(57)【要約】【課題】この発明は、ＥＧＲ触媒にデポジットによる詰まりが生ずるのを良好に回避させることを目的とする。【解決手段】タービン２４ｂに通じる第１排気通路３２を開閉する第１排気弁３０Ａと、タービン２４ｂ下流に通じる第２排気通路３４を開閉する第２排気弁３０Ｂとを有する。第１排気通路３２におけるタービン２４ｂの上流と接続され、吸気通路１８に向かう第１ＥＧＲ通路４０と、第２排気通路３４に接続され、吸気通路１８に向かう第２ＥＧＲ通路４１とを備える。これらの通路４０、４１が合流した後の通路であって、吸気通路１８に接続される合流後ＥＧＲ通路４２と、合流後ＥＧＲ通路４２に配置されたＥＧＲ触媒４４とを備える。合流後ＥＧＲ通路４２から、コンプレッサ下流側吸気通路１８ｂおよびコンプレッサ上流側吸気通路１８ａの何れにガスを流すかを制御する第２切替弁４７を備える。【選択図】図１
2010024972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を過給する過給機と、
前記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、
前記タービンを通らない第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、
前記第１排気通路における前記タービンの上流と接続され、内燃機関の吸気通路に向かう第１ＥＧＲ通路と、
前記第２排気通路に接続され、前記吸気通路に向かう第２ＥＧＲ通路と、
前記第１ＥＧＲ通路と前記第２通路とが合流した後の通路であって、前記吸気通路に接続される合流後ＥＧＲ通路と、
前記合流後ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス中に含まれる成分を浄化可能なＥＧＲ触媒と、を備え、
前記合流後ＥＧＲ通路は、前記ＥＧＲ触媒よりも前記吸気通路側において分岐し、当該分岐後の一方が前記過給機のコンプレッサよりも下流側のコンプレッサ下流側吸気通路に接続され、当該分岐後の他方が前記コンプレッサよりも上流側のコンプレッサ上流側吸気通路に接続されており、
前記過給機付き内燃機関の制御装置は、前記合流後ＥＧＲ通路から、前記コンプレッサ下流側吸気通路および前記コンプレッサ上流側吸気通路の何れにガスを流すかを制御する流路切替弁を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路に流れるガス流量と、前記第２ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路に流れるガス流量とを制御する流量制御弁を更に備えることを特徴とする請求項１記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項３】
ＥＧＲを導入するＥＧＲ要求の有無を検知するＥＧＲ要求検知手段と、
前記ＥＧＲ要求が検知されていない場合に、前記第２ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路を介して前記コンプレッサ上流側吸気通路にガスが流れるように、前記流路切替弁および前記流量制御弁を制御する流路制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項２記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ触媒に堆積されたデポジットの除去を行う場合に、前記第２ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路を介して前記コンプレッサ上流側吸気通路にガスが流れるように、前記流路切替弁および前記流量制御弁を制御する流路制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第２排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構と、
前記流路制御手段による前記の制御が行われる場合に、前記内燃機関に取り込まれた新気が燃焼室を吹き抜けるような開弁特性となるように前記排気可変動弁機構を制御する排気弁制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項３または４記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記ＥＧＲ触媒の温度が所定温度未満である場合に、燃料が新気とともに前記燃焼室を吹き抜けるようなタイミングで燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項５記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、気筒毎に、タービンに通じる第１排気通路を開閉する第１排気弁と、タービンを通らない第２排気通路を開閉する第２排気弁とを備えた装置（独立排気エンジン）が開示されている。