JP4736930B2

JP4736930B2 - Catalyst control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4736930B2
Application number: JP2006122096A
Authority: JP
Inventors: 知由小郷; 好一郎中谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: JP2007291983A

Description

この発明は、内燃機関の触媒制御装置に係り、特に、吸気弁およびまたは排気弁の開閉時期の変更によって触媒温度を制御する装置として好適な内燃機関の触媒制御装置に関する。 The present invention relates to a catalyst control device for an internal combustion engine, and more particularly to a catalyst control device for an internal combustion engine suitable as a device for controlling the catalyst temperature by changing the opening / closing timing of an intake valve and / or an exhaust valve.

従来、例えば特許文献１には、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備えた内燃機関の排気微粒子除去装置が開示されている。この従来の装置は、そのフィルタ（捕集手段）の捕集能力を再生させるときに、排気弁の開き時期および閉じ時期が進角するように可変動弁機構を制御する動弁機構制御手段を備えている。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関から燃焼直後または燃焼途中の高温の排気を排出させることにより、捕集手段に捕集されている粒子状物質を燃焼および除去することができる。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an exhaust particulate removal device for an internal combustion engine including a filter that collects particulate matter in exhaust gas. This conventional apparatus has a valve mechanism control means for controlling the variable valve mechanism so that the opening timing and closing timing of the exhaust valve are advanced when the collecting ability of the filter (collecting means) is regenerated. I have. For this reason, according to the above-described conventional apparatus, the particulate matter collected by the collection means can be burned and removed by discharging high-temperature exhaust immediately after combustion or during combustion from the internal combustion engine.

特開２００２−２２７６３０号公報JP 2002-227630 A 特開２００４−５２５９７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-52597 特開平７−１９０３２号公報JP-A-7-19032 特開２００５−１６３９６号公報JP 2005-16396 A 特開２００３−８３０３０号公報JP 2003-83030 A 特開２００５−２０１０６０号公報JP 2005-201060 A

上記従来技術に開示されているように、吸気弁およびまたは排気弁の開閉時期の制御によって、触媒を昇温させる触媒昇温制御が知られている。そのような触媒昇温制御の実行中は、様々な外的変化に対して、上記触媒昇温制御の内容を補正することが必要となる。しかしながら、上記従来の装置は、この点につき何らの考慮がなされておらず、未だ改良の余地を有するものであった。 As disclosed in the above prior art, there is known a catalyst temperature increase control for increasing the temperature of a catalyst by controlling the opening / closing timing of an intake valve and / or an exhaust valve. During the execution of the catalyst temperature increase control, it is necessary to correct the contents of the catalyst temperature increase control with respect to various external changes. However, the above-mentioned conventional apparatus has not taken any consideration into this point, and still has room for improvement.

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、触媒昇温制御中に生じた外的変化に対して、触媒昇温制御に適切な補正を施すことのできる内燃機関の触媒制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine capable of appropriately correcting the catalyst temperature rise control with respect to an external change occurring during the catalyst temperature rise control. An object is to provide a catalyst control device.

第１の発明は、排気弁の開き時期および閉じ時期を変更可能な可変動弁機構を備え、目標排気温度が得られるように内燃機関の運転状態に応じて当該開き時期および閉じ時期の進角度を調整することによって、排気通路に配置される触媒の温度を制御する触媒温度制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、
前記触媒温度制御の実行中において、低回転軽負荷領域への移行時に前記触媒が過熱状態となるか否かを予測する触媒過熱予測手段と、
低回転軽負荷領域への前記移行時において前記触媒の過熱が予測される場合に、前記排気弁の開き時期および閉じ時期についての制御上限値に向けて当該排気弁の開き時期および閉じ時期を進角させるバルブ開閉時期制御手段と、
を備えることを特徴とする。 The first invention includes a opening timing and closing Ji variable valve mechanism capable of changing a timing of the exhaust valves, Oyo opening timing such in accordance with the operating state of the internal combustion engine so that the target exhaust temperature is obtained by adjusting the advance angle of the fine closed Ji timing, a catalyst control apparatus for an internal combustion engine that executes a catalyst temperature control that controls the temperature of the catalyst arranged in the exhaust passage,
Oite during execution of the catalyst temperature control, and catalyst overheating prediction means for predicting whether the catalyst during the transition to low rotation low load region is overheated,
If the overheating of the catalyst is predicted at the time of the transition to the low rotation low load region, Ji beauty closed Oyo opening timing of the exhaust valve toward the upper control limit for the opening timing and closing timing of the exhaust valve a valve closing timing control means for Ru the timing advance is angularly,
It is characterized by providing.

また、第２の発明は、第１の発明において、前記触媒の過熱が予測される場合に、前記バルブ開閉時期制御手段が制御する前記排気弁の進角量は、スモークが悪化しない最小の空燃比を充足する値であることを特徴とする。 Further, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect , when the catalyst is predicted to be overheated, the advance amount of the exhaust valve controlled by the valve opening / closing timing control means is a minimum air amount that does not deteriorate smoke. It is a value that satisfies the fuel ratio.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、大気圧に基づいて現在の車両の位置が高地であるか否かを判定する高地判定手段を更に備え、
前記バルブ開閉時期制御手段は、現在の車両の位置が高地である場合には、前記排気弁の開き時期および閉じ時期についての前記制御上限値および制御下限値の少なくとも一方を、当該制御上限値および制御下限値により定める範囲が狭まるように変更することを特徴とする。 The third invention further comprises a high altitude decision means for the first or second inventions in Oite, the current position of the vehicle based on the atmospheric pressure to determine whether a high altitude,
The valve closing timing control means, when the current position of the vehicle is high altitude, at least one of the upper control limit and lower control limit for the opening timing and closing Ji time prior Sharing, ABS valves, wherein the range specified by the upper control limit and lower control limit is changed to narrow or so that.

第１の発明によれば、触媒の過熱が予測される場合に、筒内から排出されるガスの空燃比を応答性良くリッチ化させることができる、すなわち、酸素濃度を応答性良く低減することができる。このため、触媒内部の発熱反応による温度上昇を効果的に抑制することができる。 According to the first invention, when the catalyst is predicted to be overheated, the air-fuel ratio of the gas discharged from the cylinder can be enriched with good responsiveness, that is, the oxygen concentration can be reduced with good responsiveness. Can do. For this reason, the temperature rise by the exothermic reaction inside a catalyst can be suppressed effectively.

