(57)【要約】【課題】  流路切換弁を利用してＥＧＲ量の増加による燃費性能の向上を図る。【解決手段】  メイン触媒コンバータを下流に備えたメイン通路の一部と並列なバイパス通路に、小型のバイパス触媒コンバータが設けられ、メイン通路を流路切換弁が開閉する。要求ＥＧＲ量に応じて、ＥＧＲ制御弁の開度と、可変動弁機構によるバルブオーバーラップ量と、上記流路切換弁の開度と、を協調制御する。例えば第１実施例では、要求ＥＧＲ量の増加に応じて、先ずバルブオーバーラップ量の増加により内部ＥＧＲ量を増加していき、次いで流路切換弁４の開度を減少させてＥＧＲ量を実質的に増加させ、最後にＥＧＲ制御弁２６の開度を増加させて外部ＥＧＲ量を増加させていく。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排気が流れるメイン通路の下流側に設けられたメイン触媒コンバータと、
上記メイン通路の上流側部分と並列に設けられたバイパス通路に設けられたバイパス触媒コンバータと、
上記メイン通路の上記上流側部分に設けられた流路切換弁と、
上記メイン通路又は上記バイパス通路から吸気系へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、
上記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ制御弁と、
吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量を変更可能な可変動弁手段と、
機関運転状態に基づいて要求ＥＧＲ量を算出する要求ＥＧＲ量算出手段と、
この要求ＥＧＲ量に応じて、上記ＥＧＲ制御弁の開度と、上記バルブオーバーラップ量と、上記流路切換弁の開度と、を協調制御するＥＧＲ協調制御手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の排気制御装置。
【請求項２】
燃焼安定性が所定の燃焼安定限界を超えた場合に、上記要求ＥＧＲ量の増加を禁止することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項３】
ノッキングの発生を検出した場合に、上記バルブオーバーラップ量の増加を禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項４】
上記ＥＧＲ協調制御手段は、上記バルブオーバーラップ量が所定値に達するまで、上記要求ＥＧＲ量の増加に応じて上記バルブオーバーラップ量を増加することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項５】
上記ＥＧＲ協調制御手段は、上記バルブオーバーラップ量が所定値に達すると、上記要求ＥＧＲ量の増加に応じて上記流路切換弁の開度を減少し、上記流路切換弁の開度が所定値まで低下すると、上記要求ＥＧＲ量の増加に応じて上記ＥＧＲ制御弁の開度を増加することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項６】
上記ＥＧＲ協調制御手段は、上記バルブオーバーラップ量が所定値に達すると、上記要求ＥＧＲ量の増加に応じて上記ＥＧＲ制御弁の開度を増加し、上記ＥＧＲ制御弁の開度が所定値に達すると、上記要求ＥＧＲ量の増加に応じて流路切換弁の開度を減少することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項７】
内燃機関から排出された排気が流れるメイン通路の下流側に設けられたメイン触媒コンバータと、
上記メイン通路の上流側部分と並列に設けられたバイパス通路に設けられたバイパス触媒コンバータと、
上記メイン通路の上記上流側部分に設けられた流路切換弁と、
上記メイン通路又は上記バイパス通路から吸気系へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、
上記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ制御弁と、
吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量を変更可能な可変動弁手段と、