より具体的には、この従来の独立排気エンジンでは、第１排気通路におけるタービンの下流側にリーンＮＯｘ触媒が配置されている。そして、第１排気通路におけるタービンとリーンＮＯｘ触媒との間に、吸気系へのＥＧＲ通路が接続されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１０４４９号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気再循環ガス（ＥＧＲガス）中には、吸気ポートや吸気弁にデポジットが生成する主因である未燃ＨＣ、オイル成分、すす、微粒子（ＰＭ）等が含まれている。そこで、上記従来の技術のように、排気通路における触媒よりも上流側の部位からＥＧＲガスを取り出す際には、上記の未燃ＨＣ等のデポジット生成成分が吸気側に持ち込まれるのを防止するために、ＥＧＲ通路中に、デポジット生成成分を浄化するための触媒（ＥＧＲ触媒）を備えることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、ＥＧＲ触媒の場合には、排気通路に配置される一般的な排気浄化触媒とは異なり、ＥＧＲガスを導入させている際にしかＥＧＲ触媒にガスが流れなくなる。その結果、ＥＧＲ触媒に上記の未燃ＨＣ等がデポジットとして堆積し易くなり、ＥＧＲ触媒の詰まりによってＥＧＲガス流量の低下が発生することが懸念される。
【０００６】
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、ＥＧＲ触媒にデポジットによる詰まりが生ずるのを良好に回避させ得る過給機付き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】
【０００７】
第１の発明は、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
吸入空気を過給する過給機と、
前記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、
前記タービンを通らない第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、
前記第１排気通路における前記タービンの上流と接続され、内燃機関の吸気通路に向かう第１ＥＧＲ通路と、
前記第２排気通路に接続され、前記吸気通路に向かう第２ＥＧＲ通路と、
前記第１ＥＧＲ通路と前記第２通路とが合流した後の通路であって、前記吸気通路に接続される合流後ＥＧＲ通路と、
前記合流後ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス中に含まれる成分を浄化可能なＥＧＲ触媒と、を備え、
前記合流後ＥＧＲ通路は、前記ＥＧＲ触媒よりも前記吸気通路側において分岐し、当該分岐後の一方が前記過給機のコンプレッサよりも下流側のコンプレッサ下流側吸気通路に接続され、当該分岐後の他方が前記コンプレッサよりも上流側のコンプレッサ上流側吸気通路に接続されており、
前記過給機付き内燃機関の制御装置は、前記合流後ＥＧＲ通路から、前記コンプレッサ下流側吸気通路および前記コンプレッサ上流側吸気通路の何れにガスを流すかを制御する流路切替弁を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記第１ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路に流れるガス流量と、前記第２ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路に流れるガス流量とを制御する流量制御弁を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明において、
ＥＧＲを導入するＥＧＲ要求の有無を検知するＥＧＲ要求検知手段と、
前記ＥＧＲ要求が検知されていない場合に、前記第２ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路を介して前記コンプレッサ上流側吸気通路にガスが流れるように、前記流路切替弁および前記流量制御弁を制御する流路制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第２の発明において、
