(57)【要約】【課題】リーン燃焼時にリッチスパイクを実行する際、ＮＯｘ触媒からの未浄化ＮＯｘの放出を抑制すると共に、始動時触媒及びタービンの異常加熱を防止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】リッチ燃焼時にリッチスパイク実行要求がある場合には、オーバラップ期間Tolを確保するため、第２排気弁Ex2のリフト量がリッチスパイク時のリフト量に補正される（ステップ１１２）。その後、ＮＯｘ触媒のＮＯｘを還元するための燃料噴射量であるリッチスパイク噴射量を算出する（ステップ１１４）。その後、オーバラップ期間Tolにリッチスパイクを実行する（ステップ１１６）。【選択図】図５
2009085033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記過給機のタービンが設けられた第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流の前記第１排気通路に配置された始動時触媒と、
前記始動時触媒の下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁と、
前記第１排気通路と前記第２排気通路の合流点よりも下流に配置され、リーン燃焼時にＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するための燃料を噴射するリッチスパイクを実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、リーン燃焼時に前記リッチスパイクを実行する際、前記第２排気弁と吸気弁のオーバラップ期間に前記燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記リッチスパイクを実行する際、前記第１排気弁の開弁時期を前記第２排気弁の開弁時期よりも進角側にすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第２排気通路と、前記第１排気通路の前記タービンと前記始動時触媒との間とを接続するバイパス通路と、
内燃機関始動時に、排気ガスの流路を前記バイパス通路に切り替える切替弁とを更に備えた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、過給機付き内燃機関の制御装置に係り、特にリッチ燃焼時のリッチスパイク制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、排気合流点の下流に触媒とを備えた装置（独立排気エンジン）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この装置によれば、第１排気弁を開弁することにより、排気エネルギをタービンに導くことができる。さらに、第２排気弁を開弁することにより、タービンをバイパスして排気ガスを排出することができ、排気ポンピングロスを低減することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８９１０６号公報
【特許文献２】特開２０００−７３７９０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、リーン燃焼時に排出されるＮＯｘはＮＯｘ触媒により吸蔵されるが、定期的にＮＯｘ触媒のＮＯｘを還元する必要がある。すなわち、定期的にＮＯｘ還元剤をＮＯｘ触媒に供給するリッチスパイクを行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、通常の独立排気エンジンでは、排気合流点の下流に始動時触媒（Ｓ／Ｃ）が配置され、さらに始動時触媒の下流にＮＯｘ触媒が配置されている。このため、リッチスパイク時に排気ガス中に含まれる還元剤が、始動時触媒により消費されることとなる。その結果、ＮＯｘ触媒が一時的にストイキ雰囲気となり、未浄化のＮＯｘが放出される問題が発生する。
【０００６】
また、燃焼終了後の排気行程で燃料を噴射する排気行程噴射制御が知られている。しかし、高温の排気ガス中に燃料が噴射されるため、噴射された燃料の一部が排気通路内で燃焼してしまい、タービンや始動時触媒の異常加熱を招来してしまう可能性がある。
【０００７】
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、リーン燃焼時にリッチスパイクを実行する際、ＮＯｘ触媒からの未浄化ＮＯｘの放出を抑制すると共に、始動時触媒及びタービンの異常加熱を防止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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記過給機のタービンが設けられた第１排気通路を開閉する第１排気弁と、
