(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガスを浄化する触媒と、
前記排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機と、
一端が前記過給機のタービンの上流で前記排気通路に接続されると共に、他端が前記タービンの下流かつ前記触媒の上流となる位置で前記排気通路に接続され、前記タービンをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路を流れる排気ガスの量を調整するウェイストゲートバルブと、
前記触媒の温度を触媒温度として取得する触媒温度取得手段と、
前記排気通路を構成する排気管のうち前記タービンよりも上流部位の温度を上流排気管温度として取得する排気管温度取得手段と、
前記触媒温度が所定の高温判定値よりも高く、かつ、前記上流排気管温度が前記触媒温度よりも高い場合に、前記ウェイストゲートバルブの開度を増加させ、前記触媒温度が前記高温判定値よりも高く、かつ、前記上流排気管温度が前記触媒温度よりも低い場合に、前記ウェイストゲートバルブの開度を減少させるＷＧＶ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。
【請求項２】
前記過給機のコンプレッサと並列に前記吸気通路に接続され、前記コンプレッサをバイパスする吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を介して前記コンプレッサの下流側から上流側に吸入空気を還流させることが可能なエアバイパスバルブと、
前記ＷＧＶ制御手段により前記ウェイストゲートバルブの開度を減少させる場合に、前記エアバイパスバルブの開度を増加させるＡＢＶ制御手段と、
を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機と、
前記過給機のタービンと並列に前記排気通路に接続され、前記タービンをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路を流れる排気ガスの量を調整するウェイストゲートバルブと、
前記過給機のコンプレッサと並列に前記吸気通路に接続され、前記コンプレッサをバイパスする吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を介して前記コンプレッサの下流側から上流側に吸入空気を還流させることが可能なエアバイパスバルブと、
前記触媒の温度を触媒温度として取得する触媒温度取得手段と、
前記排気通路を構成する排気管のうち前記タービンよりも上流部位の温度を上流排気管温度として取得する排気管温度取得手段と、
前記触媒温度が所定の高温判定値よりも高く、かつ、前記上流排気管温度が前記触媒温度よりも高い場合に、前記ウェイストゲートバルブの開度を増加させると共に、前記エアバイパスバルブの開度を減少させる第１のＷＧＶ・ＡＢＶ制御手段と、
前記触媒温度が前記高温判定値よりも高く、かつ、前記上流排気管温度が前記触媒温度よりも低い場合に、前記第１のＷＧＶ・ＡＢＶ制御手段と比較して、前記ウェイストゲートバルブの開度を減少させると共に、前記エアバイパスバルブの開度を増加させる第２のＷＧＶ・ＡＢＶ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。
【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係り、特に、過給機及びウェイストゲートバルブを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００９−２２８４８６号公報）に開示されているように、過給機及びウェイストゲートバルブを備えた内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、ウェイストゲートバルブを開閉することにより、触媒温度を制御する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２８４８６号公報
【特許文献２】特開平４−３７０３２７号公報
