JP7151596B2 - 内燃機関システム - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関システムに関し、より詳細には、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関のシステムに関する。

例えば、特許文献１には、内燃機関の制御装置が開示されている。この内燃機関は、第１及び第２吸気ポートを開閉する第１及び第２吸気弁と、第１及び第２吸気弁のバルブタイミングを個別に制御可能な可変動弁機構とを備えている。また、内燃機関は、第２吸気弁よりも上流側の位置において第２吸気ポートを開閉するポート弁と、このポート弁と第２吸気弁との間の部位において第２吸気ポートに接続されたＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブとを備えている。さらに、内燃機関は、排気ポートを開閉する排気弁と、排気ポートの下流側の部位において排気通路に配置された排気浄化触媒とを備えている。

上記制御装置は、排気弁と第２吸気弁とが共に開いた状態となるバルブオーバーラップ期間の設定中に吸気圧力が排気圧力よりも高い場合には、バルブオーバーラップ期間中に新気が燃焼室を吹き抜けて排気浄化触媒に到達することに起因する触媒劣化を抑制するために、次のような制御を実行する。すなわち、制御装置は、ＥＧＲバルブを開き、ポート弁を閉じる。さらに、制御装置は、排気弁が開いている時に第２吸気弁が開閉し、かつ、排気弁が閉じた後に第１吸気弁が開くように可変動弁機構を制御する。

特開２０１３－２２７９０９号公報

内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料カットが実行されると、吸気通路に取り入れられた新気が排気浄化触媒に流入する。その結果、排気浄化触媒の劣化、又は、排気浄化触媒の酸素吸蔵量の過度な増加が生じることが懸念される。本件発明者は、鋭意研究により、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方の制御を活用することで燃料カット運転時に排気浄化触媒への新気の流入を制御する手法を見出した。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料カット運転時に、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方の制御を利用して排気浄化触媒への新気の流入を抑制可能な内燃機関システムを提供することにある。

本発明の第１の態様に係る内燃機関システムは、
排気通路に配置された排気浄化触媒と、吸気通路の吸気ポート又は気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構と、を備える内燃機関と、
前記内燃機関を制御する制御装置と、
を備える。
圧縮上死点に対する前記吸気弁閉じ時期の差を第１クランク角度差と称し、排気上死点に対する前記排気弁閉じ時期の差を第２クランク角度差と称し、前記第１クランク角度差と前記第２クランク角度差との差を吸排気閉じ時期差と称する。
前記制御装置は、
前記内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
前記燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて前記吸排気閉じ時期差が小さくなるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するバルブ駆動処理と、を実行する。
前記バルブ駆動処理は、前記吸排気閉じ時期差をゼロに近づけるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するガス流れ停止処理を含む。
前記ガス流れ停止処理において、前記制御装置は、前記吸排気閉じ時期差がゼロとなる基本値を中心とする所定クランク角範囲内で、エンジン回転速度に応じて前記吸排気閉じ時期差を変更する。

また、本発明の第２の態様に係る内燃機関システムは、
排気通路に配置された排気浄化触媒と、吸気通路の吸気ポート又は気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構と、を備える内燃機関と、
前記内燃機関を制御する制御装置と、
を備える。
圧縮上死点に対する前記吸気弁閉じ時期の差を第１クランク角度差と称し、排気上死点に対する前記排気弁閉じ時期の差を第２クランク角度差と称し、前記第１クランク角度差と前記第２クランク角度差との差を吸排気閉じ時期差と称する。
前記制御装置は、
前記内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
前記燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて前記吸排気閉じ時期差が小さくなるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するバルブ駆動処理と、を実行する。
前記内燃機関は、前記排気浄化触媒の上流側において前記排気通路に配置された空燃比センサをさらに備える。
前記バルブ駆動処理は、第１フィードバック処理を含む。
前記第１フィードバック処理において、前記制御装置は、前記空燃比センサを用いて検出される実空燃比が前記燃料カット処理の開始直前のエンジン運転条件の目標空燃比よりも大きな空燃比閾値よりも大きい場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する。

また、本発明の第３の態様に係る内燃機関システムは、
排気通路に配置された排気浄化触媒と、吸気通路の吸気ポート又は気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構と、を備える内燃機関と、
前記内燃機関を制御する制御装置と、
を備える。
圧縮上死点に対する前記吸気弁閉じ時期の差を第１クランク角度差と称し、排気上死点に対する前記排気弁閉じ時期の差を第２クランク角度差と称し、前記第１クランク角度差と前記第２クランク角度差との差を吸排気閉じ時期差と称する。
前記制御装置は、
前記内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
前記燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて前記吸排気閉じ時期差が小さくなるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するバルブ駆動処理と、を実行する。
前記バルブ駆動処理は、第２フィードバック処理を含む。
前記第２フィードバック処理は、エアフローセンサ又は吸気圧センサの出力に基づき、前記燃料カット処理の開始後に前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の積算値である積算新気量を算出する積算新気量算出処理を含む。
前記第２フィードバック処理において、前記制御装置は、前記積算新気量が、前記排気浄化触媒の上流側に位置する前記排気通路の部位である触媒上流部の容積Ａ分の新気量以下の新気量閾値よりも多い場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する。

上記第１の態様において、前記可変動弁機構は、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの前記吸気弁閉じ時期のみを可変としてもよい。そして、前記ガス流れ停止処理において、前記制御装置は、前記吸気弁閉じ時期を遅角して前記吸排気閉じ時期差をゼロに近づけてもよい。

上記第１の態様において、前記可変動弁機構は、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの前記排気弁閉じ時期のみを可変としてもよい。そして、前記ガス流れ停止処理において、前記制御装置は、前記排気弁閉じ時期を進角して前記吸排気閉じ時期差をゼロに近づけてもよい。

上記第１の態様において、前記内燃機関は、前記排気浄化触媒の上流側において前記排気通路に配置された空燃比センサをさらに備えてもよい。前記バルブ駆動処理は、第１フィードバック処理を含んでもよい。そして、前記第１フィードバック処理において、前記制御装置は、前記空燃比センサを用いて検出される実空燃比が前記燃料カット処理の開始直前のエンジン運転条件の目標空燃比よりも大きな空燃比閾値よりも大きい場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御してもよい。

上記第１又は第２の態様において、前記第１フィードバック処理において、前記制御装置は、前記実空燃比が前記空燃比閾値以下である場合には、前記逆流が停止されるように、又は前記順流が生成されるように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御してもよい。

上記第１の態様において、前記バルブ駆動処理は、第２フィードバック処理を含んでもよい。前記第２フィードバック処理は、エアフローセンサ又は吸気圧センサの出力に基づき、前記燃料カット処理の開始後に前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の積算値である積算新気量を算出する積算新気量算出処理を含んでもよい。そして、前記第２フィードバック処理において、前記制御装置は、前記積算新気量が、前記排気浄化触媒の上流側に位置する前記排気通路の部位である触媒上流部の容積Ａ分の新気量以下の新気量閾値よりも多い場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御してもよい。

上記第１又は第３の態様において、前記第２フィードバック処理において、前記制御装置は、前記積算新気量が前記新気量閾値以下である場合には、前記逆流が停止されるように、又は前記順流が生成されるように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御してもよい。

上記第１又は第３の態様において、前記内燃機関は、ＥＧＲ装置をさらに備えてもよい。前記ＥＧＲ装置は、前記排気浄化触媒よりも下流側の前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、を含んでもよい。前記第２フィードバック処理は、前記第２フィードバック処理による前記逆流の生成中に実行されるＥＧＲ開き処理を含んでもよい。そして、前記ＥＧＲ開き処理において、前記制御装置は、前記第２フィードバック処理によって前記逆流を生成した際の新気の逆流量の積算値である積算逆流量が、前記気筒内の燃焼室の容積以上の容積Ｂ分の新気量よりも大きくなった場合に、前記ＥＧＲバルブを開いてもよい。

上記第１又は第３の態様において、前記内燃機関は、前記吸気通路に対する前記ＥＧＲ通路の接続位置よりも上流側の部位において前記吸気通路に配置されたスロットルバルブをさらに備えてもよい。そして、前記第２フィードバック処理は、前記積算逆流量が前記容積Ｂ分の新気量よりも大きくなった場合に前記スロットルバルブを閉じるスロットル閉じ処理を含んでもよい。

上記第１又は第３の態様において、前記ＥＧＲ通路の容積を容積Ｃと称し、前記排気通路に対する前記ＥＧＲ通路の接続位置から前記排気浄化触媒の出口までの間に位置する前記排気通路の触媒下流部の容積を容積Ｄと称する。前記制御装置は、前記積算逆流量が前記容積Ｂと前記容積Ｃと前記容積Ｄとの和に相当する容積分の新気量以上になった場合に、前記第２フィードバック処理を停止してもよい。

本発明によれば、燃料カット運転中には、バルブ駆動処理の実行により、非燃料カット運転中と比べて吸排気閉じ時期差が小さくされる。吸排気閉じ時期差が小さくなるということは、吸気弁閉じ時期において気筒内に存在する新気の量（新気充填量）と、排気弁閉じ時期において気筒内に残されたガスの量（ガス残留量）とのガス量差が小さくなることに繋がる。そして、このガス量差が小さくなることは、吸気通路から気筒を介して排気通路に向かう新気の流量の減少に繋がる。このため、バルブ駆動処理を実行することにより、燃料カット運転時に、触媒への新気の流入を抑制できるようになる。

本発明の実施の形態１に係る内燃機関システムの構成例を説明するための図である。 非燃料カット運転中に用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。 本発明の実施の形態１に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によって実現される吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。 図３に示すバルブタイミングの設定例における吸気弁の開閉に伴う動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 図３に示すバルブタイミングを例に挙げて、所定クランク角範囲の一例を表した図である。 本発明の実施の形態２に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によって実現される吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。 図７に示すバルブタイミングの設定例における吸気弁及び排気弁の開閉に伴う動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係るバルブ駆動処理において用いられるバルブタイミングの一例を表した図である。 本発明の実施の形態４に係るバルブ駆動処理において用いられるバルブタイミングの一例を表した図である。 本発明の実施の形態５に係るフィードバック処理の概要を説明するための図である。 本発明の実施の形態５に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆ以下になった場合に逆流の生成が停止されるフィードバック処理による動作の一例を概念的に説明するための図である。 本発明の実施の形態６に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 吸気圧センサを用いて検出されるサージタンク圧を積算新気量Ｍ１に変換するためのマップの特性の一例を表したグラフである。 内燃機関の各部の通路容積の定義を説明するための図である。 本発明の実施の形態７に係る燃料カット運転時の処理による動作の一例を概念的に説明するための図である。 本発明の実施の形態７に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。

以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
まず、図１～図６を参照して、本発明の実施の形態１及びその変形例に係る内燃機関システム１０について説明する。

１－１．内燃機関システムの構成例
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関システム１０の構成例を説明するための図である。図１に示す内燃機関システム１０は、４ストローク型のレシプロエンジンである内燃機関１２を備えている。内燃機関１２は、一例として、火花点火式の内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）であり、車両に搭載され、その動力源として用いられる。なお、内燃機関１２は、一例として直列４気筒型エンジンであるが、内燃機関１２の気筒数及び気筒配置は特に限定されない。また、本発明に係る内燃機関システムが備える内燃機関は、火花点火式に代え、圧縮着火式であってもよい。