を備えた内燃機関の排気制御方法において、
機関運転状態に基づいて要求ＥＧＲ量を算出し、
この要求ＥＧＲ量に増加に応じて、先ず上記バルブオーバーラップ量を増加し、上記ＥＧＲ制御弁の開度を増加又は上記流路切換弁の開度を減少することを特徴とする内燃機関の排気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の排気制御に関し、特に、排気還流量（ＥＧＲ量）の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にも記載されているように、排気還流（ＥＧＲ）の手法として、ＥＧＲ通路を用いて排気を吸気系へ還流する外部ＥＧＲと、可変動弁装置により吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量（期間）を調整することで、排気ポートからシリンダへ直接的に排気を逆流させる内部ＥＧＲと、が知られている。
【０００３】
ところで、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。そのため、特許文献２に開示されているように、メイン触媒コンバータを備えたメイン流路の上流側部分と並列にバイパス流路を設けるとともに、このバイパス流路に、別のバイパス触媒コンバータを介装し、両者を切り換える切換弁によって、冷間始動直後は、バイパス流路側に排気を案内するようにした排気制御装置が、従来から提案されている。この構成では、バイパス触媒コンバータは排気系の中でメイン触媒コンバータよりも相対的に上流側に位置しており、相対的に早期に活性化するので、より早い段階から排気浄化を開始することができる。
【特許文献１】特開平１−１８７３５６号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高回転高負荷域などでは、内部ＥＧＲと外部ＥＧＲとを併用しても、ＥＧＲ量を十分に確保することができないことがある。本発明は、上述したような流路切換弁を利用して、ＥＧＲ量を十分に確保し、燃費向上を図ること主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関から排出された排気が流れるメイン通路の下流側に設けられたメイン触媒コンバータと、上記メイン通路の上流側部分と並列に設けられたバイパス通路に設けられたバイパス触媒コンバータと、上記メイン通路の上記上流側部分に設けられた流路切換弁と、上記メイン通路又は上記バイパス通路から吸気系へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路と、上記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ制御弁と、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量を変更可能な可変動弁手段と、機関運転状態に基づいて要求ＥＧＲ量を算出する要求ＥＧＲ量算出手段と、この要求ＥＧＲ量に応じて、上記ＥＧＲ制御弁の開度と、上記バルブオーバーラップ量と、上記流路切換弁の開度と、を協調制御するＥＧＲ協調制御手段と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、可変動弁手段によるバルブオーバーラップ量の制御とＥＧＲ制御弁による開度制御に加えて、流路切換弁の開度を協調制御することによって、排気圧力を変化させ、バルブオーバーラップ量による内部ＥＧＲ量やＥＧＲ制御弁による外部ＥＧＲ量を実質的に増減させることができる。従って、機関運転状況に応じてバルブオーバーラップ量とＥＧＲ制御弁の開度と流路切換弁の開度の三者を協調制御することで、機関運転性の悪化やノッキングの発生を招くことなく、幅広い運転領域で十分なＥＧＲ量を確保し、燃費向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を直列４気筒内燃機関の排気制御装置に適用した実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この内燃機関の排気系の配管レイアウトを模式的に示した説明図であり、始めに、この図１に基づいて、排気制御装置全体の構成を説明する。
