(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、内燃機関の全気筒或いは一部の気筒において、燃焼形態の切り換えをサイクル単位で迅速に行うことができる。【解決手段】吸気通路２０に、当該吸気通路２０を開閉するための吸気制御弁２８を備える。通常の燃焼から後処理用燃焼への切り換え時には、吸気弁２４が開弁した後に吸気制御弁２８を開弁させ、その後、吸気弁２４が閉弁する前に吸気制御弁２８を閉弁させ、かつ、その後の排気行程の途中で吸気弁２４を開弁させる。一方、後処理用燃焼から通常の燃焼への切り換え時には、吸気弁２４が閉弁した後に吸気制御弁２８を閉弁させ、かつ、バルブオーバーラップ期間が開始された後に吸気制御弁２８を開弁させる。【選択図】図１
2007113494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられ、当該吸気通路を開閉させる吸気制御弁と、
内燃機関の燃焼形態の変更要求を検知する検知手段と、
前記燃焼形態の変更要求があったときに、その変更要求が、内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態への変更要求であるか、または内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態への変更要求であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、内部EGRガス量を制御する内部EGR制御手段とを備え、
前記内部EGR制御手段は、前記変更要求が内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態への変更要求である場合に、吸気弁が開弁した後に前記吸気制御弁を開弁させ、前記吸気弁が閉弁する前に前記吸気制御弁を閉弁させ、かつ、その後の排気行程の途中で前記吸気弁を開弁させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を設定するオーバーラップ設定手段を備え、
前記内部EGR制御手段によって前記吸気制御弁が閉弁された後の排気行程に、バルブオーバーラップ期間が設けられていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内部EGR制御手段は、前記吸気制御弁と前記吸気弁との間における前記吸気通路内の圧力と、燃焼室内の圧力とに基づいて、目標とする内部EGRガス量が得られるような前記吸気制御弁の閉弁時期を設定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４】
内燃機関の吸気通路に設けられ、当該吸気通路を開閉させる吸気制御弁と、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を設定するオーバーラップ設定手段と、
内燃機関の燃焼形態の変更要求を検知する検知手段と、
前記燃焼形態の変更要求があったときに、その変更要求が、内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態への変更要求であるか、または内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態への変更要求であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、内部EGRガス量を制御する内部EGR制御手段とを備え、
前記内部EGR制御手段は、前記変更要求が内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態への変更要求である場合に、吸気弁が閉弁した後に前記吸気制御弁を閉弁させ、かつ、前記バルブオーバーラップ期間が開始された後に前記吸気制御弁を開弁させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記検知手段により検知された変更要求後の燃焼形態は、後処理用燃焼であり、
後処理用燃焼の要求度に応じて、前記後処理用燃焼を実行する気筒を選択する気筒選択手段を備え、
前記内部EGR制御手段は、前記気筒選択手段により選択された気筒における内部EGRガス量を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の各気筒に堆積するデポジットの気筒間ばらつきを示す指標を取得するばらつき指標取得手段を備え、
