特許 7589674 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/20 20060101AFI20241119BHJP

   F01N 3/22 20060101ALI20241119BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20241119BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

F01N3/20 D

F01N3/22 311B

F01N3/24 N

F01N3/24 T

F02B37/18 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021206381

(22)【出願日】2021-12-20

(65)【公開番号】P2023091576

(43)【公開日】2023-06-30

【審査請求日】2023-11-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】片山 章弘

【審査官】家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３２２４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１０５２２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１７２１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０２０１０７１２９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６０１８９４９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２５７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／００

Ｆ０２Ｄ １９／００ － ４５／００

Ｆ０２Ｂ ３７／００ － ３７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気通路に設置されたタービンと、前記排気通路における前記タービンよりも上流側の部位において前記排気通路から分岐されて前記排気通路における前記タービンよりも下流側の部位において前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路における前記排気通路への合流位置に設置されたウェイストゲートバルブと、前記排気通路における前記合流位置よりも下流側の部分に設置された排気浄化用の触媒装置と、を有するエンジンに適用されて、前記エンジンの冷間始動時に前記ウェイストゲートバルブを開弁した状態に保持して前記触媒装置の活性化を促進する触媒早期活性化制御を実行するエンジン制御装置であって、
前記触媒早期活性化制御は、前記ウェイストゲートバルブの開度を既定の第１開度に保持する第１処理の実施後に、前記ウェイストゲートバルブの開度を前記第１開度とは異なる開度とする第２処理を実施することで行われ、
前記第２処理は、既定の開度範囲内での前記ウェイストゲートバルブの開閉を繰り返す処理である
エンジン制御装置。

【請求項2】

当該エンジン制御装置は、前記触媒早期活性化制御の実行中に、前記触媒装置に流入する排気の熱量を増加させる排気熱量増加制御を実行する請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記排気熱量増加制御は、前記第２処理の実施中は、前記第１処理の実施中よりも前記排気の熱量の増加量を抑えて行われる請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

前記排気熱量増加制御は、前記第１処理の実施中にのみ実行される請求項２に記載のエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボチャージャを備えるエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボチャージャにおいて、タービンを迂回して排気を流すバイパス通路と、バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、を有するものがある。そして、特許文献１には、バイパス通路及びウェイストゲートバルブを有するターボチャージャを備えるエンジンの制御を行うエンジン制御装置が記載されている。同文献に記載のエンジン制御装置は、エンジンの冷間始動時に、ウェイストゲートバルブを開弁することで、触媒装置が活性化する時期を早める触媒早期活性化制御を行っている。ウェイストゲートバルブを開弁すると、触媒装置への排気の吹き付けが同装置の一部に集中する。そのため、触媒装置全体に均等に排気が吹き付けられる場合よりも、触媒が活性化した部分が形成される時期が早くなる。よって、触媒早期活性化制御を実行することで触媒装置が排気浄化を開始する時期を早められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１４５９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

触媒早期活性化制御の完了時には、触媒装置の一部のみが活性化した状態にある。よって、触媒早期活性化制御の完了直後にアクセルペダルが踏み込まれて、多量の排気が触媒装置に流入すると、排気の多くが未浄化のまま外気放出される虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するエンジン制御装置は、排気通路に設置されたタービンと、排気通路におけるタービンよりも上流側の部位において排気通路から分岐されて排気通路におけるタービンよりも下流側の部位において排気通路に合流するバイパス通路と、バイパス通路における排気通路への合流位置に設置されたウェイストゲートバルブと、排気通路における上記合流位置よりも下流側の部分に設置された排気浄化用の触媒装置と、を有するエンジンに適用される。同エンジン制御装置は、エンジンの冷間始動時にウェイストゲートバルブを開弁した状態に保持して触媒装置の活性化を促進する触媒早期活性化制御を実行する。そして、同エンジン制御装置は、ウェイストゲートバルブの開度を既定の第１開度に保持する第１処理の実施後に、ウェイストゲートバルブの開度を第１開度とは異なる開度とする第２処理を実施することで触媒早期活性化制御を行っている。