【０００８】
直列に配置された♯１気筒〜♯４気筒からなる各気筒１には、気筒毎に上流側メイン通路２が接続されている。４つの気筒の中で、排気行程が連続しない♯１気筒の上流側メイン通路２と♯４気筒の上流側メイン通路２とが１本の中間メイン通路３として合流しており、同様に排気行程が連続しない♯２気筒の上流側メイン通路２と♯３気筒の上流側メイン通路２とが１本の中間メイン通路３として合流している。ここで、各２本の上流側メイン通路２が合流する合流部には、流路切換弁４が設けられている。この流路切換弁４は、冷間時に閉じられるものであって、閉時には、上流側メイン通路２と中間メイン通路３との間の上下の連通を遮断するとともに、２本の上流側メイン通路２の間を非連通状態とする構成となっている。なお、この流路切換弁４は、一対の弁要素５からなり、各弁要素５に含まれる一対の弁体（図示せず）が、２本の上流側メイン通路２の先端部をそれぞれ開閉している。この流路切換弁４（弁要素５）としては、例えば弁体がシール面に接触することにより、漏れを許容せずに流れを完全に遮断することができる形式のものが望ましい。流路切換弁４の下流に位置する２本の中間メイン通路３は、合流点６において互いに合流し、１本の下流側メイン通路７となる。この下流側メイン通路７の途中には、メイン触媒コンバータ８が介装されている。このメイン触媒コンバータ８における触媒としては、三元触媒とＨＣトラップ触媒とを含んでいる。なお、このメイン触媒コンバータ８は、車両の床下に配置される容量の大きなものである。以上の上流側メイン通路２と中間メイン通路３と下流側メイン通路７とメイン触媒コンバータ８とによって、通常の運転時に排気が通流するメイン通路が構成される。このメイン通路は、直列４気筒内燃機関において周知の「４−２−１」の形で集合する配管レイアウトとなっており、従って、排気動的効果を利用した充填効率向上が実現される。
【０００９】
一方、バイパス通路として、上流側メイン通路２の各々から、上流側バイパス通路１１が分岐している。この上流側バイパス通路１１は、上流側メイン通路２よりも通路断面積が十分に小さなものであって、その上流端となる分岐点１２は、上流側メイン通路２のできるだけ上流側の位置に設定されている。そして、互いに隣接した位置にある♯１気筒の上流側バイパス通路１１と♯２気筒の上流側バイパス通路１１とが合流点１３において１本の中間バイパス通路１４として互いに合流しており、同様に互いに隣接した位置にある♯３気筒の上流側バイパス通路１１と♯４気筒の上流側バイパス通路１１とが合流点１３において１本の中間バイパス通路１４として互いに合流している。なお、各通路を模式的に示した図１では、各上流側バイパス通路１１が比較的長く描かれているが、実際には、可能な限り短くなっている。換言すれば、最短距離でもって中間バイパス通路１４として合流している。２本の中間バイパス通路１４は、合流点１５において１本の下流側バイパス通路１６として互いに合流している。この下流側バイパス通路１６の下流端は、下流側メイン通路７のメイン触媒コンバータ８より上流側の合流点１７において、下流側メイン通路７に合流している。そして、上記下流側バイパス通路１６の途中には、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ１８が介装されている。このバイパス触媒コンバータ１８は、バイパス流路の中で、可能な限り上流側に配置されている。つまり、中間バイパス通路１４もできるだけ短くなっている。
【００１０】
なお、図１の例では、バイパス流路全体の通路長（各気筒のバイパス通路の総和）を短くして、配管自体の熱容量ならびに外気に対する放熱面積を小さくするために、４本の上流側バイパス通路１１を長く引き回さずに上流側で２本の中間バイパス通路１４にまとめているが、このような構成は任意であり、例えば、バイパス触媒コンバータ１８が気筒列の一方に偏って位置する場合などには、他方の端部気筒から直線状に延ばした上流側バイパス通路に残りの気筒の上流側バイパス通路を略直角に接続することにより、全体の通路長を短くすることができる。