前記気筒選択手段は、前記指標に基づいて前記後処理用燃焼を実行する気筒を選択することを特徴とする請求項５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、吸気弁の開閉動作に応じて開閉可能な吸気制御弁を吸気通路に備えた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、吸気弁および排気弁をそれぞれ電磁力で駆動する電磁駆動機構を備える内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、目標とする内部EGR量が得られるように、排気弁の閉弁時期を制御している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６３１０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９３８８３号公報
【特許文献３】特開２０００−１２０４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関では、すべての気筒における燃焼形態を同時期に切り換える要求、或いは他の気筒に対する一部の気筒の燃焼形態が異なるように変更する要求が出されることがある。そのような要求が出された場合に、上述した従来技術の構成では、燃焼形態の異なる運転を開始する際、或いはその異なる燃焼形態を一部の気筒から他の気筒に切り換える際に、十分な量の内部EGRガス量の調整をサイクル単位で迅速に行うことができない。
【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、内燃機関の全気筒或いは一部の気筒において、燃焼形態の切り換えをサイクル単位で迅速に行うことのでき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、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気通路に設けられ、当該吸気通路を開閉させる吸気制御弁と、
内燃機関の燃焼形態の変更要求を検知する検知手段と、
前記燃焼形態の変更要求があったときに、その変更要求が、内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態への変更要求であるか、または内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態への変更要求であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、内部EGRガス量を制御する内部EGR制御手段とを備え、
前記内部EGR制御手段は、前記変更要求が内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態への変更要求である場合に、吸気弁が開弁した後に前記吸気制御弁を開弁させ、前記吸気弁が閉弁する前に前記吸気制御弁を閉弁させ、かつ、その後の排気行程の途中で前記吸気弁を開弁させることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を設定するオーバーラップ設定手段を備え、
前記内部EGR制御手段によって前記吸気制御弁が閉弁された後の排気行程に、バルブオーバーラップ期間が設けられてい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、前記内部EGR制御手段は、前記吸気制御弁と前記吸気弁との間における前記吸気通路内の圧力と、燃焼室内の圧力とに基づいて、目標とする内部EGRガス量が得られるような前記吸気制御弁の閉弁時期を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の吸気通路に設けられ、当該吸気通路を開閉させる吸気制御弁と、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を設定するオーバーラップ設定手段と、
内燃機関の燃焼形態の変更要求を検知する検知手段と、
前記燃焼形態の変更要求があったときに、その変更要求が、内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態への変更要求であるか、または内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態への変更要求であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、内部EGRガス量を制御する内部EGR制御手段とを備え、
前記内部EGR制御手段は、前記変更要求が内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態への変更要求である場合に、吸気弁が閉弁した後に前記吸気制御弁を閉弁させ、かつ、前記バルブオーバーラップ期間が開始された後に前記吸気制御弁を開弁させることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記検知手段により検知された変更要求後の燃焼形態は、後処理用燃焼であり、