【特許文献３】特開平４−３１１６２５号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１４４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、タービンの上流側における排気管の温度が触媒温度よりも高い状態において、触媒温度を低下させるためにウェイストゲートバルブを閉弁すると、排気管の温度が更に上昇し、排気管が熱劣化する虞れがある。また、触媒温度を大幅に低下させたい要求がある場合において、ウェイストゲートバルブを開弁したとしても、それだけでは触媒温度を十分に低下させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ウェイストゲートバルブを利用して、排気管及び触媒の熱劣化をバランス良く抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機と、
前記過給機のタービンと並列に前記排気通路に接続され、前記タービンをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路を流れる排気ガスの量を調整するウェイストゲートバルブと、
前記触媒の温度を触媒温度として取得する触媒温度取得手段と、
前記排気通路を構成する排気管のうち前記タービンよりも上流部位の温度を上流排気管温度として取得する排気管温度取得手段と、
前記触媒温度が所定の高温判定値よりも高く、かつ、前記上流排気管温度が前記触媒温度よりも高い場合に、前記ウェイストゲートバルブの開度を増加させ、前記触媒温度が前記高温判定値よりも高く、かつ、前記上流排気管温度が前記触媒温度よりも低い場合に、前記ウェイストゲートバルブの開度を減少させるＷＧＶ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記過給機のコンプレッサと並列に前記吸気通路に接続され、前記コンプレッサをバイパスする吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を介して前記コンプレッサの下流側から上流側に吸入空気を還流させることが可能なエアバイパスバルブと、
前記ＷＧＶ制御手段により前記ウェイストゲートバルブの開度を減少させる場合に、前記エアバイパスバルブの開度を増加させるＡＢＶ制御手段と、を備えている。
【０００８】
第３の発明は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒と、
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機と、
前記過給機のタービンと並列に前記排気通路に接続され、前記タービンをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路を流れる排気ガスの量を調整するウェイストゲートバルブと、
前記過給機のコンプレッサと並列に前記吸気通路に接続され、前記コンプレッサをバイパスする吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路を介して前記コンプレッサの下流側から上流側に吸入空気を還流させることが可能なエアバイパスバルブと、
前記触媒の温度を触媒温度として取得する触媒温度取得手段と、
前記触媒温度が所定の高温判定値よりも高い場合に、前記ウェイストゲートバルブの開度を減少させると共に、前記エアバイパスバルブの開度を増加させるＷＧＶ・ＡＢＶ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、排気通路のうちタービンよりも上流部位（上流排気管部）の温度が触媒温度よりも高い場合には、ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）の開度を増加させることにより、上流排気管部に滞留する排気ガスの量を減少させることができる。これにより、上流排気管温度を低下させ、上流排気管部の熱劣化を抑制することができる。一方、上流排気管温度が触媒温度よりも低い場合には、ＷＧＶの開度を減少させることにより、タービンを通過する排気ガスの量を増加させることができる。これにより、排気熱をタービンにより回収し、触媒の位置で排気温度を低下させることができ、触媒の熱劣化を抑制することができる。従って、上流排気管部と触媒とのうち温度の高い方の熱劣化をＷＧＶの制御により抑制し、熱劣化の抑制をバランス良く行うことができる。
【００１０】