前記ＥＧＲ触媒に堆積されたデポジットの除去を行う場合に、前記第２ＥＧＲ通路から前記合流後ＥＧＲ通路を介して前記コンプレッサ上流側吸気通路にガスが流れるように、前記流路切替弁および前記流量制御弁を制御する流路制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記第２排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構と、
前記流路制御手段による前記の制御が行われる場合に、前記内燃機関に取り込まれた新気が燃焼室を吹き抜けるような開弁特性となるように前記排気可変動弁機構を制御する排気弁制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記ＥＧＲ触媒の温度が所定温度未満である場合に、燃料が新気とともに前記燃焼室を吹き抜けるようなタイミングで燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、ＥＧＲ触媒が設けられた合流後ＥＧＲ通路からガスを吸気側に還流させる通路として、コンプレッサ下流側吸気通路とコンプレッサ上流側吸気通路とが選択可能となる。コンプレッサ上流側吸気通路は、内燃機関の運転中は、過給機のコンプレッサの回転により負圧下にある。このため、通常のＥＧＲ要求がない場合においてコンプレッサ上流側吸気通路を選択するようにすることで、内燃機関の過給圧の状態に関係なく、ＥＧＲ触媒への安定したガス供給を容易に確保できるようになる。このため、ＥＧＲ要求がない場合にＥＧＲ触媒にガスの供給が途絶えることに伴って当該ＥＧＲ触媒にデポジットによる詰まりが生ずるのを良好に回避させることが可能となる。
【００１４】
第２の発明によれば、通常のＥＧＲ要求がある場合には、排気ガスが第１排気通路側からコンプレッサ下流側吸気通路側に流れる流路形態を選択することで、第２排気通路側に比して圧力の高い第１排気通路側の排気ガスを利用して、要求ＥＧＲ量を良好に確保することができる。そして、本発明によれば、ＥＧＲ要求のない場合や上記デポジットの除去を行う場合に、ガスが第２排気通路側からコンプレッサ上流側吸気通路に流れる流路形態を選択することで、内燃機関の過給圧の状態に関係なく、ＥＧＲ触媒への安定したガス供給を容易に確保できるようになる。
【００１５】
第３の発明によれば、ＥＧＲ要求がない場合に、ガスが第２排気通路側からコンプレッサ上流側吸気通路に流れる流路形態を選択することで、内燃機関の過給圧の状態に関係なく、ＥＧＲ触媒への安定したガス供給を容易に確保できるようになる。
【００１６】
第４の発明によれば、上記デポジットの除去を行う場合に、ガスが第２排気通路側からコンプレッサ上流側吸気通路に流れる流路形態を選択することで、内燃機関の過給圧の状態に関係なく、ＥＧＲ触媒への安定したガス供給を容易に確保できるようになる。
【００１７】
第５の発明によれば、ガスが第２排気通路側からコンプレッサ上流側吸気通路に流れる流路形態が選択される際に、新気が燃焼室を吹き抜けるように制御されることで、ＥＧＲ触媒内において、新気（酸素）と上記デポジットとを反応させてデポジットを焼却させられるようになる。このため、当該デポジットを効率的に除去することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、ＥＧＲ触媒の温度が比較的低い場合において、ガスが第２排気通路側からコンプレッサ上流側吸気通路に流れる流路形態が選択される際に、新気とともに吹き抜けた燃料がＥＧＲ触媒に供給されるようになる。これにより、上記デポジットと新気との良好な反応が生じ得る温度にまでＥＧＲ触媒を速やかに昇温させられるようになる。これにより、ＥＧＲ触媒の温度が比較的低い場合であっても、デポジットの焼却を短時間に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す図である。本実施の形態１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である。
【００２０】
図１に示すシステムは、複数の気筒２を有するエンジン１を備えている。各気筒２のピストン（図示せず）は、それぞれクランク機構を介して共通のクランク軸４に接続されている。クランク軸４の近傍には、クランク軸４の回転角度（クランク角ＣＡ）を検出するクランク角センサ５が設けられている。
【００２１】
エンジン１は、各気筒２に対応して、インジェクタ６を有している。インジェクタ６は、高圧の燃料を気筒２内に直接噴射するように構成されている。各インジェクタ６は、共通のデリバリーパイプ７に接続されている。デリバリーパイプ７は、燃料ポンプ８を介して燃料タンク９に連通している。
【００２２】
