(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、排気弁の早閉じ制御と吸気弁の遅開き制御とを実行する場合に、NOx排出量低減のための内部EGR増量要求と排気温度昇温要求とを、無駄や不足をなくして同時に満足させることを目的とする。【解決手段】排気弁６８の閉じ時期を変更可能とする排気可変動弁機構７０を備える。吸気弁６４の開き時期を調整可能とする吸気可変動弁機構６６を備える。排気ガスの昇温要求が出された場合には、NOx排出量を規定値以下に抑えるために必要な内部EGRガス量に基づいて、上死点に対する排気弁の閉じ時期の進角量（EX早閉度Ｘ）を決定する。そして、上死点に対する吸気弁の開き時期の遅角量（IN遅開度Ｙ）がEX早閉度Ｘと同量以上となるようにし、かつ、IN遅開度ＹからEX早閉度Ｘを引いた差が、排気弁の閉じ時期に応じた大きさとなるようにIN遅開度Ｙを決定する。【選択図】図３
2008101513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも排気弁の閉じ時期を変更可能とする排気可変動弁機構と、少なくとも吸気弁の開き時期とを変更可能とする吸気可変動弁機構と、排気ガスを浄化する排気浄化手段とを備える内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの昇温要求を検知する昇温要求検知手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、要求内部排気ガス再循環量に基づいて、上死点に対する排気弁の閉じ時期の進角量を決定する排気弁閉じ時期決定手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、上死点に対する吸気弁の開き時期の遅角量が排気弁の閉じ時期の前記進角量と同量以上となるようにし、かつ、吸気弁の開き時期の前記遅角量から排気弁の閉じ時期の前記進角量を引いた差が、排気弁の閉じ時期に応じた大きさとなるように吸気弁の開き時期の前記遅角量を決定する吸気弁開き時期決定手段と、
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】
少なくとも排気弁の閉じ時期を変更可能とする排気可変動弁機構と、少なくとも吸気弁の開き時期とを変更可能とする吸気可変動弁機構と、排気ガスを浄化する排気浄化手段とを備える内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの昇温要求を検知する昇温要求検知手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、要求内部排気ガス再循環量に基づいて、上死点に対する排気弁の閉じ時期の進角量を決定する排気弁閉じ時期決定手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、排気ガスの昇温要求度合いに基づいて、排気弁の閉じ時期の前記進角量と同量以上となるように、吸気弁の開き時期の遅角量を決定する吸気弁開き時期決定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
排気ガスの昇温要求が比較的小さい場合には、排気弁の閉じ時期の遅角よりも吸気弁の開き時期の進角を優先する吸気弁制御優先手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
排気ガスの温度を取得する排気温度取得手段を更に備え、
前記吸気弁開き時期決定手段は、排気ガスの昇温要求が検知される前の時点での排気温度が比較的高い場合には、吸気弁の開き時期を進角側に補正することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段を更に備え、
前記吸気弁開き時期決定手段は、排気ガスの昇温要求が検知される前の時点での内燃機関の運転状態が高負荷状態である場合には、吸気弁の開き時期を進角側に補正することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関を取り巻く環境条件に基づいて、排気弁の閉じ時期の前記進角量および吸気弁の開き時期の前記遅角量の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
吸気弁およびまたは排気弁の開き時期および閉じ時期の少なくとも一方を変更可能とする可変動弁機構を駆動して内部排気ガス再循環量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、
排気ガスを浄化する排気浄化手段と、
前記排気浄化手段が活性化温度に達していない場合に、燃料噴射時期を遅角することで排気ガスの昇温を行う排気昇温制御手段と、
内部排気ガス再循環量に応じて、燃料噴射時期の遅角量を決定する噴射遅角量決定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に設けられる弁の開度を調整して外部排気ガス再循環量を増減させる外部EGR制御手段を更に備え、
前記噴射遅角量決定手段によって決定された前記遅角量となるように燃料噴射時期が制御される際は、前記外部EGR制御手段による外部排気ガス再循環量の制御を禁止することを特徴とする請求項７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】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、吸排気弁の開閉時期を変更可能とする可変動弁機構を備える内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、吸排気弁のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング装置を備える内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の装置では、上死点に対する排気弁の閉じ時期と、上死点に対する吸気弁の開き時期とを内燃機関の運転状態に応じて可変させることによって、筒内温度を制御している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５５４６２号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７６８０号公報
【特許文献３】実開平５−９６４４４号公報
【特許文献４】特公平７−３２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気弁を上死点に対して早く閉じる（排気弁早閉じ制御）こととすれば、内部EGRガス量を確保することができる。このような排気弁早閉じ制御は、NOx排出量の低減と排気温度の上昇を図るうえで有効な手法である。また、吸気弁を上死点に対して遅く開く（吸気弁遅開き制御）ようにしてポンプ損失を増やすことは、排気温度の上昇を図るうえで有効な手法である。ところが、上記従来の技術は、NOx排出量低減のための内部EGRがスの増量要求と排気温度昇温要求とを同時に満足させるような制御手法を開示するものではなかった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気弁の早閉じ制御と吸気弁の遅開き制御とを実行する場合に、NOx排出量低減のための内部EGR増量要求と排気温度昇温要求とを、無駄や不足をなくして同時に満足させ得る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】