第２の発明によれば、ＷＧＶの開度を減少させる場合に、エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）の開度を増加させることができる。これにより、過給機の仕事量を減少させ、背圧を低減することができるので、ノックを発生させずに点火時期を進角させ、排気温度を低下させることができる。また、ＷＧＶの開度が減少することにより、タービンを通過する排気ガスの量が増加し、触媒の位置で排気温度を更に低下させることができる。従って、触媒温度を大幅に低下させる要求が生じた場合でも、この要求を満たすことができ、ＯＴ増量を使用せずに触媒の熱劣化を抑制することができる。
【００１１】
第３の発明によれば、触媒温度が高温判定値よりも高い場合には、ＷＧＶの開度を減少させると共に、ＡＢＶの開度を増加させることができる。これにより、第２の発明と同様の効果を得ることができ、触媒温度を大幅に低下させる要求が生じた場合でも、この要求を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】ＷＧＶを開弁した状態における触媒温度とλ１限界との関係を示す特性線図である。
【図３】ＷＧＶ制御及びＡＢＶ制御によるλ１領域の拡大効果を示す説明図である。
【図４】ＷＧＶ及びＡＢＶの開閉状態とターボ仕事量との関係を示す特性線図である。
【図５】ＷＧＶ及びＡＢＶの開閉状態と背圧との関係を示す特性線図である。
【図６】上流排気管温度（エキマニ温度：Ｔex）と負荷（ＫＬ）との関係を示す特性線図である。
【図７】触媒温度（Ｔsc）と負荷との関係を示す特性線図である。
【図８】排気空燃比（Ａ／Ｆ）とトルク（ＴＱ）との関係を示す特性線図である。
【図９】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図９を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としての多気筒型のエンジン１０を備えている。なお、図１では、エンジンの１気筒を例示したが、本発明は、任意の気筒数をもつ内燃機関に適用されるものである。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が形成されており、ピストン１２はクランク軸１６に連結されている。また、エンジン１０は、各気筒に吸入空気を吸い込む吸気通路１８と、各気筒の排気ガスを排出する排気通路２０とを備えている。吸気通路１８には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２２と、吸気脈動を低減するサージタンク２４とが配置されている。排気通路２０には、排気ガスを浄化する三元触媒等の触媒２６が設けられている。また、各気筒には、吸気通路１８（吸気ポート）に燃料を噴射する燃料噴射弁２８と、筒内の混合気に点火する点火プラグ３０と、吸気通路１８を筒内に対して開閉する吸気バルブ３２と、排気通路２０を筒内に対して開閉する排気バルブ３４とが設けられている。
【００１４】
また、エンジン１０は、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機３６を備えている。過給機３６は、排気通路２０に配置されたタービン３８と、吸気通路１８に配置されたコンプレッサ４０とを備えており、排気圧を受けて回転するタービン３８がコンプレッサ４０を駆動することにより吸入空気を過給する。なお、排気通路２０を構成する排気管のうちタービン３８の上流側に位置する部位は、上流排気管部２０ａとなっている。また、排気通路２０には、タービン３８と並列に配置されてタービン３８をバイパスする排気バイパス通路４２が接続されている。排気バイパス通路４２には、排気バイパス通路４２を流れる排気ガスの流量を調整する電磁駆動式のウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）４４が設けられている。エンジンの運転中には、例えばエンジンの運転状態や吸気圧センサ６６の出力に基いてＷＧＶ４４の開度を変化させることにより過給圧を制御し、過剰な過給の防止及び燃費の向上を実現することができる。なお、本発明に用いるＷＧＶ４４としては、電磁駆動式のバルブ以外にも、例えば負圧ポンプと電磁弁とを組合わせたタイプのバルブも採用可能である。
【００１５】