【0006】

ウェイストゲートバルブを開弁すると、触媒装置への排気の吹き付けが同装置の一部に集中する。そして、排気の吹き付けが集中する部位の触媒の昇温が促進される。一方、ウェイストゲートバルブの開度を変更すると、バイパス通路からの排気の吹き出し方向が変化する。そして、排気が集中的に吹き付けられる触媒装置の部位が移動する。上記エンジン制御装置は、触媒早期活性化制御に際してまず第１処理において、触媒装置における特定の部位を昇温している。そして、その後、第２処理において、ウェイストゲートバルブの開度を変更することで、触媒装置における上記特定の部位とは別の部位を昇温している。そのため、ウェイストゲートバルブの開度を一定に固定して触媒早期活性化制御を行った場合よりも、同制御の終了時に触媒温度が高められた部位が広くなる。これにより、触媒早期活性化制御の終了直後のエミッションの悪化が抑えられる。したがって、上記エンジン制御装置は、冷間始動時のエンジンの排気性能を向上する効果を奏する。

【0007】

上記エンジン制御装置での第２処理は、第１開度とは異なる既定の第２開度にウェイストゲートバルブの開度を保持する処理としてもよい。また、第２処理は、第１開度から、同第１開度とは異なる既定の第３開度へとウェイストゲートバルブの開度を徐変する処理としてもよい。さらに、第２処理は、既定の開度範囲内でのウェイストゲートバルブの開閉を繰り返す処理としてもよい。

【0008】

また、上記エンジン制御装置は、触媒早期活性化制御の実行中に、触媒装置に流入する排気の熱量を増加させる排気熱量増加制御を実行する構成としてもよい。排気熱量増加制御には、点火時期の遅角化や空燃比のリーン化により、触媒装置に流入する排気の温度を高める制御や、吸気増量により触媒装置に流入する排気の流量を増やす制御が含まれる。こうした排気熱量増加制御を触媒早期活性化制御に併せ実行することで、触媒装置の触媒の活性化を更に促進できる。ただし、排気熱量増加制御には、エンジンの燃費性能が低下するという背反がある。よって、排気熱量増加制御は、第２処理の実施中は、第１処理の実施中よりも排気の熱量の増加量を抑えて行うようにしたり、第１処理の実施中にのみ実行したり、することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のエンジン制御装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】同エンジン制御装置が実行する触媒早期活性化制御の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】触媒早期活性化制御における第１処理の実施中の触媒装置周辺の状態を示す図である。

【図4】第１処理だけで触媒早期活性化制御を終了した場合の同制御終了直後の触媒装置周辺の状態を示す図である。

【図5】触媒早期活性化制御における第２処理の実施中の触媒装置周辺の状態を示す図である。

【図6】第２実施形態のエンジン制御装置における触媒早期活性化制御中の、（Ａ）はＷＧＶ開度の推移を、（Ｂ）は点火時期の推移を、それぞれ示すタイムチャートである。

【図7】第３実施形態のエンジン制御装置における触媒早期活性化制御中のＷＧＶ開度の推移を示すタイムチャートである。

【図8】第３実施形態のエンジン制御装置の変形例における触媒早期活性化制御中のＷＧＶ開度の推移を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、エンジン制御装置の第１実施形態を、図１～図５を参照して詳細に説明する。
＜エンジン制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態のエンジン制御装置の構成を説明する。本実施形態のエンジン制御装置が制御の対象とするエンジン１０は、混合気の燃焼を行う燃焼室１１を備える。また、エンジン１０は、燃焼室１１への吸気の導入路である吸気通路１２と、燃焼室１１からの排気の排出路である排気通路１３と、を備えている。さらに、エンジン１０は、吸気中に燃焼を噴射して混合気を形成するインジェクタ１４と、燃焼室１１内の混合気を火花放電により着火する点火装置１５と、を備えている。吸気通路１２におけるコンプレッサ２１よりも下流側の部分には、スロットルバルブ１６が設置されている。スロットルバルブ１６は、開度の変更に応じて燃焼室１１に導入される吸気の量を調整する。そして、エンジン１０は、燃焼室１１での混合気の燃焼によりクランク軸１７を回転することで、車両の駆動力を発生する。

