(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、比較的簡単な構造の可変動弁装置で、ポスト噴射によるオイル希釈を有効に抑制することを目的とする。【解決手段】ポスト噴射を実行する場合、吸気弁を遅開きすることにより、吸気弁を吸気上死点より後に開き始める。この吸気弁遅開きによる圧縮端温度上昇を利用して、メイン噴射時期およびポスト噴射時期をリタードする。また、ポスト噴射を実行する場合、排気弁を早開きすることにより排気弁をポスト噴射の前から開くとともに、排気弁のリフト量を通常時よりも小さくする。このような制御により、ポスト噴射燃料の蒸発を促進するとともに、ポスト噴射燃料が排気ポートへ速やかに流出するようにする。【選択図】図６
2007255210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記内燃機関の排気弁の開閉時期およびリフト量を可変とする排気可変動弁機構と、
膨張行程において前記インジェクタにポスト噴射を行わせるポスト噴射手段と、
前記ポスト噴射が実行される場合に、前記排気弁が前記ポスト噴射の前から開いて排気行程に渡って開き続け、かつ前記排気弁のリフト量が通常時よりも小さくなるように前記排気可変動弁機構を作動させる排気弁早開き制御を行う排気弁早開き手段と、
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】
前記排気弁早開き制御が実行される場合に、実質的な膨張行程が短くなることによるトルクの低下を補うように燃料噴射量を増量する燃料増量手段を更に備え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】
内燃機関の筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記内燃機関の吸気弁の開閉時期を可変とする吸気可変動弁機構と、
膨張行程において前記インジェクタにポスト噴射を行わせるポスト噴射手段と、
前記ポスト噴射が実行される場合に、前記吸気弁が吸気上死点より後に開き始めるように前記吸気可変動弁機構を作動させる吸気弁遅開き制御を行う吸気弁遅開き手段と、
前記吸気弁遅開き制御が実行される場合に、前記ポスト噴射の時期が排気弁開時期付近または排気弁開時期後となるように前記ポスト噴射の時期を遅らせるポスト噴射遅延手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記吸気弁遅開き制御が実行される場合に、前記吸気弁遅開き制御の非実行時に比して、前記インジェクタがメイン噴射を行う時期を遅らせるメイン噴射遅延手段を更に備えることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気弁遅開き制御が実行される場合に、ポンピングロスが増大することによるトルクの低下を補うように燃料噴射量を増量する燃料増量手段を更に備えることを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の排気弁の開閉時期およびリフト量を可変とする排気可変動弁機構と、
前記ポスト噴射遅延手段により前記ポスト噴射の時期が遅延される場合に、前記排気弁が前記ポスト噴射の前から開いて排気行程に渡って開き続け、かつ前記排気弁のリフト量が通常時よりも小さくなるように前記排気可変動弁機構を作動させる排気弁早開き手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項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】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、ポスト噴射を行う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】
近年、自動車などに搭載されるディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）に対し、煤などに代表される微粒子（ＰＭ：Particulate Matter）や窒素酸化物（ＮＯｘ）の大気中への放出を一層抑制することが要求されている。このような要求に応えるため、ディーゼルエンジンの排気系に、ＰＭを捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）や、ＮＯｘ吸蔵還元型あるいはＮＯｘ選択還元型のＮＯｘ触媒などの排気浄化装置を設置することが行われている。
【０００３】