第１の発明は、少なくとも排気弁の閉じ時期を変更可能とする排気可変動弁機構と、少なくとも吸気弁の開き時期とを変更可能とする吸気可変動弁機構と、排気ガスを浄化する排気浄化手段とを備える内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの昇温要求を検知する昇温要求検知手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、要求内部排気ガス再循環量に基づいて、上死点に対する排気弁の閉じ時期の進角量を決定する排気弁閉じ時期決定手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、上死点に対する吸気弁の開き時期の遅角量が排気弁の閉じ時期の前記進角量と同量以上となるようにし、かつ、吸気弁の開き時期の前記遅角量から排気弁の閉じ時期の前記進角量を引いた差が、排気弁の閉じ時期に応じた大きさとなるように吸気弁の開き時期の前記遅角量を決定する吸気弁開き時期決定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、少なくとも排気弁の閉じ時期を変更可能とする排気可変動弁機構と、少なくとも吸気弁の開き時期とを変更可能とする吸気可変動弁機構と、排気ガスを浄化する排気浄化手段とを備える内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの昇温要求を検知する昇温要求検知手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、要求内部排気ガス再循環量に基づいて、上死点に対する排気弁の閉じ時期の進角量を決定する排気弁閉じ時期決定手段と、
排気ガスの昇温要求が検知された場合に、排気ガスの昇温要求度合いに基づいて、排気弁の閉じ時期の前記進角量と同量以上となるように、吸気弁の開き時期の遅角量を決定する吸気弁開き時期決定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、排気ガスの昇温要求が比較的小さい場合には、排気弁の閉じ時期の遅角よりも吸気弁の開き時期の進角を優先する吸気弁制御優先手段を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１または第２の発明において、排気ガスの温度を取得する排気温度取得手段を更に備え、
前記吸気弁開き時期決定手段は、排気ガスの昇温要求が検知される前の時点での排気温度が比較的高い場合には、吸気弁の開き時期を進角側に補正することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１または第２の発明において、内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段を更に備え、
前記吸気弁開き時期決定手段は、排気ガスの昇温要求が検知される前の時点での内燃機関の運転状態が高負荷状態である場合には、吸気弁の開き時期を進角側に補正することを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１または第２の発明において、内燃機関を取り巻く環境条件に基づいて、排気弁の閉じ時期の前記進角量および吸気弁の開き時期の前記遅角量の少なくとも一方を補正することを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、吸気弁およびまたは排気弁の開き時期および閉じ時期の少なくとも一方を変更可能とする可変動弁機構を駆動して内部排気ガス再循環量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、
排気ガスを浄化する排気浄化手段と、
前記排気浄化手段が活性化温度に達していない場合に、燃料噴射時期を遅角することで排気ガスの昇温を行う排気昇温制御手段と、
内部排気ガス再循環量に応じて、燃料噴射時期の遅角量を決定する噴射遅角量決定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第７の発明において、吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に設けられる弁の開度を調整して外部排気ガス再循環量を増減させる外部EGR制御手段を更に備え、
前記噴射遅角量決定手段によって決定された前記遅角量となるように燃料噴射時期が制御される際は、前記外部EGR制御手段による外部排気ガス再循環量の制御を禁止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、排気ガスの昇温要求が出された場合に、排気弁の閉じ時期を要求内部排気ガス再循環（EGR）量に基づいて決定し、その後に、要求される排気温度に上昇させるために足りない排気温度上昇代を、吸気弁の開き時期の調整で補うことができるようになる。このため、NOx排出量を確実に低減させつつ、無駄や不足のない排気ガスの昇温制御が可能となる。
【００１５】
第２の発明によれば、排気ガスの昇温要求が出された場合に、排気弁の閉じ時期の進角量が要求内部排気ガス再循環（EGR）量に基づいて決定され、吸気弁の開き時期の遅角量が排気ガスの昇温要求度合いに基づいて排気弁の開き時期の進角量と同量以上となるように決定される。このため、NOx排出量の低減を確実に実現しつつ、無駄や不足のない排気ガスの昇温制御が可能となる。
【００１６】
第３の発明によれば、排気ガスの昇温要求が小さい場合に、吸気弁の開き時期の調整に対して、排気弁の閉じ時期の調整を控えるようにすることで、NOx排出量の抑制を確保しつつ、排気ガスの昇温要求のレベルに応じて、排気ガスの昇温と燃費悪化抑制とをバランス良く実現することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、排気ガスの昇温要求が検知される前の時点での排気温度が比較的高い場合に、排気弁の閉じ時期の遅角ではなく、吸気弁の開き時期の進角によって、排気ガスの昇温代が調整される。このため、NOx排出量の抑制を確保しつつ、排気ガスの昇温と燃費悪化抑制とをバランス良く実現することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、排気ガスの昇温要求が検知される前の時点での内燃機関の運転状態が高負荷状態である場合に、排気弁の閉じ時期の遅角ではなく、吸気弁の開き時期の進角によって、排気ガスの昇温代が調整される。このため、NOx排出量の抑制を確保しつつ、排気ガスの昇温と燃費悪化抑制とをバランス良く実現することができる。
【００１９】
第６の発明によれば、内燃機関を取り巻く環境条件の変化に関わらず、NOx排出量を確実に低減させつつ、無駄や不足のない排気ガスの昇温制御が可能となる。
【００２０】
第７の発明によれば、NOx排出量の低減を図りつつ、燃料噴射時期の遅角時の燃料安定性が良好に維持されるように、燃料噴射時期の遅角量を適量に決定することができる。これにより、排気温度を十分に上昇させることができ、かつ、それとNOx排出量の低減とを両立させることが可能となる。
