WO2013105226A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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WO2013105226A1
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角岡　卓
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Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly, to control a supercharger-equipped internal combustion engine that includes a turbocharger and a wastegate valve that opens and closes an exhaust bypass passage that bypasses the turbine of the turbocharger. Relates to the device.
  • Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine with a turbocharger that includes a waste gate valve that opens and closes an exhaust bypass passage that bypasses a turbine.
  • this conventional control apparatus after the cold start, the following control is performed in order to warm up the exhaust purification catalyst disposed on the downstream side of the turbine. That is, the control device opens the waste gate valve and retards the ignition timing when the internal combustion engine is in an idle state after the cold start (specifically, “upstream catalyst in Patent Document 1”). "Warm-up process” is equivalent).
  • the atmospheric pressure is low.
  • the torque generated by the internal combustion engine decreases.
  • the throttle valve opening is increased. It is required to do.
  • the difference in intake pressure before and after the throttle valve is reduced. For these reasons, in high altitudes, it may be difficult to adjust the required intake air amount using a throttle valve during execution of catalyst warm-up control.
  • an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can ensure good warm-up performance of an exhaust purification catalyst disposed on the downstream side of a turbine regardless of the level of atmospheric pressure.
  • One aspect of the present invention is a control device for an internal combustion engine comprising a turbocharger and an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage downstream of the turbine of the turbocharger, the throttle valve;
  • An ignition device, an exhaust bypass passage, a waste gate valve, a catalyst warm-up execution means, a first intake air amount control means, a second intake air amount control means, and an ignition timing control means are provided.
  • the throttle valve adjusts the amount of intake air taken into the internal combustion engine.
  • the ignition device is provided for igniting the air-fuel mixture in the cylinder of the internal combustion engine.
  • the exhaust bypass passage branches from the exhaust passage on the upstream side of the turbine, and rejoins the exhaust passage at a portion between the turbine and the exhaust purification catalyst.
  • the waste gate valve can open and close the exhaust bypass passage.
  • the catalyst warm-up execution means executes catalyst warm-up control that opens the waste gate valve and retards the ignition timing when a catalyst warm-up request is made to warm up the exhaust purification catalyst.
  • the first intake air amount control means uses the throttle valve so that the required intake air amount can be obtained during execution of the catalyst warm-up control when the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve is high.
  • a first intake air amount control is performed to control the intake air amount.
  • the second intake air amount control means controls the intake air amount using the wastegate valve so that the required intake air amount is obtained during execution of the catalyst warm-up control when the control sensitivity is low.
  • the second intake air amount is performed.
  • the ignition timing control means increases the retardation amount of the ignition timing when the opening degree of the waste gate valve is controlled to the closed side during execution of the second intake air amount control.
  • two types of intake air amount control are selectively used according to the level of control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve.
  • the intake air amount can be controlled using the wastegate valve.
  • the opening degree of the waste gate valve is controlled to the closed side during execution of the second intake air amount control, the retard amount of the ignition timing is increased.
  • the present invention it is possible to satisfactorily ensure the warm-up performance of the exhaust purification catalyst disposed on the downstream side of the turbine regardless of the level of atmospheric pressure.
  • an intake bypass passage that branches from the intake passage upstream of the compressor of the turbocharger and rejoins the intake passage at a portion between the compressor and the throttle valve. Further, it may be provided.
  • An air bypass valve that can open and close the intake bypass passage may be further provided.
  • the catalyst warm-up execution means in the above aspect of the present invention may execute the catalyst warm-up control in a fast idle state after a cold start of the internal combustion engine.
  • the first intake air amount control means is configured to obtain the required intake air amount necessary for maintaining the engine speed at a predetermined speed at the time of the first idle when the control sensitivity is high. It may control a throttle valve.
  • the second intake air amount control means can obtain the required intake air amount necessary to maintain the engine speed at the predetermined speed at the time of the first idle when the control sensitivity is low.
  • the waste gate valve may be controlled.
  • Another aspect of the present invention is a control device for an internal combustion engine including a turbocharger and an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage downstream of the turbine of the turbocharger, the throttle valve;
  • the ignition device the exhaust bypass passage, the waste gate valve, the intake bypass passage, the air bypass valve, the catalyst warm-up execution means, the first intake air amount control means, and the second intake air amount control means, Ignition timing control means.
  • the throttle valve adjusts the amount of intake air taken into the internal combustion engine.
  • the ignition device is provided for igniting the air-fuel mixture in the cylinder of the internal combustion engine.
  • the exhaust bypass passage branches from the exhaust passage on the upstream side of the turbine, and rejoins the exhaust passage at a portion between the turbine and the exhaust purification catalyst.
  • the waste gate valve can open and close the exhaust bypass passage.
  • the intake bypass passage branches from the intake passage on the upstream side of the compressor of the turbocharger, and rejoins the intake passage at a portion between the compressor and the throttle valve.
  • the air bypass valve can open and close the intake bypass passage.
  • the catalyst warm-up execution means executes catalyst warm-up control that opens the waste gate valve and retards the ignition timing when a catalyst warm-up request is made to warm up the exhaust purification catalyst.
  • the first intake air amount control means uses the throttle valve so that the required intake air amount can be obtained during execution of the catalyst warm-up control when the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve is high. A first intake air amount control is performed to control the intake air amount.
  • the second intake air amount control means controls the opening degree of the waste gate valve to the closed side, and obtains the required intake air amount during execution of the catalyst warm-up control.
  • the second intake air amount for controlling the intake air amount is performed using the air bypass valve.
  • the ignition timing control means increases the retard amount of the ignition timing according to the opening degree of the waste gate valve controlled to the closed side during execution of the second intake air amount control.
  • two types of intake air amount control are selectively used according to the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve.
  • the waste gate valve can be closed and the intake air amount can be controlled using the air bypass valve.
  • the retard amount of the ignition timing is increased according to the opening degree of the waste gate valve controlled to the closing side.
  • the other aspect of the present invention provides an air bypass valve that increases the opening of the air bypass valve when a retard amount of the ignition timing by the ignition timing control means is predicted to be a predetermined value or more.
  • Control means may further be provided.
  • By opening the air bypass valve the amount of exhaust gas discharged from the cylinder is reduced. For this reason, the exhaust emission discharged
  • the catalyst warm-up execution means in the other aspect of the present invention may execute the catalyst warm-up control in a fast idle state after a cold start of the internal combustion engine.
  • the first intake air amount control means is configured to obtain the required intake air amount necessary for maintaining the engine speed at a predetermined speed at the time of the first idle when the control sensitivity is high. It may control a throttle valve.
  • the second intake air amount control means can obtain the required intake air amount necessary to maintain the engine speed at the predetermined speed at the time of the first idle when the control sensitivity is low.
  • the air bypass valve may be controlled.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the system of this embodiment includes a spark ignition type internal combustion engine (a gasoline engine as an example) 10.
  • a combustion chamber 12 is formed in the cylinder of the internal combustion engine 10.
  • An intake passage 14 and an exhaust passage 16 communicate with the combustion chamber 12.
  • An air cleaner 18 is attached in the vicinity of the inlet of the intake passage 14.
  • An air flow meter 20 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air sucked into the intake passage 14 is provided in the vicinity of the downstream side of the air cleaner 18.
  • a compressor 22 a of the turbocharger 22 is installed downstream of the air flow meter 20.
  • the compressor 22a is integrally connected to a turbine 22b disposed in the exhaust passage 16 via a connecting shaft (not shown).
  • the intake passage 14 is connected to an intake bypass passage 24 for bypassing the compressor 22a.
  • An air bypass valve (ABV) 26 for controlling the flow rate of air passing through the intake bypass passage 24 is disposed in the intake bypass passage 24.
  • An intercooler 28 for cooling the compressed air is provided downstream of the compressor 22a.
  • An electronically controlled throttle valve 30 is provided downstream of the intercooler 28.
  • a throttle upstream pressure sensor 31 for detecting the intake pressure (throttle upstream pressure) at this portion is attached to the intake passage 14 upstream of the throttle valve 30 and downstream of the compressor 22a (and the intercooler 28).
  • a throttle downstream pressure sensor 32 for detecting an intake pressure (throttle downstream pressure) at this portion is attached to the intake passage 14 (collection portion (surge tank portion) of the intake manifold) on the downstream side of the throttle valve 30. .
  • each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 34 for injecting fuel into the cylinder and an ignition device 36 for igniting the air-fuel mixture.
  • An exhaust gas purification catalyst (hereinafter simply referred to as “catalyst”) 38 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 16 on the downstream side of the turbine 22b. Further, the exhaust passage 16 is configured to branch from the exhaust passage 16 at a portion upstream of the turbine 22b and to rejoin the exhaust passage 16 at a portion between the turbine 22b and the catalyst 38. 40 is connected. A waste gate valve (WGV) 42 that can open and close the exhaust bypass passage 40 is provided in the middle of the exhaust bypass passage 40.
  • WGV 42 is configured to be adjustable to an arbitrary opening degree by an electric motor (not shown).
  • an A / F sensor 44 that emits a substantially linear output with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 38 is disposed in the exhaust passage 16 upstream of the catalyst 38.
  • the exhaust passage 16 on the downstream side of the catalyst 38 generates a rich output when the exhaust gas flowing out from the catalyst 38 is rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust gas with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.
  • An O 2 sensor 46 that generates a lean output when it is lean is disposed.
  • the internal combustion engine 10 is provided with a crank angle sensor 48 for detecting the engine speed and the crank angle.
  • the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50.
  • the ECU 50 includes a water temperature for detecting the engine coolant temperature.
  • Various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10 such as the sensor 52 are connected.
  • the ECU 50 is connected to an accelerator opening sensor 54 for detecting the opening of an accelerator pedal (accelerator opening) of a vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted.
  • the ECU 50 is connected to various actuators for controlling the operation state of the internal combustion engine 10 such as the ABV 26, the throttle valve 30, the fuel injection valve 34, the ignition device 36, and the WGV 42 described above.
  • the ECU 50 controls the operating state of the internal combustion engine 10 by operating various actuators according to a predetermined program based on the outputs of the various sensors described above.
  • the catalyst warm-up control of this embodiment is basically to open the WGV 42 and retard the ignition timing.
  • the WGV 42 is opened, the amount of exhaust energy recovered by the turbine 22b is reduced compared to when the WGV 42 is closed, so that the amount of exhaust energy input to the downstream catalyst 38 can be increased.
  • the ignition timing is retarded, the exhaust gas temperature becomes high, so that the amount of exhaust energy input to the downstream side catalyst 38 can be increased.
  • the internal combustion engine 10 when the internal combustion engine 10 is started in the cold state, the internal combustion engine 10 is more than in the normal idle state in order to promote warm-up of the internal combustion engine 10 including the catalyst 38.
  • the engine is controlled to a fast idle state where the engine is operated at a high rotational speed (hereinafter, the engine rotational speed at this time is referred to as “first idle rotational speed”).
  • the catalyst warm-up control of the present embodiment is mainly executed in the above-described fast idle state. However, this catalyst warm-up control is not executed only in the fast idle state, but in a state where the internal combustion engine 10 is operated with the requested load in response to the start request from the driver in the fast idle state. Can also be implemented.
  • the throttle valve 30 is used so that the intake air amount required for the internal combustion engine 10 (hereinafter referred to as “required intake air amount”) is obtained.
