(57)【要約】【課題】排気通路に２つ以上の酸素吸蔵可能な触媒が配置される場合に、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制しつつ、下流側触媒の酸素吸蔵量を回復する。【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、上流側触媒と下流側触媒とＥＧＲ装置と制御装置とを備える。上流側触媒と下流側触媒とは排気中の酸素を吸蔵可能な触媒である。ＥＧＲ装置は、内燃機関の排気の一部を内燃機関の吸気経路に循環させる装置であって、ＥＧＲ通路とＥＧＲ弁とを備える。ＥＧＲ通路は、排気通路の上流側触媒と下流側触媒との間と、吸気経路とを接続する排気の通路である。ＥＧＲ弁は、ＥＧＲ通路に設置され、ＥＧＲ通路を開閉する。制御装置は、下流側触媒の酸素吸蔵量が基準量より小さい場合、かつ、吸気圧が、上流側触媒と下流側触媒との間における排気圧よりも高い場合に、ＥＧＲ弁を開弁するように構成されている。【選択図】図２
2018105132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された上流側触媒と、
前記排気通路の前記上流側触媒より下流に配置された下流側触媒と、
前記内燃機関の排気の一部を前記内燃機関の吸気経路に循環させるＥＧＲ装置と、を備える内燃機関の制御装置であって、
前記上流側触媒と前記下流側触媒とは、
排気中の酸素を吸蔵可能な排気浄化触媒であり、
前記ＥＧＲ装置は、
前記排気通路の前記上流側触媒と前記下流側触媒との間と、前記吸気経路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設置され、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁と、
を備え、
前記制御装置は、
前記下流側触媒の酸素吸蔵量が基準量より小さい場合、かつ、吸気圧が、前記上流側触媒と前記下流側触媒との間における排気圧よりも高い場合に、前記ＥＧＲ弁を開弁する、
ように構成されている内燃機関の制御装置。
【請求項２】
吸気弁を開閉させることができる可変動弁機構を更に備え、
前記制御装置は、
前記吸気圧が前記排気圧より高く、かつ、前記吸気圧と前記排気圧との差が、第１基準値より大きい場合、前記可変動弁機構により吸気充填効率を上昇させた後、前記ＥＧＲ弁の開弁を行い、
前記排気圧が前記吸気圧より高く、かつ、前記排気圧と前記吸気圧との差が、第２基準値より小さい場合、前記可変動弁機構により吸気充填効率を低下させた後、前記ＥＧＲ弁の開弁を行う、
ように構成されている請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。より具体的には、排気通路に酸素を吸蔵可能な触媒を２つ以上備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路に配置された２つの三元触媒の酸素吸蔵量の回復に関する制御が開示されている。具体的に、特許文献１の制御では、下流側の三元触媒の酸素吸蔵量が最下限吸蔵量以下になると目標空燃比がリーン空燃比に維持される。これにより上流側の三元触媒の酸素吸蔵量を最大吸蔵可能酸素量に到達させて、上流側の三元触媒の下流に酸素が流出する状態とし、下流側の三元触媒の酸素吸蔵量を回復させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２９９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気通路に酸素を吸蔵可能な触媒が２つ以上配置される構成において、下流側の触媒の酸素吸蔵量を回復させるためには、下流側の触媒に酸素を流入させる必要がある。例えば特許文献１に開示されているように、上流側の触媒を最大吸蔵可能酸素量まで酸素を吸蔵した状態にすることで、下流側の触媒に酸素を流入させることができる。しかし、最大吸蔵可能酸素量まで酸素を吸蔵した上流側の触媒は空燃比リーン域（即ち、酸素過剰雰囲気下）の排気中のＮＯｘを浄化できない状態にある。従って、下流側の触媒の酸素吸蔵量を回復させている間、２つの触媒によるトータルのＮＯｘ浄化率は低下する。このためＮＯｘ排出量が多い運転領域ではＮＯｘを処理しきれない事態を生じ得る。従って、上流側の触媒の酸素吸蔵量を最大吸蔵可能酸素量まで到達させる制御には、改善の余地が残る。
