(57)【要約】【課題】触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、触媒を暖機させるための制御を行う。具体的には、触媒の温度が所定温度未満であるときにはウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）を開に維持し、触媒の温度が所定温度以上になったときにＷＧＶを開から閉に設定して、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御を実行する。上記の内燃機関の制御装置によれば、触媒内でリッチガスとリーンガスとを確実に混合させることができると共に、触媒内でＣＯを確実に燃焼させることができる。よって、触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機することが可能となる。【選択図】図６
2008095542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機と、排気通路において前記過給機の上流側と下流側とをバイパスさせるバイパス通路上に設けられたウエストゲートバルブと、を有する内燃機関に対して、前記排気通路上に設けられた触媒を暖機させるための制御を行う内燃機関の制御装置であって、
前記触媒の温度が所定温度未満であるときに、前記ウエストゲートバルブを開に維持すると共に、当該触媒の温度が前記所定温度以上になったときに、前記ウエストゲートバルブを閉にするウエストゲートバルブ制御手段と、
前記ウエストゲートバルブ制御手段によって前記ウエストゲートバルブが閉にされている際に、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御を行う噴射制御手段と、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】
前記噴射制御手段は、吸入空気量、吸気管圧力、及び前記過給機におけるタービン回転数の少なくとも一つ以上に基づいて、前記燃料噴射量を増減させる量を決定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定温度は、前記触媒において排気ガス中のＣＯを燃焼可能な温度であ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制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒を早期暖機させるための制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の始動後などにおいて、排出ガス浄化用の触媒を活性化温度にまで温度上昇させる触媒暖機制御が行われている。例えば、特許文献１には、燃料噴射量を増減させることによって、リーン燃焼による酸素供給、及びリッチ燃焼による可燃分（ＣＯ（一酸化炭素）など）の供給を行うことで、触媒を早期に暖機する技術が記載されている。このような制御を実行することによって、触媒内におけるＣＯの酸化反応が増加し、この酸化反応による発熱で触媒が加熱されることによって触媒の暖機が促進される。また、特許文献２には、触媒が暖機していない際に、過給機をバイパスする通路上に設けられたバルブ（ウエストゲートバルブ）を開くことによって、触媒を暖機する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８８６６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１０７７９０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、上記した特許文献１に記載された制御を行った際に、ＣＯやＨＣなどが触媒からすり抜けることによって、エミッションが悪化してしまう場合があった。このようすり抜けは、リッチガス（リッチ燃焼時に触媒に供給されるガス）とリーンガス（リーン燃焼時に触媒に供給されるガス）との混合が触媒内で不十分であったり、触媒の温度がこれらのガスが反応する温度にまで達していなかったりしたために生じるものと考えられる。また、特許文献２に記載された技術でも、触媒の暖機時にＣＯやＨＣなどがすり抜けてしまうことを適切に抑制することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機することが可能な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】