  • the amount of air is controlled. More specifically, when the internal combustion engine 10 is in a fast idle state, an intake air amount (corresponding to a required intake air amount in this case) necessary to maintain a predetermined fast idle rotational speed is obtained. Thus, the intake air amount is controlled using the throttle valve 30.
  • the warm-up of the catalyst 38 can be promoted by intentionally increasing the amount of exhaust energy input to the catalyst 38.
  • the atmospheric pressure is low.
  • the torque generated by the internal combustion engine 10 decreases.
  • the difference in intake pressure before and after the throttle valve 30 is reduced.
  • the ignition timing when the ignition timing is retarded, the exhaust gas temperature becomes high, so that the amount of exhaust energy input to the catalyst 38 can be increased.
  • retarding the ignition timing causes a decrease in the torque of the internal combustion engine 10. Therefore, when it becomes difficult to secure the required intake air amount using the throttle valve 30 during execution of the catalyst warm-up control at high altitude, the required torque of the internal combustion engine 10 is ensured (in the fast idle state). In the case where priority is given to maintaining the first idle rotational speed), it is difficult to sufficiently retard the ignition timing. As a result, it becomes difficult to keep the amount of energy input to the catalyst 38 high.
  • the above-described catalyst warm-up is performed.
  • the following control is performed as necessary.
  • the basic control described above that is, the throttle valve so that the required intake air amount can be obtained while the WGV 42 is opened and the ignition timing is retarded. 30 to control the amount of intake air).
  • the throttle valve 30 since the air density is low due to the atmospheric pressure, it is difficult to adjust the intake air amount by the throttle valve 30 (specifically, the difference in intake pressure before and after the throttle valve 30 is less than a predetermined value).
  • the throttle opening is fixed at the opening in this state.
  • the intake air amount is controlled using the opening adjustment of the WGV 42 so that the required intake air amount can be obtained.
  • the retard amount of the ignition timing is increased in order to compensate for the decrease in the input energy to the catalyst 38 due to the closing of the WGV 42.
  • the ignition timing is retarded until the deterioration of the combustion due to the ignition timing delay is assumed, the combustion is performed.
  • the ignition timing is fixed at the limit retardation amount in terms of suppression of deterioration, and the WGV opening is set so as to satisfy the relationship of the following equation (3).
  • FIG. 2 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 50 in order to realize the catalyst warm-up control in the first embodiment of the present invention. This routine is started when the internal combustion engine 10 is started, and is repeatedly executed every predetermined control period.
  • step 100 it is first determined whether or not there is a catalyst warm-up request for warming up the catalyst 38 (step 100). Specifically, whether or not the internal combustion engine 10 is in an unwarmed state after a cold start can be determined based on whether or not the engine coolant temperature is equal to or lower than a predetermined value.
  • step 100 when the internal combustion engine 10 is in an unwarmed state, it is determined that there is a catalyst warm-up request when a predetermined catalyst warm-up completion condition is not satisfied. Whether or not the catalyst warm-up completion condition is satisfied is determined by, for example, setting the intake air amount after starting the internal combustion engine 10 to a predetermined value (preliminary experiment or the like) for determining whether or not the catalyst is warmed up. Judgment can be made based on whether or not (value) is reached.
  • step 102 the WGV 42 is opened to promote warm-up of the catalyst 38.
  • the WGV opening in this case is opened by a predetermined opening with respect to the WGV opening under the same operating condition (defined by the intake air amount and the engine speed) when the catalyst warm-up control is not performed. It is.
  • Such adjustment of the WGV opening includes a mode in which the fully closed state is opened to a predetermined opening, and a mode in which the opening of the already opened WGV 42 is further opened by a predetermined opening.
  • the ignition timing is retarded to promote warm-up of the catalyst 38.
  • the ignition timing in this case is retarded by a predetermined amount with respect to the basic ignition timing under the same operation state when the catalyst warm-up control is not performed.
  • the retard amount of the ignition timing in this case varies depending on the driving state (for example, depending on whether the engine is in an idling state or a state where the internal combustion engine 10 is generating torque for running the vehicle). Value.
  • the throttle upstream pressure sensor and the throttle downstream pressure sensor 32 described above are used to detect the throttle upstream pressure and the throttle downstream pressure, respectively (step 106).
  • step 108 it is determined whether or not the current required intake air amount can be secured by adjusting the throttle valve 30 (step 108). Specifically, it is determined whether or not the differential pressure between the throttle upstream pressure and the throttle downstream pressure acquired in step 106 is not more than a predetermined value. When the differential pressure between the throttle upstream pressure and the throttle downstream pressure is not more than a predetermined value (substantially equal), it is difficult to adjust the intake air amount by the throttle valve 30. In other words, in this state, the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is lowered.
  • the predetermined value of the differential pressure in this step 108 is a value set in advance as a threshold value for determining whether the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is high or low.
  • step 108 determines whether the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is high because the differential pressure is not less than the predetermined value. If the determination in step 108 is true, that is, if it can be determined that the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is high because the differential pressure is not less than the predetermined value, the processing in step 110 is performed. Is executed.
  • the throttle opening is set to a value for obtaining the current required intake air amount under the circumstances where the WGV opening and ignition timing are controlled in steps 102 and 104. Is set.
  • step 112 the throttle opening is set to the opening when the differential pressure (intake pressure difference before and after the throttle valve 30) is equal to or less than the predetermined value.
  • the WGV opening is set to an opening at which the current required intake air amount is obtained under the throttle opening set in step 112 (step 114).
  • the relationship between the change amount of the WGV opening and the change amount of the supercharging pressure can be acquired based on a map (not shown) corresponding to the operation state provided in the ECU 50, and the supercharging pressure can be obtained.
  • the change amount of the intake air amount can be acquired from the change amount. Therefore, based on the relationship between these maps, the WGV opening required to obtain the required intake air amount can be calculated.
  • step 116 determines whether or not the ignition timing can be retarded by a predetermined value or more, in other words, the ignition timing limit value at which combustion is stable has not been reached. Is determined (step 118).
  • step 120 the retard amount of the ignition timing is increased (step 120).
  • the retard amount of the ignition timing is increased in order to compensate for the decrease in the input energy to the catalyst 38 due to the control of the WGV 42 to the closed side.
  • step 120 the value satisfies the relationship of the following equation (1) (in the fast idle state, the value satisfies the relationship of equation (2) in addition to equation (1)).
  • the retard amount of the ignition timing is determined in relation to the WGV opening set in step 114.
  • ⁇ Ga1 ⁇ ⁇ Qsa ⁇ Qc1 (1)
  • ⁇ Ga1 ⁇ Ga2 (2)
  • ⁇ Ga1 is the amount of intake air that increases when the WGV 42 is closed at the opening set in step 114.
  • ⁇ Qsa is an energy amount per unit intake air amount that increases when the retard amount of the ignition timing is increased so as to be the value set in this step 120.
  • ⁇ Qc1 is the amount of energy input to the catalyst 38 that decreases when the WGV 42 is closed at the opening set in step 114 above.
  • ⁇ Ga2 is an increase in intake necessary to maintain a predetermined first idle rotational speed in a state where the retard amount of the ignition timing is increased so as to be the value set in step 120. Amount.
  • ⁇ Ga1, ⁇ Qsa, ⁇ Qc1, and ⁇ Ga2 can be calculated by the following methods, for example. That is, for calculating ⁇ Ga1, the relationship (for example, a map) between the amount of change in the WGV opening and the amount of change in the supercharging pressure associated with the change in the WGV opening is obtained in advance by experiments or the like.
  • the ECU 50 calculates the amount of change in supercharging pressure with respect to the amount of change in the WGV opening from the current WGV opening to the value set in step 114. Then, the ECU 50 calculates the intake air increase amount ⁇ Ga1 based on the calculated change amount of the supercharging pressure.
  • ⁇ Qsa a relationship (for example, a map) between the amount of change of the ignition timing to the retard side and the amount of change ⁇ T of the exhaust temperature accompanying the retard of the ignition timing at the change amount is obtained in advance by experiments or the like. In addition, it is stored in the ECU 50. ⁇ Qsa can be calculated by multiplying the change amount ⁇ T of the exhaust temperature calculated using such a relationship by the specific heat c of the exhaust gas per unit mass. In calculating ⁇ Qc1, a relationship (for example, a map) between the amount of change in the WGV opening and the amount of decrease in the amount of energy input to the catalyst 38 accompanying the change in the WGV opening is obtained in advance through experiments or the like.
  • ⁇ Qc1 can be calculated by using such a relationship. Furthermore, regarding the calculation of ⁇ Ga2, the amount of change in the ignition timing to the retard side and the amount of increase in intake necessary to maintain a predetermined first idle speed in a state where the ignition timing is retarded by the amount of change A relationship (for example, a map) is obtained in advance through experiments or the like and stored in the ECU 50. ⁇ Ga2 can be calculated by using such a relationship.
  • step 118 determines whether the ignition timing limit value has been reached in terms of suppression of combustion deterioration.
  • the limit value to be set is set (step 122).
  • the ECU 50 stores such a limit value of the retard amount of the ignition timing as a map in relation to the operating state of the internal combustion engine 10.
  • ⁇ Ga3 can be calculated, for example, by the method described above for ⁇ Ga1.
  • Qsa can be calculated, for example, based on a map determined in advance in relation to the limit retard amount of the ignition timing.
  • ⁇ Qc2 can be calculated, for example, by the method described above for ⁇ Qc1.
  • the amount of energy input to the catalyst 38 can be ensured to be equal to that of the flat ground while maintaining a predetermined fast idle rotational speed even at high altitudes. become.
  • the warm-up performance of the catalyst 38 can be ensured satisfactorily regardless of the atmospheric pressure level.
  • the above equation (1) (in the case of the fast idle state)
  • the WGV opening degree and the retard amount of the ignition timing are set so as to satisfy the relationship of the above expressions (1) and (2). That is, by using the relationship of the above equation (1), the intake air increase amount ⁇ Ga1 by closing the WGV 42, the energy increase amount ⁇ Qsa per unit intake air amount by increasing the ignition timing retardation amount, and the WGV 42
  • the WGV opening degree and the ignition timing retardation amount are set in consideration of the relationship between the amount of decrease ⁇ Qc1 in the catalyst input energy due to the closing of.
  • the predetermined first fast state is obtained in the state where the ⁇ Ga1 and the retard amount of the ignition timing are increased.
  • the WGV opening degree and the retard amount of the ignition timing are set in consideration of the relationship between the intake increase amount ⁇ Ga2 necessary for maintaining the idle speed.
  • the ignition timing is limited.
  • the WGV opening is set so as to satisfy the relationship of the above expression (3) while being fixed at the retard amount. That is, by using the relationship of the above equation (3), the intake air increase amount ⁇ Ga3 by closing the WGV 42, the increase amount Qsa of energy per unit intake air amount at the set ignition timing limit retardation amount, and The WGV opening is set in consideration of the relationship between the reduction amount ⁇ Qc2 of the catalyst input energy due to closing the WGV42. As a result, it is possible to satisfactorily secure the amount of energy input to the catalyst 38 without impairing the combustion stability regardless of the atmospheric pressure level.
  • the ignition timing is determined.
  • the WGV opening is set so as to satisfy the relationship of the above equation (3) while being fixed at the limit retardation amount.
  • the setting method of the WGV opening suitable for performing in such a case is not limited to the above-described method, and may be as follows, for example.
  • the ignition timing is fixed at the limit retardation amount and the intake is performed while the WGV opening is opened.