【０００５】
本発明は、以上の課題を解決することを目的として、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制しつつ、下流側触媒の酸素吸蔵量を回復することを可能とする内燃機関の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するため、本発明の内燃機関の制御装置は以下のように構成される。本発明の内燃機関の制御装置は、上流側触媒と下流側触媒とＥＧＲ装置と制御装置とを備える。上流側触媒は、内燃機関の排気通路に配置され、下流側触媒は、排気通路の上流側触媒より下流に配置される。上流側触媒と下流側触媒とは、排気中の酸素を吸蔵可能な排気浄化触媒である。ＥＧＲ装置は、内燃機関の排気の一部を内燃機関の吸気経路に循環させる装置であって、ＥＧＲ通路とＥＧＲ弁とを備える。ＥＧＲ通路は、排気通路の上流側触媒と下流側触媒との間と、吸気経路とを接続する排気の通路である。ＥＧＲ弁は、ＥＧＲ通路に設置され、ＥＧＲ通路を開閉する。
【０００７】
制御装置は、下流側触媒の酸素吸蔵量が基準量より小さい場合、かつ、吸気圧が、上流側触媒と下流側触媒との間における排気圧よりも高い場合に、ＥＧＲ弁を開弁するように構成されている。
【０００８】
また、内燃機関の制御装置は、更に、吸気弁を開閉させることができる可変動弁機構を備える構成としてもよい。この場合には、制御装置は、吸気圧が上流側触媒と下流側触媒との間の排気圧より高く、かつ、該排気圧と吸気圧との差が第１基準値より大きい場合、可変動弁機構により吸気充填効率を上昇させた後、ＥＧＲ弁の開弁を行うように構成されたものであってもよい。
【０００９】
また、内燃機関の制御装置が、可変動弁機構を備える構成の場合、制御装置は、上流側触媒と下流側触媒との間の排気圧が吸気圧より高く、かつ、該排気圧と吸気圧との差が、第２基準値より小さい場合、可変動弁機構により吸気充填効率を低下させた後で、ＥＧＲ弁の開弁を行うように構成されたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
上記の制御によれば、ＥＧＲ弁の開弁により、ＥＧＲ通路を介して下流側触媒に酸素を供給することができる。即ち、上流側触媒を最大吸蔵可能酸素量まで酸素を吸蔵した状態にすることなく、下流側触媒の酸素吸蔵量を回復させることができる。従って、２つの触媒によるトータルのＮＯｘ浄化率を高く確保しつつ、下流側触媒の酸素吸蔵量を回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１のシステムの全体構成について説明するための模式図である。
【図２】実施の形態１において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図３】下流側触媒の酸素吸蔵量の、下流側触媒にリッチ雰囲気の排気が流入する時間に応じた変化を示す図である。
【図４】ＥＧＲ弁開弁による下流側触媒の酸素吸蔵量の回復制御を実行する領域について説明するための図である。
【図５】ＥＧＲ弁開弁による下流側触媒の酸素吸蔵量の回復制御を実行する場合のタイミングチャートである。
【図６】リーン空燃比制御による下流側触媒の酸素吸蔵量の回復制御を実行する場合のタイミングチャートである。
【図７】従来の上流側触媒の酸素吸蔵量の回復制御を実行する場合のタイミングチャートである。
【図８】実施の形態２の制御を実行する領域について説明するための図である。
【図９】実施の形態２において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態３の制御を実行する領域について説明するための図である。
【図１１】実施の形態３において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１３】
実施の形態１．
＜システムの全体構成＞
図１は本実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺機器を含むシステムの全体構成を示す図である。図１のシステムにおいて、内燃機関本体２は複数の気筒４を備えている。図１には３つの気筒が図示されているが、気筒４の数及びその配列は限定されない。各気筒４の燃焼室に開口する吸気ポート（図示せず）には、サージタンクが一体化された吸気マニホールド１０が接続されている。吸気マニホールド１０には、外部から空気を吸入する吸気通路１４が接続されている。吸気通路１４には、吸気の上流側から順に、エアクリーナ１６、エアフローメータ１８、ターボ過給機のコンプレッサ２０、インタークーラ２２、及び電子制御式のスロットルバルブ２４が設置されている。