【0011】

エンジン１０は、ターボチャージャ２０を備えている。ターボチャージャ２０は、吸気通路１２に設置されたコンプレッサ２１と、排気通路１３に設置されたタービン２２と、を有している。コンプレッサ２１は、回転に応じて吸気を圧縮する羽根車である。タービン２２は、排気の流れを受けて回転する羽根車である。コンプレッサ２１とタービン２２とは、タービン軸２３を介して連結されている。これにより、コンプレッサ２１は、タービン２２の回転に連動して回転する。また、排気通路１３には、タービン２２を迂回して排気を流すための通路であるバイパス通路２４が設けられている。バイパス通路２４は、排気通路１３におけるタービン２２よりも上流側の部分において同排気通路１３から分岐している。そして、バイパス通路２４は、排気通路１３におけるタービン２２よりも下流側の部分において同排気通路１３に合流している。バイパス通路２４における排気通路１３への合流位置には、バイパス通路２４を開閉するＷＧＶ（wastegate valve：ウェイストゲートバルブ）２５が設置されている。

【0012】

排気通路１３には、燃焼室１１で燃焼した混合気の空燃比を検出するためのセンサである空燃比センサ１８が設けられている。空燃比センサ１８は、排気通路１３におけるタービン２２よりも下流側、かつバイパス通路２４の合流位置よりも下流側の部分に設置されている。さらに、排気通路１３には、三元触媒などの排気浄化用の触媒が担持された触媒装置１９が設置されている。触媒装置１９は、排気通路１３における空燃比センサ１８よりも下流側の部分に設置されている。

【0013】

エンジン１０は、エンジン制御装置としてのＥＣＭ（エンジン制御モジュール）３０により制御されている。ＥＣＭ３０は、処理装置３１及び記憶装置３２を備えている。記憶装置３２には、エンジン制御用のプログラムやデータが記憶されている。処理装置３１は、記憶装置３２からプログラムを読み込んで実行することで、エンジン１０を制御する。ＥＣＭ３０には、エンジン１０の運転状況を検出するための各種センサの検出結果が入力されている。ＥＣＭ３０に検出結果が入力されるセンサには、上述の空燃比センサ１８の他、エアフローメータ３３、吸気温センサ３４、水温センサ３５、クランク角センサ３６、過給圧センサ３７、及びインマニ圧センサ３８が含まれる。エアフローメータ３３は、吸気通路１２を流れる吸気の流量である吸気流量ＧＡを検出するセンサである。吸気温センサ３４は、吸気通路１２に取り込まれた吸気の温度である吸気温ＴＨＡを検出するセンサである。水温センサ３５は、エンジン１０の冷却水の温度であるエンジン水温ＴＨＷを検出するセンサである。クランク角センサ３６は、クランク軸１７の回転角であるクランク角ＣＲＮＫを検出するセンサである。過給圧センサ３７は、吸気通路１２におけるコンプレッサ２１よりも下流側、かつスロットルバルブ１６よりも上流側の部分の吸気の圧力である過給圧ＰＢを検出するセンサである。インマニ圧センサ３８は、吸気通路１２におけるスロットルバルブ１６よりも下流側の部分の吸気の圧力であるインマニ圧ＰＭを検出するセンサである。ＥＣＭ３０は、これらセンサの検出結果に基づき、インジェクタ１４の燃料の噴射量及び噴射時期、点火装置１５の点火時期、スロットル開度、及びＷＧＶ開度等を制御している。

【0014】

＜触媒早期活性化制御＞
ＥＣＭ３０は、エンジン１０の冷間始動時に、ＷＧＶ２５を開弁して触媒装置１９の活性化を促進する触媒早期活性化制御を実行する。触媒早期活性化制御では、下記の態様で触媒装置１９の活性化を促進している。なお、ＥＣＭ３０は、ＷＧＶ２５を閉弁した状態でエンジン１０を停止している。よって、エンジン１０の始動時のＷＧＶ２５は閉弁している。