  • ⁇ Qc3 is the amount of energy input to the catalyst 38 that increases when the WGV opening is opened so as to be a value set in this case.
  • ⁇ Ga4 can be calculated by a method similar to the method described above for ⁇ Ga1, for example.
  • ⁇ Qc3 can be calculated, for example, by a method similar to the method described above for ⁇ Qc1.
  • the intake air amount is reduced by opening the WGV 42. Therefore, in the fast idle state, the fast idle speed is reduced, but the exhaust gas amount exhausted from each cylinder is reduced. For this reason, exhaust emission can be reduced while the catalyst 38 is warmed up. Therefore, when supplementing the input energy to the catalyst 38 by retarding the ignition timing, it is possible to suppress the exhaust emission performance from deteriorating during warm-up due to the lack of the retard amount of the ignition timing.
  • the “catalyst warm-up execution means” is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 102 and 104.
  • the processing of step 110 is executed, whereby the “first intake air amount control means” in the above aspect of the present invention is realized, and the determination of step 108 by the ECU 50 is not satisfied.
  • the processing of step 114 is executed to implement the “second intake air amount control means” in the above aspect of the present invention.
  • the ECU 50 makes the determinations of steps 116 and 118, the above step is performed.
  • the “ignition timing control means” in the above aspect of the present invention is realized by executing the processing of 120. It has been.
  • Embodiment 2 a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 3 described later instead of the routine shown in FIG. 2 using the hardware configuration shown in FIG.
  • the opening degree of the WGV 42 is adjusted by keeping the throttle opening degree constant.
  • the intake air amount is adjusted.
  • the control sensitivity of the throttle valve 30 intake air amount is low when the catalyst warm-up request is issued, the throttle opening at this state is performed. The degree was fixed and the WGV 42 was fully closed.
  • the intake air amount is adjusted so that the required intake air amount is obtained by using the opening degree adjustment of the ABV 26.
  • the retard amount of the ignition timing is increased in order to compensate for the decrease in the input energy to the catalyst 38 due to the WGV 42 being fully closed.
  • the retard amount of the ignition timing is predicted to be a predetermined value or more during the adjustment of the intake air amount using the ABV 26, the retard of the ignition timing is performed.
  • the opening of ABV26 was set to the opening on the open side while the amount was fixed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 50 in order to realize the catalyst warm-up control in the second embodiment of the present invention.
  • the same steps as those shown in FIG. 2 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
  • the throttle opening is set to the opening when the differential pressure (intake pressure difference before and after the throttle valve 30) is equal to or smaller than the predetermined value in step 108.
  • the WGV opening is then set to fully closed (step 200).
  • the ABV opening is set to an opening at which the current required intake air amount is obtained under the throttle opening and the WGV opening set in steps 112 and 200 (step 202). If the ABV 26 is opened in a state where supercharging is performed, a part of the intake air flowing downstream of the compressor 22a is returned to the upstream side of the compressor 22a via the intake bypass passage 24. Thereby, a supercharging pressure falls. Therefore, by adjusting the ABV opening to the opening on the opening side, the supercharging pressure decreases, so the intake air amount can be reduced.
  • the intake air amount can be increased.
  • the relationship between the change amount of the ABV opening degree and the change amount of the supercharging pressure can be acquired based on a map (not shown) corresponding to the operating state provided in the ECU 50, and the supercharging pressure can be obtained.
  • the change amount of the intake air amount can be acquired from the change amount. Therefore, the ABV opening required to obtain the required intake air amount can be calculated based on the relationship between these maps.
  • step 204 it is determined whether or not the retard amount of the ignition timing is predicted to be a predetermined value or more.
  • the catalyst warm-up control when the WGV opening is set to be fully closed as in step 200 under a situation where the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is low, the catalyst 38 is controlled accordingly.
  • the retard amount of the ignition timing is gradually increased (by a predetermined amount) by the processing in step 206 described later.
  • the predetermined value in this step 204 here, the limit value of the retard amount of the ignition timing from the viewpoint of suppressing combustion deterioration is used. That is, in step 204, if the target ignition timing retardation is further increased by a predetermined amount, it is determined whether or not the ignition timing retardation amount reaches the limit retardation amount in terms of suppressing combustion deterioration. Is done.
  • Step 206 the ignition timing is retarded by a predetermined amount.
  • the final target value of the retard amount of the ignition timing in the process of step 206 is a value corresponding to the WGV42.
  • the retard amount of the ignition timing that is necessary to compensate for the input energy to the catalyst 38 that decreases when the WGV 42 is fully closed in step 200 corresponds to that. .
  • step 204 determines whether the predetermined amount of ignition timing has been retarded this time. If the determination in step 204 is satisfied, that is, if it can be determined that the predetermined amount of ignition timing has been retarded this time, the limit retardation amount will be reached.
  • the ignition timing is fixed (step 208). Then, the ABV opening is set so as to be opened by a predetermined opening (step 210).
  • the routine shown in FIG. 3 described above when the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is high when the catalyst warm-up request is issued, the routine similar to the routine shown in FIG. Control is executed.
  • the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is low when the catalyst warm-up request is issued, the throttle opening is fixed and the WGV opening is set to be fully closed.
  • the intake air amount is adjusted by adjusting the opening degree of the ABV 26. In this case, the retard amount of the ignition timing is increased in order to compensate for the decrease in the input energy to the catalyst 38 due to the closing of the WGV 42.
  • the control of the intake air amount is ensured so that the required intake air amount can be obtained regardless of the level of the atmospheric pressure, and the catalyst 38 is controlled. It will be possible to secure the same amount of input energy. More specifically, in the case of the fast idle state after the cold start, the amount of energy input to the catalyst 38 is made equal while maintaining the predetermined fast idle rotational speed regardless of the atmospheric pressure level. It can be secured. For this reason, according to the catalyst warm-up control, the warm-up performance of the catalyst 38 can be satisfactorily ensured regardless of the atmospheric pressure level.
  • the WGV passes through the WGV.
  • the control resolution of the air flow rate is low. For this reason, it may be difficult to adjust the intake air amount due to poor controllability of the supercharging pressure.
  • the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is low as in the method of the present embodiment, the intake air amount is adjusted using the ABV 26 so that the accuracy can be improved regardless of the atmospheric pressure level. The amount of energy input to the catalyst 38 can be ensured equally while adjusting the amount of intake air well.
  • the retard amount of the ignition timing for compensating for the decrease in the input energy to the catalyst 38 due to the fully closed WGV opening will be a predetermined value or more.
  • the ABV 26 is opened after the ignition timing is fixed by the retard amount at the time of the prediction. If the WGV 42 is closed as described above (fully closed in the present embodiment), if a sufficient ignition timing retardation amount is not ensured, the warm-up performance of the catalyst 38 decreases, and the catalyst 38 There is a concern that the purification capacity will decrease.
  • the intake air amount is reduced by opening the ABV 26, the first idle rotational speed is reduced in the fast idle state, but the exhaust is discharged from each cylinder.
  • the control of the ABV 26 is executed after predicting in advance that the ignition timing has reached the limit retardation amount in terms of suppressing deterioration of combustion.
  • the WGV 42 when the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is low, the WGV 42 is controlled to be fully closed.
  • the WGV opening controlled in such a case is not necessarily limited to full closing as long as the opening is on the closing side, and may be, for example, a predetermined opening near the full closing.
  • the “catalyst warm-up execution means” is realized by the ECU 50 executing the processing of steps 102 and 104.
  • the processing of step 110 is executed to realize the “first intake air amount control means” in the other aspect of the present invention, and the ECU 50 does not establish the determination of step 108.
  • the “second intake air amount control means” in the other aspect of the present invention is realized, and the determination of step 204 by the ECU 50 is not established.
  • the “ignition timing control method” "It has been realized.
  • the “air bypass valve control means” according to the other aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the process of step 210 when the determination of step 204 is established. Has been.
  • Embodiment 3 The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 4 described later instead of the routine shown in FIG. 2 using the hardware configuration shown in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 50 in order to realize the catalyst warm-up control in the third embodiment of the present invention.
  • the same steps as those shown in FIGS. 2 and 3 in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
  • the processing of this routine is a combination of the routine shown in FIG. 2 and the routine shown in FIG. That is, the processing executed in a state where the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is high when the catalyst warm-up request is issued is the same as the routine shown in FIGS. On the other hand, if the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is low when the catalyst warm-up request is issued, the throttle opening remains constant as in the routine shown in FIG. The intake air amount is adjusted by adjusting the opening of the WGV 42.
  • the retard amount of the ignition timing may reach the limit value of the retard amount of the ignition timing from the viewpoint of suppressing combustion deterioration. If not predicted, the retard amount of the ignition timing is increased (step 120) on the condition that the WGV opening is controlled to the closed side (step 116). On the other hand, if the above prediction is established, the retard amount of the ignition timing is fixed by the process of step 208, and the opening of the ABV 26 is set to the opening side by the process of step 210.
  • the warm-up performance of the catalyst 38 can be satisfactorily ensured regardless of the atmospheric pressure level. Further, even when the ABV 26 is controlled in the catalyst warm-up control, when the input energy to the catalyst 38 reduced by closing the WGV 42 is compensated by the retard of the ignition timing, the exhaust emission performance is reduced due to the lack of the retard amount of the ignition timing. Can be prevented from deteriorating.
  • the “air bypass valve control means” is realized by executing the processing of step 210 when the ECU 50 determines that the determination of step 204 is satisfied. ing.
  • the control sensitivity of the intake air amount by the throttle valve 30 is high based on whether or not the differential pressure between the throttle upstream pressure and the throttle downstream pressure is equal to or less than a predetermined value. It is determined whether it is in a low state.
  • determination of the level of control sensitivity is not limited to the method described above. That is, for example, after providing an atmospheric pressure sensor, the level of the control sensitivity may be determined according to the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor.

