内燃機関の制御装置
【課題】過給機付きの内燃機関の制御装置に関し、過給機の駆動要求を満たしつつ、触媒の失活を抑制する。
【解決手段】ターボ流し要求が出されているか否かが判断される（ステップ１００）。触媒２８が失活するおそれがあるか否かが判断される（ステップ１０４）。具体的には、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが所定値Ｂよりも大きいか否かが判定される。所定値Ｂは、触媒２８が失活してしまう触媒ＩＮガスの温度の最大値として予め特定された値が使用される。その結果、ターボ流しによる触媒２８の失活のおそれがあると判断された場合には、点火遅角補正の遅角量が特定される（ステップ１０６）。点火時期Ｃが演算される（ステップ１０８〜１１４）。ターボ流しへの切り替え許可が出される（ステップ１１６）。
【解決手段】ターボ流し要求が出されているか否かが判断される（ステップ１００）。触媒２８が失活するおそれがあるか否かが判断される（ステップ１０４）。具体的には、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが所定値Ｂよりも大きいか否かが判定される。所定値Ｂは、触媒２８が失活してしまう触媒ＩＮガスの温度の最大値として予め特定された値が使用される。その結果、ターボ流しによる触媒２８の失活のおそれがあると判断された場合には、点火遅角補正の遅角量が特定される（ステップ１０６）。点火時期Ｃが演算される（ステップ１０８〜１１４）。ターボ流しへの切り替え許可が出される（ステップ１１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、過給機付きの内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特表２００２−５２０５３５号公報に開示されるように、排気タービンに通じる第１の排気管を開閉する第１の排気弁と、排気タービンを通らない第２の排気管を開閉する第２の排気弁を備えた装置（独立排気エンジン）が知られている。この装置によれば、機関の冷間時に第１の排気弁を閉弁し第２の排気弁を開弁することにより、排気タービンをバイパスして排気ガスを流すことができるため、触媒の暖機性能を高めることができる。また、触媒の暖機完了後は、第２の排気弁を閉弁し第１の排気弁を開弁することにより、排気ガスの全量を排気タービンに導くことができるため、機関に対する出力要求に対応することができる。
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５２０５３５号公報
【特許文献２】特開平１０−８９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、始動時（特に冷間始動時）においては、熱容量の大きい排気タービンおよび該排気タービンが配置された第１の排気管は冷えた状態にある。このため、触媒の暖機が完了した後において、排気タービンの暖機要求や出力要求に対応すべく第１の排気弁を開弁すると、当該第１の排気弁を通過する際に排気ガスの温度が急激に低下してしまう。このような排気ガスが触媒に流入すると、該触媒の床温が急激に低下して触媒の活性が失われる現象（以下、「失活」と称する）が発生し、排気エミッション特性が悪化してしまうおそれがある。
【０００５】
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、過給機の駆動要求を満たしつつ、触媒の失活を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記第１排気弁を開弁することにより前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
前記過給機駆動手段を実行する場合に、前記触媒温度相関値が所定値よりも小さい場合には、点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記触媒温度相関値が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段を更に備え、
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記ターボＩＮガスの温度が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記点火時期遅角手段は、
遅角量を演算する遅角量演算手段と、
前記遅角量に基づいて、最終点火時期を演算する最終点火時期演算手段と、
前記最終点火時期が所定のガード値よりも遅角となる場合に、前記最終点火時期を前記ガード値に変更するガード手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段と、
前記ターボＩＮガスの温度が所定値よりも大きい場合に、前記点火時期遅角手段の実行を禁止する禁止手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
第６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、
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記内燃機関の冷間始動時に、前記第１排気弁を閉弁し且つ前記第２排気弁を開弁することにより、前記触媒を暖機する触媒暖機手段と、
前記触媒の暖機が完了した場合に、前記複数の気筒を２つの気筒群に分類し、何れか一方の気筒群を選択して前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、前記各気筒群の排気通路は、前記触媒の下流の合流点において合流しており、
前記合流点よりも更に下流の排気通路に配置された第２の触媒と、
前記第２の触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記触媒温度相関値が所定値以上となった場合に、前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、第６の発明において、
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、
前記内燃機関に対する出力要求が所定値以上となった場合に、両方の前記気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
第９の発明は、第６乃至第８の何れか１つの発明において、
前記２つの気筒群における排気系の熱容量は同等であり、
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、前回のトリップの前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
第１０の発明は、第６乃至第８の何れか１つの発明において、
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、排気系の熱容量が小さい気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
内燃機関に対する出力要求や過給機の暖機要求により、第１排気弁を閉弁から開弁に切り替えて過給機を駆動する（以下、「ターボ流し」と称する）要求が出される場合がある。かかる場合においては、熱容量の大きい第１排気通路に排気ガスが流れるため、排気ガスの温度が触媒に到達する前に低下してしまい、触媒が失活してしまうおそれがある。第１の発明によれば、ターボ流し要求が出された場合に、触媒温度相関値が所定値よりも小さいときには、内燃機関の点火時期が遅角される。点火時期が遅角されると排気ガスの温度が上昇する。このため、本発明によれば、ターボ流し要求を満たしつつ、触媒が失活する事態を効果的に抑制することができる。
【００１７】
第２の発明によれば、点火時期の遅角量は、触媒温度相関値が小さいほど大きな値として演算される。このため、本発明によれば、触媒の温度が小さいほど排気ガスの温度を上昇させることができるので、触媒が失活する事態を効果的に回避することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、点火時期の遅角量は、タービンに流入する排気ガス（ターボＩＮガス）の温度が低いほど大きな値として演算される。ターボＩＮガスの温度が低いほど触媒に流入する排気ガスの温度は低くなる。このため、本発明によれば、ターボＩＮガスの温度が低いほど点火遅角量を大きくすることで、触媒が失活する事態を効果的に回避することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、遅角量に基づいて演算された最終点火時期が所定のガード値よりも遅角となる場合には、最終点火時期が当該ガード値に変更される。このため、本発明によれば、点火時期が必要以上に遅角されることによるドライバビリティの悪化や失火の発生を効果的に抑制することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、ターボＩＮガスの温度が所定値よりも高いときには、点火時期の遅角制御が禁止される。ターボＩＮガスの温度が高くなると、触媒に流入する排気ガスの温度も高くなる。このため、本発明によれば、触媒が失活するおそれがない場合には、点火遅角を禁止することができるので、必要以上に点火遅角が行われることにより、燃費が悪化する事態を効果的に回避することができる。
【００２１】
排気ガスのターボ流し要求により熱容量の大きい第１排気通路に排気ガスが流入すると、排気ガスの温度が急激に低下する。このため、当該排気ガスが触媒に流入すると、触媒温度が急激に低下して失活してしまうおそれがある。第６の発明によれば、ターボ流し要求が出された場合に、２つに分類された気筒群の中から何れか一方の気筒群が選択され、当該選択された気筒群の第１排気弁が開弁される。このため、本発明によれば、排気ガスのターボ流し量が、すべての気筒群の第１排気弁が開弁される場合に比して制限されるので、排気ガスの温度が急激に低下して触媒が失活する事態を抑制しつつ、過給機の暖機要求或いは出力要求をある程度満たすことができる。
【００２２】
第７の発明によれば、気筒群毎に過給機と触媒とを備える内燃機関において、各気筒群の排気通路の合流点の下流には、更に第２の触媒が配置されている。このような内燃機関において、先ず、選択された何れか一方の気筒群のターボ流しが行われ、その後、当該第２の触媒の暖機が完了した場合に、他方の気筒群のターボ流しが行われる。このため、本発明によれば、第２の触媒が暖機されるまでの期間は、ターボ流しを行っていない気筒群の排気ガス、すなわち過給機をバイパスした排気ガスを第２の触媒に導入することができるので、第２の触媒の暖機促進を図ることができる。これにより、排気エミッションの悪化を効果的に抑制することができる。
【００２３】
第８の発明によれば、先ず、選択された何れか一方の気筒群のターボ流しが行われ、その後、出力要求が所定値以上となった場合に、全ての気筒群のターボ流しが行われる。高空気量で過給機の暖機を行うと排気ガス温度は低下し難い。このため、本発明によれば、出力要求を優先しつつ、排気ガス温度の低下による触媒の失活の発生を効果的に抑制することができる。
【００２４】
第９の発明によれば、何れか一方の気筒群のターボ流し要求が出された場合に、前回のトリップにおいて選択された気筒群でない方の気筒群が選択されて、ターボ流しが実行される。このため、本発明によれば、各気筒群に備えられている触媒の劣化を平均化することができる。
【００２５】
第１０の発明によれば、何れか一方の気筒群のターボ流し要求が出された場合に、排気系の熱容量の小さい気筒群が選択されて、ターボ流しが実行される。このため、本発明によれば、第２の触媒のエミッション浄化率が低い期間に、排気ガス温度が低下する事態をできるだけ抑制し、触媒のエミッション浄化率を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいてこの発明の幾つかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２７】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかるシステムの構造を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、過給機（ターボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムとして構成されている。
【００２８】
図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関（エンジン）１０を備えている。エンジン１０は複数の気筒１２を有する火花点火式のＶ型８気筒エンジンとして構成されている。尚、図１においては片バンク（４気筒）の構成のみを図示している。各気筒１２の吸気ポートには吸気バルブが設けられている（図示せず）。吸気ポートは吸気マニホールドを介して吸気通路１４に接続されている。吸気通路１４の上流には、過給機１６のコンプレッサ１６１が設けられている。コンプレッサ１６１は、図示しない連結軸を介してタービン１６２と連結されている。タービン１６２は、後述する第１排気通路２２に設けられている。このタービン１６２が排気動圧（排気エネルギ）により回転駆動されることにより、コンプレッサ１６１が駆動され、吸気が過給される仕組みになっている。尚、吸気系の他の構成は本発明の本質的部分ではなく、また公知の技術であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
各気筒１２の排気ポートには、第１排気弁２０１と第２排気弁２０２とが配置されている。第１排気弁２０１の排気ポートは、過給機１６におけるタービン１６２に通じる第１排気通路２２に連通している。また、第２排気弁２０２の排気ポートは、タービン１６２を通らない第２排気通路２４に連通している。第２排気通路２４は、第１排気通路２２における過給機１６の下流側と合流している。合流点の下流の排気通路２６には、排気浄化触媒（以下、単に「触媒」とも称す）２８が配置されている。触媒２８は三元触媒であって、排気ガス中の有害成分であるＣＯ、ＨＣ（炭化水素）、およびＮＯＸを、理論空燃比近傍で同時に除去するものである。
【００３０】
エンジン１０の各気筒１２には点火プラグ３２が配置されている。また、排気通路２６における触媒２８の上流側近傍には、触媒２８に流入する排気ガス（以下、「触媒ＩＮガス」と称する）の温度Ｔｃを検知するための排気温センサ３４が配置されている。また、第２排気通路２４における過給機１６の上流側近傍には、タービン１６２に導入される排気ガス（ターボＩＮガス）の温度Ｔｔを検知するための排気温センサ３６が配置されている。
【００３１】