【００１４】
各気筒４の燃焼室に開口する排気ポート（図示せず）には、排気マニホールド３２が接続されている。排気マニホールド３２には、排気を外部に排出する排気通路３４が接続されている。排気通路３４には、排気の上流側から順に、ターボ過給機のタービン３６、上流側触媒３８、及び下流側触媒４０が設置されている。上流側触媒３８及び下流側触媒４０は、共に、酸素を吸蔵可能な三元触媒である。
【００１５】
また、図１のシステムは、排気の一部を再循環させるＥＧＲ装置５０を備えている。ＥＧＲ装置５０はＥＧＲ通路５２を有している。ＥＧＲ通路５２は、排気の一部をＥＧＲガスとして取り出すための通路であって、一端は、上流側触媒３８と下流側触媒４０との間の排気通路３４に接続している。ＥＧＲ通路５２の他端は、ＥＧＲデリバリチャンバ５４に連結し、ＥＧＲデリバリチャンバ５４は吸気マニホールド１０に接続している。ＥＧＲ通路５２には、ＥＧＲクーラ５６とＥＧＲ弁５８とが設置されている。ＥＧＲ弁５８は、ＥＧＲ通路５２内を流通するＥＧＲガス量の調節に用いられる。なお、ＥＧＲ通路５２は、その吸気側の先端がＥＧＲデリバリチャンバ５４に連結している構成に限られず、吸気通路１４及び吸気マニホールド１０からなる吸気系路の何れかの位置に、直接連結している構成であってもよい。
【００１６】
図１のシステムは、その運転状態に関する情報を得るためのセンサを各所に備えている。例えば、吸気通路１４に設置されたエアフローメータ１８により、吸入空気量が計測される。また、吸気マニホールド１０には、サージタンク内の圧力を計測するための圧力センサ６０が設置されている。排気通路３４における上流側触媒３８の直上流には空燃比センサ６２が設置されている。また、排気通路３４における上流側触媒３８の下流かつ下流側触媒４０の上流には空燃比センサ６４と排気圧センサ６６とが設置されている。
【００１７】
上述した各種のセンサ及びアクチュエータは、制御装置７０に電気的に接続されている。制御装置７０はＥＣＵ(Electronic Control Unit)である。制御装置７０は、エンジンのシステム全体の制御を行うものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＲＯＭには、後述する制御のルーチンを含む各種制御ルーチンが記憶されている。制御装置７０は、各センサからの信号に基づいて各アクチュエータを操作することによって内燃機関を制御する。
【００１８】
＜触媒の酸素吸蔵量の回復制御＞
上述したように、上流側触媒３８及び下流側触媒４０は三元触媒であり、触媒雰囲気が理論空燃比のときにＮＯｘ、ＨＣ、及びＣＯを最大効率で浄化する。また上流側触媒３８及び下流側触媒４０は、酸素を吸蔵可能であり、流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときに過剰分の酸素を吸蔵し、流入する排気の空燃比がリッチ空燃比であるときに不足分の酸素を放出することによって、理論空燃比を維持する。
【００１９】
制御装置７０は、上流側触媒３８及び下流側触媒４０が吸蔵する酸素の量（以下、「酸素吸蔵量」と称する）が、適正な範囲に維持されるように制御する。具体的には、空燃比が弱リッチで運転が継続されたような場合、上流側触媒３８では吸蔵していた酸素の放出が続き、酸素吸蔵量がゼロとなる。その結果、上流側触媒３８の下流に弱リッチの排気が排出されることで、空燃比センサ６４の出力値がリッチを示す値となる。空燃比センサ６４の出力値がリッチを示す所定の値となると、制御装置７０は目標空燃比を所定のリーン空燃比に切り替え、上流側触媒３８にリーンな排気が流入するように制御して、上流側触媒３８の酸素吸蔵量を回復させる。
【００２０】
上流側触媒３８の酸素吸蔵量がゼロとなり上流側触媒３８の下流にリッチな排気が排出されている間は、下流側触媒４０でも酸素吸蔵量が減少する。しかし、上流側触媒３８の酸素吸蔵量回復のためのリーン空燃比制御では、上流側触媒３８の酸素吸蔵量は最大吸蔵可能酸素量を超えない。従って、上流側触媒３８の酸素吸蔵量回復のためのリーン空燃比制御では、上流側触媒３８の下流にリーンな排気は流出せず、下流側触媒４０の酸素吸蔵量まで回復されることはない。