第２の発明によれば、スモークの発生を回避しつつ、筒内から排出されるガスの空燃比を素早くリッチ化させることができる。 According to the second invention, the air-fuel ratio of the gas discharged from the cylinder can be quickly enriched while avoiding the generation of smoke.

第３の発明によれば、大気圧の変化に起因して、失火や未燃HCの排出、或いはスモークの排出量の増加が生ずるのを良好に抑制しつつ、触媒床温制御を実行することができる。 According to the third invention, the catalyst bed temperature control is executed while satisfactorily suppressing the occurrence of misfire, discharge of unburned HC, or increase in smoke discharge due to changes in atmospheric pressure. Can do.

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。 Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 is a diesel engine. A piston 12 that reciprocates inside the cylinder of the internal combustion engine 10 is provided. Further, the internal combustion engine 10 includes a cylinder head 14. A combustion chamber 16 is formed between the piston 12 and the cylinder head 14.

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。 A fuel injection valve 18 that injects fuel directly into the combustion chamber 16 is incorporated in the cylinder head 14. An intake passage 20 and an exhaust passage 22 communicate with the combustion chamber 16. The intake passage 20 and the exhaust passage 22 are respectively provided with an intake valve 24 and an exhaust valve 26 for bringing the combustion chamber 16 and the intake passage 20 or the combustion chamber 16 and the exhaust passage 22 into a conduction state or a cutoff state. .

吸気弁２４および排気弁２６は、それぞれ吸気可変動弁（VVT）機構２８および排気可変動弁（VVT）機構３０により駆動される。また、可変動弁機構２８、３０は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁２４および排気弁２６を開閉させるとともに、それらの開閉時期を作用角一定のままで変更できるものである。尚、吸気弁２４や排気弁２６を駆動するための可変動弁機構は、吸気弁２４または排気弁２６の開き時期および閉じ時期の少なくとも一方を可変に制御できるものであれば、上記の可変動弁機構２８、３０のような構成に限らず、バルブのリフト量や作用角を機械的に連続可変できる可変動弁機構や電磁駆動弁などであってもよい。 The intake valve 24 and the exhaust valve 26 are driven by an intake variable valve operating (VVT) mechanism 28 and an exhaust variable valve operating (VVT) mechanism 30, respectively. In addition, the variable valve mechanisms 28 and 30 can open and close the intake valve 24 and the exhaust valve 26 in synchronization with the rotation of the crankshaft, and can change the opening and closing timing of the valve while keeping the operating angle constant. Note that the variable valve mechanism for driving the intake valve 24 and the exhaust valve 26 may be any of the above variable operation mechanisms as long as at least one of the opening timing and closing timing of the intake valve 24 or the exhaust valve 26 can be variably controlled. The configuration is not limited to the valve mechanisms 28 and 30, and a variable valve mechanism or an electromagnetically driven valve that can mechanically continuously change the lift amount and working angle of the valve may be used.

吸気通路２０には、吸気通路２０を開閉するための吸気絞り弁３２が配置されている。吸気絞り弁３２の上流には、吸気通路２０内の圧力を検出する吸気圧センサ３４が取り付けられている。 An intake throttle valve 32 for opening and closing the intake passage 20 is disposed in the intake passage 20. An intake pressure sensor 34 for detecting the pressure in the intake passage 20 is attached upstream of the intake throttle valve 32.

排気通路２２には、排気ガスを浄化するための排気浄化装置３６が配置されている。ここでは、排気浄化装置３６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３８を備えるDPR(Diesel Particulate active Reduction system)が用いられているものとする。尚、排気浄化装置３６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。 An exhaust gas purification device 36 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 22. Here, as the exhaust purification device 36, there is a DPR (Diesel Particulate active Reduction system) including a filter 38 with a catalyst in which an oxidation catalyst and a DPF (Diesel Particulate Filter) for collecting particulate matter (PM) are combined. It shall be used. The configuration of the exhaust purification device 36 is not limited to this, and may be a device using an oxidation catalyst alone, a DPNR (Diesel Particulate-NOx active Reduction system) equipped with a catalyst capable of storing NOx, or the like. .

また、排気通路２２には、排気浄化装置３６の上流に、排気通路２２内に燃料を噴射する燃料添加弁４０が組み込まれている。このような燃料添加弁４０によれば、排気浄化装置３６の触媒を昇温或いは還元させる必要のあるときに、排気浄化装置３６内の触媒に未燃HCを供給することができる。尚、当該触媒への未燃HCの供給は、上記の燃料添加弁４０による燃料供給に代えて、燃料噴射弁１８によるポスト噴射で実現されるものであってもよい。ポスト噴射は、燃料噴射弁１８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）の後のタイミング、すなわち、膨張行程中に行われるものである。 The exhaust passage 22 incorporates a fuel addition valve 40 for injecting fuel into the exhaust passage 22 upstream of the exhaust purification device 36. According to such a fuel addition valve 40, unburned HC can be supplied to the catalyst in the exhaust purification device 36 when it is necessary to raise or reduce the catalyst of the exhaust purification device 36. The supply of unburned HC to the catalyst may be realized by post injection by the fuel injection valve 18 instead of the fuel supply by the fuel addition valve 40 described above. The post-injection is performed as a fuel injection by the fuel injection valve 18 after the main fuel injection (hereinafter referred to as “main injection”) performed near the compression top dead center, that is, during the expansion stroke. is there.

また、排気通路２２には、触媒付きフィルタ３８の前後の差圧を検出するための差圧センサ４２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３８の上流に、排気通路２２内の圧力を検出する排気圧センサ４４、および当該触媒付きフィルタ３８の温度情報を取得するための排気温度センサ４６がそれぞれ取り付けられている。 Further, a differential pressure sensor 42 for detecting a differential pressure before and after the filter 38 with catalyst is attached to the exhaust passage 22. Further, an exhaust pressure sensor 44 for detecting the pressure in the exhaust passage 22 and an exhaust temperature sensor 46 for acquiring temperature information of the catalyst-equipped filter 38 are respectively provided in the exhaust passage 22 upstream of the filter 38 with a catalyst. It is attached.

