JP5854126B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、燃料カット中にバルブタイミングを制御する内燃機関の制御装置に関する。
従来技術として、例えば特許文献１（日本特開２００９−７９５１７号公報）に開示されているように、燃料カット中にバルブタイミングを制御する内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、燃料カット中に触媒が過冷却状態となることが予測される場合に、排気バルブの開弁時期または閉弁時期を進角側に制御する。これにより、従来技術では、燃料カット中に筒内に流入する空気（新気）に対して、燃焼室周辺の熱を効率よく伝達し、新気の温度を上昇させることによって触媒温度の低下を抑制するようにしている。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
日本特開２００９−７９５１７号公報 日本特開２００６−３４２６８０号公報 日本特開２００７−１３２３２６号公報 日本特開２０００−８７７６９号公報 日本特開２００７−１６７１０号公報 日本特開２００６−９７６０２号公報 日本特開２０１２−７５９１号公報
ところで、上述した従来技術では、燃料カット中にバルブタイミングを制御することにより、筒内に流入する新気を媒体として燃焼室周辺の熱を触媒に伝達する構成としている。しかしながら、燃焼室の壁面温度が低い場合には、新気への熱伝導が生じない上に、筒内での圧縮により加熱された新気の熱が燃焼室の壁面に吸収される。この場合、従来技術の制御では、新気の温度が上昇しないので、触媒温度の低下を十分に抑制できないという問題がある。一方、燃焼室周辺の熱を新気に伝達し過ぎた場合には、燃焼室の温度が過度に低下することになるので、燃料カットからの復帰時に燃料室内で燃料が気化し難くなり、燃焼性が悪化する虞れがある。特に、アルコール燃料の使用時には、これらの問題が顕著となり易い。
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、本発明の目的は、燃料カットの実行時に、排気浄化触媒を適切な温度に保持しつつ、燃焼性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
第１の発明は、内燃機関のシリンダから排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
排気バルブの開弁特性を可変に設定する排気バルブタイミング可変機構と、
前記排気浄化触媒の温度を実触媒温度として検出または推定する触媒温度取得手段と、
前記排気浄化触媒の作動に適した触媒温度を目標触媒温度として設定する目標触媒温度設定手段と、
前記シリンダの壁面温度であるシリンダ壁温を検出するシリンダ壁温検出手段と、
燃料カットからの復帰時に必要とされるシリンダ壁温を要求シリンダ壁温として算出する要求シリンダ壁温算出手段と、
燃料カットが実行されるときに、前記実触媒温度と前記目標触媒温度との大小関係及び前記シリンダ壁温と前記要求シリンダ壁温との大小関係に基いて、前記排気バルブタイミング可変機構により前記排気バルブの開弁特性を制御する温度バランス制御手段と、
を備えることを特徴とする。
第２の発明は、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段を備え、
前記要求シリンダ壁温算出手段は、燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記要求シリンダ壁温を高い温度に算出する構成としている。
第３の発明によると、前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒が活性化する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の活性低下温度を含む構成とし、
前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記活性低下温度よりも低く、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも高い場合に、前記排気バルブの開弁タイミングを圧縮上死点の直後に設定する触媒低温・シリンダ高温時制御手段を備える。
第４の発明は、吸気バルブの開弁特性を可変に設定する吸気バルブタイミング可変機構を備え、
前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度と前記活性低下温度との温度差が所定の大温度差判定値よりも大きい場合に、前記吸気バルブタイミング可変機構により前記吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定する触媒極低温時制御手段を備える。
第５の発明は、前記シリンダの機械圧縮比を可変に設定することが可能な圧縮比可変機構を備え、
前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記活性低下温度よりも低く、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記圧縮比可変機構により機械圧縮比を増加させ、前記シリンダ内のガス温度及び前記シリンダ壁温を上昇させる温度上昇手段を備える。
第６の発明によると、前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記活性低下温度よりも低く、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定し、前記シリンダ内のガス温度及び前記シリンダ壁温を上昇させる温度上昇手段を備える。
第７の発明は、少なくとも燃料中のアルコール濃度に基いて、圧縮上死点における前記シリンダ内の温度である筒内温度を推定する筒内温度推定手段を備え、
前記温度バランス制御手段は、前記排気バルブの開弁タイミングを、前記シリンダ壁温と前記筒内温度とが等しくなるタイミングに設定するシリンダ壁温上昇手段を備える。
第８の発明によると、前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒の劣化が進行する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の触媒劣化温度を含む構成とし、