前記タービンの下流の前記第１排気通路に配置された始動時触媒と、
前記始動時触媒の下流に通じる第２排気通路を開閉する第２排気弁と、
前記第１排気通路と前記第２排気通路の合流点よりも下流に配置され、リーン燃焼時にＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するための燃料を噴射するリッチスパイクを実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、リーン燃焼時に前記リッチスパイクを実行する際、前記第２排気弁と吸気弁のオーバラップ期間に前記燃料を噴射することを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、前記リッチスパイクを実行する際、前記第１排気弁の開弁時期を前記第２排気弁の開弁時期よりも進角側にすることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記第２排気通路と、前記第１排気通路の前記タービンと前記始動時触媒との間とを接続するバイパス通路と、
内燃機関始動時に、排気ガスの流路を前記バイパス通路に切り替える切替弁とを更に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、始動時触媒の下流に通じる第２排気通路を介して、すなわち、始動時触媒をバイパスして、ＮＯｘ還元用の燃料をＮＯｘ触媒に供給できる。このため、始動時触媒による燃料の消費を防止することができ、ＮＯｘ触媒からの未浄化ＮＯｘの放出を防止することができる。また、リーン燃焼時にリッチスパイクを実行する際、第２排気弁と吸気弁のオーバラップ期間に、ＮＯｘ還元用の燃料が噴射される。噴射された燃料は、吸気系から第２排気通路に吹き抜ける新気と共に、ＮＯｘ触媒に供給される。よって、リーン燃焼時にリッチスパイクを実行する場合であっても、第１及び第２排気通路や始動時触媒における燃料の燃焼を防止することができるため、タービンや始動時触媒の異常加熱を防止することができる。
【００１２】
第２の発明では、リッチスパイクを実行する際、第２排気弁よりも先に第１排気弁が開弁される。これにより、筒内排気ガスの主排気は第１排気通路を介して行われるため、タービンに排気エネルギが供給され、過給圧を上昇させることができる。これにより、第２排気弁と吸気弁のオーバラップ期間に新気を第２排気通路に吹き抜けさせることができ、ＮＯｘ還元用の燃料をＮＯｘ触媒に供給することができる。
【００１３】
第３の発明では、内燃機関始動時に、排気ガス流路がバイパス通路に切り替えられる。これにより、内燃機関始動時には、タービンをパイパスして、始動時触媒に排気ガスを導くことができる。よって、自然吸気内燃機関と同様の排気熱容量を実現することができるため、始動時触媒の暖機性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１５】
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態によるシステム構成を示す図である。本実施の形態のシステムは、過給機（ダーボチャージャ）を有する独立排気エンジンシステムである。
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、クランク角CAを検出するクランク角センサ５が設けられている。
【００１６】
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。
【００１７】
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１２（符号「In」を付すこともある。）が設けられている。吸気弁１２には、吸気弁１２の開弁特性（開閉時期及びリフト量）を変更可能な可変動弁機構１３が接続されている。可変動弁機構１３としては、公知の電磁駆動弁機構や機械式若しくは油圧式可変動弁機構等を用いることができる。
【００１８】
また、各吸気ポート１０は、吸気マニホールド１４に接続されている。吸気マニホールド１４には、過給圧センサ１５が設けられている。過給圧センサ１５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、過給圧PIMを測定するように構成されている。
【００１９】