本発明の１つの観点では、過給機と、排気通路において前記過給機の上流側と下流側とをバイパスさせるバイパス通路上に設けられたウエストゲートバルブと、を有する内燃機関に対して、前記排気通路上に設けられた触媒を暖機させるための制御を行う内燃機関の制御装置は、前記触媒の温度が所定温度未満であるときに、前記ウエストゲートバルブを開に維持すると共に、当該触媒の温度が前記所定温度以上になったときに、前記ウエストゲートバルブを閉にするウエストゲートバルブ制御手段と、前記ウエストゲートバルブ制御手段によって前記ウエストゲートバルブが閉にされている際に、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御を行う噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、過給機とウエストゲートバルブとを有する内燃機関に対して、触媒を暖機させるための制御を行うために好適に利用される。具体的には、ウエストゲートバルブ制御手段は、触媒の温度が所定温度未満であるときにウエストゲートバルブを開に維持し、触媒の温度が所定温度以上になったときにウエストゲートバルブを開から閉に設定する。そして、噴射制御手段は、触媒温度が所定温度以上になってウエストゲートバルブが閉に設定された際に、気筒ごとに又は所定時間ごとに、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御を実行する。これにより、噴射制御手段による制御で発生したＣＯを触媒において確実に燃焼させることができる（即ち、ＣＯとＯ２とを確実に反応させることができる）。加えて、リーンガス（Ｏ２（酸素）など）及びリッチガス（ＣＯ（一酸化炭素）など）を触媒において効率的に混合させることが可能となる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機することが可能となる。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記噴射制御手段は、吸入空気量、吸気管圧力、及び前記過給機におけるタービン回転数の少なくとも一つ以上に基づいて、前記燃料噴射量を増減させる量を決定する。
【０００９】
この態様では、噴射制御手段は、タービン回転数などに基づいて、燃料噴射量を増減させる量を決定する。言い換えると、タービン回転数などに応じて、空燃比をリッチ側及びリーン側に変化させる量を設定する。例えば、タービン回転数が上昇している場合には、気筒ごとに又は所定時間ごとに、燃料噴射量を増加させる量及び減少させる量を徐々に大きくしていく制御を実行する。このような制御を実行することにより、タービン回転数に応じた量のリッチガスとリーンガスとを過給機に供給することができるので、過給機においてリッチガスとリーンガスとを効果的に混合させることができる。よって、触媒内でリッチガスとリーンガスとを確実に混合させることが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記所定温度は、前記触媒において排気ガス中のＣＯを燃焼可能な温度である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
［全体構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００１４】
車両は、主に、エアクリーナ（ＡＣ）２と、吸気通路３と、ターボ過給機４と、インタークーラ（ＩＣ）５と、スロットルバルブ６と、サージタンク７と、エンジン（内燃機関）８と、排気通路１８と、バイパス通路１９と、ウエストゲートバルブ２０と、三元触媒２１と、吸気圧センサ３１と、水温センサ３２と、酸素センサ３３と、アクセル開度センサ３４と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１５】
エアクリーナ２は、外部から取得された空気（吸気）を浄化して、吸気通路３に供給する。吸気通路３中には、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気はコンプレッサ４ａの回転によって圧縮される（過給される）。更に、吸気通路３中には、吸気を冷却するインタークーラ５と、エンジン８に供給する吸気量を調整するスロットルバルブ６が設けられている。
【００１６】
スロットルバルブ６を通過した吸気は、吸気通路３上に形成されたサージタンク７内に一旦貯蔵された後、エンジン８が有する複数の気筒（不図示）内に流入する。エンジン８は、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を気筒内で燃焼することによって動力を発生する。エンジン８は、例えばガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１８に排出される。なお、エンジン８は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、点火時期の制御や、燃料噴射量の制御や、燃料の噴射時期の制御などが行われる。