後処理用燃焼の要求度に応じて、前記後処理用燃焼を実行する気筒を選択する気筒選択手段を備え、
前記内部EGR制御手段は、前記気筒選択手段により選択された気筒における内部EGRガス量を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第５の発明において、内燃機関の各気筒に堆積するデポジットの気筒間ばらつきを示す指標を取得するばらつき指標取得手段を備え、
前記気筒選択手段は、前記指標に基づいて前記後処理用燃焼を実行する気筒を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、吸気制御弁の下流の吸気通路が負圧となる状態で吸気弁が閉弁され、その後の排気行程の途中で吸気弁が開弁されることにより、排気ガスが負圧状態にある吸気通路内に引き込まれるようにすることができ、この引き込まれた排気ガスは、次回の吸気行程において、燃焼室内に再び取り込まれる。このため、本発明によれば、吸気制御弁の開閉によって、内部EGRガス量を多くする必要のある燃焼形態に、サイクル単位で迅速に切り換えることができる。
【００１３】
第２の発明によれば、バルブオーバーラップ期間を設けることにより、当該オーバーラップ期間中に、より多量の排気ガスが負圧状態にある吸気通路に引き込まれるようになる。このため、本発明によれば、第１の発明に比して、より多量の内部EGRガスをサイクル単位で迅速に導入することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、吸気制御弁の下流の吸気通路の負圧状態を、所望の内部EGRガス量が得られるように制御することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、吸気制御弁の下流の吸気通路に一時的に充填された新気によって、その後のバルブオーバーラップ期間中に燃焼室内の残留ガスを確実に掃気することができる。このため、本発明によれば、吸気制御弁の開閉によって、内部EGRガス量を少なくする必要のある燃焼形態に、サイクル単位で迅速に切り換えることができる。
【００１６】
第５の発明によれば、後処理用燃焼の要求度に応じて、後処理用燃焼を実行する気筒が選択されていくことにより、特定の気筒にデポジットが堆積されるのを防止することができる。
【００１７】
第６の発明によれば、気筒間のデポジットばらつき、すなわち、気筒間の内部EGRガス量のばらつきの影響をも低減しつつ、サイクル単位で燃焼形態の切り換えが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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の構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、ディーゼルエンジンである。内燃機関１０の筒内には、その内部を往復移動するピストン１２が設けられている。また、内燃機関１０は、シリンダヘッド１４を備えている。ピストン１２とシリンダヘッド１４との間には、燃焼室１６が形成されている。
【００１９】
シリンダヘッド１４には、燃焼室１６内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１８が組み込まれている。燃焼室１６には、吸気通路２０および排気通路２２が連通している。吸気通路２０および排気通路２２には、それぞれ、燃焼室１６と吸気通路２０、或いは燃焼室１６と排気通路２２を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２４および排気弁２６が設けられている。
【００２０】
吸気通路２０には、吸気通路２０を開閉するための吸気制御弁（インパルスバルブ）２８が配置されている。より具体的には、吸気制御弁２８は、各気筒における吸気通路２０の吸気ポート近傍に配置されており、吸気行程中の所望の時期にその開閉動作が可能となるような極めて制御応答性の高い弁である。また、吸気通路２０には、吸気制御弁２８の上流に、吸気通路２０内の圧力を検出する吸気圧センサ３０が取り付けられている。
【００２１】
排気通路２２には、排気ガスを浄化するための後処理装置３２が設置されている。ここでは、後処理装置３２としては、酸化触媒と粒子状物質(PM)を捕集するためのDPF(Diesel Particulate Filter)とを組み合わせた触媒付きフィルタ３４を備えるDPR(Diesel Particulate active Reduction system)が用いられているものとする。尚、後処理装置３２の構成は、これに限らず、酸化触媒を単独で用いるものや、NOxを吸蔵可能な触媒をも備えたDPNR(Diesel Particulate−NOx active Reduction system)などであってもよい。また、排気通路２２には、触媒付きフィルタ３４の前後の差圧を検出するための差圧センサ３６が取り付けられている。更に、排気通路２２には、触媒付きフィルタ３４の上流に、排気通路２２内の圧力を検出する排気圧センサ３８、および当該触媒付きフィルタ３４の温度情報を取得するための排気温度センサ４０がそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
