基準値Ｔ２１より低温かつ温度基準値Ｔ３１より高温であり、温度基準値Ｔ３１同様に実験等により適正な値に設定され、ＥＣＵ３０に記憶されている。
　バルブオーバーラップ量ｖを増大させる場合の基準量Ｖ０は、吹き抜けを促し、その吹き抜け量が十分に確保できる程度に大きなバルブオーバーラップ量とする。但し、バルブタイミングは他の運転条件等から種々に決定されるものであり、ここで設定されるバルブオーバーラップ量は、この制御実行時におけるバルブオーバーラップ量の下限値として定められる。即ち、実施の形態１の制御では、現在の運転状態において他のルーチンで設定されているバルブオーバーラップ量が基準量Ｖ０より小さい場合に、バルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ０にまで増大させる制御を行なう。
　図３は、この発明の実施の形態において制御装置としてのＥＣＵ３０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図３のルーチンは定期的に繰り返し実行されるルーチンである。図３のルーチンでは、まず、タービン温度ｔ２が検出される（Ｓ１０２）。タービン温度ｔ２は、排気タービン１４近傍に設置された温度センサ２２の出力を入力情報として、ＥＣＵ３０において検出される。次に、入口温度ｔ３が検出される（Ｓ１０４）。入口温度ｔ３は、浄化触媒２０の上流側に設置された温度センサ２４の出力を入力情報とし、ＥＣＵ３０において検出される。
　次に、入口温度ｔ３が温度基準値Ｔ３１より低いか否かが判別される（Ｓ１０６）。温度基準値Ｔ３１は、上記のように予めＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる温度である。入口温度ｔ３が、温度基準値Ｔ３１以上に高温である場合、すなわち、ステップＳ１０６においてｔ３＜Ｔ３１の成立が認められない場合、燃料噴射量が増量される（Ｓ１０８）。燃料噴射量の増量により排気ガスを低温とすることができる。その後、今回の処理が終了する。
　一方、ステップＳ１０６において、入口温度ｔ３＜Ｔ３１の成立が認められると，次に、タービン温度ｔ２が温度基準値Ｔ２１より高いか否かが判別される（Ｓ１１０）。ここで温度基準値Ｔ２１は上記のようにＥＣＵ３０に予め記憶された判断の基準となる温度である。
　ステップＳ１１０においてタービン温度ｔ２＞Ｔ２１の成立が認められない場合、排気タービン１４の周辺は耐熱温度上限付近ほどの高熱には達していない状態と予測される。従って、現在の制御状態が維持され、今回の処理が終了する。
　一方、ステップＳ１１０においてタービン温度ｔ２＞Ｔ２１の成立が認められると、次に、バルブオーバーラップ量ｖが基準量Ｖ０まで増加される（Ｓ１１２）。具体的には、ここでは別ルーチンで制御されているバルブオーバーラップ量ｖが基準量Ｖ０より小さい場合に、そのバルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ０にまで増加させる。これにより燃焼後の排気ガスと共に新気を排気経路１０に吹き抜けさせることができ、排気タービン１４周辺の温度を低下させることができる。
　次に、出口温度ｔ１が検出される（Ｓ１１４）。出口温度ｔ１は浄化触媒２０の下流部に設置された温度センサ２６の出力を入力情報として、ＥＣＴ３０において検出される。次に、出口温度ｔ１が温度基準値Ｔ１１より高いか否かが判別される（Ｓ１１６）。温度基準値Ｔ１１は、上記のように予めＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる温度である。
　ステップＳ１１６において出口温度ｔ１＞Ｔ１１の成立が認められない場合、浄化触媒２０下流部及び排気系全体の温度はまだ許容範囲と判断できる。この場合、バルブオーバーラップ量ｖが基準量Ｖ０に増大された状態で、今回の処理が終了する。
　一方、ステップＳ１１６において出口温度ｔ１＞Ｔ１１の成立が認められた場合、燃料噴射量が増量される（Ｓ１０８）。出口温度ｔ１＞Ｔ１１の成立が認められる場合、排気系の下流側まで高温となっていることが予測される。従って、燃料噴射量増加により排気ガスの温度を低下させ、排気系全体の温度を低温に下げる。その後、今回の処理が終了する。
　以上説明したように、この実施の形態１では、タービン温度ｔ２が高温となっている場合に、バルブオーバーラップ量ｖを増大させることで、新気を吹き抜けさせ、排気タービン１４周辺の温度を低下させることができる。これにより温度低下のための燃料噴射の回数を小さく押させることができ、燃料使用量を低減することができる。
