(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料による潤滑オイルの希釈を回避しつつ、ピストンのトップランド壁面に堆積しているデポジットを除去することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】トップリング２６Ａ及び同トップリング２６Ａに関して燃焼室２３とは反対側に配設されるセカンドリング２６Ｂ、を備えたピストン２５と、排気バルブ及び吸気バルブを開閉する動弁機構と、を具備する内燃機関において、制御装置は、ピストン２５のトップランド壁面２９Ａに堆積しているデポジットＤの除去が要求されたときに、膨張行程において排気バルブ及び吸気バルブの少なくとも一方を開弁させる膨張行程リフトを動弁機構に行わせることによって、トップリング２６Ａとセカンドリング２６Ｂとの間の空間２９Ｃ内のガスの圧力を燃焼室２３内のガスの圧力よりも高くさせる膨張行程リフトモードを実行する制御部を備える。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、トップリング及び同トップリングに関して同燃焼室とは反対側に配設されるセカンドリング、を備えたピストンと、
排気バルブ及び吸気バルブを開閉する動弁機構と、
を具備する内燃機関に適用される制御装置であって、
前記ピストンのトップランド壁面に堆積しているデポジットの除去が要求されたときに、膨張行程において前記排気バルブ及び前記吸気バルブの少なくとも一方を開弁させる膨張行程リフトを前記動弁機構に行わせることによって、前記トップリングと前記セカンドリングとの間の空間内のガスの圧力を前記燃焼室内のガスの圧力よりも高くさせる膨張行程リフトモードを実行する制御部を備えた制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が前記燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を更に具備する、請求項１に記載の制御装置において、
機関運転に相関する所定条件が成立したときに圧縮上死点近傍のタイミングにて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するメイン噴射を実行すると共に、同メイン噴射の実行後の膨張行程中のタイミングにて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するサブ噴射を実行する噴射制御部を更に具備し、
同噴射制御部は、前記排気バルブを開弁させる前記膨張行程リフトが行われる機関サイクルにおいては前記所定条件が成立していたとしても前記サブ噴射を実行しない、制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の制御装置において、
前記膨張行程リフトが行われる機関サイクルにおいて主にトルク発生用に噴射される燃料の量を、前記膨張行程リフトが行われない機関サイクルにおいて主にトルク発生用に噴射される燃料の量よりも多くする、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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、直噴型ガソリンエンジンの燃焼室を画成する壁面（以下「燃焼室壁面」）に堆積しているデポジットを除去するデポジット除去装置（以下「従来装置」）が記載されている。従来装置は、燃料噴射弁から噴射された燃料が液体の状態を維持するようなタイミングにて燃料を燃料噴射弁から噴射する。この液状の燃料によりデポジットが洗浄され、同デポジットが燃焼室壁面から除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１８０号公報
【発明の概要】
【０００４】
従来装置においては、デポジットを除去するために燃料噴射弁から噴射された燃料が液状であるので、燃料が少なからず燃焼室壁面に付着する。このように燃料が燃焼室壁面に付着すると、その燃料がピストンと燃焼室壁面との間を通り、オイルパン内に貯留されている潤滑オイルに混入する。これにより、潤滑オイルが希釈されてしまう。
【０００５】
デポジットはピストンのトップランド壁面にも堆積する。このデポジットを従来装置を利用して除去しようとした場合、トップランド壁面に堆積しているデポジットが燃料により洗浄されるように燃料噴射弁から燃料が噴射される。つまり、トップランド壁面に向けて燃料が噴射される。しかしながら、この場合にも、燃料が燃焼室壁面に付着するので、その燃料がピストンと燃焼室壁面との間を通り、潤滑オイルを希釈してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、燃料による潤滑オイルの希釈を回避しつつ、ピストンのトップランド壁面に堆積しているデポジットを除去することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の制御装置は、少なくとも、「トップリング」及び「同トップリングに関して同燃焼室とは反対側に配設されるセカンドリング」、を備えたピストンと、「排気バルブ及び吸気バルブ」を開閉する動弁機構と、を具備する内燃機関に適用される。
【０００８】
更に、本発明の制御装置は、前記ピストンのトップランド壁面に堆積しているデポジットの除去が要求されたときに、膨張行程において「前記排気バルブ及び前記吸気バルブ」の少なくとも一方を開弁させる膨張行程リフトを前記動弁機構に行わせることによって、前記トップリングと前記セカンドリングとの間の空間内のガスの圧力を前記燃焼室内のガスの圧力よりも高くさせる膨張行程リフトモードを実行する制御部を備える。
【０００９】
膨張行程リフトが行われると、トップリングとセカンドリングとの間の空間（以下「セカンドランド空間」とも称呼する）内のガスの圧力が燃焼室内のガスの圧力（筒内圧）よりも高くなる。これにより、セカンドランド空間内のガスがトップリングを越えて燃焼室に流入する。このときに、「同ガス」及び／又は「同ガス中に含まれる潤滑オイル」により、デポジットがトップランド壁面から除去される。このように、本発明によれば、デポジットをトップランド壁面から除去することができる。
【００１０】
更に、本発明においては、従来装置のようにデポジットを除去するために燃料によるデポジットの洗浄を利用していないので、燃料による潤滑オイルの希釈を回避しつつ、デポジットをトップランド壁面から除去することができる。
【００１１】
加えて、前記内燃機関が「前記燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁」を更に具備し、前記制御装置が、機関運転に相関する所定条件が成立したときに「圧縮上死点近傍のタイミングにて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するメイン噴射」を実行すると共に、「同メイン噴射の実行後の膨張行程中のタイミングにて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するサブ噴射」を実行する噴射制御部を更に具備する場合がある。
【００１２】
この場合において、前記所定条件は、例えば、排気系への「高温の排気又は未燃燃料」の排出が要求されていること、である。
【００１３】
