(57)【要約】【課題】バルブオーバラップ量が負の状態にされることのある内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置８０は、排気バルブ１８のバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構６０ｂの駆動制御や、ノッキングが検出されたときには点火時期を遅角補正するノッキング制御や、触媒７０の過熱を抑制する過熱抑制制御を行う。この過熱抑制制御の実行に際しては、機関運転状態に基づいて触媒７０の推定温度を算出し、その推定温度に基づいて触媒７０が過熱状態にあると判定されたときには、触媒７０の過熱を抑制する抑制処理として燃料噴射量の増量補正を行う。その推定温度の算出に際して、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとでは、推定温度が異なるようにその推定温度を算出する。【選択図】図１
2009019521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構と、排気通路に設けられた触媒とを備える内燃機関にあって、前記排気側可変動弁機構の駆動を制御する制御手段と、前記触媒の推定温度に基づき同触媒が過熱状態にあると判定されたときには前記触媒の過熱を抑える抑制処理を実行する抑制手段とを備える内燃機関の制御装置において、
バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段と、
機関運転状態に基づいて前記推定温度を算出するとともに、その算出に際しては、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで前記推定温度が異なるように当該推定温度を算出する推定手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記推定手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、機関運転状態に基づいて算出される前記推定温度が高くなるように当該推定温度を算出する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記推定手段は、機関回転速度及び機関の負荷率に基づいて前記推定温度を算出する
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を機関運転状態に基づいて設定される増量値にて補正するものであり、
バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、前記燃料噴射量の増量値が大きくされる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を前記推定温度に基づいて設定される増量値にて補正する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する吸気側可変動弁機構をさらに備え、
前記抑制手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときに算出された前記推定温度に基づいて前記触媒が過熱状態にあると判定されたときには、前記抑制処理として、前記吸気バルブの開弁時期が前記排気バルブの閉弁時期よりも進角側の時期となるように前記吸気側可変動弁機構を駆動する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記排気バルブのバルブタイミングが最進角位置に設定されたときにバルブオーバラップ量が負となるように前記排気バルブの閉弁時期は設定されており、
機関の始動時及びアイドル運転時のうちの少なくとも一方の運転時と前記排気側可変動弁機構の制御異常時とにおいては、前記排気バルブのバルブタイミングが前記最進角位置となるように前記排気側可変動弁機構が駆動される
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記点火時期補正手段による点火時期の遅角側への補正は、ノッキングが検出されたときに点火時期を遅角補正するノッキング制御によって実行される
請求項１〜７のいずれか１項に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、排気通路に設けられた触媒の過熱を抑制する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路には、排気を浄化する触媒が設けられている。そして、例えば機関運転状態が高回転高負荷状態などのときには、高温の排気によって同触媒は過熱され、場合によっては、その浄化機能が低下してしまうおそれがある。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、吸入空気量や機関回転速度に基づいて触媒の温度を推定し、その推定された温度が過度に高いときには、燃料噴射量を増量補正して燃料の気化熱を増大させることにより排気の温度を低下させて触媒の過熱を抑制するといった抑制制御を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００２−４７９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、機関出力や排気エミッション等の向上を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを可変とする可変動弁機構を備える内燃機関においては、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップ量が機関運転状態に応じて変更される。
【０００５】
そうしたバルブオーバラップ量について、図１２を参照して説明する。ここでは、バルブオーバラップ量を、吸気バルブの開弁時期から排気バルブの閉弁時期までのクランク角、より厳密には、排気バルブの閉弁時のクランク角から吸気バルブの開弁時のクランク角を減算した値と定義する。
【０００６】
例えば図１２（ａ）に示される状態では、吸気バルブの開弁後に排気バルブが閉弁されており、吸気バルブの開弁時期と排気バルブの閉弁時期との間に、双方のバルブが開弁されたバルブオーバラップ期間が存在する。上記定義によれば、このときのバルブオーバラップ量は正の値となる。
【０００７】
また、図１２（ｂ）に示される状態では、吸気バルブの開弁と排気バルブの閉弁とが同時に行われており、このときのバルブオーバラップ量の値は「０」となる。
一方、図１２（ｃ）に示される状態では、排気バルブの閉弁後に吸気バルブが開弁されており、排気バルブの閉弁時期と吸気バルブの開弁時期との間に双方のバルブが閉じた期間が存在する。上記定義によれば、このときのバルブオーバラップ量は負の値となる。
【０００８】
一般的な内燃機関では、バルブオーバラップ量が負の値となるようにバルブタイミングを設定することは、ほとんど行われていない。しかし、次のような排気バルブの早閉じを実施する内燃機関では、バルブオーバラップ量が負の状態とされることがある。すなわち、排気バルブの早閉じは、排気バルブの閉弁時期を排気上死点よりも進角側の時期に設定することで、シリンダ内に残留した既燃ガスを再圧縮してその温度を高めた上で吸気ポートに吹き返すために行われる。そしてこの既燃ガスの吹き返しにより、吸気ポート壁面に付着した燃料の霧化や微粒化を促進させるようにしている。
【０００９】