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Abstract

　本発明における内燃機関（１０）の制御装置は、ターボ過給機（２２）と、タービン（２２ｂ）よりも下流側の排気通路（１６）に配置された排気浄化触媒（３８）と、タービン（２２ｂ）をバイパスする排気バイパス通路（４０）を開閉可能なＷＧＶ（４２）とを備える。触媒暖機要求時に、ＷＧＶ（４２）を開き、かつ、点火時期を遅角する触媒暖機制御が実行される。スロットルバルブ（３０）による吸入空気量の制御感度が高い場合には、触媒暖機制御の実行中にスロットルバルブ（３０）を用いて吸入空気量が制御される。上記制御感度が低い場合には、触媒暖機制御の実行中にＷＧＶ（４２）を用いて吸入空気量が制御される。ＷＧＶ（４２）を用いた吸入空気量制御の実行中に、ＷＧＶ開度が閉じ側に制御される時に、点火時期の遅角量が大きくされる。

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係り、特に、ターボ過給機と、当該ターボ過給機のタービンをバイパスする排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブとを備える過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
　従来、例えば特許文献１には、タービンをバイパスする排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブを備えるターボ過給機付きの内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、冷間始動後に、タービンの下流側に配置された排気浄化触媒の暖機を図るために、次のような制御を行うようにしている。すなわち、上記制御装置は、冷間始動後に内燃機関がアイドル状態にある時に、ウェイストゲートバルブを開き、かつ点火時期を遅角する触媒暖機制御（具体的には、特許文献１における「上流触媒暖機処理」が相当）を実行するようにしている。
　ところで、高地においては、大気圧が低くなる。大気圧の低下に伴って空気密度が低下すると、内燃機関が発生するトルクが低下する。このため、高地においては、上述した触媒暖機制御の実行中に上記アイドル回転数を維持するのに必要な吸入空気量（要求吸入空気量）を確保するために、スロットルバルブの開度を大きくすることが要求される。その結果、スロットルバルブの前後の吸気圧力の差が小さくなる。このような理由により、高地においては、触媒暖機制御の実行中に上記要求吸入空気量の調整をスロットルバルブを用いて行うことが困難となる場合がある。
　また、点火時期の遅角させた場合には、排気温度が高くなるので、排気浄化触媒に対して投入される排気エネルギー量を増やすことができる。しかしながら、点火時期の遅角化は、内燃機関のトルクの減少を招くものである。従って、高地において、触媒暖機制御の実行中にスロットルバルブを用いて要求吸入空気量を確保することが困難になった際に、アイドル回転数を維持することが優先された場合には、点火時期を十分に遅角させることが困難となる。その結果、排気浄化触媒への投入エネルギー量を高く維持することが困難となる。このように、上記特許文献１に記載の触媒暖機制御では、大気圧の低い高地においては、排気浄化触媒を十分に暖機させることができない状況が生ずることが懸念される。
　尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
日本特開２００６－３２２４２７号公報 日本特開２００４－１２４７４５号公報 日本特開２００６－１５２８２１号公報 日本特開２００２－２１３２４７号公報
　この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ターボ過給機と、当該ターボ過給機のタービンをバイパスする排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブとを備えている場合において、大気圧の高低によらずにタービンの下流側に配置された排気浄化触媒の暖機性能を良好に確保できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、ターボ過給機と、当該ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路に配置された排気浄化触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、スロットルバルブと、点火装置と、排気バイパス通路と、ウェイストゲートバルブと、触媒暖機実行手段と、第１吸入空気量制御手段と、第２吸入空気量制御手段と、点火時期制御手段とを備えている。
　スロットルバルブは、前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整する。点火装置は、前記内燃機関の筒内の混合気に点火するために備えられる。排気バイパス通路は、前記タービンの上流側において前記排気通路から分岐し、前記タービンと前記排気浄化触媒との間の部位において前記排気通路に再び合流する。ウェイストゲートバルブは、前記排気バイパス通路を開閉可能なものである。触媒暖機実行手段は、前記排気浄化触媒を暖機する触媒暖機要求時に、前記ウェイストゲートバルブを開き、かつ、点火時期を遅角する触媒暖機制御を実行する。第１吸入空気量制御手段は、前記スロットルバルブによる吸入空気量の制御感度が高い場合には、前記触媒暖機制御の実行中に要求吸入空気量が得られるように、前記スロットルバルブを用いて吸入空気量を制御する第１吸入空気量制御を行う。第２吸入空気量制御手段は、前記制御感度が低い場合には、前記触媒暖機制御の実行中に前記要求吸入空気量が得られるように、前記ウェイストゲートバルブを用いて吸入空気量を制御する第２吸入空気量を行う。点火時期制御手段は、前記第２吸入空気量制御の実行中に、前記ウェイストゲートバルブの開度が閉じ側に制御される時に、点火時期の遅角量を大きくする。
　本発明の上記一態様によれば、スロットルバルブによる吸入空気量の制御感度の高低に応じて、２通りの吸入空気量制御を使い分けるようにしている。これにより、上記制御感度が低い場合であっても、ウェイストゲートバルブを利用して吸入空気量を制御することができる。そして、第２吸入空気量制御の実行中にウェイストゲートバルブの開度が閉じ側に制御される場合には、点火時期の遅角量が大きくされる。これにより、ウェイストゲートバルブが閉じられることに伴う排気浄化触媒への投入エネルギーの低下を補うことができる。このため、本発明によれば、大気圧の高低によらずにタービンの下流側に配置された排気浄化触媒の暖機性能を良好に確保できるようになる。
　また、本発明の上記一態様は、前記ターボ過給機のコンプレッサの上流側において吸気通路から分岐し、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の部位において前記吸気通路に再び合流する吸気バイパス通路を更に備えるものであってもよい。そして、前記吸気バイパス通路を開閉可能なエアバイパスバルブを更に備えるものであってもよい。そして、前記点火時期制御手段による点火時期の遅角量が所定値以上になることが予測される場合に、前記エアバイパスバルブの開度を大きくするエアバイパスバルブ制御手段と、
　を更に備えるものであってもよい。
　エアバイパスバルブを開くことにより、筒内から排出される排気ガス量が減少する。このため、排気浄化触媒の暖機中に放出される排気エミッションを低減することができる。従って、点火時期の遅角によって排気浄化触媒への投入エネルギーを補う際に、点火時期の遅角量の増大による燃焼悪化を回避しつつ、かつ、点火時期の遅角量の不足によって暖機中に排気エミッション性能が悪化するのを抑制することができる。
　また、本発明の上記一態様における前記触媒暖機実行手段は、前記内燃機関の冷間始動後のファーストアイドル状態において前記触媒暖機制御を実行するものであってもよい。そして、前記第１吸入空気量制御手段は、前記制御感度が高い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記スロットルバルブを制御するものであってもよい。そして、前記第２吸入空気量制御手段は、前記制御感度が低い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の前記所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記ウェイストゲートバルブを制御するものであってもよい。
　これにより、冷間始動後のファーストアイドル状態において、大気圧の高低によらずにタービンの下流側に配置された排気浄化触媒の暖機性能を良好に確保できるようになる。
　本発明の他の態様は、ターボ過給機と、当該ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路に配置された排気浄化触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、スロットルバルブと、点火装置と、排気バイパス通路と、ウェイストゲートバルブと、吸気バイパス通路と、エアバイパスバルブと、触媒暖機実行手段と、第１吸入空気量制御手段と、第２吸入空気量制御手段と、点火時期制御手段とを備えている。
　スロットルバルブは、前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整する。点火装置は、前記内燃機関の筒内の混合気に点火するために備えられる。排気バイパス通路は、前記タービンの上流側において前記排気通路から分岐し、前記タービンと前記排気浄化触媒との間の部位において前記排気通路に再び合流する。ウェイストゲートバルブは、前記排気バイパス通路を開閉可能なものである。吸気バイパス通路は、前記ターボ過給機のコンプレッサの上流側において吸気通路から分岐し、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の部位において前記吸気通路に再び合流する。エアバイパスバルブは、前記吸気バイパス通路を開閉可能なものである。触媒暖機実行手段は、前記排気浄化触媒を暖機する触媒暖機要求時に、前記ウェイストゲートバルブを開き、かつ、点火時期を遅角する触媒暖機制御を実行する。第１吸入空気量制御手段は、前記スロットルバルブによる吸入空気量の制御感度が高い場合には、前記触媒暖機制御の実行中に要求吸入空気量が得られるように、前記スロットルバルブを用いて吸入空気量を制御する第１吸入空気量制御を行う。第２吸入空気量制御手段は、前記制御感度が低い場合には、前記ウェイストゲートバルブの開度を閉じ側に制御し、かつ、前記触媒暖機制御の実行中に前記要求吸入空気量が得られるように、前記エアバイパスバルブを用いて吸入空気量を制御する第２吸入空気量を行う。点火時期制御手段は、前記第２吸入空気量制御の実行中に、閉じ側に制御される前記ウェイストゲートバルブの開度に応じて、点火時期の遅角量を大きくする。
　本発明の上記他の態様によれば、スロットルバルブによる吸入空気量の制御感度の高低に応じて、２通りの吸入空気量制御を使い分けるようにしている。これにより、上記制御感度が低い場合であっても、ウェイストゲートバルブを閉じ、かつ、エアバイパスバルブを利用して吸入空気量を制御することができる。そして、第２吸入空気量制御の実行中に、閉じ側に制御されるウェイストゲートバルブの開度に応じて、点火時期の遅角量が大きくされる。これにより、ウェイストゲートバルブが閉じられることに伴う排気浄化触媒への投入エネルギーの低下を補うことができる。このため、本発明によれば、大気圧の高低によらずにタービンの下流側に配置された排気浄化触媒の暖機性能を良好に確保できるようになる。
　また、本発明の上記他の態様は、前記点火時期制御手段による点火時期の遅角量が所定値以上になることが予測される場合に、前記エアバイパスバルブの開度を大きくするエアバイパスバルブ制御手段を更に備えるものであってもよい。
　エアバイパスバルブを開くことにより、筒内から排出される排気ガス量が減少する。このため、排気浄化触媒の暖機中に放出される排気エミッションを低減することができる。従って、点火時期の遅角によって排気浄化触媒への投入エネルギーを補う際に、点火時期の遅角量の増大による燃焼悪化を回避しつつ、かつ、点火時期の遅角量の不足によって暖機中に排気エミッション性能が悪化するのを抑制することができる。
　また、本発明の上記他の態様における前記触媒暖機実行手段は、前記内燃機関の冷間始動後のファーストアイドル状態において前記触媒暖機制御を実行するものであってもよい。そして、前記第１吸入空気量制御手段は、前記制御感度が高い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記スロットルバルブを制御するものであってもよい。そして、前記第２吸入空気量制御手段は、前記制御感度が低い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の前記所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記エアバイパスバルブを制御するものであってもよい。
　これにより、冷間始動後のファーストアイドル状態において、大気圧の高低によらずにタービンの下流側に配置された排気浄化触媒の暖機性能を良好に確保できるようになる。
本発明の実施の形態１の内燃機関のシステム構成を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
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の内燃機関１０のシステム構成を説明するための模式図である。本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関（一例としてガソリンエンジン）１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、燃焼室１２が形成されている。燃焼室１２には、吸気通路１４および排気通路１６が連通している。
　吸気通路１４の入口近傍には、エアクリーナ１８が取り付けられている。エアクリーナ１８の下流近傍には、吸気通路１４に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアフローメータ２０の下流には、ターボ過給機２２のコンプレッサ２２ａが設置されている。コンプレッサ２２ａは、排気通路１６に配置されたタービン２２ｂと連結軸（図示省略）を介して一体的に連結されている。また、吸気通路１４には、コンプレッサ２２ａをバイパスするための吸気バイパス通路２４が接続されている。吸気バイパス通路２４の途中には、吸気バイパス通路２４を通過する空気の流量を制御するためのエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）２６が配置されている。
　コンプレッサ２２ａの下流には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ２８が設けられている。インタークーラ２８の下流には、電子制御式のスロットルバルブ３０が設けられている。スロットルバルブ３０の上流側であって、コンプレッサ２２ａ（およびインタークーラ２８）の下流側の吸気通路１４には、この部位における吸気圧力（スロットル上流圧）を検出するスロットル上流圧センサ３１が取り付けられており、スロットルバルブ３０の下流側の吸気通路１４（吸気マニホールドの集合部（サージタンク部））には、この部位における吸気圧力（スロットル下流圧）を検出するスロットル下流圧センサ３２が取り付けられている。
