(57)【要約】【課題】本発明は、圧縮着火内燃機関の制御装置に関し、優れた冷間始動性を得ることを目的とする。【解決手段】冷間始動であると判別された場合には、ターボ過給機の可変ノズルが全閉とされる（ステップ１０４）。これにより、排気ガスの流れを絞り、排気ガスが排気通路に流れにくくすることにより、筒内の残留ガス量を増やすことができる。更に、バルブオーバーラップ期間がゼロとなるように、吸気可変動弁装置および排気可変動弁装置の作動が制御される（ステップ１０６）。これにより、筒内の高温の残留ガスが低温の吸気ポートへ出て冷却されてしまうことを確実に回避することができる。このため、残留ガスによる筒内温度上昇効果を顕著に発揮させることができ、始動性を十分に改善することができるとともに、白煙の排出量も十分に低減することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮着火内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を可変とする可変動弁装置と、
前記圧縮着火内燃機関の冷間始動時に、筒内ガスの吸気ポートへの逆流が抑制されるような所定の開弁特性となるように前記可変動弁装置を制御する筒内ガス逆流抑制手段と、
を備えることを特徴とする圧縮着火内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記筒内ガス逆流抑制手段は、クランキング開始より前に、前記可変動弁装置の状態を前記所定の開弁特性が得られる状態に制御することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記圧縮着火内燃機関の排気通路に設置された排気絞り弁、または、ターボ過給機のタービン入口面積を可変とする可変ノズルと、
前記圧縮着火内燃機関の冷間始動時に、前記排気絞り弁または前記可変ノズルの開度を暖機終了後より小さい開度に制御する始動時排気絞り制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の圧縮着火内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記始動時排気絞り制御手段は、クランキング開始より前に、前記排気絞り弁または前記可変ノズルの開度を前記小さい開度に制御することを特徴とする請求項３記載の圧縮着火内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記所定の開弁特性は、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間がほぼゼロとなる開弁特性であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の圧縮着火内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記所定の開弁特性は、吸排気上死点より前に排気弁が閉じ、吸排気上死点より後に吸気弁が開く開弁特性であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の圧縮着火内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記筒内ガス逆流抑制手段による制御の終了後、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が生ずるように前記可変動弁装置を制御することにより、内部ＥＧＲを実行する内部ＥＧＲ手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の圧縮着火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、圧縮着火内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮着火内燃機関（以下「ディーゼル機関」ともいう）が広く用いられている。近年のディーゼル機関の主流であるインタークーラ付きターボディーゼル機関においては、高出力化のために、従来よりも圧縮比を低くする傾向にある。すなわち、高出力化を図るには、多くの燃料を筒内で燃焼させる必要があるが、筒内で燃焼させる燃料量を増やすと、最大筒内圧力が高くなる。しかしながら、エンジンの機械的強度上の理由から、最大筒内圧力を高くすることはなるべく回避したいという要望がある。そこで、圧縮比を従来より低くすることで、最大筒内圧力を高くせずに多量の燃料を筒内で燃焼可能とする設計が行われている。
【０００３】
上記のように、低圧縮比化がなされた近年のディーゼル機関では、冷間始動時（特に外気温が低い場合の冷間始動時）に、圧縮端の圧力および温度が従来より低くなり、燃料が燃焼（着火）しにくくなる。このため、始動性が悪化したり、白煙やＨＣの排出量が増大したりし易いという問題がある。
【０００４】
特開２００３−２６９１８１号公報には、吸気行程に加えて排気行程において吸気弁を小さくリフトさせるカムプロフィールを有する吸気カムと、可変ノズル付きターボ過給機とを備えたディーゼル機関において、エンジン始動から暖機終了までの間に渡って可変ノズルを絞り作動させる技術が開示されている。この技術によれば、始動時に、可変ノズルの絞り作用によって背圧を上昇させた状態としつつ排気行程において吸気弁が開くので、多量の排気ガスが吸気弁を経て吸気マニホールド側に戻された後、次の吸気行程においてその排気ガスが新気とともに筒内に再流入することとなる（同公報の段落０００９，００１１等参照）。その結果、筒内の温度を上昇させることができ、白煙の排出を早期に低減することができると同公報では記載されている。