他方、バルブオーバラップ量が負の状態にされると、既燃ガスが再圧縮されてその温度が高くなるため、特に高回転高負荷時においては圧縮端温度が高くなりやすい。このように圧縮端温度が高くなるとノッキングが発生しやすくなるため、バルブオーバラップ量が負の状態では、負の状態でないときに比して、点火時期を遅角側に補正することが望ましい。
【００１０】
ところで、このように点火時期を遅角側に補正すると、そうした遅角補正を行わない場合と比較して、排気温度は高くなる傾向がある。しかし、上記従来の装置では、バルブオーバラップ量が負の状態のときに点火時期を遅角補正することによる排気温度の上昇については考慮されていない。そのため、バルブオーバラップ量が負の状態にされることのある内燃機関においては、上記従来の装置による触媒温度の推定が精度よく行えず、これにより触媒の過熱を適切に抑えることができないおそれがあり、こうした点において更なる改善の余地を残すものになっている。
【００１１】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブオーバラップ量が負の状態にされることのある内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構と、排気通路に設けられた触媒とを備える内燃機関にあって、前記排気側可変動弁機構の駆動を制御する制御手段と、前記触媒の推定温度に基づき同触媒が過熱状態にあると判定されたときには前記触媒の過熱を抑える抑制処理を実行する抑制手段とを備える内燃機関の制御装置において、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段と、機関運転状態に基づいて前記推定温度を算出するとともに、その算出に際しては、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで前記推定温度が異なるように当該推定温度を算出する推定手段とを備えることをその要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、バルブオーバラップ量が負の状態にされているときには、圧縮端温度の上昇に起因するノッキングの発生を抑えるために、バルブオーバラップ量が負の状態にされていないときと比較して、点火時期が遅角側に変更される。
【００１４】
他方、そのように点火時期が遅角側に変更されると排気温度が上昇するため、バルブオーバラップ量が負の状態にされるときには、負の状態にされていないときに比して、すなわちバルブオーバラップ量が正または「０」の状態にされるときに比して、触媒の温度は高くなる傾向にある。そこで、同構成では、バルブオーバラップ量が負になっているときと、負になっていないときとで触媒の推定温度が異なるように当該推定温度を算出するようにしている。これによりバルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度が算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときに算出される同推定温度についてその精度が向上するようになる。そのため、触媒の過熱判定の精度も向上し、同触媒の過熱を抑制する上記抑制処理が適切に行われるようになる。従って、バルブオーバラップ量が負の状態になることのある内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることができるようになる。
【００１５】
なお、触媒の推定温度を算出する際には、請求項２に記載の発明によるように、前記推定手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、前記推定温度が高くなるように当該推定温度を算出する、といった構成を採用することにより、同推定温度の精度を適切に高めることができる。
【００１６】
また、機関運転状態に基づいて上記推定温度を算出する際には、請求項３に記載の発明によるように、前記推定手段は、機関回転速度及び機関の負荷率に基づいて前記推定温度を算出する、といった構成を採用することができる。ちなみに、同構成を採用する場合には、機関回転速度や機関の負荷率が高いときほど、推定温度が高くなるようにこれを算出することにより、同推定温度を適切に算出することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を機関運転状態に基づいて設定される増量値にて補正するものであり、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、前記燃料噴射量の増量値が大きくされることをその要旨とする。
【００１８】
同構成によれば、触媒が過熱状態にあると判定されたときには、燃料噴射量が機関運転状態に基づいて増量補正される。この増量補正によって排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒の過熱を抑制することができる。ここで、同構成によれば、バルブオーバラップ量が負になっており、排気温度が高くなる傾向にあるときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、燃料噴射量の増量値が大きくされる。そのため、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒の過熱も適切に抑制することができるようになる。なお、同構成においては、機関回転速度や機関の負荷率が高いときほど、上記増量値が大きくなるようにこれを設定することにより、同増量値を適切に設定することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記抑制手段は、前記抑制処理として、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を前記推定温度に基づいて設定される増量値にて補正することをその要旨とする。
【００２０】
同構成によれば、触媒が過熱状態にあると判定されたときには、燃料噴射量が触媒の推定温度に基づいて増量補正されることにより排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒の過熱を抑制することができる。ここで、上述したように、上記推定手段によって触媒の推定温度が算出されることにより、バルブオーバラップ量が負になっているときの同推定温度の精度は向上するようになる。従って、触媒の推定温度に基づいて設定される燃料噴射量の増量値も適切に設定され、これによりバルブオーバラップ量が負になっているときの触媒の過熱も適切に抑制することができるようになる。なお、同構成においては、触媒の推定温度が高いときほど、上記増量値が大きくなるようにこれを設定することにより、同増量値を適切に設定することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する吸気側可変動弁機構をさらに備え、前記抑制手段は、バルブオーバラップ量が負になっているときに算出された前記推定温度に基づいて前記触媒が過熱状態にあると判定されたときには、前記抑制処理として、前記吸気バルブの開弁時期が前記排気バルブの閉弁時期よりも進角側の時期となるように前記吸気側可変動弁機構を駆動することをその要旨とする。
【００２２】