ＮＯｘ触媒には、排気ガス中に含まれるＳＯｘ（硫黄酸化物）が吸着される。ＮＯｘ触媒に硫黄分が蓄積すると、浄化能力が低下する。ＮＯｘ触媒に吸着した硫黄分を離脱させてＮＯｘ触媒を再生するには、ＮＯｘ触媒を例えば６５０〜７００℃程度の高温にする必要がある。また、ＤＰＦ、ＤＰＮＲ等に蓄積したＰＭを酸化して除去する際には、ＤＰＦ、ＤＰＮＲ等を例えば６００℃程度の高温にする必要がある。このように、排気浄化装置の再生処理を行う場合などには、排気浄化装置を昇温する必要がある。
【０００４】
再生時に排気浄化装置を昇温させる方法として、ポスト噴射が知られている。ポスト噴射とは、筒内での燃焼の終了後に追加的に燃料を噴射することである。ポスト噴射を行うことにより、未燃ＨＣが排気通路に流れ、その未燃ＨＣが排気浄化装置において酸化反応（燃焼）する。これにより、排気浄化装置の温度を上げることができる。
【０００５】
ポスト噴射は、上死点後、かなり遅れた時期に行われる。つまり、ピストンが上死点位置よりかなり下方に下がった状態で行われる。このため、ポスト噴射された燃料は、ピストン上面の燃焼室から外れて、シリンダ内壁に当たり易い。また、上死点後、かなり遅れた時期では、筒内温度が下がっているので、噴射された燃料が蒸発しにくくなる。このため、ポスト噴射された燃料は、更にシリンダ内壁に当たり易くなる。
【０００６】
シリンダ内壁に燃料が当たると、シリンダ内壁面のオイルに燃料が混入し、エンジンオイルが希釈化し易い。オイルが希釈化すると、オイルが劣化して粘度低下や潤滑不良等を生じたり、オイル油面が上がってエンジンのオーバーランを生じたりするおそれがある。
【０００７】
特開２００４−１８３４９１号公報には、ポスト噴射によるオイルの希釈化を防止するための技術が開示されている。具体的には、膨張行程でのポスト噴射に合わせて一旦排気弁を開くことによって、ポスト噴射された燃料の排気通路への流出を促すとともに、排気行程前にまた排気弁を閉じる技術が開示されている（同公報の図４参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１８３４９１号公報
【特許文献２】特開２０００−２９１４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術では、１サイクルで排気弁を２回開閉することとなる。そのような動作を実現するには、複雑で製作の困難な動弁機構が必要となるので、コストが大幅にアップし易いという問題がある。
【００１０】
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、比較的簡単な構造の可変動弁装置で、ポスト噴射によるオイル希釈を有効に抑制する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】
【００１１】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記内燃機関の排気弁の開閉時期およびリフト量を可変とする排気可変動弁機構と、
膨張行程において前記インジェクタにポスト噴射を行わせるポスト噴射手段と、
前記ポスト噴射が実行される場合に、前記排気弁が前記ポスト噴射の前から開いて排気行程に渡って開き続け、かつ前記排気弁のリフト量が通常時よりも小さくなるように前記排気可変動弁機構を作動させる排気弁早開き制御を行う排気弁早開き手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記排気弁早開き制御が実行される場合に、実質的な膨張行程が短くなることによるトルクの低下を補うように燃料噴射量を増量する燃料増量手段を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第３の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の筒内に直接燃料を噴射するインジェクタと、
前記内燃機関の吸気弁の開閉時期を可変とする吸気可変動弁機構と、
膨張行程において前記インジェクタにポスト噴射を行わせるポスト噴射手段と、
前記ポスト噴射が実行される場合に、前記吸気弁が吸気上死点より後に開き始めるように前記吸気可変動弁機構を作動させる吸気弁遅開き制御を行う吸気弁遅開き手段と、
前記吸気弁遅開き制御が実行される場合に、前記ポスト噴射の時期が排気弁開時期付近または排気弁開時期後となるように前記ポスト噴射の時期を遅らせるポスト噴射遅延手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記吸気弁遅開き制御が実行される場合に、前記吸気弁遅開き制御の非実行時に比して、前記インジェクタがメイン噴射を行う時期を遅らせるメイン噴射遅延手段を更に備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記吸気弁遅開き制御が実行される場合に、ポンピングロスが増大することによるトルクの低下を補うように燃料噴射量を増量する燃料増量手段を更に備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第６の発明は、第３乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の排気弁の開閉時期およびリフト量を可変とする排気可変動弁機構と、