本実施の形態のエンジン１０には、その制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)３０が備えられている。ＥＣＵ３０の出力部には、上述した点火プラグ３２等の種々の機器が接続されている。また、ＥＣＵ３０の入力部には、上述した排気温センサ３４，３６等の種々のセンサ類が接続されている。ＥＣＵ３０は、各センサの出力に基づいて、所定の制御プログラムに従って各機器を駆動する。
【００３２】
［実施の形態１の動作］
次に、図１を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、およびＮＯｘを浄化するための触媒２８を備えている。触媒２８は、活性温度（３５０〜４００℃程度）に達しないと十分な浄化性能を発揮することができない。このため、触媒２８は、エンジン１０の始動後速やかに活性温度まで暖機されることが望ましい。
【００３３】
ここで、エンジン１０は、図１に示すとおり、独立排気エンジンとしての構成を有している。そこで、本実施の形態のエンジン１０によれば、冷間始動時に第１排気弁２０１を閉弁（停止）するとともに、第２排気弁２０２を開弁することにより、タービン１６２をバイパスして排気ガスを触媒２８に流すことができる。これにより、排気熱容量が小さくなるため、すなわち、自然吸気エンジンと同等の排気熱容量となるため、触媒２８の暖機性能を向上させることができる。以下、このバルブ開弁特性を「ＮＡ流し」と称する。
【００３４】
また、触媒２８の暖機完了後は、ターボ流しの一態様として、第１排気弁２０１を開弁するとともに、第２排気弁２０２を閉弁（停止）することにより、排気ガスの全量をタービン１６２に導くことができる。これにより、過給圧を高めることができるため、ターボレスポンスを効果的に向上させることができる。
【００３５】
しかしながら、始動時（特に冷間始動時）においては、熱容量の大きいタービン１６２および当該タービン１６２が配置されている第１排気通路２２は冷えた状態にある。このため、触媒２８の暖機完了後にターボ流しが行われると、触媒ＩＮガスの温度が急激に低下してしまう。したがって、このような低温の触媒ＩＮガスが触媒２８に流入すると、該触媒２８の床温が急激に低下して失活してしまい、排気エミッション特性が悪化してしまうおそれがある。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、冷間始動時のターボ流し期間に点火時期遅角補正を実行することとする。より具体的には、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃが、触媒２８が失活してしまう温度である場合に点火遅角補正が行われる。これにより、ターボＩＮガス温度を上昇させることができるので、触媒ＩＮガスの温度低下を抑制することができる。但し、点火時期が遅角されると排気温度が上昇する反面、出力低下や燃費の低下等を引き起こすおそれがある。このため、ターボ暖機状況等に応じて、点火時期遅角補正の実行要否および遅角量を適切に判断することが求められる。
【００３７】
図２は、点火遅角補正を実行する場合の各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。図２に示すとおり、時刻ｔ１においてターボ流し要求が出されると、点火時期の遅角補正が開始されるとともに、ターボ流しが許可される。これにより、ターボＩＮガス温度Ｔｔは徐々に上昇し、触媒ＩＮガス温度Ｔｃの温度低下が抑制される。時刻ｔ２においてターボＩＮガス温度Ｔｔが所定値Ａに達すると、点火遅角補正が停止される。所定値Ａは、通常の点火時期としても触媒２８が失活しない温度として予め特定された温度が使用される。これにより、必要以上に点火時期の遅角補正が行われ、燃費の悪化およびエミッションの悪化を効果的に回避することができる。
【００３８】
また、点火時期の遅角量は、ターボＩＮガスの温度Ｔｔおよび触媒ＩＮガスの温度Ｔｃに基づいて特定される。図３は、遅角量を特定するためにＥＣＵ３０が記憶しているマップを示す。遅角量はこのマップに従って特定される。具体的には、ターボＩＮガスの温度Ｔｔが小さいほど、遅角量は大きな値として特定される。また、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃが小さいほど、遅角量は大きな値として特定される。これにより、必要以上に点火時期の遅角補正が行われ、燃費の悪化およびエミッションの悪化を効果的に回避することができる。
【００３９】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ３０が実行するルーチンのフローチャートである。
【００４０】
図３に示すルーチンでは、先ず、ターボ流し要求が出されているか否かが判断される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、過給機１６を駆動することによる高出力要求、或いは第１排気通路２２およびタービン１６２を暖機するためのターボ暖機要求が出されているか否かが判断される。またステップ１００では、触媒２８の暖機中でないか否かが判断される。具体的には、触媒暖機のための点火遅角補正が行われていないか否かが判断される。その結果、ターボ流し要求が出されていない、或いは触媒２８の暖機中である場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００４１】
一方、上記ステップ１００において、ターボ流し要求が出され、且つ触媒２８の暖機中でない場合には、次のステップに移行し、ターボ暖機が完了しているか否かが判断される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、ターボＩＮガス温度Ｔｔが所定値Ａよりも小さいか否かが判定される。所定値Ａは、ターボ暖機の完了を判断するためのターボＩＮガスの最小温度として予め特定された値が使用される。また、ターボＩＮガス温度Ｔｔは、排気温センサ３６により検知された温度が使用される。
【００４２】
その結果、Ｔｔ＜Ａの成立が認められた場合には、未だターボ暖機が完了していないと判断されて、次のステップに移行し、触媒２８が失活するおそれがあるか否かが判断される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが所定値Ｂよりも大きいか否かが判定される。所定値Ｂは、触媒２８が失活してしまう触媒ＩＮガスの温度の最大値として予め特定された値が使用される。また、触媒ＩＮガス温度Ｔｃは、排気温センサ３４により検知された温度が使用される。その結果、Ｔｃ＞Ｂの成立が認められた場合には、ターボ流しによる触媒２８の失活のおそれがないと判断され、後述するステップ１１６においてターボ流しの切り替え許可が出される。
【００４３】
一方、上記ステップ１０４においてＴｃ＞Ｂの成立が認められない場合には、ターボ流しによる触媒２８の失活のおそれがあると判断され、次のステップに移行し、点火遅角補正の遅角量が特定される（ステップ１０６）。ＥＣＵ３０は、図３に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２において検出されたターボＩＮガス温度Ｔｔ、および上記ステップ１０４において検出された触媒ＩＮガス温度Ｔｃに対応する遅角量が、当該マップに基づいて特定される。
【００４４】
次に、点火時期Ｃが演算される（ステップ１０８）。ここでは、具体的には、エンジン１０の運転状態に基づいて演算された点火時期から上記ステップ１０６において特定された遅角量を差し引いた値が点火時期Ｃとして演算される。
【００４５】
次に、点火時期Ｃが点火時期のガード値以下であるか否かが判定される（ステップ１１０）。ここで、ガード値は、点火遅角による弊害、すなわち、燃費の悪化やエミッションの悪化を許容しうる限界値として予め特定された値が使用される。その結果、ガード値≧点火時期Ｃの成立が認められた場合には、最終点火時期が点火時期Ｃに変更される（ステップ１１２）。一方、ガード値≧点火時期Ｃの成立が認められない場合には、最終点火時期が当該ガード値に変更される（ステップ１１４）。
【００４６】
次に、点火時期の遅角補正が実行される（ステップ１１６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１１２または１１４において点火時期の遅角補正が実行されると、次のステップに移行し、ターボ流しへの切り替え許可が出される（ステップ１１６）。ここでは、具体的には、第１排気弁２０１が開弁される。これにより、点火遅角により昇温した排気ガスがタービン１６２に導かれ、本ルーチンは終了される。
【００４７】
上記ルーチンが繰り返し実行されると、ターボ暖機が進行し、ターボＩＮガスの温度Ｔｔが次第に上昇する。そして、ターボＩＮガスの温度Ｔｔが、ターボ暖機の完了を判断するための所定値Ａまで上昇すると、上述したステップ１０２において、Ｔｔ＜所定値Ａの成立が認められないと判定され、点火遅角補正を行わずに上記ステップ１１６においてターボ流しが許可される。
【００４８】
以上説明したとおり、本実施の形態によれば、ターボ流し要求が出された場合に触媒２８が失活するおそれがある場合には、点火時期が遅角された上でターボ流しへの切り替えが許可される。このため、触媒２８が失活する事態を効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが小さいほど、およびターボＩＮガス温度Ｔｔが小さいほど点火遅角量が大きな値に演算されるので、触媒２８の失活の発生を効果的に抑制することができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、点火時期が所定のガード値でガードされるので、点火時期が必要以上に遅角されることによるドライバビリティの悪化や失火の発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態においては、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃを取得するために、排気温センサ３４の検出信号を使用することとしているが、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃの温度を取得する方法はこれに限られない。すなわち、吸入した空気の積算ガス量とエンジン回転数およびエンジン負荷との相関関係から、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃを推定することとしてもよい。また、触媒ＩＮガス温度Ｔｃに代えて、触媒２８内に配置した温度センサから検出された触媒床温を直接制御に使用することとしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態においては、ターボ流し要求が出された場合に、第１排気弁２０１を開弁するとともに、第２排気弁２０２を閉弁（停止）することにより、排気ガスの全量をタービン１６２に導くこととしているが、ターボ流しにおけるバルブの開弁特性はこれに限らず、第１排気弁２０１および第２排気弁２０２を開弁することにより、排気ガスの一部をタービン１６２に導くこととしてもよい。
【００５３】
尚、上述した実施の形態１においては、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが前記第１の発明における「触媒温度相関値」に、排気温センサ３４が前記第１の発明における「触媒温度相関値取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０４乃至１１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「点火時期遅角手段」が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「過給機駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第２の発明における「遅角量演算手段」が実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、ターボＩＮガス温度Ｔｔが前記第３の発明における「ターボＩＮガスの温度」に、排気温センサ３６が前記第３の発明における「ターボＩＮガス温度取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「遅角量演算手段」が実現されている。
【００５６】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第４の発明における「遅角量演算手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより、前記第４の発明における「最終点火時期演算手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより、前記第４の発明における「ガード手段」が、それぞれ実現されている。
【００５７】
また、上述した実施の形態１においては、ターボＩＮガス温度Ｔｔが前記第５の発明における「ターボＩＮガスの温度」に、排気温センサ３６が前記第５の発明における「ターボＩＮガス温度取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、前記第５の発明における「禁止手段」が実現されている。
【００５８】
実施の形態２．
［実施の形態２の構成］
図５は、本発明の実施の形態２にかかるシステムの構造を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、２つの過給機（ターボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムとして構成されている。
【００５９】
図５に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関（エンジン）５０を備えている。エンジン５０は複数の気筒５２を有するＶ型６気筒エンジンとして構成されている。各気筒５２の吸気ポートには吸気バルブが設けられている（図示せず）。吸気ポートは吸気マニホールドを介して吸気通路５４に接続されている。吸気通路５４の上流には、スロットル７２が配置されている。また、吸気通路５４におけるスロットル７２の上流は、第１吸気通路５４ａと第２吸気通路５４ｂとに分岐されている。第１吸気通路５４ａの上流には、過給機５６ａのコンプレッサ５６１ａが設けられている。また、第２吸気通路５４ｂの上流には、過給機５６ｂのコンプレッサ５６１ｂが設けられている。コンプレッサ５６１ａ，５６１ｂは、図示しない連結軸を介してタービン５６２ａ，５６２ｂと連結されている。タービン５６２ａ，５６２ｂは、後述する第１排気通路６２ａ，６２ｂに設けられている。これらのタービン５６２ａ，５６２ｂが排気動圧（排気エネルギ）により回転駆動されることにより、コンプレッサ５６１ａ，５６１ｂが駆動され、吸気が過給される仕組みになっている。尚、吸気系の他の構成は本発明の本質的部分ではなく、また公知の技術であるため、その詳細な説明を省略する。