内燃機関１２の各気筒１４には、ピストン１６が配置されている。ピストン１６は、気筒１４の内部を往復移動する。各気筒１４（より詳細には、各燃焼室）には、吸気通路１８及び排気通路２０が連通している。吸気通路１８の入口（吸気流入孔１８ａ）の付近には、エアクリーナ２２が設けられている。エアクリーナ２２には、エアフローセンサ２４が設けられている。エアフローセンサ２４は、吸気通路１８に取り入れられた空気の流量（新気流量Ｇａ）に応じた信号を出力する。

エアフローセンサ２４よりも下流側の吸気通路１８には、電子制御式のスロットルバルブ２６が配置されている。スロットルバルブ２６の下流に位置する吸気マニホールドの集合部（サージタンク１８ｂ）には、吸気圧センサ２８が配置されている。吸気圧センサ２８は、スロットルバルブ２６の下流における吸気通路１８内の圧力（サージタンク圧）に応じた信号を出力する。

また、内燃機関１２は、燃料噴射弁３０と点火装置３２とを備えている。燃料噴射弁３０は、各気筒１４に配置され、気筒１４内（燃焼室内）に直接燃料を噴射する。なお、燃料噴射弁３０に代え、或いはそれとともに、吸気通路１８の吸気ポート１８ｃに燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられてもよい。

吸気ポート１８ｃは、吸気弁３４により開閉される。吸気弁３４は、吸気可変動弁機構３６により駆動される。吸気可変動弁機構３６は、一例として、クランク軸３８の回転位相に対する吸気カム軸（図示省略）の回転位相を変更可能な可変バルブタイミング機構であり、以下、「吸気ＶＶＴ３６」とも称する。吸気ＶＶＴ３６は、一例として電動式である。吸気ＶＶＴ３６によれば、吸気弁３４の作用角（開弁期間（より詳細には、吸気弁３４が開いているクランク角度幅））を固定としつつ当該吸気弁３４の開閉時期（開弁期間の位相）を所定の制御範囲内で連続的に変更できる。電動式の吸気ＶＶＴ３６によれば、高い自由度で吸気弁３４の開閉時期を変更できる。ただし、吸気ＶＶＴ３６として、油圧式等の他の方式の可変動弁機構が用いられてもよい。吸気カム軸の周囲には、吸気カム軸の回転位相（吸気カム角）に応じた信号を出力する吸気カム角センサ４０が配置されている。

排気通路２０の排気ポート２０ａは、排気弁４２により開閉される。排気弁４２は、排気可変動弁機構４４により駆動される。排気可変動弁機構４４も、一例として、吸気ＶＶＴ３６と同様の可変バルブタイミング機構であり、以下、「排気ＶＶＴ４４」とも称する。排気カム軸（図示省略）の周囲には、排気カム軸の回転位相（排気カム角）に応じた信号を出力する排気カム角センサ４６が配置されている。なお、吸気ＶＶＴ３６及び排気ＶＶＴ４４は、それぞれ、本発明に係る「可変動弁機構」の一例に相当する。

また、排気通路２０には、排気浄化触媒（スタート触媒）４８を含む複数の排気浄化触媒が配置される。排気浄化触媒４８（以下、単に「触媒４８」と略する）は、上記複数の排気浄化触媒のうちで、排気ガス流れの最も上流側に配置されている。図１では、この触媒４８のみが図示されている。触媒４８の上流側の排気通路２０には、空燃比センサ５０が設置されている。空燃比センサ５０は、各気筒１４からの排気の空燃比（実空燃比ＡＦ）に応じた信号を出力する。排気通路２０を通過した排気は、排気通路２０の出口（テールパイプ２０ｄの開口）から大気中に放出される。

また、内燃機関１２は、ＥＧＲ装置５２を備えている。ＥＧＲ装置５２は、少なくともＥＧＲ通路５４とＥＧＲバルブ５６とを含む。ＥＧＲ通路５４は、触媒４８よりも下流側の排気通路２０の部位と、吸気通路１８とを接続する。より詳細には、ＥＧＲ通路５４は、一例として、スロットルバルブ２６よりも下流側の吸気通路１８の部位（サージタンク１８ｂ）に接続されている。ＥＧＲバルブ５６はＥＧＲ通路５４を開閉する。ＥＧＲバルブ５６は、基本的には、ＥＧＲ通路５４を通って吸気通路１８に導入されるＥＧＲガスの量を調整するために開閉される。

本実施形態の内燃機関システム１０は、さらに、内燃機関１２を制御する制御装置６０を備えている。制御装置６０は、少なくとも１つのプロセッサ６０ａと少なくとも１つのメモリ６０ｂとを有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含む。メモリ６０ｂには、エンジン制御に用いられるマップを含む各種のデータ及び各種の制御プログラムが記憶されている。プロセッサ６０ａがメモリ６０ｂから制御プログラムを読み出して実行することにより、制御装置６０による処理が実現される。なお、制御装置６０は、複数のＥＣＵを用いて構成されてもよい。

制御装置６０は、各種センサからセンサ信号を取り込む。そのようなセンサには、少なくとも、上述のエアフローセンサ２４、吸気圧センサ２８、吸気カム角センサ４０及び排気カム角センサ４６に加え、例えば、クランク角センサ６２及びアクセルポジションセンサ６４を含む。クランク角センサ６２は、クランク角に応じた信号を出力する。制御装置６０は、クランク角センサ６２からの信号を用いてエンジン回転速度ＮＥを算出できる。アクセルポジションセンサ６４は、内燃機関１２を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に応じた信号を出力する。また、プロセッサ６０ａは、取り込まれたセンサ信号を用いて各種プログラムを実行し、上述のアクチュエータ（スロットルバルブ２６、燃料噴射弁３０、点火装置３２、吸気ＶＶＴ３６及び排気ＶＶＴ４４）を操作するための操作信号を出力する。

１－２．内燃機関システムの制御
本実施形態では、制御装置６０によるエンジン制御に関する処理は、次のような「燃料カット処理」と「バルブ駆動処理」とを含む。

１－２－１．燃料カット処理
制御装置６０は、所定の燃料カット実行条件が満たされることを条件として、燃料カット処理を実行する。燃料カット処理によれば、クランク軸３８が回転している時に、燃料噴射を停止するように各気筒１４の燃料噴射弁３０が制御される。

燃料カット処理は、内燃機関１２の運転中に様々な態様で実行される。代表的には、燃料カット処理は、内燃機関１２を搭載する車両の減速時に実行される。より詳細には、減速時における燃料カット処理は、例えば、アクセルペダルがオフとされたときにエンジン回転速度ＮＥが所定値以上であるという燃料カット実行条件が満たされた場合に実行される。

また、燃料カット処理は、上記の減速時のように車輪によってクランク軸３８が回転駆動される時に限らず、例えば、スタータモータ（図示省略）を用いてクランキングが行われるエンジン始動時の所定数のサイクルにおいても実行される。また、内燃機関１２とともに電動機を動力源として備えるハイブリッド車両の例では、内燃機関１２を回転駆動可能に構成された電動機を利用してクランク軸３８を回転させている時に燃料噴射を停止する処理も、本発明に係る「燃料カット処理」の他の例に相当する。

１－２－２．燃料カット運転時のバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）
クランク軸が回転している時に燃料カットが実行されると、吸気通路に取り入れられた新気が排気浄化触媒に流入し得る。その結果、排気浄化触媒の劣化、又は、排気浄化触媒の酸素吸蔵量の過度な増加が生じることが懸念される。上記の課題に鑑み、以下に説明されるバルブ駆動処理が、燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に実行される。より詳細には、本実施形態では、バルブ駆動処理は、「ガス流れ停止処理」として実行される。

図２は、非燃料カット運転中に用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。非燃料カット運転中（すなわち、燃焼が行われている通常運転（ファイアリング運転）中）には、吸気弁３４は、吸気通路１８から新気を気筒１４内に取り入れるために開閉され、排気弁４２は、既燃ガスを気筒１４から排気通路２０に排出するために開閉される。図２に示す一例では、吸気弁３４は、吸気行程の前期において開かれ（ＩＶＯ）、圧縮行程の後期において閉じられている（ＩＶＣ）。一方、排気弁４２は、膨張行程の後期において開かれ（ＥＶＯ）、排気上死点近傍において閉じられている（ＥＶＣ）。

ここで、図２に示す吸排気バルブタイミングを例に挙げて、「吸排気閉じ時期差ΔＶＣ」について説明する。本明細書においては、圧縮上死点に対する吸気弁３４の閉じ時期ＩＶＣの差を「第１クランク角度差ＣＡ１」と称し、排気上死点に対する排気弁４２の閉じ時期ＥＶＣの差を「第２クランク角度差ＣＡ２」と称する。そのうえで、これらの第１クランク角度差ＣＡ１と第２クランク角度差ＣＡ２との差を「吸排気閉じ時期差ΔＶＣ」と称する。

図３は、本発明の実施の形態１に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によって実現される吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。本実施形態のガス流れ停止処理によれば、図３に示すように、排気弁４２の閉じ時期ＥＶＣについては図２に示す位置から変更されない。その一方で、吸気弁３４の閉じ時期ＩＶＣが、上死点（排気上死点）に位置する閉じ時期ＥＶＣと同様に上死点（圧縮上死点）に位置するように、図２に示す位置に対して遅角される。その結果、第１クランク角差ＣＡ１が第２クランク角差ＣＡ２と同様にゼロとなるので、吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロになる。このように、このガス流れ停止処理によれば、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロに近づけるために、吸気ＶＶＴ３６を用いて閉じ時期ＩＶＣが遅角される。

図２、３に示すような吸排気バルブタイミングの図は、内燃機関１２の１サイクル（すなわち、クランク軸３８の２回転（７２０°））中のクランク角位置を、円形の軌跡を利用して表している。したがって、上述のように定義される吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロであるということは、図２、３に示すような吸排気バルブタイミングの図上においては閉じ時期ＩＶＣと閉じ時期ＥＶＣとが揃うことを意味する。

換言すると、図２と図３とを比較すると分かるように、本実施形態のバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によれば、非燃料カット運転中と比べて「吸排気閉じ時期差ΔＶＣ」が小さくなるように吸気ＶＶＴ３６が制御されることになる。

図４は、図３に示すバルブタイミングの設定例における吸気弁３４の開閉に伴う動作を説明するための図である。図３に示すバルブタイミングによれば、ピストン１６が下降している吸気行程の途中で吸気弁３４が開かれる。その結果、図４に示すように、新気が吸気通路１８から気筒１４内に吸入される。その後、吸気弁３４は、圧縮上死点において閉じられる。このため、図４に示すように、吸気行程において気筒１４内に吸入された新気は、圧縮行程中に吸気通路１８に排出される（戻される）。より厳密には、すきま容積（燃焼室容積）分を除く新気が吸気通路１８に戻される。

また、図３に示すバルブタイミングによれば、その後の膨張行程及び排気行程における排気弁４２の開閉は、図２に示す例と同様に行われる。その結果、ピストン１６が下降する膨張行程において排気弁４２が開かれることで、排気通路２０内のガスが気筒１４に吸入される。吸入されたガスは、その後の排気行程中に再び排気通路２０に排出される（戻される）。より厳密には、すきま容積（燃焼室容積）分を除くガスが排気通路２０に戻される。なお、ここでいうガスは、基本的には新気である。すなわち、このガスは、燃料カットの開始直後に新気が排気通路２０に到達する前であれば既燃ガスであり、燃料カットの開始後に新気が排気通路２０に到達した後であれば新気となる。

ここで、吸気弁３４が開いている時に気筒１４内に吸入され、閉じ時期ＩＶＣにおいて気筒１４内に存在する（充填された）新気の量を「新気充填量Ａ１」と称する。また、排気弁４２が開いている時に気筒１４内から排出されずに閉じ時期ＥＶＣにおいて気筒１４内に残されたガス（基本的には新気）の量を「ガス残留量Ａ２」と称する。