前記ポスト噴射遅延手段により前記ポスト噴射の時期が遅延される場合に、前記排気弁が前記ポスト噴射の前から開いて排気行程に渡って開き続け、かつ前記排気弁のリフト量が通常時よりも小さくなるように前記排気可変動弁機構を作動させる排気弁早開き手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、ポスト噴射が実行される場合に、排気弁をポスト噴射の前から開くとともに、排気弁のリフト量を通常時よりも小さくする排気弁早開き制御を行うことができる。このため、筒内から排気ポートに流速の速い流れを生じさせることができるので、ポスト噴射燃料がシリンダ内壁に付着するのが抑制されるとともに、ポスト噴射燃料を速やかに排気ポートへ流出させることができる。更に、排気弁のリフト量が小さくされていることから、ポスト噴射時期から排気行程に渡って、筒内圧および筒内温度を高く維持することができる。このため、ポスト噴射燃料の蒸発を促進することができる。また、ポスト噴射時期を過度に遅らせることなしに上記効果を発揮させることができる。このため、筒内温度および筒内圧が比較的高い状態でポスト噴射を行うことができ、ポスト噴射燃料の蒸発促進が図れる。このようなことから、第１の発明によれば、ポスト噴射燃料によるオイル希釈を有効に抑制することができる。また、１サイクル中に排気弁を２回開閉するような動作が不要であるので、比較的簡単な構造の排気可変動弁機構で実現が可能である。
【００１８】
第２の発明によれば、排気弁早開き制御が実行される場合に、実質的な膨張行程が短くなることによるトルクの低下を補うように燃料噴射量を増量することができる。これにより、要求負荷に比して過大なトルクを発生することなく、燃料噴射量を増量することができる。燃料噴射量を増量すると、燃焼による発熱量が増加し、膨張行程および排気行程での筒内温度が高くなる。このため、ポスト噴射燃料の蒸発が促進され、オイル希釈をより有効に抑制することができる。また、排気温度も高くなるので、排気浄化装置を昇温させる上でも更に有利となる。
【００１９】
第３の発明によれば、ポスト噴射が実行される場合に、吸気弁を吸気上死点より後に開き始める吸気弁遅開き制御を行うことができる。吸気弁遅開き制御を行うと、圧縮端温度が上昇するので、以降の筒内温度を高くすることができる。このため、ポスト噴射時期をリタードしても、ポスト噴射時期の筒内温度を高く確保することができ、ポスト噴射燃料の蒸発を促進することができるので、ポスト噴射時期のリタード限界が拡大する。よって、第３の発明によれば、ポスト噴射時期を排気弁開時期付近または排気弁開時期後までリタードし易くなる。その結果、ポスト噴射燃料を速やかに排気ポートへ流出させることができる。また、筒内温度を高く維持することができるので、ポスト噴射燃料が筒内で熱分解され易くすることができる。このようなことから、第３の発明によれば、ポスト噴射によるオイル希釈を有効に抑制することができる。
【００２０】
第４の発明によれば、吸気弁遅開き制御による圧縮端温度上昇に起因するメイン噴射時期リタード限界の拡大を利用して、メイン噴射時期をリタードすることができる。メイン噴射時期をリタードすると、燃焼ガスのする仕事が少なくなる分、筒内温度を高く維持することができるので、ポスト噴射時期を更にリタードすることができる。また、ポスト噴射燃料の熱分解も更に促進することができる。更に、メイン噴射時期のリタードによって排気温度を上げることができるので、排気浄化装置の昇温にも有利となる。
【００２１】
第５の発明によれば、吸気弁遅開き制御が実行される場合に、ポンピングロスが増大することによるトルクの低下を補うように燃料噴射量を増量することができる。これにより、要求負荷に比して過大なトルクを発生することなく、燃料噴射量を増量することができる。燃料噴射量を増量すると、燃焼による発熱量が増加し、膨張行程および排気行程での筒内温度が高くなる。このため、ポスト噴射燃料の蒸発が促進され、オイル希釈を更に有効に抑制することができる。また、排気温度も高くなるので、排気浄化装置を昇温させる上でも更に有利となる。
【００２２】