【００６０】
各気筒１２の排気ポートには、第１排気弁６０１と第２排気弁６０２とが配置されている。エンジン５０における片バンク（バンクａ側）における第１排気弁６０１の排気ポートは、過給機５６ａにおけるタービン５６２ａに通じる第１排気通路６２ａに連通している。また、第２排気弁６０２の排気ポートは、タービン５６２ａを通らない第２排気通路６４ａに連通している。第２排気通路６４ａは、第１排気通路６２ａにおける過給機５６ａの下流側と合流している。合流点の下流の排気通路６６ａには、始動時触媒（以下、「Ｓ／Ｃ触媒」とも称す）６８ａが配置されている。Ｓ／Ｃ触媒６８ａは三元触媒であって、排気ガス中の有害成分であるＣＯ、ＨＣ、およびＮＯＸを、理論空燃比近傍で同時に除去するものである。排気通路６６ａにおけるＳ／Ｃ触媒６８ａの上流側近傍には、Ｓ／Ｃ触媒６８ａに流入する排気ガス（以下、「Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガス」と称する）の温度Ｔｓｃａを検知するための排気温センサ７４ａが配置されている。また、図５に示すとおり、エンジン５０におけるバンクｂ側には、バンクａ側と同様の排気系の構成、すなわち、第１排気通路６２ｂ、第２排気通路６４ｂ、排気通路６６ｂ、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂ、および排気温センサ７４ｂを有している。
【００６１】
排気通路６６ａにおけるＳ／Ｃ触媒６８ａの下流側は、排気通路６６ｂにおけるＳ／Ｃ触媒６８ｂの下流側と合流している。合流点の下流の排気通路６６には、下流側触媒（以下、「Ｕ／Ｆ触媒」とも称する）６９が配置されている。Ｕ／Ｆ触媒６９は、Ｓ／Ｃ触媒６８同様に三元触媒として構成されている。排気通路６６におけるＵ／Ｆ触媒６９の上流側近傍には、Ｕ／Ｆ触媒６９に流入する排気ガス（以下、「Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス」と称する）の温度Ｔｕｆを検知するための排気温センサ７６が配置されている。
【００６２】
本実施の形態のエンジン５０には、その制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)７０が備えられている。ＥＣＵ７０の出力部には種々の機器が接続されている。また、ＥＣＵ７０の入力部には、上述した排気温センサ７４ａ，７４ｂ，７６等の種々のセンサ類が接続されている。ＥＣＵ７０は、各センサの出力に基づいて、所定の制御プログラムに従って各機器を駆動する。
【００６３】
［実施の形態２の特徴的動作］
次に、図５を参照して、本実施の形態の動作について説明する。上述した実施の形態１におけるシステムでは、ターボ流し要求が出された場合に触媒２８が失活するおそれがある場合には、点火時期が遅角された上でターボ流しへの切り替えが許可される。これにより、触媒２８の温度低下による失活を効果的に抑制することができる。
【００６４】
一方、本実施の形態２においては、冷間始動時のターボ流しに起因する触媒の失活を抑制するために、バンク毎にターボ流しの開始条件を設定することとする。以下、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００６５】
図５に示すとおり、本実施の形態のシステムは、バンク毎にＳ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂを備えている。エンジン５０の冷間始動時においては、先ず、これらのＳ／Ｃ触媒６８の暖機が行われる。具体的には、バンクａおよびバンクｂのバルブの開弁特性がＮＡ流しに設定される。これにより、各バンクの排気経路を自然吸気エンジンと同等の排気熱容量とすることができ、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機性能を向上させることができる。
【００６６】
ＮＡ流しによりＳ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機が完了した後は、タービン５６２ａ，５６２ｂの暖機要求或いは出力要求に基づくターボ流し要求が出される。ここで、両バンクのターボ流しが同時に行われると、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの浄化性能が同時に低下してしまい、エミッションが悪化するおそれがある。また、Ｕ／Ｆ触媒６９に導入される排気ガスの温度が急激に低下することにより、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機を妨げてしまうおそれがある。
【００６７】
そこで、本実施の形態のシステムでは、タービン５６２の暖機要求が出された場合に、両バンクのターボ流しを同時に開始するのではなく、バンク毎に開始条件を設定することとする。より具体的には、選択されたバンク（例えば、バンクａ）のターボ流しを開始した場合に、バンクｂはＮＡ流しを維持することとする。これにより、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの温度低下の抑制、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を行うことができるので、エミッションの悪化を半減しつつ、タービン５６２ａの暖機を行うことができる。
【００６８】
バンクｂにおけるターボ流しは、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機完了後に開始される。Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機完了後においては、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの温度が低下して浄化性能が低下した場合でも、エミッションの高浄化率を保持することができる。したがって、エミッションの悪化を抑制しつつ、タービン５６２ａ，５６２ｂの暖機を行うことができる。
【００６９】
尚、バンクｂにおけるターボ流しは、要求出力が所定値以上となった場合においても開始することができる。すなわち、高空気量でターボ流しを行うと、Ｓ／Ｃ触媒の温度低下を抑制しつつターボ暖機を行うことができる。このため、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了していなくても、エミッションの悪化を抑制しつつ、タービン５６２ａ，５６２ｂの暖機を行うことができる。
【００７０】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図６を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図６は、エンジン５０の冷間始動時にＥＣＵ７０が実行するルーチンのフローチャートである。
【００７１】
図６に示すルーチンでは、先ず、バルブの開弁特性がＮＡ流しに設定される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、バンクａおよびバンクｂの第１排気弁６０１が閉弁され、第２排気弁６０２が開弁される。これにより、両バンクのＮＡ流しが同時に行われる。次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機制御が実施される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、触媒の暖機を促進するための制御として、例えば、点火時期の遅角制御、Ａ／Ｆのリッチ制御、空気量の制御等が行われる。
【００７２】
次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機が完了したか否かが判定される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、排気温センサ７４ａ，７４ｂの検出信号に基づいて、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機状態が判断される。その結果、未だ暖機が完了していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、Ｓ／Ｃ触媒６８の暖機が完了したと判定された場合には、ターボ暖機制御を実行可能と判断されて、次のステップに移行し、ターボ流しを実行するバンクが選択される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、前回のトリップにおけるステップ２０６において選択されたバンクと異なるバンクが選択される。
【００７３】
次に、上記ステップ２０６において選択されたバンク（例えば、バンクａ）のターボ流しが実行される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、バンクａの第１排気弁６０１が開弁されて、ターボ暖機が実行される。一方、上記ステップ２０６において選択されなかったバンクｂは、ＮＡ流しが維持される（ステップ２１０）。これにより、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機が行われる。
【００７４】
次に、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了したか否かが判定される（ステップ２１２）。ここでは、具体的には、排気温センサ７６の検出信号に基づいて、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機状態が判断される。その結果、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が既に完了していると判定された場合には、バンクｂのターボ流しを実行しても問題ないと判断されて、次のステップに移行し、バンクｂのターボ流しが開始される（ステップ２１４）。ここでは、具体的には、バンクｂの第１排気弁６０１が開弁されて、ターボ暖機が実行される。
【００７５】
一方、上記ステップ２１２においてＵ／Ｆ触媒６９の暖機が未だ完了していないと判定された場合には、バンクｂのターボ流しを開始するとエミッションが悪化すると判断されて、次のステップに移行し、要求出力が所定値以上か否かが判定される（ステップ２１６）。高空気量でターボ流しを行うと、Ｓ／Ｃ触媒６８の温度低下を抑制しつつターボ暖機を行うことができる。ここでは、具体的には、先ず、アクセル開度ＡＣＣＰ等に基づいて、要求出力（要求空気量）が演算される。次いで、演算された要求出力と所定値が比較される。所定値は、片バンクターボにおける最大空気量に相当する出力値が使用される。その結果、要求出力≧所定値の成立が認められない場合には、高空気量でのターボ流しを行うことができないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ２１２において要求出力≧所定値の成立が認められた場合には、高空気量でのターボ流しが可能と判断されて、上記ステップ２１４においてバンクｂのターボ流しが実行される。
【００７６】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、エンジン５０の冷間始動後にターボ暖機を行う場合に、両バンク（全ての気筒）のターボ流しが同時に開始されるのではなく、先ず、一方のバンク（例えば、バンクａ）のターボ流しのみが開始される。つまり、バンクａのターボ暖機中に、他方のバンク（例えば、バンクｂ）のＮＡ流しが維持されるので、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を効果的に行うことができる。これにより、ターボ暖機中にエミッションが悪化する事態を効果的に抑制することができる。
【００７７】
また、本実施の形態２によれば、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了した後に、ＮＡ流しが維持されていたバンクのターボ流しが開始されるので、エミッションの悪化を抑制しつつ、ターボ暖機を行うことができる。
【００７８】
また、本実施の形態２によれば、前回のトリップにおいて先行してターボ暖機が開始されたバンクと異なるバンクのターボ暖機が先行して開始されるため、各バンクに設けられたＳ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの劣化を平均化することができる。
【００７９】
また、本実施の形態２によれば、要求出力が所定値以上となった場合に、ＮＡ流しが維持されていたバンクのターボ流しが開始される。高空気量でターボ流しを行うと、Ｓ／Ｃ触媒の温度低下を抑制しつつターボ暖機を行うことができる。このため、エミッションの悪化を抑制しつつ、ターボ暖機を行うことができる。
【００８０】
ところで、上述した実施の形態２においては、Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガスの温度Ｔｓｃ、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガスの温度Ｔｕｆを取得するために、排気温センサ７４ａ、７４ｂ、および７６の検出信号を使用することとしているが、Ｔｓｃ、Ｔｕｆの温度を取得する方法はこれに限られない。すなわち、吸入した空気の積算ガス量とエンジン回転数およびエンジン負荷との相関関係から、Ｔｓｃ、Ｔｕｆを推定することとしてもよい。また、Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガスの温度Ｔｓｃ、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガスの温度Ｔｕｆに代えて、触媒２８内に配置した温度センサから検出された触媒床温を直接制御に使用することとしてもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００８１】
また、上述した実施の形態２においては、ターボ流し要求が出された場合に、第１排気弁２０１および第２排気弁２０２を開弁することにより、排気ガスをタービン５６２に導くこととしているが、ターボ流しにおけるバルブの開弁特性はこれに限らず、第１排気弁２０１を開弁するとともに、第２排気弁２０２を閉弁（停止）することにより、排気ガスの全量をタービン５６２に導くこととしてもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００８２】