【0015】

ＷＧＶ２５の閉弁時には、タービン２２を通って排気が流れる。タービン２２を通過する際に排気の流れは旋回流となる。よって、排気は、タービン２２の通過後に広い範囲に拡散される。そのため、ＷＧＶ２５の閉弁時には、触媒装置１９の前端の広い範囲に排気が吹き付ける。なお、ここでの前端とは、触媒装置１９における排気の流れ方向上流側の端面を表わしている。

【0016】

一方、ＷＧＶ２５の開弁時には、排気の多くがバイパス通路２４を通って流れる。バイパス通路２４から流出する排気の流れは、排気が噴流となる。そのため、ＷＧＶ２５の開弁時には、触媒装置１９の前端の一部に集中的に排気が吹き付ける。すなわち、排気による加熱が触媒装置１９の一部に集中する。その結果、ＷＧＶ２５の開弁時には、閉弁時よりも早期に、触媒が活性化した部分が触媒装置１９に形成される。そこで、触媒早期活性化制御では、ＷＧＶ２５を開弁した状態に保持することで、エンジン１０の冷間始動後の触媒装置１９が排気浄化を行えない期間を短縮している。

【0017】

なお、本実施形態では、ＷＧＶ開度を下記のように定義する。バイパス通路２４を閉塞した状態となるときのＷＧＶ２５の動作位置を、ＷＧＶ開度が「０」の動作位置とする。そして、ＷＧＶ開度が「０」の動作位置からのＷＧＶ２５の動作量をＷＧＶ開度の値とする。また、以下の説明では、ＷＧＶ開度の制御範囲の最大値を全開開度と記載する。さらに、「０」よりも大きく、かつ全開開度よりも小さいＷＧＶ開度を中間開度と記載する。

【0018】

図２に、ＥＣＭ３０が実行する触媒早期活性化制御ルーチンの処理手順を示す。ＥＣＭ３０は、エンジン１０の始動完了と共に、本ルーチンを開始する。
本ルーチンを開始すると、ＥＣＭ３０はまず、ステップＳ１００において、触媒装置１９が活性化しているか否かを判定する。本実施形態では、この判定をエンジン始動時の吸気温ＴＨＡ及びエンジン水温ＴＨＷに基づき行っている。ＥＣＭ３０は、触媒装置１９が既に活性化していると判定した場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、今回のエンジン１０の始動時における本ルーチンの処理をそのまま終了する。なお、ＥＣＭ３０は、本ルーチンの終了後、エンジン１０の運転状況に応じて目標過給圧を設定するとともに、過給圧ＰＢを目標過給圧とすべく、ＷＧＶ開度のフィードバック制御を開始する。

【0019】

一方、ＥＣＭ３０は、触媒装置１９が活性化していないと判定した場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１１０に処理を進める。そして、ＥＣＭ３０はそのステップＳ１１０において、ＷＧＶ開度が既定の第１開度Ａ１となるまでＷＧＶ２５を開弁する。本実施形態では、全開開度を第１開度Ａ１としている。なお、上記のようにＷＧＶ２５を開弁すると、触媒装置１９への排気の吹き付けが同触媒装置１９の一部に集中する。以下の説明では、触媒装置１９の前端にあって、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１としたときに排気の吹き付けが集中する部分を第１領域Ｒ１と記載する。

【0020】

その後、ＥＣＭ３０は、既定の制御周期毎に、第１領域Ｒ１の活性化が完了したか否かを判定する（Ｓ１２０）。すなわち、第１領域Ｒ１の温度が触媒の活性温度に達したか否かを判定する。この判定は、ステップＳ１１０でＷＧＶ２５を開弁してからの経過時間に基づき行われる。そして、ＥＣＭ３０は、第１領域Ｒ１の活性化が完了したと判定すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０において、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１から既定の第２開度Ａ２に変更する。本実施形態では、第２開度Ａ２は中間開度である。なお、本実施形態では、ステップＳ１１０でのＷＧＶ２５の開弁開始からステップＳ１３０への移行までの処理が第１処理に対応している。