また、エンジン１は、各気筒２に対応して吸気ポート１０を有している。吸気ポート１０には、複数の吸気弁１１が設けられている。吸気弁１１は、吸気可変動弁機構１３により開閉駆動される。ここでは、吸気可変動弁機構１３は、吸気カム軸１２の位相を変更可能とする公知のＶＶＴ機構を備えているものとする。
【００２３】
また、各吸気ポート１０は、共通の吸気マニホールド１６に接続されている。吸気マニホールド１６には、過給圧センサ１７が設けられている。過給圧センサ１７は、後述するコンプレッサ２４ａによって過給された空気（以下「過給空気」という。）の圧力、すなわち、吸気系圧力である過給圧を測定するように構成されている。
【００２４】
吸気マニホールド１６には、吸気通路１８が接続されている。吸気通路１８の途中には、スロットルバルブ２０が設けられている。スロットルバルブ２０は、スロットルモータ２１により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ２０は、アクセル開度センサ２３により検出されるアクセル開度ＡＡ等に基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ２０の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ２２が設けられている。スロットルバルブ２０の上流には、過給空気を冷却するためのインタークーラ２５が設けられている。
【００２５】
インタークーラ２５の上流には、過給機２４のコンプレッサ２４ａが設けられている。コンプレッサ２４ａは、図示しない連結軸を介してタービン２４ｂと連結されている。タービン２４ｂは、後述する第１排気通路３２に設けられている。このタービン２４ｂが排気動圧（排気エネルギ）により回転駆動されることに伴って、コンプレッサ２４ａが回転駆動される。コンプレッサ２４ａの上流には、エアフロメータ２６が設けられている。エアフロメータ２６は、吸入空気量Ｇａを検出するように構成されている。
【００２６】
また、エンジン１には、各気筒２に対応して第１排気弁３０Ａ（符号「Ex1」を付すこともある。）と第２排気弁３０Ｂ（符号「Ex2」を付すこともある。）とが設けられている。この第１排気弁３０Ａは、タービン２４ｂに通じる第１排気通路３２を開閉するものである。タービン２４ｂは、第１排気通路３２を流通する排気動圧によって回転駆動されるように構成されている。また、第２排気弁３０Ｂは、タービン２４ｂに通じない第２排気通路３４を開閉するものである。
【００２７】
これらの排気弁３０Ａ、３０Ｂは、排気可変動弁機構３１によって開閉駆動される。ここでは、排気可変動弁機構３１は、各気筒２の排気弁３０Ａ、３０Ｂの開弁特性を連続的に変更可能とする機構であるものとする。より具体的には、排気可変動弁機構３１は、排気弁３０Ａ、３０Ｂの開閉時期を調整すべく、排気カム軸２９の位相を変更可能とする公知のＶＶＴ機構を備えているものとする。また、排気可変動弁機構３１は、第２排気弁３０Ｂのリフト量および作用角を連続的に変更可能とする公知のリフト量（および作用角）可変機構を備えているものとする。
【００２８】
第１排気通路３２と第２排気通路３４の合流点３５よりも下流の排気通路３６には、排気空燃比を検出する空燃比センサ３８が設けられている。空燃比センサ３８の下流には、触媒（Ｓ／Ｃ）３９が設けられている。
【００２９】
タービン２４ｂよりも上流側の第１排気通路３２には、吸気通路１８に向かう第１ＥＧＲ通路４０が接続されている。また、第２排気通路３４には、同じく吸気通路１８に向かう第２ＥＧＲ通路４１が接続されている。
【００３０】
第１ＥＧＲ通路４０と第２ＥＧＲ通路４１とは、図１に示すように一本の合流後ＥＧＲ通路４２に合流している。当該合流部には、第１切替弁４３が設置されている。当該第１切替弁４３は、第１ＥＧＲ通路４０から合流後ＥＧＲ通路４２に流れるガス流量と、第２ＥＧＲ通路４１から合流後ＥＧＲ通路４２に流れるガス流量とを制御する弁である。
【００３１】
合流後ＥＧＲ通路４２の途中には、ＥＧＲ触媒４４が設けられている。ＥＧＲ触媒４４としては、例えば、酸化触媒を用いることができる。また、合流後ＥＧＲ通路４２は、ＥＧＲ触媒４４よりも吸気通路１８側において二股状に分岐している。
【００３２】
合流後ＥＧＲ通路４２における当該分岐後の一方（第１分岐後ＥＧＲ通路４５）は、コンプレッサ２４ａよりも下流側のコンプレッサ下流側吸気通路１８ｂに接続されている。また、合流後ＥＧＲ通路４２における当該分岐後の他方（第２分岐後ＥＧＲ通路４６）は、コンプレッサ２４ａよりも上流側のコンプレッサ上流側吸気通路１８ａに接続されている。
【００３３】
上記分岐部には、第２切替弁４７が設置されている。当該第２切替弁４７は、合流後ＥＧＲ通路４２から、コンプレッサ下流側吸気通路１８ｂ側の第１分岐後ＥＧＲ通路４５およびコンプレッサ上流側吸気通路１８ａ側の第２分岐後ＥＧＲ通路４６の何れにガスを流すかを制御する弁である。