前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記触媒劣化温度以上となり、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも高い場合に、前記排気バルブの開弁タイミングを、前記シリンダ壁温と前記筒内温度とが等しくなるタイミングに設定する排気温度低下優先手段を備える。
第９の発明は、前記シリンダの機械圧縮比を可変に設定することが可能な圧縮比可変機構を備え、
前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記触媒劣化温度以上となり、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記圧縮比可変機構により機械圧縮比を増加させ、前記シリンダ壁温を上昇させて排気温度を低下させる温度調整手段を備える。
第１０の発明は、吸気バルブの開弁特性を可変に設定する吸気バルブタイミング可変機構を備え、
前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記触媒劣化温度以上となり、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記吸気バルブタイミング可変機構により前記吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定する筒内温度上昇手段を備える。
第１の発明によれば、実触媒温度が排気浄化触媒の作動に適した温度となり、シリンダ壁温が要求シリンダ壁温に近くなるように、両方の温度をバランス良く制御することができる。従って、燃料カット時には、触媒が高温で劣化したり、触媒が低温となって排気エミッションが悪化するのを抑制することができ、また、シリンダ壁温が低下し過ぎることによって燃料カット後に燃焼状態が悪化するのを抑制することができる。
第２の発明によれば、燃料中のアルコール濃度が高く、燃焼温度やシリンダ壁温が低下し易い場合には、要求シリンダ壁温を高い温度に算出し、その算出結果に応じてシリンダ壁温を上昇させることができる。従って、燃料中のアルコール濃度に応じて、シリンダ壁温を適切に制御することができる。
第３の発明によれば、実触媒温度が活性低下温度よりも低く、かつ、シリンダ壁温が要求シリンダ壁温よりも高い場合、即ち、シリンダ壁温の維持よりも排気温度の上昇を優先したい場合には、排気バルブの開弁タイミングを圧縮上死点の直後に設定することができる。これにより、触媒に供給される排気ガスの温度を上昇させ、触媒の暖機性を向上させることができる。
第４の発明によれば、実触媒温度が活性低下温度よりも大幅に低い場合には、吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定することができる。これにより、圧縮上死点における筒内温度を上昇させ、排気温度を高めて触媒の暖機性を更に向上させることができる。
第５の発明によれば、実触媒温度が活性低下温度よりも低く、かつ、シリンダ壁温が要求シリンダ壁温よりも低い場合には、圧縮比可変機構により機械圧縮比を増加させることができる。これにより、圧縮上死点における筒内温度を上昇させ、冷却損失の増大によりシリンダ壁温を高めることができる。また、筒内ガス温度と共に排気温度も上昇させ、触媒の暖機性を向上させることができる。
第６の発明によれば、実触媒温度及びシリンダ壁温が低い場合には、吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定し、シリンダ内のガス温度及びシリンダ壁温を上昇させることができる。これにより、触媒の暖機性も向上させることができる。
第７の発明によれば、排気バルブの開弁タイミングを、シリンダ壁温と筒内温度とが等しくなるタイミングに同期させることで、シリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱量を低減し、シリンダ壁温を上昇させることができる。このとき、筒内温度の推定値には、燃料中のアルコール濃度が反映されているので、アルコール濃度が高い場合には、シリンダ壁温の上昇量を増加させることができ、アルコール濃度に応じてシリンダ壁温を適切に制御することができる。
第８の発明によれば、実触媒温度が触媒劣化温度以上となり、シリンダ壁温が要求シリンダ壁温よりも高い場合には、排気バルブの開弁タイミングを、シリンダ壁温と筒内温度とが等しくなるタイミングに早めることができる。これにより、シリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱量を低減し、筒内ガスの温度及び排気温度を相対的に低下させることができる。この結果、触媒温度を低下させ、触媒の劣化を抑制することができる。
第９の発明によれば、実触媒温度が触媒劣化温度以上となり、シリンダ壁温が要求シリンダ壁温よりも低い場合には、圧縮比可変機構により機械圧縮比を増加させ、シリンダ壁温を上昇させて排気温度を相対的に低下させることができる。これにより、触媒を高温での劣化から保護することができる。
第１０の発明によれば、実触媒温度が触媒劣化温度以上となり、かつ、シリンダ壁温が要求シリンダ壁温よりも低い場合には、吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定し、実圧縮比を増加させることができる。これにより、筒内ガス温度を上昇させ、触媒の暖機性及びシリンダ壁温を向上させることができる。
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構成図である。 燃料カットからの復帰時における各制御パラメータの状態を示すタイミングチャートである。 個々の水温及びアルコール濃度におけるアルコール蒸留割合を示す特性線図である。 燃料中のアルコール濃度と要求シリンダ壁温との関係を示す特性線図である。 燃料中のアルコール濃度と比熱との関係を示す特性線図である。 エンジンの１サイクルを示すＰ−Ｖ特性線図である。 本発明の実施の形態１による温度バランス制御を示すフローチャートである。 触媒低温・シリンダ高温時制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。 作用角拡大制御の内容を示す説明図である。 触媒低温時のシリンダ壁温上昇制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。 触媒低温時において、ＩＶＣ下死点制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。 触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。 