【０００５】
しかしながら、本発明者らの知見によれば、上記従来の技術には、特に低外気温時の冷間始動の場合に、次のような問題がある。低外気温時の冷間始動時には、吸気ポート周囲のシリンダヘッドも低温の状態にある。このため、吸気通路側に排気ガスが逆流すると、排気ガスの熱が吸気ポートの壁面に奪われて排気ガスが冷却されるので、その排気ガスが筒内に再流入しても、筒内温度を十分に高めることができない。その結果、白煙やＨＣの排出量を十分に低減することができず、また、始動性を十分に改善することもできない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２４１５号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６６６８号公報
【特許文献３】特開２００２−１９５０５９号公報
【特許文献４】特開２００２−１６１７６８号公報
【特許文献５】特開２００３−２６９１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、特開２００７−３２４１５号公報には、冷間始動時の燃焼安定性を改善するため、エンジン始動後の暖機中において、エンジン温度が所定温度未満の極低温のときには、所定温度以上のときに比べて、排気弁開弁期間と吸気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を大きくする発明が開示されている。同公報の発明は、吸気ポートに燃料を噴射するガソリンエンジンの始動性の改善を目的としてなされたものである（同公報の段落０００７，００２３，００２４，図１等参照）。すなわち、同公報の発明は、冷間始動時にバルブオーバーラップ期間を大きくして、残留ガス量を多くすることにより、燃料の霧化を促進し、燃料が燃焼室壁面に付着することを防止しようというものである。このように、同公報の発明は、ディーゼル機関を対象としたものではないが、仮に同公報の発明をディーゼル機関に適用したとした場合には、バルブオーバーラップ期間の増大により、吸気通路側に逆流する排気ガス量が多くなる。その結果、一番目に述べた公報の発明と同様に、低温の吸気ポートによって排気ガス（残留ガス）が冷却されることとなるため、始動性等を改善することはできない。
【０００８】
また、特開２００２−１９５０５９号公報には、冷間始動時に初爆が発生した後は、吸気系へ逆流する排気ガス量が初爆発生前に比して増加するように可変動弁機構を制御する発明が開示されている。同公報の発明も、吸気ポートに燃料を噴射するガソリンエンジンの始動性の改善を目的としてなされたものであり（同公報の段落００８６，図２等参照）、ディーゼル機関を対象としたものではない。また、仮に、同公報の発明をディーゼル機関に適用したとした場合であっても、初爆後すぐにバルブオーバーラップ期間を長くすると、吸気通路側に逆流する排気ガス量が多くなるので、一番目に述べた公報の発明と同様に、低温の吸気ポートによって排気ガス（残留ガス）が冷却されることとなるため、始動性等を改善することはできない。
【０００９】
また、特開２００２−１６１７６８号公報には、低温始動時に、バルブオーバーラップ量を通常のバルブオーバーラップ量以下とすることにより、内部ＥＧＲ量を少なくし、もって燃焼性の悪化を回避しようとする発明が開示されている。同公報の発明も、吸気ポートに燃料を噴射するガソリンエンジンの始動性の改善を目的としてなされたものであり（同公報の段落００１５，図１等参照）、ディーゼル機関を対象としたものではない。また、仮に、同公報の発明をディーゼル機関に適用したとした場合であっても、低温始動時に内部ＥＧＲ量（残留ガス量）を少なくすることは、筒内温度を高めることとは逆行することであるため、始動性等を改善することはできない。
【００１０】
このように、従来より、冷間始動性を向上するための各種の提案がなされているが、上述したような低圧縮比化がなされた近年のディーゼル機関の冷間始動性を向上するのに適した技術は未だ確立されていない。
【００１１】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、優れた冷間始動性を得ることのできる圧縮着火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】
【００１２】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、圧縮着火内燃機関の制御装置であって、
圧縮着火内燃機関の吸気弁および／または排気弁の開弁特性を可変とする可変動弁装置と、
前記圧縮着火内燃機関の冷間始動時に、筒内ガスの吸気ポートへの逆流が抑制されるような所定の開弁特性となるように前記可変動弁装置を制御する筒内ガス逆流抑制手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記筒内ガス逆流抑制手段は、クランキング開始より前に、前記可変動弁装置の状態を前記所定の開弁特性が得られる状態に制御することを特徴とする。