また、上述した実施の形態２においては、２つの過給機５６ａ，５６ｂを備えるツインターボエンジンにおいて、本発明を実施することとしているが、システム構成はこれに限られない。すなわち、単一の過給機を備えるシングルターボのエンジンにおいて、気筒群毎にターボ流しの開始時期を設定することとしてもよい。また、気筒群はバンク毎の気筒で分類する場合に限らず、他の条件で分類することとしてもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００８３】
尚、上述した実施の形態２においては、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂが、前記第６の発明における「触媒」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより、前記第６の発明における「触媒暖機手段」が、上記ステップ２０８および２１０の処理を実行することにより、前記第６の発明における「過給機駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００８４】
また、上述した実施の形態２においては、Ｕ／Ｆ触媒６９が、前記第７の発明における「第２の触媒」に、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス温度Ｔｕｆが、前記第７の発明における「触媒温度相関値」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２１２の処理を実行することにより、前記第７の発明における「触媒温度相関値取得手段」が、上記ステップ２１２および２１４の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第２の過給機暖機手段」が、それぞれ実現されている。
【００８５】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２１４および２１６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第２の過給機暖機手段」が実現されている。
【００８６】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第９の発明における「選択手段」が実現されている。
【００８７】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
図７は、本発明の実施の形態３にかかるシステムの構造を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、２つの過給機（ターボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムとして構成されている。尚、図７において、図５に示すシステムと共通の要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化することとする。
【００８８】
図７に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関（エンジン）８０を備えている。エンジン８０は複数の気筒５２を有するＬ型４気筒エンジンとして構成されている。第１気筒（＃１）と第４気筒（＃４）とから構成される第１気筒群における第１排気弁６０１の排気ポートは、過給機５６ａにおけるタービン５６２ａに通じる第１排気通路６２ａに連通している。また、第２気筒（＃２）と第３気筒（＃３）から構成される第２気筒群における第１排気弁６０１の排気ポートは、過給機５６ｂにおけるタービン５６２ｂに通じる第１排気通路６２ｂに連通している。尚、第１排気通路６２ａの通路長さは、第２排気通路６２ｂのそれに比して長い構成となっている。また、各気筒５２における第２排気弁６０２の排気ポートは、タービン５６２ａ，５６２ｂを通らない第２排気通路６４に連通している。
【００８９】
このような構成のシステムにおいて、冷間始動時のターボ流しを行う場合に、上述した実施の形態２と同様に、気筒群毎にターボ流しの開始条件が設定される。但し、本実施の形態３においては、タービンの暖機要求が出された場合に、先ず、第２気筒群のターボ流しを開始し、第１気筒群はＮＡ流しを維持することとする。上述したとおり、第１気筒群は第２気筒群に比して排気系の熱容量が大きい。このため、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が進行していないターボ流しの初期段階に、Ｓ／Ｃ触媒６８の温度低下の抑制、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を効果的に行うことができる。したがって、エミッションの悪化を半減しつつ、タービンの暖機を行うことができる。
【００９０】
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図８を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図８は、エンジン８０の冷間始動時にＥＣＵ７０が実行するルーチンのフローチャートである。
【００９１】
図８に示すルーチンでは、先ず、バルブの開弁特性がＮＡ流しに設定される（ステップ３００）。次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機制御が実施される（ステップ３０２）。次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機が完了したか否かが判定される（ステップ３０４）。ここでは、具体的には、図６に示すステップ２００乃至２０４と同様の処理が実行される。その結果、未だ暖機が完了していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、Ｓ／Ｃ触媒６８の暖機が完了したと判定された場合には、ターボ暖機制御を実行可能と判断されて、次のステップに移行し、第２気筒群のターボ流しが実行される（ステップ３０６）。ここでは、具体的には、第２気筒群の第１排気弁６０１が開弁されて、ターボ暖機が実行される。一方、第２気筒群は、ＮＡ流しが維持される（ステップ３０８）。これにより、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機が行われる。
【００９２】
次に、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了したか否かが判定される（ステップ３１０）。その結果、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が既に完了していると判定された場合には、第１気筒群のターボ流しを実行しても問題ないと判断されて、次のステップに移行し、第１気筒群のターボ流しが開始される（ステップ３１２）。一方、上記ステップ３１０においてＵ／Ｆ触媒６９の暖機が未だ完了していないと判定された場合には、第１気筒群のターボ流しを開始するとエミッションが悪化すると判断されて、次のステップに移行し、要求出力が所定値以上か否かが判定される（ステップ３１４）。ここでは、具体的には、図６に示すステップ２１２乃至２１６と同様の処理が実行される。その結果、要求出力≧所定値の成立が認められない場合には、高空気量でのターボ流しを行うことができないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ３１４において要求出力≧所定値の成立が認められた場合には、高空気量でのターボ流しが可能と判断されて、上記ステップ３１２において第１気筒群のターボ流しが実行される。
【００９３】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、エンジン８０の冷間始動後にターボ暖機を行う場合に、全ての気筒のターボ流しが同時に開始されるのではなく、先ず、Ｓ／Ｃ触媒までの排気経路の短い第２気筒群のターボ流しのみが開始される。つまり、第２気筒群のターボ暖機中に、排気系の熱容量の大きい第１気筒群のＮＡ流しが維持されるので、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を効果的に行うことができる。これにより、ターボ暖機中にエミッションが悪化する事態を効果的に抑制することができる。
【００９４】
尚、上述した実施の形態３においては、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂが、前記第６の発明における「触媒」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３００の処理を実行することにより、前記第６の発明における「触媒暖機手段」が、上記ステップ３０６および３０８の処理を実行することにより、前記第６の発明における「過給機駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００９５】
また、上述した実施の形態３においては、Ｕ／Ｆ触媒６９が、前記第７の発明における「第２の触媒」に、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス温度Ｔｕｆが、前記第７の発明における「触媒温度相関値」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３１０の処理を実行することにより、前記第７の発明における「触媒温度相関値取得手段」が、上記ステップ３１０および３１２の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第２の過給機暖機手段」が、それぞれ実現されている。
【００９６】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３１２および３１４の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第２の過給機暖機手段」が実現されている。
【００９７】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第１０の発明における「選択手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施形態１のシステムの概略構成を説明するための図である。
【図２】点火遅角補正を実行する場合の各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。
【図３】遅角量を特定するためにＥＣＵ３０が記憶しているマップを示す。
【図４】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。
【図５】本発明の実施形態２のシステムの概略構成を説明するための図である。
【図６】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。
【図７】本発明の実施形態３のシステムの概略構成を説明するための図である。
【図８】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
【符号の説明】
【００９９】
１０，５０，８０ 内燃機関（エンジン）
１２ 気筒
１４，５４，５４ａ，５４ｂ吸気通路
１６，５６ａ，５６ｂ 過給機
１６２，５６２ａ，５６２ｂ タービン
２０１，６０１ 第１排気弁
２０２，６０２ 第２排気弁
２２，６２ａ，６２ｂ 第１排気通路
２４，６４ａ，６４ｂ 第２排気通路
２６，６６，６６ａ，６６ｂ 排気通路
２８ 触媒
３０，７０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
３２ 点火プラグ
３４，３６，７４ａ，７４ｂ，７６ 排気温センサ
６８ａ，６８ｂ Ｓ／Ｃ触媒
６９ Ｕ／Ｆ触媒
Ｔｃ 触媒ＩＮガス温度
Ｔｔ ターボＩＮガス温度
Ｔｓｃ Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガス温度
Ｔｕｆ Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス温度
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、過給機付きの内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特表２００２−５２０５３５号公報に開示されるように、排気タービンに通じる第１の排気管を開閉する第１の排気弁と、排気タービンを通らない第２の排気管を開閉する第２の排気弁を備えた装置（独立排気エンジン）が知られている。この装置によれば、機関の冷間時に第１の排気弁を閉弁し第２の排気弁を開弁することにより、排気タービンをバイパスして排気ガスを流すことができるため、触媒の暖機性能を高めることができる。また、触媒の暖機完了後は、第２の排気弁を閉弁し第１の排気弁を開弁することにより、排気ガスの全量を排気タービンに導くことができるため、機関に対する出力要求に対応することができる。
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５２０５３５号公報
【特許文献２】特開平１０−８９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、始動時（特に冷間始動時）においては、熱容量の大きい排気タービンおよび該排気タービンが配置された第１の排気管は冷えた状態にある。このため、触媒の暖機が完了した後において、排気タービンの暖機要求や出力要求に対応すべく第１の排気弁を開弁すると、当該第１の排気弁を通過する際に排気ガスの温度が急激に低下してしまう。このような排気ガスが触媒に流入すると、該触媒の床温が急激に低下して触媒の活性が失われる現象（以下、「失活」と称する）が発生し、排気エミッション特性が悪化してしまうおそれがある。
【０００５】
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、過給機の駆動要求を満たしつつ、触媒の失活を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記第１排気弁を開弁することにより前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
前記過給機駆動手段を実行する場合に、前記触媒温度相関値が所定値よりも小さい場合には、点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記触媒温度相関値が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段を更に備え、
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記ターボＩＮガスの温度が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記点火時期遅角手段は、
遅角量を演算する遅角量演算手段と、