触媒高温時において、等Ｇａ圧縮比増加制御と触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御とを実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。 触媒高温時において、ＩＶＣ下死点制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図１４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。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構成図である。本実施の形態のシステムは、多気筒型の内燃機関としてのエンジン１０を備えている。なお、図１では、エンジン１０の１気筒のみを例示しているが、本発明は、単気筒を含む任意の気筒数のエンジンに適用されるものである。また、エンジン１０は、例えばＦＦＶ（Flexible-Fuel Vehicle）等の車両に搭載されるもので、エタノール等を含むアルコール燃料が使用可能となっている。
エンジン１０の各シリンダには、ピストン１２により燃焼室１４が画成されており、ピストン１２はエンジンのクランク軸１６に連結されている。また、エンジン１０は、各シリンダ内に吸入空気を吸込む吸気通路１８と、各シリンダから排気ガスが排出される排気通路２０とを備えている。吸気通路１８には、アクセル開度等に基いて吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２２が設けられている。排気通路２０には、排気ガスを浄化する排気浄化触媒２４，２６が配置されている。これらの触媒２４，２６としては、三元触媒を用いることができる。
また、各シリンダには、燃焼室１４内に燃料を噴射する燃料噴射弁２８と、筒内の混合気に点火する点火プラグ３０と、吸気通路１８を筒内に対して開閉する吸気バルブ３２と、排気通路２０を筒内に対して開閉する排気バルブ３４とが設けられている。また、エンジン１０は、吸気バルブ３２の開弁特性（開閉タイミング、位相等）を可変に設定する吸気バルブタイミング可変機構としての吸気可変動弁機構３６と、排気バルブ３４の開弁特性を可変に設定する排気バルブタイミング可変機構としての排気可変動弁機構３８とを備えている。これらの可変動弁機構３６，３８は、例えば日本特開２００７−１３２３２６号公報に記載されているような揺動アーム型の可変動弁機構や、日本特開２０００−８７７６９号公報に記載されているようなＶＶＴ（Variable Valve Timing system）、または、日本特開２００７−１６７１０号公報に記載されているような電磁駆動式の動弁機構等により構成されている。また、可変動弁機構３６，３８としては、例えば日本特開２００６−９７６０２号公報に記載されているように、バルブの開閉タイミングと共に作用角を変化させることが可能な作用角可変型の可変動弁機構を用いてもよい。
また、エンジン１０は、各シリンダの機械圧縮比を可変に設定することが可能な圧縮比可変機構４０を備えている。圧縮比可変機構４０は、例えば日本特開２０１２−７５９１号公報に記載されているような公知の構成を有している。具体的に述べると、圧縮比可変機構４０は、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させてシリンダブロックとクランク軸との間の距離を変化させることにより、各シリンダの機械圧縮比、即ち、（上死点シリンダ容積＋行程容積）／上死点シリンダ容積の値を可変とするものである。なお、上述した吸気可変動弁機構３６と圧縮比可変機構４０とは、本発明において必須の構成ではなく、後述の各制御において、必要となる場合にのみ搭載すればよい。
一方、本実施の形態のシステムは、エンジン及び車両の運転に必要な各種のセンサを含むセンサ系統と、エンジン１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ４２は、クランク軸１６の回転に同期した信号を出力するもので、エアフローセンサ４４は吸入空気量を検出し、水温センサ４６は、エンジン冷却水の水温Ｔｈｗを検出する。本実施の形態では、シリンダ（燃焼室１４）の壁面温度（シリンダ壁温）に相当するパラメータとして水温Ｔｈｗを採用しており、水温センサ４６は、シリンダ壁温検出手段を構成している。また、メイン空燃比センサ４８は、排気浄化触媒２４の上流側で排気空燃比を連続的な値として検出する。サブＯ２センサ５０は、排気浄化触媒２４，２６の間で排気ガス中の酸素濃度を検出する。
触媒温度センサ５２は、排気浄化触媒２４の温度を実触媒温度Ｔｓとして検出する触媒温度取得手段を構成している。なお、本発明では、触媒温度センサ５２を使用せずに、エンジンの運転状態が反映されるパラメータ（例えば、吸入空気量の積算値、排気空燃比）に基いて実触媒温度を推定する構成としてもよい。また、アルコール濃度センサ５４は、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段を構成している。さらに、センサ系統には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、吸気温度を検出する吸気温センサ等が含まれている。
ＥＣＵ６０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等の記憶回路と入出力回路とを備えた演算処理装置により構成され、ＥＣＵ６０の入力側には、上述した各種のセンサが接続されている。ＥＣＵ６０の出力側には、スロットルバルブ２２、燃料噴射弁２８、点火プラグ３０、可変動弁機構３６，３８、圧縮比可変機構４０等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ＥＣＵ６０は、エンジンの運転情報をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ４２の出力に基いて機関回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ４４により検出した吸入空気量と、前記機関回転数とに基いて機関負荷を算出する。また、クランク角の検出値に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定する。そして、吸入空気量、機関負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁２８を駆動すると共に、点火プラグ３０を駆動する。