【００３４】
また、第１分岐後ＥＧＲ通路４５の途中には、当該通路４５を通ってエンジン１に供給されるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ弁４８が設けられている。また、ＥＧＲ触媒４４には、当該ＥＧＲ触媒４４の温度を検出するための温度センサ４９が取り付けられている。
【００３５】
本実施の形態１のシステムは、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力側には、クランク角センサ５、過給圧センサ１７、スロットル開度センサ２２、アクセル開度センサ２３、エアフロメータ２６、空燃比センサ３８、および温度センサ４９等が接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、インジェクタ６、燃料ポンプ８、吸気可変動弁機構１３、スロットルモータ２１、排気可変動弁機構３１、第１切替弁４３、第２切替弁４７、およびＥＧＲ弁４８等が接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、エンジン１の運転状態を制御する。
【００３６】
（筒内残留ガスのスカベンジングについて）
図２は、本実施形態において用いられる吸排気弁のバルブタイミングを説明するための図である。
より具体的には、図２に示す吸排気弁のバルブタイミングは、燃焼室を介して吸気側から排気側に向けて新気を吹き抜けさせて筒内の残留ガスを掃気させる（スカベンジング）際に用いられるものである。このような場合には、排気可変動弁機構３１を用いて、図２に示すように、第２排気弁Ex2の閉じ時期が第１排気弁Ex1に比して遅角されるようになっている。これにより、第２排気弁Ex2の開弁期間と吸気弁Inの開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が確保されるようになっている。
【００３７】
更に、第２排気弁Ex2の開き時期が第１排気弁Ex1に比して遅角されるとともに当該第２排気弁Ex2のリフト量が第１排気弁Ex1のリフト量に比して小さくされるようになっている。これにより、タービン２４ｂに供給される排気エネルギ量が高められ、過給圧がより速やかに高められるようになっている。
【００３８】
以上のような吸排気弁のバルブタイミングによれば、吸気側から排気側への新気の吹き抜けを効果的に生じさせることができる。また、図２に示すように、排気可変動弁機構３１によって第２排気弁Ex2のリフト量を調整することで、当該吹き抜けの量（スカベンジ量）を調整することができる。更には、このような排気可変動弁機構３１による第２排気弁Ex2の制御とともに、吸気弁１１の開き時期の進角量の調整によるバルブオーバーラップ期間の調整をも含めて、スカベンジ量が調整されるようになっていてもよい。
【００３９】
［実施の形態１の特徴部分］
（通常のＥＧＲ制御）
本実施形態のエンジン１では、必要に応じてＥＧＲガスを導入した運転が行われており、運転領域に応じて要求ＥＧＲ量が予め設定されている。このような通常のＥＧＲ制御には、次のような流路形態（ＥＧＲ経路１、３使用）が選択されるようになっている。
【００４０】
すなわち、この場合には、第１ＥＧＲ通路４０を流れる排気ガスが合流後ＥＧＲ通路４２に導入されるように第１切替弁４３が制御されるとともに、合流後ＥＧＲ通路４２を流れる排気ガスが第１分岐後ＥＧＲ通路４５に導入されるように第２切替弁４７が制御される。また、この場合には、ＥＧＲ弁４８が上記要求ＥＧＲ量を満たすような開度に制御される。
【００４１】
上記のような制御によって、通常のＥＧＲ制御時には、第１排気通路３２を流れる排気ガスが、第１ＥＧＲ通路４０、合流後ＥＧＲ通路４２（ＥＧＲ触媒４４）、および第１分岐後ＥＧＲ４５を介してコンプレッサ下流側吸気通路１８ｂに供給されるようになっている。更に付け加えると、この場合には、第２ＥＧＲ通路４１および第２分岐後ＥＧＲ通路４６は不使用とされる。
【００４２】
ところで、排気再循環ガス（ＥＧＲガス）中には、吸気ポートや吸気弁にデポジットが生成する主因である未燃ＨＣ、オイル成分、すす、微粒子（ＰＭ）等が含まれている。本実施形態のシステムでは、合流後ＥＧＲ通路４２に設けられたＥＧＲ触媒４４によって、上記未燃ＨＣ等のデポジット生成成分が吸気側に持ち込まれるのを防止することができる。
【００４３】
（ＥＧＲ触媒のデポジット清掃（除去）時の制御）
しかしながら、ＥＧＲ触媒４４の場合には、排気通路に配置される一般的な排気浄化触媒とは異なり、ＥＧＲガスを導入させている際にしかＥＧＲ触媒４４にガスが流れなくなる。その結果、ＥＧＲ触媒４４に上記の未燃ＨＣ等がデポジットとして堆積し易くなり、ＥＧＲ触媒４４の詰まりによってＥＧＲガス流量の低下が発生することが懸念される。