【００１４】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記圧縮着火内燃機関の排気通路に設置された排気絞り弁、または、ターボ過給機のタービン入口面積を可変とする可変ノズルと、
前記圧縮着火内燃機関の冷間始動時に、前記排気絞り弁または前記可変ノズルの開度を暖機終了後より小さい開度に制御する始動時排気絞り制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記始動時排気絞り制御手段は、クランキング開始より前に、前記排気絞り弁または前記可変ノズルの開度を前記小さい開度に制御することを特徴とする。
【００１６】
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、
前記所定の開弁特性は、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間がほぼゼロとなる開弁特性であることを特徴とする。
【００１７】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記所定の開弁特性は、吸排気上死点より前に排気弁が閉じ、吸排気上死点より後に吸気弁が開く開弁特性であることを特徴とする。
【００１８】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記筒内ガス逆流抑制手段による制御の終了後、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が生ずるように前記可変動弁装置を制御することにより、内部ＥＧＲを実行する内部ＥＧＲ手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、圧縮着火内燃機関の冷間始動時に、筒内ガスが吸気ポートへ逆流することを抑制するような開弁特性を実現することができる。このため、筒内の高温の残留ガスが、外気温で低温となっている吸気ポートに出て冷却されることを防止することができる。よって、残留ガスによって筒内温度を効率良く上昇させることができる。その結果、始動性を十分に改善することができ、また、白煙の排出量も十分に低減することができる。
【００２０】
第２の発明によれば、クランキング開始時から、残留ガスの吸気ポートへの逆流防止効果が得られるので、筒内温度をより迅速に上昇させることができる。このため、始動性を更に改善することができるとともに、白煙の排出量も更に低減することができる。
【００２１】
第３の発明によれば、冷間始動時に排気ガスの流れを絞り、排気ガスが排気通路に流れにくくすることにより、筒内の残留ガス量を増やすことができる。すなわち、第３の発明によれば、筒内の残留ガス量を多くし、且つ、その残留ガスが吸気ポートへ出て冷却されてしまうことを確実に回避することができ、筒内に高温の残留ガスを多量に閉じ込めることができる。このため、残留ガスによる筒内温度上昇効果をより顕著に発揮させることができ、始動性を更に改善することができるとともに、白煙の排出量も更に低減することができる。
【００２２】
第４の発明によれば、クランキング開始時から、排気絞りによる残留ガス量増量効果が得られるので、筒内温度をより迅速に上昇させることができる。このため、始動性を更に改善することができるとともに、白煙の排出量も更に低減することができる。
【００２３】
第５の発明によれば、冷間始動時に、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間がほぼゼロとなる開弁特性を実現することにより、筒内の残留ガスが吸気ポートに逆流することをより確実に抑制することができる。
【００２４】
第６の発明によれば、冷間始動時に、吸排気上死点より前に排気弁が閉じ、吸排気上死点より後に吸気弁が開く開弁特性を実現することにより、筒内の残留ガスが吸気ポートに逆流することをより確実に抑制することができる。
【００２５】
第７の発明によれば、暖機された後、つまり吸気ポートによる残留ガス冷却の影響が十分に小さくなった後は、バルブオーバーラップ期間が生ずるように可変動弁装置を制御することにより、高温の残留ガス量を更に多くすることができる。すなわち、大量の内部ＥＧＲを行うことができる。このため、始動時のＨＣ排出量を更に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２７】
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、４サイクルのディーゼル機関（圧縮着火内燃機関）１０を備えている。ディーゼル機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。本実施形態のディーゼル機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明におけるディーゼル機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
【００２８】
ディーゼル機関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。コモンレール１４内には、サプライポンプ１６によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、コモンレール１４内から、各インジェクタ１２へ、燃料が供給される。各気筒の排気ポート２２（図２参照）から排出される排気ガスは、排気マニホールド２０によって集合され、排気通路１８に流入する。