上記サブ噴射が行われると、同噴射により噴射された燃料が燃焼室において燃焼することにより、燃焼室内のガスの温度が上昇し、或いは、同噴射により噴射された燃料（の少なくとも一部）が燃焼室において燃焼しないことにより未燃燃料が発生する。このため、膨張行程後の排気行程において、高温の排気又は未燃燃料が内燃機関の排気系に排出される。つまり、上記サブ噴射は、高温の排気又は未燃燃料を排気系に排出するための噴射である。
【００１４】
一方、「排気バルブを開弁させる膨張行程リフト」が行われると、高温の排気及び未燃燃料が排気系に排出される。このため、このときには、排気系への「高温の排気又は未燃燃料」の排出が要求されていたとしても、サブ噴射を行う必要がない。従って、このときにサブ噴射が行われると、そのサブ噴射により噴射された燃料が無駄になってしまう。
【００１５】
このため、前記噴射制御部は、「前記排気バルブを開弁させる前記膨張行程リフト」が行われる機関サイクルにおいては前記所定条件が成立していたとしても前記サブ噴射を実行しないことが好ましい。これによれば、燃料消費量が少なくなる。
【００１６】
加えて、膨張行程リフトが行われると、「主にトルク発生用」に噴射された燃料の燃焼により生じた燃焼ガスのエネルギが仕事に変換される前に、同燃焼ガス（の少なくとも一部）が排気系に排出されてしまう。このため、機関出力トルク（内燃機関により出力されるトルク）が低下する。
【００１７】
このため、「前記膨張行程リフトが行われる機関サイクル」において「主にトルク発生用」に噴射される燃料の量を、「前記膨張行程リフトが行われない機関サイクル」において「主にトルク発生用」に噴射される燃料の量よりも多くすることが好ましい。これによれば、膨張行程リフトに起因する機関出力トルクの低下が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の実施形態（第１実施形態）の制御装置が適用される内燃機関を示す図である。
【図２】図２は図１に示した内燃機関の本体部を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は第１吸気カムが選択された場合の「吸気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図であり、図３（Ｂ）は第２吸気カムが選択された場合の「吸気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図であり、図３（Ｃ）は変更例の第２吸気カムが選択された場合の「吸気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は第１排気カムが選択された場合の「排気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図であり、図４（Ｂ）は第２排気カムが選択された場合の「排気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図であり、図４（Ｃ）は変更例の第２排気カムが選択された場合の「排気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図である。
【図５】図５はピストン冠面周辺を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は「デポジットの除去、排気温度の上昇及び排気系への未燃燃料の供給」の何れも要求されていない場合における燃料噴射指令信号とクランク角度との関係を示す図であり、図６（Ｂ）は「デポジットの除去」が要求されておらず且つ「排気温度の上昇」が要求されている場合における燃料噴射指令信号とクランク角度との関係を示す図であり、図６（Ｃ）は「デポジットの除去」が要求されておらず且つ「排気系への未燃燃料の供給」が要求されている場合における燃料噴射指令信号とクランク角度との関係を示す図であり、図６（Ｄ）は「デポジットの除去」が要求されている場合における燃料噴射指令信号とクランク角度との関係を示す図である。
【図７】図７は図５と同様の図であってトップランド壁面に堆積したデポジットを示す図である。
【図８】図８（Ａ）は排気バルブの膨張行程リフトが行われない場合における「筒内圧、セカンドランド圧及び排気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図であり、図８（Ｂ）は排気バルブの膨張行程リフトが行われた場合における「筒内圧、セカンドランド圧及び排気バルブのリフト量」と「クランク角度」との関係を示す図である。
【図９】図９（Ａ）は図５と同様の図であって「排気バルブの膨張行程リフトが行われる前」の膨張行程におけるガスの流れを示す図であり、図９（Ｂ）は図５と同様の図であって「排気バルブの膨張行程リフトが行われた後」の膨張行程におけるガスの流れを示す図である。
【図１０】図１０は第１実施形態に係る排気バルブのリフトモードの設定フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の内燃機関の制御装置の実施形態について述べる。図１に示したように、第１実施形態の制御装置が適用される内燃機関１０は、４気筒ディーゼルエンジンである。機関１０は、本体部２０と、燃料系３０と、吸気系４０と、排気系５０と、を具備する。図２に示したように、本体部２０は、シリンダヘッド２１と、シリンダブロック２２と、を有する。シリンダヘッド２１には、燃焼室２３に連通する「吸気ポート４１及び排気ポート５１」が形成されている。更に、シリンダヘッド２１には、吸気ポート４１を開閉するための吸気バルブ４２と、排気ポート５１を開閉するための排気バルブ５２と、燃焼室２３に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３１と、が配設されている。
【００２０】
吸気バルブ４２は、カムシャフト（図示せず）に取り付けられた２種類の吸気カム（図示せず）の何れかにより開閉弁（リフト）される。一方の吸気カム（以下「第１吸気カム」）は、図３（Ａ）に参照符号ＬＩで示したように、排気上死点（＝ＡＴＤＣ３６０°）の直前のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ３４５°）にて吸気バルブ４２の開弁を開始させ、吸気下死点（＝ＡＴＤＣ５４０°）の直後のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ５５５°）にて吸気バルブ４２を閉弁させる。以下、この吸気バルブ４２の開閉弁を「吸気行程リフト」と称呼する。尚、本明細書において、クランク角度は、圧縮上死点を基準クランク角度（クランク角度０°）とした場合のクランク角度であり、「ＡＴＤＣ」は、「圧縮上死点後のクランク角度」を意味する。
【００２１】
他方の吸気カム（以下「第２吸気カム」）は、図３（Ｂ）に参照符号ＬＣｉｎで示したように、膨張行程の中期のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ６０°）にて吸気バルブ４２の開弁を開始させ、所定クランク角度後（本例において、６０°クランク角度後）のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ１２０°）にて吸気バルブ４２を閉弁させる。以下、この吸気バルブ４２の開閉弁を「膨張行程リフト」と称呼する。更に、第２吸気カムは、膨張行程リフトＬＣｉｎを行わせた後に、上記吸気行程リフトＬＩを行わせる。