【００４４】
そこで、本実施形態では、ＥＧＲ要求が出されていない運転条件下において、ＥＧＲ触媒４４に堆積したデポジットを除去するために、排気側から吸気側へのガスの流路形態として、次のような流路形態（ＥＧＲ経路２、４使用）を選択するようにした。
【００４５】
すなわち、この場合には、第２ＥＧＲ通路４１を流れる排気ガスが合流後ＥＧＲ通路４２に導入されるように第１切替弁４３を制御するとともに、合流後ＥＧＲ通路４２を流れる排気ガスが第２分岐後ＥＧＲ通路４６に導入されるように第２切替弁４７を制御するようにしている。
【００４６】
上記のような制御によって、当該デポジット清掃時には、第２排気通路３４を流れるガスが、第２ＥＧＲ通路４１、合流後ＥＧＲ通路４２（ＥＧＲ触媒４４）、および第２分岐後ＥＧＲ通路４６を介してコンプレッサ上流側吸気通路１８ａに供給されるようになっている。
【００４７】
更に、本実施形態では、当該デポジット清掃時には、図２を参照して上述した吸排気弁のバルブタイミングの調整によって、吸気側から排気側への新気の吹き抜けを生じさせるようにしている。つまり、本実施形態では、当該デポジット清掃時に、このような新気の吹き抜けを上記流路形態（ＥＧＲ経路２、４使用）の選択とともに行うことで、ＥＧＲ触媒４４に燃焼室内を吹き抜けた新気を供給するようにしている。
【００４８】
また、本実施形態では、当該デポジット清掃時において、ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的低い領域では、上述した制御に加え、燃料が新気とともに燃焼室内を吹き抜けるようなタイミングで、通常の燃料噴射とは別に燃料噴射を実行するようにした。
【００４９】
図３は、上記の機能を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。
図３に示すルーチンでは、先ず、通常のＥＧＲ制御の実行要求があるか否かが判別される（ステップ１００）。具体的には、ここでは、現在のエンジン１の運転領域に応じて、通常のＥＧＲ制御の実行要求がある運転領域であるか否かが判断される。
【００５０】
上記ステップ１００において、通常のＥＧＲ制御の実行要求があると判定された場合、つまり、通常のＥＧＲ制御時には、第１ＥＧＲ通路４０（ＥＧＲ経路１）および第１分岐後ＥＧＲ通路４５（ＥＧＲ経路３）が使用され、かつ、第２ＥＧＲ通路４１（ＥＧＲ経路２）および第２分岐後ＥＧＲ通路４６（ＥＧＲ経路４）が不使用（閉）とされるように、第１切替弁４３および第２切替弁４７が制御される（ステップ１０２）。
【００５１】
次に、現在のエンジン１の運転領域に応じた要求ＥＧＲ量が算出されるとともに、当該要求ＥＧＲ量が満たされるようなＥＧＲ弁４８の開度が決定される（ステップ１０４）。
【００５２】
一方、上記ステップ１００において、通常のＥＧＲ制御の実行要求がないと判定された場合には、上記デポジットの清掃（除去）を行うべく、第１ＥＧＲ通路４０（ＥＧＲ経路１）および第１分岐後ＥＧＲ通路４５（ＥＧＲ経路３）が不使用（閉）とされ、かつ、第２ＥＧＲ通路４１（ＥＧＲ経路２）および第２分岐後ＥＧＲ通路４６（ＥＧＲ経路４）が使用されるように、第１切替弁４３および第２切替弁４７が制御される（ステップ１０６）。
【００５３】
次に、ＥＧＲ触媒４４の温度が所定の基準値以上となっているか否かが判別される（ステップ１０８）。当該基準値は、ＥＧＲ触媒４４が新気の供給を受けた際に、堆積されたデポジットと新気（酸素）との間で速やかな反応が生ずる程度にまで、当該ＥＧＲ触媒４４の温度が高まっているか否かを判断するための閾値である。
【００５４】
その結果、ＥＧＲ触媒温度≧上記基準値が成立すると判定された場合、つまり、ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的高いと判断できることで酸素の供給のみで十分であると判断できる場合には、ＥＧＲ触媒清掃要求のためのスカベンジ量が算出される（ステップ１１０）。具体的には、本ステップ１１０では、当該スカベンジ量を満足させるための第２排気弁Ex2のリフト量およびバルブオーバーラップ期間が決定される。
【００５５】