前記遅角量に基づいて、最終点火時期を演算する最終点火時期演算手段と、
前記最終点火時期が所定のガード値よりも遅角となる場合に、前記最終点火時期を前記ガード値に変更するガード手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段と、
前記ターボＩＮガスの温度が所定値よりも大きい場合に、前記点火時期遅角手段の実行を禁止する禁止手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
第６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、
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記内燃機関の冷間始動時に、前記第１排気弁を閉弁し且つ前記第２排気弁を開弁することにより、前記触媒を暖機する触媒暖機手段と、
前記触媒の暖機が完了した場合に、前記複数の気筒を２つの気筒群に分類し、何れか一方の気筒群を選択して前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第６の発明において、
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、前記各気筒群の排気通路は、前記触媒の下流の合流点において合流しており、
前記合流点よりも更に下流の排気通路に配置された第２の触媒と、
前記第２の触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記触媒温度相関値が所定値以上となった場合に、前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、第６の発明において、
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、
前記内燃機関に対する出力要求が所定値以上となった場合に、両方の前記気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
第９の発明は、第６乃至第８の何れか１つの発明において、
前記２つの気筒群における排気系の熱容量は同等であり、
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、前回のトリップの前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
第１０の発明は、第６乃至第８の何れか１つの発明において、
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、排気系の熱容量が小さい気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
内燃機関に対する出力要求や過給機の暖機要求により、第１排気弁を閉弁から開弁に切り替えて過給機を駆動する（以下、「ターボ流し」と称する）要求が出される場合がある。かかる場合においては、熱容量の大きい第１排気通路に排気ガスが流れるため、排気ガスの温度が触媒に到達する前に低下してしまい、触媒が失活してしまうおそれがある。第１の発明によれば、ターボ流し要求が出された場合に、触媒温度相関値が所定値よりも小さいときには、内燃機関の点火時期が遅角される。点火時期が遅角されると排気ガスの温度が上昇する。このため、本発明によれば、ターボ流し要求を満たしつつ、触媒が失活する事態を効果的に抑制することができる。
【００１７】
第２の発明によれば、点火時期の遅角量は、触媒温度相関値が小さいほど大きな値として演算される。このため、本発明によれば、触媒の温度が小さいほど排気ガスの温度を上昇させることができるので、触媒が失活する事態を効果的に回避することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、点火時期の遅角量は、タービンに流入する排気ガス（ターボＩＮガス）の温度が低いほど大きな値として演算される。ターボＩＮガスの温度が低いほど触媒に流入する排気ガスの温度は低くなる。このため、本発明によれば、ターボＩＮガスの温度が低いほど点火遅角量を大きくすることで、触媒が失活する事態を効果的に回避することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、遅角量に基づいて演算された最終点火時期が所定のガード値よりも遅角となる場合には、最終点火時期が当該ガード値に変更される。このため、本発明によれば、点火時期が必要以上に遅角されることによるドライバビリティの悪化や失火の発生を効果的に抑制することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、ターボＩＮガスの温度が所定値よりも高いときには、点火時期の遅角制御が禁止される。ターボＩＮガスの温度が高くなると、触媒に流入する排気ガスの温度も高くなる。このため、本発明によれば、触媒が失活するおそれがない場合には、点火遅角を禁止することができるので、必要以上に点火遅角が行われることにより、燃費が悪化する事態を効果的に回避することができる。
【００２１】
排気ガスのターボ流し要求により熱容量の大きい第１排気通路に排気ガスが流入すると、排気ガスの温度が急激に低下する。このため、当該排気ガスが触媒に流入すると、触媒温度が急激に低下して失活してしまうおそれがある。第６の発明によれば、ターボ流し要求が出された場合に、２つに分類された気筒群の中から何れか一方の気筒群が選択され、当該選択された気筒群の第１排気弁が開弁される。このため、本発明によれば、排気ガスのターボ流し量が、すべての気筒群の第１排気弁が開弁される場合に比して制限されるので、排気ガスの温度が急激に低下して触媒が失活する事態を抑制しつつ、過給機の暖機要求或いは出力要求をある程度満たすことができる。
【００２２】
第７の発明によれば、気筒群毎に過給機と触媒とを備える内燃機関において、各気筒群の排気通路の合流点の下流には、更に第２の触媒が配置されている。このような内燃機関において、先ず、選択された何れか一方の気筒群のターボ流しが行われ、その後、当該第２の触媒の暖機が完了した場合に、他方の気筒群のターボ流しが行われる。このため、本発明によれば、第２の触媒が暖機されるまでの期間は、ターボ流しを行っていない気筒群の排気ガス、すなわち過給機をバイパスした排気ガスを第２の触媒に導入することができるので、第２の触媒の暖機促進を図ることができる。これにより、排気エミッションの悪化を効果的に抑制することができる。
【００２３】
第８の発明によれば、先ず、選択された何れか一方の気筒群のターボ流しが行われ、その後、出力要求が所定値以上となった場合に、全ての気筒群のターボ流しが行われる。高空気量で過給機の暖機を行うと排気ガス温度は低下し難い。このため、本発明によれば、出力要求を優先しつつ、排気ガス温度の低下による触媒の失活の発生を効果的に抑制することができる。
【００２４】
第９の発明によれば、何れか一方の気筒群のターボ流し要求が出された場合に、前回のトリップにおいて選択された気筒群でない方の気筒群が選択されて、ターボ流しが実行される。このため、本発明によれば、各気筒群に備えられている触媒の劣化を平均化することができる。
【００２５】
第１０の発明によれば、何れか一方の気筒群のターボ流し要求が出された場合に、排気系の熱容量の小さい気筒群が選択されて、ターボ流しが実行される。このため、本発明によれば、第２の触媒のエミッション浄化率が低い期間に、排気ガス温度が低下する事態をできるだけ抑制し、触媒のエミッション浄化率を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいてこの発明の幾つかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２７】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかるシステムの構造を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、過給機（ターボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムとして構成されている。
【００２８】
図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関（エンジン）１０を備えている。エンジン１０は複数の気筒１２を有する火花点火式のＶ型８気筒エンジンとして構成されている。尚、図１においては片バンク（４気筒）の構成のみを図示している。各気筒１２の吸気ポートには吸気バルブが設けられている（図示せず）。吸気ポートは吸気マニホールドを介して吸気通路１４に接続されている。吸気通路１４の上流には、過給機１６のコンプレッサ１６１が設けられている。コンプレッサ１６１は、図示しない連結軸を介してタービン１６２と連結されている。タービン１６２は、後述する第１排気通路２２に設けられている。このタービン１６２が排気動圧（排気エネルギ）により回転駆動されることにより、コンプレッサ１６１が駆動され、吸気が過給される仕組みになっている。尚、吸気系の他の構成は本発明の本質的部分ではなく、また公知の技術であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
各気筒１２の排気ポートには、第１排気弁２０１と第２排気弁２０２とが配置されている。第１排気弁２０１の排気ポートは、過給機１６におけるタービン１６２に通じる第１排気通路２２に連通している。また、第２排気弁２０２の排気ポートは、タービン１６２を通らない第２排気通路２４に連通している。第２排気通路２４は、第１排気通路２２における過給機１６の下流側と合流している。合流点の下流の排気通路２６には、排気浄化触媒（以下、単に「触媒」とも称す）２８が配置されている。触媒２８は三元触媒であって、排気ガス中の有害成分であるＣＯ、ＨＣ（炭化水素）、およびＮＯＸを、理論空燃比近傍で同時に除去するものである。
【００３０】
エンジン１０の各気筒１２には点火プラグ３２が配置されている。また、排気通路２６における触媒２８の上流側近傍には、触媒２８に流入する排気ガス（以下、「触媒ＩＮガス」と称する）の温度Ｔｃを検知するための排気温センサ３４が配置されている。また、第２排気通路２４における過給機１６の上流側近傍には、タービン１６２に導入される排気ガス（ターボＩＮガス）の温度Ｔｔを検知するための排気温センサ３６が配置されている。
【００３１】
本実施の形態のエンジン１０には、その制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)３０が備えられている。ＥＣＵ３０の出力部には、上述した点火プラグ３２等の種々の機器が接続されている。また、ＥＣＵ３０の入力部には、上述した排気温センサ３４，３６等の種々のセンサ類が接続されている。ＥＣＵ３０は、各センサの出力に基づいて、所定の制御プログラムに従って各機器を駆動する。
【００３２】
［実施の形態１の動作］
次に、図１を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、およびＮＯｘを浄化するための触媒２８を備えている。触媒２８は、活性温度（３５０〜４００℃程度）に達しないと十分な浄化性能を発揮することができない。このため、触媒２８は、エンジン１０の始動後速やかに活性温度まで暖機されることが望ましい。
【００３３】
ここで、エンジン１０は、図１に示すとおり、独立排気エンジンとしての構成を有している。そこで、本実施の形態のエンジン１０によれば、冷間始動時に第１排気弁２０１を閉弁（停止）するとともに、第２排気弁２０２を開弁することにより、タービン１６２をバイパスして排気ガスを触媒２８に流すことができる。これにより、排気熱容量が小さくなるため、すなわち、自然吸気エンジンと同等の排気熱容量となるため、触媒２８の暖機性能を向上させることができる。以下、このバルブ開弁特性を「ＮＡ流し」と称する。
【００３４】
また、触媒２８の暖機完了後は、ターボ流しの一態様として、第１排気弁２０１を開弁するとともに、第２排気弁２０２を閉弁（停止）することにより、排気ガスの全量をタービン１６２に導くことができる。これにより、過給圧を高めることができるため、ターボレスポンスを効果的に向上させることができる。
【００３５】
しかしながら、始動時（特に冷間始動時）においては、熱容量の大きいタービン１６２および当該タービン１６２が配置されている第１排気通路２２は冷えた状態にある。このため、触媒２８の暖機完了後にターボ流しが行われると、触媒ＩＮガスの温度が急激に低下してしまう。したがって、このような低温の触媒ＩＮガスが触媒２８に流入すると、該触媒２８の床温が急激に低下して失活してしまい、排気エミッション特性が悪化してしまうおそれがある。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、冷間始動時のターボ流し期間に点火時期遅角補正を実行することとする。より具体的には、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃが、触媒２８が失活してしまう温度である場合に点火遅角補正が行われる。これにより、ターボＩＮガス温度を上昇させることができるので、触媒ＩＮガスの温度低下を抑制することができる。但し、点火時期が遅角されると排気温度が上昇する反面、出力低下や燃費の低下等を引き起こすおそれがある。このため、ターボ暖機状況等に応じて、点火時期遅角補正の実行要否および遅角量を適切に判断することが求められる。
【００３７】
図２は、点火遅角補正を実行する場合の各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。図２に示すとおり、時刻ｔ１においてターボ流し要求が出されると、点火時期の遅角補正が開始されるとともに、ターボ流しが許可される。これにより、ターボＩＮガス温度Ｔｔは徐々に上昇し、触媒ＩＮガス温度Ｔｃの温度低下が抑制される。時刻ｔ２においてターボＩＮガス温度Ｔｔが所定値Ａに達すると、点火遅角補正が停止される。所定値Ａは、通常の点火時期としても触媒２８が失活しない温度として予め特定された温度が使用される。これにより、必要以上に点火時期の遅角補正が行われ、燃費の悪化およびエミッションの悪化を効果的に回避することができる。
【００３８】
また、点火時期の遅角量は、ターボＩＮガスの温度Ｔｔおよび触媒ＩＮガスの温度Ｔｃに基づいて特定される。図３は、遅角量を特定するためにＥＣＵ３０が記憶しているマップを示す。遅角量はこのマップに従って特定される。具体的には、ターボＩＮガスの温度Ｔｔが小さいほど、遅角量は大きな値として特定される。また、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃが小さいほど、遅角量は大きな値として特定される。これにより、必要以上に点火時期の遅角補正が行われ、燃費の悪化およびエミッションの悪化を効果的に回避することができる。