【００２１】
第８の発明によれば、比較的低温である外部排気再循環ガスの筒内への導入がカットされることで、圧縮端温度の上昇効果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】
【００２２】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
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図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、４サイクルのディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）である。内燃機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１６によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１４内に蓄えられ、コモンレール１４から各インジェクタ１２に供給される。
【００２３】
内燃機関１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポートに接続されている。本実施形態の内燃機関１０は、ターボ過給機２２を備えている。排気通路１８は、ターボ過給機２２の排気タービンに接続されている。
【００２４】
排気通路１８におけるターボ過給機２２の下流側には、排気ガスを浄化する排気浄化装置２４が設けられている。排気浄化装置２４としては、例えば、酸化触媒、吸蔵還元型または選択還元型のNOx触媒、DPF（Diesel Particulate Filter）、DPNR（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）のうちの一つ、またはこれらの組み合わせなどを用いることができる。また、ターボ過給機２２の下流側の排気通路１８には、排気ガス温度を検出する排気温度センサ２６が設置されている。
【００２５】
内燃機関１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２２の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により、各気筒の吸気ポートに分配される。
【００２６】
吸気通路２８におけるインタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８の、エアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３８が設置されている。
【００２７】
吸気通路２８の吸気マニホールド３４の近傍には、外部EGR通路４０の一端が接続されている。外部EGR通路４０の他端は、排気通路１８の排気マニホールド２０近傍に接続されている。本システムでは、この外部EGR通路４０を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２８に還流させること、つまり外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。以下、外部EGR通路４０を通って還流する排気ガスのことを「外部EGRガス」と称する。
【００２８】
外部EGR通路４０の途中には、外部EGRガスを冷却するためのEGRクーラ４２が設けられている。外部EGR通路４０におけるEGRクーラ４２の下流には、EGR弁４４が設けられている。このEGR弁４４の開度を大きくするほど、外部EGR通路４０を通る排気ガス量、すなわち外部EGR量を多くすることができる。
【００２９】
吸気通路２８における吸気絞り弁３６の下流側には、吸気圧を検出する吸気圧センサ４６が設置されている。更に、本システムは、内燃機関１０が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４８を備えている。
【００３０】
そして、本実施形態のシステムは、ECU（Electronic Control Unit）５０を備えている。ECU５０には、上述した各種のセンサに加え、外気温度を検出するための外気温度センサ５２が接続されているとともに、上述したアクチュエータが接続されている。ECU５０は、それらの信号や情報に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００３１】
図２は、図１に示すシステムにおける内燃機関１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、内燃機関１０について更に説明する。図２に示すように、内燃機関１０のクランク軸６０の近傍には、クランク軸６０の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ６２が取り付けられている。このクランク角センサ６２は、ECU５０に接続されている。クランク角センサ６２からの信号によれば、エンジン回転数などを検出することができる。
【００３２】
また、内燃機関１０には、吸気弁６４のバルブタイミングを連続的に可変とする吸気可変動弁機構６６と、排気弁６８のバルブタイミングを連続的に可変とする排気可変動弁機構７０とが備えられている。これら吸気可変動弁機構６６および排気可変動弁機構７０は、ECU５０に接続されている。吸気可変動弁機構６６および排気可変動弁機構７０の具体的構成は、特に限定されないが、例えば、吸気弁６４や排気弁６８を駆動するカム（図示せず）の位相を連続的に可変とする機構などの、機械的な機構を用いることができる。あるいは、任意のタイミングで開閉可能な電磁駆動弁などを用いることもできる。
【００３３】
［実施の形態１の特徴部分］
図３は、吸排気行程における筒内圧力Pと筒内容積Vとの関係を拡大して示すP-V線図である。内燃機関１０では、軽負荷域において、排気浄化装置２４が有する触媒の温度を上昇させる目的で、排気温度の昇温要求が出される場合がある。図３中に実線で示す波形は、排気弁６８を上死点に対して早く閉じる排気弁早閉じ制御が実行された場合のものである。ここでは、上死点に対する排気弁６８の早閉じ量を「EX早閉度Ｘ」と称している。
【００３４】
排気弁６８の早閉じ制御を実行することとすれば、次サイクルに向けて排気ガスを筒内に閉じ込めることができ、EX早閉度Ｘの大きさに応じて、必要とする内部EGRガス量を確保することができる。そして、このような手法によって、高温の内部EGRガス量が確保されることにより、次サイクルの圧縮端温度を上昇させることができる。圧縮端温度が高くなると、排気温度を高めることができる。また、圧縮端温度が高くなると、燃焼を悪化させることなく燃料噴射時期のリタード（遅角）が可能となることによって、排気弁開弁時の排気ガス温度が高くなる。このため、更に排気温度を有効に高めることができるとともに、リタードしない場合と同一のトルク確保のために燃料噴射量が増量されることによっても排気温度を高めることができる。
更に、排気弁６８の早閉じ制御を実行することとすれば、EGRガス量が増大されていることと、燃料噴射時期がリタードされていることとによって、NOx排出量を良好に低減させることもできる。