より詳細に説明すると、当該ＥＧＲ触媒清掃要求時には、過度に多量なガスをＥＧＲ触媒４４に導入する必要はなく、ＥＧＲ触媒４４にガスが導入されない期間ができることで当該ＥＧＲ触媒４４に詰まりが生ずるのを回避するために必要十分なガス量があればよい。ところが、エンジン１の運転状態が変わると、ターボ回転数が変化し、過給圧が変化する。その結果、バルブオーバーラップ期間や第２排気弁Ex2のリフト量が一定とされていても、その時々の過給圧に応じて、スカベンジ量が変化してしまう。このため、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に関わらず同程度のスカベンジ量が得られるように、過給圧との関係でバルブオーバーラップ期間や第２排気弁Ex2のリフト量を定めたマップを記憶している。そして、本ステップ１１０では、そのようなマップを参照して、所望の新気量が得られるように、バルブオーバーラップ期間や第２排気弁Ex2のリフト量が決定される。
【００５６】
一方、上記ステップ１０８において、ＥＧＲ触媒温度≧上記基準値が不成立であると判定された場合、つまり、ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的低いと判断できることで当該ＥＧＲ触媒４４の昇温のために新気とともに燃料を供給することが好ましいと判断できる場合には、上記ステップ１１０と同様の手法で、ＥＧＲ触媒清掃要求のためのスカベンジ量が算出される（ステップ１１２）。
【００５７】
ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的低いと判断できる場合には、更に、上記ステップ１１２において算出されたスカベンジ量に応じて、要求吹き抜け燃料量（つまり、スカベンジングを実行する際に新気とともに燃焼室内を吹き抜ける燃料量の要求値）が算出される（ステップ１１４）。具体的には、本ステップ１１４では、燃料が新気とともに燃焼室内を吹き抜けるようなタイミングとなるように、インジェクタ６の燃料噴射時期が決定される。当該要求吹き抜け燃料量は、このような燃料噴射時期の調整によって制御されることになる。
【００５８】
以上説明した図３に示すルーチンによれば、通常のＥＧＲ制御時には、第１ＥＧＲ通路４０（ＥＧＲ経路１）および第１分岐後ＥＧＲ通路４５（ＥＧＲ経路３）が排気側から吸気側にガスを流す流路として使用されるように制御される。通常のＥＧＲ制御時に、このような流路形態が選択されることで、第２排気通路３４側に比して圧力の高い第１排気通路３２側の排気ガスを利用して、要求ＥＧＲ量を良好に確保することができる。
【００５９】
また、上記ルーチンによれば、ＥＧＲ要求が出されていない場合には、ＥＧＲ触媒４４に堆積したデポジットを清掃（除去）するための制御が行われる。より具体的には、当該デポジット清掃時には、第２ＥＧＲ通路４１（ＥＧＲ経路２）および第２分岐後ＥＧＲ通路４６（ＥＧＲ経路４）が排気側から吸気側にガスを流す流路として使用されるように制御される。これにより、ＥＧＲが要求されていない場合においても、ＥＧＲ触媒４４へのガス供給を確保することができる。このため、ＥＧＲ触媒４４にデポジットによる詰まりが生ずるのを防止することができる。
【００６０】
また、このような流路形態が選択された場合には、コンプレッサ２４ａの回転により負圧下にあるコンプレッサ上流側吸気通路１８ａに対して、排気側からガスが供給されることになる。このため、第１排気通路３２側に比して圧力の低い第２排気通路３４側の排気ガスを利用した場合であっても、エンジン１の過給圧の状態に関係なく、排気側から吸気側への安定したガスの流れ（つまり、ＥＧＲ触媒４４への安定したガス供給）を容易に確保することができる。
【００６１】
更に、上記ルーチンによれば、上記流路形態（ＥＧＲ経路２、４使用）による上記デポジット清掃時には、吸気側から排気側への新気の吹き抜けを生ずるように、第２排気弁Ex2の開弁特性（リフト量や開閉時期）が制御される。その結果、ＥＧＲ触媒４４に燃焼室内を吹き抜けた新気を供給することができる。これにより、ＥＧＲ触媒４４が新気の供給を受けた際にデポジットと新気（酸素）との間で速やかな反応が生ずる程度にまで、ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的高まっている場合においては、ＥＧＲ触媒４４に新気（酸素）が供給されることで、新気（酸素）とデポジットとを反応させてデポジットを焼却させられるようになる。このため、デポジットを効率的に除去することができる。
【００６２】
また、上記ルーチンによれば、上記流路形態（ＥＧＲ経路２、４使用）による上記デポジット清掃時において、ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的低い場合には、同様に新気が燃焼室内を吹き抜けるように制御されるとともに、燃料が新気とともに燃焼室内を吹き抜けるようなタイミングで燃料噴射が行われる。その結果、新気とともに吹き抜けた燃料がＥＧＲ触媒４４に供給されることによって、デポジットと新気との良好な反応が生じ得る温度にまでＥＧＲ触媒４４を速やかに昇温させられるようになる。これにより、ＥＧＲ触媒４４の温度が比較的低い場合であっても、デポジットの焼却を短時間に行えるようになる。