【００２２】
尚、第２吸気カムは、図３（Ｃ）に参照符号ＬＣｉｎで示したように、膨張行程の中期の一定範囲Ｗ内の何れかのタイミング（本例において、ＡＴＤＣ４０°〜７０°）にて吸気バルブ４２の開弁を開始させ、所定クランク角度後（本例において、６０°クランク角度後）のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ１００°〜１３０°）にて吸気バルブ４２を閉弁させるカムであってもよい。この場合、第２吸気カムは、吸気バルブ４２の開弁タイミングを多段階に変更可能なカムであってもよいし、無段階に変更可能なカムであってもよい。
【００２３】
更には、図３（Ｃ）に示した例においては、第２吸気カムによる吸気バルブ４２のリフト量は、同バルブ４２の開弁タイミングに係わらず一定であるが、同バルブ４２の開弁タイミングに応じて同バルブ４２のリフト量が異なってもよい。
【００２４】
排気バルブ５２は、カムシャフト（図示せず）に取り付けられた２種類の排気カム（図示せず）の何れかにより開閉弁（リフト）される。一方の排気カム（以下「第１排気カム」）は、図４（Ａ）に参照符号ＬＥで示したように、膨張下死点（＝ＡＴＤＣ１８０°）の直前のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ１６５°）にて排気バルブ５２の開弁を開始させ、排気上死点（＝ＡＴＤＣ３６０°）の直後のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ２８５°）にて排気バルブ５２を閉弁させる。以下、この排気バルブ５２の開閉弁を「排気行程リフト」と称呼する。
【００２５】
他方の排気カム（以下「第２排気カム」）は、図４（Ｂ）に参照符号ＬＣｅｘで示したように、膨張行程の中期のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ６０°）にて排気バルブ５２の開弁を開始させ、所定クランク角度後（本例において、６０°クランク角度後）のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ１２０°）にて排気バルブ５２を閉弁させる。以下、この排気バルブ５２の開閉弁を「膨張行程リフト」と称呼する。更に、第２排気カムは、膨張行程リフトＬＣｅｘを行わせた後に、上記排気行程リフトＬＥを行わせる。
【００２６】
尚、第２排気カムは、図４（Ｃ）に参照符号ＬＣｅｘで示したように、膨張行程の中期の一定範囲Ｗ内の何れかのタイミング（本例において、ＡＴＤＣ４０°〜７０°）にて排気バルブ５２の開弁を開始させ、所定クランク角度後（本例において、６０°クランク角度後）のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ１００°〜１３０°）にて排気バルブ５２を閉弁させるカムであってもよい。この場合、第２排気カムは、排気バルブ５２の開弁タイミングを多段階に変更可能なカムであってもよいし、無段階に変更可能なカムであってもよい。
【００２７】
更には、図４（Ｃ）に示した例においては、第２排気カムによる排気バルブ５２のリフト量は、同バルブ５２の開弁タイミングに係わらず一定であるが、同バルブ５２の開弁タイミングに応じて同バルブ５２のリフト量が異なってもよい。
【００２８】
図２に示したように、機関１０は、吸気カムを第１吸気カムと第２吸気カムとの間で機械式に切り替える切替機構（吸気バルブ可変動弁機構）４２Ｖを有する。更に、機関１０は、排気カムを第１排気カムと第２排気カムとの間で機械式に切り替える切替機構（排気バルブ可変動弁機構）５２Ｖを有する。
【００２９】
これら可変動弁機構４２Ｖ、５２Ｖ及び燃料噴射弁３１は、電子制御装置（ＥＣＵ）６０に接続されており、同装置６０によりそれぞれの作動が制御される。
【００３０】
シリンダブロック２２には、シリンダボア２４が形成されている。シリンダボア２４には、ピストン２５が収容されている。図５に示したように、ピストン２５の冠面２５Ｔ近傍の外周部分２５Ｐには、「同ピストン２５の周方向に全周に亘り延びる」３つのピストンリング溝２５Ａ〜２５Ｃが形成されている。これら溝２５Ａ〜２５Ｃは、ピストン２５の中心軸線Ｃ（図２参照）を中心とする環状の溝であり、ピストン２５の中心軸線方向に所定間隔を開けて形成されている。図５に示したように、これら溝２５Ａ〜２５Ｃには、それぞれ、ピストンリング２６Ａ〜２６Ｃが配置されている。
【００３１】
以下、３つのピストンリング２６Ａ〜２６Ｃのうち燃焼室２３の最も近く配置されているピストンリング２６Ａを「トップリング２６Ａ」とも称呼し、燃焼室２３から離れて配置されているピストンリング２６Ｃを「オイルリング２６Ｃ」とも称呼し、これらトップリング２６Ａとオイルリング２６Ｃとの間に配置されているピストンリング２６Ｂを「セカンドリング２６Ｂ」とも称呼する。
【００３２】
ピストン２５は、その外周壁面の一部として、ピストン２５の冠面２５Ｔと溝２５Ａとの間に、円筒状の壁面（以下「トップランド壁面」）２９Ａを有する。更に、ピストン２５は、その外周壁面の一部として、溝２５Ａと溝２５Ｂとの間に、円筒状の壁面（以下「セカンドランド壁面」）２９Ｂを有する。トップリング２６Ａの壁面と、セカンドリング２６Ｂの壁面と、ピストン２５の壁面と、シリンダボア２４の内周壁面（以下「シリンダボア壁面」）２４Ｐと、により、空間（以下「セカンドランド空間」）２９Ｃが画成されている。
【００３３】
燃焼室２３は、シリンダボア壁面２４Ｐと、ピストン２５の冠面２５Ｔと、シリンダヘッド２１の壁面２１Ａと、トップリング２６Ａの燃焼室２３側の環状の壁面２６Ｗと、トップランド壁面２９Ａと、により画成されている。
【００３４】
図２に示したように、ピストン２５は、コネクティングロッド２７を介してクランクシャフト２８に連結されている。クランクシャフト２８近傍には、クランクシャフト２８が所定角度（本例において、１０°）回転する毎にパルス信号を出力するクランク角度センサ７０が配設されている。
【００３５】
図１に示したように、燃料系３０は、燃料ポンプ３２と、燃料供給管３３と、を有する。燃料供給管３３は、燃料噴射弁３１と燃料ポンプ３２とを互いに接続している。
【００３６】
吸気系４０は、吸気マニホルド４３と、３つの吸気管４４Ａ〜４４Ｃと、を有する。吸気マニホルド４３は、吸気管４４Ａと吸気ポート４１（図２参照）とを互いに接続している。吸気マニホルド４３には、同マニホルド４３内の圧力（吸気圧）を検出するための吸気圧センサ７１が配置されている。
【００３７】
吸気管４４Ａは、吸気マニホルド４３とインタークーラ４５の吸気出口とを互いに接続している。この吸気管４４Ａには、燃焼室２３に吸入される空気の量（吸気量）を調整するためのスロットル弁４６が配置されている。スロットル弁４６は、ＥＣＵ６０に接続されており、同ＥＣＵ６０によりその作動が制御される。
【００３８】
吸気管４４Ｂは、インタークーラ４５の吸気入口と過給機８０のコンプレッサ部８１の吸気出口とを互いに接続している。吸気管４４Ｃは、その一端においてコンプレッサ部８１の吸気入口に連接されており、その他端において外気に開放されている。この吸気管４４Ｃには、吸気の量を検出するためのエアフローメータ７２と、エアクリーナ４７と、が配置されている。
【００３９】