第６の発明によれば、吸気弁遅開き制御に伴ってポスト噴射の時期が遅延される場合に、排気弁をポスト噴射の前から開くとともに、排気弁のリフト量を通常時よりも小さくする排気弁早開き制御を行うことができる。このため、筒内から排気ポートに流速の速い流れを生じさせることができるので、ポスト噴射燃料がシリンダ内壁に付着するのが抑制されるとともに、ポスト噴射燃料を速やかに排気ポートへ流出させることができる。更に、排気弁のリフト量が小さくされていることから、ポスト噴射時期から排気行程に渡って筒内圧および筒内温度を高く維持することができ、ポスト噴射燃料の蒸発を促進することができる。このようなことから、ポスト噴射燃料によるオイル希釈を更に有効に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）１０を備えている。図１に示す内燃機関１０は、内部にピストン８が配置されたシリンダブロック４と、シリンダブロック４に組み付けられたシリンダヘッド６を備えている。シリンダヘッド６内には、吸気ポート１２と排気ポート１４とが形成されている。吸気ポート１２には新気を筒内に導入するための吸気通路２２が接続され、排気ポート１４には排気ガスを排出するための排気通路２４が接続されている。
【００２４】
内燃機関１０の吸気弁３２は、吸気可変動弁機構４２により駆動される。吸気可変動弁機構４２によれば、吸気弁３２の開閉時期を可変とすることができる。吸気可変動弁機構４２の構造は特に限定されず、例えば、機械的な可変機構のほか、電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いるものであってもよい。また、吸気可変動弁機構４２は、吸気弁３２の開閉時期だけでなく、リフト量も可変とするものであってもよい。
【００２５】
内燃機関１０の排気弁３４は、排気可変動弁機構４４により駆動される。排気可変動弁機構４４によれば、排気弁３４の開閉時期およびリフト量を可変とすることができる。排気可変動弁機構４４の構造は特に限定されず、例えば、機械的な可変機構のほか、電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いるものであってもよい。
【００２６】
シリンダヘッド６には、燃料を筒内に直接噴射するためのインジェクタ３０が設置されている。インジェクタ３０は、図示しないコモンレールに接続され、コモンレールから高圧燃料の供給を受けている。コモンレールにはサプライポンプで圧縮された高圧燃料が常に蓄えられている。インジェクタ３０は、１サイクル中に複数回、任意のタイミングで燃料を噴射することができる。
【００２７】
内燃機関１０のクランク軸１６の近傍には、クランク軸１６の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ５６が取り付けられている。
【００２８】
排気通路２４には、排気浄化装置２８が配置されている。排気浄化装置２８としては、例えば、酸化触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型あるいはＮＯｘ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を用いることができる。
【００２９】
吸気通路２２には、吸気絞り弁３６が設けられている。吸気通路２２における吸気絞り弁３６の下流には、ＥＧＲ通路２６が接続されている。ＥＧＲ通路２６の逆側の端部は排気通路２４における排気浄化装置２８の上流に接続されている。ＥＧＲ通路２６を通して、一部の排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気通路２２に導入することができる。ＥＧＲ通路２６の途中には、ＥＧＲ通路２６を開閉するＥＧＲ弁３８が設けられている。
【００３０】
本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の出力側には、前述のインジェクタ３０、吸気絞り弁３６、ＥＧＲ弁３８、吸気可変動弁機構４２および排気可変動弁機構４４等の各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０の入力側には、クランク角センサ５６、アクセル開度センサ５８等の各種センサ類が接続されている。アクセル開度センサ５８は、アクセルペダル（図示略）の開度に応じた信号を出力するセンサである。ＥＣＵ５０は、各センサの出力に基づき、所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを駆動するようになっている。                
【００３１】
［実施の形態１の動作］
本実施形態の内燃機関１０は、インジェクタ３０による燃料噴射として、圧縮上死点付近で行われるメインの燃料噴射（以下「メイン噴射」と称する）のほかに、ポスト噴射を行うことができる。ポスト噴射は、膨張行程で行われる燃料噴射である。ポスト噴射は、排気浄化装置２８を昇温あるいは還元させる必要のあるときに、排気浄化装置２８に未燃ＨＣを供給することを目的として実行されるものであり、内燃機関１０の出力に寄与しない燃料噴射である。
【００３２】
なお、内燃機関１０は、メイン噴射およびポスト噴射以外に、メイン噴射の前に行うパイロット噴射やプレ噴射、メイン噴射の直後に行うアフター噴射など更に実行可能なものであってもよい。
【００３３】