また、ＥＣＵ６０は、例えばエンジンが減速状態となった場合に、公知の燃料カットを実行し、エンジンが減速状態から加速状態に移行した場合には、燃料カットを終了して通常の燃料噴射制御に復帰する。さらに、ＥＣＵ６０は、排気浄化触媒２４の作動に適した触媒温度を目標触媒温度として設定する目標触媒温度設定手段を構成している。詳しく述べると、ＥＣＵ６０には、排気浄化触媒２４の劣化が進行する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の触媒劣化温度Ｔ１と、排気浄化触媒２４が活性化する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の活性低下温度Ｔ２とが予め記憶されている。
ここで、触媒劣化温度Ｔ１は、例えば８００℃程度の高温に設定され、活性低下温度Ｔ２は、例えば４００℃程度の低温に設定されている。実触媒温度Ｔｓが触媒劣化温度Ｔ１よりも高くなると、触媒２４，２５の劣化が進行する。また、実触媒温度Ｔｓが活性低下温度Ｔ２よりも低くなると、触媒の排気浄化能力が低下する。このため、目標触媒温度は、活性低下温度Ｔ２以上かつ触媒劣化温度Ｔ１以下の温度範囲として設定され、実触媒温度Ｔｓは、この温度範囲（Ｔ１≧Ｔｓ≧Ｔ２）に収まるように制御される。
［実施の形態１の特徴］
本実施の形態では、燃料カットが実行されるときに、温度バランス制御を実行することを特徴としている。温度バランス制御は、実触媒温度Ｔｓ及びシリンダ壁温（本実施の形態では、水温Ｔｈｗ）が個々の目標の温度に近くなるように、両方の温度をバランス良く制御する。より具体的に述べると、温度バランス制御は、実触媒温度Ｔｓと目標触媒温度（触媒劣化温度Ｔ１または活性低下温度Ｔ２）との大小関係、及び水温Ｔｈｗと要求シリンダ壁温Ｔｙとの大小関係に基いて、吸気バルブ３２や排気バルブ３４の開弁特性を制御するものである。温度バランス制御の具体的な処理については後述するものとし、まず、同制御で用いられる要求シリンダ壁温Ｔｙと圧縮時筒内温度Ｔｈについて説明する。
（要求シリンダ壁温Ｔｙ）
要求シリンダ壁温Ｔｙとは、燃料カットからの復帰時に必要とされるシリンダ壁温（水温Ｔｈｗ）の目標値に対応するものであり、後述の図４に示すように、少なくとも燃料中のアルコール濃度に基いて算出される。アルコール濃度に基いて要求シリンダ壁温Ｔｙを算出するのは、以下の理由による。まず、要求シリンダ壁温Ｔｙは、燃料カットからの復帰時に非アルコール燃料（ガソリン等）と同等の排気エミッションを実現することが可能なシリンダ壁温に相当している。アルコールは沸点が高くて気化し難いので、特に冷間始動時（シリンダ壁温が低い時）には、ＮＭＯＧエミッション（排気ガス中に含まれる非メタン有機ガス、炭化水素等の合計量）が悪化し易い。この場合、シリンダ壁温が低いほど、噴射燃料がシリンダの壁面に付着して液膜を形成するので、排気エミッションが悪化する。このため、要求シリンダ壁温Ｔｙは、燃料中のアルコール濃度に基いて算出され、図２に示すように、燃料中のアルコール濃度が高いほど、高い温度に設定される。
図２は、燃料カットからの復帰時における各制御パラメータの状態を示すタイミングチャートである。この図中の実線は、従来技術において、燃料中のアルコール濃度が高い場合の制御を示している。また、一点鎖線は、本実施の形態において、燃料中のアルコール濃度が高い場合の制御を示し、点線は、本実施の形態において、アルコール濃度が低い場合の制御を示している。本実施の形態では、基本的な考え方として、燃料カット（Ｆ／Ｃ）からの復帰時に図２に示す制御を実行する。即ち、燃料カットからの復帰時には、シリンダ壁温(水温Ｔｈｗ)を高温に保持することで、ＮＭＯＧ（ＨＣ）の悪化を防止する。また、燃料中のアルコール濃度が増加した場合には、ＮＭＯＧの悪化が進行するので、要求シリンダ壁温Ｔｙを高く設定する。
また、要求シリンダ壁温Ｔｙは、次のような考え方に基いて設定することもできる。燃料中のアルコール濃度が高い場合には、ガソリン成分の量（濃度）が少ない燃料によってトルクを確保するために、燃料噴射量を増加させる必要がある。このため、未燃焼状態のアルコールがより多く排出されることになり、ＮＭＯＧエミッションが悪化する。この場合、要求トルクを確保するために燃料噴射量を増加させる割合は、エンジンの温度（水温または油温）と、燃料中のアルコール濃度とに基いて、図３に示すデータから算出することができる。ここで、図３は、個々の水温及びアルコール濃度におけるアルコール蒸留割合を示す特性線図である。この図に示すように、現在の水温及びアルコール濃度に基いて図３中の特性線から算出されるアルコール蒸留割合が、運転性を確保するために要求される蒸留割合（図３中に示す運転性要求蒸留割合）よりも低い場合には、シリンダ壁温を向上させる必要がある。この考え方によれば、要求シリンダ壁温Ｔｙは、燃料中のアルコール濃度に基いて、例えば図４のように設定するのが好ましい。図４は、燃料中のアルコール濃度と要求シリンダ壁温との関係を示す特性線図である。従って、本実施の形態では、例えばＥＣＵ６０に予め記憶させておいた図４のデータを参照することにより、燃料中のアルコール濃度に基いて要求シリンダ壁温Ｔｙを算出する。
（圧縮時筒内温度Ｔｈ）
圧縮時筒内温度Ｔｈとは、圧縮上死点におけるシリンダ内のガス温度に対応するパラメータであり、少なくとも燃料中のアルコール濃度Ｅ１に基いて推定される。詳しく述べると、圧縮時筒内温度Ｔｈは、下記（１）式に示すように、燃料カット前非アルコール燃料推定燃焼温度Ｔ０と、非アルコール燃料Ｅ０と使用中の燃料との比熱差による燃焼温度低下量ΔＴと、シリンダ壁面から冷却水への熱流量Ｑｃｗと、バルブタイミングに起因する掃気効率（残留ガス割合）の変化による比熱差ΔＣｖとに基いて算出される。なお、非アルコール燃料Ｅ０とは、アルコール濃度が零であるガソリン等を意味している。
Ｔｈ＝Ｔ０−ΔＴ−Ｑｃｗ−ΔＣｖ ・・・（１）
この式において、燃料カット前非アルコール燃料推定燃焼温度Ｔ０とは、非アルコール燃料Ｅ０を使用した場合における燃料カット開始前の燃焼温度を表すもので、一例を挙げると、投入エネルギ（吸入空気量Ｇａ、総燃料噴射量Ｇｆ等）、点火時期、水温Ｔｈｗ等に基いて算出される。また、燃焼温度低下量ΔＴは、非アルコール燃料Ｅ０を使用した場合と、現在のアルコール燃料（アルコール濃度Ｅ１）を使用した場合との燃焼温度の差異を表すものである。燃焼温度低下量ΔＴは、非アルコール燃料Ｅ０の比熱と、使用燃料中のアルコール成分の比熱との差分（比熱差）、及び燃料中のアルコール濃度Ｅ１に基いて算出される。ここで、燃焼温度低下量ΔＴの算出処理には、燃焼ガスの比熱を用いるのが好ましいが、燃焼ガスの比熱（ガス成分）は運転状況に応じて変化するので、個々のアルコール濃度における燃焼ガスの比熱を特定するのは難しい。このため、燃焼温度低下量ΔＴは、図５を参考にして、非アルコール燃料Ｅ０の比熱と使用燃料中のアルコール成分の比熱との比熱差、及び燃料中のアルコール濃度Ｅ１に基いて算出する。なお、図５は、燃料中のアルコール濃度と比熱との関係を示す特性線図である。