【００１７】
ここで、図２を参照してエンジン８の具体的な構成について説明する。エンジン８は、主に、気筒（シリンダ）８ａと、燃料噴射弁１０と、点火プラグ１２と、吸気弁１３と、排気弁１４と、を有する。なお、図２においては、説明の便宜上、１つの気筒８ａのみを示しているが、実際にはエンジン８は複数の気筒８ａを有している。
【００１８】
燃料噴射弁１０は、気筒８ａに設けられており、気筒８ａの燃焼室８ｂ内に直接燃料を噴射（筒内噴射）するインジェクタである。燃料噴射弁１０は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。即ち、ＥＣＵ５０によって、燃料噴射量の制御などが実行される。なお、筒内噴射（直噴）を行う燃料噴射弁１０によってエンジン８を構成することに限定されず、ポート噴射を行う燃料噴射弁によってエンジン８を構成しても良い。
【００１９】
気筒８ａの燃焼室８ｂには、吸気通路３より吸気が供給されると共に、燃料噴射弁１０から燃料が供給される。燃焼室８ｂ内では、点火プラグ１２の点火により着火されることによって、供給された吸気と燃料との混合気が燃焼される。この場合、燃焼によってピストン８ｃが往復運動し、この往復運動がコンロッド８ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。なお、点火プラグ１２は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。即ち、ＥＣＵ５０によって、点火時期の制御が実行される。
【００２０】
更に、気筒８ａには、吸気弁１３と排気弁１４とが配設されている。吸気弁１３は、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室８ｂとの導通／遮断を制御する。また、排気弁１４は、開閉することによって、排気通路１８と燃焼室８ｂとの導通／遮断を制御する。
【００２１】
図１に戻って、車両が有する他の構成要素について説明を行う。
【００２２】
エンジン８より排出された排気ガスは、排気通路１８に設けられたターボ過給機４のタービン４ｂを回転させる。このようなタービン４ｂの回転トルクが、過給機４内のコンプレッサ４ａに伝達されて回転することによって、ターボ過給機４を通過する吸気が圧縮される（過給される）。
【００２３】
排気通路１８には、ターボ過給機４の上流側と下流側とをバイパスさせるバイパス通路１９が接続されている。このバイパス通路１９上には、ウエストゲートバルブ２０が設けられている。ウエストゲートバルブ２０が閉であるときには、排気ガスは過給機４に流入し、バイパス通路１９には流れない。逆に、ウエストゲートバルブ２０が開であるときには、排気ガスはバイパス通路１９にも流れる。そのため、コンプレッサ４ａの回転数の上昇が抑制される。即ち、ターボ過給機４による過給が抑えられる。このようなウエストゲートバルブ２０の開閉の制御は、ＥＣＵ５０によって行われる。
【００２４】
また、排気通路１８上には、排気ガスを浄化する機能を有する三元触媒２１が設けられている。具体的には、三元触媒２１は、白金やロジウムなどの貴金属を活性成分とした触媒であり、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などを除去する機能を有する。また、三元触媒２１は、その温度に応じて排気ガスの浄化能力が変化する。詳しくは、三元触媒２１が活性温度付近の温度にあるときに排気ガスの浄化能力が高くなる。そのため、冷間始動時などにおいては、三元触媒２１の温度を活性温度にまで上昇させる必要がある。なお、排気ガスを浄化するための装置として、三元触媒２１を用いることに限定はされない。また、以下では、三元触媒２１のことを、符号等を省略して「触媒」と呼ぶ。
【００２５】
吸気圧センサ３１は、サージタンク７に設けられており、吸気圧を検出する。この吸気圧は、吸気管圧力に対応する圧力である。水温センサ３２は、エンジン８を冷却する冷却水の温度（以下、「エンジン水温」と呼ぶ。）を検出し、酸素センサ３３は、排気通路１８上に設けられており、排気ガス中の酸素濃度を検出する。また、アクセル開度センサ３４は、運転者によるアクセル開度を検出する。これらのセンサが検出した検出値は、検出信号としてＥＣＵ５０に供給される。