図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)５０を備えている。ECU５０には、上述した各種センサに加え、エンジン回転数NEを検知するためのクランク角センサ５２、アクセルペダル開度を検知するためのアクセル開度センサ５４、更には燃料タンク（図示省略）内の燃料残量を検知するための燃料残量センサ５６等のセンサが接続されている。また、ECU５０には、上述した各種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、所定の制御プログラムに従って各アクチュエータを駆動するようになっている。 The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the various sensors described above, the ECU 50 includes a crank angle sensor 52 for detecting the engine speed NE, an accelerator opening sensor 54 for detecting the accelerator pedal opening, and a fuel tank (not shown). A sensor such as a remaining fuel sensor 56 for detecting the remaining fuel is connected. In addition, the above-described various actuators are connected to the ECU 50. The ECU 50 drives each actuator according to a predetermined control program based on the output of each sensor.

［触媒昇温制御の概要］
本実施形態のシステムでは、触媒付きフィルタ３８に捕集されたPMを燃焼によって除去すべく、所定の条件下において、排気弁２６の開き時期および閉じ時期の調整によって、触媒の温度を上昇させる触媒昇温制御が実行される。図２は、そのような触媒昇温制御中の排気弁２６の開閉時期の設定を説明するための図である。 [Overview of catalyst temperature rise control]
In the system of the present embodiment, a catalyst that raises the temperature of the catalyst by adjusting the opening timing and closing timing of the exhaust valve 26 under predetermined conditions in order to remove PM collected by the filter 38 with catalyst by combustion. Temperature increase control is executed. FIG. 2 is a diagram for explaining the setting of the opening / closing timing of the exhaust valve 26 during such catalyst temperature raising control.

図２中に破線で表された曲線は、通常時の排気弁２６の開閉時期の設定を示しており、また、図２中に実線で表された曲線は、上記触媒昇温制御時の排気弁２６の開閉時期の設定を示している。すなわち、本実施形態では、触媒昇温制御時には、排気可変動弁機構３０によって、排気弁２６の開弁位相を進角させることで、排気弁２６の開き時期と排気弁２６の閉じ時期をともに進角させることとしている。これにより、次の図３に示すような効果が得られる。 A curve indicated by a broken line in FIG. 2 indicates the setting of the opening / closing timing of the exhaust valve 26 at a normal time, and a curve indicated by a solid line in FIG. 2 indicates the exhaust at the time of catalyst temperature increase control. The setting of the opening / closing timing of the valve 26 is shown. That is, in this embodiment, at the time of catalyst temperature rise control, the exhaust variable valve mechanism 30 advances the valve opening phase of the exhaust valve 26 so that both the opening timing of the exhaust valve 26 and the closing timing of the exhaust valve 26 are achieved. It is going to advance. Thereby, the effect as shown in FIG. 3 is obtained.

図３は、触媒昇温制御時の筒内圧力Pと筒内容積Vとの関係を示すP-V線図である。図３に示すように、排気弁２６の開き時期が進角（EX早開）されると、膨張仕事が減少する。従って、進角前の状態と同一のトルクを内燃機関１０が発生させるためには、燃料噴射量を増量する必要が生ずる。その結果、排気損失が増大する。 FIG. 3 is a PV diagram showing the relationship between the cylinder pressure P and the cylinder volume V during catalyst temperature increase control. As shown in FIG. 3, when the opening timing of the exhaust valve 26 is advanced (ex rapid opening), the expansion work is reduced. Therefore, in order for the internal combustion engine 10 to generate the same torque as that before the advance angle, it is necessary to increase the fuel injection amount. As a result, exhaust loss increases.

また、図３に示すように、排気弁２６の閉じ時期が進角（EX早閉）されると、排気行程において、筒内に閉じ込められた既燃ガス（内部EGRガス）が圧縮されることになるため、ポンプ損失が発生する。発生したポンプ損失は、その後に筒内に吸入される空気の熱エネルギに変換されるので、圧縮上死点における筒内温度（圧縮端温度）が上昇する。その結果、排気損失が増大する。さらに、圧縮端温度が上昇すると、それ以降の筒内温度もその分だけ高くなるので、メイン噴射時期をリタードさせた際の燃焼安定性が向上する。メイン噴射時期をリタードさせた状況下、すなわち、ピストンが上死点を過ぎて圧縮圧力が低下している状況下で、当該リタード前と同一のトルクを内燃機関１０が発生させるためには、燃料噴射量を増量させる必要が生ずる。その結果、排気損失が増大する。 Further, as shown in FIG. 3, when the closing timing of the exhaust valve 26 is advanced (EX early closing), the burned gas (internal EGR gas) confined in the cylinder is compressed in the exhaust stroke. Therefore, pump loss occurs. The generated pump loss is converted into thermal energy of air that is subsequently sucked into the cylinder, so that the cylinder temperature (compression end temperature) at the compression top dead center increases. As a result, exhaust loss increases. Further, when the compression end temperature rises, the in-cylinder temperature thereafter increases accordingly, so that the combustion stability when the main injection timing is retarded is improved. In order to cause the internal combustion engine 10 to generate the same torque as before the retard under the situation where the main injection timing is retarded, that is, under the situation where the compression pressure is lowered after the piston has passed the top dead center, It becomes necessary to increase the injection amount. As a result, exhaust loss increases.

以上のように、排気弁２６の開き時期の進角によって排気損失が増大するとともに、排気弁２６の閉じ時期の進角によっても排気損失が増大する。排気損失の増大は、排気温度の増大をもたらす。このため、以上説明した制御によれば、触媒の昇温が可能となる。そして、本実施形態のように、排気弁２６の開き時期の進角と排気弁２６の閉じ時期の進角とを併用している場合には、両者の相乗効果によって排気温度の増大効果を高めることができる。以上の本実施形態の触媒昇温制御によれば、軽負荷状態であっても、有効に排気温度を上昇させることができる。 As described above, the exhaust loss increases with the advance timing of the exhaust valve 26, and the exhaust loss also increases with the advance timing of the exhaust valve 26. An increase in exhaust loss results in an increase in exhaust temperature. For this reason, according to the control described above, the temperature of the catalyst can be increased. When the advance angle of the opening timing of the exhaust valve 26 and the advance angle of the closing timing of the exhaust valve 26 are used together as in this embodiment, the effect of increasing the exhaust temperature is enhanced by a synergistic effect of both. be able to. According to the catalyst temperature increase control of the present embodiment described above, the exhaust temperature can be effectively increased even in a light load state.