図１に示すシステムは、吸気通路２０と排気通路２２とを連通する排気ガス還流通路４２を備えている。排気ガス還流通路４２の途中には、EGR弁４４が設けられている。また、図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)４６を備えている。ECU４６には、上述した各種センサが接続されているとともに、上述した各種アクチュエータが接続されている。
【００２３】
以上説明した本実施形態のシステムのようにPMを浄化するための触媒付きフィルタ３４を備えている場合、内燃機関１０の運転時に、触媒付きフィルタ３４に捕集されたPMの量が増加すると、触媒付きフィルタ３４が目詰まり状態となり、触媒付きフィルタ３４を通過する排気ガスの通気抵抗が増加するとともにPMの浄化効率が低下してしまう。そこで、PMを捕集した触媒付きフィルタ３４を再生したり、或いは再生率の高い温度域で触媒付きフィルタ３４を使用できるように、触媒付きフィルタ３４の温度を上昇させる処理が行われる。そのような目的で触媒付きフィルタ３４の温度を上昇させる手法として、大量のEGRガスを燃焼室１６内に導入した状態でのリッチ燃焼を行うことで、還元剤としてのHC、COを触媒付きフィルタ３４に供給する手法がある。
【００２４】
上記の大量のEGRガスを利用する手法で、触媒付きフィルタ３４を温度上昇させるには、通常の燃焼から大量のEGRガスを燃焼室１６内に導入する燃焼（以下、「後処理用燃焼」と称する）に、燃焼形態を切り換える必要がある。しかしながら、従来のシステムでは、そのような燃焼形態の切り換えに時間を要し、サイクル単位での迅速な切り換えができない。そこで、本実施形態のシステムでは、後処理用燃焼に切り換える必要のある気筒における燃焼を、サイクル単位で迅速に切り換えるべく、吸気制御弁２８を用いて、内部EGRガス量を制御することとした。
【００２５】
図２は、吸気弁２４および排気弁２６のバルブタイミングと吸気制御弁２８の開閉時期との関係を説明するための図である。より具体的には、図２（Ａ）が吸気側のタイミングを示しており、図２（Ｂ）が排気側のタイミングを示している。図２に示す吸排気弁２４、２６のバルブタイミングは、所定量のバルブオーバーラップ期間が与えられたものを示している。すなわち、排気弁２６のバルブタイミングは、図２（Ｂ）に示すように、排気弁２６が膨張行程終了より前の所定のタイミングで開弁した後、排気上死点より後の所定のタイミングで閉弁するように設定されている。また、吸気弁２４のバルブタイミングは、図２（Ａ）に示すように、吸気弁２４が排気上死点より前の所定のタイミングで開弁した後、吸気下死点より後の所定のタイミングで閉弁するように設定されている。
【００２６】
図１に示す吸気制御弁２８によれば、通常の燃焼時には、極めて応答性の良い過給を実現することができる。そのような過給を実現するには、吸気制御弁２８は、図２（Ａ）中に「過給用開弁期間」と示す期間、すなわち、吸気弁２４が開弁状態にある吸気行程の途中から吸気弁２４が閉弁した後の所定のタイミングまでの期間に渡って開弁するように設定される。このような吸気制御弁２８の設定によれば、吸気弁２４が開き、かつ吸気制御弁２８が閉じた状態で吸気行程が開始されるため、燃焼室１６内が負圧状態となった後に、吸気制御弁２８が開弁されることとなる。その結果、吸気制御弁２８よりも上流における空気もが吸気制御弁２８の開弁に伴って一気に燃焼室１６内に流れ込むこととなる。このような一種の慣性過給効果によって、多量の空気を極めて高い応答性で燃焼室１６内に充填することが可能となる。
【００２７】
次に、後処理用燃焼に切り換える要求が発せられた場合、すなわち、大量のEGRガス量を確保するために内部EGRガス量を増大させたいという要求が発せられた場合における吸気制御弁２８の開閉時期の設定について、図２に加えて図３をも参照して説明する。図３は、後処理用燃焼時に内部EGRガス量を増大させる際の内燃機関１０の動作を説明するための図である。
【００２８】