排気系５０は、排気マニホルド５３と、２つの排気管５４Ａ及び５４Ｂと、を有する。排気マニホルド５３は、排気管５４Ａと排気ポート５１（図２参照）とを互いに接続している。排気管５４Ａは、排気マニホルド５３と過給機８０のタービン部８２の排気入口とを互いに接続している。排気管５４Ｂは、その一端においてタービン部８２の排気出口に連接されており、その他端において外気に開放されている。この排気管５４Ｂには、排気を浄化するための排気浄化触媒装置５５が配置されている。更に、この排気管５４Ｂには、排気浄化触媒装置５５の下流に、排気絞り弁５６が配置されている。排気絞り弁５６は、ＥＣＵ６０に接続されており、同ＥＣＵ６０によりその作動が制御される。
【００４０】
過給機８０は、コンプレッサ部８１と、タービン部８２と、シャフト８３と、を有する。シャフト８３は、タービン部８２のタービンホイール（図示せず）とコンプレッサ部８１のコンプレッサホイール（図示せず）とを互いに連結している。
【００４１】
機関１０は、高圧ＥＧＲ装置９０Ｈと、低圧ＥＧＲ装置９０Ｌと、を更に具備する。高圧ＥＧＲ装置９０Ｈは、２つのＥＧＲ管９１Ｈ及び９２Ｈを有する。ＥＧＲ管９１Ｈは、排気マニホルド５３（タービン部８２よりも排気流動上流側の排気系５０の部分）とＥＧＲクーラ９３Ｈの排気入口とを互いに接続している。排気流動上流側は、排気系５０を流れる排気の流れ方向において上流側である。
【００４２】
ＥＧＲ管９２Ｈは、ＥＧＲクーラ９３Ｈの排気出口と吸気マニホルド４３（コンプレッサ部８１よりも吸気流動下流側の吸気系４０の部分）とを互いに接続している。吸気流動下流側は、吸気系４０を流れる吸気（燃焼室２３に吸入される空気）の流れ方向において下流側である。
【００４３】
このＥＧＲ管９２Ｈには、高圧ＥＧＲ装置９０Ｈにより排気マニホルド５３から吸気マニホルド４３に導入される排気の量を制御するＥＧＲ制御弁９４Ｈが配置されている。ＥＧＲ制御弁９４Ｈは、ＥＣＵ６０に接続されており、同ＥＣＵ６０によりその作動が制御される。
【００４４】
機関１０の運転中、ＥＧＲ制御弁９４Ｈが開弁されると、その開弁量に応じた量の排気が排気マニホルド５３からＥＧＲ管９１Ｈ、ＥＧＲクーラ９３Ｈ及びＥＧＲ管９２Ｈを介して吸気マニホルド４３に導入される。この導入された排気は、吸気行程において燃焼室２３に吸入される。
【００４５】
第１実施形態においては、ＥＣＵ６０は、「機関回転速度と機関負荷とにより定まる機関運転状態」に応じて、高圧ＥＧＲ装置９０Ｈにより吸気マニホルド４３に導入するべき排気の量を決定する。ＥＣＵ６０は、この決定された量の排気が吸気マニホルド４３に導入されるようにＥＧＲ制御弁９４Ｈの作動を制御する。
【００４６】
低圧ＥＧＲ装置９０Ｌは、２つのＥＧＲ管９１Ｌ及び９２Ｌを有する。ＥＧＲ管９１Ｌは、排気管５４Ｂ（タービン部８２よりも排気流動下流側の排気系５０の部分、より具体的には、排気浄化触媒装置５５と排気絞り弁５６との間の排気系５０の部分）とＥＧＲクーラ９３Ｌの排気入口とを互いに接続している。排気流動下流側は、排気系５０を流れる排気の流れ方向において下流側である。
【００４７】
ＥＧＲ管９２Ｌは、ＥＧＲクーラ９３Ｌの排気出口と吸気管４４Ｃ（コンプレッサ部８１よりも吸気流動上流側の吸気系４０の部分）とを互いに接続している。吸気流動上流側は、吸気系４０を流れる吸気の流れ方向において上流側である。
【００４８】
このＥＧＲ管９２Ｌには、低圧ＥＧＲ装置９０Ｌにより排気管５４Ｂから吸気管４４Ｃに導入される排気の量を制御するＥＧＲ制御弁９４Ｌが配置されている。ＥＧＲ制御弁９４Ｌは、ＥＣＵ６０に接続されており、同ＥＣＵ６０によりその作動が制御される。
【００４９】
機関１０の運転中、ＥＧＲ制御弁９４Ｌが開弁されると、その開弁量に応じた量の排気が排気管５４ＢからＥＧＲ管９１Ｌ、ＥＧＲクーラ９３Ｌ及びＥＧＲ管９２Ｌを介して吸気管４４Ｃに導入される。この導入された排気は、吸気行程において燃焼室２３に吸入される。
【００５０】
第１実施形態においては、ＥＣＵ６０は、「機関回転速度と機関負荷とにより定まる機関運転状態」に応じて、低圧ＥＧＲ装置９０Ｌにより吸気管４４Ｃに導入するべき排気の量を決定する。ＥＣＵ６０は、この決定された量の排気が吸気管４４Ｃに導入されるようにＥＧＲ制御弁９４Ｌの作動を制御する。
【００５１】
更に、機関１０は、アクセルペダル６１の踏込量を検出するためのアクセルペダル踏込量センサ７３を備えている。
【００５２】
上記「クランク角度センサ７０、吸気圧センサ７１、エアフローメータ７２及びアクセルペダル踏込量センサ７３」は、ＥＣＵ６０に接続されている。クランク角度センサ７０は、上述したように、パルス信号を出力する。ＥＣＵ６０は、このパルス信号に基づいて機関回転速度を算出する。吸気圧センサ７１は、吸気圧に応じた電圧を出力する。エアフローメータ７２は、吸気量に応じた電圧を出力する。アクセルペダル踏込量センサ７３は、アクセルペダル６１の踏込量に応じた電圧を出力する。ＥＣＵ６０は、これら電圧に基づいて吸気圧、吸気量及び機関負荷を算出する。
【００５３】
次に、第１実施形態に係る燃料噴射制御について述べる。第１実施形態においては、ＥＣＵ６０は、図６（Ａ）に示したように、通常、圧縮上死点近傍のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ７１０°（＝ＡＴＤＣ−１０°））にてメイン噴射Ｉｍを実行する。メイン噴射Ｉｍは、「機関１０に要求されるトルクを出力するために必要」な量の燃料を燃料噴射弁３１から噴射するための燃料噴射である。
【００５４】
一方、排気の温度の上昇が要求された場合（機関運転に相関する所定の条件が成立した場合）には、ＥＣＵ６０は、図６（Ｂ）に示したように、上記メイン噴射Ｉｍの実行後、膨張行程の前半のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ３０°）にてアフター噴射Ｉａ（サブ噴射）を実行する。アフター噴射Ｉａは、「同噴射により噴射された燃料を燃焼室２３にて燃焼させる」ことにより排気の温度を上昇させるための燃料噴射である。
【００５５】
一方、排気系５０への未燃燃料の供給が要求された場合（機関運転に相関する所定の条件が成立した場合）には、ＥＣＵ６０は、図６（Ｃ）に示したように、上記メイン噴射Ｉｍの実行後、膨張行程の後半のタイミング（本例において、ＡＴＤＣ１１０°）にてポスト噴射Ｉｐ（サブ噴射）を実行する。ポスト噴射Ｉｐは、「同噴射により噴射された燃料を燃焼室２３にて燃焼させず」に排気系５０に排出させるための燃料噴射である。
【００５６】
次に、第１実施形態に係る「排気バルブ５２のリフトモードの設定」並びに「吸気バルブ４２及び排気バルブ５２の開閉弁」について述べる。
【００５７】
機関１０の運転中、ピストンリング２６Ａ〜２６Ｃ（図７参照）とシリンダボア壁面２４Ｐとの間を潤滑するために、シリンダボア壁面２４Ｐには潤滑オイルが供給されている。この潤滑オイルは、燃焼室２３内の高温のガスに晒される。このため、潤滑オイルの少なくとも一部が蒸発する。このように潤滑オイルが蒸発すると、デポジットが生成される。
【００５８】
このように生成されたデポジットが、図７に参照符号Ｄで示したように、ピストン２５のトップランド壁面２９Ａに堆積することがある。一般に、デポジットには潤滑オイルが付着しやすい。従って、トップランド壁面２９Ａに堆積しているデポジットＤに潤滑オイルが付着する。このデポジットＤに付着した潤滑オイルも、燃焼室２３内の高温のガスに晒されるため、蒸発しやすい。蒸発した潤滑オイルは、膨張行程において燃焼により消費され、排気系に排出されてしまう。このため、トップランド壁面２９ＡにデポジットＤが堆積していると、潤滑オイルの消費量が増大してしまう。