本実施形態のガス流れ停止処理で用いられる図３に示すバルブタイミングの例では、新気充填量Ａ１はすきま容積分の新気量となり、ガス残留量Ａ２もすきま容積分のガス量となる。つまり、この例では、新気充填量Ａ１とガス残留量Ａ２とが等しくなる。このことは、１サイクル中に吸気通路１８から気筒１４を介して排気通路２０に流れる新気の量がゼロになること、つまり、吸気通路１８から気筒１４を介して排気通路２０に向かうガス（新気）の流れが停止することを意味する。付け加えると、上死点（圧縮上死点及び排気上死点）を利用して吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロとする図３に示す例によれば、新気充填量Ａ１とガス残留量Ａ２とが最小になる態様でガス流れを停止させることができる。

以上のように、本実施形態のガス流れ停止処理によれば、燃料カットの実行中に図３に示すバルブタイミングが用いられる。これにより、燃料カットの実行中に「ガス流れ」を停止させることができる。なお、本実施形態のガス流れ停止処理が実行されたとしても、吸気通路１８と気筒１４との間、及び排気通路２０と気筒１４との間のガス流れ（ガスの出入り）は生じている。つまり、本明細書でいう「ガス流れ」の停止とは、内燃機関１２の全体（具体的には、吸気流入孔１８ａからテールパイプ２０ｄの開口まで）のガス流れの停止を意味する。

１－２－３．制御装置による処理
図５は、本発明の実施の形態１に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。制御装置６０は、本ルーチンの処理を、内燃機関システム１０の起動中に繰り返し実行する。

図５に示すルーチンでは、制御装置６０は、まず、ステップＳ１００において、所定の燃料カット実行条件が満たされるか否かを判定する。燃料カット実行条件は、例えば、アクセルポジションセンサ６４を用いてアクセルペダルがオフとされた時（すなわち、車両の減速時）にエンジン回転速度ＮＥが所定値よりも高い場合に満たされる。また、燃料カット実行条件は、例えば、内燃機関１２の始動時に燃料噴射を開始する前のクランキング中にも満たされる。

ステップＳ１００の判定結果が否定的である場合（すなわち、燃料カット実行条件が満たされない場合）、制御装置６０は、今回の処理サイクルを終了する。この場合には、吸排気バルブタイミングとして、図２に示すバルブタイミングのような非燃料カット運転時のためのバルブタイミングが用いられる。

一方、ステップＳ１００の判定結果が肯定的である場合（すなわち、燃料カット実行条件が満たされる場合）、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、制御装置６０は、上述の燃料カット処理を実行する。なお、減速時に燃料カット処理が実行される場合には、スロットルバルブ２６はアイドル開度で閉じられる。その後、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、制御装置６０は、上述のガス流れ停止処理を実行する。すなわち、一例として、図３に示すバルブタイミングの実現のために、各気筒１４の吸気弁３４の閉じ時期ＩＶＣが圧縮上死点になるように吸気ＶＶＴ３６が制御される。

１－３．効果
以上説明したように、本実施形態に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によれば、燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて吸排気閉じ時期差ΔＶＣが小さくなるように吸気ＶＶＴ３６が制御される。燃料カット運転中には、上述の新気充填量Ａ１は主に閉じ時期ＩＶＣによって決まり、ガス残留量Ａ２は主に閉じ時期ＥＶＣによって決まる。したがって、吸排気閉じ時期差ΔＶＣが小さくなるということは、新気充填量Ａ１とガス残留量Ａ２とのガス量差が小さくなることに繋がる。そして、このガス量差が小さくなることは、吸気通路１８から気筒１４を介して排気通路２０に向かう新気の流量の減少に繋がる。このため、バルブ駆動処理を実行することにより、燃料カット運転時に、触媒４８への新気の流入を抑制できるようになる。

そのうえで、本実施形態に係るガス流れ停止処理の例では、図３に示すバルブタイミングを利用して吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロになるように吸気ＶＶＴ３６が制御される。これにより、上述の「ガス流れ」を停止でき、又は少なくとも実質的に停止できる。このため、燃料カット運転時に触媒４８への新気（酸素濃度の高いガス）の流入を効果的に抑制できるようになる。その結果、触媒４８への新気の流入に起因する触媒４８の劣化を抑制できる。また、新気の流入に起因する触媒４８の酸素吸蔵量の過度な増加を抑制できる。

付け加えると、図３に示すバルブタイミングの例では、非燃料カット運転時に対して閉じ時期ＥＶＣを変更せずに、吸気ＶＶＴ３６による閉じ時期ＩＶＣの遅角のみを行って吸排気閉じ時期差ΔＶＣを減少させることができる。このため、内燃機関１２とは異なり、排気ＶＶＴ４４を備えずに吸気ＶＶＴ３６のみを備える低コストの内燃機関システムであっても、ガス流れ停止処理を実現することができる。

１－４．変形例
１－４－１．エンジン回転速度ＮＥに応じた吸排気閉じ時期差ΔＶＣの微調整
気筒１４を出入りするガスの流れは、厳密には、ガスの慣性及び脈動（吸気脈動と排気脈動）の影響を受ける。その結果、図３に示すバルブタイミングの例において新気充填量Ａ１をすきま容積分のガス量にするための閉じ時期ＩＶＣ、及びガス残留量Ａ２をすきま容積分のガス量とするための閉じ時期ＥＶＣは、これらの慣性及び脈動の影響で変化し得る。そして、慣性及び脈動の影響は、エンジン回転速度ＮＥに応じて異なるものとなる。

そこで、図３に示すバルブタイミングの例において「ガス流れ」を停止するための閉じ時期ＩＶＣは、それぞれ圧縮上死点及び排気上死点を基本値としつつ、エンジン回転速度ＮＥに応じて（すなわち、慣性及び脈動の影響を考慮して）変更（微調整）されてもよい。このような微調整による閉じ時期ＩＶＣの変動幅は、例えば、事前に試験を行うことによって決定することができる。

より詳細には、上記の変動幅は、吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロとなる基本値を中心とする「所定クランク角範囲」に相当する。図６は、図３に示すバルブタイミングを例に挙げて、所定クランク角範囲の一例を表した図である。この所定クランク角範囲は、図６に示すように、一例として±２０°ＣＡ程度である。また、このようなエンジン回転速度ＮＥに応じた吸排気閉じ時期差ΔＶＣの変更（微調整）は、上記の閉じ時期ＩＶＣの変更に代え、或いはそれとともに閉じ時期ＥＶＣの変更によって実行されてもよい。

付け加えると、図３に示すバルブタイミングを用いて「ガス流れ」を停止させる場合、実施の形態１で説明したように、エンジン回転速度ＮＥによらずに、閉じ時期ＩＶＣとして圧縮上死点が選択され、閉じ時期ＥＶＣとして排気上死点が選択されてもよい。この例によれば、エンジン回転速度ＮＥによっては多少の「順流」又は「逆流」の発生を許容しつつ、「ガス流れ」を停止又は実質的に停止できるといえる。一方、ガスの慣性及び脈動の影響を考慮して閉じ時期ＩＶＣ及びＥＶＣについての上述の微調整を行うことにより、個々のエンジン回転速度ＮＥにおいて、「ガス流れ」をより正確に停止できるようになる。なお、本明細書中でいう「順流」とは、吸気通路１８から気筒１４を介して排気通路２０に向かうガス流れのことであり、「逆流」とは、排気通路２０から気筒１４を介して吸気通路１８に向かうガス流れのことである。

１－４－２．バルブ駆動処理の実行条件の他の例
上述した実施の形態１においては、バルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）は、燃料カット実行条件が満たされた場合に、燃料カット処理とともに実行される。ここで、触媒４８への新気の流入に起因する触媒４８の劣化は、触媒４８の温度が高い時に生じ易い。そこで、バルブ駆動処理の実行条件として、燃料カット実行条件が満たされることに加え、触媒４８の温度が所定の閾値よりも高いことが加えられてもよい。また、新気の流入に起因する触媒４８の酸素吸蔵量の過度な増加を抑制する目的でバルブ駆動処理を利用する例では、バルブ駆動処理の実行条件として、燃料カット実行条件が満たされることに加え、酸素吸蔵量が所定の閾値よりも多いことが加えられてもよい。

２．実施の形態２
次に、図７及び図８を参照して、本発明の実施の形態２及びその変形例に係る内燃機関システムについて説明する。この内燃機関システムは、以下に説明される点を除き、上述した実施の形態１に係る内燃機関システム１０と同じである。

２－１．バルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）の概要
図７は、本発明の実施の形態２に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によって実現される吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。本実施形態のガス流れ停止処理によれば、図７に示すように、吸気弁３４の閉じ時期ＩＶＣについては図２に示す位置（非燃料カット時）から変更されない。その一方で、排気弁４２の閉じ時期ＥＶＣは、第２クランク角度差ＣＡ２（排気上死点に対する閉じ時期ＥＶＣの差）が第１クランク角度差ＣＡ１（圧縮上死点に対する閉じ時期ＩＶＣの差）と等しくなるように、図２に示す位置に対して進角される。その結果、実施の形態１の図３に示す例と同様に、吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロになる。このように、このガス流れ停止処理によれば、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロに近づけるために、排気ＶＶＴ４４を用いて閉じ時期ＥＶＣが進角される。

上述のように、本実施形態では、閉じ時期ＥＶＣの進角によって吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロとなるように、図７に示すようなバルブタイミングの図上において閉じ時期ＩＶＣと閉じ時期ＥＶＣとが揃えられる。換言すると、図２と図７とを比較すると分かるように、本実施形態のガス流れ停止処理によっても、非燃料カット運転中と比べて「吸排気閉じ時期差ΔＶＣ」が小さくなるように排気ＶＶＴ４４が制御されることになる。

図８は、図７に示すバルブタイミングの設定例における吸気弁３４及び排気弁４２の開閉に伴う動作を説明するための図である。図７に示すバルブタイミングによれば、膨張行程の途中で排気弁４２が開かれる。その後、図８に示すように、気筒１４内のガス（燃料カットの実行中であるため、基本的には新気）の一部は、排気行程の初期においてピストン１６の上昇に伴って排気通路２０に排出される。

排気行程における気筒１４内のガスの残りは、その後の排気行程の中期において排気弁４２が閉じられることにより、気筒１４内に閉じ込められる（残留する）。この例では、このように気筒１４内に残留するガスの量が上述の「ガス残留量Ａ２」に相当する。付け加えると、この残留ガスは、図８に表されるように、閉じ時期ＥＶＣ後の排気行程において圧縮される。

吸気弁３４は、吸気行程の途中で開かれる。その結果、図８に示すように、ピストン１６の下降に伴い、新気が吸気通路１８から気筒１４内に吸入される。吸気行程において気筒１４内に吸入された新気の一部は、圧縮行程の初期において吸気通路１８に排出される（戻される）。

圧縮行程における気筒１４内の新気の残りは、その後の圧縮行程の中期において吸気弁３４が閉じられることにより、気筒１４内に閉じ込められる（充填される）。この例では、このように気筒１４内に充填される新気の量が上述の「新気充填量Ａ１」に相当する。付け加えると、この充填新気は、閉じ時期ＩＶＣ後の圧縮行程において圧縮される。