ポスト噴射量は、軽負荷、高回転であるほど、多くの量を必要とする。軽負荷では排気温度が低く、高回転では排気流量が多量となるからである。そして、ポスト噴射量が多くなるほど、ポスト噴射された燃料（以下「ポスト噴射燃料」と称する）によってオイル希釈が生じ易くなる。
【００３４】
本実施形態では、ポスト噴射量が多く、オイル希釈の生じ易い場合には、以下に説明するような排気弁早開き制御を行うことにより、オイル希釈を抑制することとした。図２は、排気弁早開き制御を説明するための図である。
【００３５】
図２中の破線で示す曲線は、通常時の排気弁３４の開弁特性（以下「基本開弁特性」と称する）である。白い矢印は、ポスト噴射量が多いときのポスト噴射時期を示す。このポスト噴射時期は、基本開弁特性における排気弁開時期（以下「基本ＥＶＯ」と称する）よりも前に設定される。
【００３６】
ポスト噴射時期を遅らせて下死点（ＢＤＣ）に近づけるほど、筒内温度が下がるので、ポスト噴射燃料が蒸発しにくくなり、オイル希釈が生じ易くなる。よって、ポスト噴射の蒸発を促す観点からは、ポスト噴射時期は、ポスト噴射燃料が燃焼しない範囲でなるべく早くするのが好ましい。
【００３７】
しかしながら、基本開弁特性の場合には、ポスト噴射時期において未だ排気弁３４が開いていないので、ポスト噴射燃料がすぐに排気ポート１４に出られず、オイルと接触する時間が長くなるので、オイル希釈抑制には不利となる。
【００３８】
このようなことに鑑み、本実施形態では、ポスト噴射量の多いときには、排気弁３４の開弁特性を図２中の太い実線のようにすることとした。すなわち、排気弁開時期（ＥＶＯ）を基本ＥＶＯよりも早くして、ポスト噴射の前から排気弁３４を開くとともに、排気弁３４のリフト量を基本開弁特性よりも小さくする排気弁早開き制御を行うこととした。これにより、次のような効果が得られる。
【００３９】
ポスト噴射が行われたとき、排気弁３４が開いているので、筒内から排気ポート１４への流れが生じている。この流れにより、ポスト噴射燃料がシリンダ内壁に付着するのを抑制することができるとともに、ポスト噴射燃料を速やかに排気ポート１４へ流出させることができる。更に、排気弁３４のリフト量が小さくされていることから、筒内から排気ポート１４への流速（排気ポート１４周辺の流速）を速くすることができるので、それらの効果をより顕著に発揮させることができる。
【００４０】
また、排気弁３４のリフト量が小さくされていることから、ポスト噴射時期から排気行程に渡って、筒内圧を高く維持することができる。そして、筒内圧が高く維持されると、筒内温度も高く維持されるので、ポスト噴射燃料の蒸発を促進することができる。
【００４１】
また、ポスト噴射時期を過度に遅らせることなしに上記効果を発揮させることができる。このため、筒内温度および筒内圧が比較的高い状態でポスト噴射を行うことができる。よって、ポスト噴射燃料の蒸発促進が図れる。
【００４２】
このようなことから、排気弁早開き制御を行うことにより、ポスト噴射によるオイル希釈を有効に抑制することができる。なお、この排気弁早開き制御では、排気弁３４は、ポスト噴射の前に開き、そのまま排気行程に渡って開き続けることとされる。つまり、ポスト噴射に合わせて膨張行程で排気弁３４を開閉した後、排気行程で排気弁３４を再度開閉するような煩雑な動作は不要である。このため、本発明は、比較的簡単な構造の排気可変動弁装置４４で実現可能である。
【００４３】
ところで、排気弁３４を早開きすると、実質的な膨張行程が短くなるので、膨張行程仕事が減少する。つまり、内燃機関１０のトルクが低下する。本実施形態では、排気弁早開き制御を行った場合には、排気弁３４の早開きによるトルク低下を補う分だけ、燃料噴射量を増量することとした。これにより、要求負荷に見合った過不足ないトルクを発生できること以外に、次のような利点がある。
【００４４】
燃料噴射量を増量すると、燃焼による発熱量が増加し、膨張行程および排気行程での筒内温度が高くなる。このため、ポスト噴射燃料の蒸発が促進され、オイル希釈を更に抑制することができる。また、排気温度も高くなるので、排気浄化装置２８を昇温させる上で更に有利となる。
【００４５】
［実施の形態１における具体的処理］
図３は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、ポスト噴射フラグがオンになっているときに、クランク角に同期して、あるいは所定時間毎に、繰り返し実行されるものとする。
【００４６】
なお、ポスト噴射フラグは、ポスト噴射の必要性の有無を表すフラグであり、排気浄化装置２８の再生などのため、排気浄化装置２８を昇温あるいは還元させる必要のある場合にオンとされる。
【００４７】
図３に示すルーチンによれば、まず、必要なポスト噴射量が、運転条件に基づき、所定の規則に従って算出される（ステップ１００）。前述したように、必要なポスト噴射量は、軽負荷、高回転であるほど、多量の値として算出される。続いて、算出された必要ポスト噴射量が、所定の判定値より大きいか否かが判別される（ステップ１０２）。