同構成によれば、バルブオーバラップ量が負となっているときに算出された推定温度に基づき、触媒が過熱状態にあると判定されたときには、吸気バルブの開弁時期が排気バルブの閉弁時期よりも進角側の時期となるように変更されることにより、バルブオーバラップ量が負になっている状態が解消される。これにより、圧縮端温度が低下してノッキングは発生しにくくなり、点火時期は進角側に変更されやすくなる。そして、このように点火時期が進角側に変更されると排気温度が低下するため、同構成によっても、触媒の過熱を適切に抑制することができるようになる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記排気バルブのバルブタイミングが最進角位置に設定されたときにバルブオーバラップ量が負となるように前記排気バルブの閉弁時期は設定されており、機関の始動時及びアイドル運転時のうちの少なくとも一方の運転時と前記排気側可変動弁機構の制御異常時とにおいては、前記排気バルブのバルブタイミングが前記最進角位置となるように前記排気側可変動弁機構が駆動されることをその要旨とする。
【００２４】
同構成によれば、機関の始動時やアイドル運転時に、バルブオーバラップ量が負の状態にされることにより、シリンダ内に残留した既燃ガスが再圧縮され、その温度が高められた上で吸気ポートに吹き返される。この既燃ガスの吹き返しにより、機関の始動時やアイドル運転時といった低回転低負荷時においては、吸気ポート壁面に付着した燃料の霧化や微粒化が促進されるといった効果が得られる。
【００２５】
一方、排気側可変動弁機構の制御異常時（例えば排気バルブの実際のバルブタイミングをその目標値に制御することができないような異常時など）には、排気バルブのバルブタイミングが不安定になりやすい。そのため、同構成では、上記制御異常が発生した場合、排気バルブのバルブタイミングが最進角位置となるように排気側可変動弁機構を駆動するようにしており、これにより排気バルブのバルブタイミングについてその不安定化が抑えられるようになる。ここで、上記制御異常時においては、バルブオーバラップ量が負の状態にされるのであるが、同制御異常は、機関回転速度や機関負荷の状態に関係なく発生する可能性がある。そのため、例えば高回転高負荷時などにおいて上記制御異常が発生し、バルブオーバラップ量が負の状態にされると、上述したように圧縮端温度が上昇して触媒の過熱を招くおそれがある。この点、同構成によれば、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成を備えることにより、バルブオーバラップ量が負の状態になることのある上記内燃機関において、触媒の過熱を適切に抑えることができるようになる。
【００２６】
上記点火時期補正手段によって点火時期を遅角側に補正する際には、例えば、バルブオーバラップ量が負になっているときには、点火時期を予め設定された補正量の分だけ遅角側に変更するといった構成を採用することも可能であるが、この他、請求項８に記載の発明によるように、ノッキングが検出されたときに点火時期を遅角補正するノッキング制御によって実行される、といった構成を採用することもできる。この場合には、バルブオーバラップ量が負の状態にされているときの点火時期の遅角補正量を、ノッキングの発生状況に対応させて適切に設定することができるようになる。
【００２７】
なお、上記「バルブオーバラップ量が負になっているとき」とは、排気バルブの閉弁時期が排気上死点よりも進角側の時期となっている状態において、同排気バルブの閉弁時のクランク角から吸気バルブの開弁時のクランク角を減算した値が負になっているときのことをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本実施の形態にかかる内燃機関の制御装置が適用されるエンジン１の概略構成を示している。
エンジン１のシリンダブロック２には、複数のシリンダ３を備えている（図１には１つのみ図示）。そのシリンダ３内に設けられたピストン４は、コンロッド６を介してクランクシャフト５に連結されている。このコンロッド６によりピストン４の往復運動がクランクシャフト５の回転運動へと変換される。
【００３０】
上記シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド７が取り付けられている。そして、上記シリンダ３においてピストン４の上端とシリンダヘッド７との間には、燃焼室８が形成されている。
【００３１】
上記燃焼室８には、点火プラグ１１が設けられている。上記燃焼室８に対応して設けられた吸気ポート１２及び排気ポート１３には、それぞれ吸気通路１４及び排気通路１５が接続されている。また、上記燃焼室８に対応して吸気ポート１２に設けられたインジェクタ１６からは燃料が噴射される。
【００３２】
上記燃焼室８に対応して設けられた吸気バルブ１７及び排気バルブ１８は、前記吸気ポート１２及び排気ポート１３をそれぞれ開閉する。同吸気バルブ１７及び排気バルブ１８は、それぞれ吸気側カムシャフト３１及び排気側カムシャフト３２の回転に伴い、同カムシャフト３１、３２に設けられたカムが回転することによって開閉動作する。前記各カムシャフト３１、３２の先端に各々設けられたタイミングプーリ３３、３４は、タイミングベルト３５を介してクランクシャフト５に駆動連結されており、クランクシャフト５が２回転すると各タイミングプーリ３３、３４は１回転するようになっている。そして、エンジン１の運転時には、クランクシャフト５の回転力はタイミングベルト３５及び各タイミングプーリ３３、３４を介して前記吸気側カムシャフト３１及び排気側カムシャフト３２に伝達される。こうして、吸気バルブ１７、及び排気バルブ１８はクランクシャフト５の回転に同期して、すなわち各ピストン４の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。
【００３３】
また、吸気側カムシャフト３１に設けられたタイミングプーリ３３には、吸気側可変動弁機構（以下、ＩＮ−ＶＶＴ機構という）６０ａが設けられている。このＩＮ−ＶＶＴ機構６０ａが駆動されることで、クランクシャフト５に対する吸気側カムシャフト３１の相対回転位相が変更されて吸気バルブ１７のバルブタイミングが変更される。また、排気側カムシャフト３２に設けられたタイミングプーリ３４には排気側可変動弁機構（以下、ＥＸ−ＶＶＴ機構という）６０ｂが設けられている。このＥＸ−ＶＶＴ機構６０ｂが駆動されることで、クランクシャフト５に対する排気側カムシャフト３２の相対回転位相が変更されて排気バルブ１８のバルブタイミングが変更される。
【００３４】
前記吸気通路１４の一部には、吸気の脈動を抑えるためのサージタンク５１が設けられている。サージタンク５１の上流側には、アクセルペダル５２の操作に基づいて開度が変更されるスロットルバルブ５３が設けられている。このスロットルバルブ５３の開度を変更することにより燃焼室８内へ吸入される空気量が調節されるようになっている。
【００３５】
前記点火プラグ１１には、イグナイタ４６から出力される高電圧が供給される。点火プラグ１１の点火タイミングは、イグナイタ４６からの高電圧の出力タイミングにより決定される。そして、この点火プラグ１１によって、吸気通路１４からの吸入空気とインジェクタ１６から噴射される燃料とからなる混合気が点火プラグ１１によって点火されることにより、同混合気は燃焼室８内で燃焼されて機関出力が発生する。この混合気の燃焼に起因する燃焼ガスは排気通路１５へ排出される。その排気通路１５の途中には、燃焼室８からの排気（燃焼ガス）を浄化する触媒７０が設けられている。
【００３６】