以上のように、本実施形態のガス流れ停止処理によれば、燃料カットの実行中に図７に示すバルブタイミングが用いられる。このように閉じ時期ＥＶＣを制御する例によっても、吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロになるので、実施の形態１と同様に、燃料カットの実行中に「ガス流れ」を停止させることができる。

なお、制御装置６０は、例えば図５に示すルーチンと同様のルーチン（図示省略）に従って、本実施形態のガス流れ停止処理を実行することができる。

２－２．効果
以上説明したように、本実施形態に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）によっても、実施の形態１と同様に、燃料カット運転時に触媒４８への新気の流入を抑制できるようになる。そして、図７に示すバルブタイミングの例では、非燃料カット運転時に対して閉じ時期ＩＶＣを変更せずに、排気ＶＶＴ４４による閉じ時期ＥＶＣの進角のみを行って吸排気閉じ時期差ΔＶＣが減少される。このため、内燃機関１２とは異なり、吸気ＶＶＴ３６を備えずに排気ＶＶＴ４４のみを備える低コストの内燃機関システムであっても、バルブ駆動処理を実現することができる。

また、図７に示すバルブタイミングの例によれば、圧縮行程における新気充填量Ａ１の新気の圧縮に起因する圧縮仕事だけでなく、排気行程におけるガス残留量Ａ２のガスの圧縮に起因する圧縮仕事も発生する。このため、この例によれば、燃料カット運転が減速時に実行される場合には、図３に示すバルブタイミングの例と比較して、燃料カット運転時にエンジンブレーキ力を強化することができる。

２－３．バルブ駆動処理で利用可能なバルブタイミングの他の例
既述したように、新気充填量Ａ１は主に閉じ時期ＩＶＣによって決まり、ガス残留量Ａ２は主に閉じ時期ＥＶＣによって決まる。このため、本発明に係るバルブ駆動処理（ガス流れ停止処理）で用いられるバルブタイミングは、実施形態１及び２の図３及び７に示す例に代え、閉じ時期ＩＶＣ及びＥＶＣが、それぞれ圧縮行程及び排気行程における他の任意の位置で吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロになるように決定されてもよい。また、このように閉じ時期ＩＶＣ及びＥＶＣを決定する際には、実施の形態１及び２とは異なり、閉じ時期ＩＶＣ及びＥＶＣの双方が制御されてもよい。

さらに、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロにするための閉じ時期ＩＶＣ及びＥＶＣの位置は、それぞれ圧縮行程及び排気行程に限られない。すなわち、閉じ時期ＩＶＣが膨張行程に位置し、閉じ時期ＥＶＣが吸気行程に位置していてもよい。また、閉じ時期ＩＶＣが吸気行程に位置し、閉じ時期ＥＶＣが膨張行程に位置していてもよい。

３．実施の形態３
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態３及びその変形例に係る内燃機関システムについて説明する。この内燃機関システムは、以下に説明される点を除き、上述した実施の形態２に係る内燃機関システムと同じである。

３－１．閉じ時期ＥＶＣを利用したバルブ駆動処理（小流量の順流の生成）
上述した実施の形態１及び２においては、本発明に係る「バルブ駆動処理（すなわち、燃料カット運転時に、非燃料カット運転中と比べて吸排気閉じ時期差を小さくするための処理）」は、一例として、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロに近づける「ガス流れ停止処理」として実行される。

これに対し、本実施形態に係る「バルブ駆動処理」では、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロ以外として所望の小流量の「順流」を生成させるために実行される。具体的には、本バルブ駆動処理では、一例として、図９に示すバルブタイミングが得られるように排気ＶＶＴ４４が制御される。

図９は、本発明の実施の形態３に係るバルブ駆動処理において用いられるバルブタイミングの一例を表した図である。図９に示すバルブタイミングは、以下の点において、実施の形態２の図７に示すバルブタイミングと相違している。

具体的には、図９に示す例では、排気行程中で閉じ時期ＥＶＣを遅角させることにより、第２クランク角度差ＣＡ２が第１クランク角度差ＣＡ１よりも小さくされている。つまり、新気充填量Ａ１よりもガス残留量Ａ２が少なくなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣが設定される。その結果、ガス（新気）の「順流」を発生させることができる。

より詳細には、新気充填量Ａ１からガス残留量Ａ２を引いて得られるガス量差ΔＧ１が大きくなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣを調整することで、順流時のガス流量を増やすことができる。図９に示す例では、閉じ時期ＥＶＣが排気行程に位置しているので、閉じ時期ＥＶＣの遅角量を大きくすることでガス量差ΔＧ１を増加させ、その結果として、順流時のガス流量を増やせる。逆に、ガス量差ΔＧ１が小さくなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣを調整する（閉じ時期ＥＶＣの遅角量を小さくする）ことで、順流時のガス流量を減らすことができる。このように、閉じ時期ＥＶＣの遅角量を制御して吸排気閉じ時期差ΔＶＣの大きさを調整することで、順流時のガス流量を所望の値に調整することができる。

本実施形態のバルブ駆動処理では、小流量で順流を生成するために、図９に示すようなバルブタイミングが利用される。ここでいう小流量は、バルブ駆動処理が実行されない場合に燃料カット運転時に触媒４８を通過する新気の流量よりも少なくなるように決定される。より具体的には、ガス流れを停止する場合（吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロの場合）の閉じ時期ＥＶＣを基準として、このような小流量の順流を生成するための閉じ時期ＥＶＣの遅角量は、例えば、０°～２０°のクランク角範囲内で設定されてもよい。或いは、当該遅角量は、より広い０°～３０°のクランク角範囲内で設定されてもよい。

以上説明した本実施形態のバルブ駆動処理が、本発明に係る「バルブ駆動処理（燃料カット運転時に、非燃料カット運転中と比べて吸排気閉じ時期差を小さくするための処理）」の他の例として用いられてもよい。このようなバルブ駆動処理によっても、バルブ駆動処理が実行されない例と比べて、燃料カット運転時に触媒４８への新気の流入を抑制できるようになる。

３－２．変形例
次に、小流量での順流を生成させるためのバルブ駆動処理を利用する実施の形態３に対する変形例について説明する。

３－２－１．閉じ時期ＩＶＣを利用する例
小流量の順流を生成するためのバルブ駆動処理は、図９に示す排気ＶＶＴ４４の例に代え、吸気ＶＶＴ３６を利用して実行されてもよい。具体的には、例えば圧縮行程中で閉じ時期ＩＶＣを進角させることにより、第１クランク角度差ＣＡ１を第２クランク角度差ＣＡ２よりも大きくすることができる。このような手法によっても、新気充填量Ａ１よりもガス残留量Ａ２が少なくなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣを設定できるので、ガス（新気）の「順流」を発生させることができる。

したがって、燃料カット運転時に触媒４８に流入する新気の流量を減少させるために、実施の形態３と同様の考え方に基づき、吸気ＶＶＴ３６による閉じ時期ＩＶＣの制御を利用するバルブ駆動処理が用いられてもよい。また、小流量の順流の生成のために、このような閉じ時期ＩＶＣの制御は、実施の形態３に係る閉じ時期ＥＶＣの制御と組み合わせて実行されてもよい。

３－２－２．吸気行程又は膨張行程における閉じ時期ＥＶＣ／ＩＶＣの制御例
まず、吸気行程において閉じ時期ＥＶＣを制御する例では、順流時のガス流量を増やす場合には、ガス残留量Ａ２を減らすために閉じ時期ＥＶＣが遅角される（排気上死点に近づけられる）。逆に、順流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＥＶＣが進角される。

膨張行程において閉じ時期ＥＶＣを制御する例では、順流時のガス流量を増やす場合には、ガス残留量Ａ２を減らすために閉じ時期ＥＶＣが進角される（膨張下死点から遠ざけられる）。逆に、順流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＥＶＣが遅角される。

次に、膨張行程において閉じ時期ＩＶＣを制御する例では、順流時のガス流量を増やす場合には、新気充填量Ａ１を増やすために閉じ時期ＩＶＣが遅角される（圧縮上死点から遠ざけられる）。逆に、順流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＩＶＣが進角される。

吸気行程において閉じ時期ＩＶＣを制御する例では、順流時のガス流量を増やす場合には、新気充填量Ａ１を増やすために閉じ時期ＩＶＣが遅角される（吸気下死点に近づけられる）。逆に、順流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＩＶＣが進角される。

４．実施の形態４
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態４及びその変形例に係る内燃機関システムについて説明する。この内燃機関システムは、以下に説明される点を除き、上述した実施の形態３に係る内燃機関システムと同じである。

４－１．閉じ時期ＥＶＣを利用したバルブ駆動処理（小流量の逆流の生成）
本実施形態に係る「バルブ駆動処理」では、実施の形態３とは逆に、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロ以外にして所望の小流量の「逆流」を生成させるために実行される。具体的には、本バルブ駆動処理では、一例として、図１０に示すバルブタイミングが得られるように排気ＶＶＴ４４が制御される。

図１０は、本発明の実施の形態４に係るバルブ駆動処理において用いられるバルブタイミングの一例を表した図である。図１０に示すバルブタイミングは、以下の点において、実施の形態２の図７に示すバルブタイミングと相違している。

具体的には、図１０に示す例では、排気行程中で閉じ時期ＥＶＣを進角させることにより、第２クランク角度差ＣＡ２が第１クランク角度差ＣＡ１よりも大きくされている。つまり、新気充填量Ａ１よりもガス残留量Ａ２が多くなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣが設定される。その結果、ガス（新気）の「逆流」を発生させることができる。

より詳細には、ガス残留量Ａ２から新気充填量Ａ１を引いて得られるガス量差ΔＧ２が大きくなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣを調整することで、逆流時のガス流量を増やすことができる。図１０に示す例では、閉じ時期ＥＶＣが排気行程に位置しているので、閉じ時期ＥＶＣの進角量を大きくすることでガス量差ΔＧ２を増加させ、その結果として、逆流時のガス流量を増やせる。逆に、ガス量差ΔＧ２が小さくなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣを調整する（閉じ時期ＥＶＣの進角量を小さくする）ことで、逆流時のガス流量を減らすことができる。このように、閉じ時期ＥＶＣの進角量を制御して吸排気閉じ時期差ΔＶＣの大きさを調整することで、逆流時のガス流量を所望の値に調整することができる。

本実施形態のバルブ駆動処理では、小流量で逆流を生成するために、図１０に示すようなバルブタイミングが利用される。このように逆流を生成する場合の小流量は、上述の順流の例と同様の大きさとなるように決定される。より具体的には、ガス流れを停止する場合（吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロの場合）の閉じ時期ＥＶＣを基準として、このような小流量の逆流を生成するための閉じ時期ＥＶＣの進角量は、例えば、０°～２０°のクランク角範囲内で設定されてもよい。或いは、当該進角量は、より広い０°～３０°のクランク角範囲内で設定されてもよい。ただし、このような逆流時のガスの流量が多過ぎると、燃料カット運転時に排気通路２０から気筒１４を介して吸気通路１８に戻されるガスの流量が多くなる。したがって、逆流を利用する際の吸排気閉じ時期差ΔＶＣは、逆流時のガス流量を極力小さくなるように設定されてもよい。

以上説明した本実施形態のバルブ駆動処理が、本発明に係る「バルブ駆動処理」の他の例として用いられてもよい。このようなバルブ駆動処理によっても、バルブ駆動処理が実行されない例と比べて、燃料カット運転時に触媒４８への新気の流入を抑制できるようになる。