【００６３】
また、上記ルーチンによれば、第２排気弁Ex2の上述した制御によって、スカベンジ量が調整される。このような手法によれば、上記流路形態（ＥＧＲ経路２、４使用）を用いる際に、流路の途中に上記ＥＧＲ弁４８のような精密な流量調整手段を別途設ける必要なく、第２排気弁Ex2の開弁特性の制御によって、ＥＧＲ触媒４４に供給される新気量（スカベンジ量）を調整することが可能となる。
【００６４】
ところで、上述した実施の形態１においては、上記デポジット清掃時に新気とともにＥＧＲ触媒４４に供給する燃料を燃焼室内に燃料を直接噴射可能なインジェクタ６によって行うようにしている。このようなインジェクタ６によれば、上記要求吹き抜け燃料量を噴射した後に正規の燃料噴射を行うといった燃料噴射制御を容易に行えるようになる。しかしながら、ＥＧＲ触媒４４に新気とともに供給する燃料を噴射する手段は、このようなインジェクタ６に限らず、吸気ポート１０に燃料を噴射するように構成された燃料噴射弁であってもよい。
【００６５】
尚、上述した実施の形態１においては、過給機２４が前記第１の発明における「過給機」に、タービン２４ｂが前記第１の発明における「タービン」に、第１排気通路３２が前記第１の発明における「第１排気通路」に、第１排気弁３０Ａが前記第１の発明における「第１排気弁」に、第２排気通路３４が前記第１の発明における「第２排気通路」に、第２排気弁３０Ｂが前記第１の発明における「第２排気弁」に、第１ＥＧＲ通路４０が前記第１の発明における「第１ＥＧＲ通路」に、第２ＥＧＲ通路４１が前記第１の発明における「第２ＥＧＲ通路」に、合流後ＥＧＲ通路４２が前記第１の発明における「合流後ＥＧＲ通路」に、ＥＧＲ触媒４４が前記第１の発明における「ＥＧＲ触媒」に、コンプレッサ２４ａが前記第１の発明における「コンプレッサ」に、コンプレッサ下流側吸気通路１８ｂが前記第１の発明における「コンプレッサ下流側吸気通路」に、コンプレッサ上流側吸気通路１８ａが前記第１の発明における「コンプレッサ上流側吸気通路」に、第２切替弁４７が前記第１の発明における「流路切替弁」に、それぞれ相当している。
また、第１切替弁４３が前記第２の発明における「流量制御弁」に相当している。
また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第３の発明における「ＥＧＲ要求検知手段」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または第４の発明における「流路制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、排気可変動弁機構３１が前記第５の発明における「排気可変動弁機構」に相当しているとともに、ＥＣＵ５０が上記ステップ１１０または１１２の処理によって決定された第２排気弁３０Ｂの開弁特性に従って排気可変動弁機構３１を制御することにより前記第５の発明における「排気弁制御手段」が実現されている。
また、インジェクタ６が前記第６の発明における「燃料噴射弁」に相当しているとともに、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の処理によって決定された燃料噴射時期に従ってインジェクタ６を制御することにより前記第６の発明における「燃料噴射実行手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１において用いられる吸排気弁のバルブタイミングを説明するための図である。
【図３】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。
【符号の説明】
【００６７】
１  エンジン
６  インジェクタ
１１  吸気弁In
１３  吸気可変動弁機構
１８  吸気通路
１８ａ  コンプレッサ上流側吸気通路
１８ｂ  コンプレッサ下流側吸気通路
２４  過給機
２４ａ  コンプレッサ
２４ｂ  タービン
３０Ａ  第１排気弁Ex1
３０Ｂ  第２排気弁Ex2
３１  排気可変動弁機構
３２  第１排気通路
３４  第２排気通路
４０  第１ＥＧＲ通路
４１  第２ＥＧＲ通路
４２  合流後ＥＧＲ通路
４３  第１切替弁
４４  ＥＧＲ触媒
４５  第１分岐後ＥＧＲ通路
４６  第２分岐後ＥＧＲ通路
４７  第２切替弁
４８  ＥＧＲ弁
５０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
【図１】
2010024972.tif 000003
【図２】
2010024972.tif 000004
【図３】
2010024972.tif 000005