【００２１】
そこで本実施の形態では、リッチ空燃比での運転が継続することにより下流側触媒４０の酸素吸蔵量が基準量まで低下した場合に、下流側触媒４０の酸素吸蔵量を回復させる制御を別途実行する。以下、図２により具体的に説明する。図２は、実施の形態１において制御装置７０が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図２のルーチンは内燃機関の運転中、一定の制御間隔で繰り返し実行されるルーチンである。
【００２２】
図２のルーチンでは、ステップＳ１０２において、下流側触媒４０にリッチな排気が流入した時間の積算値である「ＵＦリッチ継続時間」が、基準時間Ｋを超えたか否かが判別される。図３に示されるように、ＵＦリッチ継続時間が増加するに連れて下流側触媒４０の酸素吸蔵量が減少する関係にあり、基準時間Ｋは、下流側触媒４０の酸素吸蔵量がゼロとなる時間に設定される。但し、酸素吸蔵量が所定の基準量より小さくなる時間を基準時間Ｋとしてもよい。
【００２３】
ステップＳ１０２における判別結果がＮＯであり、ＵＦリッチ継続時間が基準時間Ｋを超えていないと判別された場合には、今回の処理は一旦終了する。一方、ステップＳ１０２における判別結果がＹＥＳの場合、次に、ステップＳ１０４において、現在の運転領域が軽負荷運転領域であるか否かが判別される。現在の運転領域が軽負荷運転領域であるか否かは、現在の回転速度と負荷とが、図４に示される斜線部外の領域である軽負荷運転領域にあるか否かにより決定される。
【００２４】
なお、図４の軽負荷運転領域は、サージタンク圧Ｐ３（即ち、吸気圧）が、上流側触媒３８の下流かつ下流側触媒４０の上流における排気圧、即ち、ＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより小さくなる領域に設定される。従って、ステップＳ１０４の負荷と回転速度に応じて現在の運転領域が軽負荷運転領域にあるか否かを判別する処理に替えて、サージタンク圧Ｐ３が排気通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより小さいか否かを判別する処理を行ってもよい。
【００２５】
ステップＳ１０４の判別結果がＹＥＳであり、現在の運転領域が軽負荷運転領域であると判別された場合、ステップＳ１０６において、空燃比をリーン空燃比とする制御による下流側触媒４０の酸素吸蔵量の回復制御を行う。具体的には、目標空燃比をリーン空燃比に維持し、上流側触媒３８に最大吸蔵可能吸蔵量まで酸素を吸蔵させた後、更に一定期間、目標空燃比をリーン空燃比に維持する。これにより上流側触媒３８の下流に酸素を流出させて、下流側触媒４０に酸素を吸蔵させる。なお、説明の簡略化のため、この空燃比をリーン空燃比とする下流側触媒４０の酸素吸蔵量の回復の制御を、「リーン空燃比制御による回復制御」とも称することとする。
【００２６】
一方、ステップＳ１０４の判別結果がＮＯであり、現在の運転領域が軽負荷運転領域外であると判別された場合、次に、ステップＳ１０８においてＥＧＲ弁５８の開弁による下流側触媒４０の酸素吸蔵量の回復制御を行う。軽負荷運転領域でない場合、サージタンク圧Ｐ３がＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより大きい状態となっている。従って、ＥＧＲ弁５８を一定時間開くことで、吸気側から下流側触媒４０の直上流に直接、酸素（即ち、新気）を導入することができる。これにより下流側触媒４０に酸素が供給され、下流側触媒４０の酸素吸蔵量が回復する。なお、説明の簡略化のため、このＥＧＲ弁５８の開弁による下流側触媒４０の酸素吸蔵量の回復の制御を、「ＥＧＲ弁開弁による回復制御」とも称することとする。ステップＳ１０６又はステップＳ１０８の処理の後、今回の処理は一旦終了する。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、軽負荷運転領域外であれば、ＥＧＲ弁５８の開弁により下流側触媒４０に吸気側から直接酸素を導入させることができる。つまり、上流側触媒３８を最大吸蔵可能酸素量まで酸素を吸蔵した状態にすることなく、下流側触媒４０の酸素吸蔵量を回復させることができる。従って、下流側触媒４０の酸素吸蔵量回復のために、一時的にＮＯｘ浄化率が低下する事態を抑制することができる。