【００３９】
［実施の形態１における具体的処理］
次に、図４を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図４は、ＥＣＵ３０が実行するルーチンのフローチャートである。
【００４０】
図３に示すルーチンでは、先ず、ターボ流し要求が出されているか否かが判断される（ステップ１００）。ここでは、具体的には、過給機１６を駆動することによる高出力要求、或いは第１排気通路２２およびタービン１６２を暖機するためのターボ暖機要求が出されているか否かが判断される。またステップ１００では、触媒２８の暖機中でないか否かが判断される。具体的には、触媒暖機のための点火遅角補正が行われていないか否かが判断される。その結果、ターボ流し要求が出されていない、或いは触媒２８の暖機中である場合には、本ルーチンは速やかに終了される。
【００４１】
一方、上記ステップ１００において、ターボ流し要求が出され、且つ触媒２８の暖機中でない場合には、次のステップに移行し、ターボ暖機が完了しているか否かが判断される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、ターボＩＮガス温度Ｔｔが所定値Ａよりも小さいか否かが判定される。所定値Ａは、ターボ暖機の完了を判断するためのターボＩＮガスの最小温度として予め特定された値が使用される。また、ターボＩＮガス温度Ｔｔは、排気温センサ３６により検知された温度が使用される。
【００４２】
その結果、Ｔｔ＜Ａの成立が認められた場合には、未だターボ暖機が完了していないと判断されて、次のステップに移行し、触媒２８が失活するおそれがあるか否かが判断される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが所定値Ｂよりも大きいか否かが判定される。所定値Ｂは、触媒２８が失活してしまう触媒ＩＮガスの温度の最大値として予め特定された値が使用される。また、触媒ＩＮガス温度Ｔｃは、排気温センサ３４により検知された温度が使用される。その結果、Ｔｃ＞Ｂの成立が認められた場合には、ターボ流しによる触媒２８の失活のおそれがないと判断され、後述するステップ１１６においてターボ流しの切り替え許可が出される。
【００４３】
一方、上記ステップ１０４においてＴｃ＞Ｂの成立が認められない場合には、ターボ流しによる触媒２８の失活のおそれがあると判断され、次のステップに移行し、点火遅角補正の遅角量が特定される（ステップ１０６）。ＥＣＵ３０は、図３に示すマップを記憶している。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２において検出されたターボＩＮガス温度Ｔｔ、および上記ステップ１０４において検出された触媒ＩＮガス温度Ｔｃに対応する遅角量が、当該マップに基づいて特定される。
【００４４】
次に、点火時期Ｃが演算される（ステップ１０８）。ここでは、具体的には、エンジン１０の運転状態に基づいて演算された点火時期から上記ステップ１０６において特定された遅角量を差し引いた値が点火時期Ｃとして演算される。
【００４５】
次に、点火時期Ｃが点火時期のガード値以下であるか否かが判定される（ステップ１１０）。ここで、ガード値は、点火遅角による弊害、すなわち、燃費の悪化やエミッションの悪化を許容しうる限界値として予め特定された値が使用される。その結果、ガード値≧点火時期Ｃの成立が認められた場合には、最終点火時期が点火時期Ｃに変更される（ステップ１１２）。一方、ガード値≧点火時期Ｃの成立が認められない場合には、最終点火時期が当該ガード値に変更される（ステップ１１４）。
【００４６】
次に、点火時期の遅角補正が実行される（ステップ１１６）。ここでは、具体的には、上記ステップ１１２または１１４において点火時期の遅角補正が実行されると、次のステップに移行し、ターボ流しへの切り替え許可が出される（ステップ１１６）。ここでは、具体的には、第１排気弁２０１が開弁される。これにより、点火遅角により昇温した排気ガスがタービン１６２に導かれ、本ルーチンは終了される。
【００４７】
上記ルーチンが繰り返し実行されると、ターボ暖機が進行し、ターボＩＮガスの温度Ｔｔが次第に上昇する。そして、ターボＩＮガスの温度Ｔｔが、ターボ暖機の完了を判断するための所定値Ａまで上昇すると、上述したステップ１０２において、Ｔｔ＜所定値Ａの成立が認められないと判定され、点火遅角補正を行わずに上記ステップ１１６においてターボ流しが許可される。
【００４８】
以上説明したとおり、本実施の形態によれば、ターボ流し要求が出された場合に触媒２８が失活するおそれがある場合には、点火時期が遅角された上でターボ流しへの切り替えが許可される。このため、触媒２８が失活する事態を効果的に抑制することができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが小さいほど、およびターボＩＮガス温度Ｔｔが小さいほど点火遅角量が大きな値に演算されるので、触媒２８の失活の発生を効果的に抑制することができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、点火時期が所定のガード値でガードされるので、点火時期が必要以上に遅角されることによるドライバビリティの悪化や失火の発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態においては、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃを取得するために、排気温センサ３４の検出信号を使用することとしているが、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃの温度を取得する方法はこれに限られない。すなわち、吸入した空気の積算ガス量とエンジン回転数およびエンジン負荷との相関関係から、触媒ＩＮガスの温度Ｔｃを推定することとしてもよい。また、触媒ＩＮガス温度Ｔｃに代えて、触媒２８内に配置した温度センサから検出された触媒床温を直接制御に使用することとしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態においては、ターボ流し要求が出された場合に、第１排気弁２０１を開弁するとともに、第２排気弁２０２を閉弁（停止）することにより、排気ガスの全量をタービン１６２に導くこととしているが、ターボ流しにおけるバルブの開弁特性はこれに限らず、第１排気弁２０１および第２排気弁２０２を開弁することにより、排気ガスの一部をタービン１６２に導くこととしてもよい。
【００５３】
尚、上述した実施の形態１においては、触媒ＩＮガス温度Ｔｃが前記第１の発明における「触媒温度相関値」に、排気温センサ３４が前記第１の発明における「触媒温度相関値取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０４乃至１１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「点火時期遅角手段」が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「過給機駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第２の発明における「遅角量演算手段」が実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、ターボＩＮガス温度Ｔｔが前記第３の発明における「ターボＩＮガスの温度」に、排気温センサ３６が前記第３の発明における「ターボＩＮガス温度取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「遅角量演算手段」が実現されている。
【００５６】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第４の発明における「遅角量演算手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより、前記第４の発明における「最終点火時期演算手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより、前記第４の発明における「ガード手段」が、それぞれ実現されている。
【００５７】
また、上述した実施の形態１においては、ターボＩＮガス温度Ｔｔが前記第５の発明における「ターボＩＮガスの温度」に、排気温センサ３６が前記第５の発明における「ターボＩＮガス温度取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ３０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、前記第５の発明における「禁止手段」が実現されている。
【００５８】
実施の形態２．
［実施の形態２の構成］
図５は、本発明の実施の形態２にかかるシステムの構造を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、２つの過給機（ターボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムとして構成されている。
【００５９】
図５に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関（エンジン）５０を備えている。エンジン５０は複数の気筒５２を有するＶ型６気筒エンジンとして構成されている。各気筒５２の吸気ポートには吸気バルブが設けられている（図示せず）。吸気ポートは吸気マニホールドを介して吸気通路５４に接続されている。吸気通路５４の上流には、スロットル７２が配置されている。また、吸気通路５４におけるスロットル７２の上流は、第１吸気通路５４ａと第２吸気通路５４ｂとに分岐されている。第１吸気通路５４ａの上流には、過給機５６ａのコンプレッサ５６１ａが設けられている。また、第２吸気通路５４ｂの上流には、過給機５６ｂのコンプレッサ５６１ｂが設けられている。コンプレッサ５６１ａ，５６１ｂは、図示しない連結軸を介してタービン５６２ａ，５６２ｂと連結されている。タービン５６２ａ，５６２ｂは、後述する第１排気通路６２ａ，６２ｂに設けられている。これらのタービン５６２ａ，５６２ｂが排気動圧（排気エネルギ）により回転駆動されることにより、コンプレッサ５６１ａ，５６１ｂが駆動され、吸気が過給される仕組みになっている。尚、吸気系の他の構成は本発明の本質的部分ではなく、また公知の技術であるため、その詳細な説明を省略する。
【００６０】
各気筒１２の排気ポートには、第１排気弁６０１と第２排気弁６０２とが配置されている。エンジン５０における片バンク（バンクａ側）における第１排気弁６０１の排気ポートは、過給機５６ａにおけるタービン５６２ａに通じる第１排気通路６２ａに連通している。また、第２排気弁６０２の排気ポートは、タービン５６２ａを通らない第２排気通路６４ａに連通している。第２排気通路６４ａは、第１排気通路６２ａにおける過給機５６ａの下流側と合流している。合流点の下流の排気通路６６ａには、始動時触媒（以下、「Ｓ／Ｃ触媒」とも称す）６８ａが配置されている。Ｓ／Ｃ触媒６８ａは三元触媒であって、排気ガス中の有害成分であるＣＯ、ＨＣ、およびＮＯＸを、理論空燃比近傍で同時に除去するものである。排気通路６６ａにおけるＳ／Ｃ触媒６８ａの上流側近傍には、Ｓ／Ｃ触媒６８ａに流入する排気ガス（以下、「Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガス」と称する）の温度Ｔｓｃａを検知するための排気温センサ７４ａが配置されている。また、図５に示すとおり、エンジン５０におけるバンクｂ側には、バンクａ側と同様の排気系の構成、すなわち、第１排気通路６２ｂ、第２排気通路６４ｂ、排気通路６６ｂ、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂ、および排気温センサ７４ｂを有している。
【００６１】
排気通路６６ａにおけるＳ／Ｃ触媒６８ａの下流側は、排気通路６６ｂにおけるＳ／Ｃ触媒６８ｂの下流側と合流している。合流点の下流の排気通路６６には、下流側触媒（以下、「Ｕ／Ｆ触媒」とも称する）６９が配置されている。Ｕ／Ｆ触媒６９は、Ｓ／Ｃ触媒６８同様に三元触媒として構成されている。排気通路６６におけるＵ／Ｆ触媒６９の上流側近傍には、Ｕ／Ｆ触媒６９に流入する排気ガス（以下、「Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス」と称する）の温度Ｔｕｆを検知するための排気温センサ７６が配置されている。
【００６２】
本実施の形態のエンジン５０には、その制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)７０が備えられている。ＥＣＵ７０の出力部には種々の機器が接続されている。また、ＥＣＵ７０の入力部には、上述した排気温センサ７４ａ，７４ｂ，７６等の種々のセンサ類が接続されている。ＥＣＵ７０は、各センサの出力に基づいて、所定の制御プログラムに従って各機器を駆動する。
【００６３】
［実施の形態２の特徴的動作］
次に、図５を参照して、本実施の形態の動作について説明する。上述した実施の形態１におけるシステムでは、ターボ流し要求が出された場合に触媒２８が失活するおそれがある場合には、点火時期が遅角された上でターボ流しへの切り替えが許可される。これにより、触媒２８の温度低下による失活を効果的に抑制することができる。
【００６４】
一方、本実施の形態２においては、冷間始動時のターボ流しに起因する触媒の失活を抑制するために、バンク毎にターボ流しの開始条件を設定することとする。以下、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００６５】
図５に示すとおり、本実施の形態のシステムは、バンク毎にＳ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂを備えている。エンジン５０の冷間始動時においては、先ず、これらのＳ／Ｃ触媒６８の暖機が行われる。具体的には、バンクａおよびバンクｂのバルブの開弁特性がＮＡ流しに設定される。これにより、各バンクの排気経路を自然吸気エンジンと同等の排気熱容量とすることができ、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機性能を向上させることができる。
【００６６】
ＮＡ流しによりＳ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機が完了した後は、タービン５６２ａ，５６２ｂの暖機要求或いは出力要求に基づくターボ流し要求が出される。ここで、両バンクのターボ流しが同時に行われると、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの浄化性能が同時に低下してしまい、エミッションが悪化するおそれがある。また、Ｕ／Ｆ触媒６９に導入される排気ガスの温度が急激に低下することにより、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機を妨げてしまうおそれがある。