　なお、新気の吹き抜けを行った場合、排気ガス全体はリーンな状態となる。このような状態が継続し、浄化触媒２０へのリーンな排気ガスが導入され続けた場合、浄化触媒２０の浄化性能が低下する場合がある。このような場合、排気ガス全体が理論空燃比近傍となるように、燃料噴射量を増加させることもできる。この場合、理論空燃比とするための余分な燃料が必要となる。しかし、従来の燃料噴射量のみで温度低下をさせる場合と比較すると、実施の形態１の手法によれば、より少ない燃料で同等の効果を得ることができる。
　なお、実施の形態１において、ステップＳ１０２の処理が実行されることにより、この発明の「タービン温度検出手段」が実現し、ステップＳ１０４の処理が実行されることにより「入口温度検出手段」が実現し、ステップＳ１０６の処理が実行されることにより「入口高温判別手段」が実現し、ステップＳ１１０の処理が実行されることにより「タービン高温判別手段」が実現し、ステップＳ１１２の処理が実行されることにより「オーバーラップ制御手段」が実現する。また、実施の形態１において、ステップＳ１１４が実行されることにより、この発明の「出口温度検出手段」が実現し、ステップＳ１１６が実行されることにより「燃料増加判別手段」が実現し、ステップＳ１０８が実行されることにより「燃料噴射量制御手段」が実現する。
実施の形態２．
　実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同様の構成を有している。図４は、この発明の実施の形態２における制御内容を説明するためのタイミングチャートである。図４のタイミングチャートは、排気タービン１４だけでなく排気系全体が過度に高温となった場合に行なわれる制御である。
　具体的に、排気系の最下流側である出口温度ｔ１が、排気系の破損が心配されるような高温の温度基準値Ｔ１２（出口高温度基準値）を越えた場合、浄化触媒２０全体の温度が高温になっていると考えられる。このような状態で吹き抜け量が多くなると、吹き抜けた新気と未燃燃料との反応による反応熱により更に浄化触媒２０の温度が更に上昇し、浄化触媒２０の損傷や劣化が予測される。
　このような事態を防止するため、実施の形態２においてＥＣＵ３０は、出口温度ｔ１が温度基準値Ｔ１２より高くなっている場合、吹き抜け量を低減するため、バルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ１（出口高温時第１開度基準値）に制限する。これにより吹き抜けが抑制されるため、排気系での未燃燃料と新気との反応による温度上昇を抑制することができる。
　このときＷＧＶ１８が開度基準値Ｇ０（第１開度基準値）よりも開き側に制御されている場合（図４においては、ｂ１時点より前）、排気ガスの多くはバイパス部１６を通過するため排気タービン１４へ流入する排気ガス量が少ない。即ち、排気タービン１４を通過せずに浄化触媒２０に流入する反応ガスが増加する。ここで、排気ガスが比較的高温である場合、排気タービン１４を回転させることで温度が低下すると共に、排気タービン１４の複雑な形状により放熱する。従って、排気タービン１４に多くのガスを通過させることで、排気ガスを低温にすることができる。従って、排気タービン１４をバイパスするガス量が多い場合には排気タービン１４通過による排気ガス温度の低下を期待できない。
　従って、排気系下流側が高温となっている場合（ｔ１＞Ｔ１２の場合）において、ＷＧＶ１８が開度基準値Ｇ０よりも開いている場合には、バルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ１より更に小さな基準量Ｖ２（出口高温時第２基準量）に制限する。これにより吹き抜け量が更に小さくなり、燃料と新気との反応熱による排気系の温度上昇が抑制される。
　この制御において、出口温度ｔ１に対する温度基準値Ｔ１２は、バルブオーバーラップ量ｖを制限するか否かの判断の基準となる温度である。温度基準値Ｔ１２は、実施の形態１の浄化触媒２０入口温度に対する判断の温度基準値Ｔ３１よりも高い温度であり、浄化触媒２０の活性温度の上限付近、かつ排気系の損傷や浄化触媒２０の浄化性能の低下が心配される高温度より低くなるよう余裕分が確保された温度である。この温度は、浄化触媒２０を構成する材料や形状等によって個々に異なるものであり、予め実験等により適宜設定し、ＥＣＵ３０に記憶しておく。
　バルブオーバーラップ量ｖを減少させる場合の基準量Ｖ１、Ｖ２や、その判断の基準となるＷＧＶ１８の開度ｇに対する開度基準値Ｇ０は、運転条件や、排気タービン１４における放熱量、温度低下量、バイパス部１６の構造等によって異なものとなる。基準量Ｖ１、Ｖ２は、ＷＧＶ１８の開度基準値Ｇ０との関係で、排気系の温度上昇を低減できるように実験等により効果的な値を求めて適宜設定し、ＥＣＵ３０に記憶しておく。