【００２８】
図５に、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行した場合のタイミングチャートを示す。また、図６にリーン空燃比制御による回復制御を実行した場合のタイミングチャートを示す。また、比較例として、図７に、上流側触媒３８の酸素吸蔵量回復制御のみを行う場合のタイミングチャートを示す。
【００２９】
図５に示されるように、上流側触媒３８の酸素吸蔵量がゼロとなった時間ｔ１の後、下流側の空燃比センサ６４の出力が所定のリッチ側の値を示した時間ｔ２において、空燃比がリーン空燃比に切り替えられ、上流側の空燃比センサ６２の出力がリーン出力値を示す。その後、下流側の空燃比センサ６４の出力が再びゼロとなった後の時間ｔ３において、上流側触媒３８の酸素吸蔵量はChiupまで回復し、目標空燃比は弱リッチに切り替えられる。
【００３０】
図５に示されるように、この制御では、上流側触媒３８の酸素吸蔵量がゼロとなってから酸素吸蔵量が回復するまでの間、上流側触媒３８の下流にもリッチな排気が流入する。従って、弱リッチでの運転が継続されると、時間ｔ４において、下流側触媒４０にリッチな雰囲気の排気が流入した時間の積算値であるＵＦリッチ継続時間が、基準時間Ｋを超える。このとき、下流側触媒４０の酸素吸蔵量は、基準量以下まで低下している。そして、時間ｔ４において、ＥＧＲ弁５８が開弁される。ＥＧＲ弁５８が一定時間開弁されることで、下流側触媒４０の酸素吸蔵量が最大吸蔵可能酸素量Ｃｍａｘ近傍にまで回復する。
【００３１】
図６に示されるように、リーン空燃比制御による回復制御を実行する場合、ＵＦリッチ継続時間が基準時間Ｋを超えた時間ｔ４において、下流側触媒４０の酸素吸蔵量回復のため、目標空燃比がリーン空燃比に切り替えられる。その後、時間ｔ５において、上流側触媒３８の酸素吸蔵量が一時的に最大吸蔵可能酸素量Ｃｍａｘに達すると、下流側の空燃比センサ６４がリーン出力値を示す。このとき、上流側触媒３８の下流に酸素が流入し始め、下流側触媒４０での酸素吸蔵が開始され、その後、徐々に下流側触媒４０の酸素吸蔵量が回復する。但し、この制御中にＮＯｘが多く排出される運転条件となると、そのＮＯｘを浄化しきれず、ＮＯｘが下流側触媒４０の下流にまで排出されてしまう場合がある。
【００３２】
また、図７に示されるように、上流側触媒３８の酸素吸蔵量回復の制御のみを実行する場合、上流側触媒３８の酸素吸蔵量がゼロとなる期間中、下流側触媒４０の酸素吸蔵量は徐々に減少し、ひいては下流側触媒４０の酸素吸蔵量が不足する事態を生じ得る。
【００３３】
上述したように、本実施の形態では、軽負荷運転領域外の領域では、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行することで、上流側触媒３８を最大吸蔵可能酸素量まで酸素を吸蔵した状態にせずに、下流側触媒４０の酸素吸蔵量を回復させることができる。従って、２つの触媒によるトータルの浄化性能をより高く維持することができる。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、特に、可変動弁機構を有する点を除き、実施の形態１のシステムと同一である。具体的に、各気筒の燃焼室と吸気ポートとの連通状態は、吸気弁によって制御される。吸気弁には、その開弁特性を可変とする可変動弁機構が設けられている。可変動弁機構には、バルブタイミング、作用角、或いはリフト量を可変とする公知の動弁機構を適用することができる。可変動弁機構は、気筒間で独立して動作が可能に構成されている。つまり、バルブタイミング、作用角、或いはリフト量を気筒ごとに独立して可変させることができる構造を有している。ソレノイドによって吸気弁を駆動する電磁式動弁機構もこれに含まれる。
【００３５】
実施の形態１では、ＥＧＲ弁開弁による回復制御は、サージタンク圧Ｐ３がＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより高い軽負荷運転領域外の領域で実行される。しかし特に負荷が高く、サージタンク圧Ｐ３とＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎとの圧力差が過度に大きい場合、下流側触媒４０への所望の酸素供給量を実現するためのＥＧＲ弁５８の開き時間の要求値が小さくなりすぎてしまい、ＥＧＲ弁５８の応答性によっては、精度よく制御の実行ができないことが考えられる。