【００５９】
更に、上述したように、デポジットＤに付着した潤滑オイルが蒸発することにより、デポジットが新たに生成される。このため、トップランド壁面２９Ａに堆積するデポジットＤの量が多くなり、その結果、潤滑オイルの消費量が更に増大してしまう。
【００６０】
従って、潤滑オイルの消費量の増大を小さくするためには、デポジットＤをトップランド壁面２９Ａから除去し、排気と共に燃焼室２３から排出することが好ましい。
【００６１】
第１実施形態においては、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求されていない場合、ＥＣＵ６０は、排気バルブ５２のリフトモードとして、通常リフトモードを選択する。このモードが選択された場合、排気バルブ可変動弁機構５２Ｖ（図２参照）は、上記第１排気カムにより排気バルブ５２を開閉弁させる。この場合、図４（Ａ）に示したように、１機関サイクルにおいて、上記膨張行程リフトＬＣｅｘは行われず、上記排気行程リフトＬＥのみが行われる。１機関サイクルとは、順に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程が行われるサイクルである。
【００６２】
尚、この場合、ＥＣＵ６０は、吸気バルブ４２のリフトモードとして、通常リフトモードを選択する。このモードが選択された場合、吸気バルブ可変動弁機構４２Ｖ（図２参照）は、上記第１吸気カムにより吸気バルブ４２を開閉弁させる。この場合、図３（Ａ）に示したように、１機関サイクルにおいて、上記膨張行程リフトＬＣｉｎは行われず、上記吸気行程リフトＬＩのみが行われる。
【００６３】
更に、本例においては、「前回、トップランド壁面２９ＡからデポジットＤを除去した時点からの機関運転時間（機関１０が運転された時間）が所定時間に達したとき」又は「前回、トップランド壁面２９ＡからデポジットＤを除去した時点からの走行距離（機関１０が搭載されている車両が走行した距離）が所定距離に達したとき」又は「機関運転状態に係るパラメータ値に基づいて推定される「トップランド壁面２９Ａに堆積したデポジットＤの量」が所定量を超えたとき」に、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求される。
【００６４】
一方、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求された場合には、ＥＣＵ６０は、排気バルブ５２のリフトモードとして、膨張行程リフトモードを選択する。このモードが選択された場合、排気バルブ可変動弁機構５２Ｖは、上記第２排気カムにより排気バルブ５２を開閉弁させる。この場合、図４（Ｂ）に示したように、１機関サイクルにおいて、上記膨張行程リフトＬＣｅｘ及び上記排気行程リフトＬＥが行われる。
【００６５】
この場合においても、ＥＣＵ６０は、吸気バルブ４２のリフトモードとして、通常リフトモードを選択する。
【００６６】
尚、第２排気カムが図４（Ｃ）に示したように複数種類の膨張行程リフトＬＣｅｘを実行可能である場合、ＥＣＵ６０は、「機関回転速度と機関負荷とにより定まる機関運転状態」に応じて、膨張行程リフトＬＣｅｘにおける排気バルブ５２の開弁タイミングを決定する。そして、ＥＣＵ６０は、「決定された開弁タイミングにて排気バルブ５２を第２排気カムが開弁するように」排気バルブ可変動弁機構５２Ｖを制御する。
【００６７】
この場合においては、例えば、機関運転状態に応じた「膨張行程リフトＬＣｅｘにおける排気バルブ５２の開弁タイミング」をルックアップテーブルの形でＥＣＵ６０に予め記憶させておく。そして、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求された場合、ＥＣＵ６０は、そのときの機関運転状態に応じて上記ルックアップテーブルから排気バルブ５２の開弁タイミングを決定する。
【００６８】
更に、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われる機関サイクル（以下「追加リフト機関サイクル」）においては、「排気の温度の上昇」又は「排気系５０への未燃燃料の供給」が要求された場合であっても、ＥＣＵ６０は、図６（Ｄ）に示したように、アフター噴射Ｉａ又はポスト噴射Ｉｐを実行せず、メイン噴射Ｉｍのみを実行する。
【００６９】
加えて、追加リフト機関サイクルにおいては、ＥＣＵ６０は、図６（Ｄ）に示したように、上記メイン噴射Ｉｍの実行時間（燃料噴射時間）を、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われない機関サイクル（以下「通常機関サイクル」）におけるメイン噴射Ｉｍの実行時間（図６（Ａ）〜図６（Ｃ）参照）よりも長くすることにより、メイン噴射Ｉｍにより噴射する燃料の量（以下「メイン噴射量」）を、通常機関サイクルにおけるメイン噴射量よりも多くする（増量する）。
【００７０】
尚、追加リフト機関サイクルにおいて、ＥＣＵ６０は、燃料噴射弁３１の燃料噴射率を通常機関サイクルにおける同燃料噴射率よりも高くすることにより、メイン噴射量を通常機関サイクルにおけるメイン噴射量よりも多くしてもよい。本例においては、ＥＣＵ６０は、燃料噴射弁３１に供給される燃料の圧力を通常機関サイクルにおける同圧力よりも高くすることにより、上記燃料噴射率を通常機関サイクルにおける同燃料噴射率よりも高くする。或いは、ＥＣＵ６０は、実現可能であれば、燃料噴射弁３１のニードル弁のリフト量を通常機関サイクルにおける同リフト量よりも大きくすることにより、メイン噴射量を通常機関サイクルにおけるメイン噴射量よりも多くしてもよい。
【００７１】
このように膨張行程リフトＬＣｅｘが行われることにより、デポジットＤがトップランド壁面２９Ａから除去される。次に、このデポジットＤの除去について述べる。
【００７２】
膨張行程リフトＬＣｅｘが行われない場合であって、メイン噴射Ｉｍのみが行われる場合には、筒内圧（燃焼室２３内のガスの圧力）Ｐｃは、図８（Ａ）に示したように、圧縮行程において、燃焼室２３内のガスに対するピストン２５による圧縮作用により徐々に上昇する。そして、圧縮上死点直前にメイン噴射Ｉｍが実行された後、燃料が着火すると、筒内圧Ｐｃは、一気に上昇し、圧縮上死点の直後にピークに達する。その後、筒内圧Ｐｃは徐々に下降する。
【００７３】
更に、上述したように筒内圧Ｐｃが上昇する間に、図９（Ａ）に矢印Ａ１で示したように、燃焼室２３内のガスがセカンドランド空間２９Ｃに流入する。従って、図８（Ａ）に示したように、セカンドランド圧（セカンドランド空間２９Ｃ内のガスの圧力）Ｐｓも徐々に上昇し、筒内圧Ｐｃがピークに達した直後にピークに達する。その後、セカンドランド圧Ｐｓは徐々に低下する。
【００７４】
図８（Ａ）から分かるように、この場合、筒内圧Ｐｃがセカンドランド圧Ｐｓよりも低くなることはない。
【００７５】