吸気マニホールド１４には吸気通路１６が接続されている。吸気通路１６の途中には、スロットルバルブ１７が設けられている。スロットルバルブ１７は、スロットルモータ１８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１７は、アクセル開度センサ２０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１７の近傍には、スロットル開度センサ１９が設けられている。スロットル開度センサ１９は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。スロットルバルブ１７の上流には、インタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２は、過給空気を冷却するように構成されている。
【００２０】
インタークーラ２２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よって、コンプレッサ２４ａが回転駆動される。
【００２１】
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。エアフロメータ２６の上流にはエアクリーナ２８が設けられている。
【００２２】
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。）とを有している。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を通らず始動時触媒４２（後述）の下流に通じる第２排気通路３４を開閉するものである。
【００２３】
これらの排気弁３０Ａ，３０Ｂには、排気弁３０Ａ，３０Ｂの開弁特性（開閉時期及びリフト量）を独立して変更可能な可変動弁機構３１が接続されている。可変動弁機構３１としては、上記可変動弁機構１３と同様に、公知の電磁駆動弁機構や機械式若しくは油圧式可変動弁機構等を用いることができる。
【００２４】
第１排気通路３２におけるタービン２４ｂ上流には、第１排気通路３２の空燃比を検出する第１空燃比センサ３６が設けられている。また、第２排気通路３４には、第２排気通路３４の空燃比を検出する第２空燃比センサ３８が設けられている。第２排気通路３４における第２空燃比センサ３８の下流には、バイパス通路４０の一端が接続されている。バイパス通路４０と第２排気通路３４の接続位置には、排気経路を切り替える切替弁４１が設けられている。
【００２５】
第２排気通路３４との合流点４４よりも上流の第１排気通路３２には、始動時触媒（Ｓ／Ｃ）４２が設けられている。始動時触媒４２とタービン２４ｂの間には、上記バイパス通路４０の他端が接続されている。
【００２６】
第１排気通路３２と第２排気通路３４との合流点４４よりも下流の排気通路４６には、排気ガス中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ触媒４８が設けられている。ＮＯｘ触媒４８は、空燃比が理論空燃比より大きい雰囲気中（つまりリーン雰囲気中）では排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比が理論空燃比以下の雰囲気中（つまりストイキ若しくはリッチ雰囲気中）では吸蔵されたＮＯｘを還元浄化して放出する機能を有している。
【００２７】
本実施の形態のシステムは、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。
ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ５、過給圧センサ１５、スロットル開度センサ１９、アクセル開度センサ２０、エアフロメータ２６、空燃比センサ３６，３８等が接続されている。また、ＥＣＵ６０の出力側には、インジェクタ６、燃料ポンプ８、可変動弁機構１３，３１、スロットルモータ１８、切替弁４１等が接続されている。
ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、エンジン回転数NEを算出する。また、ＥＣＵ６０は、吸入空気量Gaや点火時期等に基づいて、エンジントルクTRQを算出する。
また、ＥＣＵ６０は、目標空燃比（ストイキ空燃比もしくはリーン空燃比）となるように、吸入空気量Gaに対する燃料噴射量を算出する。
【００２８】
［実施の形態の特徴］
上記のような独立排気エンジンにおいて、背圧（排気圧）に比して過給圧PIMを高めると共に、排気弁（第２排気弁Ex2）と吸気弁Inのオーバラップ期間を制御することで、排気通路（第２排気通路３４）に新気を吹き抜けさせることができる。この新気の吹き抜けにより、新気と気筒内の既燃ガス（残留ガス）とのガス交換（以下「掃気」という。）が起こる。この掃気により、気筒内における新気に対する残留ガスの割合を低くすることが可能になる。その結果、筒内温度を下げることができ、ノックを防止することができる。
【００２９】
また、上記システムによれば、吸入空気量Gaや燃料噴射量等を制御することで、ストイキ燃焼だけでなく、リーン燃焼を行うことができる。図２は、エンジン回転数NEとエンジントルクTRQとによって規定された燃焼領域を示す図である。例えば、図２においてハッチングを付した領域Ｒ１では、リーン燃焼が行われる。また、図２に示す領域Ｒ２ではストイキ燃焼が行われる。