【0021】

ＷＧＶ開度を変更すると、バイパス通路２４からの排気の吹き出し方向が変化する。そして、触媒装置１９の前端における排気の吹き付けが集中する領域も変化する。よって、ステップＳ１３０でのＷＧＶ開度の変更により、排気により加熱される触媒装置１９の部位が移動する。以下の説明では、触媒装置１９の前端にあって、ＷＧＶ開度を第２開度Ａ２としたときに排気の吹き付けが集中する部分を第２領域Ｒ２と記載する。

【0022】

その後、ＥＣＭ３０は、既定の制御周期毎に、第２領域Ｒ２の昇温が完了したか否かを判定する（Ｓ１４０）。ここでの昇温の完了とは、例えば第２領域Ｒ２の温度が触媒の活性温度に達したことである。第２領域Ｒ２の温度が触媒の活性温度未満であっても、それに近い温度に上昇したことをもって、昇温の完了としてもよい。この判定は、例えばステップＳ１３０でＷＧＶ開度を第２開度Ａ２に変更してからの経過時間に基づき行われる。そして、ＥＣＭ３０は、第２領域Ｒ２の昇温が完了したと判定すると（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、本ルーチンの処理を終了する。なお、本実施形態では、ステップＳ１３０でのＷＧＶ開度の変更から本ルーチンの終了までの処理が第２処理に対応している。

【0023】

＜実施形態の作用、効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。上記のように本実施形態では、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１に保持する第１処理の実施後、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１とは異なる第２開度Ａ２とする第２処理を実施することで触媒早期活性化制御を行っている。

【0024】

図３に、第１処理の実施中の触媒装置１９及びその周辺の状態を示す。なお、図３及び後述の図４、図５には、触媒装置１９に吹き付ける排気の流れが矢印で示されている。ＷＧＶ２５を開弁すると、排気の多くがタービン２２を迂回してバイパス通路２４を通って流れる。これにより、触媒装置１９の前端への排気の吹き付けが第１領域Ｒ１に集中する。第１処理は、第１領域Ｒ１の触媒の活性化が完了するまで継続される。触媒装置１９は、第１領域Ｒ１の活性化が完了した時点で、部分的であっても排気を浄化可能な状態となる。しかしながら、第１処理の完了と共に触媒早期活性化制御を終了すると、次の問題が生じる場合がある。

【0025】

図４に、第１処理の完了と共に触媒早期活性化制御を終了した場合の同制御終了直後の触媒装置１９及びその周辺の状態を示す。このときの触媒装置１９の第１領域Ｒ１以外の部分は、触媒が未活性の状態となっている。この状態でＷＧＶ２５を閉弁すると、触媒装置１９における触媒が未活性な部分にも排気が流れてしまう。その結果、排気の多くが未浄化のまま外気放出されてしまうため、エンジン１０のエミッションが悪化する。これに対して、本実施形態では、第１処理の実施後に上記のような第２処理を実施することで、エンジン１０のエミッションの悪化を抑えている。

【0026】

図５に、第２処理の実施中の触媒装置１９及びその周辺の状態を示す。第２処理では、ＷＧＶ開度が第１開度Ａ１から第２開度Ａ２に変更される。このＷＧＶ開度の変更により、バイパス通路２４から触媒装置１９に向う排気の方向が変化する。そして、その結果、排気による加熱が行われる領域が第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２へと移動する。これにより、第２領域Ｒ２を昇温することで、触媒早期活性化制御の終了直後のエンジン１０のエミッションの悪化が抑えられる。

【0027】

なお、上述のように第２処理は、第２領域Ｒ２の触媒の活性化が完了するまで継続しても、それ以前に終了してもよい。後者の場合にも、触媒早期活性化制御の終了時の第２領域Ｒ２の触媒温度がある程度に高まっていれば、同制御の終了後に第２領域Ｒ２の触媒が短時間で活性化する。そのため、そうした場合にも、触媒早期活性化制御の終了直後のエンジン１０のエミッションの悪化が抑えられる。