この場合、吸気制御弁２８は、図２（Ａ）中に「後処理用開弁期間」と示す期間、すなわち、バルブオーバーラップ期間が経過した後の所定のタイミングから吸気弁２４が閉弁する前の所定のタイミングまでの期間に渡って開弁するように設定される。また、吸入空気量を通常の燃焼時に比して少なくするために、この場合の吸気制御弁２８の開弁期間は、通常の燃焼時における過給用開弁期間に比して短くなるように設定される。このような吸気制御弁２８の設定によれば、吸気制御弁２８が閉じた後の期間中に吸気弁２４が開いた状態での吸気行程が継続されるため、吸気制御弁２８の下流の吸気通路２０が負圧となる状態で吸気弁２４が閉弁される。その結果、その後に、バルブオーバーラップ期間が到来すると、図３（Ａ）に示すように、排気通路２２側に比して多量の排気ガスが、負圧状態に維持された吸気通路２０に引き込まれることとなる。つまり、上記の吸気制御弁２８の設定によれば、残留ガス量を多くすることができる。
【００２９】
吸気通路２０内に引き込まれた排気ガス（残留ガス）は、その後の吸気行程中にピストン１２の下降に伴って燃焼室１６内に再吸入される。その後、吸気行程中の所定タイミングで吸気制御弁２８が開弁されると、図３（Ｂ）に示すように、新気とともに外部EGRガスが燃焼室１６内に供給される。以上説明した後処理用燃焼時の吸気制御弁２８の設定によれば、外部EGR制御により供給されるガス量より多くのガス量を内部EGR制御によって迅速に導入することが可能となる。
【００３０】
次に、図２に加えて図４を参照して、後処理用燃焼から通常の燃焼に切り換わる際に使用される吸気制御弁２８の設定について説明する。図４は、後処理用燃焼から通常の燃焼に切り換わる際の内燃機関１０の動作を説明するための図である。この場合、吸気制御弁２８は、上述した過給用開弁期間と同様のタイミングで開弁し、その後、図２（Ａ）中に「残留ガス低減開弁期間」と示されているように、吸気弁２４が閉弁した後に過給用開弁期間に比して長く開弁状態に維持される。このような吸気制御弁２８の設定によれば、残留ガス低減開弁期間が設けられたことにより、吸気弁２４が閉弁した後に、燃焼室１６内に吸入されようとする空気が、通常の燃焼時に比してより多く、吸気通路２０における吸気制御弁２８と吸気弁２４との間の区間に一時的に充填されることとなる。
【００３１】
その一時的に充填されたガスは、次回のバルブオーバーラップ期間中に燃焼室１６内に取り込まれ、燃焼室１６内の残留ガスを掃気させる。そして、吸気行程中に吸気制御弁２８が開弁すると、図４に示すように、残留ガスが掃気された燃焼室１６内に新気とともに外部EGRガスが導入される。この際に必要とされる合計のEGRガス量は、外部EGR制御によって制御されることになる。以上のように、上記の設定によれば、燃焼形態の切り換え時に残留ガスを迅速に掃気させることができ、また、燃焼形態の切り換え時にトルクショックが生ずるのを防止することができる。
【００３２】
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態１において、ECU４６が実行する具体的な処理を説明する。
（１）吸気制御弁の開閉時期の設定
図５は、後処理用燃焼実行時において、目標内部EGRガス量を得るための吸気制御弁２８の開閉時期を設定するために、ECU４６が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図５に示すルーチンは、後処理用燃焼の要求があった場合に起動されるものとする。図５に示すルーチンでは、先ず、目標内部EGRガス量が設定される（ステップ１００）。具体的には、触媒付きフィルタ３４の温度に基づいて、後処理用燃焼の要求時における触媒付きフィルタ３４の温度上昇の要求度が求められ、その要求度に応じて、目標内部EGRガス量が算出される。
【００３３】
次に、吸気行程中に、予め設定されたタイミングで吸気制御弁２８が開弁される（ステップ１０２）。次いで、吸気制御弁２８が開弁した状態において、吸気通路２０内の圧力Piが吸気圧センサ３０によって検出されるとともに、排気通路２２内の圧力Peが排気圧センサ３８によって検出される（ステップ１０４）。
【００３４】
次に、目標内部EGR量が得られるような負圧状態が吸気通路２０における吸気制御弁２８と吸気弁２４との区間に形成されるように、吸気制御弁２８の閉弁時期が設定される（ステップ１０６）。ECU４６は、吸気制御弁２８が閉弁された際における吸気制御弁２８の下流側の吸気管負圧Pi2を、吸気制御弁２８の閉弁時期と吸気通路２０内の圧力Piとの関係で定めたマップを記憶している。本ステップ１０６では、上記ステップ１０４において取得した吸気通路２０内の圧力Piを用いて、このマップに従って吸気制御弁２８の閉弁時期と吸気管負圧Pi2との関係が取得される。
【００３５】
バルブオーバーラップ期間中に吸気通路２０内に引き込まれる排気ガス量、すなわち、内部EGRガス量は、上記吸気管負圧Pi2と、吸気弁２４の開弁時における燃焼室１６内の圧力Pcと、吸気制御弁２８と吸気弁２４との間の吸気通路容積というパラメータに応じて変化する。これらのパラメータのうち、この場合の燃焼室１６内の圧力Pcは、排気行程中における圧力であるため、上記ステップ１０４において取得された排気通路２２内の圧力Peを用いて把握することが可能である。また、吸気通路容積は、内燃機関１０の諸元によって既知である。従って、上記のマップに従って、吸気制御弁２８の閉弁時期と吸気管負圧Pi2との関係を取得することにより、目標内部EGRガス量を得るために必要とされる吸気管負圧Pi2を実現するための吸気制御弁２８の閉弁時期を取得することができる。