更に、排気弁６８の早閉じ制御を、排気弁６８の位相を変更可能とする可変動弁機構（VVT機構）を用いて行った場合には、排気弁６８の早閉じに加え、排気弁６８の早開きが伴うこととなり、排気温度を高めるうえで、より有効な手法となる。
【００３５】
図３中に破線で示す波形は、排気弁６８の早閉じ制御に加え、吸気弁６４を上死点に対して遅く開く吸気弁遅開き制御が実行された場合のものである。ここでは、上死点に対する吸気弁６４の遅開き量を「IN遅開度Ｙ」と称している。このIN遅開度Ｙを上記のEX早閉度Ｘよりも大きくすれば、図３に示すようにポンプ損失を増やすことができる。ポンプ損失が増えると、ポンプ損失が増える前と同一のトルクを確保するために燃料噴射量が増量されることによって、排気温度を高めることができる。
尚、吸気弁６４の遅開き制御を、吸気弁６４の位相を変更可能とする可変動弁機構（VVT機構）を用いて行った場合には、吸気弁６４の遅開きに加え、吸気弁６４の遅閉じが伴うこととなり、圧縮端温度が低下する。圧縮端温度が低下すると、排気温度の上昇効果が目減りしてしまう。このため、吸気弁６４の遅開き制御は、作用角を変更可能とする可変動弁機構を用いることとし、吸気弁６４の開き時期だけ遅くするのがよい。
【００３６】
以上のように、排気弁６８の早開き制御は、NOx排出量の低減と排気温度の上昇を図るうえで有効な手法であり、吸気弁６４の遅開き制御によってポンプ損失を増やすことは、排気温度の上昇を図るうえで有効な手法である。本実施形態では、NOx排出量低減のための内部EGRガスの増量要求と排気温度昇温要求とを、無駄や不足をなくして同時に満足させるようにすべく、以下のような手法で、EX早閉度ＸとIN遅開度Ｙとを決定するようにした。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、先ず、EX早閉度Ｘについては、要求内部EGRガス量に基づいて決定するようにした。そして、IN遅開度Ｙについては、EX早閉度Ｘ以上となるようにしたうえで、排気温度の昇温要求度ΔT（＝排気温度の昇温目標値−実排気温度）に基づいて決定するようにした。言い換えれば、本実施形態では、先ず、EX早閉度Ｘを要求内部EGRガス量が得られるように決定したうえで、次いで、IN遅開度ＹをEX早閉度Ｘ以上となるように制御し、かつ、EX早閉度Ｘの大きさに応じて、IN遅開度ＹとEX早閉度Ｘとの差を吸気弁６４の開き時期によって制御するようにした。
【００３８】
［実施の形態１における具体的処理］
図４は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、排気温度などに基づいて排気浄化装置２４の触媒（排気温度）の昇温要求が検知された際に実行されるものとする。図４に示すルーチンでは、先ず、現在の実排気温度が排気温度センサ２６の出力に基づいて取得される（ステップ１００）。
【００３９】
次に、触媒を所定の活性化温度まで昇温させるために必要となる排気温度の昇温目標値と、上記ステップ１００において取得された現在の実排気温度とに基づいて、当該昇温目標値に対して排気温度が不足しているか否かが判別される（ステップ１０２）。
【００４０】
その結果、排気温度が不足していると判定された場合には、NOx排出量を規定値以下に抑えるために必要な内部EGRガス量が算出される（ステップ１０４）。ECU５０は、その必要内部EGRガス量とNOx要求値との関係を、内燃機関１０の運転領域毎に定めたマップ（図示省略）を記憶しており、そのようなマップに従って、必要内部EGRガス量が算出される。
【００４１】
次に、上記のように算出された必要内部EGRガス量を得るために必要とされるEX早閉度Ｘが決定される（ステップ１０６）。ECU５０は、EX早閉度Ｘを、必要内部EGRガス量との関係で定めたマップ（図示省略）を記憶しており、そのようなマップに従って、EX早閉度Ｘが算出される。
【００４２】
次に、上記のように決定されたEX早閉度Ｘとなるように排気弁６８の閉じ時期が制御された際の排気温度上昇の予測値が算出される（ステップ１０８）。そのような予測値は、ECU５０が記憶している実験データに基づくマップや所定の関係式に従って算出することができる。
【００４３】
次に、上記ステップ１０８において算出された排気温度上昇の予測値に基づいて、上記のEX早閉度Ｘを用いた排気弁６８の早閉じ制御を行うこととしても、上記ステップ１０２における昇温目標値に対して排気温度が未だ不足しているか否かが判別される（ステップ１１０）。
【００４４】
その結果、昇温目標値に対して排気温度が不足しないと判定された場合、つまり、上記のEX早閉度Ｘを用いた排気弁６８の早閉じ制御を実行することによって昇温目標値にまで排気温度を昇温可能と判断できる場合には、IN遅開度Ｙによる遅角量は、上記のEX早閉度Ｘによる進角量と同量となるように決定される（ステップ１１２）。
【００４５】
一方、上記ステップ１１０において、上記のEX早閉度Ｘを用いた排気弁６８の早閉じ制御だけでは、昇温目標値に対して排気温度が未だ不足すると判断された場合には、その排気温度の不足分だけ排気温度を上昇させるために必要となるポンプ損失が算出される（ステップ１１４）。ECU５０は、そのような必要ポンプ損失を排気温度の変化量Δ排気温度との関係で定めたマップ（図示省略）を記憶しており、そのようなマップに従って、必要ポンプ損失が算出される。
【００４６】
次に、上記の必要ポンプ損失を生じさせるために必要とされるIN遅開度Ｙが決定される（ステップ１１６）。ECU５０は、IN遅開度Ｙを、必要ポンプ損失との関係で定めたマップ（図示省略）を記憶しており、そのようなマップに従って、IN遅開度Ｙが算出される。
【００４７】
次に、以上のステップにおいて決定されるEX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙとなるように、排気可変動弁機構７０および吸気可変動弁機構６６によって吸排気弁のバルブタイミングが制御されるとともに、そのような吸排気弁のバルブタイミングの変更に対応して、燃料噴射時期のリタードと燃料噴射量の増量が実行される（ステップ１１８）。
【００４８】
以上説明した図４に示すルーチンによれば、軽負荷時などで触媒の昇温要求がある際に、排気温度の昇温目標値に対して現在の排気温度が不足している場合には、NOx排出量の低減要求を満たす内部EGRガス量が得られるように、EX早閉度Ｘが決定される。軽負荷時に触媒の昇温制御を行うような場合であっても、NOx排出量を規定値以下に抑制することは必須である。このため、先ずは、上記のように、NOx排出量の低減要求に基づいて、EX早閉度Ｘが定められる。
【００４９】
そのうえで、排気弁６８の閉じ時期をEX早閉度Ｘとする排気弁早閉じ制御を用いた排気温度の昇温（内部EGRガス量の増量による昇温）だけでは、昇温目標値を満足させることができないときに、その昇温目標値に対する温度差ΔT分に応じて、IN遅開度Ｙが決定される。更に付け加えると、吸気弁６４の遅開き制御によってポンプ損失を増やすという手法では、排気温度の昇温効果が得られるものの燃費悪化を招く。これに対し、排気弁６８の早閉じ制御を用いるようにすれば、IN遅開度ＹをEX早閉度Ｘと同じ大きさとすることにより、ポンプ損失の増大を回避させつつ、内部EGRガス量の増量によって、NOx排出量の低減と排気温度の昇温を実現することができる。このため、上記ルーチンの処理は、上記のように、IN遅開度Ｙの調整に対して、EX早閉度Ｘの調整を優先するようにしている。