　また、内燃機関１０の各気筒には、筒内に燃料を噴射するための燃料噴射弁３４と、混合気に点火するための点火装置３６とがそれぞれ設置されている。
　タービン２２ｂよりも下流側の排気通路１６には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒（以下、単に「触媒」と称する）３８が配置されている。また、排気通路１６には、タービン２２ｂよりも上流側の部位において排気通路１６から分岐し、タービン２２ｂと触媒３８との間の部位において排気通路１６と再び合流するように構成された排気バイパス通路４０が接続されている。排気バイパス通路４０の途中には、排気バイパス通路４０を開閉可能なウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）４２が設けられている。ＷＧＶ４２は、ここでは、電動モータ（図示省略）によって任意の開度に調整可能に構成されているものとする。
　また、触媒３８の上流側の排気通路１６には、触媒３８に流入する排気ガスの空燃比に対してほぼリニアな出力を発するＡ／Ｆセンサ４４が配置されている。触媒３８の下流側の排気通路１６には、触媒３８から流出してくる排気ガスが理論空燃比に対してリッチである場合にリッチ出力を発生し、また、その排気ガスが理論空燃比に対してリーンである場合にリーン出力を発生するＯ２センサ４６が配置されている。更に、内燃機関１０には、エンジン回転数やクランク角度を検出するためのクランク角センサ４８が取り付けられている。
　更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述したエアフローメータ２０、スロットル上流圧センサ３１、スロットル下流圧センサ３２、Ａ／Ｆセンサ４４、Ｏ２センサ４６およびクランク角センサ４８に加え、エンジン冷却水温度を検出するための水温センサ５２等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０には、内燃機関１０を搭載する車両のアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するためのアクセル開度センサ５４が接続されている。また、ＥＣＵ５０には、上述したＡＢＶ２６、スロットルバルブ３０、燃料噴射弁３４、点火装置３６およびＷＧＶ４２等の内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、上述した各種センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。
［実施の形態１における特徴的な触媒暖機制御］
　上述した構成を有する内燃機関１０では、冷間始動時などのように触媒３８が所定の活性状態に達していない状況下において、速やかに活性状態となるように触媒３８を暖機させる触媒暖機制御が実行される。本実施形態の触媒暖機制御は、基本的には、ＷＧＶ４２を開き、点火時期を遅角させるというものである。ＷＧＶ４２を開いた場合には、ＷＧＶ４２を閉じた場合と比べ、タービン２２ｂによる排気エネルギーの回収量が減少するため、下流側の触媒３８に対して投入される排気エネルギー量を増やすことができる。また、点火時期の遅角させた場合には、排気温度が高くなるので、下流側の触媒３８に対して投入される排気エネルギー量を増やすことができる。
　また、前提として、冷間状態で内燃機関１０の始動が開始された際には、触媒３８を含めて内燃機関１０の暖機を促進するために、内燃機関１０は、通常のアイドル状態よりも高い回転数（以下、この際のエンジン回転数を「ファーストアイドル回転数」と称する）で運転を行うファーストアイドル状態に制御される。本実施形態の触媒暖機制御は、主には、上記のファーストアイドル状態において実行されることになる。ただし、本触媒暖機制御は、ファーストアイドル状態のみにおいて実行されるというものではなく、ファーストアイドル状態において運転者からの発進要求に伴って、要求された負荷で内燃機関１０が運転される状態においても実行され得るものである。
　触媒暖機制御の実行中には、基本的には、スロットルバルブ３０を用いて、内燃機関１０に要求される吸入空気量（以下、「要求吸入空気量」と称する）が得られるように吸入空気量が制御される。より具体的には、内燃機関１０がファーストアイドル状態にある時であれば、所定のファーストアイドル回転数を維持するのに必要な吸入空気量（この場合の要求吸入空気量に相当）が得られるようにスロットルバルブ３０を用いて吸入空気量が制御される。以上のような触媒暖機制御によれば、触媒３８に投入される排気エネルギー量の意図的な増加によって、触媒３８の暖機促進を図ることができる。
　ところで、高地においては、大気圧が低くなる。大気圧の低下に伴って空気密度が低下すると、内燃機関１０が発生するトルクが低下する。このため、高地においては、（ファーストアイドル状態である場合を含め）触媒暖機制御の実行中に要求吸入空気量を確保するために、スロットルバルブ３０の開度を大きくすることが要求される。その結果、スロットルバルブ３０の前後の吸気圧力の差が小さくなる。このような理由により、高地においては、触媒暖機制御の実行中に上記要求吸入空気量の調整をスロットルバルブ３０を用いて行うことが困難となる場合がある。
　また、点火時期の遅角させた場合には、排気温度が高くなるので、触媒３８に対して投入される排気エネルギー量を増やすことができる。しかしながら、点火時期の遅角化は、内燃機関１０のトルクの減少を招くものである。従って、高地において、触媒暖機制御の実行中にスロットルバルブ３０を用いて要求吸入空気量を確保することが困難になった際に、内燃機関１０の要求トルクを確保すること（ファーストアイドル状態では、ファーストアイドル回転数を維持すること）が優先された場合には、点火時期を十分に遅角させることが困難となる。その結果、触媒３８への投入エネルギー量を高く維持することが困難となる。
　そこで、本実施形態では、大気圧の高低によらずに（すなわち、平地および高地の何れであっても）触媒３８の暖機性能を良好に確保できるようにするために、上述した触媒暖機制御における基本的な制御に加え、次のような制御を必要に応じて行うようにした。
　具体的には、触媒暖機制御を行う場合には、先ず、上述した基本的な制御（すなわち、ＷＧＶ４２を開き、かつ点火時期を遅角しつつ、要求吸入空気量が得られるようにスロットルバルブ３０を用いて吸入空気量を制御すること）を試みるようにした。そのうえで、大気圧の影響で空気密度が低い状況であることによって、スロットルバルブ３０による吸入空気量の調整が困難な状態（具体的には、スロットルバルブ３０の前後の吸気圧力の差が所定値以下である状態）に達した場合には、この状態における開度でスロットル開度を固定するようにした。そのうえで、要求吸入空気量が得られるようにＷＧＶ４２の開度調整を利用して吸入空気量を制御するようにした。そして、この場合には、ＷＧＶ４２が閉じられることに伴う触媒３８への投入エネルギーの低下分を補うために、点火時期の遅角量を大きくするようにした。
　更に、本実施形態の触媒暖機制御では、ＷＧＶ４２を用いた吸入空気量の調整中に、点火時期の遅角による燃焼悪化が想定されるまで点火時期の遅角がされた場合には、燃焼悪化抑制の観点における限界の遅角量にて点火時期を固定し、かつ、下記（３）式の関係を満たすようにＷＧＶ開度を設定するようにした。
　図２は、本発明の実施の形態１における触媒暖機制御を実現するために、ＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、内燃機関１０の始動とともに開始され、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
　図２に示すルーチンでは、先ず、触媒３８を暖機する触媒暖機要求があるか否かが判定される（ステップ１００）。具体的には、エンジン冷却水温度が所定値以下であるか否かに基づいて、内燃機関１０が冷間始動後の未暖機状態にあるか否かを判断することができる。本ステップ１００では、内燃機関１０が未暖機状態にある場合において、所定の触媒暖機完了条件が成立していない場合に、触媒暖機要求があると判定される。尚、触媒暖機完了条件の成立の有無は、例えば、内燃機関１０の始動後の吸入空気量の積算値が、触媒暖機の有無を判断するための所定値（予め実験等により設定された値）に達したか否かに基づいて判断することができる。
　上記ステップ１００において触媒暖機要求があると判定された場合には、ステップ１０２および１０４の処理が順に実行される。ステップ１０２では、触媒３８の暖機促進のために、ＷＧＶ４２が開かれる。具体的には、この場合のＷＧＶ開度が、触媒暖機制御を行わない場合の同一運転状態（吸入空気量とエンジン回転数とで規定）下のＷＧＶ開度に対して所定開度だけ開かれる。このようなＷＧＶ開度の調整としては、全閉状態から所定開度に開くような態様や、既に開かれたＷＧＶ４２の開度を所定開度だけ更に開くような態様が含まれる。
　ステップ１０４では、触媒３８の暖機促進のために、点火時期が遅角される。具体的には、この場合の点火時期が、触媒暖機制御を行わない場合の同一運転状態下の基本点火時期に対して所定量だけ遅角される。尚、この場合の点火時期の遅角量は、運転状態に応じて（例えば、アイドル状態であるか車両走行のためのトルクを内燃機関１０が発生させている状態であるかに応じて）異なる値とされる。
　次に、上述したスロットル上流圧センサ３１およびスロットル下流圧センサ３２を用いて、スロットル上流圧およびスロットル下流圧がそれぞれ検出される（ステップ１０６）。
　次に、スロットルバルブ３０の調整によって現在の要求吸入空気量を確保可能であるか否かが判定される（ステップ１０８）。具体的には、上記ステップ１０６において取得されたスロットル上流圧とスロットル下流圧との差圧が所定値以下ではないか否かが判定される。スロットル上流圧とスロットル下流圧との差圧が所定値以下である（ほぼ等しい）状態では、スロットルバルブ３０による吸入空気量の調整が困難となる。言い換えれば、この状態では、スロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低くなる。本ステップ１０８における差圧の所定値は、スロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が高い状態にあるか或いは低い状態にあるかを判断するための閾値として予め設定された値である。
　上記ステップ１０８における判定が成立した場合、すなわち、上記差圧が上記所定値以下ではないことでスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が高い状態にあると判断できる場合には、ステップ１１０の処理が実行される。
　ＷＧＶ４２が開かれると（ＷＧＶ開度が大きくなると）、タービン２２ｂに供給される排気エネルギー量が減少するので、タービン回転数が低下する。その結果、同一スロットル開度条件下においては、スロットル上流圧が低下する。従って、ＷＧＶ４２が開かれた際（ＷＧＶ開度が大きくされた際）に同一の吸入空気量を維持するためには、スロットル開度を大きくすることが必要とされる。また、点火時期が遅角されると、内燃機関１０のトルクが低下する。従って、点火時期の遅角前と同一のトルクを維持するために（ファーストアイドル状態であれば、同一のファーストアイドル回転数を維持するために）必要とされる吸入空気量が多くなる。このため、スロットル開度を大きくすることによって吸入空気量を増やすことが必要とされる。このような要求を受け、ステップ１１０では、ステップ１０２および１０４におけるＷＧＶ開度と点火時期の制御がなされた状況下において現在の要求吸入空気量が得られるようにするための値にスロットル開度が設定される。
　一方、上記ステップ１０８における判定が不成立である場合、すなわち、上記差圧が上記所定値以下であることでスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態にあると判断できる場合には、ステップ１１２以降の処理が順に実行される。ステップ１１２では、スロットル開度が、上記差圧（スロットルバルブ３０の前後の吸気圧力差）が上記所定値以下となった際の開度に設定される。
　次に、ＷＧＶ開度が、上記ステップ１１２において設定されたスロットル開度の下で現在の要求吸入空気量が得られる開度に設定される（ステップ１１４）。具体的には、ＥＣＵ５０が備える、運転状態に応じたマップ（図示省略）に基づいて、ＷＧＶ開度の変化量と過給圧の変化量との関係を取得することができ、過給圧の変化量から吸入空気量の変化量を取得することができる。従って、これらのマップの関係に基づいて、要求吸入空気量が得られるようにするために必要なＷＧＶ開度を算出することができる。次いで、上記ステップ１１４の処理によって、ＷＧＶ開度が閉じ側の開度に変更されたか否かが判定される（ステップ１１６）。その結果、本ステップ１１６の判定が成立する場合には、次いで、所定値以上の点火時期の遅角が可能であるか否か、言い換えれば、燃焼が安定する点火時期の限界値に達していないか否かが判定される（ステップ１１８）。
　上記ステップ１１８における判定が成立する場合には、点火時期の遅角量が増やされる（ステップ１２０）。ＷＧＶ４２を閉じると（ＷＧＶ開度を小さくすると）、下流側の触媒３８に対して投入される排気エネルギー量が減少する。このため、本ステップ１２０では、ＷＧＶ４２を閉じ側に制御したことによる触媒３８への投入エネルギーの低下分を補うため、点火時期の遅角量が増やされる。
　より具体的には、本ステップ１２０では、次の（１）式の関係を満たす値（ファーストアイドル状態においては、（１）式に加えて（２）式の関係を同時に満たす値）となるように、上記ステップ１１４で設定されたＷＧＶ開度との関係で点火時期の遅角量が決定される。
　　　ΔＧａ１×ΔＱｓａ＝ΔＱｃ１　　　・・・（１）
　　　ΔＧａ１＝ΔＧａ２　　　　　　　　・・・（２）
　ただし、上記（１）式において、ΔＧａ１は、上記ステップ１１４で設定された開度でＷＧＶ４２を閉じたことにより増加する吸気量である。ΔＱｓａは、本ステップ１２０において設定される値となるように点火時期の遅角量を大きくした場合に増加する単位吸気量当たりのエネルギー量である。ΔＱｃ１は、上記ステップ１１４で設定された開度でＷＧＶ４２を閉じたことにより減少する触媒３８への投入エネルギー量である。また、上記（２）式において、ΔＧａ２は、本ステップ１２０において設定される値となるように点火時期の遅角量を大きくした状態において所定のファーストアイドル回転数を維持するのに必要な吸気増加量である。
　これらのΔＧａ１、ΔＱｓａ、ΔＱｃ１およびΔＧａ２は、例えば、次のような手法でそれぞれ算出することができる。すなわち、ΔＧａ１の算出については、ＷＧＶ開度の変化量と、ＷＧＶ開度の当該変化に伴う過給圧の変化量との関係（例えば、マップ）を予め実験等により求めたうえで、ＥＣＵ５０に記憶させておく。そして、ＥＣＵ５０は、このような関係に基づいて、現時点のＷＧＶ開度から上記ステップ１１４にて設定された値へのＷＧＶ開度の変化量に対する過給圧の変化量を算出する。そのうえで、ＥＣＵ５０は、算出された過給圧の変化量に基づいて、吸気増加量ΔＧａ１を算出する。