一方、吸気通路１８には、過給により温度が上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ４６が設けられている。また、吸気通路１８には、コンプレッサ４０と並列に配置されてコンプレッサ４０をバイパスする吸気バイパス通路４８が設けられている。吸気バイパス通路４８には、吸気バイパス通路４８を介してコンプレッサ４０の下流側から上流側に吸入空気を還流させることが可能な電磁駆動式のエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）５０が設けられている。過給機３６を備えるエンジンにおいては、減速時にスロットルバルブ２２が急激に閉弁されると、コンプレッサ４０とスロットルバルブ２２との間で圧力が過大となったり、吸気脈動が生じることがある。このような場合には、ＡＢＶ５０を開弁し、コンプレッサ４０の下流側から上流側に吸入空気（過給圧）を逃がすことにより、コンプレッサ４０の下流側の圧力を低下させることができる。
【００１６】
次に、システムの制御系統について説明する。本実施の形態のシステムは、エンジン及び車両の運転に必要な各種のセンサにより構成されたセンサ系統と、エンジンの運転制御を行うＥＣＵ（Engine Control Unit）８０とを備えている。センサ系統には、クランク角センサ６０、エアフローセンサ６２、水温センサ６４、吸気圧センサ６６、空燃比センサ６８、触媒温度センサ７０等が含まれている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ６０はクランク軸１６の回転を検出するもので、エアフローセンサ６２は吸入空気量を検出する。また、水温センサ６４はエンジン冷却水の水温を検出し、吸気圧センサ６６は吸気圧（過給圧）を検出する。さらに、空燃比センサ６８は排気空燃比を検出し、触媒温度センサ７０は、触媒２６の温度（床温）を触媒温度として検出（取得）する触媒温度取得手段を構成している。この他にも、センサ系統には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ、運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ等が含まれている。
【００１７】
ＥＣＵ８０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶回路と、入出力ポートとを備えた演算処理装置により構成されている。ＥＣＵ８０の入力側には、センサ系統を構成する各センサがそれぞれ接続されている。ＥＣＵ８０の出力側には、各気筒の燃料噴射弁２８及び点火プラグ３０の他に、ＷＧＶ４４及びＡＢＶ５０が接続されている。そして、ＥＣＵ８０は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて各アクチュエータを駆動し、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ６０の出力に基いてクランク角及びエンジン回転数（機関回転数）を検出し、エアフローセンサ６２により吸入空気量を検出すると共に、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて負荷率（機関負荷）を算出し、吸入空気量、負荷率、水温等に基いて燃料噴射量を算出する。そして、クランク角に基いて燃料の噴射タイミングを決定し、燃料噴射弁２８を駆動することにより燃料噴射制御を実行する。また、エンジンの運転状態等に応じて点火時期を決定し、点火プラグ３０を駆動する点火制御を実行する。これにより、各気筒で混合気を燃焼させ、エンジンを運転する。
【００１８】
また、ＥＣＵ８０は、空燃比センサ６８の出力に基いて、排気空燃比が理論空燃比（ストイキ）と一致するように空燃比をフィードバック制御する公知の空燃比制御を実行する。空燃比制御によれば、排気空燃比を触媒２６の排気浄化ウィンドウに合わせ、触媒の排気浄化能力を最大限に発揮させることができる。また、ＥＣＵ８０は、触媒温度が所定のＯＴ温度を超えてＯＴ（Over Temperature）状態となった場合に、空燃比制御よりも触媒２６の熱劣化防止を優先し、燃料噴射量を増加させる公知の触媒ＯＴ防止制御を実行する。ここで、ＯＴ温度とは、触媒２６の熱劣化が進行する温度の下限値である。触媒温度がＯＴ温度を超えた場合には、触媒２６を冷却するために燃料増量（ＯＴ増量）が必要となるので、空燃比λ＝１（ストイキ）に制御する空燃比制御が実行できなくなる。以下の説明では、空燃比制御が実行可能な運転領域を「λ１領域」と称し、当該運転領域の限界を「λ１限界」と称するものとする。なお、上流排気管部２０ａに関しても、その温度がＯＴ温度（即ち、上流排気管部２０ａの熱劣化が進行する温度の下限値）を超えてＯＴ状態となる場合がある。この場合には、後述のように、上流排気管部２０ａの熱劣化を抑制する必要がある。