【００２９】
ディーゼル機関１０は、ターボ過給機２４を備えている。ターボ過給機２４は、排気ガスの流れによって作動するタービン２４ａと、タービン２４ａにより駆動されるコンプレッサ２４ｂと、タービン２４ａの入口面積を変化させることのできる可変ノズル２４ｃと、この可変ノズル２４ｃの開度を変化させるためのアクチュエータ２４ｄとを有している。可変ノズル２４ｃの開度を小さくすると、タービン２４ａに流入する排気ガスの流速が速くなり、その結果、過給圧を増大させることができる。なお、アクチュエータ２４ｄは、電気モータ等の、機関停止中にも動作可能なものであるのが好ましい。
【００３０】
排気通路１８は、ターボ過給機２４のタービン２４ａに接続されている。タービン２４ａより下流側の排気通路１８には、排気絞り弁２５と、排気ガス中の有害成分を浄化あるいは捕捉するための触媒２６とが設置されている。
【００３１】
ディーゼル機関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２４のコンプレッサ２４ｂで圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。本実施形態において、エアクリーナ３０には、吸気温度を検出する吸気温センサが内蔵されている。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により分配されて、各気筒に流入する。
【００３２】
吸気通路２８の、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。
【００３３】
吸気通路２８の吸気マニホールド３４の近傍には、ＥＧＲ通路４０の一端が接続されている。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。
【００３４】
ＥＧＲ通路４０の途中には、ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するためのＥＧＲクーラ４２が設けられている。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の開度を変えることにより、ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス量、すなわち外部ＥＧＲ量を調整することができる。
【００３５】
また、本実施形態のシステムは、過給圧（コンプレッサ２４ｂの下流側の圧力）を検出する過給圧センサ４６と、ディーゼル機関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と、始動時にディーゼル機関１０をクランキングする始動装置６６と、機関冷却水温を検出する水温センサ６８とを備えている。
【００３６】
本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を更に備えている。ＥＣＵ５０には、各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関１０の運転状態を制御する。
【００３７】
図２は、図１に示すシステムにおけるディーゼル機関１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼル機関１０について更に説明する。図２に示すように、ディーゼル機関１０のクランク軸６０の近傍には、クランク軸６０の回転角度、すなわち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。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ６２の検出信号に基づいて、機関回転数を算出することもできる。
【００３８】
また、ディーゼル機関１０は、吸気弁５２の開弁特性（少なくとも開き時期）を可変とする吸気可変動弁装置５４と、排気弁５６の開弁特性（少なくとも閉じ時期）を可変とする排気可変動弁装置５８を備えている。本実施形態の吸気可変動弁装置５４は、吸気弁５２を駆動するカムシャフトの位相を変化させることにより、吸気弁５２の開き時期および閉じ時期を連続的に可変とする公知の位相可変機構である。同様に、排気可変動弁装置５８は、排気弁５６を駆動するカムシャフトの位相を変化させることにより、排気弁５６の開き時期および閉じ時期を連続的に可変とする公知の位相可変機構である。また、本実施形態の吸気可変動弁装置５４、排気可変動弁装置５８は、電気モータをアクチュエータとして備えるものであり、機関停止中にも動作可能なものである。
【００３９】
［実施の形態１の特徴］
本実施形態では、冷間始動時に、始動性の改善や白煙（ＨＣ）の排出量低減を図るため、以下のような制御を行う。
【００４０】
（排気絞り制御）
本実施形態では、冷間始動時、ターボ過給機２４の可変ノズル２４ｃを全閉とすることにより、排気ガスの流れを絞る排気絞り制御を行う。この排気絞り制御を行うことにより、排気ガスが筒内から排出されにくくなるので、筒内で一度圧縮されたことにより高温となった空気、あるいは高温の既燃ガスなどが残留ガスとして筒内に残り易くなる。このため、筒内温度を早期に上昇させることができる。また、可変ノズル２４ｃを閉じることにより、過給圧を高めることができるので、圧縮端温度を高くすることができる。このため、始動性を更に改善することができる。
【００４１】