　ΔＱｓａの算出については、点火時期の遅角側への変化量と、当該変化量での点火時期の遅角に伴う排気温度の変化量ΔＴとの関係（例えば、マップ）を予め実験等により求めたうえで、ＥＣＵ５０に記憶させておく。ΔＱｓａは、このような関係を利用して算出した排気温度の変化量ΔＴに対して、単位質量当たりの排気ガスの比熱ｃを乗ずることにより算出することができる。また、ΔＱｃ１の算出については、ＷＧＶ開度の変化量と、ＷＧＶ開度の当該変化に伴う触媒３８への投入エネルギー量の減少量との関係（例えば、マップ）を予め実験等により求めたうえで、ＥＣＵ５０に記憶させておく。ΔＱｃ１は、このような関係を利用することにより算出することができる。更に、ΔＧａ２の算出については、点火時期の遅角側への変化量と、当該変化量で点火時期を遅角した状態において所定のファーストアイドル回転数を維持するのに必要な吸気増加量との関係（例えば、マップ）を予め実験等により求めたうえで、ＥＣＵ５０に記憶させておく。ΔＧａ２は、このような関係を利用することにより算出することができる。
　一方、上記ステップ１１８における判定が不成立となる場合、すなわち、燃焼悪化抑制の観点における点火時期の限界値に達していると判断できる場合には、今回の点火時期の遅角量が、燃焼が安定する限界値に設定される（ステップ１２２）。ＥＣＵ５０には、内燃機関１０の運転状態との関係で、このような点火時期の遅角量の限界値がマップとして記憶されている。
　次に、以下の条件を満足するＷＧＶ開度に設定される（ステップ１２４）。より具体的には、本ステップ１２４では、次の（３）式の関係を満たす値となるように、上記ステップ１２２で設定された点火時期の限界遅角量との関係でＷＧＶ開度が決定される。
　　　ΔＧａ３×Ｑｓａ＝ΔＱｃ２　　　・・・（３）
　ただし、上記（３）式において、ΔＧａ３は、本ステップ１２４において設定される値となるようにＷＧＶ開度を閉じた場合に増加する吸気量である。Ｑｓａは、上記ステップ１２２で設定された点火時期の限界遅角量での単位吸気量当たりのエネルギー量である。ΔＱｃ２は、本ステップ１２４において設定される値となるようにＷＧＶ開度を閉じた場合に減少する触媒３８への投入エネルギー量である。
　ΔＧａ３は、例えば、ΔＧａ１に対して上述した手法によって算出することができる。Ｑｓａは、例えば、当該Ｑｓａを点火時期の限界遅角量との関係で予め定めたマップに基づいて算出することができる。ΔＱｃ２は、例えば、ΔＱｃ１に対して上述した手法によって算出することができる。本ステップ１２４の処理が実行される場合には、上記ステップ１１４において設定されたＷＧＶ開度に代え、本ステップ１２４において設定されたＷＧＶ開度が使用されることになる。
　以上説明した図２に示すルーチンによれば、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が高い状態である場合（大気圧の相対的に高い平地に車両がある場合）には、ＷＧＶ４２が開かれるとともに、点火時期が遅角される。そして、この場合の吸入空気量の調整は、スロットルバルブ３０を用いて行われる。一方、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態である場合（大気圧の相対的に低い高地に車両がある場合）には、この状態における値でスロットル開度が固定されたうえで、ＷＧＶの開度調整によって吸入空気量が調整される。そして、この場合には、ＷＧＶ４２が閉じられることに伴う触媒３８への投入エネルギーの低下分を補うために、点火時期の遅角量が大きくされる。
　これにより、大気圧の低い高地においても、要求吸入空気量が得られるように吸入空気量の制御性を確保しつつ、触媒３８への投入エネルギー量を平地と同等に確保できるようになる。より具体的には、冷間始動後のファーストアイドル状態の場合であれば、高地においても、所定のファーストアイドル回転数を維持しつつ、触媒３８への投入エネルギー量を平地と同等に確保できるようになる。以上のように、本実施形態の触媒暖機制御によれば、大気圧の高低によらずに触媒３８の暖機性能を良好に確保できるようになる。
　また、上記ルーチンによれば、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態である場合には、上記（１）式（ファーストアイドル状態の場合には、上記（１）および（２）式）の関係を満たすように、ＷＧＶ開度および点火時期の遅角量が設定されることになる。すなわち、上記（１）式の関係を利用することにより、ＷＧＶ４２を閉じることによる吸気増加量ΔＧａ１、点火時期の遅角量を大きくしたことによる単位吸気量当たりのエネルギーの増加量ΔＱｓａ、および、ＷＧＶ４２を閉じることによる触媒投入エネルギーの減少量ΔＱｃ１の間の関係を考慮して、ＷＧＶ開度および点火時期の遅角量が設定される。また、ファーストアイドル状態の場合には、上記（１）式に加えて上記（２）式の関係をも利用することにより、上記ΔＧａ１と、点火時期の遅角量を大きくした状態において所定のファーストアイドル回転数を維持するのに必要な吸気増加量ΔＧａ２との間の関係を考慮して、ＷＧＶ開度および点火時期の遅角量が設定される。これにより、大気圧の高低によらずに、触媒３８への投入エネルギー量を同等に確保しつつ、内燃機関１０のドライバビリティを保証できるようになる。
　更に、上記ルーチンによれば、点火時期の遅角による燃焼悪化が想定されるまで点火時期の遅角がされた場合（上記ステップ１１８の判定が不成立となる場合）には、点火時期は限界の遅角量にて固定された状態で、上記（３）式の関係を満たすようにＷＧＶ開度が設定されることになる。すなわち、上記（３）式の関係を利用することにより、ＷＧＶ４２を閉じることによる吸気増加量ΔＧａ３、設定された点火時期の限界遅角量での単位吸気量当たりのエネルギーの増加量Ｑｓａ、および、ＷＧＶ４２を閉じることによる触媒投入エネルギーの減少量ΔＱｃ２の間の関係を考慮して、ＷＧＶ開度が設定される。これにより、大気圧の高低によらずに、燃焼安定性を損なうことなく、触媒３８への投入エネルギー量を良好に確保できるようになる。
　ところで、上述した実施の形態１においては、点火時期の遅角による燃焼悪化が想定されるまで点火時期の遅角がされた場合（上記ステップ１１８の判定が不成立となる場合）には、点火時期は限界の遅角量にて固定された状態で、上記（３）式の関係を満たすようにＷＧＶ開度が設定される。しかしながら、このような場合に行ううえで好適なＷＧＶ開度の設定手法は、上述したものに限られず、例えば、以下のようなものであってもよい。
　すなわち、点火時期の遅角による燃焼悪化が想定されるまで点火時期の遅角がされた場合には、点火時期は限界の遅角量にて固定された状態で、ＷＧＶ開度を開きながら吸入空気量の調整を行うようにしてもよい。より具体的には、次の（４）式の関係を満たす値となるように、上記ステップ１２２で設定される点火時期の限界遅角量との関係でＷＧＶ開度が決定されるようになっていてもよい。
　　　ΔＧａ４×Ｑｓａ＝ΔＱｃ３　　　・・・（４）
　ただし、上記（４）式において、ΔＧａ４は、この場合に設定される値となるようにＷＧＶ開度を開いた場合に減少する吸気量である。Ｑｓａは、上述した通りの値である。ΔＱｃ３は、この場合に設定される値となるようにＷＧＶ開度を開いた場合に増加する触媒３８への投入エネルギー量である。尚、ΔＧａ４は、例えば、ΔＧａ１に対して上述した手法と同様の手法によって算出することができる。ΔＱｃ３は、例えば、ΔＱｃ１に対して上述した手法と同様の手法によって算出することができる。
　このような手法によっても、大気圧の高低によらずに、燃焼安定性を損なうことなく、触媒３８への投入エネルギー量を良好に確保できるようになる。また、本手法によれば、ＷＧＶ４２を開くことにより吸入空気量が減少するため、ファーストアイドル状態であればファーストアイドル回転数が低下するが、各気筒内から排出される排気ガス量が減少する。このため、触媒３８の暖機中において排気エミッションを低減することができる。従って、点火時期の遅角によって触媒３８への投入エネルギーを補う際に、点火時期の遅角量の不足によって暖機中に排気エミッション性能が悪化するのを抑制することができる。
　尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０２および１０４の処理を実行することにより本発明の上記一態様における「触媒暖機実行手段」が実現されており、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０８の判定が成立する場合に上記ステップ１１０の処理を実行することにより本発明の上記一態様における「第１吸入空気量制御手段」が実現されており、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０８の判定が不成立である場合に上記ステップ１１４の処理を実行することにより本発明の上記一態様における「第２吸入空気量制御手段」が実現されており、ＥＣＵ５０が上記ステップ１１６および１１８の判定が成立した場合に上記ステップ１２０の処理を実行することにより本発明の上記一態様における「点火時期制御手段」が実現されている。
実施の形態２．
　次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
　本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に図２に示すルーチンに代えて後述の図３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ものである。
　上述した実施の形態１においては、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い場合には、スロットル開度を一定としたまま、ＷＧＶ４２の開度調整によって吸入空気量を調整するようにしている。これに対し、本実施形態の触媒暖機制御では、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０吸入空気量の制御感度が低い状態である場合には、この状態における開度でスロットル開度を一定とし、かつ、ＷＧＶ４２を全閉とするようにした。そのうえで、この場合には、ＡＢＶ２６の開度調整を利用して、要求吸入空気量が得られるように吸入空気量を調整するようにした。また、この場合においても、ＷＧＶ４２が全閉とされることに伴う触媒３８への投入エネルギーの低下分を補うために、点火時期の遅角量を大きくするようにした。
　更に、本実施形態の触媒暖機制御では、ＡＢＶ２６を用いた吸入空気量の調整中に、点火時期の遅角量が所定値以上となることが予測される場合には、点火時期の遅角量を固定しつつ、ＡＢＶ２６の開度を開き側の開度に設定するようにした。
　図３は、本発明の実施の形態２における触媒暖機制御を実現するために、ＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図３において、実施の形態１における図２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
　図３に示すルーチンにおいても、上記図２に示すルーチンと同様に、ステップ１０８の判定が不成立である場合（すなわち、スロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態である場合）には、スロットル開度が、上記差圧（スロットルバルブ３０の前後の吸気圧力差）が上記ステップ１０８における所定値以下となった際の開度に設定される。
　そのうえで、図３に示すルーチンでは、次いで、ＷＧＶ開度が全閉に設定される（ステップ２００）。次いで、ＡＢＶ開度が、上記ステップ１１２および２００において設定されたスロットル開度およびＷＧＶ開度の下で現在の要求吸入空気量が得られる開度に設定される（ステップ２０２）。過給が行われている状態において、ＡＢＶ２６を開くと、コンプレッサ２２ａの下流側を流れる吸気の一部が吸気バイパス通路２４を介してコンプレッサ２２ａの上流側に戻される。これにより、過給圧が低下する。従って、ＡＢＶ開度を開き側の開度に調整することにより、過給圧が下がるので吸入空気量を減らすことができ、逆に、ＡＢＶ開度を閉じ側の開度に調整することにより、過給圧が高くなるので吸入空気量を増やすことができる。具体的には、ＥＣＵ５０が備える、運転状態に応じたマップ（図示省略）に基づいて、ＡＢＶ開度の変化量と過給圧の変化量との関係を取得することができ、過給圧の変化量から吸入空気量の変化量を取得することができる。従って、これらのマップの関係に基づいて、要求吸入空気量が得られるようにするために必要なＡＢＶ開度を算出することができる。
　次に、点火時期の遅角量が所定値以上となることが予測されるか否かが判定される（ステップ２０４）。本実施形態の触媒暖機制御では、スロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状況下において上記ステップ２００のようにＷＧＶ開度を全閉に設定した場合には、それに伴う触媒３８への投入エネルギーの低下分を補うために、後述するステップ２０６の処理によって、点火時期の遅角量が徐々に（所定量ずつ）大きくされていく。本ステップ２０４における所定値の一例として、ここでは、燃焼悪化抑制の観点における点火時期の遅角量の限界値が用いられている。つまり、本ステップ２０４では、上記目的の点火時期の遅角を更に所定量行ったとすると、点火時期の遅角量が、燃焼悪化抑制の観点における限界遅角量に達してしまうか否かが判断される。
　上記ステップ２０４の判定が不成立である場合、すなわち、限界遅角量に対して点火時期の遅角量に未だ余裕代があると判断できる場合には、点火時期が所定量だけ遅角される（ステップ２０６）。尚、本ステップ２０６の処理における点火時期の遅角量の最終的な目標値は、ＷＧＶ４２に応じた値である。具体的には、本実施形態の場合には、上記ステップ２００においてＷＧＶ４２が全閉とされることにより低下する触媒３８への投入エネルギーを補うために必要な点火時期の遅角量がそれに相当する。一方、上記ステップ２０４の判定が成立する場合、すなわち、今回所定量の点火時期の遅角を行ったとすると、限界遅角量に達してしまうと判断できる場合には、現在の遅角量にて点火時期が固定される（ステップ２０８）。そのうえで、所定開度だけ開かれるようにＡＢＶ開度が設定される（ステップ２１０）。
　以上説明した図３に示すルーチンによれば、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が高い状態である場合には、上記図２に示すルーチンと同様の制御が実行される。一方、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態である場合には、スロットル開度が固定され、かつ、ＷＧＶ開度が全閉に設定されたうえで、ＡＢＶ２６の開度調整によって吸入空気量が調整される。そして、この場合には、ＷＧＶ４２が閉じられることに伴う触媒３８への投入エネルギーの低下分を補うために、点火時期の遅角量が大きくされる。
　上記ルーチンにより実現される本実施形態の触媒暖機制御によっても、大気圧の高低によらずに、要求吸入空気量が得られるように吸入空気量の制御性を確保しつつ、触媒３８への投入エネルギー量を同等に確保できるようになる。より具体的には、冷間始動後のファーストアイドル状態の場合であれば、大気圧の高低によらずに、所定のファーストアイドル回転数を維持しつつ、触媒３８への投入エネルギー量を同等に確保できるようになる。このため、本触媒暖機制御によれば、大気圧の高低によらずに触媒３８の暖機性能を良好に確保できるようになる。
　また、ＷＧＶの開口部面積の大きいターボ過給機が使用されている場合においては、上述した実施の形態１の手法のようにＷＧＶ開度を用いて吸入空気量を制御する場合、ＷＧＶを通過する空気流量の制御分解能が低くなる。このため、過給圧の制御性不良によって、吸入空気量の調整が困難となる可能性がある。これに対し、本実施形態の手法のようにスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い場合にはＡＢＶ２６を用いて吸入空気量を調整することにより、大気圧の高低によらずに、精度良く吸入空気量を調整しながら、触媒３８への投入エネルギー量を同等に確保できるようになる。