また、上記ルーチンでは、必ずIN遅開度Ｙ≧EX早閉度Ｘとなるように、IN遅開度Ｙが決定される。このため、内部EGRガスとして筒内に残留した排気ガスが吸気系に吹き戻されるのを回避することもできる。
【００５０】
以上のように、EX早閉度ＸをIN遅開度Ｙに対して優先して決定するようにしたことにより、無駄な燃費悪化を伴う排気温度の上昇を回避することができる。そして、排気弁６８の早閉じ制御だけでは排気温度を昇温目標値にまで上昇できないときに限って、排気弁６８の早閉じ制御を実施した場合における排気温度の不足分を、IN遅開度Ｙの設定によって補うようにしているため、昇温不足のない排気温度の昇温制御が可能となる。このように、本実施形態のシステムによれば、NOx排出を抑制しつつ、排気ガスの昇温性能を良好に確保することができる。
【００５１】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU５０が、図４に示すルーチンが起動される前に排気温度などに基づいて排気温度の昇温要求を検知することにより前記第１または第２の発明における「昇温要求検知手段」が、上記ステップ１０４および１０６の処理を実行することにより前記第１または第２の発明における「排気弁閉じ時期決定手段」が、上記ステップ１１０〜１１６の処理を実行することにより前記第１または第２の発明における「吸気弁開き時期決定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５２】
実施の形態２．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図４に示すルーチンに代えて後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５３】
［実施の形態２の特徴］
図５は、本実施形態におけるEX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙの特徴的な決定手法を説明するための図であり、内燃機関１０の負荷とエンジン回転数との関係を表したものである。図５に示すように、内燃機関１０の排気温度は、高回転高負荷領域では高くなり、低回転軽負荷領域では低くなる。そこで、本実施形態では、内燃機関１０の運転領域に応じて、以下のような手法で、EX早閉度ＸとIN遅開度Ｙとを可変させるようにした。
【００５４】
具体的には、本実施形態では、排気温度の低い低回転軽負荷領域において触媒昇温要求がある場合、すなわち、排気ガスの昇温要求が大きい場合には、排気温度の上昇を優先させるべく、必要内部EGRガス量との関係で定まるEX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が大きくなるようにIN遅開度Ｙを調整するようにした（図５中に示す制御Ａ）。一方、排気温度の高い高回転高負荷領域において触媒昇温要求がある場合、すなわち、排気ガスの昇温要求が小さい場合には、燃費悪化の抑制およびNOx排出量の低減のため、EX早閉度Ｘは必要内部EGRガス量との関係で定まる値を変えずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が小さくなるようにIN遅開度Ｙを調整するようにした（図５中に示す制御Ｂ）。
【００５５】
［実施の形態２における具体的処理］
図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、排気浄化装置２４の触媒の昇温要求が検知された際に実行されるものとする。図６に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の現在の運転領域（負荷とエンジン回転数）が取得される（ステップ２００）。
【００５６】
次に、現在の運転領域に応じた、EX早閉度ＸとIN遅開度Ｙのそれぞれのベース値が取得される（ステップ２０２）。これらのベース値は、触媒の昇温要求が出された際に使用する吸排気弁のバルブタイミングとして、ECU５０が記憶している値である。より具体的には、EX早閉度Ｘのベース値は、NOx排出量を規定値以下に抑えるための必要内部EGRガス量が得られるような値として、内燃機関１０の運転領域に応じて定められたものである。また、IN遅開度Ｙのベース値は、EX早閉度Ｘより小さくならないような範囲内の値として、内燃機関１０の運転領域に応じて定められたものである。
【００５７】
次に、上記ステップ２００において取得された現在の運転領域に基づいて、今回の排気温度の昇温要求が比較的小さいものであるか否かが判別される（ステップ２０４）。その結果、現在の運転領域が高回転高負荷領域にあり、排気温度の昇温要求が比較的小さいと判定された場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が小さくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙが補正される（ステップ２０６）。
【００５８】
一方、上記ステップ２０４において、現在の運転領域が低回転軽負荷領域にあり、排気温度の昇温要求が比較的大きいと判定された場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が大きくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙが補正される（ステップ２０８）。
【００５９】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、排気温度の昇温要求が小さい場合には、排気弁６８の閉じ時期の遅角よりも吸気弁６４の開き時期の進角が優先される。より具体的には、上記ルーチンによれば、排気温度の昇温要求度合いに応じて、EX早閉度Ｘは固定値とされたままで、IN遅開度Ｙの補正がなされる。このような手法によれば、EX早閉度Ｘを変えないことでNOx排出量の抑制を確保しつつ、排気ガスの昇温要求のレベルに応じて、排気ガスの昇温と燃費悪化抑制とをバランス良く実現することができる。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態２においては、排気温度の昇温要求が比較的小さい場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が小さくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙを補正するようにしている。しかしながら、本発明において、排気温度の昇温要求が比較的小さい場合におけるEX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙの制御は、このような手法に限定されるものではない。すなわち、排気温度の昇温要求が比較的小さい場合には、例えば、EX早閉度Ｘのベース値が必要内部EGRガス量に対して十分な余裕を有する値として設定されている場合であれば、最初にIN遅開度Ｙを小さくすることを優先させたうえで、次いで、EX早閉度Ｘをも小さくするように補正してもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態２においては、排気温度の昇温要求が比較的大きい場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が大きくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙを補正するようにしている。しかしながら、本発明において、排気温度の昇温要求が比較的大きい場合におけるEX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙの制御は、このような手法に限定されるものではない。すなわち、排気温度の昇温要求が比較的大きい場合には、例えば、EX早閉度ＸとIN遅開度Ｙとの差を一定に維持するか或いはその差を大きくしたうえで、EX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙのそれぞれの絶対値を大きくしてもよい。