一方、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われる場合であって、メイン噴射Ｉｍのみが行われる場合には、筒内圧Ｐｃは、図８（Ｂ）に示したように、圧縮行程において、燃焼室２３内のガスに対するピストン２５による圧縮作用により徐々に上昇する。そして、圧縮上死点直前にメイン噴射Ｉｍが実行された後、燃料が着火すると、筒内圧Ｐｃは、一気に上昇し、圧縮上死点直後にピークに達する。この筒内圧Ｐｃの上昇に伴い、図９（Ａ）に矢印Ａ１で示したように、燃焼室２３内のガスがセカンドランド空間２９Ｃに流入し、セカンドランド圧Ｐｃも上昇し、筒内圧Ｐｃがピークに達した直後にピークに達する。
【００７６】
その後、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われる（即ち、排気バルブ５２が開弁する）と、燃焼室２３内のガスが排気ポート５１（図２参照）に排出される。このため、図８（Ｂ）に示したように、筒内圧Ｐｃが一気に低下し、セカンドランド圧Ｐｓよりも低くなる。これにより、図９（Ｂ）に矢印Ａ２で示したように、セカンドランド空間２９Ｃ内のガスがトップリング２６Ａを越えて燃焼室２３に流入（逆流）する。このとき、「燃焼室２３に流入したガス」及び／又は「同ガス中に含まれる潤滑オイル」によりデポジットＤがトップランド壁面２９Ａから除去される。
【００７７】
このように、第１実施形態によれば、デポジットＤをトップランド壁面２９Ａから除去することができる。
【００７８】
更に、膨張行程リフトＬＣｅｘによりセカンドランド空間２９Ｃから燃焼室２３に流入する潤滑オイルの量が多い場合、その潤滑オイルは蒸発しづらい。従って、この場合、第１実施形態によれば、新たに生成されるデポジットの量が少なくなるという効果も得られる。
【００７９】
加えて、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われると、「高温の排気及び未燃燃料」が排気系５０に排出されるので、排気の温度の上昇が要求された場合であっても、アフター噴射Ｉａを実行する必要がなく、且つ、排気系５０への未燃燃料の供給が要求された場合であっても、ポスト噴射Ｉｐを実行する必要がない。従って、このときにアフター噴射Ｉａ又はポスト噴射Ｉｐが行われると、これら噴射により噴射された燃料が無駄になってしまう。第１実施形態においては、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われる場合、ＥＣＵ６０は、「排気の温度の上昇又は排気系５０への未燃燃料の供給」が要求された場合であっても、アフター噴射Ｉａ及びポスト噴射Ｉｐを実行しない。従って、燃料消費量が少なくなる。
【００８０】
加えて、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われると、メイン噴射Ｉｍにより噴射された燃料の燃焼により発生した燃焼ガスのエネルギが仕事に変換される前に、同燃焼ガス（の少なくとも一部）が排気ポート５１に排出される。このため、機関出力トルク（機関１０により出力されるトルク）が低下する。しかしながら、第１実施形態においては、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われるときには、メイン噴射量（メイン噴射Ｉｍにより噴射される燃料の量）が「膨張行程リフトＬＣｅｘが行われないときのメイン噴射量」よりも多くされる（増量される）。従って、膨張行程リフトＬＣｅｘに起因する機関出力トルクの低下が小さくなる。
【００８１】
第１実施形態の排気バルブ５２のリフトモードの選択について図１０に示したフローを用いてより具体的に述べる。図１０のフローは、所定時間間隔で開始される。図１０のフローが開始されると、初めに、ステップＳ１０において、トップランド壁面２９Ａに堆積しているデポジットＤの除去が要求されたか否かが判定される。
【００８２】
デポジットＤの除去が要求されている場合、フローはステップＳ１１に進み、１機関サイクルにおいて排気行程リフトＬＥに加えて膨張行程リフトＬＣｅｘを行わせる膨張行程リフトモードが選択され、フローが終了する。この場合、上述したように、各機関サイクルにおいて、膨張行程リフトＬＣｅｘが行われると共に、排気行程リフトＬＥが行われる。
【００８３】
一方、デポジットＤの除去が要求されていない場合、フローはステップＳ１２に進み、１機関サイクルにおいて膨張行程リフトＬＣｅｘを行わせずに排気行程リフトＬＥのみを行わせる通常リフトモードが選択され、フローが終了する。この場合、上述したように、各機関サイクルにおいて、排気行程リフトＬＥのみが行われる。
【００８４】
尚、第１実施形態においては、デポジットＤの除去が要求されたか否かに係わらず、吸気バルブ４２のリフトモードは、吸気行程リフトＬＩのみを行わせる通常リフトモードに固定される。
【００８５】
更に、膨張行程リフトＬＣｅｘ中に筒内圧Ｐｃが排気ポート５１内のガスの圧力に等しくなると、排気バルブ５２を開弁させていたとしても、排気は、燃焼室２３から排気ポート５１に流出しなくなる。つまり、筒内圧Ｐｃが低下しなくなる。
【００８６】
そこで、第１実施形態において、排気バルブ５２の開弁タイミングから独立して排気バルブ５２の閉弁タイミングを変更可能な機構を機関１０が備えている場合、ＥＣＵ６０は、膨張行程リフトＬＣｅｘ中に筒内圧Ｐｃが排気ポート５１内の圧力に等しくなったときに、当該膨張行程リフトＬＣｅｘを終了してもよい（つまり、排気バルブ５２を閉弁させてもよい）。
【００８７】
加えて、「膨張行程リフトＬＣｅｘが行われたときに燃焼室２３から排気系５０に排出される排気」の温度は、「通常機関サイクルにおいて燃焼室２３から排気系５０に排出される排気」の温度よりも高い。特に、機関１０の運転状態が高負荷運転状態にあるときに膨張行程リフトＬＣｅｘが行われると、非常に高温の排気が燃焼室２３から排気系５０に排出される。このため、機関１０の運転状態が長時間、高負荷運転状態にあると、排気系５０を構成する部品（特に、排気浄化触媒装置５５）が排気の熱により熱劣化する可能性がある。
【００８８】
そこで、第１実施形態において、「膨張行程リフトモードが選択され且つ機関負荷が所定負荷よりも高い状態」が所定時間よりも長くなった場合、ＥＣＵ６０は、排気バルブ５２のリフトモードを膨張行程リフトモードから通常リフトモードに切り替え、膨張行程リフトＬＣｅｘを行わせないようにしてもよい。
【００８９】
次に、第２実施形態について述べる。第２実施形態の制御装置が適用される内燃機関は、第１実施形態の内燃機関と同じである。
【００９０】
第１実施形態においては、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求されたときに、制御装置は、膨張行程リフトＬＣｅｘを排気バルブ５２に行わせることによりトップランド壁面２９ＡからデポジットＤを除去している。しかしながら、膨張行程リフトＬＣｉｎを吸気バルブ４２に行わせることによっても、燃焼室２３内のガスが吸気ポート４１に排出される。従って、この場合にも、図８（Ｂ）に示したように「筒内圧Ｐｃ及びセカンドランド圧Ｐｓ」が変化する。つまり、吸気バルブ４２の膨張行程リフトＬＣｉｎにより、セカンドランド圧Ｐｓが筒内圧Ｐｃよりも高い状態が形成される。このため、第１実施形態と同様に、セカンドランド空間２９Ｃから燃焼室２３へのガスの流入（逆流）が生じる。その結果、トップランド壁面２９ＡからデポジットＤが除去される。
【００９１】