エンジン１には各種センサが設けられている。例えばクランクシャフト５の近傍にはクランク角センサ４１が設けられている。このクランク角センサ４１は、クランクシャフト５の回転位相（クランク角）を検出しており、その検出結果に基づいて機関回転速度ＮＥが検出される。また、吸気側カムシャフト３１の近傍にはカム角センサ４２ａが設けられており、同カム角センサ４２ａ及びクランク角センサ４１の出力信号に基づいて吸気側カムシャフト３１の回転位相が検出され、ひいては吸気バルブ１７のバルブタイミングが検出される。同様に、排気側カムシャフト３２の近傍にはカム角センサ４２ｂが設けられており、同カム角センサ４２ｂ及びクランク角センサ４１の出力信号に基づいて排気側カムシャフト３２の回転位相が検出され、ひいては排気バルブ１８のバルブタイミングが検出される。上記スロットルバルブ５３には、その開度を検出するスロットル開度センサ５４が取り付けられている。また、スロットルバルブ５３の上流側には、エンジン１に吸入される吸入空気量ＧＡに応じた出力が得られるエアフロメータ５６が設けられている。さらに、シリンダブロック２の外壁には、燃焼室８内で発生したノッキングを検出するノックセンサ５７も設けられている。
【００３７】
上記エンジン１の点火時期制御、燃料噴射量制御、あるいはＩＮ−ＶＶＴ機構及びＥＸ−ＶＶＴ機構の位相制御に基づく吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミング制御等といった各種制御は、制御装置８０によって行われる。この制御装置８０は中央処理制御装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。例えば制御装置８０には、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が設けられている。また制御装置８０には、演算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も保存するためのバックアップＲＡＭ、入力インターフェース、出力インターフェース等も設けられている。そして、上記各種センサからの出力信号が入力インターフェースを通じて入力されることにより、エンジン１の運転状態が検出される。
【００３８】
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介してインジェクタ１６、イグナイタ４６、ＩＮ−ＶＶＴ機構６０ａ及びＥＸ−ＶＶＴ機構６０ｂの駆動アクチュエータ等に接続されている。そして、制御装置８０は、上記各種センサ等からの信号に基づき、ＲＯＭ内に格納された制御プログラム及び初期データに従い、それらインジェクタ１６、イグナイタ４６、ＩＮ−ＶＶＴ機構６０ａ、及びＥＸ−ＶＶＴ機構６０ｂ等を制御する。
【００３９】
制御装置８０は、ノックセンサ５７の信号に基づいてノッキングの発生が検出されたときには、機関負荷率ＫＬ（全負荷時の吸入空気量ＧＡに対する現在の吸入空気量ＧＡの割合）や機関回転速度ＮＥ等に基づいて設定される基本点火時期を遅角補正する、いわゆるノッキング制御を上記点火時期制御の１つとして行う。このノッキング制御では、ノッキングが検出されていないときには、基本点火時期が徐々に進角側に補正される。一方、ノッキングが検出されると、そのノッキングが検出されなくなるまで、予め設定された補正量の分ずつ基本点火時期が遅角側に補正される。
【００４０】
また、制御装置８０は、触媒７０の熱劣化によってその浄化機能が低下することを抑えるために、同触媒７０の温度が過度に高いときには、インジェクタ１６から噴射される燃料噴射量を増量補正して燃料の気化熱を増大させることにより排気の温度を低下させて触媒７０の過熱を抑えるといった過熱抑制制御を行う。
【００４１】
また、制御装置８０は、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミング制御を、基本的には次の態様にて行う。すなわち、制御装置８０は、機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬなどに基づいて、バルブオーバラップ量及び吸気バルブ１７のバルブタイミングの目標値である目標オーバラップ量ＯＬＴ、及び目標吸気バルブタイミングＩｎＶＴＴをそれぞれ算出する。そして制御装置８０は、実際の吸気バルブ１７のバルブタイミング（実吸気バルブタイミングＩｎＶＴＲ）が最終的に目標吸気バルブタイミングＩｎＶＴＴとなるように、吸気側可変動弁機構６０ａの動作をフィードバック制御する。その一方、制御装置８０は、実際のバルブオーバラップ量（実オーバラップ量ＯＬＲ）が最終的に目標オーバラップ量ＯＬＴとなるように、排気側可変動弁機構６０ｂの動作をフィードバック制御する。以上により、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミングやバルブオーバラップ量が機関運転状態に応じた最適値に調整される。
【００４２】
なお、本実施形態では、吸気バルブ１７のバルブタイミングは、同吸気バルブ１７のバルブタイミングの変更範囲の最遅角位置を基準「０°」としたバルブタイミングの進角量（クランク角［°］）にて表わすようにしている。また、バルブオーバラップ量は、排気バルブ１８の閉弁時のクランク角から吸気バルブ１７の開弁時のクランク角を減算した値として表わすようにしている。従って、吸気バルブ１７の開弁前に排気バルブ１８が閉弁されて、排気バルブ１８の閉弁時期と吸気バルブ１７の開弁時期との間に双方のバルブが共に閉じられた期間が存在するときには、バルブオーバラップ量は負の値となる。
【００４３】
ところで、本実施形態の制御装置では、エンジン１の始動時やアイドル運転時には、排気バルブ１８の早閉じを実施するようにしている。このときの吸排気バルブのバルブタイミングは、図２に示すように設定される。すなわち、このときの吸気バルブ１７のバルブタイミング（実吸気バルブタイミングＩｎＶＴＲ）は、その最遅角位置である「０°」に設定される。また、このときのバルブオーバラップ量（実オーバーラップ量ＯＬＲ）は、その可変範囲の最小値である初期値ＯＬｉｎｉｔ（＜０°）に設定される。そしてこれにより、排気バルブ１８のバルブタイミングは、同排気バルブ１８の閉弁時期が排気上死点よりも進角側（例えば２０°程度）の時期となる最進角位置に設定される。このように排気バルブ１８が排気上死点よりも進角側で閉弁されることにより、シリンダ３内に残留した既燃ガスは再圧縮が行われてその温度が高められた状態で、吸気ポート１２に吹き返される。そしてその既燃ガスの吹き返しにより、吸気ポート１２の壁面等に付着した燃料の霧化や微粒化を促進するようにしている。なお、エンジン１では、こうした始動時及びアイドル運転時以外は、バルブオーバラップ量が「０」若しくは正となるように各バルブのバルブタイミングが設定される。
【００４４】
他方、排気側可変動弁機構６０ｂの制御異常時（例えば排気バルブ１８のバルブタイミングを目標バルブオーバラップ量ＯＬＴに対応した目標値に制御することができないような異常時など）には、排気バルブ１８のバルブタイミングを適切に制御することができず、同バルブタイミングは不安定になりやすい。
【００４５】
そこで、制御装置８０は、上記制御異常が発生した場合、吸気バルブ１７のバルブタイミングが最遅角位置で固定されるように吸気側可変動弁機構６０ａを駆動するとともに、排気バルブ１８のバルブタイミングが最進角位置に固定されるように排気側可変動弁機構６０ｂを駆動する。このように排気バルブ１８のバルブタイミングが最進角位置で固定されることにより、排気バルブ１８のバルブタイミングが不安定になることを抑えるようにしている。
【００４６】
ところで、バルブオーバラップ量が負の状態では、既燃ガスが再圧縮されてその温度が高くなるため、特に高回転高負荷時においては圧縮端温度が高くなりやすく、ノッキングが発生しやすくなる。そのため、バルブオーバラップ量が負の状態では、バルブオーバラップ量が負の状態ではないときに比して、上記ノッキング制御による点火時期の遅角補正が行われやすくなる。そして、その結果、バルブオーバラップ量が負の状態では、バルブオーバラップ量が負の状態ではないときに比して、排気温度は高くなる傾向にある。