　但し、バルブタイミングは他の運転条件等から種々に決定されるものであり、ここで設定されるバルブオーバーラップの基準量Ｖ１、Ｖ２は、この実施の形態２の制御実行時におけるバルブオーバーラップ量の上限値として定められる。即ち、実施の形態２の制御では、現在の運転状態において他のルーチンで設定されるバルブオーバーラップ量が基準量Ｖ１又はＶ２より大きい場合に、バルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ１又はＶ２に制限する制御が行なわれる。
　図５は、この発明の実施の形態２においてＥＣＵ３０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図５のルーチンでは、まず、出口温度ｔ１が検出される（Ｓ２０２）。次に、現在のＷＧＶ１８の開度が検出される（Ｓ２０４）。ＷＧＶ１８の開度は、ＷＧＶ１８に設置された開度センサ（図示せず）の出力に応じて求められる。
　次に、出口温度ｔ１が温度基準値Ｔ１２より高いか否かが判別される（Ｓ２０６）。温度基準値Ｔ１２は、上記のように予め設定されＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる値である。ステップＳ２０６において出口温度ｔ１＞Ｔ１２の成立が認められない場合、現在、排気系損傷の心配がない程度の温度であると判断できるため、今回の処理はこのまま終了する。
　一方、ステップＳ２０６において出口温度ｔ１＞Ｔ１２の成立が認められない場合、次に、ＷＧＶ１８の開度が開度基準値Ｇ０より大きいか否かが判別される（Ｓ２０８）。ここで、開度基準値Ｇ０は、上記のように予めＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる値である。
　ステップＳ２０８において、開度ｇ＞Ｇ０の成立が認められると、排気タービン１４を通過せずにバイパス部１６を流通するガス量が多いと考えられる。この場合、浄化触媒２０に到達するガス温度が高くなると共に、浄化触媒２０での反応熱の発生により、浄化触媒２０が更に高温となる恐れがある。従って、ここではバルブオーバーラップ量が基準量Ｖ２（＜Ｖ１）に制限される（Ｓ２１０）。ここでＶ２は、この実施の形態２の制御においては最も小さな制限値としてＥＣＵ３０に記憶された値である。このようにバルブオーバーラップ量ｖを小さく制御することで吹き抜け量を小さく抑え、浄化触媒２０付近での排気ガスの反応による発熱を防止することができ、浄化触媒２０の過熱を抑制することができる。
　一方、ステップＳ２０８において、開度ｇ＞Ｇ０の成立が認められない場合、排気タービン１４に導入されるガス量が多いと考えられる。この場合、吹き抜けたガスの反応が排気タービン１４付近で促進されると共に、排気タービン１４における排気ガスの温度低下がある程度期待される。従って、ここでのバルブオーバーラップ量ｖは、上記Ｖ２より大きい基準量Ｖ１に制御される（Ｓ２１２）。これにより下流の浄化触媒２０での反応を抑制し、浄化触媒２０の過熱を抑えることができる。
　以上説明したように、排気系の破損が起こり得るような温度状態の場合であっても、ＷＧＶ１８の開度を考慮して、バルブオーバーラップ量ｖを制御することでその温度上昇を抑制することができる。
　なお、実施の形態２において、ステップＳ２０２の処理が実行されることにより、この発明の「出口温度検出手段」が実現し、ステップＳ２０４の処理が実行されることにより「開度検出手段」が実現し、ステップＳ２０６の処理が実行されることにより「出口高温判別手段」が実現し、ステップＳ２０８の処理が実行されることにより「開度判別手段」が実現し、ステップＳ２１０又はＳ２１２の処理が実行されることにより「オーバーラップ制御手段」が実現する。
実施の形態３．
　図６は、この発明の実施の形態３における制御内容を説明するためのタイミングチャートである。図６の制御内容は、浄化触媒２０の温度がその浄化性能低下の恐れがあるほどに低温になった場合に実施される制御である。
　例えば暖機過程など、浄化触媒２０の入口温度が活性温度域の下限付近の低温であるような場合、浄化触媒２０の浄化性能の低下が予想される。また、このような環境下では、排気タービン１４を含む排気系全体の温度が低いものと考えられる。このような低温環境下で吹き抜け量を大きくすれば、吹き抜けた低温の新気により、浄化触媒２０の特に上流部は、更に温度が低下し低くなることが予想される。
　従って、この実施の形態３においてＥＣＵ３０は、図６に示されるように、入口温度ｔ３が温度基準値Ｔ３３よりも低い場合に、バルブオーバーラップ量ｖを基準量Ｖ３に小さく制限することで、吹き抜け量を低減し、排気経路１０に排出される排気ガスの温度を比較的高い状態とする。
　更に、ＷＧＶ１８の開度ｇが大きい状態においては、排気タービン１４を通過せずにバイパス部１６を通過して浄化触媒２０に導入されるガス量が多くなる。このような場合、低温の排気ガスは排気タービン１４等で昇温されることなく、そのまま直接浄化触媒２０に流入することとなる。