【００３６】
（２）通常の燃焼と後処理用燃焼との切り換え制御
図６は、ECU４６が通常の燃焼と後処理用燃焼とを切り換えるために実行するルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンでは、先ず、後処理用未燃燃料供給の要求があるか否か、すなわち、通常の燃焼から後処理用燃焼に切り換える要求があるか否かが判別される（ステップ２００）。具体的には、後処理要求の有無の判断は、触媒付きフィルタ３４に規定量以上のPMが捕集されているか否かを、差圧センサ３６の出力に基づいて判断することによって行われる。
【００３７】
上記ステップ２００において、後処理用未燃燃料供給の要求があると判定された場合には、全気筒が後処理供給領域であるか否か、すなわち、全気筒に対して後処理を行う必要があるか或いは一部の特定気筒に対して後処理を行えば良いかが判別される（ステップ２０２）。具体的には、触媒付きフィルタ３４の温度に基づいて、後処理用燃焼の要求時における触媒付きフィルタ３４の温度上昇の要求度が算出され、後処理用燃焼を全気筒に対して行うか或いは一部の特定気筒に対して行うかが選択され、更に、一部の特定気筒に対して行う場合は、その気筒数が決定される。
【００３８】
上記ステップ２０２において、全気筒が後処理供給領域ではないと判定された場合、すなわち、一部の特定気筒に対して後処理用燃焼を行うという選択がされた場合には、指定された気筒のみに対して既述した後処理用燃焼が実行される（ステップ２０４）。すなわち、当該指定気筒における内部EGRガス量を増大させるべく、当該指定気筒における吸気制御弁２８の開弁期間のみが後処理用開弁期間に変更される。これにより、吸気制御弁２８の開弁期間が通常の燃焼時に比して短くなるため、吸入空気量が少なくなるように調整されることとなる。このため、後処理用燃焼が実行されている気筒では、吸入空気量が少なく抑えられ、HC、COが大量に後処理装置３２に供給されるような燃焼が実現される。また、この際、外部EGRガス量の制御は、通常の燃焼を行っている気筒に合わせたものに設定される。
【００３９】
次に、指定気筒における連続後処理運転時間Tが判定値T1に達したか否かが判別される（ステップ２０６）。判定値T1は、特定の気筒に対して連続後処理運転時間Tがデポジットの堆積による吸排気通路２０、２２の詰まりや汚れ等のハード的な要因によって後処理運転継続を規制すべき時間よりも長くならないようにするために、予めエンジンの耐久試験等で定められた時間である。
【００４０】
上記ステップ２０６において、指定気筒の連続後処理運転時間T＞判定値T1の条件が成立すると判定された場合には、後処理用燃焼を行う気筒が変更される（ステップ２０８）。具体的には、本ステップ２０８では、後処理運転を行っていた気筒における燃焼が後処理用燃焼から通常の燃焼に、既述した手法で吸気制御弁２８の設定を変更することによって切り換えられる。
【００４１】
一方、上記ステップ２０２において、全気筒が後処理供給領域であると判定された場合、すなわち、全気筒に対して後処理用燃焼を行うという選択がされた場合には、すべての気筒に対する吸気制御弁２８の開弁期間の設定が、後処理用開弁期間に設定される（ステップ２１０）。
【００４２】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、後処理用燃焼を行う気筒における吸気制御弁２８の開弁期間の設定が、本実施形態の後処理用開弁期間に設定されることにより、残留ガスを増加させることができ、内部EGRガス量を増大させることができる。その結果、後処理用燃焼を行う気筒に導入されるEGRガス量は、増大された内部EGRガス量と外部EGRガス量との和となり、後処理に必要となるEGRガス量を、秒単位ではなくサイクル単位で迅速かつ十分に確保することが可能となる。
【００４３】
また、上記ルーチンによれば、後処理用燃焼を行う気筒を切り換える際に、吸気制御弁２８の設定変更のみによりEGRガス量が変更される。つまり、外部EGRガス量を変化させることなく、内部EGRガス量のみが変更される。このため、後処理用燃焼を行う気筒の切り換えを、トルクショックを生じさせることなしに、秒単位ではなくサイクル単位で迅速に行うことが可能となる。そのうえ、このように後処理用燃焼が行われる気筒が順次切り換えられていくことで、特定の気筒の吸排気通路２０、２２等のみにデポジットが蓄積されるのを回避することができる。
【００４４】