【００４７】
ここで、上記制御異常時には、吸気バルブ１７のバルブタイミングは最遅角位置で固定されるとともに、排気バルブ１８のバルブタイミングは最進角位置に固定されることにより、バルブオーバラップ量は負の状態にされる。そうした制御異常は、機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬの状態に関係なく発生する可能性があるため、例えば高回転高負荷時などにおいて上記制御異常が発生してバルブオーバラップ量が負の状態にされると、バルブオーバラップ量が正または「０」の状態のときと比較して、排気温度はさらに高くなる。そこで、本実施形態では、そうした排気温度の違いを考慮して上記過熱抑制制御を行うことで、バルブオーバラップ量が負の状態にされることのあるエンジン１において、触媒７０の過熱を適切に抑えるようにしている。
【００４８】
図３に、上記過熱抑制制御についてその処理手順を示す。なお、この処理は制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされているか否かが判定される（Ｓ１００）。この排気側フェイルフラグＦｅｘは、上述したような排気側可変動弁機構６０ｂの制御異常が発生した場合に「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更される。
【００４９】
そして、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＦＦ」にされており、排気側可変動弁機構６０ｂの制御が正常に行われている場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、制御装置８０のＲＯＭに記憶された２次元マップである第１温度マップＴｍａｐ１を参照して触媒７０の推定温度Ｔが算出される（Ｓ１１０）。ここで、機関回転速度ＮＥが高いときほど、あるいは機関負荷率ＫＬが高いときほど、排気温度は高くなる傾向にあり、触媒７０の温度も高くなる。そこで、第１温度マップＴｍａｐ１は、図４に示すように、機関回転速度ＮＥが高くなるほど推定温度Ｔが高くなるように設定されており、また、図５に示すように、機関負荷率ＫＬが高くなるほど推定温度Ｔが高くなるように設定されている。
【００５０】
次に、ステップＳ１１０で算出された推定温度Ｔが過熱判定値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１２０）。この過熱判定値αとしては、触媒７０が熱劣化してしまうおそれのある温度が適宜設定されている。そして、推定温度Ｔが過熱判定値α未満である場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、触媒７０は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
【００５１】
一方、推定温度Ｔが過熱判定値α以上となっている場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、触媒７０が過熱状態にあると判断され、次に機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、制御装置８０のＲＯＭに記憶された２次元マップである第１増量マップＤｍａｐ１を参照して燃料噴射量の増量値Ｄが算出される（Ｓ１３０）。ここで、上述したように、機関回転速度ＮＥが高いときほど、あるいは機関負荷率ＫＬが高いときほど、排気温度は高くなる傾向にあり、触媒７０の温度も高くなるため、そうした排気温度の上昇傾向に合わせて燃料噴射量の増量値Ｄを設定する必要がある。そこで、第１増量マップＤｍａｐ１は、図６に示すように、機関回転速度ＮＥが高くなるほど増量値Ｄが大きくなるように設定されており、また、図７に示すように、機関負荷率ＫＬが高くなるほど増量値Ｄが大きくなるように設定されている。このようにして増量値Ｄが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量が増量値Ｄの分だけ増量補正されることにより、触媒７０の過熱が抑制される。
【００５２】
上記ステップＳ１００にて、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされている場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のバルブオーバラップ量が負になっていると判断される。
【００５３】
そして、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、制御装置８０のＲＯＭに記憶された２次元マップである第２温度マップＴｍａｐ２を参照して触媒７０の推定温度Ｔが算出される（Ｓ１４０）。この第２温度マップＴｍａｐ２も、先の図４に示すように、機関回転速度ＮＥが高くなるほど推定温度Ｔが高くなるように設定されており、また、先の図５に示すように、機関負荷率ＫＬが高くなるほど推定温度Ｔが高くなるように設定されている。また、排気側可変動弁機構６０ｂに制御異常が発生しており、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときには、バルブオーバラップ量が負の状態になっていないとき、すなわちバルブオーバラップ量が正または「０」の状態になっているときと比較して、排気温度が高くなる傾向にある。そこで、この第２温度マップＴｍａｐ２では、先の図４及び図５に示すように、上記第１温度マップＴｍａｐ１と比較して、同一の機関回転速度ＮＥにおいて設定される推定温度Ｔや、同一の機関負荷率ＫＬにおいて設定される推定温度Ｔはより高い値となるように設定されている。
【００５４】
このように、同一の機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、推定温度Ｔがより高くなるように算出される。換言すれば、バルブオーバラップ量が負になっているときと、バルブオーバラップ量が負になっていないときとでは、同一の機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬであっても、推定温度Ｔは異なるように当該推定温度Ｔが算出される。これにより、バルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度Ｔが算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負になっているときの推定温度Ｔについてその精度が向上するようになる。
【００５５】
次に、ステップＳ１４０で算出された推定温度Ｔが上記過熱判定値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１５０）。ここでは、上記第２温度マップＴｍａｐ２による推定温度Ｔの算出によって、同推定温度Ｔの精度は高くなっているため、推定温度Ｔと過熱判定値αとの比較判定による触媒７０の過熱判定の精度、すなわち触媒７０が過熱状態にあるか否かの判定精度も自ずと高くなる。そして、推定温度Ｔが過熱判定値α未満である場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、触媒７０は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