４－２．変形例
次に、小流量での逆流を生成させるためのバルブ駆動処理を利用する実施の形態４に対する変形例について説明する。

４－２－１．閉じ時期ＩＶＣを利用する例
小流量の逆流を生成するためのバルブ駆動処理は、図１０に示す排気ＶＶＴ４４の例に代え、吸気ＶＶＴ３６を利用して実行されてもよい。具体的には、例えば圧縮行程中で閉じ時期ＩＶＣを遅角させることにより、第１クランク角度差ＣＡ１を第２クランク角度差ＣＡ２よりも小さくすることができる。このような手法によっても、新気充填量Ａ１よりもガス残留量Ａ２が多くなるように吸排気閉じ時期差ΔＶＣを設定できるので、ガス（新気）の「逆流」を発生させることができる。

したがって、燃料カット運転時に触媒４８への新気の流入を抑制するために、実施の形態４と同様の考え方に基づき、吸気ＶＶＴ３６による閉じ時期ＩＶＣの制御を利用するバルブ駆動処理が用いられてもよい。また、小流量の逆流の生成のために、このような閉じ時期ＩＶＣの制御は、実施の形態４に係る閉じ時期ＥＶＣの制御と組み合わせて実行されてもよい。

４－２－２．吸気行程又は膨張行程における閉じ時期ＥＶＣ／ＩＶＣの制御例
まず、吸気行程において閉じ時期ＥＶＣを制御する例では、逆流時のガス流量を増やす場合には、ガス残留量Ａ２を増やすために閉じ時期ＥＶＣが進角される（排気上死点から遠ざけられる）。逆に、逆流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＥＶＣが遅角される。

膨張行程において閉じ時期ＥＶＣを制御する例では、逆流時のガス流量を増やす場合には、ガス残留量Ａ２を増やすために閉じ時期ＥＶＣが遅角される（膨張下死点に近づけられる）。逆に、逆流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＥＶＣが進角される。

次に、膨張行程において閉じ時期ＩＶＣを制御する例では、逆流時のガス流量を増やす場合には、新気充填量Ａ１を減らすために閉じ時期ＩＶＣが進角される（圧縮上死点に近づけられる）。逆に、逆流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＩＶＣが遅角される。

吸気行程において閉じ時期ＩＶＣを制御する例では、逆流時のガス流量を増やす場合には、新気充填量Ａ１を減らすために閉じ時期ＩＶＣが進角される（吸気下死点から遠ざけられる）。逆に、逆流時のガス流量を減らす場合には、閉じ時期ＩＶＣが遅角される。

５．実施の形態５
次に、図１１～図１３を参照して、本発明の実施の形態５及びその変形例に係る内燃機関システムについて説明する。この内燃機関システムは、以下に説明される点を除き、上述した実施の形態２に係る内燃機関システムと同じである。

５－１．フィードバック処理を含むバルブ駆動処理の概要
既述したように、バルブ駆動処理による「ガス流れ」の制御は、エンジン回転速度ＮＥに応じて変化するガスの慣性及び脈動（吸気脈動と排気脈動）の影響を受ける。このため、ガス流れ停止処理によって吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロにするだけでは、「ガス流れ」を常に確実に停止させることは難しいといえる。そこで、本実施形態に係るバルブ駆動処理は、「ガス流れ停止処理」とともに、次のような「フィードバック処理」を含む。

図１１は、本発明の実施の形態５に係るフィードバック処理の概要を説明するための図である。燃料カット処理の開始に伴ってガス流れ停止処理が開始された場合、吸排気閉じ時期差ΔＶＣをゼロとするための可変動弁機構（本実施形態では、排気ＶＶＴ４４）の動作が完了するまでの間は、新気の「順流」が発生する。また、排気ＶＶＴ４４の動作が完了した後であっても、上述のガスの慣性及び脈動の影響により、順流が発生し得る。

燃料カット処理の開始後に順流が生じた結果として、図１１に示す状態１のように新気が空燃比センサ５０の位置に到達すると、空燃比センサ５０の出力が変化する。具体的には、燃料カット運転の開始直前のエンジン運転条件における既燃ガスの目標空燃比（例えば、理論空燃比）に応じた出力値から、新気に対応する出力値に変化する。

フィードバック処理によれば、上記の空燃比の変化を検知した場合には、ガス残留量Ａ２よりも新気充填量Ａ１を少なくして「逆流」が生成されるように排気ＶＶＴ４４が制御される。具体的には、例えば、図１０に示すバルブタイミングが選択されるように排気ＶＶＴ４４が制御される。なお、逆流の生成時にガス残留量Ａ２と新気充填量Ａ１の差分に相当する量の残留ガス（新気）は、次のサイクルの吸気行程において吸気通路１８に戻されることになる。

図１１に示す状態２は、上述のような逆流を生じさせた後に、排気通路２０における新気と既燃ガスとの境界が空燃比センサ５０の上流に戻された時に得られる。この状態２が得られると、空燃比センサ５０の出力は、既燃ガスの空燃比に応じた値に変化する。

フィードバック処理によれば、上記の空燃比の変化を検知した場合には、ガス残留量Ａ２よりも新気充填量Ａ１を多くして「順流」が生成されるように排気ＶＶＴ４４が制御される。具体的には、例えば、図９に示すバルブタイミングが選択されるように排気ＶＶＴ４４が制御される。なお、順流の生成時に新気充填量Ａ１とガス残留量Ａ２の差分に相当する量の新気が排気行程において排気通路２０に排出されることになる。

以上のように、フィードバック処理によれば、上述のように空燃比センサ５０の出力の変化に応じて、排気ＶＶＴ４４を利用したガスの逆流と順流の切り替えが繰り返し実行される。なお、本実施形態のフィードバック処理は、本発明に係る「第１フィードバック処理」の一例に相当する。

付け加えると、本フィードバック処理により生成される「順流」及び「逆流」時の流量は、実施の形態３及び４において説明したような「小流量」である。したがって、このような順流と逆流の切り替えのために用いられる閉じ時期ＥＶＣの可変範囲として、吸排気閉じ時期差ΔＶＣがゼロとなる時の閉じ時期ＥＶＣを基本値とし、当該基本値を中心とする所定クランク角範囲（例えば、±２０°ＣＡ）が用いられてもよい。また、この所定クランク角範囲は、より広い±３０°ＣＡであってもよい。なお、このことは、閉じ時期ＩＶＣを可変させて順流と逆流の切り替えが行われる後述の例において同様に適用されてもよい。

また、換言すると、上述したフィードバック処理の実行中においても、ガス流れ停止処理の実行中と同様に、非燃料カット運転中と比べて「吸排気閉じ時期差ΔＶＣ」が小さくなるように排気ＶＶＴ４４が制御されることになる。

５－２．制御装置による処理
図１２は、本発明の実施の形態５に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図１２に示すルーチン中のステップＳ１００～Ｓ１０４の処理については、実施の形態１において既述した通りである。

図１２に示すルーチンでは、ステップＳ１０２において燃料カット処理が実行された後に、処理はステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、制御装置６０は、空燃比センサ５０の出力を検出する。その後、処理はステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、制御装置６０は、空燃比センサ５０の出力に基づく排気の実空燃比ＡＦが所定の閾値ＴＨａｆよりも大きい（リーンである）か否かを判定する。より詳細には、この閾値ＴＨａｆは、燃料カット処理の開始直前のエンジン運転条件の目標空燃比よりも所定値αだけ大きな値である。所定値αとしては、例えば、０．４～１．０程度の値が用いられる。上記目標空燃比が理論空燃比（約１４．６）である場合には、閾値ＴＨａｆとして、例えば、１５が用いられる。なお、閾値ＴＨａｆは、本発明に係る「空燃比閾値」の一例に相当する。

ステップＳ２０２の判定結果が肯定的である場合（実空燃比ＡＦ＞閾値ＴＨａｆ）には、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、制御装置６０は、Ｆ／Ｂフラグがオンであるか否かを判定する。このＦ／Ｂフラグは、上述のフィードバック処理を行うべき状況においてオンとされる。なお、Ｆ／Ｂフラグは、現在実行中の燃料カット処理が終了した際にオフとされる（ステップＳ２１４）。

ステップＳ２０４の判定結果が否定的である場合（つまり、燃料カット運転の開始後に実空燃比ＡＦが初めて閾値ＴＨａｆよりも大きくなった場合）には、処理はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、制御装置６０は、Ｆ／Ｂフラグをオンとする。その後、処理はステップＳ２０８に進む（フィードバック処理が開始される）。ステップＳ２０８では、制御装置６０は、ガス残留量Ａ２を増やして逆流を（積極的に）生成するために、排気行程中にある閉じ時期ＥＶＣが進角されるように排気ＶＶＴ４４を制御する。ここでは、例えば、図１０に示すバルブタイミングが用いられる。

一方、ステップＳ２０４の判定結果が肯定的である場合（つまり、燃料カット運転の開始後に実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆよりも大きくなるのが初めてではない場合）には、処理は、直接的にステップＳ２０８に進む（フィードバック処理が継続的に実行される）。

また、ステップＳ２０２の判定結果が否定的である場合（実空燃比ＡＦ≦閾値ＴＨａｆ）には、処理はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、制御装置６０は、上記Ｆ／Ｂフラグがオンであるか否かを判定する。その結果、Ｆ／Ｂフラグがオンになっていない場合（つまり、燃料カット運転の開始後に実空燃比ＡＦが一度も閾値ＴＨａｆよりも大きくなっていない場合）には、処理はステップＳ１０４に進む。その結果、ガス流れ停止処理が実行される。なお、このガス流れ停止処理の実行中に燃料カット運転が終了される場合には、当該燃料カット運転中にフィードバック処理は実行されない。

一方、ステップＳ２１０の判定結果が肯定的である場合（フィードバック処理が既に開始されている場合）には、処理はステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２では、制御装置６０は、ガス残留量Ａ２を減らして順流を（積極的に）生成するために、閉じ時期ＥＶＣが遅角されるように排気ＶＶＴ４４を制御する。ここでは、例えば、図９に示すバルブタイミングが用いられる。

５－３．効果
以上説明したように、本実施形態のエンジン制御によれば、燃料カット運転時にガス流れ停止処理が実行される場合には、フィードバック処理が必要に応じて実行される。

具体的には、フィードバック処理によれば、実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆよりも大きい場合（つまり、新気が空燃比センサ５０の位置にまで到達した場合）には、逆流（新気充填量Ａ１＜ガス残留量Ａ２）が生じるように排気ＶＶＴ４４が制御される。これにより、空燃比センサ５０の下流に位置する触媒４８への新気の到達を妨げることができる。

また、燃料カットの実行により燃焼室を一度通過した新気は、燃焼室内のオイル（潤滑油）を含んだガスとなる。このようなガスを吸気通路１８の上流部にいたずらに逆流させることは、エアフローセンサ２４の汚損、吸気通路１８の壁面に付着するデポジットの増加、及びオイル分の大気中への放出防止の観点から好ましいものではない。フィードバック処理によれば、逆流の生成後に実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆ以下になった場合（つまり、空燃比センサ５０の位置にまで既燃ガスが戻ってきた場合）には、順流（新気充填量Ａ１＞ガス残留量Ａ２）が生じるように排気ＶＶＴ４４が制御される。これにより、過度な逆流を生じさせないようにすることができる。

また、図１２に示すルーチンの例によれば、フィードバック処理の開始後に燃料カット運転が継続される間は、空燃比センサ５０の出力に基づく実空燃比ＡＦに応じて、逆流／順流の生成が繰り返し実行される。このため、本実施形態のフィードバック処理によれば、ガスの慣性及び脈動の影響により、ガス流れ停止処理だけでは「ガス流れ」を完全に停止することが難しい場合であっても、過度な逆流を抑制しつつ、触媒４８への新気の流入を抑制できるようになる。