　このような状態を抑制するため、ＥＣＵ３０は、ＷＧＶ１８の開度が開度基準値Ｇ１（第２開度基準値）より大きい場合、バルブオーバーラップ量ｖを、上記Ｖ３より更に小さな基準量Ｖ４（低温時第２基準量）に制限する。このようにバルブオーバーラップ量ｖを小さくＶ４に制限することで、排気経路１０に排出される排気ガス温度を高いものとし、浄化触媒２０上流に低温のガスが流入するのを抑制する。
　同様に、タービン温度ｔ２が低温である場合には、排気タービン１４を通過するガス量が多くなっても、排気タービン１４通過による排気ガスの温度上昇を期待することができず、吹き抜けにより排出されたガスが、低温のまま浄化触媒２０に流入することが予想される。
　このような事態を避けるため、ＥＣＵ３０は、タービン温度ｔ２が温度基準値Ｔ２３（タービン低温度基準値）よりも低い場合に、バルブオーバーラップ量ｖを、基準量Ｖ３より更に小さな基準量Ｖ４に制限する。
　上記制御において、入口温度ｔ３に対する温度基準値Ｔ３３は、浄化触媒２０の温度がその浄化性能劣化の恐れがあるほどに低温であるか否かの判別の温度基準値である。温度基準値Ｔ３３は、浄化触媒２０の活性温度域の下限付近の値であるが、浄化性能劣化の恐れがある低温域よりも若干の余裕分を確保して高く設定された許容範囲の温度であり、このような温度は実験等によって予め定め、ＥＣＵ３０に記憶される。
　また、タービン温度ｔ２に対する温度基準値Ｔ２３は、バルブオーバーラップ量ｖの制限量を基準量Ｖ３、Ｖ４のいずれとするかを判断する基準となる温度基準値である。ここで、温度基準値Ｔ２３は、実施の形態１における温度基準値Ｔ２１に比較して十分低い温度に設定される。温度基準値Ｔ２３は、吹き抜け量が多くなって温度が低いガスが導入されても、排気タービン１４を通過させることでガスをある程度昇温できる程度の温度か否かの境界値付近の値である。温度基準値Ｔ２３は、浄化触媒２０の性能、ＷＧＶ１８の開度基準値Ｇ１、基準量Ｖ３及びＶ４、排気タービン１４の構成等、様々な要因によって異なるものであり、予め実験等によって適宜設定し、ＥＣＵ３０に記憶される。
　基準量Ｖ３、Ｖ４や、その判断の基準となるＷＧＶ１８の開度ｇに対する開度基準値Ｇ１は、運転条件や、排気タービン１４における放熱量、温度低下量、バイパス部１６の構造等によって異なものとなる。基準量Ｖ３、Ｖ４は、ＷＧＶ１８の開度Ｇ１との関係で、排気系の温度低下を抑制できるように実験等により効果的な値を求めて適宜設定し、ＥＣＵ３０に記憶しておく。
　図７は、この発明の実施の形態３においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図７のルーチンでは、まず、タービン温度ｔ２、入口温度ｔ３が検出される（Ｓ３０２、Ｓ３０４）。次に、ＷＧＶ１８の開度ｇが検出される（Ｓ３０６）。
　次に、入口温度ｔ３が、温度基準値Ｔ３３より低いか否かが判別される（Ｓ３０８）。温度基準値Ｔ３３は、予めＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる値である。ここで、入口温度ｔ３＜Ｔ３３の成立が認められない場合、低温による浄化触媒２０の浄化性能低下の恐れがないと判断されるため、今回の処理は終了する。
　一方、ステップＳ３０８において入口温度ｔ３＜Ｔ３３の成立が認められると、次に、タービン温度ｔ２が温度基準値Ｔ２３より低いか否かが判別される（Ｓ３１０）。温度基準値Ｔ２３は、予めＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる値である。
　ステップＳ３１０において、タービン温度ｔ２＜Ｔ２３の成立が認められない場合、次に、ＷＧＶ１８の開度ｇが開度基準値Ｇ１より小さいか否かが判別される（Ｓ３１２）。開度基準値Ｇ１は、予めＥＣＵ３０に記憶された判断の基準となる値である。
　ステップＳ３１０においてタービン温度ｔ２＜Ｔ２３の成立が認められた場合、あるいは、ステップＳ３１２においてＷＧＶ１８の開度ｇ＜Ｇ１の成立が認められない場合、排気タービン１４が低温であるために排気タービン１４通過による排気ガスの十分な温度上昇が期待できない状態か、あるいは、排気タービン１４が温度基準値Ｔ２３以上であっても、排気タービン１４のバイパス量が多いために、低温のままで浄化触媒２０に流入する恐れがある状態と判断される。従って、これらの場合には、バルブオーバーラップ量ｖは、この制御における最も小さな基準量Ｖ４に制限される（Ｓ３１４）。その後、今回の処理が終了する。
　一方、ステップＳ３１０においてタービン温度ｔ２＜Ｔ２３の成立が認められず、ステップＳ３１２においてＷＧＶ１８の開度ｇ＜Ｇ２の成立が認められた場合、排気ガスは、比較的高温となっている排気タービン１４をバイパスせずに通過することで、ある程度昇温される。従って、この場合、バルブオーバーラップ量は基準量Ｖ３（＞Ｖ４）に制限される（Ｓ３１６）。