【００６２】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU５０が上記ステップ２０４および２０６の処理を実行することにより前記第３の発明における「吸気弁制御優先手段」が実現されている。
【００６３】
実施の形態３．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図６に示すルーチンに代えて後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６４】
［実施の形態３の特徴］
現在の内燃機関１０の運転領域（運転状態）が触媒制御のために排気ガスの昇温を必要とするような軽負荷領域であっても、排気ガスの昇温要求が出される前の内燃機関１０の運転状態（前状態）が高負荷状態であった場合には、その前状態の影響を受けて排気温度が高くなる。このような場合には、排気温度の昇温要求度ΔTが小さくなる。そこで、本実施形態では、排気ガスの昇温要求が出される前の内燃機関１０の運転状態（言い換えれば、当該昇温要求前の排気温度の状態）に応じて、IN遅開度Ｙをベース値に対して補正するようにした。
【００６５】
［実施の形態３における具体的処理］
図７は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、排気浄化装置２４の触媒の昇温要求が検知された際に実行されるものとする。また、図７において、図６に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６６】
図７に示すルーチンでは、EX早閉度ＸとIN遅開度Ｙのそれぞれのベース値が現在の運転領域に応じた値として取得された（ステップ２０２）後に、次いで、現在の触媒入りガス温度（排気温度）が所定の判定値より高いか否か、言い換えれば、内燃機関１０の前状態が高負荷状態であったか否かが判別される（ステップ３００）。本ステップ３００の判定は、排気温度センサ２６の出力に基づいて行うことができ、或いは、内燃機関１０の前状態（負荷とエンジン回転数との関係）を取得することによっても行うことができる。
【００６７】
上記ステップ３００において、現在の触媒入りガス温度が判定値より高いと判定された場合、つまり、内燃機関１０の前状態が高負荷状態であったと判断できる場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が小さくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙが補正される（ステップ２０６）。
【００６８】
一方、上記ステップ３００において、現在の触媒入りガス温度が判定値以下であると判定された場合、つまり、内燃機関１０の前状態が高負荷状態ではないと判断できる場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が大きくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙが補正される（ステップ２０８）。
【００６９】
以上説明した図７に示すルーチンによれば、排気ガスの昇温要求が出される前の内燃機関１０の運転状態（言い換えれば、当該昇温要求前の排気温度の状態）に応じて、EX早閉度Ｘは固定値とされたままで、IN遅開度Ｙの補正がなされる。このような手法によれば、EX早閉度Ｘを変えないことでNOx排出量の抑制を確保しつつ、内燃機関１０の前状態に応じて、排気ガスの昇温と燃費悪化抑制とをバランス良く実現することができる。
【００７０】
尚、上述した実施の形態３においては、ECU５０が上記ステップ３００の処理を実行することにより前記第４の発明における「排気温度取得手段」または前記第５の発明における「運転状態取得手段」が実現されている。
【００７１】
実施の形態４．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図６に示すルーチンに代えて後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００７２】
［実施の形態４の特徴］
排気温度の昇温要求がある場合におけるEX早閉度ＸやIN遅開度Ｙのベース値は、既述したように、内燃機関１０の運転領域に応じて定められたものである。より具体的には、これらのベース値は、外気温度が所定の標準状態にある基本条件下で予め定められたものである。ところで、内燃機関１０を取り巻く環境に変化がある場合、具体的には例えば外気温度が低い場合には、排気温度は上昇しにくくなる。そこで、本実施形態では、環境条件（外気温度条件）に基づいて、EX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙをそれぞれのベース値に対して補正するようにした。
【００７３】
［実施の形態４における具体的処理］
図８は、上記の機能を実現するために、本実施の形態４においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、排気浄化装置２４の触媒の昇温要求が検知された際に実行されるものとする。また、図８において、図６に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００７４】
図８に示すルーチンでは、EX早閉度ＸとIN遅開度Ｙのそれぞれのベース値が現在の運転領域に応じた値として取得された（ステップ２０２）後に、次いで、EX早閉度ＸやIN遅開度Ｙのそれぞれのベース値を定めた外気温度の上記基本条件に対して、現在の外気温度が低いか否かが判別される（ステップ４００）。
【００７５】
その結果、上記基本条件に対して外気温度が低いと判定された場合には、EX早閉度Ｘがベース値に比して大きな値に補正されるとともに、IN遅開度ＹとEX早閉度Ｘとの差が大きくなるようにIN遅開度Ｙがベース値に対して大きな値に補正される（ステップ４０２）。尚、上記基本条件に対して外気温度が低くなる側にあまり離れていない場合には、IN遅開度Ｙの調整のみで対応できるのであれば、EX早閉度Ｘは固定値としてもよい。
【００７６】
一方、上記ステップ４００において、上記基本条件に対して外気温度が高いと判定された場合には、EX早閉度Ｘはベース値から変更せずに、EX早閉度Ｘに対するIN遅開度Ｙの差が小さくなるように、ベース値に対してIN遅開度Ｙが補正される（ステップ２０６）。
【００７７】