５－４．変形例
次に、空燃比センサ５０の出力を利用したフィードバック処理を利用する際のガス流れの他の制御例（変形例）について説明する。

５－４－１．既燃ガス到達時の他の制御例（第１フィードバック処理の他の例）
上述した実施の形態５においては、逆流の生成後に実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆ以下になった場合（つまり、空燃比センサ５０の位置に既燃ガスが到達した（戻ってきた）場合）には、順流が生成されるように閉じ時期ＥＶＣが制御される。しかしながら、実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆ以下になった場合には、このような例に代え、逆流の生成が停止されるように閉じ時期ＥＶＣが制御されてもよい。

図１３は、実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆ以下になった場合に逆流の生成が停止されるフィードバック処理による動作の一例を概念的に説明するための図である。燃料カット（Ｆ／Ｃ）が開始されると、ガス流れ停止処理が実行される。図１３は、燃料カットの開始時のガス流れ停止処理による排気ＶＶＴ４４の動作に応答遅れがある例の動作を示している。

上記の応答遅れに起因して、図１３に示す例では、燃料カットの開始後にガス流れ停止処理による排気ＶＶＴ４４の動作が終了する前に新気が触媒４８に到達している。その後、ガス流れが停止している。空燃比センサ５０によって新気が検知されると（実空燃比ＡＦ＞閾値ＴＨａｆ）、フィードバック処理が開始される。このフィードバック処理によって逆流が生成された結果として、新気と既燃ガスとの境界が上流側に移動する。

図１３に示す例では、その後に既燃ガスが空燃比センサ５０の位置に到達した時に（実空燃比ＡＦ≦閾値ＴＨａｆ）、ガス流れ停止処理が再開され、ガス流れが停止される（すなわち、フィードバック処理による逆流の生成が停止される）。このような制御例は、例えば、図１２に示すルーチンを次のように変更することにより実現できる。すなわち、例えば、ステップＳ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２１０～Ｓ２１４の処理が省略される。そのうえで、ステップＳ２０２の判定結果が肯定的である場合には、処理がステップＳ２０８に進み、一方、この判定結果が否定的である場合には、処理がステップＳ１０４に進む。

付け加えると、逆流の生成を利用する本制御例（実施の形態５も同様）によれば、図１３に示す動作例のように排気ＶＶＴ４４の応答遅れに起因して新気が触媒４８に供給されてしまった場合においても、逆流を利用して触媒４８にその出口側から既燃ガスを供給できる。このため、触媒４８の酸素過剰状態を速やかに解消することが可能となる。

５－４－２．新気到達時の他の制御例（第１フィードバック処理の他の例）
また、実施の形態５においては、実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆよりも大きくなった場合（つまり、空燃比センサ５０の位置に新気が到達した場合）には、逆流が生成されるように閉じ時期ＥＶＣが制御される。しかしながら、実空燃比ＡＦが閾値ＴＨａｆよりも大きくなった場合には、実施の形態５で説明した例に代え、ステップＳ２０８において「順流」の流量が減少するように閉じ時期ＥＶＣが制御されてもよい。このような制御例によっても、バルブ駆動処理がフィードバック処理を伴わない例と比べて、燃料カット運転時に触媒４８への新気の流入を抑制することができる。この制御例によれば、逆流生成時と比べて、触媒４８への新気流入の抑制効果が小さいが、逆流の生成に起因する上述の課題（エアフローセンサ２４の汚損等）への対策が不要となる。

５－４－３．閉じ時期ＩＶＣを利用する例
上述した実施の形態５又は他の制御例に係るフィードバック処理（すなわち、第１フィードバック処理）は、排気ＶＶＴ４４に代え、吸気ＶＶＴ３６を利用して実行されてもよい。具体的には、閉じ時期ＩＶＣが例えば圧縮行程において制御される例には、閉じ時期ＩＶＣは、逆流を生成するときは遅角され、順流を生成するときは進角される。また、フィードバック処理の実行のために、このような閉じ時期ＩＶＣの制御は、上述した閉じ時期ＥＶＣの制御と組み合わせて実行されてもよい。

６．実施の形態６
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の実施の形態６及びその変形例に係る内燃機関システムについて説明する。この内燃機関システムは、以下に説明される点を除き、上述した実施の形態２に係る内燃機関システムと同じである。

６－１．フィードバック処理を含むバルブ駆動処理の概要
本実施形態に係るバルブ駆動処理も、「ガス流れ停止処理」とともに、次のような「フィードバック処理」を含む。ただし、本実施形態のフィードバック処理は、実施の形態５の空燃比センサ５０の出力に代え、以下に説明する「積算新気量Ｍ１」を利用して実行される。

具体的には、本実施形態のフィードバック処理は、積算新気量Ｍ１を算出する「積算新気量算出処理」を含む。積算新気量Ｍ１は、燃料カット処理の開始後に吸気通路１８から気筒１４を介して排気通路２０に向かう新気の積算値に相当する。

本実施形態では、積算新気量算出処理は、一例として、エアフローセンサ２４を用いて検出される新気流量Ｇａ［ｇ／ｓ］に基づいて積算新気量Ｍ１［ｇ］を算出する。以下の（１）式は、積算新気量Ｍ１の算出式である。
Ｍ１（ｋ）＝Ｍ１（ｋ－１）＋Ｇａ×Δｔ ・・・（１）

（１）式によれば、積算新気量Ｍ１の今回値Ｍ１（ｋ）は、その前回値Ｍ１（ｋ－１）に、新気流量Ｇａと既知の演算周期Δｔ（＝現在の時刻－前回の演算時刻）との積を加えることにより算出される。ガス流れ停止処理及びフィードバック処理による「ガス流れ」の制御の影響は、エアフローセンサ２４の出力に表れる。このため、このように算出される積算新気量Ｍ１は、新気の「順流」が続くと（つまり、新気流量Ｇａが正の値であると）、時間経過とともに増えていき、一方、新気の「逆流」が続くと（つまり、新気流量Ｇａが負の値であると）、時間経過とともに減少する。

本実施形態のフィードバック処理は、この積算新気量Ｍ１が所定の閾値ＴＨ１（目標値）よりも多い場合には、「逆流」が生成されるように排気ＶＶＴ４４を制御し、一方、積算新気量Ｍ１が閾値ＴＨ１以下である場合には、「順流」が生成されるように排気ＶＶＴ４４を制御する。なお、本実施形態のフィードバック処理は、本発明に係る「第２フィードバック処理」の一例に相当する。

閾値ＴＨ１としては、触媒４８の上流側に位置する排気通路２０の部位である触媒上流部２０ｂの容積Ａ（後述の図１６参照）分の新気量以下の値を用いることができる。ここでは、一例として、当該容積Ａ分の新気量と等しい値が閾値ＴＨ１として用いられている。より詳細には、ここでいう触媒上流部２０ｂとは、気筒１４側の排気ポート２０ａの端から触媒４８の入口までの間に位置する排気通路２０の部位に相当する。なお、閾値ＴＨ１は、本発明に係る「新気量閾値」の一例に相当する。

６－２．制御装置による処理
図１４は、本発明の実施の形態６に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図１４に示すルーチン中のステップＳ１００～Ｓ１０４、Ｓ２０４～Ｓ２１４の処理については、実施の形態１及び５において既述した通りである。

図１４に示すルーチンでは、ステップＳ１０２において燃料カット処理が実行された後に、処理はステップＳ３００に進む。このステップＳ３００とその次のステップＳ３０２の処理は、上述の積算新気量算出処理の一例に相当する。ステップＳ３００では、制御装置６０は、エアフローセンサ２４を用いて新気流量Ｇａを検出する。その後、処理はステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、制御装置６０は、上記（１）式に従って積算新気量Ｍ１を算出する。その後、処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、制御装置６０は、ステップＳ３０２において算出した積算新気量Ｍ１が上述の閾値ＴＨ１よりも多いか否か（つまり、燃料カット運転の開始後に新気が触媒４８の入口に到達したか否か）を判定する。

ステップＳ３０４の判定結果が肯定的である場合（積算新気量Ｍ１＞閾値ＴＨ１）、つまり、新気が触媒４８の入口に到達したと推定できる場合には、処理はステップＳ２０４に進む。一方、この判定結果が否定的である場合（積算新気量Ｍ１≦閾値ＴＨ１）、つまり、新気が触媒４８の入口に到達していないと推定できる場合には、処理はステップＳ２１０に進む。その後の処理は、既述した図１２に示すルーチンの処理と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。なお、ステップＳ３０４の判定結果に基づく順流／逆流の切り替えに所定の不感帯を設けるために、閾値ＴＨ１に対してヒステリシスが設けられても良い。

６－３．効果
本実施形態のフィードバック処理によっても、実施の形態５と同様に、ガスの慣性及び脈動の影響により、ガス流れ停止処理だけでは「ガス流れ」を完全に停止することが難しい場合であっても、過度な逆流を抑制しつつ、触媒４８への新気の流入を抑制できるようになる。そのうえで、積算新気量Ｍ１の利用によれば、燃料カットの開始後の新気の到達位置（燃料カットの実行に伴って流通する新気と、燃料カットの実行直前に生じた既燃ガスとの境界の位置）を推定し、かつ、その推定結果に基づいてフィードバック処理を適切に行うことができる。

６－４．変形例
まず、積算新気量Ｍ１を利用する実施の形態６に対し、上述の項目５－４－１、５－４－２及び５－４－３において示された変形例が、実施の形態５と同様に適用されてもよい。

また、積算新気量算出処理の他の例では、積算新気量Ｍ１は、エアフローセンサ２４を利用する上述の手法に代え、例えば、吸気圧センサ２８を利用して次のような手法で算出されてもよい。図１５は、吸気圧センサ２８を用いて検出されるサージタンク圧を積算新気量Ｍ１に変換するためのマップの特性の一例を表したグラフである。より詳細には、図１５は、積算新気量Ｍ１と、サージタンク圧（スロットルバルブ２６の下流側の吸気通路１８内の圧力）との関係を示している。

本手法を利用する場合には、前提として、フィードバック処理の実行中にスロットルバルブ２６とＥＧＲバルブ５６とが共に全閉とされる。これにより、スロットルバルブ２６の下流側に位置する吸気通路１８の部位（スロットル下流通路）を、吸気弁３４が開いている時を除き、実質的に閉空間とすることができる。その結果、フィードバック処理によって順流が生成されるとサージタンク圧が低下し、一方、逆流が生成されるとサージタンク圧が上昇するというサージタンク圧の変化を好適に取得できるようになる。

上記のスロットル下流通路内のガス量は、サージタンク圧に比例する。そこで、本手法では、スロットル下流通路内のガス量は、フィードバック処理による順流／逆流時のガス流量の積算値（すなわち、積算新気量Ｍ１）に比例すると想定される。そのうえで、図１５に示すような関係を利用して、サージタンク圧から積算新気量Ｍ１が取得される。

図１５に示す特性では、サージタンク圧が大気圧である時に積算新気量Ｍ１がゼロに設定されている。順流生成時には、ガス流量が多いほど、負圧域においてサージタンク圧が低下する。一方、逆流生成時には、ガス流量が多いほど、正圧域においてサージタンク圧が上昇する。このため、図１５に示す特性によれば、サージタンク圧が大気圧よりも低い場合（負圧域）では、積算新気量Ｍ１は、正の値を示し、かつ、サージタンク圧が低いほど（負側で高いほど）大きくなるように設定されている。そして、サージタンク圧が大気圧よりも高い場合（正圧域）では、積算新気量Ｍ１は、負の値を示し、かつ、サージタンク圧が高いほど小さくなる（負側で大きくなる）ように設定されている。