【００３０】
図３は、本実施の形態におけるバルブ開弁特性の一例を示す図である。詳細には、図３（Ａ）はリーン燃焼時のバルブ開弁特性を、図３（Ｂ）はストイキ燃焼時のバルブ開弁特性を、それぞれ示す図である。また、図３（Ａ），（Ｂ）は、燃料噴射量が同一である場合のバルブ開弁特性を示している。
燃料噴射量が同一であるとすると、リーン燃焼時には、ストイキ燃焼時よりも多くの空気を筒内に吸入する必要がある。このため、リーン燃焼時には、ストイキ燃焼時よりも過給圧を上昇させるべく、第２排気弁Ex2のリフト量が小さくされる。場合によっては、リーン燃焼時の第２排気弁Ex2のリフト量がゼロにされる。
【００３１】
リーン燃焼時には、排気ガス中のＮＯｘがＮＯｘ触媒４８に吸蔵される。ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘ吸蔵量は有限であるため、ＮＯｘ触媒４８に吸蔵されたＮＯｘを還元する必要がある。すなわち、還元剤をＮＯｘ触媒４８に供給するリッチスパイク制御を定期的に実行する必要がある。
【００３２】
ところが、ＮＯｘ触媒４８上流に配置された始動時触媒４２は酸素吸蔵能を有している。このため、リーン燃焼からリッチ燃焼に切り換えた直後（すなわち、リッチスパイク初期）は、第１排気通路３２を流れる排気ガス中の還元剤が始動時触媒４２で消費されてしまう。そうすると、一時的にＮＯｘ触媒４８がストイキ雰囲気となってしまう。このため、ＮＯｘ触媒４８に吸蔵されたＮＯｘが、未浄化のままＮＯｘ触媒４８から放出されてしまう、いわゆる「しみ出しＮＯｘ」の問題が生じてしまう。
【００３３】
上記システムでは、始動時触媒４２下流の第１排気通路３２に第２排気通路３４が接続され、その接続点４４よりも下流にＮＯｘ触媒４８が配置されている。よって、リッチスパイク時の排気ガスを第２排気通路３４に流すことで、始動時触媒４２をバイパスして還元剤をＮＯｘ触媒４８に供給することができる。始動時触媒４２での還元剤の消費を防止することで、リッチスパイク初期の「しみ出しＮＯｘ」の問題を防止することができる。
【００３４】
ここで、リッチ燃焼時に排出されるＮＯｘはＮＯｘ触媒４８で浄化（吸蔵）されるが、リッチ燃焼時及びストイキ燃焼時に排出されるＮＯｘは始動時触媒４２で浄化される。しかしながら、リッチスパイク後半では、始動時触媒４２により排気ガス中のＮＯｘが浄化されなくなる。そうすると、始動時触媒４２で未浄化のＮＯｘと、ＮＯｘ触媒４８に吸蔵されたＮＯｘとを、ＮＯｘ触媒４８において同時に浄化する必要がある。よって、特に排気ガス量（吸入空気量Ga）の多い領域（例えば、高負荷領域）では、ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘ浄化率が悪化する可能性がある。
【００３５】
また、筒内空燃比をリッチ化するために、例えば、リーン燃焼時に比してスロットル開度TAを小さくする方法や、リーン燃焼時に比して点火時期を遅角する方法が考えられる。しかし、スロットル開度TAを小さくする制御ではポンピングロスが増加する可能性があり、点火時期を遅角する制御では燃焼状態の悪化により燃費が悪化する可能性がある。
かかる燃費の悪化を防止する制御として、燃焼終了後の排気行程において燃料を噴射する制御（排気行程噴射制御）が知られている。この制御によれば、筒内空燃比の設定自由度が高く、燃費悪化を抑制することが可能である。
しかし、高温の排気ガス中に燃料が噴射されるため、噴射された燃料の一部が排気通路３２，３４内で燃焼してしまい、タービン２４ｂや始動時触媒４２の異常加熱が起こる可能性がある。特に、リーン燃焼時には、始動時触媒４２に多量の酸素が吸蔵されている。このため、始動時触媒４２において燃料と酸素が反応して、異常加熱（ＯＴ）を起こしてしまう。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、リーン燃焼時にリッチスパイクを実行する際には、図４に示すように、第１排気弁Ex1開弁後に第２排気弁Ex2を開弁することで、排気行程において第２排気弁Ex2と吸気弁Inのオーバラップ期間Tolを形成する。既述したように、このオーバラップ期間Tolによって、新気が第２排気通路３４に吹き抜ける。さらに、このオーバラップ期間Tol内に、ＮＯｘ還元剤としての燃料を噴射する。オーバラップ期間Tol内に噴射された燃料は、吹き抜け新気と共に、第２排気通路３４を介してＮＯｘ触媒４８に供給される。
そして、図４に示す第２排気弁Ex2閉弁後の吸気弁In開弁期間Tinにおいて、エンジントルクを発生させるための燃料を噴射する。
【００３７】
本実施の形態によれば、ＮＯｘ還元剤としての燃料噴射量と、エンジントルクを発生させるための燃料噴射量とが独立して制御されるため、リッチスパイク時の筒内空燃比（すわなち、リーン空燃比）の制御性が向上する。よって、リッチスパイク時の燃費悪化を抑制することができる。