【００２６】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、車両内の各種センサから供給される出力に基づいて、車両内の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、主に、ウエストゲートバルブ（以下、「ＷＧＶ」と表記する。）２０に対する制御、及び燃料噴射弁１０に対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、触媒温度が所定温度未満であるときにはＷＧＶ２０を開に維持すると共に、触媒温度が所定温度以上になったときにＷＧＶ２０を開から閉に設定する。なお、「所定温度」とは、排気ガス中のＣＯを触媒において燃焼できる程度の温度に相当する。更に、ＥＣＵ５０は、触媒温度が所定温度以上になってＷＧＶ２０が閉に設定された際に、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御（以下、「噴射ディザ制御」と呼ぶ。）を行う。このような制御を行うのは、触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機するためである。
【００２７】
以上のように、ＥＣＵ５０は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ウエストゲートバルブ制御手段、及び噴射制御手段として動作する。
【００２８】
［噴射ディザ制御］
次に、上記したＥＣＵ５０が実行する噴射ディザ制御について説明する。本実施形態では、冷間始動時などにおいて、触媒を早期暖機することを目的として噴射ディザ制御を実行する。
【００２９】
ここで、基本的な噴射ディザ制御について、図３を参照して説明する。図３は、横軸に時間を示し、縦軸に空燃比（Ａ／Ｆ）を示す。なお、図３は、噴射ディザ制御を実行したときの目標空燃比の変化を示したグラフである。
【００３０】
図３に示すように、噴射ディザ制御においては、気筒８ａごとに又は所定時間ごとに、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御が行われる。このような制御を実行した場合、リーン燃焼においてはリーンガス（Ｏ２（酸素）など）が触媒に供給されることとなり、リッチ燃焼においてはリッチガス（ＣＯ（一酸化炭素）など）が触媒に供給されることとなる。これにより、触媒内におけるＣＯとＯ２との反応（酸化反応）を増加させることができ、この酸化反応による発熱で触媒を加熱することができる。したがって、触媒の暖機を促進させることが可能となる。
【００３１】
しかしながら、上記した噴射ディザ制御を実行した際に、触媒温度がリッチガスとリーンガスとが反応する温度（前述した「所定温度」に対応する）にまで達していない場合、言い換えると触媒温度がＣＯを燃焼できる程度の温度にまで達していない場合には、これらのガスが十分に反応することができずに、触媒からＣＯやＨＣなどがすり抜けてしまう場合がある。また、このようなすり抜けは、触媒内でリッチガスとリーンガスとの混合が不十分である場合にも生じる。即ち、リッチガスとリーンガスとの混合が不十分であるために、これらのガスが十分に反応することができずに、触媒からＣＯやＨＣなどがすり抜けて排出されてしまう場合がある。
【００３２】
例えば、ＷＧＶ２０が開である状態や、ターボ過給機４におけるタービン４ｂの回転数（以下、「タービン回転数」と呼ぶ。）が低い状態において、リッチガスとリーンガスとの混合が不十分になる可能性が高い。こうなるのは、ＷＧＶ２０が開であるである場合にはタービン４ｂ側の排気通路１８とバイパス通路１９との二手に排気ガスが流れてしまうと共に、タービン回転数が低い場合にはタービン４ｂ内におけるガスの混合効果を十分に得られないためである。以上のように触媒からＣＯやＨＣなどがすり抜けて排出された場合には、エミッションが悪化してしまう可能性がある。
【００３３】
したがって、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、触媒温度が所定温度未満である場合には、噴射ディザ制御の実行を禁止する。更に、触媒温度が所定温度未満である場合には、ＥＣＵ５０はＷＧＶ２０を開に維持し続ける。これは直接触媒への流量を増やして、タービンに熱を奪われないようにして触媒の暖機性を上げるためである。そして、ＥＣＵ５０は、触媒温度が所定温度以上となった際に、即ち触媒温度がＣＯを燃焼できる程度の温度にまで達した際に、ＷＧＶ２０を開から閉に設定し、ＷＧＶ２０が閉になった際に噴射ディザ制御の実行を開始する。このように触媒温度が所定温度以上となった際に噴射ディザ制御を実行することにより、噴射ディザ制御により発生したＣＯを触媒において確実に燃焼させることができる（即ち、ＣＯとＯ２とを確実に反応させることができる）。また、ＷＧＶ２０を閉に設定した状態で噴射ディザ制御を実行することにより、バイパス通路１９への排気ガスの流入を遮断することができるので、噴射ディザ制御時に発生した全ての排気ガスをタービン４ｂに供給することができる。加えて、タービン回転数が上昇していくため、タービン４ｂにおいてリッチガスとリーンガスとを効率的に混合させることが可能となる。よって、触媒内においてリッチガスとリーンガスとを適切に混合させることができる。