制御装置６０は、図１５に示すような関係をマップとして記憶しておくことにより、吸気圧センサ２８により検出される吸気圧（サージタンク圧）を利用して積算新気量Ｍ１を算出することが可能となる。

７．実施の形態７
次に、図１６～図１８を参照して、本発明の実施の形態７及びその変形例に係る内燃機関システムについて説明する。この内燃機関システムは、以下に説明される点を除き、上述した実施の形態６に係る内燃機関システムと同じである。

７－１．燃料カット運転時の処理の概要
上述した実施の形態６のフィードバック処理（第２フィードバック処理）によれば、積算新気量Ｍ１が上記容積Ａ分の新気量に相当する閾値ＴＨ１よりも多くなった場合には、逆流が生成される。これにより、触媒４８への新気の流入を抑制できる。その一方で、既述したように、逆流する新気（オイル分を含む新気）を吸気通路１８の上流部に戻すことは、エアフローセンサ２４の汚損抑制等の観点から好ましくない。

そこで、本実施形態では、触媒４８への新気の流入を抑制しつつ、吸気通路１８の上流部（ここでは、スロットルバルブ２６よりも上流側の部位）への新気（オイル分を含む）の逆流をも抑制するために、燃料カット運転時に次のような処理が実行される。

具体的には、本実施形態におけるバルブ駆動処理は、ガス流れ停止処理とフィードバック処理（第２フィードバック処理）とを含む。さらに、このフィードバック処理は、「ＥＧＲ開き処理」と「スロットル閉じ処理」とを含む。これらのＥＧＲ開き処理とスロットル閉じ処理とは、フィードバック処理による逆流の生成中に実行される。

図１６は、内燃機関１２の各部の通路容積の定義を説明するための図である。まず、容積Ａは、上述のように触媒上流部２０ｂ（排気ポート～触媒入口）の容積に相当する。容積Ｂは、一例として、すべての気筒１４の燃焼室の容積と、スロットルバルブ２６の下流側の吸気通路１８の容積との和に相当する。なお、容積Ｂとしては、燃焼室の容積以上の値である限り、上記の例以外の任意の値を用いることができる。

容積Ｃは、ＥＧＲ通路の容積に相当する。容積Ｄは、排気通路２０に対するＥＧＲ通路５４の接続位置５４ａから触媒４８の出口（下端位置）までの間に位置する排気通路２０の部位である触媒下流部２０ｃの容積Ｄに相当する。

図１７（Ａ）～図１７（Ｅ）は、本発明の実施の形態７に係る燃料カット運転時の処理による動作の一例を概念的に説明するための図である。図１７（Ａ）は、燃料カットの開始直後の内燃機関１２の各部のガス流れの状態を示している。この状態では、スロットルバルブ２６は、一例としてアイドル開度（全閉開度（最小開度）に対して少し開かれた開度）に制御され、ＥＧＲバルブ５６は閉じられている。吸気通路１８と気筒１４（燃焼室）内では新気が流通し、排気通路２０内では既燃ガスが流通している。

図１７（Ｂ）は、ガス流れ停止処理による排気ＶＶＴ４４の動作の応答遅れに起因して、新気が一旦触媒４８に到達している状態を示している。既述したように、燃焼室を通過して排気通路２０に流入した新気はオイル分を含む。このため、図１７（Ｂ）～図１７（Ｄ）では、そのようなオイル分を含む新気が、オイル分を含まない新気と区別して表されている。また、以下、オイル分を含まない新気は「新気Ｆ１」と称され、オイル分を含む新気は「新気Ｆ２」と称される。

本実施形態のフィードバック処理は、実施の形態６と同様に、積算新気量Ｍ１を利用して実行される（第２フィードバック処理）。図１７（Ｃ）は、このフィードバック処理による逆流生成（積算新気量Ｍ１＞閾値ＴＨ１（容積Ａ分））の開始直後のガス流れの状態を示している。この逆流が継続的に生じると、排気通路２０内の新気Ｆ２の一部が気筒１４を介して吸気通路１８に流入する。

図１７（Ｄ）は、フィードバック処理による逆流の生成中に、当該逆流の生成に伴う新気Ｆ２の逆流量の積算値である積算逆流量Ｍ２が、上記容積Ｂ分の新気量よりも大きくなった時のガス流れの状態を示している。この状態になると、逆流により吸気通路１８に戻された新気Ｆ２の量が容積Ｂ分に相当する量に達している。この状態になった後にそれまでと同じ処理が継続されると、新気Ｆ２がスロットルバルブ２６の上流にまで到達してしまう。

そこで、本実施形態では、オイル分を含む新気Ｆ２がスロットルバルブ２６の上流に供給されないようにするために、ＥＧＲ開き処理によって、ＥＧＲバルブ５６が開かれる。さらに、吸気通路１８に対するＥＧＲ通路５４の接続位置１８ｄよりも上流側に配置されたスロットルバルブ２６が、スロットル閉じ処理によって閉じられる。より詳細には、アイドル開度よりも小さな全閉開度（最小開度）になるようにスロットルバルブ２６が閉じられる。

その結果、スロットルバルブ２６の下流側の吸気通路１８にまで逆流していた新気Ｆ２が、ＥＧＲ通路５４に逃がされる。

図１７（Ｅ）は、ＥＧＲ開き処理及びスロットル閉じ処理の実行後に、新気Ｆ２がＥＧＲ通路５４を介して触媒４８の出口にまで到達した時のガス流れの状態を示している。この状態は、積算逆流量Ｍ２が容積Ｂ、Ｃ及びＤとの和に相当する容積分の新気量以上になった場合に形成される。この状態が形成された後に、それまでと同じ処理が継続されると、新気Ｆ２が触媒４８の下端側から触媒４８に供給されてしまう。そこで、このような状態が形成された場合には、制御装置６０は、第２フィードバック処理（ＥＧＲ開き処理及びスロットル閉じ処理を含む）を停止する。

７－２．制御装置による処理
図１８は、本発明の実施の形態７に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図１８に示すルーチン中のステップＳ１００～Ｓ１０４、Ｓ２０８、Ｓ３００及びＳ３０２の処理については、実施の形態１、５、及び６において既述した通りである。

図１８に示すルーチンでは、ステップＳ１０２において燃料カット処理が実行された後に、ステップＳ３００及びＳ３０２の処理が順に実行される（積算新気量算出処理）。その後、処理は、ステップＳ４００に進む。ステップＳ４００では、制御装置６０は、積算新気量Ｍ１が、容積Ａ分の新気量と等しい閾値ＴＨ１よりも多いか否かを判定する。このステップ４００の処理は、上述の閾値ＴＨ１として容積Ａ分の新気量と等しい値が用いられる場合のステップＳ３０４の処理と同じである。

ステップＳ４００の判定結果が否定的である場合（積算新気量Ｍ１≦閾値ＴＨ１）には、ガス流れ停止処理が実行される（ステップＳ１０４）。一方、この判定結果が肯定的となった場合（積算新気量Ｍ１＞閾値ＴＨ１）、つまり、燃料カットの開始後に新気Ｆ２が触媒４８の入口に到達したと推定できる場合には、処理はステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２では、制御装置６０は、積算新気量Ｍ１（今回値Ｍ１（ｋ））が前回値Ｍ１（ｋ－１）よりも多いか否かを判定する。その結果、この判定結果が否定的である場合（積算新気量Ｍ１≦前回値Ｍ１（ｋ－１））には、処理はステップＳ４０６に進む。一方、この判定結果が肯定的である場合（積算新気量Ｍ１＞前回値Ｍ１（ｋ－１））には、処理はステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４では、制御装置６０は、積算新気量Ｍ１の最大値Ｍ１ｍａｘの値を、現在の積算新気量Ｍ１（今回値Ｍ（ｋ））で更新する処理を実行する。その後、処理はステップＳ４０６に進む。

上記の最大値Ｍ１ｍａｘが現在の積算新気量Ｍ１よりも大きくなる時は、これらの差に相当する量で新気Ｆ２の逆流が生じているといえる。したがって、最大値Ｍ１ｍａｘから現在積算新気量Ｍ１を引いて得られる値が正である場合、この値は、上述の積算逆流量Ｍ２に相当する。ステップＳ４０６では、制御装置６０は、積算逆流量Ｍ２（Ｍ１ｍａｘ－Ｍ１）が、容積Ｂ分の新気量に相当する閾値ＴＨ２よりも多いか否かを判定する。

ステップＳ４０６の判定結果が否定的である場合（積算逆流量Ｍ２≦閾値ＴＨ２）、つまり、逆流した新気Ｆ２が未だスロットルバルブ２６に到達していないと推定できる場合には、処理はステップＳ４０８に進む。ステップＳ４０８では、制御装置６０は、燃料カットの開始時のＥＧＲバルブ５６及びスロットルバルブ２６の制御状態を継続する。すなわち、ＥＧＲバルブ５６は全閉のままとされ、スロットルバルブ２６はアイドル開度のままとされる。その後、処理はステップＳ４１０に進む。

ステップＳ４１０では、制御装置６０は、積算逆流量Ｍ２（Ｍ１ｍａｘ－Ｍ１）が、容積Ｂ、Ｃ及びＤの和の容積分の新気量に相当する閾値ＴＨ３以下であるか否かを判定する。ステップＳ４０６の判定結果が否定的である場合（積算逆流量Ｍ２≦閾値ＴＨ２）に処理がステップＳ４１０に進んだ場合には、このステップＳ４１０の判定結果は肯定的となる。その結果、処理はステップＳ２０８に進み、逆流が生成されるように排気ＶＶＴ４４が制御される。

一方、ステップＳ４０６の判定結果が肯定的である場合（積算逆流量Ｍ２＞閾値ＴＨ２）、つまり、逆流した新気Ｆ２がスロットルバルブ２６に到達したと推定できる場合には、処理はステップＳ４１２に進む。

ステップＳ４１２では、制御装置６０は、ＥＧＲ開き処理とスロットル閉じ処理とを実行する。これにより、ＥＧＲバルブ５６が全閉開度から開かれるとともに、スロットルバルブ２６が全閉開度（最小開度）に閉じられる。その後、処理はステップＳ４１０に進む。

処理がステップＳ４１２からステップＳ４１０に進んだ際に当該ステップＳ４１０の判定結果は肯定的となる場合（積算逆流量Ｍ２＜閾値ＴＨ３）には、ＥＧＲ通路５４に逃がされた新気Ｆ２が未だ触媒４８の出口（下端位置）にまでは到達していないと推定できる。この場合には、処理はステップＳ２０８に進み、逆流の生成が継続される。

一方、処理がステップＳ４１２からステップＳ４１０に進んだ際に当該ステップＳ４１０の判定結果が否定的となる場合（積算逆流量Ｍ２≧閾値ＴＨ３）には、ＥＧＲ通路５４に逃がされた新気Ｆ２が触媒４８の出口にまで到達したと推定できる。この場合には、処理はステップＳ１０４に進み、ガス流れ停止処理が実行される。このことは、ＥＧＲ開き処理及びスロットル閉じ処理を含むフィードバック処理（逆流の生成）が停止されることを意味する。