また、還元剤が始動時触媒４２で消費されないため、上記の「しみ出しＮＯｘ」の問題の発生を防止することができる。さらに、第２排気弁Ex2に先立ち第１排気弁Ex1を開弁することで、筒内排気ガスの主排気が第１排気通路３２で行われるため、タービン２４ｂに大きい排気エネルギを導くことができ、過給圧PIMを上昇させることができる。その結果、第２排気弁Ex2と吸気弁Inのオーバラップ期間Tolを形成することで、筒内の掃気を行うことができる。さらに、このオーバラップ期間TolにＮＯｘ還元用の燃料噴射を行うことで、第２排気通路３４に吹き抜けた新気と共に還元剤がＮＯｘ触媒４８に供給される。よって、排気ガス量の多い運転領域であっても、タービン２４ｂや始動時触媒４２における異常加熱を発生させることなく、ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘを還元することができる。
【００３８】
ところで、エンジン始動時における始動時触媒４２の暖機性を向上させるためには、熱容量の小さい排気経路を確保する必要がある。そこで、上記システムでは、第２排気通路３４と、タービン２４ｂと始動時触媒４２との間の第１排気通路３２とを接続するバイパス通路４０が設けられている。さらに、バイパス通路４０と第２排気通路３４の接続位置に、切替弁４１が設けられている。
そして、エンジン始動時に、第１排気弁Ex1を閉弁し、第２排気弁Ex2を開弁し、さらに切替弁４１をバイパス通路４０側に切り替えることにより、自然吸気と同様の排気熱容量を実現することができる。従って、タービン２４ｂをバイパスして排気ガス全量を始動時触媒４２に流入させることができるため、始動時触媒４２の暖機性を向上させることができる。
【００３９】
［実施の形態における具体的処理］
図５は、本実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動されるものである。
図５に示すルーチンによれば、先ず、エンジン運転パラメータを取得する（ステップ１００）。このステップ１００では、例えば、エンジン回転数NE、吸入空気量Ga及び過給圧PIM等が取得される。
【００４０】
次に、現在の運転領域がリーン燃焼領域であるか否かを判別する（ステップ１０２）。このステップ１０２では、例えば、上記ステップ１００で取得されたエンジン回転数NEと、エンジントルクTRQとに基づいて、図２に示すリーン燃焼領域Ｒ１であるか否かが判別される。なお、エンジントルクTRQは、吸入空気量Gaや点火時期等から算出することができる。
【００４１】
上記ステップ１０２でリーン燃焼領域ではないと判別された場合、すなわち、ストイキ燃焼領域であると判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。この場合、本ルーチンとは別ルーチンにおいて、ストイキ燃焼時の燃料噴射量が算出されると共に、第２排気弁Ex2のリフト量等が算出される。
【００４２】
一方、上記ステップ１０２でリーン燃焼領域であると判別された場合には、リーン燃焼時の燃料噴射量を算出する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、エンジントルクとなる燃料噴射量が算出される。
【００４３】
その後、ＥＣＵ６０内に予め格納されたマップを参照して、第２排気弁Ex2のリフト量及び閉弁時期、並びに吸気弁Inの開弁時期を算出する（ステップ１０６）。このステップ１０６で参照されるマップによれば、過給圧PIMと目標過給圧との差分が大きいほど、第２排気弁Ex2のリフト量が小さく算出される。また、図３に示すように、燃料噴射量が同一である場合には、リーン燃焼時の第２排気弁Ex2のリフト量は、ストイキ燃焼時よりも小さく算出される。よって、このステップ１０６において、第２排気弁Ex2のリフト量がゼロと算出される場合もある。
なお、主排気用の第１排気弁Ex1はフルリフトで開弁すればよいため、第２排気弁Ex2のようなリフト量可変制御は不要である。
【００４４】
次に、リッチスパイクの実行要求が有るか否かを判別する（ステップ１０８）。このステップ１０８では、例えば、前回リッチスパイクを実行してからのリッチ燃焼運転時間が所定値以上である場合に、リッチスパイクの実行要求が有ると判別することができる。このステップ１０８でリッチスパイクの実行要求が無いと判別された場合には、リーン燃焼を継続する（ステップ１１０）。その後、本ルーチンを一旦終了する。
【００４５】