［進角度の上下限値の設定］
次に、図４に示すルーチンを参照して、上記触媒昇温制御時における排気弁開閉時期の進角度の上下限値の設定手法について説明する。尚、以下の本明細書中においては、排気弁の開閉時期の進角度を、単に「EX進角度」と称する。
本ルーチンは、触媒昇温制御（昇温モード）が実行される条件が成立している場合であって、排気可変動弁機構３０が可変動作を行い得る状態にある軽負荷条件が成立している場合に実行されるものとする。 [Setting the upper and lower limit values of the advance angle]
Next, referring to the routine shown in FIG. 4, a method for setting the upper and lower limit values of the advance angle of the exhaust valve opening / closing timing during the catalyst temperature increase control will be described. In the following description, the advance angle of the opening / closing timing of the exhaust valve is simply referred to as “EX advance angle”.
This routine is a case where the conditions for executing the catalyst temperature increase control (temperature increase mode) are satisfied, and the light load condition in which the variable exhaust valve mechanism 30 can perform the variable operation is satisfied. Shall be executed if

図４に示すルーチンでは、先ず、EX進角度上限値の算出が実行される（ステップ１００）。具体的には、以下のステップ１０２〜１０６の処理が実行される。先ず、ステップ１０２では、スモーク（PMの主成分である黒煙）が悪化しない（スモーク限界の）最小A/Fが設定される。ECU５０は、内燃機関１０の負荷とエンジン回転数NEとの関係で、スモークが悪化しない最小A/Fを定めたマップを記憶しており、本ステップ１０２では、そのマップに従って最小A/Fが取得される。尚、最小A/Fは、スモークとの関係に限らず、失火を回避できる値或いは未燃HCの排出を適切に抑制可能な値として設定されたものであってもよい。 In the routine shown in FIG. 4, first, calculation of the EX advance angle upper limit value is executed (step 100). Specifically, the following steps 102 to 106 are executed. First, in step 102, the minimum A / F (of the smoke limit) that does not deteriorate smoke (black smoke which is the main component of PM) is set. The ECU 50 stores a map that defines a minimum A / F that does not deteriorate smoke in relation to the load of the internal combustion engine 10 and the engine speed NE. In this step 102, the minimum A / F is acquired according to the map. Is done. The minimum A / F is not limited to the relationship with smoke, but may be set as a value that can avoid misfire or a value that can appropriately suppress the discharge of unburned HC.

次いで、上記ステップ１０２において設定された最小A/Fを充足するEX進角度Aが算出される（ステップ１０４）。次いで、当該ステップ１０４において算出されたEX進角度Aが進角上限値として設定される（ステップ１０６）。 Next, an EX advance angle A that satisfies the minimum A / F set in step 102 is calculated (step 104). Next, the EX advance angle A calculated in step 104 is set as the advance angle upper limit value (step 106).

一方、本ルーチンでは、進角上限値の算出と並行して、進角下限値の算出が実行される（ステップ１０８）。具体的には、以下のステップ１１０〜１２２の処理が実行される。先ず、ステップ１１０では、目標排気温度が、内燃機関１０の運転状態に基づいて設定される。次いで、現在の内燃機関１０の運転状態下で、当該目標排気温度を実現するために必要なEX進角度Bが算出される（ステップ１１２）。 On the other hand, in this routine, the advance angle lower limit value is calculated in parallel with the advance angle upper limit value (step 108). Specifically, the following steps 110 to 122 are executed. First, at step 110, the target exhaust temperature is set based on the operating state of the internal combustion engine 10. Next, under the current operating state of the internal combustion engine 10, the EX advance angle B necessary for realizing the target exhaust temperature is calculated (step 112).

また、ステップ１１４では、狙いのエミッション性能が得られるような目標内部EGR量が設定される（ステップ１１４）。次いで、当該目標内部EGR量を得るために必要なEX進角度Cが算出される（ステップ１１６）。 In step 114, a target internal EGR amount is set so as to obtain a target emission performance (step 114). Next, the EX advance angle C necessary to obtain the target internal EGR amount is calculated (step 116).

次に、上記ステップ１１２において算出されたEX進角度Bが、上記ステップ１１６において算出されたEX進角度Cより大きいか否かが判別される（ステップ１１８）。その結果、上記ステップ１１８の判定が成立する場合には、EX進角度Bが進角度下限値として設定され（ステップ１２０）、一方、上記ステップ１１８の判定が不成立である場合には、EX進角度Cが進角度下限値として設定される（ステップ１２２）。 Next, it is determined whether or not the EX advance angle B calculated in Step 112 is larger than the EX advance angle C calculated in Step 116 (Step 118). As a result, when the determination at step 118 is satisfied, the EX advance angle B is set as the advance angle lower limit value (step 120). On the other hand, when the determination at step 118 is not satisfied, the EX advance angle is set. C is set as the advance angle lower limit value (step 122).

図４に示すルーチンでは、次に、以上の処理によって設定されたEX進角度の上限値と下限値との間で、排気弁２６の開閉時期の目標進角度が、現在の運転状態に応じた最適値に決定される（ステップ１２４）。上述したように、EX進角度が大きくなれば、排気温度が増大し、また、進角前の条件と同一トルクを得るために燃料噴射量が増量されることで、燃費が悪化する。従って、本ステップ１２４では、排気温度を高めることを優先する場合には、EX進角度は上限値側の値に設定され、燃費やエミッション性能を優先する場合には、EX進角度は下限値側の値に設定される。 Next, in the routine shown in FIG. 4, the target advance angle of the opening / closing timing of the exhaust valve 26 according to the current operating state is between the upper limit value and the lower limit value of the EX advance angle set by the above processing. An optimum value is determined (step 124). As described above, if the EX advance angle increases, the exhaust temperature increases, and the fuel injection amount increases in order to obtain the same torque as the condition before the advance angle, thereby deteriorating the fuel efficiency. Therefore, in this step 124, when priority is given to increasing the exhaust gas temperature, the EX advance angle is set to a value on the upper limit side, and when priority is given to fuel consumption and emission performance, the EX advance angle is set to the lower limit value side. Is set to the value of

［OT防止のためのEX進角度補正］
次に、図５に示すルーチンを参照して、触媒過熱の防止（OT防止）のために行われるEX進角度の補正の手法について説明する。
本ルーチンは、触媒付きフィルタ３８に所定量のPMが堆積していると認められる状況下で実行されるものとする。尚、PMの堆積量は、差圧センサ４２の出力に基づき、触媒前後の差圧から推定して取得可能である。 [EX advance angle correction to prevent OT]
Next, with reference to the routine shown in FIG. 5, a method of correcting the EX advance angle that is performed to prevent catalyst overheating (OT prevention) will be described.
This routine is executed under a situation where it is recognized that a predetermined amount of PM is accumulated on the filter with catalyst 38. The PM accumulation amount can be estimated and acquired from the differential pressure before and after the catalyst based on the output of the differential pressure sensor 42.