【００１１】
上記バイパス触媒コンバータ１８は、周知のモノリス触媒担体を備えており、メイン触媒コンバータ８に比べて容量が小さな小型のものであって、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。また、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量を調整可能な可変動弁手段として、吸気弁（又は排気弁）のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構２８が設けられている。このような可変動弁機構２８は周知であり、ここでは説明を省略する。
【００１２】
そして、吸気系から排気を還流するＥＧＲ通路２０の一端が、バイパス触媒コンバータ１８の下流側の分岐点１９に接続されている。このＥＧＲ通路２０の他端は、ＥＧＲ制御弁２６を介して機関吸気系へと延びている。つまり、上記分岐点１９が、還流排気の取り出し口となっている。そして、ＥＧＲ制御弁２６の開度により、ＥＧＲ通路２０を通る還流排気量、つまり外部ＥＧＲ量が調整される。
【００１３】
また、上記バイパス触媒コンバータ１８の入口側には、上流側空燃比センサ２１が配置され、出口側には、下流側空燃比センサ２２が配置されている。これらの空燃比センサ２１，２２としては、排気空燃比のリッチ，リーンに応じて二値的な信号を出力する所謂酸素センサ、あるいは、排気空燃比の値に対応した連続的に変化する出力が得られる所謂リニア型空燃比センサ、のいずれであってもよい。これらの空燃比センサ２１，２２の検出信号は、周知のように、触媒劣化診断のほか、一般的な空燃比制御（特にバイパス通路側へ排気が案内されているときの空燃比制御）に用いられるので、その精度確保ならびに部品コストの観点から、例えば、上流側空燃比センサ２１にリニア型空燃比センサが用いられ、下流側空燃比センサ２２に酸素センサが用いられている。これらの空燃比センサ２１，２２の検出信号は、エンジンコントロールユニット２３に入力される。なお、メイン通路側へ排気が案内されているときの空燃比制御のために、メイン触媒コンバータ８の入口側および出口側に、同様に空燃比センサ２４，２５を備えている。エンジンコントロールユニット２３は、周知のように、触媒劣化診断，空燃比制御や点火時期制御の他、後述するような流路切換弁４やＥＧＲ制御弁２６の開度制御や、可変動弁機構２８によるバルブオーバーラップ量（期間）の制御などを含む内燃機関の種々の制御を行うものである。なお、ＥＧＲ制御弁２６や流路切換弁４は、いずれも開度を連続的に調整可能なものが用いられている。
【００１４】
上記のように構成された排気制御装置においては、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、適宜なアクチュエータを介して流路切換弁４が閉じられ、メイン通路が遮断される。そのため、各気筒１から吐出された排気は、その全量が、分岐点１２から上流側バイパス通路１１および中間バイパス通路１４を通してバイパス触媒コンバータ１８へと流れる。バイパス触媒コンバータ１８は、排気系の上流側つまり気筒１に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。また、このとき、流路切換弁４が閉じることで、各気筒１の上流側メイン通路２が互いに非連通状態となる。そのため、ある気筒から吐出された排気が他の気筒の上流側メイン通路２へと回り込む現象が防止され、この回り込みに伴う排気温度の低下が確実に回避される。
【００１５】
一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、流路切換弁４が開放される。これにより、各気筒１から吐出された排気は、主に、上流側メイン通路２から中間メイン通路３および下流側メイン通路７を通り、メイン触媒コンバータ８を通過する。このときバイパス通路側は特に遮断されていないが、バイパス通路側の方がメイン通路側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ１８が介在しているので、両者の通路抵抗の差により、排気流の大部分はメイン通路側を通り、バイパス通路側には殆ど流れない。従って、バイパス触媒コンバータ１８の熱劣化は十分に抑制される。またバイパス通路側が完全に遮断されないことから、排気流量が大となる高速高負荷時には、排気流の一部がバイパス通路側を流れることで、背圧による充填効率低下を回避することができる。