【００４８】
上記ステップ１０２において、必要ポスト噴射量が判定値より大きかった場合には、オイル希釈が生じ易いと判断できる。この場合には、ポスト噴射燃料の蒸発を促進するため、ポスト噴射時期が早い時期（進角側の時期）に設定される（ステップ１０４）。また、排気弁３４のリフト量が小さくなるように排気可変動弁機構４４に指令が出される（ステップ１０６）。更に、排気弁３４の早開きに伴うトルクの低下を補うため、燃料噴射量が増量補正される（ステップ１０８）。そして、上記ステップ１０４で設定されたポスト噴射時期に応じ、ポスト噴射より前に排気弁３４が開くように排気弁開時期が設定される（ステップ１１０）。以上のようにして、排気弁早開き制御を伴って、ポスト噴射が実行される（ステップ１１２）。
【００４９】
このように、図３に示すルーチンの処理によれば、オイル希釈が生じ易いと判断された場合には、前述した排気弁早開き制御を伴ってポスト噴射が行われる。このため、ポスト噴射によるオイル希釈を有効に抑制することができる。
【００５０】
一方、上記ステップ１０２において、必要ポスト噴射量が判定値以下であった場合には、オイル希釈は生じにくいと判断できる。この場合には、ポスト噴射燃料の蒸発を促進する必要性が少ないため、ポスト噴射時期が遅い時期（遅角側の時期）に設定される（ステップ１１４）。具体的には、ポスト噴射時期が基本ＥＶＯ付近に設定される。そして、このステップ１１４で設定されたポスト噴射時期に応じて、排気弁開時期が基本ＥＶＯ付近に設定され（ステップ１１０）、ポスト噴射が実行される（ステップ１１２）。このような処理によれば、オイル希釈の生じにくいときには、排気弁開時期を基本ＥＶＯ付近とすることができ、膨張行程仕事の減少を回避することができる。このため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５１】
なお、上記ステップ１０４あるいは１１４では、必要ポスト噴射量に応じて、必要ポスト噴射量が多いほどポスト噴射時期を進角側に設定し、必要ポスト噴射量が少ないほどポスト噴射時期を遅角側に設定するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、必要ポスト噴射量が多く、オイル希釈の生じ易い場合に限って排気弁早開き制御を行うこととしているが、ポスト噴射を行うときには必要ポスト噴射量にかかわらず常に排気弁早開き制御を実行するようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、ポスト噴射フラグのオン時にポスト噴射を実行することにより前記第１の発明における「ポスト噴射手段」が、上記ステップ１０４，１０６および１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「排気弁早開き手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第２の発明における「燃料増量手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
なお、本実施形態の内燃機関１０は、吸気可変動弁機構４２を備えないもの、つまり、吸気弁３２の開閉時期やリフト量を可変としないものであってもよい。
【００５５】
実施の形態２．
次に、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、後述する図５に示すルーチンの処理を実行させることにより、実現することができる。
【００５６】
［実施の形態２の特徴］
本実施形態では、オイル希釈の生じ易い場合には、以下に説明するような吸気弁遅開き制御、および、メイン噴射時期およびポスト噴射時期のリタードを行うことにより、オイル希釈を抑制することとした。図４は、吸気弁遅開き制御を説明するための図である。
【００５７】
図４中の破線で示す曲線は、通常時の吸気弁３２の開弁特性（以下「基本開弁特性」と称する）であり、細い実線で示す曲線は、吸気弁遅開き制御時の吸気弁３２の開弁特性である。吸気弁遅開き制御においては、吸気弁３２の開時期を、基本開弁特性における吸気弁開時期（以下「基本ＩＶＯ」と称する）よりも遅らせ、吸気上死点（ＴＤＣ）よりも後に吸気弁３２を開くこととされる。
【００５８】
吸気弁開時期（ＩＶＯ）が吸気上死点よりも後まで遅角されると、吸気行程において筒内が大きく負圧化するため、大きなポンピングロスが発生する。発生したポンピングロスは、筒内に吸入された空気の熱エネルギーに変換されるので、圧縮上死点における筒内温度（以下「圧縮端温度」と称する）が上昇する。圧縮端温度が高くなると、それ以降の筒内温度もその分だけ高くなるので、ポスト噴射時の筒内温度を高くすることができる。
【００５９】