　また、上記ルーチンによれば、ＷＧＶ開度を全閉にしたことによる触媒３８への投入エネルギーの低下を補うための点火時期の遅角量が所定値以上となることが予測された場合には、本予測時の遅角量で点火時期が固定されたうえで、ＡＢＶ２６が開かれる。仮に、上記のようにＷＧＶ４２を閉じた（本実施形態では全閉）にした際に十分な点火時期の遅角量が確保されなかったとすると、触媒３８の暖機性能が低下し、触媒３８の浄化能力が低下することが懸念される。これに対し、このような本ルーチンの処理によれば、ＡＢＶ２６を開くことにより吸入空気量が減少するため、ファーストアイドル状態であればファーストアイドル回転数が低下するが、各気筒内から排出される排気ガス量が減少する。このため、触媒３８の暖機中に放出される排気エミッションを低減することができる。従って、点火時期の遅角によって触媒３８への投入エネルギーを補う際に、点火時期の遅角量の不足によって暖機中に排気エミッション性能が悪化するのを抑制することができる。
　更に、上記ルーチンによれば、燃焼悪化抑制の観点における点火時期の限界遅角量への到達を事前に予測したうえでＡＢＶ２６の制御が実行される。これにより、点火時期の遅角量の増大による燃焼悪化をより確実に回避しながら、点火時期の遅角量の不足によって暖機中に排気エミッション性能が悪化するのを抑制することができる。
　ところで、上述した実施の形態２においては、スロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態である場合には、ＷＧＶ４２を全閉に制御するようにしている。しかしながら、このような場合に制御されるＷＧＶ開度は、閉じ側の開度であれば必ずしも全閉に限られるものではなく、例えば、全閉付近の所定開度であってもよい。
　尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０２および１０４の処理を実行することにより本発明の上記他の態様における「触媒暖機実行手段」が実現されており、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０８の判定が成立する場合に上記ステップ１１０の処理を実行することにより本発明の上記他の態様における「第１吸入空気量制御手段」が実現されており、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０８の判定が不成立である場合に上記ステップ２００および２０２の処理を実行することにより本発明の上記他の態様における「第２吸入空気量制御手段」が実現されており、ＥＣＵ５０が上記ステップ２０４の判定が不成立である場合に上記ステップ２０６の処理を実行することにより本発明の上記他の態様における「点火時期制御手段」が実現されている。
　また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ２０４の判定が成立する場合に上記ステップ２１０の処理を実行することにより本発明の上記他の態様における「エアバイパスバルブ制御手段」が実現されている。
実施の形態３．
　本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に図２に示すルーチンに代えて後述の図４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ものである。
　図４は、本発明の実施の形態３における触媒暖機制御を実現するために、ＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図４において、実施の形態１および２における図２および３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
　図４に示すように、本ルーチンの処理は、図２に示すルーチンと図３に示すルーチンとを組み合わせたものである。すなわち、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が高い状態において実行される処理は、上記図２および３に示すルーチンと同じである。一方、触媒暖機要求が出された際にスロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が低い状態である場合には、上記図２に示すルーチンと同様に、スロットル開度を一定としたまま、ＷＧＶ４２の開度調整によって吸入空気量が調整される。
　そのうえで、本実施形態の触媒暖機制御では、ＷＧＶ４２を用いた吸入空気量の調整中に、点火時期の遅角量が燃焼悪化抑制の観点における点火時期の遅角量の限界値に達することが予測されない場合には、ＷＧＶ開度が閉じ側に制御されていることを条件として（ステップ１１６）点火時期の遅角量が増やされる（ステップ１２０）。一方、上記の予測が成立した場合には、上記ステップ２０８の処理によって点火時期の遅角量が固定されたうえで、上記ステップ２１０の処理によってＡＢＶ２６の開度が開き側の開度に設定される。
　以上説明した図４に示すルーチンにより実現される本実施形態の触媒暖機制御によっても、大気圧の高低によらずに触媒３８の暖機性能を良好に確保できるようになる。そして、本触媒暖機制御におけるＡＢＶ２６の制御によっても、ＷＧＶ４２を閉じることにより減少した触媒３８への投入エネルギーを点火時期の遅角によって補う際に、点火時期の遅角量の不足によって排気エミッション性能が悪化するのを抑制することができる。
　尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ２０４の判定が成立する場合に上記ステップ２１０の処理を実行することにより本発明の上記一態様における「エアバイパスバルブ制御手段」が実現されている。
　ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、スロットル上流圧とスロットル下流圧との差圧が所定値以下ではないか否かに基づいて、スロットルバルブ３０による吸入空気量の制御感度が高い状態にあるか或いは低い状態にあるかを判断するようにしている。しかしながら、このような制御感度の高低の判断は、上述した手法に限定されるものではない。すなわち、例えば、大気圧センサを備えるようにしたうえで、当該大気圧センサによって検出される大気圧に応じて、上記制御感度の高低が判断されるようになっていてもよい。
１０　内燃機関
１２　燃焼室
１４　吸気通路
１６　排気通路
１８　エアクリーナ
２０　エアフローメータ
２２　ターボ過給機
２２ａ　ターボ過給機のコンプレッサ
２２ｂ　ターボ過給機のタービン
２４　吸気バイパス通路
２６　エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）
２８　インタークーラ
３０　スロットルバルブ
３１　スロットル上流圧センサ
３２　スロットル下流圧センサ
３４　燃料噴射弁
３６　点火装置
３８　排気浄化触媒
４０　排気バイパス通路
４２　ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
４４　Ａ／Ｆセンサ
４６　Ｏ２センサ
４８　クランク角センサ
５０　ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２　水温センサ
５４　アクセル開度センサ

Claims (6)

  1. 　ターボ過給機と、当該ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路に配置された排気浄化触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、
    　前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するスロットルバルブと、
    　前記内燃機関の筒内の混合気に点火するための点火装置と、
    　前記タービンの上流側において前記排気通路から分岐し、前記タービンと前記排気浄化触媒との間の部位において前記排気通路に再び合流する排気バイパス通路と、
    　前記排気バイパス通路を開閉可能なウェイストゲートバルブと、
    　前記排気浄化触媒を暖機する触媒暖機要求時に、前記ウェイストゲートバルブを開き、かつ、点火時期を遅角する触媒暖機制御を実行する触媒暖機実行手段と、
    　前記スロットルバルブによる吸入空気量の制御感度が高い場合には、前記触媒暖機制御の実行中に要求吸入空気量が得られるように、前記スロットルバルブを用いて吸入空気量を制御する第１吸入空気量制御を行う第１吸入空気量制御手段と、
    　前記制御感度が低い場合には、前記触媒暖機制御の実行中に前記要求吸入空気量が得られるように、前記ウェイストゲートバルブを用いて吸入空気量を制御する第２吸入空気量を行う第２吸入空気量制御手段と、
    　前記第２吸入空気量制御の実行中に、前記ウェイストゲートバルブの開度が閉じ側に制御される時に、点火時期の遅角量を大きくする点火時期制御手段と
    　を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　前記ターボ過給機のコンプレッサの上流側において吸気通路から分岐し、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の部位において前記吸気通路に再び合流する吸気バイパス通路と、
    　前記吸気バイパス通路を開閉可能なエアバイパスバルブと、
    　前記点火時期制御手段による点火時期の遅角量が所定値以上になることが予測される場合に、前記エアバイパスバルブの開度を大きくするエアバイパスバルブ制御手段と、
    　を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記触媒暖機実行手段は、前記内燃機関の冷間始動後のファーストアイドル状態において前記触媒暖機制御を実行するものであって、
    　前記第１吸入空気量制御手段は、前記制御感度が高い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記スロットルバルブを制御するものであって、
    　前記第２吸入空気量制御手段は、前記制御感度が低い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の前記所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記ウェイストゲートバルブを制御することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　ターボ過給機と、当該ターボ過給機のタービンよりも下流側の排気通路に配置された排気浄化触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、
    　前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するスロットルバルブと、
    　前記内燃機関の筒内の混合気に点火するための点火装置と、
    　前記タービンの上流側において前記排気通路から分岐し、前記タービンと前記排気浄化触媒との間の部位において前記排気通路に再び合流する排気バイパス通路と、
    　前記排気バイパス通路を開閉可能なウェイストゲートバルブと、
    　前記ターボ過給機のコンプレッサの上流側において吸気通路から分岐し、前記コンプレッサと前記スロットルバルブとの間の部位において前記吸気通路に再び合流する吸気バイパス通路と、
    　前記吸気バイパス通路を開閉可能なエアバイパスバルブと、
    　前記排気浄化触媒を暖機する触媒暖機要求時に、前記ウェイストゲートバルブを開き、かつ、点火時期を遅角する触媒暖機制御を実行する触媒暖機実行手段と、
    　前記スロットルバルブによる吸入空気量の制御感度が高い場合には、前記触媒暖機制御の実行中に要求吸入空気量が得られるように、前記スロットルバルブを用いて吸入空気量を制御する第１吸入空気量を行う第１吸入空気量制御手段と、
    　前記制御感度が低い場合には、前記ウェイストゲートバルブの開度を閉じ側に制御し、かつ、前記触媒暖機制御の実行中に前記要求吸入空気量が得られるように、前記エアバイパスバルブを用いて吸入空気量を制御する第２吸入空気量を行う第２吸入空気量制御手段と、
    　前記第２吸入空気量制御の実行中に、閉じ側に制御される前記ウェイストゲートバルブの開度に応じて、点火時期の遅角量を大きくする点火時期制御手段と
    　を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  5. 　前記点火時期制御手段による点火時期の遅角量が所定値以上になることが予測される場合に、前記エアバイパスバルブの開度を大きくするエアバイパスバルブ制御手段を更に備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
  6. 　前記触媒暖機実行手段は、前記内燃機関の冷間始動後のファーストアイドル状態において前記触媒暖機制御を実行するものであって、
    　前記第１吸入空気量制御手段は、前記制御感度が高い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記スロットルバルブを制御するものであって、
    　前記第２吸入空気量制御手段は、前記制御感度が低い場合に、エンジン回転数を前記ファーストアイドル時の前記所定回転数に維持するのに必要な前記要求吸入空気量が得られるように前記エアバイパスバルブを制御することを特徴とする請求項４または５記載の内燃機関の制御装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025410A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
US20150300281A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Caterpillar Inc. Intake Pressure Control Strategy In Gaseous Fuel Internal Combustion Engine
WO2017109959A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機付きエンジン
JP2017141791A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP2018003754A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JPWO2017126277A1 (ja) * 2016-01-22 2018-12-13 日産自動車株式会社 ウェストゲートバルブの制御方法および制御装置
JP2020172145A (ja) * 2019-04-09 2020-10-22 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2021070417A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 ダイハツ工業株式会社 触媒暖機制御装置