次回以降本ルーチンが起動され、上記ステップ１０８でリッチスパイクの実行要求が有ると判別された場合には、第２排気弁Ex2のリフト量を補正する（ステップ１１２）。このステップ１１２では、上記ステップ１０６で算出された第２排気弁Ex2のリフト量が、リッチスパイク時の第２排気弁Ex2のリフト量に補正される。すなわち、第２排気弁Ex2リフト量が、図４に示すようにオーバラップ期間Tolが形成されるリフト量に補正される。よって、上記ステップ１０６で第２排気弁Ex2のリフト量がゼロに算出された場合であっても、このステップ１１２ではゼロよりも大きいリフト量に補正される。
【００４６】
次に、ＮＯｘ触媒４８に吸蔵されたＮＯｘの還元に必要な燃料噴射量（リッチスパイク噴射量）を算出する（ステップ１１４）。このリッチスパイク噴射量は、ＮＯｘ触媒４８の浄化に必要な還元剤量であり、吹き抜け新気量が考慮された値である。つまり、ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘを還元するために必要な噴射量と、オーバラップ期間Tolに吹き抜ける新気と反応する噴射量との合計が、リッチスパイク噴射量として算出される。吹き抜け新気量は、例えば、過給圧PIMとオーバラップ期間Tol等に基づいて推定することができる。
【００４７】
その後、リッチスパイクを実行する（ステップ１１６）。このステップ１１６では、第２排気弁Ex2と吸気弁Inのオーバラップ期間Tolに、上記ステップ１１４で算出されたリッチスパイク噴射量分の燃料噴射がインジェクタ６により行われる。なお、上述したように、第２排気弁Ex2の開弁に先立って、主排気を行う第１排気弁Ex1の開弁が行われている。
【００４８】
次に、リッチスパイクが終了したか否かを判別する（ステップ１１８）。このステップ１１８では、上記ステップ１１４で算出されたリッチスパイク噴射量分の燃料噴射が完了したか否かが判別される。このステップ１１８でリッチスパイクが終了していないと判別された場合には、上記ステップ１１４に戻る。
【００４９】
一方、上記ステップ１１８でリッチスパイクが終了したと判別された場合には、本ルーチンを終了する。その後、第２排気弁Ex2閉弁後の吸気弁In開弁期間Tin（図４参照）に、上記ステップ１１４で算出されたリーン燃焼噴射量分の燃料噴射、すなわち、エンジントルクとなる燃料噴射がインジェクタ６により行われる。
【００５０】
以上説明したように、図５に示すルーチンによれば、リーン燃焼時にリッチスパイク実行要求が有る場合には、第２排気弁Ex2のリフト量がオーバラップ期間Tolを確保するためのリフト量に補正される。そして、第２排気弁Ex2と吸気弁Inが共に開弁されるオーバラップ期間Tolに、リッチスパイクが実行される。リッチスパイクによる還元剤は、吹き抜け新気と共に、始動時触媒４２をバイパスしてＮＯｘ触媒４８に供給されるため、ＮＯｘ触媒４８からの未浄化ＮＯｘの放出を抑制することができる。さらに、始動時触媒４２及びタービン２４ｂの異常加熱を防止することができる。
【００５１】
尚、本実施の形態においては、過給機２４が第１の発明における「過給機」に、エンジン１が第１の発明における「内燃機関」に、タービン２４ｂが第１の発明における「タービン」に、第１排気通路３２が第１の発明における「第１排気通路」に、第１排気弁３０Ａ（Ex1）が第１の発明における「第１排気弁」に、始動時触媒４２が第１の発明における「始動時触媒」に、第２排気通路３４が第１の発明における「第２排気通路」に、第２排気弁３０Ｂ（Ex2）が第１の発明における「第２排気弁」に、ＮＯｘ触媒４８が第１の発明における「ＮＯｘ触媒」に、バイパス通路４０が第３の発明における「バイパス通路」に、切替弁４０が第３の発明における「切替弁」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１１６の処理を実行することにより第１の発明における「制御手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態によるシステム構成を示す図である。
【図２】エンジン回転数NEとエンジントルクTRQとによって規定された燃焼領域を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるバルブ開弁特性の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における燃料噴射時期を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１    エンジン
２４  過給機
２４ｂ  タービン
３０Ａ  第１排気弁Ex1
３０Ｂ  第２排気弁Ex2
３２  第１排気通路
３４  第２排気通路
４０  バイパス通路
４１  切替弁
４２  始動時触媒
４８  ＮＯｘ触媒
６０  ＥＣＵ
【図１】
2009085033.tif 000003
【図２】
2009085033.tif 000004
【図３】
2009085033.tif 000005
【図４】
2009085033.tif 000006
【図５】
2009085033.tif 000007