【0028】

以上の本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
・本実施形態では、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１に保持する第１処理の実施後に、ＷＧＶ開度を第２開度Ａ２とする第２処理を実施することで、触媒早期活性化制御を行っている。第２処理を実施することで、触媒温度が高まった領域が拡大される。これにより、触媒早期活性化制御の終了直後のエンジン１０の排気性能の悪化が抑制される。したがって、本実施形態のエンジン制御装置は、エンジン１０の冷間始動時の排気性能を向上するという効果を奏する。

【0029】

（第２実施形態）
次に、エンジン制御装置の第２実施形態を、図６を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0030】

本実施形態のエンジン制御装置では、触媒早期活性化制御の実行中に、排気熱量増加制御を併せ実行している。排気熱量増加制御は、触媒装置１９に流入する排気の熱量を増加する制御である。排気熱量増加制御には、点火時期の遅角化や空燃比のリーン化等により触媒装置１９に流入する排気の温度を高める制御が含まれる。また、排気熱量増加制御には、吸気増量等により触媒装置１９に流入する排気の流量を増加させる制御も含まれる。いずれにせよ、そうした排気熱量増加制御を、触媒早期活性化制御と共に実行することで、触媒装置１９の活性化を更に促進できる。

【0031】

なお、触媒装置１９に流入する排気の昇温は、エンジン１０の熱損失の増加により達成される。また、吸気を増量すれば、その分、燃料噴射量を増量する必要がある。そのため、排気熱量増加制御の実行には、エンジン１０の燃費性能の低下という背反がある。一方、第１処理が終了して第１領域Ｒ１の触媒の活性化が完了するまでは、触媒装置１９が排気を殆ど浄化できない状態にある。これに対して、第２処理は、第１領域Ｒ１の触媒が活性化した状態で、すなわち触媒装置１９がある程度に排気を浄化可能となった状態で実施される。そのため、第２処理での第２領域Ｒ２の昇温には、第１処理での第１領域Ｒ１の昇温よりは、時間的余裕がある。よって、排気熱量増加制御は、触媒早期活性化制御の実行中、終始に亘って行うよりも、次の態様で行うことが望ましい。すなわち、排気熱量増加制御は、第２処理の実施中は、第１処理の実施中よりも排気の熱量の増加量を抑えて行うことが望ましい。或いは、排気熱量増加制御は、第１処理の実施中にのみ実行して第２処理の実施中には実行しないことが望ましい。

【0032】

図６に、触媒早期活性化制御、及び排気熱量増加制御の実行態様の一例を示す。同図の例では、点火時期の遅角化により排気熱量増加制御を行っている。そして、図６（Ａ）にはＷＧＶ開度の推移を、図６（Ｂ）には点火遅角量の推移を、それぞれ示している。なお、点火遅角量は、排気熱量増加制御による点火時期の遅角量を表わしている。図６では、時刻ｔ０に、触媒早期活性化制御、及び排気熱量増加制御が開始されている。そして、触媒早期活性化制御では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間に、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１に保持する第１処理が、その後の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に、ＷＧＶ開度を第２開度Ａ２に変更する第２処理が実施されている。一方、点火遅角量は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１処理の実施中は既定の正の値に保持され、その後の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２処理の実施中は「０」とされている。すなわち、図６の例では、点火時期の遅角化による排気熱量増加制御を、第１処理の実施中にのみ実行している。

【0033】

第１処理の実施中に排気熱量増加制御を実行することで、触媒装置１９の排気浄化の開始に要する時間が短縮する。一方、第２処理の実施中には排気熱量増加制御を実行していないため、同制御の実行に伴うエンジン１０の燃費性能の低下が抑えられる。なお、図６（Ｂ）に鎖線で示すように、第２処理の実施中は、第１処理の実施中よりも点火遅角量を小さくして、排気熱量増加制御を実行してもよい。そうした場合にも、同様の効果が得られる。また、燃費性能よりも触媒装置１９の活性化を優先するのであれば、第２処理の実施中も点火遅角量を第１処理の実施中と同じ値に保持して排気熱量増加制御を実行してもよい。