【００５６】
一方、推定温度Ｔが上記過熱判定値α以上となっている場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、触媒７０が過熱状態にあると判断され、次に機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、制御装置８０のＲＯＭに記憶された２次元マップである第２増量マップＤｍａｐ２を参照して燃料噴射量の増量値Ｄが算出される（Ｓ１６０）。この第２増量マップＤｍａｐ２も、先の図６に示すように、機関回転速度ＮＥが高くなるほど増量値Ｄは大きくなるように設定されており、また、先の図７に示すように、機関負荷率ＫＬが高くなるほど増量値Ｄは大きくなるように設定されている。また、上述したように、排気側可変動弁機構６０ｂに制御異常が発生しており、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときと比較して、排気温度が高くなる傾向にある。そこで、この第２増量マップＤｍａｐ２では、先の図６及び図７に示すように、上記第１増量マップＤｍａｐ１と比較して、同一の機関回転速度ＮＥにおいて設定される増量値Ｄや、同一の機関負荷率ＫＬにおいて設定される増量値Ｄがより大きい値となるように設定されている。このように、同一の機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、増量値Ｄがより大きくなるように算出される。
【００５７】
こうして増量値Ｄが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量がステップＳ１６０で算出された増量値Ｄの分だけ増量補正される。このときの増量補正に際しては、バルブオーバラップ量が負となっており、その増量値Ｄは、バルブオーバラップ量が負となっていないときと比較して、より大きくされている。従って、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒７０の過熱も適切に抑制される。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）機関運転状態に基づいて触媒７０の推定温度Ｔを算出し、その推定温度Ｔに基づいて触媒７０の過熱が判定されたときには、触媒７０の過熱を抑制する抑制処理を実行するようにしている。そして、バルブオーバラップ量が負になっているときと、バルブオーバラップ量が負になっていないときとでは、算出される上記推定温度Ｔが異なるように当該推定温度Ｔを算出するようにしている。より詳細には、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、算出される推定温度Ｔがより高くなるようにしている。これによりバルブオーバラップ量の状態に応じて上記推定温度Ｔが算出されるようになり、バルブオーバラップ量が負の状態になっているときに算出される同推定温度Ｔについてその精度が向上するようになる。そのため、触媒７０の過熱判定の精度も向上し、同触媒７０の過熱を抑制する上記抑制処理も適切に行われるようになる。従って、バルブオーバラップ量が負の状態になることのあるエンジン１において、触媒７０の過熱を適切に抑えることができるようになる。
【００５９】
（２）機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づいて上記推定温度Ｔを算出するようにしている。より詳細には、機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬが高いときほど、推定温度Ｔが高くなるようにこれを算出するようにしており、同推定温度Ｔを適切に算出することができる。
【００６０】
（３）上記抑制処理として、インジェクタ１６から噴射される燃料噴射量を、機関運転状態に基づいて設定される増量値Ｄにて補正するようにしている。そして、バルブオーバラップ量が負になっており、排気温度が高くなる傾向にあるときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、上記増量値Ｄが大きくされるようにしている。そのため、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒７０の過熱を適切に抑制することができるようになる。
【００６１】
（４）排気バルブ１８のバルブタイミングが最進角位置に設定されたときにバルブオーバラップ量が負となるように同排気バルブ１８の閉弁時期は設定されており、エンジン１の始動時やアイドル運転時においては、排気バルブ１８のバルブタイミングが上記最進角位置となるように排気側可変動弁機構６０ｂを駆動するようにしている。これにより、エンジン１の始動時やアイドル運転時においては、バルブオーバラップ量が負の状態にされ、そうした低回転低負荷時においては、吸気ポート１２の壁面に付着した燃料の霧化や微粒化を促進させることができる。
【００６２】
また、排気側可変動弁機構６０ｂの制御異常時にも、排気バルブ１８のバルブタイミングが上記最進角位置となるように排気側可変動弁機構６０ｂを駆動するようにしている。これにより、そうした制御異常時における排気バルブ１８のバルブタイミングの不安定化が抑えられるようになる。ここで、上記制御異常時においては、バルブオーバラップ量が負の状態にされるのであるが、同制御異常は、機関回転速度ＮＥや機関負荷率ＫＬの状態に関係なく発生する可能性がある。そのため、例えば高回転高負荷時などにおいて上記制御異常が発生し、バルブオーバラップ量が負の状態にされると、上述したように圧縮端温度が上昇して触媒７０の過熱を招くおそれがある。この点、本実施形態によれば、そのようにしてバルブオーバラップ量が負の状態になることのあるエンジン１において、触媒７０の過熱を適切に抑えることができるようになる。
【００６３】
（５）バルブオーバラップ量が負の状態にされているときには、圧縮端温度の上昇に起因するノッキングの発生を抑えるために、バルブオーバラップ量が負の状態にされていないときと比較して、点火時期を遅角側に補正するようにしている。この点火時期の遅角側への補正を、上記ノッキング制御の実行を通じて行うようにしている。従って、バルブオーバラップ量が負の状態にされているときの点火時期の遅角補正量を、ノッキングの発生状況に対応させて適切に設定することができるようになる。
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２実施形態について、図８及び図９に基づいて説明する。
【００６４】
上記第１実施形態の過熱抑制制御では、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づいて燃料噴射量の増量値Ｄを設定するようにした。これに対して、本実施形態の過熱抑制制御では、上述した触媒７０の推定温度Ｔに基づいて増量値Ｄを設定するようにしており、この点以外は、基本的に第１実施形態と同様である。そこで以下では、その相違点を中心に、本実施形態で実施される過熱抑制制御を説明する。
【００６５】
図８に、本実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示す。なお、この処理も制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、上述した排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされているか否かが判定される（Ｓ１００）。