図５に示すルーチンでは、先ず、現在の内燃機関１０の運転状態が、低回転軽負荷領域（アイドリング付近）への移行時、すなわち、排気ガス流量の比較的低い領域への移行時であるか否かが判別される（ステップ２００）。その結果、低回転軽負荷領域への移行時でないと判定された場合には、通常の触媒制御が実行される（ステップ２０２）。具体的には、内燃機関１０の運転状態（例えば、負荷とエンジン回転数NE）との関係で予め設定されたEX進角度のベース値となるように排気弁２６の開閉時期が制御される。 In the routine shown in FIG. 5, first, is the current operating state of the internal combustion engine 10 at the time of transition to a low rotation light load region (near idling), that is, at the time of transition to a region where the exhaust gas flow rate is relatively low? It is determined whether or not (step 200). As a result, when it is determined that it is not at the time of shifting to the low rotation light load region, normal catalyst control is executed (step 202). Specifically, the opening / closing timing of the exhaust valve 26 is controlled so that the EX advance angle base value is set in advance in relation to the operating state of the internal combustion engine 10 (for example, the load and the engine speed NE).

一方、上記ステップ２００において、現在の内燃機関１０の運転状態が低回転軽負荷領域への移行時であると判定された場合には、次いで、OTの危険があるか否かが判別される（ステップ２０４）。具体的には、現在の触媒床温が所定値より高いか、PM排出量が所定量より多いか、排気ガス流量が所定量より多いか、に基づいて、OTの危険性が判別される。尚、触媒床温は、排気温度センサ４６の出力を基礎として、ECU５０が触媒床温の推定値を算出することによって得ることができる。 On the other hand, if it is determined in step 200 that the current operating state of the internal combustion engine 10 is at the time of transition to the low rotation light load region, it is then determined whether or not there is a danger of OT ( Step 204). Specifically, the risk of OT is determined based on whether the current catalyst bed temperature is higher than a predetermined value, the PM emission amount is higher than a predetermined amount, or the exhaust gas flow rate is higher than a predetermined amount. The catalyst bed temperature can be obtained by the ECU 50 calculating an estimated value of the catalyst bed temperature based on the output of the exhaust temperature sensor 46.

上記ステップ２０４において、OTの危険がないと判定された場合には、EX進角度がベース値に維持される（ステップ２０６）。一方、上記ステップ２０４において、OTの危険があると判定された場合には、EX進角度の上限値となるまで、排気弁２６の開閉時期がEX進角度ベース値から更に進角される（ステップ２０８）。 If it is determined in step 204 that there is no danger of OT, the EX advance angle is maintained at the base value (step 206). On the other hand, if it is determined in step 204 that there is a danger of OT, the opening / closing timing of the exhaust valve 26 is further advanced from the EX advance angle base value until the upper limit value of the EX advance angle is reached (step 204). 208).

次に、燃料添加弁４０による燃料添加がカットされる（ステップ２１２）。尚、燃料添加のカットに代えて、所定量だけ燃料添加量を減量するようにしてもよい。次いで、OTが回避されたか否かが判別される（ステップ２１２）。具体的には、触媒床温が所定値より低下したか、PM排出量が所定量より低下したか、排気ガス流量が所定量より低下したか、に基づいて、OTの回避の成否が判別される。 Next, fuel addition by the fuel addition valve 40 is cut (step 212). Note that the fuel addition amount may be reduced by a predetermined amount instead of the fuel addition cut. Next, it is determined whether or not OT has been avoided (step 212). Specifically, the success or failure of OT avoidance is determined based on whether the catalyst bed temperature has decreased below a predetermined value, the PM emission amount has decreased below a predetermined amount, or the exhaust gas flow rate has decreased below a predetermined amount. The

上記ステップ２１２において、OTが未だ回避されていないと判別された場合には、EX進角度を上限値とし、燃料添加をカット等する処置が継続される。一方、OTの回避が確認された場合には、EX進角度を上限値まで更に進角させる制御が解除される（ステップ２１４）。 If it is determined in step 212 that OT has not yet been avoided, the EX advance angle is set to the upper limit value, and measures such as cutting fuel addition are continued. On the other hand, when the avoidance of OT is confirmed, the control for further advancing the EX advance angle to the upper limit value is released (step 214).

以上説明した図５に示すルーチンによれば、OTの危険があると予測される場合には、EX進角度がベース値から更に進角される。EX進角度が更に進角されると、膨張仕事の更なる減少によるトルク減少分を補うために燃料噴射量の更なる増量が必要となる。この際、EX進角度の進角によって内部EGRガスが更に増量されることになる。このため、排気温度の増大に伴う圧縮端温度やその後の筒内温度の上昇の影響で、燃料噴射量の増量時、すなわち、A/Fの減少時の着火安定性を良好に確保することができる。このため、上記ルーチンの手法によれば、OTの危険がある場合に、筒内から排出されるガスのA/Fを応答性良くリッチ化させることができる、すなわち、酸素濃度を応答性良く低減することができる。これにより、触媒内部の発熱反応による触媒の温度上昇（OT）を抑制することができる。 According to the routine shown in FIG. 5 described above, when it is predicted that there is a risk of OT, the EX advance angle is further advanced from the base value. When the EX advance angle is further advanced, a further increase in the fuel injection amount is required to compensate for the torque decrease due to the further decrease in the expansion work. At this time, the internal EGR gas is further increased by the advance angle of the EX advance angle. For this reason, it is possible to ensure good ignition stability when the fuel injection amount is increased, that is, when the A / F is decreased, due to the effect of the increase in the compression end temperature and the subsequent in-cylinder temperature accompanying the increase in the exhaust temperature it can. For this reason, according to the above routine method, when there is a danger of OT, the A / F of the gas discharged from the cylinder can be enriched with good responsiveness, that is, the oxygen concentration can be reduced with good responsiveness. can do. Thereby, the temperature rise (OT) of the catalyst due to the exothermic reaction inside the catalyst can be suppressed.