前述したように、ポスト噴射燃料の蒸発を促す観点から、ポスト噴射時期の筒内温度をある値以上にするため、ポスト噴射時期のリタードには限界がある。本実施形態では、吸気弁遅開きにより筒内温度を上げることができるので、ポスト噴射時期のリタード限界が遅角側に拡大し、ポスト噴射を大きくリタードすることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、吸気弁遅開きに伴い、メイン噴射時期のリタードも行われる。一般に、メイン噴射時期をリタードしていくと、排気ガス中のＨＣ濃度が増加していき、更には失火に至る。このため、メイン噴射時期のリタードには限界がある。しかしながら、圧縮端温度が高いと、メイン噴射時期のリタード限界を遅角側に拡大することができる。このため、吸気弁遅開きを行うことにより、メイン噴射時期を通常時よりもリタードすることができる。
【００６１】
メイン噴射時期をリタードすると、燃焼ガスのする仕事が少なくなる分、膨張行程で筒内温度が下がりにくくなる。このため、メイン噴射時期のリタードは、ポスト噴射時における筒内温度を高くする効果がある。よって、メイン噴射時期をリタードすることにより、ポスト噴射時期を更にリタードすることができる。
【００６２】
図４中の白い矢印は、吸気弁遅開き制御を伴った場合のポスト噴射時期であり、破線の矢印は、ベースとなるポスト噴射時期である。このように、本実施形態では、吸気弁遅開き制御を行うことにより、ポスト噴射燃料の蒸発促進を阻害することなく、ポスト噴射時期を大きくリタードすることができる。このため、ポスト噴射時期を排気弁開時期付近または排気弁開時期後とすることができる。よって、ポスト噴射燃料を、筒内から排気ポート１４への流れに乗せて、速やかに排気ポート１４へ流出させることができ、オイル希釈を有効に抑制することができる。
【００６３】
また、吸気弁遅開き制御によれば、筒内温度を高く維持することができるので、ポスト噴射燃料が筒内で熱分解され易く、この点においても有効なオイル希釈抑制効果が得られる。また、熱分解されたポスト噴射燃料は、排気浄化装置２８において効率良く反応するので、排気浄化装置２８の昇温効果や還元効果を高めることができる。
【００６４】
また、圧縮端温度の上昇や、メイン噴射時期のリタードは、排気温度も上昇させる。この排気温度の上昇は、排気浄化装置２８の昇温に有利となる。
【００６５】
また、本実施形態では、排気弁開時期をそれほど早める必要はないので、膨張行程仕事の減少を回避することができる。このため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６６】
ところで、吸気弁３２を遅開きすると、ポンピングロスが増大するので、内燃機関１０のトルクが低下する。本実施形態では、吸気弁遅開き制御を行った場合には、ポンピングロスの増大によるトルク低下を補う分だけ、燃料噴射量を増量することとした。これにより、要求負荷に見合った過不足ないトルクを発生できること以外に、次のような利点がある。
【００６７】
燃料噴射量を増量すると、燃焼による発熱量が増加し、膨張行程および排気行程での筒内温度が高くなる。このため、ポスト噴射燃料の蒸発が促進され、オイル希釈を更に抑制することができる。また、排気温度も高くなるので、排気浄化装置２８を昇温させる上で更に有利となる。
【００６８】
［実施の形態２における具体的処理］
図５は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、ポスト噴射フラグがオンになっているときに、クランク角に同期して、あるいは所定時間毎に、繰り返し実行されるものとする。また、図５において、図３に示すステップと同様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。
【００６９】
図５に示すルーチンによれば、まず、必要なポスト噴射量が運転条件に基づいて算出され（ステップ１００）、その算出された必要ポスト噴射量が、所定の判定値より大きいか否かが判別される（ステップ１０２）。その結果、必要ポスト噴射量が判定値以下であり、オイル希釈は生じにくいと判断された場合には、吸気弁遅開き制御やポスト噴射時期およびメイン噴射時期のリタードを行うことなく、そのままポスト噴射が実行される（ステップ１２８）。
【００７０】
これに対し、上記ステップ１０２において、必要ポスト噴射量が判定値より大きく、オイル希釈が生じ易いと判断された場合には、圧縮端温度を高くすべく、吸気弁開時期を上死点より後に遅角するための指令が吸気可変動弁機構４２に出される（ステップ１２０）。また、圧縮端温度の上昇を受けて、メイン噴射時期がベースの噴射時期よりも遅い時期に設定される（ステップ１２２）。そして、ポスト噴射時期もベースの噴射時期より遅い時期に設定される（ステップ１２４）。この場合、ポスト噴射時期は、排気弁開時期付近、好ましくは排気弁開時期後に設定される。