【００１９】
［実施の形態１の特徴］
図２は、ＷＧＶを開弁した状態における触媒温度とλ１限界との関係を示す特性線図である。過給機付きのエンジンにおいて、燃費の向上を目的としてＷＧＶ４４を中間開度で制御する燃費最適制御を実行している場合に、λ１限界は、図２に示すように、触媒２６のＯＴ状態に応じて決定される。これは次の理由による。ＷＧＶ４４が開弁していると、タービン３８により回収される排気熱量が減少する。即ち、排気バイパス通路４２を経由して触媒２６に到達する高温の排気ガスが増えるので、触媒温度が上昇し、ＯＴが生じ易くなるものである。一方、仮に、λ１領域を拡大するためにＷＧＶ４４を閉弁状態に保持した場合には、背圧増加→点火時期遅角→排気温度上昇→燃費悪化＆λ１領域縮小という現象が生じ、λ１領域を拡大するのが困難となる。一方、上流排気管部２０ａの温度（以下、上流排気管温度と称する）が触媒温度よりも高い状態において、触媒温度を低下させるためにＷＧＶ４４を閉弁すると、上流排気管温度が更に上昇し、排気管が熱劣化する虞れがある。また、触媒温度を大幅に低下させたい要求がある場合には、ＷＧＶ４４を開弁したとしても、それだけで触媒温度を十分に低下させるのは難しい。
【００２０】
このため、本実施の形態では、λ１限界の付近において、ＷＧＶ４４を開閉して触媒及び排気管のＯＴを防止する（ＷＧＶ制御）。しかし、ＷＧＶ４４を閉弁すると、背圧が上昇するので、ノック領域では点火時期を遅角させることになり、これに伴って生じる排気温度の上昇やトルクの低下によりλ１領域が拡大されない。そこで、本実施の形態では、ＷＧＶ４４の閉弁時にＡＢＶ５０を開弁させることにより、背圧を低下させ、点火時期を進角できるようにする（ＡＢＶ制御）。即ち、ＡＢＶ５０を開弁させると、過給機３６の仕事量（ターボ仕事量）が減少し、背圧が下がるので、ノックを発生させずに点火時期を進角させることができる。これにより、排気温度を低下させ、燃料噴射量を抑制しつつトルクを増加させることができる。
【００２１】
より具体的に述べると、ＷＧＶ制御では、触媒温度が所定のＯＴ温度（高温判定値）よりも高く、かつ、上流排気管温度が触媒温度よりも高い場合に、ＷＧＶ４４の開度を増加させる（好ましくは、ＷＧＶ４４の開度を半開状態、即ち、中間開度に設定する）。このとき、ＡＢＶ制御では、ＡＢＶ５０の開度を減少させる（好ましくは、全閉とする）。本制御によれば、上流排気管温度が触媒温度よりも高い場合には、ＷＧＶ４４の開度を増加させることにより、上流排気管部２０ａに滞留する排気ガスの量を減少させることができる。これにより、上流排気管温度を低下させ、上流排気管部２０ａの熱劣化を抑制することができる。なお、上流排気管温度は、上流排気管部２０ａに設置した温度センサにより直接検出してもよいが、温度センサ等を使用せずに、例えば機関回転数と機関温度とに基いて推定的に検出してもよい。これらの温度センサ及び検出方法は、本発明の排気管温度取得手段を構成している。
【００２２】
また、ＷＧＶ制御では、触媒温度がＯＴ温度よりも高く、かつ、上流排気管温度が触媒温度よりも低い場合に、ＷＧＶ４４の開度を減少させる（好ましくは、全閉とする）。このとき、ＡＢＶ制御では、ＡＢＶ５０の開度を増加させる（好ましくは、目標負荷に応じてＡＢＶ５０の開度を調整する）。本制御によれば、上流排気管温度が触媒温度よりも低い場合には、ＷＧＶ４４の開度を減少させることにより、タービン３８を通過する排気ガスの量を増加させることができる。これにより、排気熱をタービン３８により回収し、触媒２６の位置で排気温度を低下させることができ、触媒２６の熱劣化を抑制することができる。また、ＷＧＶ４４を閉弁し、ＡＢＶ５０を開弁することにより、後述の効果を得ることができる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態では、触媒温度がＯＴ温度よりも高い場合に、上流排気管部２０ａと触媒２６とのうち温度の高い方の熱劣化をＷＧＶ制御により抑制することができる。また、触媒温度を大幅に低下させたい場合には、ＷＧＶ４４及びＡＢＶ５０の両方の開度を制御して、これを実現することができる。従って、上流排気管部２０ａ及び触媒２６の熱劣化をバランス良く抑制することができる。
【００２４】