また、本実施形態のように、排気弁２６の開閉時期の進角を利用して触媒床温制御を実行する場合には、排気弁２６の開閉時期を更に進角させる手法の方が、排気弁２６の開閉時期の遅角によって内部EGRガスを増量させる手法に比して、排気弁２６の開閉時期の操作量（バルブタイミング変化量）が少なく、酸素濃度を有効に低減させる際に、応答遅れを最も少なくすることができる。 Further, as in the present embodiment, when the catalyst bed temperature control is performed using the advance angle of the opening / closing timing of the exhaust valve 26, the method of further advancing the opening / closing timing of the exhaust valve 26 is more effective. Compared to the method of increasing the internal EGR gas by retarding the opening / closing timing of the valve 26, the operation amount (valve timing change amount) of the opening / closing timing of the exhaust valve 26 is small, and the response when effectively reducing the oxygen concentration The delay can be minimized.

また、本実施形態では、上記図４に示すルーチンを参照して説明したように、EX進角度の上限値をスモークが悪化しない最小のA/Fとなるように設定している。このような設定を用いることで、OTの危険がある場合に、EX進角度を上限値まで進角させることにより、酸素濃度を素早く低減させることができ、触媒過熱を確実に回避することができる。 Further, in the present embodiment, as described with reference to the routine shown in FIG. 4 above, the upper limit value of the EX advance angle is set to be the minimum A / F that does not deteriorate the smoke. By using such a setting, when there is a danger of OT, the oxygen concentration can be quickly reduced by advancing the EX advance angle to the upper limit value, and catalyst overheating can be avoided reliably. .

また、上記図５に示すルーチンの処理によれば、OTの危険があると予測される場合には、燃料添加弁４０による燃料添加がカット等される。このため、触媒床温の低下が可能となる。触媒床温が低下すると、その後に再加速がなされ、排気ガス中の酸素濃度が増加した場合であっても、触媒内部の発熱反応によるOTを回避することができる。これに対し、吸気の絞りを増大させることで酸素濃度を減少させる手法では、失火回避のために十分なレベルにまで酸素濃度を下げることが困難である。また、触媒へのHC供給量を増やすことによって酸素濃度を減少させる手法では、酸素濃度を下げることはできても、触媒床温が比較的高い状況下では、再加速時に酸素濃度が増加した場合に触媒に供給されたHCが燃焼し、OTとなる可能性が高くなる。本実施形態の手法では、これらの弊害を回避することができる。 Further, according to the routine processing shown in FIG. 5, when it is predicted that there is a risk of OT, the fuel addition by the fuel addition valve 40 is cut or the like. For this reason, the catalyst bed temperature can be lowered. When the catalyst bed temperature is lowered, re-acceleration is performed thereafter, and OT due to an exothermic reaction inside the catalyst can be avoided even when the oxygen concentration in the exhaust gas increases. On the other hand, in the method of reducing the oxygen concentration by increasing the throttle of the intake air, it is difficult to reduce the oxygen concentration to a level sufficient for avoiding misfire. In addition, when the oxygen concentration is decreased by increasing the amount of HC supplied to the catalyst, the oxygen concentration can be reduced, but the oxygen concentration increases during re-acceleration under conditions where the catalyst bed temperature is relatively high. The HC supplied to the catalyst burns, and the possibility of becoming OT increases. With the method of the present embodiment, these adverse effects can be avoided.

以上のように、本実施形態の手法によれば、着火安定性を確保しつつ、確実にOTを回避することが可能となる。また、触媒床温を同時に下げることができるため、その点においても、より効果的にOT回避を実現することができる。 As described above, according to the method of the present embodiment, it is possible to reliably avoid OT while ensuring ignition stability. In addition, since the catalyst bed temperature can be lowered at the same time, OT avoidance can be achieved more effectively in this respect.

ところで、上述した実施の形態１においては、排気弁２６の開き時期および閉じ時期の進角のみを利用して、触媒昇温制御を実行するようにしているが、本発明における触媒昇温制御は、このような手法に限定されるものではない。すなわち、例えば、排気弁２６と吸気弁２４の開閉時期を同時に制御することによって、触媒を昇温させるものであってもよい。 Incidentally, in the first embodiment described above, the catalyst temperature increase control is executed using only the advance angle of the opening timing and the closing timing of the exhaust valve 26, but the catalyst temperature increase control in the present invention is performed. However, it is not limited to such a method. That is, for example, the catalyst may be heated by simultaneously controlling the opening and closing timings of the exhaust valve 26 and the intake valve 24.

尚、上述した実施の形態１においては、ECU５０が、上記ステップ２０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「触媒過熱予測手段」が、上記ステップ２０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「バルブ開閉時期制御手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment described above, the ECU 50 executes the process of step 204, so that the “catalyst overheating predicting means” in the first invention executes the process of step 208. The “valve opening / closing timing control means” according to the first aspect of the invention is realized.

実施の形態２．
次に、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に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に、図４および図５に示すルーチンと並行して、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。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 6 described later in parallel with the routines shown in FIGS. 4 and 5 using the hardware configuration shown in FIG. it can.

［大気圧に応じたEX進角度補正］
図６は、大気圧に応じてEX進角度を補正するために、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。図６に示すルーチンでは、先ず、吸気圧センサ３４の出力に基づいて、現在の車両の位置が高地であるか否かが判別される（ステップ３００）。その結果、高地でないと判定された場合には、EX進角度がベース値に維持される（ステップ３０２）。 [EX advance angle correction according to atmospheric pressure]
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the second embodiment to correct the EX advance angle according to the atmospheric pressure. In the routine shown in FIG. 6, first, based on the output of the intake pressure sensor 34, it is determined whether or not the current vehicle position is at a high altitude (step 300). As a result, if it is determined that the vehicle is not at a high altitude, the EX advance angle is maintained at the base value (step 302).

一方、上記ステップ３００において、高地であると判定された場合には、次いで、ステップ３０４および３０６の処理が実行される。ステップ３０４では、上記図４に示すルーチンの処理に従って設定されている現在のEX進角度の下限値が、着火安定に必要な内部EGR量を得るべく、所定量だけ進角側の値に変更される。また、ステップ３０６では、図４に示すルーチンによる現在のEX進角度の上限値が、スモーク悪化を抑制させるべく、所定量だけ遅角側の値に変更される。 On the other hand, if it is determined in step 300 that the altitude is high, then the processing of steps 304 and 306 is executed. In step 304, the lower limit value of the current EX advance angle set in accordance with the processing of the routine shown in FIG. 4 is changed to a value on the advance side by a predetermined amount so as to obtain the internal EGR amount necessary for stable ignition. The In step 306, the upper limit value of the current EX advance angle according to the routine shown in FIG. 4 is changed to a value on the retard side by a predetermined amount in order to suppress the deterioration of smoke.