【００３６】
この対策として、可変動弁機構による吸気弁制御によって吸気充填効率を高める制御を実行した後、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行する。これにより、ＥＧＲ弁５８の開き時間要求値を長くすることができ、制御の精度を高めることができる。
【００３７】
ＥＧＲ弁５８の開弁前に吸気充填効率を高める制御は、運転領域が図８に示される高負荷運転領域にある場合に実行される。高負荷運転領域は、負荷及び回転速度により特定される領域である。また、高負荷運転領域は、サージタンク圧Ｐ３がＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより大きくなる軽負荷運転領域外の領域であり、かつ、サージタンク圧Ｐ３とＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎとの圧力差が所定の第１基準値より大きくなる領域である。
【００３８】
なお、軽負荷運転領域外であり、かつ高負荷運転領域外の領域では、吸気充填効率を高める制御を実行することなく、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行する。また軽負荷運転領域では、吸気充填効率を高める制御を行わず、リーン空燃比制御による下流側触媒４０の回復制御を実行する。
【００３９】
図９は、実施の形態２において制御装置が実行するルーチンについて説明するためのフローチャートである。図９のルーチンは、図２のルーチンに替えて実行される。図９のルーチンでは、ステップＳ２０２においてＵＦリッチ継続時間が基準時間Ｋを超えたか否かが判別され、判別結果がＮＯである場合、ステップＳ２０４において吸気充填効率を増加する制御が停止とされた後、今回の処理は終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ２０２における判別結果がＹＥＳの場合、次に、ステップＳ２０６において現在の運転領域が軽負荷運転領域であるか否かが判別される。
【００４１】
ステップＳ２０６における判別結果がＹＥＳの場合、次に、ステップＳ２０８において吸気充填効率を増加させる制御が停止され、ステップＳ２１０においてリーン空燃比制御による回復制御が実行される。その後、今回の処理は一旦終了する。
【００４２】
ステップＳ２０６における判別結果がＮＯである場合、次に、ステップＳ２１２において高負荷運転領域での運転中であるか否かが判別される。具体的には、現在の負荷と回転速度とによって特定される運転領域が、高負荷運転領域であるか否かにより判別される。なお、ステップＳ２１２の現在の運転領域が高負荷運転領域にあるか否かを判別する処理に替えて、サージタンク圧Ｐ３と排気通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎとの差圧が第１基準値より大きいか否かを判別する処理を行ってもよい。
【００４３】
ステップＳ２１２の判別結果がＹＥＳであり、現在の運転領域が高負荷運転領域であると判別された場合、次に、ステップＳ２１４において、吸気充填効率を増加する制御が実行される。具体的には、可変動弁機構により吸気充填効率を増加側に制御しつつ、過給圧の制御によって過給圧を低下させるなどして、所望の出力を維持する制御が実行される。
【００４４】
一方、ステップＳ２１２における判別結果がＮＯであり、現在の運転領域が高負荷運転領域外であると判別された場合、ステップＳ２１６において吸気充填効率を増加させる制御が停止とされる。
【００４５】
ステップＳ２１４又はステップＳ２１６の処理の後、次に、ステップＳ２１８においてＥＧＲ弁開弁による回復制御が実行される。これにより下流側触媒４０に新気が導入され、下流側触媒４０の酸素吸蔵量が回復される。その後、今回の処理は一旦終了する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、高負荷運転領域では吸気充填効率を増加する制御を実行することにより、ＥＧＲ弁５８の開弁による新気の導入をより高い精度で実行することができる。
【００４７】
実施の形態３．