ところで、上述した実施の形態１においては、後処理用燃焼時に内部EGRガス量を増大させる際に、吸気制御弁２８より下流の吸気通路２０が負圧となった状態で吸気弁２４が閉弁された後にバルブオーバーラップ期間が到来するように設定されているが、本発明において内部EGRガス量を増大させる手法はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、バルブオーバーラップ期間が設定されていない場合であっても、吸気制御弁２８より下流の吸気通路２０が負圧となった状態で吸気弁２４が閉弁された後に、排気行程の途中で吸気弁２４が開弁するように設定されているものであってもよい。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４６が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第１または前記第４の発明における「検知手段」が、上記ステップ２００または２０６の処理を実行することにより前記第１または前記第４の発明における「判別手段」が、上記ステップ２０４または２０８の処理を実行することにより前記第１または前記第４の発明における「内部EGR制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、上記図２に示すバルブタイミングの設定によって前記第２または前記第４の発明における「オーバーラップ設定手段」が実現されている。
また、ECU４６が上記ステップ２０２および２０６の処理を実行することにより、前記第５の発明における「気筒選択手段」が実現されている。
【００４６】
実施の形態２．
次に、図７および図８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に示すハードウェア構成を用いて、ECU４６に図６のルーチンに代えて、図８のルーチンを実行させることにより実現されるものである。
【００４７】
図７は、図１に示す内燃機関１０のシリンダヘッド１４の周辺の構造を模式的に表した図である。ここでは、内燃機関１０は、直列４気筒型エンジンであるものとする。上述した実施の形態１では、指定気筒のみで後処理用燃焼を行う際に、連続後処理運転時間Tが所定の判定値T1に達した場合に、後処理用燃焼を行う気筒を変更するようにしている。
【００４８】
ところで、上記のような後処理用燃焼が実行されると、吸気通路２０におけるインテークマニホールド５４、シリンダヘッド１４における吸排気ポート部や燃焼室１６の壁面、および、排気通路２２におけるエキゾーストマニホールド５６に、当該後処理用燃焼の運転時間が長くなるにつれ、燃焼により生成された成分がデポジットとして堆積していく。このようなデポジットの堆積量は、後処理用燃焼の運転時間が長くなってくると、吸排気系部品の形状等に起因して気筒間でばらつきが生じてくる。そこで、本実施形態のシステムでは、気筒間に生ずる上記デポジットばらつきをも考慮して、後処理用燃焼を行う際に指定する気筒を選択することとした。
【００４９】
図８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、ECU４６が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図８において、実施の形態１における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。図８に示すルーチンでは、指定気筒のみで後処理用燃焼が実行される場合に（ステップ２０４）、次いで、デポジットばらつきを示す指標が考慮された連続後処理運転時間Tの運転制限数T2が取得される（ステップ３００）。
【００５０】
既述したように、後処理用燃焼の運転時間が長くなってくると、デポジットの堆積量に気筒間ばらつきが生じてくる。このようなデポジットの堆積量は、EGRガスやオイルの成分等で変化するものである。そこで、上述した手法により内部EGRガス量を増大させた状態で、エンジンの耐久試験を行い、インテークマニホールド５４、シリンダヘッド１４、およびエキゾーストマニホールド５６におけるデポジット堆積量の気筒間ばらつきが計測されている。また、このようなデポジットは、通常の燃焼で運転が行われると、燃焼に付されることで減少していくものである。このため、デポジットの堆積後に通常の燃焼を行った際のデポジットの減少量の気筒間ばらつきについても計測されている。
【００５１】
ECU４６は、上記の事前の計測結果に基づいて、気筒毎に、内部EGRガス量が増大された際のデポジットの堆積し易さを表す値、および通常の燃焼が行われた際のデポジットの減少し易さを表す値を記憶している。そして、ECU４６は、本ステップ３００において、現時点での指定気筒に対して、当該指定気筒に対する上記デポジットの堆積し易さを表す値と当該指定気筒における現在までの連続後処理運転積算時間とを乗じた値に基づいて、デポジット堆積係数ClyINを算出する。このデポジット堆積係数ClyIN（0＜ClyIN＜1）は、デポジットの堆積し易い気筒ほど小さくなるように、また、連続後処理運転積算時間が長くなるほど小さくなるように算出される。