次に、ＷＧＶ制御及びＡＢＶ制御の作用効果について説明する。図３は、ＷＧＶ制御及びＡＢＶ制御によるλ１領域の拡大効果を示す説明図である。この図において、「◎」は、ターボ仕事量の減少及び背圧の低減に対して顕著な効果があることを示し、「○」は効果があることを示し、「△」は若干の効果があることを示している。また、図４は、ＷＧＶ及びＡＢＶの開閉状態とターボ仕事量との関係を示す特性線図であり、図５は、ＷＧＶ及びＡＢＶの開閉状態と背圧との関係を示す特性線図である。図５中のＰ４とは、上流排気管部２０ａ内の圧力を示している。また、図６は、上流排気管温度（エキマニ温度：Ｔex）と負荷（ＫＬ）との関係を示す特性線図であり、図７は、触媒温度（Ｔsc）と負荷との関係を示す特性線図であり、図８は、排気空燃比（Ａ／Ｆ）とトルク（ＴＱ）との関係を示す特性線図である。
【００２５】
本願発明者の実験によれば、図３乃至図５に示すように、ＷＧＶ４４を閉弁し、ＡＢＶ５０を開弁した場合には、ターボ仕事量の減少及び背圧の低減に対して顕著な効果があることが判明した。即ち、この場合には、例えばＷＧＶ及びＡＢＶを閉弁した場合と比較して、ターボ仕事量が減少し、背圧が低減するので、ノックを発生させずに点火時期を進角させることができる。これにより、図６及び図７に示すように、排気温度（上流排気管温度）及び触媒温度を低下させることができる。従って、点火時期の進角が可能となる上に、ＯＴ増量が不要となるので、燃料噴射量を抑制しつつ、トルクを増加させることができる。そして、図８に示すように、ＯＴ増量を使用しない運転領域、即ち、λ１領域を拡大し、排気エミッションを向上させることができる。
【００２６】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
次に、図９を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図９は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰返し実行されるものとする。図９に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、λ１限界であるか否かの判定、即ち、触媒温度がＯＴ温度（高温判定値）よりも高いか否かの判定を実行する。ステップ１００の判定が成立した場合には、λ１限界に達しており、ＯＴ増量が必要（空燃比制御が実行不能）となっている。この場合には、ステップ１０２に移行し、上流排気管温度（エキマニ温度）が触媒温度よりも高いか否かを判定する。
【００２７】
ステップ１０２の判定が成立した場合には、上流排気管温度がＯＴ温度に達しているので、ステップ１０４において、ＷＧＶ４４を半開状態で開弁し、ステップ１０６において、ＡＢＶ５０を閉弁する。次に、ステップ１０８では、上流排気管温度が触媒温度と等しくなるまで低下したか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ１１０において、触媒２６の熱劣化を抑制するためにＯＴ増量を実行する。一方、ステップ１０８の判定が不成立の場合には、この判定が成立するまでステップ１０２〜１０８の処理を繰返し実行する。
【００２８】
また、ステップ１０２の判定が不成立の場合には、ステップ１００の判定により触媒温度のみがＯＴ温度に達しているので、ステップ１１２に移行し、ＷＧＶ４４を閉弁する。続いて、ステップ１１４では、ＡＢＶ５０を半開状態で開弁し、前記ステップ１０８に移行する。この場合、ＡＢＶ５０の開度は目標負荷ＫＬに応じて可変に設定してもよい。このように、本実施の形態では、ステップ１０４，１０６の処理（排気管ＯＴ対策）と、ステップ１１２，１１４の処理（触媒ＯＴ対策）とを温度状態に応じて使い分けることができる。これにより、上流排気管部２０ａと触媒２６のうち一方だけにＯＴ状態が偏らないようにＷＧＶ４４の開度を制御し、不要なＯＴ増量を回避することができる。また、ステップ１１４の処理では、ＡＢＶ５０を開弁することにより、ターボ仕事量を減少させ、背圧を低減することができる。これにより、点火時期を進角して、排気温度を低下させると共にトルクを向上させることができ、λ１領域を拡大することができる。
【００２９】
一方、ステップ１００の判定が不成立の場合には、空燃比制御によりストイキを維持できるので、ステップ１１６に移行し、ＡＢＶ５０を閉弁する。そして、ステップ１１８ではＷＧＶ４４を開弁する。即ち、中間回転・中間負荷運転領域（パーシャル領域）では、基本的に燃費を向上させるためにＷＧＶ４４を開弁する。この場合、ＷＧＶ４４の開度は、目標負荷ＫＬに応じて可変に設定してもよい。次に、ステップ１２０では、ＯＴ増量を実行せずに本ルーチンを終了する。
【００３０】