７－３．効果
以上説明したように、本実施形態のエンジン制御によれば、積算逆流量Ｍ２が閾値ＴＨ２（容積Ｂ分）よりも多くなった場合には、ＥＧＲバルブ５６が開かれる（ＥＧＲ開き処理）。その結果、フィードバック処理による逆流の生成開始後に吸気通路１８にまで逆流した新気Ｆ２（オイル分を含む）をＥＧＲ通路５４に逃がすことができる。このため、新気Ｆ２がスロットルバルブ２６よりも上流側にまで逆流することを抑制できる。したがって、燃料カットの開始後に逆流の生成を利用して触媒４８への新気の流入を抑制しつつ、スロットルバルブ２６よりも上流側の部位への新気Ｆ２の逆流をも抑制できる（すなわち、エアフローセンサ２４の汚損、吸気通路１８の壁面のデポジットの増加及びオイル分の大気中への放出防止に関する対策も行える）。

付け加えると、吸気通路１８に逆流した新気Ｆ２をＥＧＲ通路５４に逃がすことにより、このようにＥＧＲ通路５４を利用しない例と比べて、容積Ｃ及びＤを利用して新気Ｆ２の逆流量を最大限に増やすことができる。このため、図１７（Ｂ）に示す動作例のように燃料カットの開始後に触媒４８に一旦新気が流入した場合であっても、触媒４８の酸素過剰状態を解消又は軽減する機会を最大化できる。

なお、積算逆流量Ｍ２と閾値ＴＨ２（容積Ｂ分）との比較に基づいてＥＧＲ開き処理の実行の有無が決定されるため、逆流した新気Ｆ２がスロットルバルブ２６の位置にまで到達していない間は、オイル分を含まない新気Ｆ１についてはスロットルバルブ２６の上流への逆流が許容される（図１７（Ｃ）、１７（Ｄ）参照）。

また、本実施形態のエンジン制御によれば、ＥＧＲ開き処理が実行される場合には、スロットル閉じ処理も連動して実行される。これにより、スロットルバルブ２６がアイドル開度で開かれたままＥＧＲ開き処理が実行される例と比べて、スロットルバルブ２６の上流側への新気Ｆ２の逆流の抑制効果を高めることができる。

さらに、本実施形態のエンジン制御によれば、ＥＧＲ開き処理及びスロットル閉じ処理を伴うフィードバック処理（逆流の生成）は、積算逆流量Ｍ２が閾値ＴＨ３（容積Ｂ＋Ｃ＋Ｄ分）よりも多くなった場合に停止される。これにより、ＥＧＲ通路５４に逃がされた新気Ｆ２が触媒４８の出口側から触媒４８に流入するのを防ぎつつ新気Ｆ２の逆流量を最大限に増やせるように、逆流生成の停止タイミングを適切に決定することができる。

７－４．変形例
上述した実施の形態７においては、ＥＧＲ開き処理が実行される場合には、スロットル閉じ処理も連動して実行される。しかしながら、仮にスロットル閉じ処理を伴わなくても、ＥＧＲ開き処理が実行されると、少なくとも新気Ｆ２の一部がＥＧＲ通路５４に逃がされることになり、スロットルバルブ２６の上流側への新気Ｆ２の流入を抑制する効果が得られる。このため、ＥＧＲ開き処理は、スロットル閉じ処理を伴わずに単独で実行されてもよい。付け加えると、ＥＧＲ開き処理は、吸気通路に対するＥＧＲ通路の接続位置よりも上流側にスロットルバルブを備えない内燃機関のシステムにおいて実行されてもよい。

８．内燃機関の他の構成例
上述した実施の形態１～７においては、閉じ時期ＩＶＣを可変とする吸気ＶＶＴ３６と閉じ時期ＥＶＣを可変とする排気ＶＶＴ４４の双方を備える内燃機関１２が例示された。しかしながら、本発明に係る内燃機関システムに用いられる内燃機関は、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの何れか一方のみを可変とする可変動弁機構を備えるものであてもよい。

以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１０ 内燃機関システム
１２ 内燃機関
１４ 気筒
１６ ピストン
１８ 吸気通路
１８ｂ サージタンク
２０ 排気通路
２０ｂ 触媒上流部
２０ｃ 触媒下流部
２４ エアフローセンサ
２６ スロットルバルブ
２８ 吸気圧センサ
３０ 燃料噴射弁
３４ 吸気弁
３６ 吸気可変動弁機構（吸気ＶＶＴ）
３８ クランク軸
４２ 排気弁
４４ 排気可変動弁機構（排気ＶＶＴ）
４８ 排気浄化触媒
５０ 空燃比センサ
５４ ＥＧＲ通路
５６ ＥＧＲバルブ
６０ 制御装置
６２ クランク角センサ

Claims (12)

1. 排気通路に配置された排気浄化触媒と、吸気通路の吸気ポート又は気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構と、を備える内燃機関と、
   前記内燃機関を制御する制御装置と、
   を備える内燃機関システムであって、
   圧縮上死点に対する前記吸気弁閉じ時期の差を第１クランク角度差と称し、排気上死点に対する前記排気弁閉じ時期の差を第２クランク角度差と称し、前記第１クランク角度差と前記第２クランク角度差との差を吸排気閉じ時期差と称し、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
   前記燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて前記吸排気閉じ時期差が小さくなるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するバルブ駆動処理と、を実行し、
   前記バルブ駆動処理は、前記吸排気閉じ時期差をゼロに近づけるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するガス流れ停止処理を含み、
   前記ガス流れ停止処理において、前記制御装置は、前記吸排気閉じ時期差がゼロとなる基本値を中心とする所定クランク角範囲内で、エンジン回転速度に応じて前記吸排気閉じ時期差を変更する
   ことを特徴とする内燃機関システム。
2. 前記可変動弁機構は、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの前記吸気弁閉じ時期のみを可変とし、
   前記ガス流れ停止処理において、前記制御装置は、前記吸気弁閉じ時期を遅角して前記吸排気閉じ時期差をゼロに近づける
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
3. 前記可変動弁機構は、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの前記排気弁閉じ時期のみを可変とし、
   前記ガス流れ停止処理において、前記制御装置は、前記排気弁閉じ時期を進角して前記吸排気閉じ時期差をゼロに近づける
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
4. 前記内燃機関は、前記排気浄化触媒の上流側において前記排気通路に配置された空燃比センサをさらに備え、
   前記バルブ駆動処理は、第１フィードバック処理を含み、
   前記第１フィードバック処理において、前記制御装置は、前記空燃比センサを用いて検出される実空燃比が前記燃料カット処理の開始直前のエンジン運転条件の目標空燃比よりも大きな空燃比閾値よりも大きい場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の内燃機関システム。
5. 前記バルブ駆動処理は、第２フィードバック処理を含み、
   前記第２フィードバック処理は、エアフローセンサ又は吸気圧センサの出力に基づき、前記燃料カット処理の開始後に前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の積算値である積算新気量を算出する積算新気量算出処理を含み、
   前記第２フィードバック処理において、前記制御装置は、前記積算新気量が、前記排気浄化触媒の上流側に位置する前記排気通路の部位である触媒上流部の容積Ａ分の新気量以下の新気量閾値よりも多い場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の内燃機関システム。
6. 排気通路に配置された排気浄化触媒と、吸気通路の吸気ポート又は気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構と、を備える内燃機関と、
   前記内燃機関を制御する制御装置と、
   を備える内燃機関システムであって、
   圧縮上死点に対する前記吸気弁閉じ時期の差を第１クランク角度差と称し、排気上死点に対する前記排気弁閉じ時期の差を第２クランク角度差と称し、前記第１クランク角度差と前記第２クランク角度差との差を吸排気閉じ時期差と称し、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
   前記燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて前記吸排気閉じ時期差が小さくなるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するバルブ駆動処理と、を実行し、
   前記内燃機関は、前記排気浄化触媒の上流側において前記排気通路に配置された空燃比センサをさらに備え、
   前記バルブ駆動処理は、第１フィードバック処理を含み、
   前記第１フィードバック処理において、前記制御装置は、前記空燃比センサを用いて検出される実空燃比が前記燃料カット処理の開始直前のエンジン運転条件の目標空燃比よりも大きな空燃比閾値よりも大きい場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする内燃機関システム。
7. 前記第１フィードバック処理において、前記制御装置は、前記実空燃比が前記空燃比閾値以下である場合には、前記逆流が停止されるように、又は前記順流が生成されるように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする請求項４又は６に記載の内燃機関システム。
8. 排気通路に配置された排気浄化触媒と、吸気通路の吸気ポート又は気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、吸気弁閉じ時期及び排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を可変とする可変動弁機構と、を備える内燃機関と、
   前記内燃機関を制御する制御装置と、
   を備える内燃機関システムであって、
   圧縮上死点に対する前記吸気弁閉じ時期の差を第１クランク角度差と称し、排気上死点に対する前記排気弁閉じ時期の差を第２クランク角度差と称し、前記第１クランク角度差と前記第２クランク角度差との差を吸排気閉じ時期差と称し、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関のクランク軸が回転している時に燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
   前記燃料カット処理を実行している燃料カット運転中に、非燃料カット運転中と比べて前記吸排気閉じ時期差が小さくなるように前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御するバルブ駆動処理と、を実行し、
   前記バルブ駆動処理は、第２フィードバック処理を含み、
   前記第２フィードバック処理は、エアフローセンサ又は吸気圧センサの出力に基づき、前記燃料カット処理の開始後に前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の積算値である積算新気量を算出する積算新気量算出処理を含み、
   前記第２フィードバック処理において、前記制御装置は、前記積算新気量が、前記排気浄化触媒の上流側に位置する前記排気通路の部位である触媒上流部の容積Ａ分の新気量以下の新気量閾値よりも多い場合には、前記排気通路から前記気筒を介して前記吸気通路に向かうガスの流れである逆流が生成されるように、又は前記吸気通路から前記気筒を介して前記排気通路に向かう新気の流れである順流の流量が減少するように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする内燃機関システム。
9. 前記第２フィードバック処理において、前記制御装置は、前記積算新気量が前記新気量閾値以下である場合には、前記逆流が停止されるように、又は前記順流が生成されるように、前記吸気弁閉じ時期及び前記排気弁閉じ時期のうちの少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする請求項５又は８に記載の内燃機関システム。
10. 前記内燃機関は、ＥＧＲ装置をさらに備え、
    前記ＥＧＲ装置は、前記排気浄化触媒よりも下流側の前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、を含み、
    前記第２フィードバック処理は、前記第２フィードバック処理による前記逆流の生成中に実行されるＥＧＲ開き処理を含み、
    前記ＥＧＲ開き処理において、前記制御装置は、前記第２フィードバック処理によって前記逆流を生成した際の新気の逆流量の積算値である積算逆流量が、前記気筒内の燃焼室の容積以上の容積Ｂ分の新気量よりも大きくなった場合に、前記ＥＧＲバルブを開く
    ことを特徴とする請求項５又は８に記載の内燃機関システム。
11. 前記内燃機関は、前記吸気通路に対する前記ＥＧＲ通路の接続位置よりも上流側の部位において前記吸気通路に配置されたスロットルバルブをさらに備え、
    前記第２フィードバック処理は、前記積算逆流量が前記容積Ｂ分の新気量よりも大きくなった場合に前記スロットルバルブを閉じるスロットル閉じ処理を含む
    ことを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関システム。
12. 前記ＥＧＲ通路の容積を容積Ｃと称し、前記排気通路に対する前記ＥＧＲ通路の接続位置から前記排気浄化触媒の出口までの間に位置する前記排気通路の触媒下流部の容積を容積Ｄと称し、
    前記制御装置は、前記積算逆流量が前記容積Ｂと前記容積Ｃと前記容積Ｄとの和に相当する容積分の新気量以上になった場合に、前記第２フィードバック処理を停止する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関システム。

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