【００６６】
そして、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＦＦ」にされており、排気側可変動弁機構６０ｂの制御が正常に行われている場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、上述した第１温度マップＴｍａｐ１を参照して触媒７０の推定温度Ｔが算出される（Ｓ１１０）。
【００６７】
一方、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされている場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のバルブオーバラップ量が負になっていると判断される。
そして、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、上述した第２温度マップＴｍａｐ２を参照して触媒７０の推定温度Ｔが算出される（Ｓ１４０）。
【００６８】
上記ステップＳ１１０またはステップＳ１４０にて推定温度Ｔが算出されると、その推定温度Ｔが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１２０）。そして、推定温度Ｔが過熱判定値α未満である場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、触媒７０は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
【００６９】
一方、推定温度Ｔが過熱判定値α以上となっている場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、触媒７０が過熱状態にあると判断され、次に推定温度Ｔに基づき、制御装置８０のＲＯＭに記憶された１次元マップである第３増量マップＤｍａｐ３を参照して燃料噴射量の増量値Ｄが算出される（Ｓ２００）。この第３増量マップＤｍａｐ３は、図９に示すように、推定温度Ｔが高くなるほど増量値Ｄが大きくなるように設定されている。このようにして増量値Ｄが算出されると、本処理は一旦終了される。
【００７０】
そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量が増量値Ｄの分だけ増量補正される。
このように、触媒７０の過熱が判定されたときには、燃料噴射量が触媒７０の推定温度Ｔに基づいて増量補正されることにより排気温度は低下し、その排気温度の低下により触媒７０の過熱を抑制することができる。ここで、バルブオーバラップ量が負となっているときには上記第２温度マップＴｍａｐ２を用いて推定温度Ｔが算出され、バルブオーバラップ量が負になっていないときには、上記第１温度マップＴｍａｐ１を用いて推定温度Ｔが算出される。これにより、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、触媒７０の推定温度Ｔがより高くなるように算出され、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒７０の温度についてその推定精度が向上する。従って、その推定温度Ｔに基づいて設定される増量値Ｄも適切に設定される。より具体的には、同一の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、触媒７０の推定温度Ｔがより高くなるように算出される。従って、同一の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬであっても、バルブオーバラップ量が負となっているときには、バルブオーバラップ量が負になっていないときに比して、増量値Ｄがより大きくされ、同増量値Ｄは適切に設定される。このように、本実施形態によっても、バルブオーバラップ量が負になっているときの触媒７０の過熱を適切に抑制することができるようになる。
（第３実施形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第３実施形態について、図１０及び図１１に基づいて説明する。
【００７１】
上記第１実施形態では、触媒７０の過熱を抑制する抑制処理として、燃料噴射量の増量補正を行うようにした。これに対し、本実施形態では、バルブオーバラップ量が負になっていないときの抑制処理としては、燃料噴射量の増量補正を行い、バルブオーバラップ量が負になっているときの抑制処理としては、吸気バルブ１７のバルブタイミングを進角側に変更するようにしており、この点以外は、基本的に第１実施形態と同様である。そこで以下では、その相違点を中心に、本実施形態で実施される過熱抑制制御を説明する。
【００７２】
図１０に、本実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示す。なお、この処理も制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、上述した排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされているか否かが判定される（Ｓ１００）。
【００７３】
そして、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＦＦ」にされており、排気側可変動弁機構６０ｂの制御が正常に行われている場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、上述した第１温度マップＴｍａｐ１を参照して触媒７０の推定温度Ｔが算出される（Ｓ１１０）。
【００７４】
次に、ステップＳ１１０で算出された推定温度Ｔが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１２０）。そして、推定温度Ｔが過熱判定値α未満である場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、触媒７０は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
【００７５】
一方、推定温度Ｔが上記過熱判定値α以上となっている場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、上述した第１増量マップＤｍａｐ１を参照して燃料噴射量の増量値Ｄが算出されて（Ｓ１３０）、本処理は一旦終了される。そして、機関運転状態に基づいて設定される基本燃料噴射量が増量値Ｄの分だけ増量補正されることにより、触媒７０の過熱が抑制される。
【００７６】
他方、上記ステップＳ１００にて、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされている場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在のバルブオーバラップ量が負になっていると判断される。
【００７７】
そして、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づき、上述した第２温度マップＴｍａｐ２を参照して触媒７０の推定温度Ｔが算出される（Ｓ１４０）。
次に、ステップＳ１４０で算出された推定温度Ｔが上述した過熱判定値α以上であるか否かが判定される（Ｓ１５０）。そして、推定温度Ｔが過熱判定値α未満である場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、触媒７０は過熱状態になっていないと判断されて、本処理は一旦終了される。