WO2023007530A1 (ja) * 2021-07-26 2023-02-02 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒暖機制御方法および装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2749752A4 (en) * 2011-08-23 2015-11-04 Toyota Motor Co Ltd DEVICE FOR MANAGING A TURBOCHARGER INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP2813690B1 (en) * 2012-02-08 2019-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
JP6112299B2 (ja) * 2013-06-14 2017-04-12 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
CN105658943B (zh) * 2013-10-18 2018-02-27 日产自动车株式会社 内燃机的进气通路构造
US9684293B2 (en) * 2014-08-20 2017-06-20 Brt, Llc Refrigerant relief valve monitoring system and method
US20160215685A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 General Electric Company Systems and methods for control of turbocharger wastegate
JP6104964B2 (ja) * 2015-02-27 2017-03-29 三菱重工業株式会社 エンジンの起動装置、起動方法、起動装置を備えた船舶
CN104847537B (zh) * 2015-04-10 2017-07-04 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 一种发动机进排气控制系统及控制方法
US10385794B2 (en) 2015-09-24 2019-08-20 Ai Alpine Us Bidco Inc. Method and engine controller for diagnosing waste gate valve malfunction and related power generation system
CN105386908A (zh) * 2015-12-09 2016-03-09 重庆小康工业集团股份有限公司 发动机进气系统
CN105484880A (zh) * 2015-12-09 2016-04-13 荣文光 涡轮增压发动机涡轮滞后解决方案
CN105486640B (zh) * 2016-01-26 2018-04-24 大唐珲春发电厂 空气增压净化调整器
RU2623598C1 (ru) * 2016-06-27 2017-06-28 Никишин ГмбХ Устройство управления двигателем внутреннего сгорания
JP6477638B2 (ja) * 2016-09-14 2019-03-06 トヨタ自動車株式会社 熱、水素生成装置
DE102016011305B3 (de) 2016-09-19 2018-02-15 Mtu Friedrichshafen Gmbh Regelverfahren für eine aufgeladene Brennkraftmaschine
RU2636362C1 (ru) 2016-11-22 2017-11-22 Никишин ГмбХ Устройство управляемого турбонаддува двигателя внутреннего сгорания
CN110168209B (zh) * 2017-01-16 2022-03-04 日产自动车株式会社 内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置
US10920661B2 (en) * 2017-09-06 2021-02-16 Superturbo Technologies, Inc. Turbine bypass for engine with driven turbocharger
JP6661593B2 (ja) * 2017-12-05 2020-03-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP2023091576A (ja) * 2021-12-20 2023-06-30 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置
JP2023094740A (ja) * 2021-12-24 2023-07-06 株式会社クボタ 火花点火式エンジン
CN114483347B (zh) * 2022-01-21 2023-03-28 奇瑞汽车股份有限公司 汽车的排放控制方法、装置及计算机存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11132033A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Fuji Heavy Ind Ltd ターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置
JP2002213247A (ja) 2001-01-18 2002-07-31 Suzuki Motor Corp 内燃機関の過給圧制御装置
JP2004124745A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Mazda Motor Corp ターボ過給機付エンジン
JP2006152821A (ja) 2004-11-25 2006-06-15 Denso Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2006322427A (ja) 2005-05-20 2006-11-30 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2006348757A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2007218143A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Denso Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2008075549A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Hitachi Ltd 内燃機関の制御装置
JP2008190342A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置
JP2009024677A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2010236358A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Denso Corp ガスセンサの信号処理装置
JP2011252393A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの燃焼制御装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5716225A (en) * 1980-07-04 1982-01-27 Hitachi Ltd Internal combustion engine with supercharger
US6161384A (en) * 1994-05-02 2000-12-19 Waukesha Engine Division, Dresser Equipment Group, Inc. Turbocharger control management system throttle reserve control
US5551236A (en) * 1994-05-02 1996-09-03 Dresser Industries, Inc. Turbocharger control management system
US7273046B2 (en) * 2004-07-09 2007-09-25 Denso Corporation Air-fuel ratio controller for internal combustion engine and diagnosis apparatus for intake sensors
US7159568B1 (en) * 2005-11-30 2007-01-09 Ford Global Technologies, Llc System and method for engine starting
US8001778B2 (en) * 2007-09-25 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Turbocharged engine control operation with adjustable compressor bypass
JP4525735B2 (ja) * 2007-11-06 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 過給機付きディーゼル機関のスロットル制御装置
DE102008011415B3 (de) * 2008-02-27 2009-08-27 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
JP2010209735A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5143170B2 (ja) * 2010-03-17 2013-02-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御方法
JP5986736B2 (ja) * 2011-11-16 2016-09-06 三菱重工業株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP5825994B2 (ja) * 2011-11-25 2015-12-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
EP2813690B1 (en) 2012-02-08 2019-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11132033A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Fuji Heavy Ind Ltd ターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置
JP2002213247A (ja) 2001-01-18 2002-07-31 Suzuki Motor Corp 内燃機関の過給圧制御装置
JP2004124745A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Mazda Motor Corp ターボ過給機付エンジン
JP2006152821A (ja) 2004-11-25 2006-06-15 Denso Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2006322427A (ja) 2005-05-20 2006-11-30 Toyota Motor Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2006348757A (ja) * 2005-06-13 2006-12-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2007218143A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Denso Corp 過給機付き内燃機関の制御装置
JP2008075549A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Hitachi Ltd 内燃機関の制御装置
JP2008190342A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置
JP2009024677A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2010236358A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Denso Corp ガスセンサの信号処理装置
JP2011252393A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの燃焼制御装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015025410A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
US20150300281A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Caterpillar Inc. Intake Pressure Control Strategy In Gaseous Fuel Internal Combustion Engine
WO2017109959A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三菱重工業株式会社 排気ターボ過給機付きエンジン
JPWO2017126277A1 (ja) * 2016-01-22 2018-12-13 日産自動車株式会社 ウェストゲートバルブの制御方法および制御装置
JP2017141791A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP2018003754A (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2020172145A (ja) * 2019-04-09 2020-10-22 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP7207115B2 (ja) 2019-04-09 2023-01-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP2021070417A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 ダイハツ工業株式会社 触媒暖機制御装置
JP7289599B2 (ja) 2019-10-31 2023-06-12 ダイハツ工業株式会社 触媒暖機制御装置
WO2023007530A1 (ja) * 2021-07-26 2023-02-02 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒暖機制御方法および装置

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