また、シリンダ壁面から冷却水への熱流量Ｑｃｗは、次の考え方により算出する。図６は、エンジンの１サイクルを示すＰ−Ｖ特性線図である。この図において、１→２は断熱圧縮であるから、下記（２）式が成立する。この式において、ｔ１，ｔ２は筒内温度、Ｖ１，Ｖ２は筒内容積、κは比熱比をそれぞれ表している。
ｔ２＝ｔ１（Ｖ１／Ｖ２）κ−１ ・・・（２）
上記（２）式によれば、燃料カット時の圧縮上死点における筒内温度が求めることができる。しかし、実際には、筒内ガスからシリンダ壁面への熱伝達や、筒内の残留ガスの比熱差が影響するので、この式から圧縮上死点での筒内温度を求めるのは難しい。そこで、本実施の形態では、下記（３）式に示す熱伝達についてのＷｏｓｃｈｎｉの式等の実験式を用いて、熱伝達率ｈｇを算出することにより、シリンダ壁面から冷却水への熱流量Ｑｃｗを求める。
ｈｇ＝３．２６Ｄ−０．２×Ｐ０．８×Ｔ−０．５３×ｗ０．８ ・・・（３）
但し、ｈｇ：空間平均瞬間熱伝達率（Ｗ／ｍ２Ｋ）
Ｄ：シリンダ内径（ｍ）
Ｐ：ガス圧力（ｋＰａ）
Ｔ：ガス温度（Ｋ）
ｗ：ピストン平均速度（ｍ／ｓ）
また、バルブタイミングに起因する掃気効率（残留ガス割合）の変化による比熱差ΔＣｖは、燃料カット開始前のバルブタイミングにより求められる残留ガス割合に基いて算出する。ＥＣＵ６０は、以上のパラメータに基いて、圧縮時筒内温度Ｔｈを推定することができる。
［温度バランス制御の具体的な処理］
次に、図７を参照して、温度バランス制御の具体的な処理について説明する。図７は、本発明の実施の形態１による温度バランス制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰返し実行されるものである。また、以下の説明において、「ＩＶＯ」は吸気バルブ３２の開弁タイミングを示し、「ＩＶＣ」は吸気バルブ３２の閉弁タイミングを示し、「ＥＶＯ」は排気バルブ３４の開弁タイミングを示し、「ＥＶＣ」は排気バルブ３４の閉弁タイミングを示すものとする。上記ＩＶＯ、ＩＶＣ、ＥＶＯ及びＥＶＣは、ＥＣＵ６０により可変動弁機構３６，３８を介して制御される。
図７に示すルーチンでは、まず、ステップ１００において、燃料中のアルコール濃度Ｅ１と、エンジン冷却水の水温Ｔｈｗとを検出する。次に、ステップ１０２では、エンジンの減速等によりＦ／Ｃ要求が生じた場合に、燃料カットを実行する。そして、ステップ１０４では、前述したように、燃料中のアルコール濃度Ｅ１等に基いて要求シリンダ壁温Ｔｙと圧縮時筒内温度Ｔｈとを算出する。
次に、ステップ１０６では、実触媒温度Ｔｓが活性低下温度Ｔ２よりも低いか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ１０８において、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙよりも高いか否かを判定する。そして、ステップ１０６，１０８の判定が何れも成立した場合には、以下に述べるステップ１１０に移行する。また、ステップ１０６の判定が不成立の場合には、後述のステップ１３０に移行し、ステップ１０８の判定が不成立の場合には、後述のステップ１２２に移行する。
（ステップ１１０〜の制御）
ステップ１１０では、実触媒温度Ｔｓが活性低下温度Ｔ２よりも低く、かつ、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙよりも高い場合に、ＥＶＯを圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）の直後に変更する（触媒低温・シリンダ高温時制御）。図８は、触媒低温・シリンダ高温時制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。この場合には、シリンダ壁温の維持よりも排気温度の上昇を優先したいので、ＥＶＯを圧縮上死点の直後に設定（排気バルブ３４を早開き）する。これにより、触媒２４，２５に供給される排気ガスの温度を上昇させ、触媒の暖機性を向上させることができる。
また、ＥＶＯを可変とする制御は、アルコール燃料の使用時に顕著な効果を得ることができる。詳しく述べると、アルコール燃料は酸素を含んでいるため、層流火炎速度が速い。この結果、燃料中のアルコール濃度が増加すると、燃焼速度が向上し、燃焼温度の上昇・下降時間が短くなる。従って、燃料中のアルコール濃度に応じてＥＶＯを変化させることにより燃焼速度の変化に対処することができる。即ち、例えば冷却損失を低減して排気温度を高めたい場合や、燃料中のアルコール濃度が高い場合には、ＥＶＯを早くすることで、適切に対処することができる。
一方、触媒低温・シリンダ高温時制御の実行条件が成立した状態において、実触媒温度Ｔｓが活性低下温度Ｔ２よりも大幅に低い場合（Ｔｓ<<Ｔ２）には、更に、以下に述べる触媒極低温時制御を実行してもよい。Ｔｓ<<Ｔ２が成立したか否かの判定は、実触媒温度Ｔｓと活性低下温度Ｔ２との温度差が所定の大温度差判定値よりも大きいか否かによって実現される。そして、触媒極低温時制御では、図８に示すように、ＩＶＣを吸気下死点の近傍に設定し（早閉じ）、バルブタイミングに応じて変化する実圧縮比を高くする。これにより、圧縮時筒内温度Ｔｈを上昇させ、排気温度を高めて触媒の暖機性を更に向上させることができる。
また、排気可変動弁機構３８として、例えば作用角可変型の可変動弁機構を用いている場合には、図７中のステップ１１２の判定が成立するので、ステップ１１４において、作用角拡大制御を実行し、ＥＶＣを作用角拡大により排気上死点後に変更してもよい。図９は、作用角拡大制御の内容を示す説明図である。この図に示すように、触媒低温・シリンダ高温時制御によりＥＶＯを早くすると、排気バルブ３４の作用角が一定の場合には、ＥＶＣも早くなる。この場合には、吸気バルブ３２と排気バルブ３４の両方が閉弁する期間（負のオーバーラップ）が発生してポンプ損失増加し、運転性が悪化する。このため、作用角拡大制御では、排気バルブの作用角を拡大してＥＶＣを遅らせ、正のオーバーラップ期間を確保する。また、吸気バルブの作用角も拡大可能な状態（作用角可変型の吸気可変動弁機構３６を採用）で、バルブアタックの恐れがない場合には、ＩＶＯをＥＶＯの進角量だけ早くしてもよい。