【００６７】
そこで、本実施の形態のシステムでは、タービン５６２の暖機要求が出された場合に、両バンクのターボ流しを同時に開始するのではなく、バンク毎に開始条件を設定することとする。より具体的には、選択されたバンク（例えば、バンクａ）のターボ流しを開始した場合に、バンクｂはＮＡ流しを維持することとする。これにより、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの温度低下の抑制、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を行うことができるので、エミッションの悪化を半減しつつ、タービン５６２ａの暖機を行うことができる。
【００６８】
バンクｂにおけるターボ流しは、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機完了後に開始される。Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機完了後においては、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの温度が低下して浄化性能が低下した場合でも、エミッションの高浄化率を保持することができる。したがって、エミッションの悪化を抑制しつつ、タービン５６２ａ，５６２ｂの暖機を行うことができる。
【００６９】
尚、バンクｂにおけるターボ流しは、要求出力が所定値以上となった場合においても開始することができる。すなわち、高空気量でターボ流しを行うと、Ｓ／Ｃ触媒の温度低下を抑制しつつターボ暖機を行うことができる。このため、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了していなくても、エミッションの悪化を抑制しつつ、タービン５６２ａ，５６２ｂの暖機を行うことができる。
【００７０】
［実施の形態２における具体的処理］
次に、図６を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図６は、エンジン５０の冷間始動時にＥＣＵ７０が実行するルーチンのフローチャートである。
【００７１】
図６に示すルーチンでは、先ず、バルブの開弁特性がＮＡ流しに設定される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、バンクａおよびバンクｂの第１排気弁６０１が閉弁され、第２排気弁６０２が開弁される。これにより、両バンクのＮＡ流しが同時に行われる。次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機制御が実施される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、触媒の暖機を促進するための制御として、例えば、点火時期の遅角制御、Ａ／Ｆのリッチ制御、空気量の制御等が行われる。
【００７２】
次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機が完了したか否かが判定される（ステップ２０４）。ここでは、具体的には、排気温センサ７４ａ，７４ｂの検出信号に基づいて、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機状態が判断される。その結果、未だ暖機が完了していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、Ｓ／Ｃ触媒６８の暖機が完了したと判定された場合には、ターボ暖機制御を実行可能と判断されて、次のステップに移行し、ターボ流しを実行するバンクが選択される（ステップ２０６）。ここでは、具体的には、前回のトリップにおけるステップ２０６において選択されたバンクと異なるバンクが選択される。
【００７３】
次に、上記ステップ２０６において選択されたバンク（例えば、バンクａ）のターボ流しが実行される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、バンクａの第１排気弁６０１が開弁されて、ターボ暖機が実行される。一方、上記ステップ２０６において選択されなかったバンクｂは、ＮＡ流しが維持される（ステップ２１０）。これにより、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機が行われる。
【００７４】
次に、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了したか否かが判定される（ステップ２１２）。ここでは、具体的には、排気温センサ７６の検出信号に基づいて、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機状態が判断される。その結果、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が既に完了していると判定された場合には、バンクｂのターボ流しを実行しても問題ないと判断されて、次のステップに移行し、バンクｂのターボ流しが開始される（ステップ２１４）。ここでは、具体的には、バンクｂの第１排気弁６０１が開弁されて、ターボ暖機が実行される。
【００７５】
一方、上記ステップ２１２においてＵ／Ｆ触媒６９の暖機が未だ完了していないと判定された場合には、バンクｂのターボ流しを開始するとエミッションが悪化すると判断されて、次のステップに移行し、要求出力が所定値以上か否かが判定される（ステップ２１６）。高空気量でターボ流しを行うと、Ｓ／Ｃ触媒６８の温度低下を抑制しつつターボ暖機を行うことができる。ここでは、具体的には、先ず、アクセル開度ＡＣＣＰ等に基づいて、要求出力（要求空気量）が演算される。次いで、演算された要求出力と所定値が比較される。所定値は、片バンクターボにおける最大空気量に相当する出力値が使用される。その結果、要求出力≧所定値の成立が認められない場合には、高空気量でのターボ流しを行うことができないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ２１２において要求出力≧所定値の成立が認められた場合には、高空気量でのターボ流しが可能と判断されて、上記ステップ２１４においてバンクｂのターボ流しが実行される。
【００７６】
以上説明したとおり、本実施の形態２によれば、エンジン５０の冷間始動後にターボ暖機を行う場合に、両バンク（全ての気筒）のターボ流しが同時に開始されるのではなく、先ず、一方のバンク（例えば、バンクａ）のターボ流しのみが開始される。つまり、バンクａのターボ暖機中に、他方のバンク（例えば、バンクｂ）のＮＡ流しが維持されるので、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を効果的に行うことができる。これにより、ターボ暖機中にエミッションが悪化する事態を効果的に抑制することができる。
【００７７】
また、本実施の形態２によれば、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了した後に、ＮＡ流しが維持されていたバンクのターボ流しが開始されるので、エミッションの悪化を抑制しつつ、ターボ暖機を行うことができる。
【００７８】
また、本実施の形態２によれば、前回のトリップにおいて先行してターボ暖機が開始されたバンクと異なるバンクのターボ暖機が先行して開始されるため、各バンクに設けられたＳ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの劣化を平均化することができる。
【００７９】
また、本実施の形態２によれば、要求出力が所定値以上となった場合に、ＮＡ流しが維持されていたバンクのターボ流しが開始される。高空気量でターボ流しを行うと、Ｓ／Ｃ触媒の温度低下を抑制しつつターボ暖機を行うことができる。このため、エミッションの悪化を抑制しつつ、ターボ暖機を行うことができる。
【００８０】
ところで、上述した実施の形態２においては、Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガスの温度Ｔｓｃ、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガスの温度Ｔｕｆを取得するために、排気温センサ７４ａ、７４ｂ、および７６の検出信号を使用することとしているが、Ｔｓｃ、Ｔｕｆの温度を取得する方法はこれに限られない。すなわち、吸入した空気の積算ガス量とエンジン回転数およびエンジン負荷との相関関係から、Ｔｓｃ、Ｔｕｆを推定することとしてもよい。また、Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガスの温度Ｔｓｃ、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガスの温度Ｔｕｆに代えて、触媒２８内に配置した温度センサから検出された触媒床温を直接制御に使用することとしてもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００８１】
また、上述した実施の形態２においては、ターボ流し要求が出された場合に、第１排気弁２０１および第２排気弁２０２を開弁することにより、排気ガスをタービン５６２に導くこととしているが、ターボ流しにおけるバルブの開弁特性はこれに限らず、第１排気弁２０１を開弁するとともに、第２排気弁２０２を閉弁（停止）することにより、排気ガスの全量をタービン５６２に導くこととしてもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００８２】
また、上述した実施の形態２においては、２つの過給機５６ａ，５６ｂを備えるツインターボエンジンにおいて、本発明を実施することとしているが、システム構成はこれに限られない。すなわち、単一の過給機を備えるシングルターボのエンジンにおいて、気筒群毎にターボ流しの開始時期を設定することとしてもよい。また、気筒群はバンク毎の気筒で分類する場合に限らず、他の条件で分類することとしてもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００８３】
尚、上述した実施の形態２においては、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂが、前記第６の発明における「触媒」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより、前記第６の発明における「触媒暖機手段」が、上記ステップ２０８および２１０の処理を実行することにより、前記第６の発明における「過給機駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００８４】
また、上述した実施の形態２においては、Ｕ／Ｆ触媒６９が、前記第７の発明における「第２の触媒」に、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス温度Ｔｕｆが、前記第７の発明における「触媒温度相関値」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２１２の処理を実行することにより、前記第７の発明における「触媒温度相関値取得手段」が、上記ステップ２１２および２１４の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第２の過給機暖機手段」が、それぞれ実現されている。
【００８５】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２１４および２１６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第２の過給機暖機手段」が実現されている。
【００８６】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより、前記第９の発明における「選択手段」が実現されている。
【００８７】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
図７は、本発明の実施の形態３にかかるシステムの構造を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、２つの過給機（ターボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムとして構成されている。尚、図７において、図５に示すシステムと共通の要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化することとする。
【００８８】
図７に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関（エンジン）８０を備えている。エンジン８０は複数の気筒５２を有するＬ型４気筒エンジンとして構成されている。第１気筒（＃１）と第４気筒（＃４）とから構成される第１気筒群における第１排気弁６０１の排気ポートは、過給機５６ａにおけるタービン５６２ａに通じる第１排気通路６２ａに連通している。また、第２気筒（＃２）と第３気筒（＃３）から構成される第２気筒群における第１排気弁６０１の排気ポートは、過給機５６ｂにおけるタービン５６２ｂに通じる第１排気通路６２ｂに連通している。尚、第１排気通路６２ａの通路長さは、第２排気通路６２ｂのそれに比して長い構成となっている。また、各気筒５２における第２排気弁６０２の排気ポートは、タービン５６２ａ，５６２ｂを通らない第２排気通路６４に連通している。
【００８９】
このような構成のシステムにおいて、冷間始動時のターボ流しを行う場合に、上述した実施の形態２と同様に、気筒群毎にターボ流しの開始条件が設定される。但し、本実施の形態３においては、タービンの暖機要求が出された場合に、先ず、第２気筒群のターボ流しを開始し、第１気筒群はＮＡ流しを維持することとする。上述したとおり、第１気筒群は第２気筒群に比して排気系の熱容量が大きい。このため、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が進行していないターボ流しの初期段階に、Ｓ／Ｃ触媒６８の温度低下の抑制、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を効果的に行うことができる。したがって、エミッションの悪化を半減しつつ、タービンの暖機を行うことができる。
【００９０】
［実施の形態３における具体的処理］
次に、図８を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図８は、エンジン８０の冷間始動時にＥＣＵ７０が実行するルーチンのフローチャートである。