【００１６】
またメイン流路側は、前述したように、排気干渉回避を考慮した「４−２−１」の配管レイアウトとなっているので、排気動的効果による充填効率向上効果を得ることができる。ここで、バイパス流路側は、排気干渉回避を特に考慮しない形で連通・集合しているが、上流側バイパス通路１１の通路断面積を十分に小さなものとすることで、各気筒の連通による排気干渉を、実質的に無視し得るレベルにまで低減することが可能である。なお、上流側バイパス通路１１の通路断面積をある上限寸法よりも大きくすると上記の排気干渉による充填効率低下が生じ、また逆にある下限寸法よりも小さくすると、切換弁４が閉状態にある間の排気流量が過度に小さく制限されてしまい、運転可能な領域が過度に狭められる。従って、上流側バイパス通路１１の通路断面積の最適な値は、機関排気量等に応じた所定の上限寸法と下限寸法との範囲内となる。
【００１７】
図２は、ＥＧＲ協調制御の流れを示すフローチャートであり、本ルーチンはエンジンコントロールユニット２３により記憶及び実行される。
【００１８】
ステップＳ１では、機関運転状態に基づいて要求ＥＧＲ量を算出する。ステップＳ２では、要求ＥＧＲ量等に基づいて、燃焼安定性を算出する。ステップＳ３では、燃焼安定性が所定の燃焼安定限界に達したかを判定する。燃焼安定性が燃焼安定限界に達したと判定すると、ステップＳ４へ進み、要求ＥＧＲ量の増加を禁止する（図３〜図６参照）。
【００１９】
ステップＳ５では、例えばノッキングセンサ（図示省略）の信号に基づいてノッキングの発生を検出したかを判定する。ノッキングの発生を検出すると、ステップＳ６へ進み、内部ＥＧＲ量の増加を禁止する。つまり、バルブオーバーラップ量の増加、更には流路切換弁４の開度減少を禁止する。そして、ステップＳ７では、要求ＥＧＲ量に応じて、ＥＧＲ制御弁２６の開度と、可変動弁機構２８によるバルブオーバーラップ量と、流路切換弁４の開度と、を協調制御する。
【００２０】
このＥＧＲ協調制御の第１実施例について、図３〜図５のタイミングチャート及び図７を参照して説明する。
【００２１】
図７の低回転低負荷域α１のように、要求ＥＧＲ量が小さい状況では、図３に示すように、ＥＧＲ制御弁２６による外部ＥＧＲを付与することなく、要求ＥＧＲ量の増加に応じてバルブオーバーラップ量を大きくして、内部ＥＧＲ量を増加させていく。そして、バルブオーバーラップ量が最大値Ｏ／Ｌｍａｘに達し、かつ、燃焼安定性とノッキングに対して余裕がある場合には、要求ＥＧＲ量の増加に応じて、流路切換弁４の開度を減少させていく。つまり流路切換弁４を閉じていく。このように流路切換弁４の開度を狭くしていくことで、排気圧力を高め、内部ＥＧＲ量を実質的に増加させていくことができる。このように、外部ＥＧＲの付与による燃焼安定性の低下を招くことなく、流路切換弁４を利用して内部ＥＧＲ量を最大限に確保して燃費向上効果を得ることができる。
【００２２】
そして、図７の高負荷域α２のように、バルブオーバーラップ量が最大値Ｏ／Ｌｍａｘとなり、かつ、流路切換弁４の開度が最小値ＶＯｍｉｎつまり全閉となると、図４に示すように、要求ＥＧＲ量の増加に応じて、ＥＧＲ制御弁２６の開度を増加していき、外部ＥＧＲ量を増加させていく。これによって、要求ＥＧＲ量の増加に応じて内部ＥＧＲ量と外部ＥＧＲ量とを合わせたトータルのＥＧＲ量を増加させていくことができ、更なる燃費向上を図ることができる。
【００２３】
但し、図７の高回転域α３のように、運転領域によっては、要求ＥＧＲ量の増加に応じて内部ＥＧＲ量を増加させていくと、高温残留ガスの影響で、図５に示すように、燃焼安定性に余裕があってもノッキングを発生してしまうことがある。そこで、ノッキングの発生を検出した場合には、内部ＥＧＲ量の増加、つまりバルブオーバーラップ量の増加や流路切換弁の開度減少を禁止し（図２のステップＳ６参照）、要求ＥＧＲ量の増加に応じて、ＥＧＲ制御弁２６の開度を大きくしていく。これによって、燃焼初期の圧力上昇を抑制してノッキングの発生を有効に回避しつつ、燃焼安定限界までＥＧＲ量を増加させていくことで、十分なＥＧＲ量を確保して燃費効果を最大限に得ることができる。