そこで、第２実施形態においては、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求された場合、ＥＣＵ６０は、吸気バルブ４２のリフトモードとして、膨張行程リフトモードを選択する。このモードが選択された場合、吸気バルブ可変動弁機構４２Ｖ（図２参照）は、上記第２吸気カムにより吸気バルブ４２を開閉弁させる。この場合、図３（Ｂ）に示したように、１機関サイクルにおいて、上記吸気行程リフトＬＩ及び上記膨張行程リフトＬＣｉｎが行われる。
【００９２】
この場合、ＥＣＵ６０は、排気バルブ５２のリフトモードとして、通常リフトモードを選択する。
【００９３】
尚、第２吸気カムが図３（Ｃ）に示したように複数種類の膨張行程リフトＬＣｉｎを実行可能である場合、ＥＣＵ６０は、機関回転速度と機関負荷とにより定まる機関運転状態に応じて、膨張行程リフトＬＣｉｎにおける吸気バルブ４２の開弁タイミングを決定する。そして、ＥＣＵ６０は、「決定された開弁タイミングにて吸気バルブ４２を第２吸気カムが開弁するように」吸気バルブ可変動弁機構４２Ｖを制御する。
【００９４】
この場合においては、例えば、機関運転状態に応じた「膨張行程リフトＬＣｉｎにおける吸気バルブ４２の開弁タイミング」をルックアップテーブルの形でＥＣＵ６０に予め記憶させておく。そして、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求された場合、ＥＣＵ６０は、そのときの機関運転状態に応じて上記ルックアップテーブルから吸気バルブ４２の開弁タイミングを決定する。
【００９５】
尚、第２実施形態においては、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われる機関サイクル（以下「追加リフト機関サイクル」）においても、「排気の温度の上昇又は排気系５０への未燃燃料の供給」が要求された場合には、ＥＣＵ６０は、アフター噴射Ｉａ又はポスト噴射Ｉｐを実行する。
【００９６】
更に、追加リフト機関サイクルにおいては、ＥＣＵ６０は、図６（Ｄ）に示したように、メイン噴射量を、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われない機関サイクル（以下「通常機関サイクル」）におけるメイン噴射量（図６（Ａ）〜図６（Ｃ）参照）よりも多くする（増量する）。
【００９７】
加えて、第２実施形態において、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われた場合、排気が吸気系４０に排出され、同リフトＬＣｉｎが行われた直後の吸気行程において、その排気が燃焼室２３に吸入される。このときに、高圧ＥＧＲ装置９０Ｈ及び／又は低圧ＥＧＲ装置９０Ｌにより吸気系４０に導入される排気（ＥＧＲガス）の量が、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われない場合と同様に制御されていると、上記リフトＬＣｉｎにより吸気系４０に排出された排気の分だけ、燃焼室２３に導入される排気の量が多くなる。これによると、失火又は排気エミッションの悪化が生じる可能性がある。
【００９８】
そこで、第２実施形態において、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われるときには、吸気行程において燃焼室２３に導入される排気の量（以下「ＥＧＲガス量」）が、上記リフトＬＣｉｎが行われない場合に導入されるべき排気の量（以下「目標ＥＧＲガス量」）になるように、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御弁９４Ｈ及び／又は９４Ｌの作動を制御することにより、高圧ＥＧＲ装置９０Ｈ及び低圧ＥＧＲ装置９０Ｌにより吸気系４０に導入される排気の量を目標ＥＧＲガス量よりも少なくする。
【００９９】
或いは、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われるときに、ＥＧＲガス量が、「燃焼室２３において失火を生じさせないＥＧＲガス量の上限値」又は「排気エミッションの悪化を許容範囲に収めることができるＥＧＲガス量の上限値」以下になるように、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御弁９４Ｈ及び／又は９４Ｌの作動を制御してもよい。
【０１００】
尚、吸気バルブ４２の開弁タイミングから独立して吸気バルブ４２の閉弁タイミングを変更する機構を機関１０が備えている場合には、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御弁９４Ｈ及び／又は９４Ｌの作動の制御に加えて、膨張行程リフトＬＣｉｎにおける吸気バルブ４２の閉弁タイミングを変更することにより、吸気系４０に排出される排気の量を制御し、これにより、ＥＧＲガス量を制御してもよい。この場合、吸気バルブ４２の閉弁タイミングが進角するほど、燃焼室２３から吸気系４０に排出される排気の量が少なくなり、その結果、ＥＧＲガス量が少なくなる。
【０１０１】
或いは、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御弁９４Ｈ及び／９４Ｌの作動の制御に代えて、上述した膨張行程リフトＬＣｉｎにおける吸気バルブ４２の閉弁タイミングの変更のみにより、ＥＧＲガス量を制御してもよい。この場合、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲガス量が上記ＥＧＲガス量の上限値以下になるように、吸気バルブ４２の閉弁タイミングを変更する。
【０１０２】
或いは、吸気バルブ４２のリフト量を変更する機構を機関１０が備えている場合には、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御弁９４Ｈ及び／又は９４Ｌの作動の制御に加えて、膨張行程リフトＬＣｉｎにおける吸気バルブ４２のリフト量を変更することにより、吸気系４０に排出される排気の量を制御し、これにより、ＥＧＲガス量を制御してもよい。この場合、吸気バルブ４２のリフト量が小さくなるほど、燃焼室２３から吸気系４０に排出される排気の量が少なくなり、その結果、ＥＧＲガス量が少なくなる。
【０１０３】
或いは、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御弁９４Ｈ及び／又は９４Ｌの作動の制御に代えて、上述した膨張行程リフトＬＣｉｎにおける吸気バルブ４２のリフト量の変更のみにより、ＥＧＲガス量を制御してもよい。この場合、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲガス量が上記ＥＧＲガス量の上限値以下になるように、吸気バルブ４２のリフト量を変更する。
【０１０４】
更に、膨張行程リフトＬＣｉｎ中に筒内圧Ｐｃが吸気ポート５１内の圧力に等しくなると、吸気バルブ４２を開弁させていたとしても、排気は、燃焼室２３から吸気ポート４１に流出しなくなる。つまり、筒内圧Ｐｃが低下しなくなる。
【０１０５】
そこで、第２実施形態において、吸気バルブ５２の開弁タイミングから独立して吸気バルブ５２の閉弁タイミングを変更可能な機構を機関１０が備えている場合、ＥＣＵ６０は、膨張行程リフトＬＣｉｎ中に筒内圧Ｐｃが吸気ポート４１内の圧力に等しくなったときに、当該膨張行程リフトＬＣｉｎを終了してもよい（つまり、吸気バルブ４２を閉弁させてもよい）。
【０１０６】