【００３４】
更に、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、噴射ディザ制御において燃料噴射量を増減させる量（以下、「噴射ディザ振幅量」と呼ぶ。）を、タービン回転数に基づいて決定する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、タービン回転数に応じて、空燃比をリッチ側及びリーン側に変化させる量を設定する。例えば、タービン回転数が大きくなるほど、噴射ディザ振幅量を大きくしていく。このように噴射ディザ振幅量を変化させることにより、タービン回転数に応じた量のリッチガスとリーンガスとをタービン４ｂに供給することができるので、タービン４ｂにおいてリッチガスとリーンガスとを効果的に混合させることができる。よって、触媒内でリッチガスとリーンガスとを確実に混合させることが可能となる。
【００３５】
以上より、本実施形態に係る噴射ディザ制御を実行することにより、触媒内でリッチガスとリーンガスとを確実に混合させることができると共に、触媒内でＣＯを確実に燃焼させることができる。よって、触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、即ち噴射ディザ制御に起因するエミッションの悪化を適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機することが可能となる。
【００３６】
次に、図４を参照して、噴射ディザ制御の具体例を説明する。図４は、本実施形態に係る噴射ディザ制御の基本的な流れを示す図である。図４（ａ）はＷＧＶ２０の開閉を示しており、図４（ｂ）は触媒温度の時間変化を示しており、図４（ｃ）は噴射ディザ制御要求を示しており、図４（ｄ）は吸気圧の時間変化を示しており、図４（ｅ）は噴射ディザ振幅量の時間変化を示している。なお、図４は、横軸に時間を示している。
【００３７】
時刻ｔ１において、エンジン８が始動される。この場合、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、図４（ｂ）に示すように触媒温度が所定温度Ｔ１未満であるため、ＥＣＵ５０は、図４（ａ）に示すようにＷＧＶ２０を開に維持する。更に、ＥＣＵ５０は、図４（ｃ）に示すように噴射ディザ制御要求を出さない。つまり、ＥＣＵ５０は、噴射ディザ制御の実行を禁止する。
【００３８】
時刻ｔ２において、図４（ｂ）に示すように、触媒温度が所定温度Ｔ１を超える。したがって、ＥＣＵ５０は、図４（ａ）に示すようにＷＧＶ２０を開から閉に設定する。更に、ＥＣＵ５０は、ＷＧＶ２０が閉になった際に、図４（ｃ）に示すように噴射ディザ制御要求を出す。このように、触媒温度が所定温度Ｔ１未満である際には噴射ディザ制御を禁止し、触媒温度が所定温度Ｔ１以上となった際に噴射ディザ制御を開始することにより、噴射ディザ制御によって発生したＣＯを触媒内で確実に燃焼させることができる。
【００３９】
また、上記のようにＷＧＶ２０を閉に設定することにより、図４（ｄ）に示すように、吸気圧が上昇する。なお、吸気圧とタービン回転数との間には相関関係があるので、吸気圧の上昇に伴ってタービン回転数も上昇する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、このような吸気圧の状態に基づいて、噴射ディザ制御における噴射ディザ振幅量を設定する。この場合には吸気圧が徐々に上昇するため、ＥＣＵ５０は、図４（ｅ）中の矢印６０で示すように、噴射ディザ振幅量を徐々に上昇させる。このように噴射ディザ振幅量を変化させることにより、リッチガスとリーンガスとを触媒において確実に混合させることが可能となる。
【００４０】
図４（ｂ）には、上記のような噴射ディザ制御を実行した場合の結果（矢印６１で示す）と、噴射ディザ制御を実行しない場合の結果（矢印６２で示す）とを重ねて示している。これより、噴射ディザ制御を実行した場合には、噴射ディザ制御を実行しない場合と比較すると、触媒温度が上昇する速度が速いことがわかる。よって、本実施形態に係る噴射ディザ制御によれば、触媒を効果的に暖機することができると言える。
【００４１】
ここで、噴射ディザ制御において噴射ディザ振幅量を変化させたときの一例について、図５を参照して説明する。図５は、横軸に時間を示し、縦軸に空燃比（Ａ／Ｆ）を示している。なお、図５は、吸気圧が上昇している最中に、即ちタービン回転数が上昇している最中に、噴射ディザ制御を実行したときのグラフを示している。また、このグラフは、目標空燃比の変化を示している。
【００４２】