【００２４】
図６は、ＥＧＲ協調制御の第２実施例を示すタイミングチャートである。この第２実施例では、要求ＥＧＲ量の増加に伴って、先ずバルブオーバーラップ量の増加により内部ＥＧＲ量を増加していき、このバルブオーバーラップ量が最大値Ｏ／Ｌｍａｘに達すると、次に要求ＥＧＲ量の増加に伴ってＥＧＲ制御弁２６の開度つまり外部ＥＧＲ量を増加していく。そして、ＥＧＲ制御弁２６の開度（外部ＥＧＲ量）が最大値ＶＥＧＲｍａｘに達すると、最後に流路切換弁４の開度を低下させていく。これによって、排気圧力の増加に伴い、内部ＥＧＲ量及び外部ＥＧＲ量の双方が実質的に増加していき、全体としてのＥＧＲ量を要求ＥＧＲ量の増加に応じて増加させていくことができる。このような第２実施例では、上記第１実施例と同様、燃焼安定性やノッキングを生じることなくＥＧＲ量を最大限に確保して燃費向上を図ることができることに加え、要求ＥＧＲ量の増加に伴い、バルブオーバーラップ量の増加による内部ＥＧＲ量の増加に続いて、ＥＧＲ制御弁２６の開度増加による外部ＥＧＲ量を増加させ、最後に流路切換弁４の開度を減少させるようにしたので、流路切換弁４の開度減少に伴うバイパス触媒コンバータ１８の熱劣化や通気抵抗の増加を抑制することができる。
【００２５】
以上の説明より把握し得る本発明の特徴的な構成及び作用効果について、上記実施例を参照して以下に列記する。但し、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例ではＥＧＲ通路２０の排気通路への接続位置つまり排気還流の取り出し口１９を下流側バイパス通路１６としているが、これに限らず、例えば取出し口１９をメイン通路２，３，７に設定してもよい。
【００２６】
［１］内燃機関から排出された排気が流れるメイン通路（２，３，７）の下流側に設けられたメイン触媒コンバータ８と、上記メイン通路の上流側部分と並列に設けられたバイパス通路（１１，１４，１６）に設けられたバイパス触媒コンバータ１８と、上記メイン通路の上記上流側部分に設けられた流路切換弁４と、上記メイン通路又は上記バイパス通路から吸気系へ排気の一部を還流するＥＧＲ通路２０に設けられたＥＧＲ制御弁２６と、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量を変更可能な可変動弁機構２８等の可変動弁手段と、を有する。そして、機関運転状態に基づいて要求ＥＧＲ量を算出する要求ＥＧＲ量算出手段（ステップＳ１）と、この要求ＥＧＲ量に応じて、上記ＥＧＲ制御弁２６の開度と、上記バルブオーバーラップ量と、上記流路切換弁４の開度と、を協調制御するＥＧＲ協調制御手段（ステップＳ７）と、を有することを特徴としている。
【００２７】
このような構成により、ＥＧＲ制御弁２６の開度を調整することで外部ＥＧＲ量が増減し、バルブオーバーラップ量を調整することで内部ＥＧＲ量が増減する。加えて、流路切換弁４の開度を調整することで、メイン通路とバイパス通路の通気抵抗の差に応じて排気圧力が変化し、これに伴って、内部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ量を実質的に増減させることができる。具体的には、流路切換弁４の開度を減少するほど、つまり流路切換弁４を閉じるほど、通気抵抗の大きいバイパス通路側を通流する排気量が増えることから、排気圧力が上昇し、内部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ量を実質的に増加させることができる。このように、メイン通路とバイパス通路とを切り換える流路切換弁４を利用して、実質的なＥＧＲ量を調整することが可能となることから、ＥＧＲ制御弁２６の開度による外部ＥＧＲ量の調整と、バルブオーバーラップ量による内部ＥＧＲ量の調整に加えて、流路切換弁４の開度を協調制御することで、幅広い運転領域で十分なＥＧＲ量を確保し、燃費向上を図ることができる。