そして、図７中のステップ１１０〜１１４が済んだ後には、ステップ１１６において、燃料カットからの復帰要求が発生しているか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ１１８において、圧縮比、バルブタイミング、スロットル開度等を通常運転に変更し、ステップ１２０で燃料カットを解除する。また、ステップ１１６の判定が不成立の場合には、ステップ１０６に戻って実触媒温度Ｔｓの判定を実行する。
（ステップ１２２〜の制御）
ステップ１０６の判定が成立してステップ１０８の判定が不成立の場合、即ち、実触媒温度Ｔｓが活性低下温度Ｔ２よりも低く、かつ、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙ以下の場合には、ステップ１２２に移行して機械圧縮比が可変であるか否かを判定する。圧縮比可変機構４０が搭載されている場合には、ステップ１２２の判定が成立するので、ステップ１２４において、等Ｇａ圧縮比増加制御を実行する。等Ｇａ圧縮比増加制御は、スロットルバルブ２２等により吸入空気量を一定に保持した状態で、圧縮比可変機構４０により機械圧縮比を増加させるものである。この制御によれば、圧縮比の増加により圧縮時筒内温度Ｔｈを上昇させ、冷却損失の増大によりシリンダ壁温を高めることができる。また、筒内ガス温度と共に排気温度も上昇させ、触媒２４，２５の暖機性を向上させることができる。
次に、ステップ１２６では、ＥＶＯをＴｈ≦Ｔｈｗとなるタイミングに変更する制御、即ち、水温Ｔｈｗと圧縮時筒内温度Ｔｈとが等しくなるタイミングにＥＶＯを同期させる制御（触媒低温時のシリンダ壁温上昇制御）を実行する。図１０は、触媒低温時のシリンダ壁温上昇制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。この図において、圧縮上死点近傍の斜線部は、等Ｇａ圧縮比増加制御での筒内ガス→シリンダ壁面への放熱域を示し、従来のＥＶＯの近傍に位置する斜線部は、シリンダ壁温上昇制御を実行しない場合のシリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱域を示している。なお、ＩＶＣは、従来と同様に設定してもよい。図１０に示すように、触媒低温時のシリンダ壁温上昇制御によれば、水温Ｔｈｗと筒内温度とが等しくなるタイミングにＥＶＯを同期させることで、シリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱量を低減し、シリンダ壁温を上昇させることができる。また、圧縮時筒内温度Ｔｈには、燃料中のアルコール濃度が反映されているので、アルコール濃度が高い場合には、シリンダ壁温の上昇量を増加させることができ、アルコール濃度に応じてシリンダ壁温を適切に制御することができる。
また、ステップ１２２の判定が不成立の場合、即ち、圧縮比可変機構４０が搭載されていない場合には、ステップ１２８に移行し、ＩＶＣを吸気下死点の近傍に設定するＩＶＣ下死点制御を実行する。図１１は、触媒低温時において、ＩＶＣ下死点制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。この図において、圧縮上死点近傍の斜線部は、ＩＶＣ下死点制御での筒内ガス→シリンダ壁面への放熱域を示し、従来のＥＶＯの近傍に位置する斜線部は、シリンダ壁温上昇制御を実行しない場合のシリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱域を示している。ＩＶＣ下死点制御によれば、実圧縮比を増加させ、筒内ガス温度を上昇させることができる。これにより、触媒の暖機性及びシリンダ壁温を向上させることができる。また、ＩＶＣ下死点制御の実行時には、図１１に示すように、触媒低温時のシリンダ壁温上昇制御（ステップ１２６）を実行してもよい。これにより、シリンダ壁温を更にスムーズに上昇させることができる。
さらに、ＩＶＣ下死点制御は、アルコール燃料の使用時に顕著な効果を得ることができる。詳しく述べると、アルコール燃料の燃焼時には、ガソリンの燃焼時等と比較して、比熱が大きい水が多量に生成されるので、燃焼温度が低下する。また、アルコールは気化潜熱が大きく、発熱量が小さいので、例えばガソリンと同等のトルクを維持するのに約１．５倍の燃料噴射量が必要となる。この結果、特に高濃度のアルコール燃料を冷間時に噴射する場合には、燃料噴射量の増加に伴って多量の未燃燃料がオイルに混入することになり、燃料カット時の圧縮上死点における筒内温度が低下する。このため、アルコール濃度が高い燃料の使用時には、ＩＶＣ下死点制御により圧縮端温度や実圧縮比、筒内温度を上昇させることで、燃焼温度（筒内温度）の低下を効果的に抑制することができる。
（ステップ１３０〜の制御）
一方、図７において、ステップ１０６の判定が不成立の場合には、ステップ１３０に移行し、実触媒温度Ｔｓが触媒劣化温度Ｔ１よりも高いか否かを判定する。この判定が成立した場合には、ステップ１３２において、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙよりも高いか否かを判定する。そして、ステップ１３２の判定が成立した場合、即ち、実触媒温度Ｔｓが触媒劣化温度Ｔ１よりも高く、かつ、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙよりも高い場合には、ステップ１３４において、触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御を実行する。この制御では、水温Ｔｈｗと筒内温度とが等しくなるタイミングにＥＶＯを設定する。図１２は、触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。この図において、圧縮上死点近傍の斜線部は、従来制御での筒内ガス→シリンダ壁面への放熱域を示し、従来のＥＶＯの近傍に位置する網線部は、従来制御のＥＶＯにおけるシリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱域を示している。
触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御によれば、ＥＶＯを筒内温度Ｔｈ＝水温となるタイミングに早めることにより、シリンダ壁面→筒内ガスへの吸熱量を低減し、排気ガスの温度を低下させることができる。即ち、本制御では、シリンダ壁温を上昇させ、筒内ガスの温度及び排気温度を相対的に低下させることができる。この結果、触媒温度を低下させ、触媒の劣化を抑制することができる。また、排気可変動弁機構３８として、作用角可変型の可変動弁機構を用いている場合には、図７中のステップ１３６，１３８において、ステップ１１２，１１４と同様の処理を行うことにより、作用角拡大制御を実行してもよい。