加えて、膨張行程リフトＬＣｉｎが行われると、高温の排気が燃焼室２３から吸気系４０に排出される。特に、機関１０の運転状態が高負荷運転状態にあるときに膨張行程リフトＬＣｉｎが行われると、非常に高温の排気が燃焼室２３から吸気系４０に排出される。このため、機関１０の運転状態が長時間、高負荷運転状態にあると、吸気系４０を構成する部品が排気の熱により熱劣化する可能性がある。更に、機関１０の運転状態が長時間、高負荷運転状態にあるときに膨張行程リフトＬＣｉｎが行われると、吸気系４０に排出された排気の熱により吸気の温度が非常に高くなる。このため、燃焼が悪化し、その結果、排気エミッションが悪化する可能性がある。
【０１０７】
そこで、第２実施形態において、「膨張行程リフトモードが選択され且つ機関負荷が所定負荷よりも高い状態」が所定時間よりも長くなった場合、ＥＣＵ６０は、吸気バルブのリフトモードを膨張行程リフトモードから通常リフトモードに切り替え、膨張行程リフトＬＣｉｎを行わせないようにしてもよい。
【０１０８】
一方、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求されていない場合、ＥＣＵ６０は、吸気バルブ４２のリフトモードとして、通常リフトモードを選択する。このモードが選択された場合、吸気バルブ可変動弁機構４２Ｖは、上記第１吸気カムにより吸気バルブ４２を開閉弁させる。この場合、図３（Ａ）に示したように、１機関サイクルにおいて、上記膨張行程リフトＬＣｉｎは行われず、上記吸気行程リフトＬＩのみが行われる。
【０１０９】
尚、この場合においても、ＥＣＵ６０は、排気バルブ５２のリフトモードとして、通常リフトモードを選択する。このモードが選択された場合、排気バルブ可変動弁機構５２Ｖは、上記第１排気カムにより排気バルブ５２を開閉弁させる。この場合、図４（Ａ）に示したように、１機関サイクルにおいて、上記膨張行程リフトＬＣｅｘは行われず、上記排気行程リフトＬＥのみが行われる。
【０１１０】
第２実施形態によっても、トップランド壁面２９ＡからのデポジットＤの除去が要求されたときに、トップランド壁面２９ＡからデポジットＤが除去される。
【０１１１】
尚、上記各実施形態は本発明の制御装置をディーゼルエンジンに適用した実施形態であるが、本発明はガソリンエンジンにも適用可能である。
【０１１２】
更に、上記各実施形態において、内燃機関は、排気カム又は吸気カムを機械式に切り替えることにより排気バルブ５２又は吸気バルブ４２の「開弁タイミング、閉弁タイミング及びリフト量」を多段階に変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関である。しかしながら、本発明は、排気バルブ５２又は吸気バルブ４２の「開弁タイミング、閉弁タイミング及びリフト量」を無段階に電磁式に変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関にも適用可能である。
【０１１３】
更に、上記各実施形態において、デポジットＤの除去が要求された場合、ＥＣＵ６０は、排気バルブ５２のリフトモードとして膨張行程リフトモードを選択すると共に吸気バルブ４２のリフトモードとして膨張行程リフトモードを選択してもよい。
【０１１４】
尚、上記各実施形態においては、デポジットをトップランド壁面から除去するために膨張行程リフトが行われる。従って、デポジットをトップランド壁面から、より確実に除去するという観点から、膨張行程リフトにおける排気バルブ又は吸気バルブの開弁タイミングは、当該膨張行程リフトを行った場合に「セカンドランド圧が筒内圧よりも低くなる状態」を形成することができる開弁タイミングとして、実験等により予め求められたタイミングであることが好ましい。
【０１１５】
以上の説明から分かるように、本発明の制御装置（ＥＣＵ６０）は、少なくとも、「トップリング２６Ａ」及び「同トップリングに関して同燃焼室とは反対側に配設されるセカンドリング２６Ｂ」、を備えたピストン２５と、排気バルブ５２及び吸気バルブ４２を開閉する動弁機構５２Ｖ、４２Ｖと、を具備する内燃機関１０に適用される。
【０１１６】
本発明の制御装置は、前記ピストンのトップランド壁面２９Ａに堆積しているデポジットの除去が要求されたときに、膨張行程において前記排気バルブ及び前記吸気バルブの少なくとも一方を開弁させる膨張行程リフトを前記動弁機構に行わせることによって、前記トップリングと前記セカンドリングとの間の空間（セカンドランド空間２９Ｃ）内のガスの圧力（セカンドランド圧Ｐｓ）を前記燃焼室内のガスの圧力（筒内圧Ｐｃ）よりも高くさせる膨張行程リフトモードを実行する（図１０のステップＳ１１）制御部を備える。この制御装置によれば、デポジットをピストンのトップランド壁面から除去することができる。
【０１１７】
更に、前記内燃機関が「前記燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３１」を更に具備する場合において、本発明の制御装置は、機関運転に相関する所定条件が成立したとき（排気の温度の上昇が要求されたとき、或いは、排気系５０への未燃燃料の供給が要求されたとき）に「圧縮上死点近傍のタイミング（ＡＴＤＣ７１０°）にて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するメイン噴射Ｉｍ」を実行すると共に、「同メイン噴射の実行後の膨張行程中のタイミング（ＡＴＤＣ３０°又は１１０°）にて前記燃料噴射弁から燃料を噴射するサブ噴射（アフター噴射Ｉａ又はポスト噴射Ｉｐ）」を実行する噴射制御部（ＥＣＵ６０）を更に具備する。
【０１１８】
この噴射制御部は、前記排気バルブを開弁させる前記膨張行程リフトが行われる機関サイクルにおいては前記所定条件が成立していたとしても前記サブ噴射を実行しない。これにより、燃料消費量が少なくなる。
【０１１９】
加えて、本発明の制御装置は、前記膨張行程リフトが行われる機関サイクルにおいて「主にトルク発生用」に噴射される燃料の量（メイン噴射量）を、前記膨張行程リフトが行われない機関サイクルにおいて「主にトルク発生用」に噴射される燃料の量（メイン噴射量）よりも多くする。これにより、膨張行程リフトに起因する機関出力トルクの低下が小さくなる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０…内燃機関、２３…燃焼室、２５…ピストン、２６Ａ…トップリング、２６Ｂ…セカンドリング、２６Ｃ…オイルリング、２９Ａ…トップランド壁面、２９Ｃ…セカンドランド空間、３１…燃料噴射弁、４２…吸気バルブ、４２Ｖ…吸気バルブ可変動弁機構、５２…排気バルブ、５２Ｖ…排気バルブ可変動弁機構、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）、Ｄ…デポジット、Ｉｍ…メイン噴射、Ｉａ…アフター噴射（サブ噴射）、Ｉｐ…ポスト噴射（サブ噴射）、ＬＣｅｘ…排気バルブの膨張行程リフト、ＬＣｉｎ…吸気バルブの膨張行程リフト、Ｐｃ…筒内圧、Ｐｓ…セカンドランド圧
【図１】
2015190357.tif 000003
【図２】
2015190357.tif 000004
【図３】
2015190357.tif 000005
【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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