以上説明した図８に示すルーチンによれば、外気温度が低い場合には、NOx排出量の低減要求に基づく必要内部EGRガス量を満足させ得るEX早閉度Ｘ（ベース値）に比して、当該EX早閉度Ｘが大きくなるように補正され、かつ、その補正後のEX早閉度Ｘとの差がそれぞれのベース値同士の差に比して大きくなるようにIN遅開度Ｙが補正される。このため、排気温度が上昇しにくい低外気温度条件下で、排気温度を確実に、かつ早期に上昇させることができる。また、外気温度が高い場合には、EX早閉度Ｘは固定値とされたままで、IN遅開度Ｙが小さくなるように補正される。このため、NOx排出量の抑制を確保しつつ、かつ、燃費悪化を抑制しつつ、排気温度を制御することができる。
以上のように、本実施形態の手法によれば、内燃機関１０を取り巻く環境条件（外気温度条件）の変化に関わらず、NOx排出量を確実に低減させつつ、無駄や不足のない排気ガスの昇温制御が可能となる。
【００７８】
尚、上述した実施の形態４においては、
【００７９】
実施の形態５．
次に、図９乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図４に示すルーチンに代えて後述する図１１に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８０】
［バルブオーバーラップによる内部EGR］
本実施形態の内燃機関１０では、吸気可変動弁機構６６および排気可変動弁機構７０により、吸気弁６４と排気弁６８との負のバルブオーバーラップの大きさを連続的に変化させることができる。図９は、負のバルブオーバーラップを説明するための図である。図９に示すように、負のバルブオーバーラップとは、排気弁６８が閉じた後、吸気弁６４が開くまでの間、吸気弁６４および排気弁６８が共に閉じている状態のことである。
【００８１】
図９中の細い曲線は、負のバルブオーバーラップを設けない場合の吸気弁６４および排気弁６８のバルブリフト線図である。この状態から、排気弁６８の閉じ時期を早くするとともに、吸気弁６４の開き時期を遅くすることにより、負のバルブオーバーラップを生じさせることができる。図９中の太い曲線は負のバルブオーバーラップを生じさせた場合の吸気弁６４および排気弁６８のバルブリフト線図である。排気弁６８の閉じ時期や吸気弁６４の開き時期を変える度合いによって、負のバルブオーバーラップの大きさ（期間）を変えることができる。
【００８２】
負のバルブオーバーラップを生じさせると、筒内の既燃ガスが排気ポートに流出しきらないうちに排気弁６８が閉じられる。排気ポートに排出されなかった既燃ガスは、そのまま筒内に残存するか、あるいは、吸気弁６４の開弁に伴って一旦吸気ポートに出た後、ピストンの下降によって新気と共に筒内に吸入される。負のバルブオーバーラップを生じさせた場合には、このようにして内部EGRを行うことができる。
【００８３】
負のバルブオーバーラップの大きさと、内部EGR量あるいは内部EGR率（筒内に流入するガス中に占める内部EGRガスの割合）とは、相関を有している。つまり、負のバルブオーバーラップを大きくするほど、内部EGR量や内部EGR率を多くすることができる。このため、本実施形態のシステムでは、負のバルブオーバーラップの大きさを調整することにより、内部EGR量や内部EGR率を制御することができる。
【００８４】
尚、本実施形態では、図９に示すように、負のバルブオーバーラップの大きさを変えるのに伴って排気弁６８の開き時期および吸気弁６４の閉じ時期も変化するようにしているが、排気弁６８の開き時期や吸気弁６４の閉じ時期を変えずに負のバルブオーバーラップの大きさを変更するようにしてもよい。また、本実施形態では、排気弁６８の閉じ時期と吸気弁６４の開き時期との双方を変えることで負のバルブオーバーラップの大きさを変更するようにしているが、排気弁６８の閉じ時期と吸気弁６４の開き時期との何れか一方の変更で負のバルブオーバーラップの大きさを変更するようにしてもよい。この場合には、内燃機関１０は、吸気可変動弁機構６６と排気可変動弁機構７０との何れか一方のみを備えるものであってもよい。更に、本発明では、吸気弁６４および排気弁６８が共に開いた状態となる通常のバルブオーバーラップ（正のバルブオーバーラップ）を生じさせることで内部EGRを行い、その正のバルブオーバーラップの大きさを変更することで内部EGRガス量を調節するようにしてもよい。更には、バルブオーバーラップの大きさの変更によるものでなくても、上述した実施の形態１等と同様に、排気弁６８の早閉じ制御により、内部EGRガス量を調節するようにしてもよい。
【００８５】
［内部EGR制御と燃料噴射時期リタード制御との相性について］
図１０は、内部EGR制御の導入の有無で、燃料噴射時期のリタード限界と排気温度とを比較した図である。燃料噴射時期をリタードさせることとすれば、既述したように、排気温度を上昇させることが可能となる。ところで、外部EGR制御で筒内に導入される排気ガスは、内部EGR制御により導入される排気ガスに比して低温となる。従って、外部EGR制御を実行している状況下で燃料噴射時期をリタードさせようとすると、導入されたEGRガスが低温であるという理由と、EGRガスの導入により筒内の酸素濃度が低下するという理由で、未燃HCの排出量の増加や失火の発生を招いてしまう可能性がある。
【００８６】
そこで、図１０中に細線で示すように、EGR制御を実行せずに燃料噴射時期をリタードさせることが考えられる。このような手法によれば、筒内に十分な酸素が存在しているため、未燃HC排出量との関係で制約される時期にまで、十分に燃料噴射時期をリタードさせることができ、また、そのリタードによって排気温度を上昇させることができる。しかしながら、当該手法では、EGR制御が実行されていないことで、NOxの排出量の増加と騒音の悪化を招いてしまう。
【００８７】
そこで、本実施形態では、上述した吸排気弁のバルブタイミングの制御によって実現される内部EGR制御と燃料噴射時期のリタード制御とを組み合わせるようにした。このような手法によれば、EGR制御の実行によって筒内の酸素濃度は低下するが、外部EGR制御に比して高温のEGRガスが筒内に供給されることで、圧縮端温度を上昇させることができる。このため、図１０中に太線で示すように、EGR制御を行わない場合と同程度まで燃料噴射時期をリタードさせることが可能となる。つまり、内部EGR制御を燃料噴射時期のリタード制御と組み合わせることとすれば、EGR制御の導入によってNOx排出量の低減と騒音抑制を図りつつ、燃料噴射時期の十分なリタード量を確保することができる。そして、内部EGR制御による圧縮端温度の上昇効果があるため、その圧縮端温度の上昇自体で排気温度を上昇させられるとともに、圧縮端温度が高いことで、燃料噴射時期のリタード化（トルク減少）に伴って燃料噴射量を大きく増量させることができるので、触媒のライトオフ温度（活性化温度）より高くまで排気温度を相乗的に上昇させることができる（図１０参照）。尚、上記図９に示すような排気弁６８の位相を進角させる手法は、排気弁６８の早開きを伴っているため、排気温度の上昇という点で更に優れた手法である。
【００８８】
［実施の形態５の特徴］
以上説明したように、内部EGR制御と燃料噴射時期のリタード制御とは、NOx排出量の低減と騒音抑制とを図りつつ、排気温度を上昇させるうえで、非常に相性の良い組み合わせとなる。そこで、本実施形態では、軽負荷領域において触媒の昇温要求がある場合に、内部EGR制御と燃料噴射時期のリタード制御とを組み合わせて実行することとし、そして、この場合には、筒内に導入される内部EGRガス量に応じて、燃料噴射時期のリタード量を決定するようにした。