実施の形態３のシステムは、実施の形態２のシステムと同一の構成を有している。実施の形態１又は２では、ＥＧＲ弁開弁による回復制御は、サージタンク圧Ｐ３がＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより高い場合に限り実行される。これに対し、実施の形態３では、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行可能な領域を拡大させる制御を行う。
【００４８】
具体的に実施の形態３では、可変動弁機構による吸気弁制御により、吸気充填効率を低下させる。このとき過給圧制御により要求過給圧を上昇させることで、等出力状態を維持する。吸気充填効率の低下により、図１０に示されるように、軽負荷運転領域の中で、軽負荷運転領域外の領域（即ち、サージタンク圧Ｐ３＞Ｐｅｇｒｉｎとなる領域）に接する一部の領域（即ち、図１０の中間領域）でも、サージタンク圧Ｐ３がＥＧＲ通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎより大きい状態にすることができる。従って、運転領域が中間領域にある場合、充填効率を低下させる制御を実行した後、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行する。
【００４９】
図１１は、実施の形態３において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図１１のルーチンは図２のルーチンに替えて実行される。図１１のルーチンでは、ステップＳ３０２においてＵＦリッチ継続時間が基準時間Ｋを超えているか否かが判別される。
【００５０】
ステップＳ３０２における判別結果がＮＯである場合、ステップＳ３０４において、吸気充填効率の増加及び低下の制御が停止され、今回の処理は一旦終了とされる。ステップＳ３０２の判別結果がＹＥＳである場合、次に、ステップＳ３０６において現在の運転領域が軽負荷運転領域であるか否かが判別される。
【００５１】
ステップＳ３０６における判別結果がＹＥＳである場合、次に、ステップＳ３０８において、現在の運転領域が中間領域外であるか否かが判別される。中間領域外であるか否かは、現在の負荷と回転速度に基づき判別される。なお、ステップＳ３０８の負荷と回転速度に応じて現在の運転領域が中間領域外であるか否かを判別する処理に替えて、サージタンク圧Ｐ３と排気通路入口圧Ｐｅｇｒｉｎとの差圧が第２基準値より小さいか否かを判別する処理を行ってもよい。
【００５２】
ステップＳ３０８における判別結果がＹＥＳで、現在の運転領域が中間領域外であると判別された場合、ステップＳ３１０において吸気充填効率の低下制御が停止とされ、ステップＳ３１２においてリーン空燃比制御による回復制御が実行される。
【００５３】
一方、ステップＳ３０８における判別結果がＮＯで、現在の運転領域が中間領域であると判別された場合、ステップＳ３１６において吸気充填効率を低下させる制御が実行される。
【００５４】
また、ステップＳ３０６における判別結果がＮＯである場合、ステップＳ３１４において吸気充填効率を低下させる制御が停止される。
【００５５】
ステップＳ３１４又はＳ３１６の処理の後、次に、ステップＳ３１８においてＥＧＲ弁開弁による回復制御が実行される。その後、今回の処理は一旦終了する。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＥＧＲ弁開弁による回復制御を実行できる領域を拡大させることができる。
【００５７】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造、ステップ等は、特に明示した場合や明らかにそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００５８】
２  内燃機関本体
４  気筒
１０  吸気マニホールド
１４  吸気通路
３２  排気マニホールド
３４  排気通路
３８  上流側触媒
４０  下流側触媒
５０  ＥＧＲ装置
５２  ＥＧＲ通路
５４  ＥＧＲデリバリチャンバ
５６  ＥＧＲクーラ
５８  ＥＧＲ弁
６０  圧力センサ
６２  空燃比センサ
６４  空燃比センサ
６６  排気圧センサ
７０  制御装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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