（吸気ポートへの逆流防止制御）
上述したように、排気絞り制御によれば、高温の残留ガスを筒内に多く残すことができ、筒内温度を早期に上昇させる効果が得られる。しかしながら、本発明者らの知見によれば、冷間始動時、特に外気温が低い場合には、吸気弁５２が開いたときに筒内の残留ガスが吸気ポート３５へ逆流すると、排気絞り制御による筒内温度上昇効果が大きく減殺されてしまう。すなわち、冷間始動時には、吸気ポート３５が形成されているシリンダヘッドの温度も低くなっている。このため、残留ガスが吸気ポート３５へ逆流すると、残留ガスの熱が吸気ポート３５の壁面へと逃げてしまい、残留ガスが冷やされてしまう。よって、そのような残留ガスが筒内へ再流入しても、筒内温度を上昇させる効果は小さい。その結果、始動性を十分に改善したり、白煙排出量を低減することは困難となる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、冷間始動時には、吸気弁５２が開いたときに筒内ガスの吸気ポート３５への逆流が抑制されるような所定の開弁特性となるように、吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８を制御することとした。図３は、冷間始動時および暖機後における吸気弁５２および排気弁５６のバルブリフト線図である。図３に示すように、冷間始動時には、暖機後と比べて、排気弁５６のバルブタイミングを進角するとともに、吸気弁５２のバルブタイミングを遅角する。この状態で、図３に示す例では、排気弁閉じ時期および吸気弁開き時期は、共に、吸排気上死点付近とされている。これにより、排気弁５６の開弁期間と吸気弁５２の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間がほぼゼロとなる。本実施形態では、冷間始動時に図３中の実線で示すような開弁特性とすることにより、筒内の残留ガスが吸気ポート３５へ逆流することを確実に抑制することができる。このため、高温の残留ガスが低温の吸気ポート３５によって冷却されることを回避することができるので、筒内温度の上昇を効果的に促進することができる。その結果、始動性を十分に改善することができ、また、白煙の排出量も十分に低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ディーゼル機関１０が暖機された後、つまり吸気ポート３５による残留ガス冷却の影響が十分に小さくなった後は、図３中の破線で示すように、バルブオーバーラップ期間が生ずるように吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８を制御することとした。これにより、大量の内部ＥＧＲを行うことができる、つまり高温の残留ガス量を更に多くすることができるので、ＨＣ排出量を更に低減することができる。
【００４４】
［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。図４に示すルーチンによれば、まず、ディーゼル機関１０に対する始動要求の有無が判別される（ステップ１００）。始動要求があると判別された場合には、次に、冷間始動であるか否かが判別される（ステップ１０２）。このステップ１０２では、水温センサ６８で検出される機関冷却水温と、吸気温センサで検出される吸気温度とがそれぞれ読み込まれ、それらの温度を所定の判定値と比較することにより、冷間始動であるか否かが判別される。
【００４５】
上記ステップ１０２で、冷間始動であると判別された場合には、ターボ過給機２４の可変ノズル２４ｃが全閉とされ（ステップ１０４）、更に、バルブオーバーラップ期間がゼロとなるように、吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８の作動が制御される（ステップ１０６）。
【００４６】
これに対し、上記ステップ１０２で、冷間始動でないと判別された場合には、上記ステップ１０４の処理を飛ばして、つまり可変ノズル２４ｃを通常開度としたままで、上記ステップ１０６の処理が実行される。
【００４７】
上記ステップ１０６の処理に続いて、始動装置６６によってディーゼル機関１０をクランキングすることにより、始動が実行される（ステップ１０８）。ディーゼル機関１０が始動された後は、暖機が完了したか否かが、水温センサ６８で検出される機関冷却水温等に基づいて判別される（ステップ１１０）。そして、ディーゼル機関１０の暖機が完了したと判断された場合には、図３中の破線で示すようなバルブオーバーラップ期間のある開弁特性が実現されるように吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８が制御され（ステップ１１２）、更に、可変ノズル２４ｃが通常開度に戻される（ステップ１１４）。
【００４８】
以上説明したような図９に示すルーチンによれば、冷間始動時には、上記ステップ１０４の処理によって排気絞りを行うことができるとともに、上記ステップ１０６の処理によって、筒内の残留ガスが吸気ポート３５へ逆流することを抑制することができる。このため、高温の残留ガスが低温の吸気ポート３５によって冷却されることを回避することができるので、筒内温度の上昇を効果的に促進することができる。その結果、始動性を十分に改善することができ、また、白煙の排出量も十分に低減することができる。
【００４９】