図５に示すように、ＥＣＵ５０は、時刻ｔ３から、噴射ディザ制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、吸気圧の変化に応じて、噴射ディザ制御における噴射ディザ振幅量を変化させる制御を行う。言い換えると、吸気圧の変化に応じて、空燃比をリッチ側及びリーン側に振る量を変化させる。この場合には、吸気圧が上昇しているため、ＥＣＵ５０は、噴射ディザ振幅量を徐々に上昇させる制御を行う。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、噴射ディザ制御において、リッチ燃焼させるために燃料噴射量を増加させる量、及びリーン燃焼させるために燃料噴射量を減少させる量を徐々に大きくしていく制御を実行する。
【００４３】
このように噴射ディザ振幅量を変化させることにより、タービン回転数に応じた量のリッチガスとリーンガスとをタービン４ｂに供給することができるので、タービン４ｂにおいてリッチガスとリーンガスとを効果的に混合させることができる。よって、触媒内でリッチガスとリーンガスとを確実に混合させることが可能となる。
【００４４】
なお、上記では、タービン回転数又は吸気圧に基づいて、噴射ディザ振幅量を決定する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、吸入空気量、吸気圧（吸気管圧力）、及びタービン回転数の少なくとも一つ以上に基づいて、噴射ディザ振幅量を決定することができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る噴射ディザ制御は、エンジン８がＶ型エンジンで構成される場合には、バンク毎に実行することができる。即ち、ＥＣＵ５０は、一方のバンクを構成する気筒群をリッチ燃焼させると共に、他方のバンクを構成する気筒群をリーン燃焼させる制御を実行する。
【００４６】
［触媒暖機処理］
次に、本実施形態に係る触媒暖機処理について、図６及び図７を参照して説明する。
【００４７】
図６は、触媒暖機処理を示すフローチャートである。この処理は、冷間始動時などにおいて、触媒を早期に暖機するために行われる。具体的には、前述した噴射ディザ制御などが実行される。なお、触媒暖機処理は、前述したＥＣＵ５０が所定の周期で繰り返し実行する。
【００４８】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、触媒を暖機する要求（触媒暖機要求）が有るか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ５０は、冷間始動時におけるアイドル運転時であるか否かや、触媒が暖機しているか否かなどを判定することによって、触媒暖機要求が有るか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、エンジン水温や、触媒温度（検出値又は推定値など）などに基づいて判定を行う。触媒暖機要求が有る場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、触媒暖機要求が無い場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００４９】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、ＷＧＶ２０を開に設定する制御を行う。この場合には、触媒暖機要求が有るため、触媒が所定温度未満である可能性が高いと考えられる。よって、ＥＣＵ５０は、ＷＧＶ２０を開に設定する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。
【００５０】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、触媒温度が所定温度以上であるか否かを判定する。即ち、触媒温度が、排気ガス中のＣＯを燃焼できる程度（Ｏ２とＣＯとが反応できる程度）の温度であるか否かを判定する。ステップＳ１０３の判定は、ＷＧＶ２０を開から閉にして、噴射ディザ制御を実行しても良い状況であるか否かを判定するために行われる。触媒温度が所定温度以上である場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。これに対して、触媒温度が所定温度未満である場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。この場合には、ＥＣＵ５０は、ＷＧＶ２０を開に維持する。つまり、ＥＣＵ５０は、触媒温度が所定温度以上となるまで、ＷＧＶ２０を開に維持する制御を行う。
【００５１】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、ＷＧＶ２０を開から閉に設定する制御を行う。この場合には、触媒が所定温度以上であるため、触媒内でＣＯを適切に燃焼させることができると言える。よって、噴射ディザ制御を実行しても問題が生じない状況であると言える。したがって、ＥＣＵ５０は、噴射ディザ制御を開始する前に、ＷＧＶ２０を開から閉に設定する制御を行う。このようにＷＧＶ２０を開から閉に設定することにより、タービン回転数を上昇させることができ、噴射ディザ制御の実行により発生するリッチガスとリーンガスとを効率的に混合させることが可能となる。そして、処理はステップＳ１０５に進む。