【００７１】
なお、アフター噴射を行う場合には、上記ステップ１２２では、アフター噴射時期もベースの噴射時期より遅い時期に設定するようにしてもよい。続いて、吸気弁遅開きによるポンピングロス増大に起因するトルクの低下を補うため、燃料噴射量が増量補正される（ステップ１２６）。
【００７２】
このようにして、オイル希釈が生じ易いと判断された場合には、吸気弁遅開き制御と、メイン噴射時期およびポスト噴射時期のリタードとを伴って、ポスト噴射が実行される（ステップ１２６）。このため、ポスト噴射によるオイル希釈を有効に抑制することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、吸気弁遅開き制御に伴ってメイン噴射時期のリタードを行うようにしているが、吸気弁遅開き制御に起因する圧縮端温度の上昇効果のみでポスト噴射時期を十分にリタードすることができる場合には、メイン噴射時期のリタードを行わなくてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、排気弁早開きは行わないこととしているが、ポスト噴射時期を基本ＥＶＯ付近までリタードできない場合には、排気弁早開きを共に実行することとしてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、必要ポスト噴射量が多く、オイル希釈の生じ易い場合に限って吸気弁遅開き制御を行うこととしているが、ポスト噴射を行うときには必要ポスト噴射量にかかわらず常に吸気弁遅開き制御を実行するようにしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、ポスト噴射フラグのオン時にポスト噴射を実行することにより前記第３の発明における「ポスト噴射手段」が、上記ステップ１２０の処理を実行することにより前記第３の発明における「吸気弁遅開き手段」が、上記ステップ１２４の処理を実行することにより前記第３の発明における「ポスト噴射遅延手段」が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第４の発明における「メイン噴射遅延手段」が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第５の発明における「燃料増量手段」が、それぞれ実現されている。
【００７７】
なお、本実施形態の内燃機関１０は、排気可変動弁機構４４を備えないもの、つまり、排気弁３４の開閉時期やリフト量を可変としないものであってもよい。
【００７８】
実施の形態３．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略または簡略する。本実施形態は、図１に示すハードウェア構成を用いて実現することができる。
【００７９】
図６は、本実施形態で行うオイル希釈抑制制御を説明するための図である。図６に示すように、本実施形態では、ポスト噴射によるオイル希釈を抑制する必要のある場合、実施の形態１で説明した排気早開き制御と、実施の形態２で説明した吸気弁遅開き制御およびポスト噴射時期のリタードとを併せて行うこととした。また、メイン噴射時期のリタードを更に併せて行ってもよい。このような実施の形態３によれば、ポスト噴射によるオイル希釈をより確実に抑制することができる。実施の形態３の処理は、実施の形態１と実施の形態２の組み合わせにより実現することが可能であるので、ここではこれ以上の説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【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】排気弁早開き制御を説明するための図である。
【図３】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４】吸気弁遅開き制御を説明するための図である。
【図５】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６】本実施形態で行うオイル希釈抑制制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８１】
８  ピストン
１０  内燃機関
１６  クランク軸
２２  吸気通路
２４  排気通路
２６  ＥＧＲ通路
２８  排気浄化装置
３０  インジェクタ
３２  吸気弁
３４  排気弁
３６  吸気絞り弁
３８  ＥＧＲ弁
４２  吸気可変動弁機構
４４  排気可変動弁機構
５０  ＥＣＵ
５６  クランク角センサ
５８  アクセル開度センサ
【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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