特に、本実施形態では、可変ノズル２４ｃを閉じる動作と、バルブオーバーラップ期間をゼロとするための吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８の動作とを、ディーゼル機関１０のクランキングを開始する前に行うことができる。このため、クランキング開始時から、排気絞りの効果および残留ガスの吸気ポート３５への逆流防止効果が得られるので、筒内温度をより迅速に上昇させることができる。このため、始動性を更に改善することができるとともに、白煙の排出量も更に低減することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、可変ノズル２４ｃを閉じる動作と、バルブオーバーラップ期間をゼロとするための吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８の動作とを、クランキング開始前に実行しているが、これらの動作を前回のエンジン停止前に予め実行しておくようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、冷間始動時の吸気弁５２および排気弁５６の開弁特性を図３中の実線で示す開弁特性とするものとして説明したが、本発明における冷間始動時の開弁特性は、筒内の残留ガスの吸気ポート３５への逆流を防止（抑制）できるような開弁特性であれば、図３に示す開弁特性に限定されるものではない。例えば、図３に示す開弁特性に代えて、図５に示すような開弁特性としてもよい。図５に示す開弁特性では、排気弁閉じ時期が吸排気上死点より前にされているとともに、吸気弁開き時期が吸排気上死点より後にされている。つまり、排気行程と吸気行程との間で、排気弁５６および吸気弁５２が共に閉じる負のバルブオーバーラップ期間が設けられている。図５に示す開弁特性によれば、排気弁５６が上死点より前に早閉じするので、筒内の残留ガス量を増やすことができる。この場合、吸気弁５２の開き時期が早いと筒内の残留ガスが吸気ポート３５へ逆流するが、筒内圧力が吸気圧力より低くなる位置までピストン６４が下降してから吸気弁５２が開くような開弁特性にすることにより、残留ガスの吸気ポート３５への逆流を確実に防止することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８が位相可変機構であるものとして説明したが、吸気可変動弁装置５４や排気可変動弁装置５８の構成は特に限定されるものではなく、吸気弁５２の開弁特性（特に開き時期）や排気弁５６の開弁特性（特に閉じ時期）を変化させ得るものであれば、いかなる構成であってもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、筒内の残留ガスの吸気ポート３５への逆流を抑制する開弁特性に切り替える際に、吸気弁５２および排気弁５６の双方の開弁特性を変化させるものとして説明したが、本発明では、吸気弁５２および排気弁５６の何れか一方の開弁特性を変化させるようにしてもよい。すなわち、ディーゼル機関１０は、吸気可変動弁装置５４および排気可変動弁装置５８の何れか一方を備えるものであればよい。
【００５４】
また、本実施形態では、冷間始動時に可変ノズル２４ｃを全閉にするものとして説明したが、通常時（暖機後）の開度より小さい開度であれば、全閉でなくてもよい。また、冷間始動時、可変ノズル２４ｃに代えて、排気絞り弁２５の開度を通常時（暖機後）の開度より小さくすることによって排気ガスの流れを絞るようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「筒内ガス逆流抑制手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第３の発明における「始動時排気絞り制御手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第６の発明における「内部ＥＧＲ手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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ディーゼル機関の一つの気筒の断面を示す図である。
【図３】冷間始動時および暖機後における吸気弁および排気弁のバルブリフト線図である。
【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】冷間始動時における吸気弁および排気弁のバルブリフト線図の他の例を示すである。
【符号の説明】
【００５７】
１０  ディーゼル機関
１２  インジェクタ
１４  コモンレール
１８  排気通路
２０  排気マニホールド
２２  排気ポート
２４  ターボ過給機
２４ａ  タービン
２４ｂ  コンプレッサ
２４ｃ  可変ノズル
２４ｄ  アクチュエータ
２５  排気絞り弁
２８  吸気通路
３４  吸気マニホールド
３５  吸気ポート
３６  吸気絞り弁
３８  エアフローメータ
４０  ＥＧＲ通路
４４  ＥＧＲ弁
４６  過給圧センサ
５０  ＥＣＵ
５２  吸気弁
５４  吸気可変動弁装置
５６  排気弁
５８  排気可変動弁装置
６２  クランク角センサ
６４  ピストン
【図１】
2009085053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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