【0034】

（上記実施形態の変更例）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0035】

＜第１開度Ａ１、第２開度Ａ２について＞
上記実施形態では、第１開度Ａ１を最大開度としていたが、中間開度を第１開度Ａ１としてもよい。その場合の第２開度Ａ２は、第１開度Ａ１よりも小さい中間開度、又は第１開度Ａ１よりも大きい開度となる。

【0036】

＜第１処理、第２処理の完了判定について＞
上記実施形態では、第１処理及び第２処理の完了をそれら処理の開始からの経過時間に基づき行っていた。第１処理及び第２処理での触媒の活性化や昇温に要する時間は、処理開始時の触媒温度や外気温により変化する。よって、エンジン１０の始動時のエンジン水温ＴＨＷや吸気温ＴＨＡに基づき、第１処理や第２処理の実施時間を可変とするようにしてもよい。

【0037】

触媒装置１９が排気から受け取る熱量は、触媒装置１９に流入する排気の流量に相関する。そして、排気の流量は、吸気流量ＧＡに相関する。そこで、第１処理、第２処理の完了判定を、処理の開始時からの吸気流量ＧＡの積算値に基づき、行うようにしてもよい。

【0038】

さらに、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２のそれぞれの触媒温度の推定値に基づき、第１処理、第２処理の完了判定を行うようにしてもよい。第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２の触媒温度は、エンジン１０の始動時のエンジン水温ＴＨＷ、外気温、吸気流量ＧＡ、点火時期等に基づき推定することができる。また、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２のそれぞれの触媒温度をセンサにより検出して、その触媒温度の検出値に基づき、第１処理、第２処理の完了判定を行うようにしてもよい。

【0039】

＜第２処理でのＷＧＶ開度の変更について＞
上記実施形態では、第２処理を、ＷＧＶ開度を第２開度Ａ２に保持する処理としていた。第２処理を、第１開度Ａ１から、第１開度Ａ１とは異なる既定の第３開度Ａ３へとＷＧＶ開度を徐変する処理としてもよい。

【0040】

図７に、そうした場合の触媒早期活性化制御の実行中のＷＧＶ開度の推移を示す。図７の場合、触媒早期活性化制御を時刻ｔ０に開始している。そして、その時刻ｔ０からその後の時刻ｔ１までの期間、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１に保持する第１処理を実施している。さらに、時刻ｔ１からその後の時刻ｔ２までの期間、第２処理を実施している。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２に掛けて、ＷＧＶ開度を第１開度Ａ１から第３開度Ａ３へと徐々に変化させている。こうした場合、第２処理の実施中に、排気の吹き付けが集中する第２領域Ｒ２が徐々に移動する。そのため、第２処理において、広範囲の触媒を昇温できる。

【0041】

また、第２処理を、既定の開度範囲内でのＷＧＶ２５の開閉を繰り返す処理としてもよい。図８には、そうした場合の触媒早期活性化制御の実行中のＷＧＶ開度の推移を示す。図８においても、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間に第１処理が、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に第２処理が、それぞれ実施されている。そして、図８の場合、第２処理の実施中、第１開度Ａ１から第３開度Ａ３までの範囲内でのＷＧＶ２５の開閉が繰り返されている。こうした場合にも、第２処理の実施中に、排気の吹き付けが集中する第２領域Ｒ２が徐々に移動するため、広範囲の触媒を昇温できる。

【0042】

なお、図７、図８では、第３開度Ａ３を中間開度としていたが、第３開度Ａ３を「０」としてもよい。

【符号の説明】

【0043】

１０…エンジン
１１…燃焼室
１２…吸気通路
１３…排気通路
１４…インジェクタ
１５…点火装置
１６…スロットルバルブ
１７…クランク軸
１８…空燃比センサ
１９…触媒装置
２０…ターボチャージャ
２１…コンプレッサ
２２…タービン
２３…タービン軸
２４…バイパス通路
２５…ウェイストゲートバルブ
３０…ＥＣＭ（エンジン制御モジュール）
３１…処理装置
３２…記憶装置
３３…エアフローメータ
３４…吸気温センサ
３５…水温センサ
３６…クランク角センサ
３７…過給圧センサ
３８…インマニ圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】