【００８９】
［実施の形態５における具体的処理］
図１１は、上記の機能を実現するために、本実施の形態５においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。図１１に示すルーチンでは、先ず、現在の実排気温度が所定の判定値より低いか否か、つまり、内燃機関１０の運転領域が触媒を昇温させる必要のある軽負荷領域にあるか否かが判別される（ステップ５００）。その結果、排気温度が所定の判定値より低いと判定された場合には、触媒の昇温のために、以下に示す一連のステップの処理が実行される。
【００９０】
先ず、外部EGRガスの導入がカットされる（ステップ５０２）。次いで、NOx排出量を規定値以下に抑えるために必要な内部EGRガス量が算出される（ステップ５０４）。次いで、そのような必要内部EGRガス量を得るために必要な負のバルブオーバーラップ量が算出される（ステップ５０６）。
【００９１】
図１２は、負のバルブオーバーラップ量を、内部EGRガス量、圧縮端温度、および燃料噴射時期のリタード量との関係で表した図である。図１２に示すように、負のバルブオーバーラップ量が大きくなるほど、内部EGRガス量が多くなる。それに伴い、圧縮端温度も、負のバルブオーバーラップ量が大きくなるほど高くなる。また、燃料噴射時期のリタード量も、内部EGRガス量が多くなるほど、つまり、負のバルブオーバーラップ量が大きくなるほど大きくなる。また、燃料噴射量が多くなるほど、圧縮端温度が高くなるため、燃料噴射時期のリタード量も、燃料噴射量が多くなるほど大きくなる。
【００９２】
ECU５０は、上記図１２に示すような負のバルブオーバーラップ量と内部EGRガス量との関係を記憶しており、本ステップ５０６では、そのような関係に従って、内部EGRガス量に応じた負のバルブオーバーラップ量が取得される。
【００９３】
次に、上記の必要バルブオーバーラップ量に基づいて、燃料噴射時期のリタード量が取得される（ステップ５０８）。ECU５０は、上記図１２に示すような負のバルブオーバーラップ量と燃料噴射時期のリタード量との関係を記憶しており、本ステップ５０８では、そのような関係に従って、負のバルブオーバーラップ量（内部EGRガス量）に応じた燃料噴射時期のリタード量が取得される。
【００９４】
次に、上記ステップ５０６において決定された負のバルブオーバーラップ量が得られるように、吸気可変動弁機構６６および排気可変動弁機構７０が駆動され、これにより、内部EGRガスが筒内に導入される（ステップ５１０）。
【００９５】
次に、内部EGRガスの導入によって筒内温度が所定温度上昇したと判断できるだけの所定時間が経過したか否かが判別される（ステップ５１２）。その結果、所定時間が経過して、筒内温度が上昇したと判断できる場合には、上記ステップ５０８において決定されたリタード量を用いて、燃料噴射時期がリタードされる（ステップ５１４）。
【００９６】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、負のバルブオーバーラップ量に応じて、すなわち、内部EGRガス量に応じて、燃料噴射時期のリタード量が決定される。このような手法によれば、内部EGRガスの導入によってNOx排出量の低減を図りつつ、燃料噴射時期のリタード時の燃料安定性が良好に維持されるように、燃料噴射時期のリタード量を適量に決定することができる。そして、排気ガスの昇温要求が出された場合に、上記のように決定された量の内部EGRガスが先ず導入される。次いで、上記のように決定された量で燃料噴射時期がリタードされることにより、燃料安定性が良好に維持された状況下（未燃HCの排出や失火を確実に防止できる状況下）で燃料噴射時期のリタード，更にはそれに伴う燃料噴射量の増量を実行することができ、これにより、排気温度を十分に上昇させることができ、かつ、それとNOx排出量の低減とを両立させることが可能となる。
【００９７】
また、上記ルーチンによれば、内部EGRガス量に応じた値での燃料噴射時期のリタード制御の実行時に、外部EGR制御の実行が禁止される。これにより、比較的低温である外部EGRガスの筒内への導入がカットされることで、圧縮端温度の上昇効果を向上させることができる。
【００９８】
尚、上述した実施の形態５においては、ECU５０が、吸気可変動弁機構６６および排気可変動弁機構７０を駆動して内部EGR量を増減させることにより前記第７の発明における「可変バルブタイミング制御手段」が、上記ステップ５１０〜５１４の処理を実行することにより前記第７の発明における「排気昇温制御手段」が、上記ステップ５０４〜５０８の処理を実行することにより前記第７の発明における「噴射遅角量決定手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【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図である。
【図２】図１に示すシステムにおける内燃機関の一つの気筒の断面を示す図である。
【図３】吸排気行程における筒内圧力Pと筒内容積Vとの関係を拡大して示すP-V線図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１におけるEX早閉度ＸおよびIN遅開度Ｙの特徴的な決定手法を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】負のバルブオーバーラップを説明するための図である。
【図１０】内部EGR制御の導入の有無で、燃料噴射時期のリタード限界と排気温度とを比較した図である。
【図１１】本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１２】負のバルブオーバーラップ量を、内部EGRガス量、圧縮端温度、および燃料噴射時期のリタード量との関係で表した図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  内燃機関
１２  インジェクタ
１８  排気通路
２４  排気浄化装置
２６  排気温度センサ
２８  吸気通路
４０  外部EGR通路
４６  吸気圧センサ
４８  アクセル開度センサ
５０  ECU(Electronic Control Unit)
５２  外気温度センサ
６２  クランク角センサ
６４  吸気弁
６６  吸気可変動弁機構
６８  排気弁
７０  排気可変動弁機構
【図１】
2008101513.tif 000003
【図２】
2008101513.tif 000004
【図３】
2008101513.tif 000005
【図４】
2008101513.tif 000006
【図５】
2008101513.tif 000007
【図６】
2008101513.tif 000008
【図７】
2008101513.tif 000009
【図８】
2008101513.tif 000010
【図９】
2008101513.tif 000011
【図１０】
2008101513.tif 000012
【図１１】
2008101513.tif 000013
【図１２】
2008101513.tif 000014