【００２８】
［２］但し、図２のステップＳ２〜Ｓ４や図３〜図６に示すように、燃焼安定性が所定の燃焼安定限界を超えた場合には、要求ＥＧＲ量の増加を禁止することで、燃焼安定性の悪化を回避することができる。
【００２９】
［３］また、要求ＥＧＲ量の増加に応じてバルブオーバーラップ量（内部ＥＧＲ量）を増加させていくと、排気ポートより吹き戻される高温残留ガスの影響で、図５に示すように、運転領域（例えば高負荷域α３）によっては燃焼安定性に余裕があってもノッキングを発生してしまうことがある。そこで、ノッキングの発生を検出した場合には、バルブオーバーラップ量の増加を禁止し（ステップＳ６）、要求ＥＧＲ量の増加に応じて、ＥＧＲ制御弁の開度つまり外部ＥＧＲ量を増加していく。これによって、燃焼初期の圧力上昇を抑制してノッキングの発生を回避しつつ、要求ＥＧＲ量の増加に応じてＥＧＲ量を増加させていくことができる。
【００３０】
［４］燃焼が不安定な低回転低負荷域α１（図７参照）などでは、図３〜図６に示すように、バルブオーバーラップ量が所定値に達するまで、要求ＥＧＲ量の増加に応じてバルブオーバーラップ量を増加することで、外部ＥＧＲの付与による燃焼安定性の低下を招くことなく、要求ＥＧＲ量の増加に応じて内部ＥＧＲ量を増加していくことができる。
【００３１】
［５］、上記第１実施例では、図３及び図４に示すように、バルブオーバーラップ量が所定値（最大値Ｏ／Ｌｍａｘ）に達すると、要求ＥＧＲ量の増加に応じて流路切換弁４の開度を減少し、この流路切換弁４の開度が所定値（最小値ＶＯｍｉｎ）まで低下すると、要求ＥＧＲ量の増加に応じてＥＧＲ制御弁２６の開度を増加している。このように、要求ＥＧＲ量の増加に伴って、バルブオーバーラップ量の増加，流路切換弁４の開度減少，及びＥＧＲ制御弁２６の開度増加の順に制御を行い、ＥＧＲ制御弁２６の開度増加による外部ＥＧＲ量の付与を行う前に、内部ＥＧＲ量を最大限に利用することで、外部ＥＧＲの付与による燃焼安定性の低下を最小限に抑制することができる。そして、流路切換弁４の開度が最小値まで低下し、かつ燃焼安定性やノッキングに対して余裕がある場合には、ＥＧＲ制御弁２６の開度増加による外部ＥＧＲ量の付与を行うことで、ＥＧＲ量を最大限に確保して更なる燃費向上を図ることができる。
【００３２】
［６］但し、ＥＧＲ量を増加するために流路切換弁４の開度を減少すると、バイパス通路を通流する排気量が増加し、バイパス触媒コンバータ１８の熱劣化や通気抵抗の増加等の悪影響が懸念される場合には、図６に示す第２実施例のように、バルブオーバーラップ量が所定値（例えば最大値Ｏ／Ｌｍａｘ）に達すると、要求ＥＧＲ量の増加に応じて先ずＥＧＲ制御弁２６の開度を増加して外部ＥＧＲ量を増加させ、このＥＧＲ制御弁２６の開度が所定値（例えば最大値ＶＥＧＲｍａｘ）に達すると、要求ＥＧＲ量の増加に応じて流路切換弁４の開度を減少している。これによって、ＥＧＲ量の増加の目的で流路切換弁４の開度減少させる機会を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明に係る排気制御装置の一例を示す構成説明図
【図２】ＥＧＲ協調制御の流れを示すフローチャート。
【図３】第１実施例に係るＥＧＲ協調制御を示すタイミングチャート。
【図４】同じく第１実施例に係るＥＧＲ協調制御を示すタイミングチャート。
【図５】同じく第１実施例に係るノッキング発生時のＥＧＲ協調制御を示すタイミングチャート。
【図６】第２実施例に係るＥＧＲ協調制御を示すタイミングチャート。
【図７】上記ＥＧＲ協調制御に関する運転領域を示す説明図。
【符号の説明】
【００３４】
２…上流側メイン通路
３…中間メイン通路
４…流路切換弁
８…メイン触媒コンバータ
１１…上流側バイパス通路
１４…中間バイパス通路
１６…下流側バイパス通路
１８…バイパス触媒コンバータ
２０…ＥＧＲ通路
２３…エンジンコントロールユニット
２６…ＥＧＲ制御弁
２８…可変動弁機構（可変動弁手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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