次に、上記ステップ３０４および３０６の処理によって更新されたEX進角度の上限値と下限値との間で、排気弁２６の開閉時期の目標進角度が、現在の運転状態に応じた最適値に決定される（ステップ３０８）。 Next, the target advance angle of the opening / closing timing of the exhaust valve 26 between the upper limit value and the lower limit value of the EX advance angle updated by the processing of the above steps 304 and 306 is set to the optimum value according to the current operating state. Determined (step 308).

以上説明した図６に示すルーチンによれば、高地と判定された場合に、EX進角度の下限値が進角側の値に変更されることにより、大気圧が低いために空気密度が小さい状況下であっても、排気温度を上昇させて着火安定性を確保することができる。また、高地と判定された場合に、EX進角度の上限値が遅角側の値に変更されることにより、空気密度が小さいためにA/Fが小さくなる状況下であっても、スモークが悪化するのを回避することができる。このように、本実施形態のシステムによれば、大気圧が比較的低い環境である場合には、EX進角度の上下限値を、その上下限値により定める進角範囲が狭まるように変更することにより、失火や未燃HCの排出およびスモーク排出量の増加を抑制しつつ、確実な排気温度の上昇による触媒昇温制御を実行することが可能となる。 According to the routine shown in FIG. 6 described above, the air density is low because the atmospheric pressure is low by changing the lower limit value of the EX advance angle to a value on the advance side when it is determined that the altitude is high. Even underneath, the exhaust temperature can be raised to ensure ignition stability. In addition, when the high altitude is determined, the upper limit value of the EX advance angle is changed to a value on the retard side, so that even if the A / F becomes small due to the low air density, smoke will be lost. Aggravation can be avoided. As described above, according to the system of the present embodiment, when the atmospheric pressure is relatively low, the upper and lower limit values of the EX advance angle are changed so that the advance angle range determined by the upper and lower limit values is narrowed. Thus, it is possible to execute the catalyst temperature increase control by surely increasing the exhaust gas temperature while suppressing the misfire, the emission of unburned HC, and the increase of the smoke emission amount.

尚、上述した実施の形態２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３の発明における「大気圧検知手段」が実現されている。 In the second embodiment described above, the “atmospheric pressure detecting means” according to the third aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of step 300.

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に示すルーチンと並行して、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。尚、ECU５０は、燃料残量センサ５６の出力に基づいて、燃料残量から走行可能距離を推定できる機能を有しているものとする。 Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 7 to be described later in parallel with the routine shown in FIG. 4 using the hardware configuration shown in FIG. It is assumed that the ECU 50 has a function capable of estimating the travelable distance from the fuel remaining amount based on the output of the fuel remaining amount sensor 56.

［燃料残量に応じたEX進角度補正］
図７は、燃料残量に応じてEX進角度を補正するために、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。本ルーチンは、触媒昇温制御の継続中に実行されるものとする。 [EX advance angle correction according to fuel level]
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the third embodiment in order to correct the EX advance angle according to the fuel remaining amount. This routine is executed while the catalyst temperature increase control is continued.

図７に示すルーチンでは、先ず、燃料残量センサ５６の出力に基づいて、現在の燃料残量が第１所定値よりも少ないか否かが判別される（ステップ４００）。その結果、燃料残量が第１所定値以上であると判定された場合には、EX進角度がベース値に維持される（ステップ４０２）。 In the routine shown in FIG. 7, first, based on the output of the fuel remaining amount sensor 56, it is determined whether or not the current fuel remaining amount is smaller than a first predetermined value (step 400). As a result, when it is determined that the remaining fuel amount is equal to or greater than the first predetermined value, the EX advance angle is maintained at the base value (step 402).

一方、上記ステップ４００において、燃料残量が第１所定値より少ないと判定された場合には、目標排気温度を当該判定前の値よりも下げることにより、EX進角度が、下限値よりは大きな値となる範囲内において、より減少側（遅角側）の値に補正される（ステップ４０４）。この処理は、内燃機関１０が定常状態にあるか過渡状態にあるかに関係なく実行される。 On the other hand, if it is determined in step 400 that the remaining fuel amount is less than the first predetermined value, the EX advance angle is larger than the lower limit value by lowering the target exhaust temperature from the value before the determination. Within the range of values, the value is corrected to a more decreasing (retarding) value (step 404). This process is executed regardless of whether the internal combustion engine 10 is in a steady state or in a transient state.

次に、燃料残量が、上記第１所定値より小さな値に設定された第２所定値よりも少ないか否かが判別される（ステップ４０６）。その結果、現在の燃料残量が第２所定値よりも少ないと判定された場合、すなわち、このままでは十分な走行可能距離を確保できないと判定された場合には、EX進角度がゼロとされ、軽負荷条件下での触媒昇温制御が中止される（ステップ４０８）。 Next, it is determined whether or not the remaining amount of fuel is smaller than a second predetermined value set to a value smaller than the first predetermined value (step 406). As a result, when it is determined that the current remaining fuel amount is less than the second predetermined value, that is, when it is determined that a sufficient travelable distance cannot be secured as it is, the EX advance angle is set to zero, The catalyst temperature increase control under the light load condition is stopped (step 408).

燃料残量が少ない状態で触媒昇温制御が開始された場合には、走行可能距離を確保するために、なるべく触媒昇温制御中の燃料消費を抑える必要がある。以上説明した図７に示すルーチンによれば、燃料残量が少なくなったことが認められた場合に、燃料タンク内の燃料残量の減少につれ、軽負荷条件下でのEX進角度が減少側（遅角側）に補正される。このような処理によれば、EX進角度の進角制御が燃費悪化を抑制する側に最適制御されることになるため、残走行距離を延ばすことが可能となる。 When the catalyst temperature increase control is started in a state where the remaining amount of fuel is small, it is necessary to suppress the fuel consumption during the catalyst temperature increase control as much as possible in order to secure a travelable distance. According to the routine shown in FIG. 7 described above, when it is recognized that the remaining amount of fuel has decreased, the EX advance angle under the light load condition is decreased as the remaining amount of fuel in the fuel tank decreases. It is corrected to (retard side). According to such a process, the advance control of the EX advance angle is optimally controlled so as to suppress the deterioration of fuel consumption, so that the remaining traveling distance can be extended.

ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、排気弁２６の開閉時期を作用角一定のままで変更可能な排気可変動弁機構３０を用いて、触媒昇温制御の実行中に、必要に応じて、排気弁２６の開き時期および閉じ時期を変更するようにしている。しかしながら、本発明において、筒内から排出されるガスの空燃比をよりリッチ化するために、またはそのリッチ化を抑制するために、吸排気弁の開き時期や閉じ時期を調整する手法は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、排気弁２６の開き時期および閉じ時期の変更は、単独で行うようにしてもよく、作用角が一定である必要もない。また、ポンプ損失を大きくするためには、上述した排気弁２６の早閉じに代え、吸気弁２４の遅開きを行ってもよい。また、膨張仕事の減少による排気温度の増大効果を得るためには、排気弁２６の早開きに代え、吸気弁２４の早閉じを行ってもよい。更には、上記の開き時期や閉じ時期の変更を適宜組み合わせてもよい。 By the way, in the first to third embodiments described above, it is necessary during the execution of the catalyst temperature increase control using the variable exhaust valve mechanism 30 that can change the opening / closing timing of the exhaust valve 26 while keeping the operating angle constant. Accordingly, the opening timing and closing timing of the exhaust valve 26 are changed. However, in the present invention, in order to enrich the air-fuel ratio of the gas discharged from the cylinder, or to suppress the enrichment, a method for adjusting the opening timing and closing timing of the intake / exhaust valve is described as follows. It is not limited to. That is, for example, the opening timing and closing timing of the exhaust valve 26 may be changed independently, and the operating angle does not need to be constant. Further, in order to increase the pump loss, the intake valve 24 may be opened slowly instead of the above-described early closing of the exhaust valve 26. Further, in order to obtain the effect of increasing the exhaust temperature due to the reduction of the expansion work, the intake valve 24 may be quickly closed instead of the exhaust valve 26 being opened quickly. Furthermore, you may combine suitably the change of said opening time and closing time.

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。It is a figure for demonstrating the structure of Embodiment 1 of this invention. 触媒昇温制御中の排気弁の開閉時期の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the opening / closing timing of the exhaust valve during catalyst temperature rising control. 触媒昇温制御時の筒内圧力Pと筒内容積Vとの関係を示すP-V線図である。FIG. 5 is a PV diagram showing a relationship between in-cylinder pressure P and in-cylinder volume V during catalyst temperature increase control. 本発明の実施の形態１において、排気弁開閉時期の進角度の上下限値の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。4 is a flowchart of a routine that is executed in order to set the upper and lower limit values of the advance angle of the exhaust valve opening / closing timing in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１において、触媒過熱の防止を目的に排気弁の進角度を補正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。5 is a flowchart of a routine that is executed in the first embodiment of the present invention to correct the advance angle of the exhaust valve for the purpose of preventing catalyst overheating. 本発明の実施の形態２において、大気圧に応じて排気弁の進角度を補正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。In Embodiment 2 of this invention, it is a flowchart of the routine performed in order to correct | amend the advance angle of an exhaust valve according to atmospheric pressure. 本発明の実施の形態３において、燃料残量に応じて排気弁の進角度を補正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。In Embodiment 3 of this invention, it is a flowchart of the routine performed in order to correct | amend the advance angle of an exhaust valve according to fuel remaining amount.

符号の説明Explanation of symbols

１０内燃機関
１６燃焼室
１８燃料噴射弁
２０吸気通路
２２排気通路
２４吸気弁
２６排気弁
２８吸気可変動弁機構
３０排気可変動弁機構
３４吸気圧センサ
３６排気浄化装置
４０燃料添加弁
５０ ECU(Electronic Control Unit)
５６燃料残量センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 16 Combustion chamber 18 Fuel injection valve 20 Intake passage 22 Exhaust passage 24 Intake valve 26 Exhaust valve 28 Intake variable valve mechanism 30 Exhaust variable valve mechanism 34 Intake pressure sensor 36 Exhaust purification device 40 Fuel addition valve 50 ECU (Electronic Control Unit)
56 Fuel level sensor

Claims

排気弁の開き時期および閉じ時期を変更可能な可変動弁機構を備え、目標排気温度が得られるように内燃機関の運転状態に応じて当該開き時期および閉じ時期の進角度を調整することによって、排気通路に配置される触媒の温度を制御する触媒温度制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、
前記触媒温度制御の実行中において、低回転軽負荷領域への移行時に前記触媒が過熱状態となるか否かを予測する触媒過熱予測手段と、
低回転軽負荷領域への前記移行時において前記触媒の過熱が予測される場合に、前記排気弁の開き時期および閉じ時期についての制御上限値に向けて当該排気弁の開き時期および閉じ時期を進角させるバルブ開閉時期制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。 The opening timing and closing Ji timing of the exhaust valves with a variable valve operating mechanism capable of changing, according to the operating state of the internal combustion engine so that the target exhaust temperature is obtained of the opening timing and closing Ji timing advance by adjusting the angle, a catalyst control apparatus for an internal combustion engine that executes a catalyst temperature control that controls the temperature of the catalyst arranged in the exhaust passage,
Oite during execution of the catalyst temperature control, and catalyst overheating prediction means for predicting whether the catalyst during the transition to low rotation low load region is overheated,
If the overheating of the catalyst is predicted at the time of the transition to the low rotation low load region, Ji beauty closed Oyo opening timing of the exhaust valve toward the upper control limit for the opening timing and closing timing of the exhaust valve a valve closing timing control means for Ru the timing advance is angularly,
A catalyst control device for an internal combustion engine, comprising:

前記触媒の過熱が予測される場合に、前記バルブ開閉時期制御手段が制御する前記排気弁の進角量は、スモークが悪化しない最小の空燃比を充足する値であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の触媒制御装置。 The advance amount of the exhaust valve controlled by the valve opening / closing timing control means when the catalyst is predicted to overheat is a value that satisfies a minimum air-fuel ratio that does not deteriorate smoke. A catalyst control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 .

大気圧に基づいて現在の車両の位置が高地であるか否かを判定する高地判定手段を更に備え、
前記バルブ開閉時期制御手段は、現在の車両の位置が高地である場合には、前記排気弁の開き時期および閉じ時期についての前記制御上限値および制御下限値の少なくとも一方を、当該制御上限値および制御下限値により定める範囲が狭まるように変更することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の触媒制御装置。 Further comprising a high altitude decision means for the current vehicle position based on the atmospheric pressure to determine whether a high altitude,
The valve closing timing control means, when the current position of the vehicle is high altitude, at least one of the upper control limit and lower control limit for the opening timing and closing Ji time prior Sharing, ABS valves, the catalyst control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the range specified by the upper control limit and lower control limit is changed to narrow or so that.