【００５２】
更に、ECU４６は、本ステップ３００において、現時点での指定気筒に対して、当該指定気筒に対する上記デポジットの減少し易さを表す値と当該指定気筒における現在までの通常の燃焼の積算時間とを乗じた値に基づいて、デポジット減少係数Clyreを算出する。このデポジット減少係数Clyre（Clyre＞1）は、通常の燃焼時にデポジットの減少し易い気筒ほど大きくなるように、また、通常の燃焼の積算時間が長くなるほど大きくなるように算出される。
【００５３】
本ステップ３００では、最終的に、デポジット堆積係数ClyINおよびデポジット減少係数Clyreを判定値T1（上記ステップ２０６参照）に乗じた値が運転制限数T2として算出される。次いで、ステップ３０２において、指定気筒における連続後処理運転時間Tが運転制限数T2に達したか否かが判別され（ステップ３０２）、連続後処理運転時間T＞運転制限数T2の条件が成立すると判定された場合には、後処理用燃焼を行う気筒が変更される（ステップ２０８）。
【００５４】
以上説明した図８に示すルーチンにおける運転制限数T2によれば、デポジットが堆積し易い気筒や現在までの後処理運転時間の長い気筒が指定気筒である場合には、今回のルーチン起動時における連続後処理運転時間Tがより短いうちに、他の気筒が指定気筒となるように変更される。また、通常の燃焼時にデポジットが減少し易い気筒や現在までの通常の燃焼の積算時間の長い気筒が指定気筒である場合には、今回のルーチン起動時における連続後処理運転時間Tがより長くなってから、他の気筒が指定気筒となるように変更される。このように、上記ルーチンによれば、気筒間のデポジットばらつき、すなわち、気筒間の内部EGRガス量のばらつきの影響をも低減しつつ、サイクル単位で燃焼形態の切り換えが可能となる。
【００５５】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU４６が上記ステップ３００の処理を実行することにより、前記第６の発明における「ばらつき指標取得手段」が実現されている。
【００５６】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、既定値を超えるPMを捕集した触媒付きフィルタ３４を再生（触媒付きフィルタ３４の温度上昇による、すす回復処理）する要求が出されたときに、通常の燃焼から後処理用燃焼に燃焼形態を切り換えるようにしているが、内部EGRガス量を増大させて通常の燃焼と後処理用燃焼とを切り換えるためのトリガーとなる要求は、上記の再生要求に限られるものではない。例えば、酸化触媒を用いている場合に酸化触媒を暖機させる目的での後処理用燃焼への切り換えや、或いは、触媒の溶損防止の要求による通常の燃焼への切り換え（触媒温度を低下させるためのOT防止制御）等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す吸気弁および排気弁のバルブタイミングと吸気制御弁の開閉時期との関係を説明するための図である。
【図３】後処理用燃焼時に内部EGRガス量を増大させる際の内燃機関の動作を説明するための図である。
【図４】後処理用燃焼から通常の燃焼に切り換わる際の内燃機関の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、吸気制御弁の開閉時期を設定するために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１において、通常の燃焼と後処理用燃焼とを切り換えるために実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】図１に示す内燃機関のシリンダヘッドの周辺の構造を模式的に表した図である。
【図８】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。
【符号の説明】
【００５８】
１０  内燃機関
１６  燃焼室
２０  吸気通路
２２  排気通路
２４  吸気弁
２６  排気弁
２８  吸気制御弁
３０  吸気圧センサ
３２  後処理装置
３４  触媒付きフィルタ
３６  差圧センサ
３８  排気圧センサ
４０  排気温度センサ
４４  EGR弁
４６  ECU(Electronic Control Unit)
【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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【図８】
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