【００９１】
図８に示すルーチンでは、先ず、バルブの開弁特性がＮＡ流しに設定される（ステップ３００）。次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機制御が実施される（ステップ３０２）。次に、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機が完了したか否かが判定される（ステップ３０４）。ここでは、具体的には、図６に示すステップ２００乃至２０４と同様の処理が実行される。その結果、未だ暖機が完了していないと判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、Ｓ／Ｃ触媒６８の暖機が完了したと判定された場合には、ターボ暖機制御を実行可能と判断されて、次のステップに移行し、第２気筒群のターボ流しが実行される（ステップ３０６）。ここでは、具体的には、第２気筒群の第１排気弁６０１が開弁されて、ターボ暖機が実行される。一方、第２気筒群は、ＮＡ流しが維持される（ステップ３０８）。これにより、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機が行われる。
【００９２】
次に、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が完了したか否かが判定される（ステップ３１０）。その結果、Ｕ／Ｆ触媒６９の暖機が既に完了していると判定された場合には、第１気筒群のターボ流しを実行しても問題ないと判断されて、次のステップに移行し、第１気筒群のターボ流しが開始される（ステップ３１２）。一方、上記ステップ３１０においてＵ／Ｆ触媒６９の暖機が未だ完了していないと判定された場合には、第１気筒群のターボ流しを開始するとエミッションが悪化すると判断されて、次のステップに移行し、要求出力が所定値以上か否かが判定される（ステップ３１４）。ここでは、具体的には、図６に示すステップ２１２乃至２１６と同様の処理が実行される。その結果、要求出力≧所定値の成立が認められない場合には、高空気量でのターボ流しを行うことができないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ３１４において要求出力≧所定値の成立が認められた場合には、高空気量でのターボ流しが可能と判断されて、上記ステップ３１２において第１気筒群のターボ流しが実行される。
【００９３】
以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、エンジン８０の冷間始動後にターボ暖機を行う場合に、全ての気筒のターボ流しが同時に開始されるのではなく、先ず、Ｓ／Ｃ触媒までの排気経路の短い第２気筒群のターボ流しのみが開始される。つまり、第２気筒群のターボ暖機中に、排気系の熱容量の大きい第１気筒群のＮＡ流しが維持されるので、Ｓ／Ｃ触媒６８ｂの暖機保持、およびＵ／Ｆ触媒６９の暖機を効果的に行うことができる。これにより、ターボ暖機中にエミッションが悪化する事態を効果的に抑制することができる。
【００９４】
尚、上述した実施の形態３においては、Ｓ／Ｃ触媒６８ａ，６８ｂが、前記第６の発明における「触媒」に相当しているとともに、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３００の処理を実行することにより、前記第６の発明における「触媒暖機手段」が、上記ステップ３０６および３０８の処理を実行することにより、前記第６の発明における「過給機駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００９５】
また、上述した実施の形態３においては、Ｕ／Ｆ触媒６９が、前記第７の発明における「第２の触媒」に、Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス温度Ｔｕｆが、前記第７の発明における「触媒温度相関値」にそれぞれ相当している。また、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３１０の処理を実行することにより、前記第７の発明における「触媒温度相関値取得手段」が、上記ステップ３１０および３１２の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第２の過給機暖機手段」が、それぞれ実現されている。
【００９６】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３１２および３１４の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第２の過給機暖機手段」が実現されている。
【００９７】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ７０が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第１０の発明における「選択手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施形態１のシステムの概略構成を説明するための図である。
【図２】点火遅角補正を実行する場合の各種状態量の変化を示すタイミングチャートである。
【図３】遅角量を特定するためにＥＣＵ３０が記憶しているマップを示す。
【図４】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。
【図５】本発明の実施形態２のシステムの概略構成を説明するための図である。
【図６】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。
【図７】本発明の実施形態３のシステムの概略構成を説明するための図である。
【図８】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
【符号の説明】
【００９９】
１０，５０，８０ 内燃機関（エンジン）
１２ 気筒
１４，５４，５４ａ，５４ｂ吸気通路
１６，５６ａ，５６ｂ 過給機
１６２，５６２ａ，５６２ｂ タービン
２０１，６０１ 第１排気弁
２０２，６０２ 第２排気弁
２２，６２ａ，６２ｂ 第１排気通路
２４，６４ａ，６４ｂ 第２排気通路
２６，６６，６６ａ，６６ｂ 排気通路
２８ 触媒
３０，７０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
３２ 点火プラグ
３４，３６，７４ａ，７４ｂ，７６ 排気温センサ
６８ａ，６８ｂ Ｓ／Ｃ触媒
６９ Ｕ／Ｆ触媒
Ｔｃ 触媒ＩＮガス温度
Ｔｔ ターボＩＮガス温度
Ｔｓｃ Ｓ／Ｃ触媒ＩＮガス温度
Ｔｕｆ Ｕ／Ｆ触媒ＩＮガス温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記第１排気弁を開弁することにより前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
前記過給機駆動手段を実行する場合に、前記触媒温度相関値が所定値よりも小さい場合には、点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記触媒温度相関値が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算す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。
【請求項３】
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段を更に備え、
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記ターボＩＮガスの温度が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算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。
【請求項４】
前記点火時期遅角手段は、
遅角量を演算する遅角量演算手段と、
前記遅角量に基づいて、最終点火時期を演算する最終点火時期演算手段と、
前記最終点火時期が所定のガード値よりも遅角となる場合に、前記最終点火時期を前記ガード値に変更するガード手段と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段と、
前記ターボＩＮガスの温度が所定値よりも大きい場合に、前記点火時期遅角手段の実行を禁止する禁止手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記内燃機関の冷間始動時に、前記第１排気弁を閉弁し且つ前記第２排気弁を開弁することにより、前記触媒を暖機する触媒暖機手段と、
前記触媒の暖機が完了した場合に、前記複数の気筒を２つの気筒群に分類し、何れか一方の気筒群を選択して前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、前記各気筒群の排気通路は、前記触媒の下流の合流点において合流しており、
前記合流点よりも更に下流の排気通路に配置された第２の触媒と、
前記第２の触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記触媒温度相関値が所定値以上となった場合に、前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、
前記内燃機関に対する出力要求が所定値以上となった場合に、両方の前記気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記２つの気筒群における排気系の熱容量は同等であり、
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、前回のトリップの前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、排気系の熱容量が小さい気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記第１排気弁を開弁することにより前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
前記過給機駆動手段を実行する場合に、前記触媒温度相関値が所定値よりも小さい場合には、点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記触媒温度相関値が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算す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。
【請求項３】
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段を更に備え、
前記点火時期遅角手段は、遅角量を演算する遅角量演算手段を含み、
前記遅角量演算手段は、前記ターボＩＮガスの温度が小さいほど前記遅角量を大きな値として演算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。
【請求項４】
前記点火時期遅角手段は、
遅角量を演算する遅角量演算手段と、
前記遅角量に基づいて、最終点火時期を演算する最終点火時期演算手段と、
前記最終点火時期が所定のガード値よりも遅角となる場合に、前記最終点火時期を前記ガード値に変更するガード手段と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記タービンに流入する排気ガス（以下、ターボＩＮガス）の温度を取得するターボＩＮガス温度取得手段と、
前記ターボＩＮガスの温度が所定値よりも大きい場合に、前記点火時期遅角手段の実行を禁止する禁止手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
過給機のタービンに通じる第１排気通路と、
前記第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流に通じる第２排気通路と、
前記第２排気通路を開閉する第２排気弁と、を気筒毎に備え、
前記第１排気通路と前記第２排気通路との合流点よりも下流の排気通路に配置された触媒と、
前記内燃機関の冷間始動時に、前記第１排気弁を閉弁し且つ前記第２排気弁を開弁することにより、前記触媒を暖機する触媒暖機手段と、
前記触媒の暖機が完了した場合に、前記複数の気筒を２つの気筒群に分類し、何れか一方の気筒群を選択して前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する過給機駆動手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、前記各気筒群の排気通路は、前記触媒の下流の合流点において合流しており、
前記合流点よりも更に下流の排気通路に配置された第２の触媒と、
前記第２の触媒の温度と相関を有する触媒温度相関値を取得する触媒温度相関値取得手段と、
前記触媒温度相関値が所定値以上となった場合に、前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記気筒群毎に前記過給機と前記触媒とを備え、
前記内燃機関に対する出力要求が所定値以上となった場合に、両方の前記気筒群の前記第１排気弁を開弁することにより、前記過給機を駆動する第２の過給機駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記２つの気筒群における排気系の熱容量は同等であり、
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、前回のトリップの前記過給機駆動手段において選択されなかった気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記過給機駆動手段は、前記２つの気筒群の中で、排気系の熱容量が小さい気筒群を制御対象として選択する選択手段を含むことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１７４３９３（Ｐ２００９−１７４３９３Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２９０６（Ｐ２００８−１２９０６）
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２３日（２００８．１．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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