　このように、浄化触媒２０が低温で、浄化性能低下の恐れがある場合にも、バルブオーバーラップ量を制御することで、浄化触媒２０の温度低下を抑制し、浄化触媒２０の浄化性能を維持することができる。
　なお、実施の形態３において、ステップＳ３０２の処理が実行されることにより、この発明の「タービン温度検出手段」が実現し、ステップＳ３０４の処理が実行されることにより「入口温度検出手段」が実現し、ステップＳ３０６の処理が実行されることにより、この発明の「開度検出手段」が実現し、ステップＳ３０８の処理が実行されることにより「入口低温判別手段」が実現し、ステップＳ３１０の処理が実行されることにより「タービン低温判別手段」が実現し、ステップＳ３１２の処理が実行されることにより「第２開度判別手段」が実現し、ステップＳ３１４又はＳ３１６の処理が実行されることにより「オーバーラップ制御手段」が実現する。
　なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
　　２　内燃機関
　　４　ＶＶＴ
　　１０　排気経路
　　１２　ターボ過給機
　　１４　排気タービン
　　１６　バイパス部
　　１８　ＷＧＶ
　　２０　浄化触媒
　　２２、２４、２６　温度センサ

Claims (6)

  1. 　内燃機関の排気経路に設置された浄化触媒の入口近傍の温度である入口温度を検出する入口温度検出手段と、
    　前記浄化触媒の入口近傍より上流側の温度であって、かつ前記排気経路に設置されたターボ過給機の排気タービン近傍の温度であるタービン温度を検出するタービン温度検出手段と、
    　前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップを制御するオーバーラップ制御手段と、
    　前記入口温度が、入口高温度基準値より低いか否かを判別する入口高温判別手段と、
    　前記タービン温度が、前記入口高温度基準値よりも高いタービン高温度基準値より高いか否かを判別するタービン高温判別手段と、を備え、
    　前記オーバーラップ制御手段は、
    　前記入口温度が前記入口高温度基準値より低いと判別され、かつ前記タービン温度がタービン高温度基準値より高いと判別された場合、バルブオーバーラップ量を、タービン高温時基準量より大きくなるように増加させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　前記浄化触媒の入口近傍より下流側の、前記浄化触媒の出口近傍の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
    　前記出口温度が、前記入口高温度基準値よりも高く前記タービン高温度基準値よりも低い、燃料増加温度基準値より高いか否かを判別する燃料増加判別手段と、
    　前記出口温度が前記燃料増加温度基準値より高いと判別された場合に、前記内燃機関に供給される燃料噴射量を増加させる燃料噴射量制御手段と、
    　を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記浄化触媒の出口近傍の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
    　前記排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
    　前記出口温度が、出口高温度基準値より高いか否かを判別する出口高温判別手段と、
    　前記開度が第１開度基準値より大きいか否かを判別する開度判別手段と、を更に備え、
    　前記オーバーラップ制御手段は、
    　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、前記開度が前記第１開度基準値より大きいことが認められないと判別された場合に、バルブオーバーラップ量を、出口高温時第１基準量より小さく制限し、
    　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ、前記開度が前記第１開度基準値より大きいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記出口高温時第１基準量よりも小さい出口高温時第２基準量より小さく制限することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
    　前記入口温度が、前記入口高温度基準値よりも低い入口低温度基準値より低いか否かを判別する入口低温判別手段と、
    　前記タービン温度が、前記タービン高温度基準値よりも低いタービン低温度基準値より低いか否かを判別するタービン低温判別手段と、