なお、前記実施の形態１では、図９中のステップ１００，１０２，１０４，１１２が請求項１におけるＷＧＶ制御手段の具体例を示し、ステップ１０６，１１４が請求項２におけるＡＢＶ制御手段の具体例を示している。
【００３１】
実施の形態２．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態１と同様の構成（図１）において、触媒温度がＯＴ温度よりも高い場合に、ＷＧＶの開度を増加させると共に、ＡＢＶの開度を減少させることを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３２】
［実施の形態２の特徴］
前述したように、λ１限界の付近では、ＷＧＶ４４の開度を減少させると、背圧が上昇し、ノック領域では点火時期を遅角することになる。これにより、排気温度やトルクが低下し、λ１領域を拡大するのが難しい。そこで、本実施の形態では、触媒温度がＯＴ温度よりも高い場合に、ＷＧＶ４４の開度を増加させると共に、ＡＢＶ５０の開度を減少させる。これにより、実施の形態１と同様とほぼ同様の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態によれば、触媒２６がＯＴ状態となった場合に、ターボ仕事量を減少させ、背圧を低減することができる。これにより、点火時期を進角させ、排気温度を低下させることができる。また、タービン３８を通過する排気ガスの量が増加することにより、触媒２６の位置での排気温度を更に低下させることができる。従って、本実施の形態によれば、触媒温度を大幅に低下させる要求が生じた場合でも、この要求を満たすことができ、ＯＴ増量を使用せずに触媒２６の熱劣化を抑制することができる。
【００３３】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
次に、図１０を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図１０は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰返し実行されるものとする。図１０に示すルーチンでは、まず、ステップ２００において、λ１限界であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ２０２において、触媒温度がＯＴ温度（高温判定値）よりも高いか否かを判定する。
【００３４】
ステップ２０２の判定が成立した場合には、ステップ２０４に移行し、ＷＧＶ４４の開度を減少（好ましくは、全閉）させる。そして、ステップ２０６では、ＡＢＶ５０の開度を半開（中間開度）に設定する。この場合、ＡＢＶ５０の開度は、目標負荷ＫＬに応じて可変に設定してもよい。また、ステップ２０２の判定が不成立の場合には、触媒２６がＯＴ状態ではないので、本ルーチンを終了する。一方、ステップ２００の判定が不成立の場合には、ステップ２０８，２１０に移行し、実施の形態１（図９）のステップ１１６，１１８と同様の処理を実行する。
【００３５】
なお、前記実施の形態２では、図１０中のステップ２０４，２０６が請求項２におけるＷＧＶ・ＡＢＶ制御手段の具体例を示している。また、前記実施の形態１では、ＷＧＶ制御とＡＢＶ制御とを併用する場合を例示したが、本発明はこれに限らず、ＷＧＶ制御のみを実行する構成としてもよい。さらに、前記実施の形態１，２では、高温判定値としてＯＴ温度を例示したが、本発明はこれに限らず、高温判定値は設計上の要求等に応じて任意の温度に設定してよいものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  クランク軸
１８  吸気通路
２０  排気通路
２０ａ  上流排気管部
２２  スロットルバルブ
２４  サージタンク
２６  触媒
２８  燃料噴射弁
３０  点火プラグ
３２  吸気バルブ
３４  排気バルブ
３６  過給機
３８  タービン
４０  コンプレッサ
４２  排気バイパス通路
４４  ウェイストゲートバルブ
４６  インタークーラ
４８  吸気バイパス通路
５０  エアバイパスバルブ
６０  クランク角センサ
６２  エアフローセンサ
６４  水温センサ
６６  吸気圧センサ
６８  空燃比センサ
７０  触媒温度センサ
８０  ＥＣＵ
【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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