また、ステップ１３２の判定が不成立の場合には、ステップ１４０において、機械圧縮比が可変であるか否かを判定する。圧縮比可変機構４０が搭載されている場合には、ステップ１４０の判定が成立するので、ステップ１４２において、等Ｇａ圧縮比増加制御を実行し、ステップ１４４では、ステップ１３４と同様に、触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御を実行する。図１３は、触媒高温時において、等Ｇａ圧縮比増加制御と触媒高温時のシリンダ壁温上昇制御とを実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。この図に示すように、ステップ１４２では、実触媒温度Ｔｓが触媒劣化温度Ｔ１よりも高く、かつ、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙよりも低い場合に、圧縮比可変機構４０により機械圧縮比を増加させ、シリンダ壁温を上昇させて排気温度を相対的に低下させる。また、ステップ１４４では、水温Ｔｈｗと筒内温度とが等しくなるタイミングにＥＶＯを同期させる。これにより、前述のようにシリンダ壁温及び筒内ガス温度を上昇させ、排気温度を相対的に低下させることができ、触媒２４，２５を劣化から保護することができる。
また、ステップ１４０の判定が不成立の場合には、ステップ１４６に移行してＩＶＣ下死点制御を実行する。図１４は、触媒高温時において、ＩＶＣ下死点制御を実行した場合の筒内ガス温度の変化を示す説明図である。即ち、ステップ１４６では、実触媒温度Ｔｓが触媒劣化温度Ｔ１よりも高く、かつ、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙよりも低い場合に、ＩＶＣを吸気下死点の近傍に設定する。この制御によれば、実圧縮比を増加させ、筒内ガス温度を上昇させることができる。これにより、触媒の暖機性及びシリンダ壁温を向上させることができる。
また、以上説明した全ての制御の実行中には、ステップ１１６において、燃料カットからの復帰要求が発生しているか否かが判定される。そして、この判定が成立した場合には、前述したように、まず、ステップ１１８において通常運転に復帰してから、ステップ１２０で燃料カットを解除する。このように、温度バランス制御によれば、実触媒温度Ｔｓが触媒２４，２５の作動に適した温度領域（Ｔ１〜Ｔ２）に収まり、水温Ｔｈｗが要求シリンダ壁温Ｔｙに近くなるように、両方の温度をバランス良く制御することができる。従って、燃料カット時には、触媒が高温で劣化したり、触媒が低温となって排気エミッションが悪化するのを抑制することができ、また、シリンダ壁温が低下し過ぎることによって燃料カット後に燃焼状態が悪化するのを抑制することができる。
なお、前記実施の形態１では、図７中のステップ１０４が請求項１における要求シリンダ壁温算出手段及び請求項７における筒内温度推定手段の具体例を示し、ステップ１０６〜１４４が請求項１における温度バランス制御手段の具体例を示している。また、ステップ１１０は、請求項３における触媒低温・シリンダ高温時制御手段の具体例を示し、ステップ１２４は、請求項５における温度上昇手段の具体例を示し、ステップ１２６は、請求項７におけるシリンダ壁温上昇手段の具体例を示し、ステップ１２８は、請求項６における温度上昇手段の具体例を示している。また、ステップ１３４は、請求項８における排気温度低下優先手段の具体例を示し、ステップ１４２は、請求項９における温度調整手段の具体例を示し、ステップ１４６は、請求項１０における筒内温度上昇手段の具体例を示している。また、図８は、請求項４における触媒極低温時制御手段の具体例を示している。
また、前記実施の形態１では、吸気バルブ３２、排気バルブ３４、圧縮比可変機構４０等を制御する場合を例示した。しかし、本発明は、少なくとも排気バルブ３４の開弁特性を制御するものであり、必ずしも吸気バルブ３２や圧縮比可変機構４０の制御を行う必要はない。また、実施の形態１では、シリンダ壁温に対応するパラメータの一例として水温Ｔｈｗを例示した。しかし、本発明はこれに限らず、シリンダ壁温として油温等を用いてもよい。
また、実施の形態１では、触媒温度センサ５２により実触媒温度Ｔｓを検出する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば触媒温度センサ５２を使用せずに、エンジンの運転状態が反映されるパラメータに基いて実触媒温度を推定する構成としてもよい。具体的には、例えば吸入空気量の積算値（積算吸入空気量）と排気空燃比とに基いて投入エネルギを算出し、更に投入エネルギに基いて触媒温度を推定することができる。実触媒温度Ｔｓとしては、このようにして算出した触媒温度の推定値を採用してもよい。
１０ エンジン（内燃機関）
１２ ピストン
１４ 燃焼室
１６ クランク軸
１８ 吸気通路
２０ 排気通路
２２ スロットルバルブ
２４，２６ 触媒
２８ 燃料噴射弁
３０ 点火プラグ
３２ 吸気バルブ
３４ 排気バルブ
３６ 吸気可変動弁機構（吸気バルブタイミング可変機構）
３８ 排気可変動弁機構（排気バルブタイミング可変機構）
４０ 圧縮比可変機構
４２ クランク角センサ
４４ エアフローセンサ
４６ 水温センサ（シリンダ壁温検出手段）
４８ メイン空燃比センサ
５０ サブＯ２センサ
５２ 触媒温度センサ（触媒温度取得手段）
５４ アルコール濃度センサ（アルコール濃度検出手段）
６０ ＥＣＵ（目標触媒温度設定手段）
Ｔｈｗ 水温（シリンダ壁温）
Ｔｓ 実触媒温度
Ｔ１ 触媒劣化温度（目標触媒温度）
Ｔ２ 活性低下温度（目標触媒温度）
Ｔｙ 要求シリンダ壁温
Ｔｈ 圧縮時筒内温度（筒内温度）

Claims (10)

  1. 内燃機関のシリンダから排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
    排気バルブの開弁特性を可変に設定する排気バルブタイミング可変機構と、
    前記排気浄化触媒の温度を実触媒温度として検出または推定する触媒温度取得手段と、
    前記排気浄化触媒の作動に適した触媒温度を目標触媒温度として設定する目標触媒温度設定手段と、
    前記シリンダの壁面温度であるシリンダ壁温を検出するシリンダ壁温検出手段と、
    燃料カットからの復帰時に必要とされるシリンダ壁温を要求シリンダ壁温として算出する要求シリンダ壁温算出手段と、