    　前記開度が第２開度基準値より小さいか否かを判別する第２開度判別手段と、を更に備え、
    　前記オーバーラップ制御手段は、
    　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いことが認めらないと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、低温時第１基準量より小さく制限し、
    　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いと判別された場合、又は、前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいことが認められないと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記低温時第１基準量よりも小さい低温時第２基準量より小さく制限することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
  5. 　内燃機関の排気経路に設置された浄化触媒の出口近傍の温度である出口温度を検出する出口温度検出手段と、
    　前記排気経路の前記浄化触媒より上流に設置されたターボ過給機の排気タービン近傍の温度であるタービン温度を検出するタービン温度検出手段と、
    　前記ターボ過給機の排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
    　前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップを制御するオーバーラップ制御手段と、
    　前記出口温度が、出口高温度基準値より高いか否かを判別する出口高温判別手段と、
    　前記開度が第１開度基準値より大きいか否かを判別する開度判別手段と、を備え、
    　前記オーバーラップ制御手段は、
    　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ、前記開度が前記第１開度基準値より大きいことが認められないと判別された場合に、バルブオーバーラップ量を、出口高温時第１基準量より小さく制限し、
    　前記出口温度が前記出口高温度基準値より高いと判別され、かつ、前記開度が、前記第１開度基準値より大きいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記出口高温時第１基準量よりも小さい出口高温時第２基準量より小さく制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  6. 　内燃機関の排気経路に設置された浄化触媒の入口近傍の温度である入口温度を検出する入口温度検出手段と、
    　前記入口近傍より上流側の温度であって、かつ前記排気経路に設置されたターボ過給機の排気タービン近傍の温度であるタービン温度を検出するタービン温度検出手段と、
    　前記排気経路に設置されたターボ過給機の排気タービンをバイパスするバイパス経路を開閉するウェイストゲートバルブの開度を検出する開度検出手段と、
    　前記内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが同時に開いた状態であるバルブオーバーラップを制御するオーバーラップ制御手段と、
    　前記入口温度が、入口低温度基準値より低いか否かを判別する入口低温判別手段と、
    　前記タービン温度が、タービン低温度基準値より低いか否かを判別するタービン低温判別手段と、
    　前記開度が第２開度基準値より小さいか否かを判別する第２開度判別手段と、を備え、
    　前記オーバーラップ制御手段は、
    　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いことが認められないと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、低温時第１基準量より小さく制限し、
    　前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記タービン温度が前記タービン低温度基準値より低いと判別された場合、又は、前記入口温度が前記入口低温度基準値より低いと判別され、かつ、前記開度が前記第２開度基準値より小さいことが認められないと判別された場合に、前記バルブオーバーラップ量を、前記低温時第１基準量よりも小さい低温時第２基準量より小さく制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
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