【００５２】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、ＷＧＶ２０が閉に設定されているため、噴射ディザ制御を実行する。この制御で行われる処理の詳細は後述する。噴射ディザ制御が終了すると、処理はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、触媒の暖機が完了したか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、触媒温度（検出値又は推定値など）が目標温度以上となったか否かなどを判定する。触媒の暖機が完了している場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、処理は当該フローを抜ける。一方、触媒の暖機が完了していない場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に戻る。この場合には、ＷＧＶ２０を閉に維持した状態で、噴射ディザ制御を再度実行する。即ち、触媒の暖機が完了するまで、噴射ディザ制御の実行を継続する。
【００５３】
次に、前述したステップＳ１０５の処理で実行する噴射ディザ制御について、図７を用いて説明する。図７は、噴射ディザ制御を示すフローチャートである。この制御では、ＥＣＵ５０は、基本的には、気筒８ａごとに又は所定時間ごとに、リーン燃焼とリッチ燃焼とが交互に切り替わるように燃料噴射量を増減させる制御を行う。
【００５４】
ステップＳ２０１では、ＥＣＵ５０は、吸気圧に応じた噴射ディザ振幅量を決定し、決定された噴射ディザ振幅量に基づいて噴射ディザ制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ５０は、吸気圧センサ３１から取得される吸気圧に基づいて噴射ディザ振幅量を決定し、この噴射ディザ振幅量に対応する燃料噴射量が噴射されるように、燃料噴射弁１０に対して制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、吸気圧が大きくなるほど、つまりタービン回転数が大きくなるほど、大きな値を有する噴射ディザ振幅量を決定する。このように噴射ディザ振幅量を決定して噴射ディザ制御を実行することにより、タービン回転数に応じた量のリッチガス及びリーンガスをタービン４ｂに供給することができるので、リッチガスとリーンガスとを触媒において確実に混合させることが可能となる。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。なお、噴射ディザ振幅量に限界値を設けても良い。つまり、噴射ディザ振幅量が限界値に達した場合には、吸気圧が更に上昇していても、噴射ディザ振幅量をその限界値に設定し続けることができる。
【００５５】
このように、本実施形態に係る触媒暖機処理によれば、触媒内でリッチガスとリーンガスとを確実に混合させることができると共に、触媒内でＣＯとＯ２とを確実に反応させることができる。したがって、触媒からのＣＯやＨＣなどのすり抜けを適切に抑制しつつ、即ち噴射ディザ制御に起因するエミッションの悪化を適切に抑制しつつ、触媒を早期暖機することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。
【図２】エンジンの概略構成を示す図である。
【図３】噴射ディザ制御の一例を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る噴射ディザ制御の基本的な流れを示す図である。
【図５】噴射ディザ振幅量を変化させたときのグラフの一例を示す。
【図６】触媒暖機処理を示すフローチャートである。
【図７】噴射ディザ制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
３  吸気通路
４  ターボ過給機
４ｂ  タービン
８  エンジン
８ａ  気筒
１０  燃料噴射弁
１２  点火プラグ
１８  排気通路
１９  バイパス通路
２０  ウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）
２１  三元触媒
３１  吸気圧センサ
５０  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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