    燃料カットが実行されるときに、前記実触媒温度と前記目標触媒温度との大小関係及び前記シリンダ壁温と前記要求シリンダ壁温との大小関係に基いて、前記排気バルブタイミング可変機構により前記排気バルブの開弁特性を制御する温度バランス制御手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段を備え、
    前記要求シリンダ壁温算出手段は、燃料中のアルコール濃度が高いほど、前記要求シリンダ壁温を高い温度に算出する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒が活性化する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の活性低下温度を含む構成とし、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記活性低下温度よりも低く、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも高い場合に、前記排気バルブの開弁タイミングを圧縮上死点の直後に設定する触媒低温・シリンダ高温時制御手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 吸気バルブの開弁特性を可変に設定する吸気バルブタイミング可変機構を備え、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度と前記活性低下温度との温度差が所定の大温度差判定値よりも大きい場合に、前記吸気バルブタイミング可変機構により前記吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定する触媒極低温時制御手段を備えてなる請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒が活性化する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の活性低下温度を含む構成とし、
    前記シリンダの機械圧縮比を可変に設定することが可能な圧縮比可変機構を備え、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記活性低下温度よりも低く、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記圧縮比可変機構により機械圧縮比を増加させ、前記シリンダ内のガス温度及び前記シリンダ壁温を上昇させる温度上昇手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒が活性化する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の活性低下温度を含む構成とし、
    吸気バルブの開弁特性を可変に設定する吸気バルブタイミング可変機構を備え、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記活性低下温度よりも低く、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定し、前記シリンダ内のガス温度及び前記シリンダ壁温を上昇させる温度上昇手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 少なくとも燃料中のアルコール濃度に基いて、圧縮上死点における前記シリンダ内の温度である筒内温度を推定する筒内温度推定手段を備え、
    前記温度バランス制御手段は、前記排気バルブの開弁タイミングを、前記シリンダ壁温と前記筒内温度とが等しくなるタイミングに設定するシリンダ壁温上昇手段を備えてなる請求項５または６に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 少なくとも燃料中のアルコール濃度に基いて、圧縮上死点における前記シリンダ内の温度である筒内温度を推定する筒内温度推定手段を備え、
    前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒の劣化が進行する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の触媒劣化温度を含む構成とし、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記触媒劣化温度以上となり、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも高い場合に、前記排気バルブの開弁タイミングを、前記シリンダ壁温と前記筒内温度とが等しくなるタイミングに設定する排気温度低下優先手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒の劣化が進行する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の触媒劣化温度を含む構成とし、
    前記シリンダの機械圧縮比を可変に設定することが可能な圧縮比可変機構を備え、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記触媒劣化温度以上となり、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記圧縮比可変機構により機械圧縮比を増加させ、前記シリンダ壁温を上昇させて排気温度を低下させる温度調整手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
  10. 前記目標触媒温度は、前記排気浄化触媒の劣化が進行する触媒温度範囲の下限値に対応する所定の触媒劣化温度を含む構成とし、
    吸気バルブの開弁特性を可変に設定する吸気バルブタイミング可変機構を備え、
    前記温度バランス制御手段は、前記実触媒温度が前記触媒劣化温度以上となり、かつ、前記シリンダ壁温が前記要求シリンダ壁温よりも低い場合に、前記吸気バルブタイミング可変機構により前記吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点の近傍に設定する筒内温度上昇手段を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
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