【００７８】
一方、推定温度Ｔが上記過熱判定値α以上となっている場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、触媒７０が過熱状態にあると判断され、吸気バルブ１７のバルブタイミングが進角側に変更される（Ｓ３００）。このステップＳ３００では、吸気バルブ１７の開弁時期が排気バルブ１８の閉弁時期よりも進角側の時期となるように上記目標吸気バルブタイミングＩｎＶＴＴが設定され、上記実吸気バルブタイミングＩｎＶＴＲが目標吸気バルブタイミングＩｎＶＴＴとなるように上記吸気側可変動弁機構６０ａが駆動される。そして、本処理は一旦終了される。
【００７９】
このように、上記過熱抑制制御によれば、排気側フェイルフラグＦｅｘが「ＯＮ」にされているとき、すなわちバルブオーバラップ量が負となっているときに触媒７０が過熱状態にあると判定されたときには、図１１に示すように、吸気バルブ１７の開弁時期が排気バルブ１８の閉弁時期よりも進角側の時期となるように変更される。これによりバルブオーバラップ量が負になっている状態は解消される。こうしてバルブオーバラップ量が負ではない状態にされることにより、圧縮端温度が低下してノッキングは発生しにくくなり、点火時期は進角側に変更されやすくなる。このように点火時期が進角側に変更されると排気温度は低下するため、本実施形態においても、触媒７０の過熱を適切に抑制することができるようになる。
【００８０】
尚、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・機関負荷率ＫＬを他のパラメータ、例えば基本燃料噴射量やアクセルペダル５２の操作量、あるいはスロットルバルブ５３の開度などに基づいて算出するようにしてもよい。
【００８１】
・触媒７０の推定温度Ｔを機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに基づいて算出するようにしたが、機関運転状態に関連する他のパラメータに基づいて同推定温度Ｔを算出するようにしてもよい。例えば、排気温度を検出する排気温度センサを排気通路１５に設け、その検出される排気温度に基づいて触媒７０の推定温度Ｔを算出するようにしてもよい。
【００８２】
・推定温度Ｔや増量値Ｄを、マップを用いて算出するようにしたが、適宜の関係式を用いて算出するようにしてもよい。
・バルブオーバラップ量が負の状態になっているか否かを排気側フェイルフラグＦｅｘの値に基づいて判定するようにしたが、実オーバラップ量ＯＬＲや目標オーバラップ量ＯＬＴに基づいてそうした判定を行うようにしてもよい。
【００８３】
・第３実施形態において、バルブオーバラップ量が負となっているときに触媒７０が過熱状態にあると判定されたときには、ステップＳ３００の処理を行うとともに、同ステップＳ３００の実行による排気温度の低下分を考慮しつつ、燃料噴射量の増量補正を行うようにしてもよい。
【００８４】
・吸気側可変動弁機構６０ａを備えておらず、吸気バルブ１７のバルブタイミングが固定とされた内燃機関であっても、排気行程の途中で排気バルブ１８が閉弁され、その後、吸気バルブ１７が開弁される場合には、排気バルブ１８の閉弁時期と吸気バルブ１７の開弁時期との間に双方のバルブが閉じた期間が生じ、バルブオーバラップ量は負になる。従って、そのように吸気バルブ１７のバルブタイミングが固定とされた内燃機関においても第１及び第２実施形態を適用することにより、各実施形態に準ずる作用効果を得ることができる。
【００８５】
・上記各実施形態では、バルブオーバラップ量が負になっているときの点火時期の遅角側への補正を、上記ノッキング制御の実行を通じて行うようにしたが、この他の態様にて、バルブオーバラップ量が負になっているときには、負になっていないときに比して、点火時期を遅角側に補正するようにしてもよい。例えば、バルブオーバラップ量が負になっているときには、点火時期を予め設定された補正量の分だけ遅角側に変更するようにしてもよい。この場合にも、バルブオーバラップ量が負の状態にされて圧縮端温度が上昇することに起因するノッキングの発生を抑えることができる。
【００８６】
・上記エンジン１は、機関の始動時やアイドル運転時、あるいは排気側可変動弁機構の制御異常時においてバルブオーバラップ量が負の状態にされる内燃機関であったが、この他の状態においてバルブオーバラップ量が負の状態にされる内燃機関についても、本発明は同様に適用することができる。
【００８７】
・上記各実施形態における可変動弁機構は、吸気バルブ１７や排気バルブ１８のバルブタイミングのみを変更する機構であった。この他、例えば、吸気バルブ１７や排気バルブ１８の最大リフト量とバルブタイミングとを共に変更する可変動弁機構を備える内燃機関にも、本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明にかかる内燃機関の制御装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関の概略構成図。
【図２】同実施形態の吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングについてその初期状態を示す図。
【図３】同実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示すフローチャート。
【図４】機関回転速度と触媒の推定温度との対応関係を示すグラフ。
【図５】機関負荷率と触媒の推定温度との対応関係を示すグラフ。
【図６】機関回転速度と燃料噴射量の増量値との対応関係を示すグラフ。
【図７】機関負荷率と燃料噴射量の増量値との対応関係を示すグラフ。
【図８】第２実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示すフローチャート。
【図９】触媒の推定温度と燃料噴射量の増量値との対応関係を示すグラフ。
【図１０】第３実施形態における過熱抑制制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】同実施形態において抑制処理が実行されたときの吸気バルブのバルブタイミングについてその一例を示す図。
【図１２】（ａ）はバルブオーバラップ量が正の状態のときのバルブタイミング、（ｂ）はバルブオーバラップ量が「０」の状態のときのバルブタイミング、（ｃ）はバルブオーバラップ量が負の状態のときのバルブタイミングを示す図。
【符号の説明】
【００８９】
１…エンジン、２…シリンダブロック、３…シリンダ、４…ピストン、５…クランクシャフト、６…コンロッド、７…シリンダヘッド、８…燃焼室、１１…点火プラグ、１２…吸気ポート、１３…排気ポート、１４…吸気通路、１５…排気通路、１６…インジェクタ、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、３１…吸気側カムシャフト、３２…排気側カムシャフト、３３、３４…タイミングプーリ、３５…タイミングベルト、４１…クランク角センサ、４２ａ…カム角センサ、４２ｂ…カム角センサ、４６…イグナイタ、５１…サージタンク、５２…アクセルペダル、５３…スロットルバルブ、５４…スロットル開度センサ、５６…エアフロメータ、５７…ノックセンサ、６０ａ…吸気側可変動弁機構（ＩＮ−ＶＶＴ機構）、６０ｂ…排気側可変動弁機構（ＥＸ−ＶＶＴ機構）、７０…触媒、８０…制御装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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