(57)【要約】【課題】本発明は、所定量以上のＥＧＲガスを気筒内へ導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関をフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ速やか且つ好適に移行させることを課題とする。【解決手段】本発明は、内燃機関のフューエルカット運転終了時から気筒内の酸素濃度が所望の濃度へ低下するまでの期間は、気筒内にスワール流を発生させつつ内燃機関を拡散燃焼運転させることにより、失火やスモークの増加を伴うことなく燃料噴射量の増量補正を行えるようにし、以てＥＧＲガス中の酸素濃度、及び気筒内の酸素濃度を早期に低下させるようにした。【選択図】図６
2008101592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量以上のＥＧＲガスを気筒内へ導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の制御システムにおいて、
フューエルカット運転終了時から気筒内の酸素濃度が所望の濃度へ低下するまでの期間は、前記内燃機関を拡散燃焼運転させる運転制御手段と、
前記運転制御手段により前記内燃機関が拡散燃焼運転させられている時に、前記気筒内に所定のガス流動を発生させる流動発生手段と、
前記流動発生手段により前記気筒内に所定のガス流動が発生させられている時に前記内燃機関の空燃比を適正空燃比より低下させる空燃比低下手段と、
を備えたことを特徴とする圧縮着火式内燃機関の制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記流動発生手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられた気流制御弁を閉弁させることにより、前記気筒内にスワール流を発生させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の制御システム。
【請求項３】
請求項１において、前記流動発生手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられた気流制御弁を閉弁させることにより、前記気筒内にタンブル流を発生させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮着火式内燃機関の制御システムに関し、特に予混合燃焼運転可能な圧縮着火式内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される内燃機関として、予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を切り換え可能な圧縮着火式内燃機関が知られている。
【０００３】
圧縮着火式内燃機関が予混合燃焼運転される場合は、燃料（或いは予混合気）の過早着火を防止するために、拡散燃焼運転時より多量のＥＧＲガスを気筒内へ導入させる必要がある。しかしながら、内燃機関が拡散燃焼運転状態やフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ移行する時は、ＥＧＲガス量を即座に増加させることができない。
【０００４】
これに対し、予混合燃焼運転時又は拡散燃焼運転時にＥＧＲガスを貯蔵しておき、貯蔵されたＥＧＲガスを気筒内へ適宜供給する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２５８１１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５６５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来の技術は、既存の構成に加え、ＥＧＲガスを貯蔵しておくための特別な機構が必要となる。
【０００６】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定量以上のＥＧＲガスを気筒内へ導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関をフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ速やか且つ好適に移行させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、所定量以上のＥＧＲガスを気筒内へ導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の制御システムにおいて、フューエルカット運転終了時から気筒内の酸素濃度が所望の濃度へ低下するまでの期間は、前記内燃機関を拡散燃焼運転させる運転制御手段と、前記運転制御手段により前記内燃機関が拡散燃焼運転させられている時に、前記気筒内に所定のガス流動を発生させる流動発生手段と、前記流動発生手段により前記気筒内に所定のガス流動が発生させられている時に前記内燃機関の空燃比を適正空燃比より低下させる空燃比低下手段と、を備えるようにした。
【０００８】
フューエルカット制御の実行期間中は、気筒内で燃料が燃焼されないため、内燃機関から排出されるガスは空気のみとなる。このため、ＥＧＲガスの循環経路（すなわち、内燃機関の気筒内を起点に排気通路、ＥＧＲ通路、及び吸気通路を順次経て再び気筒内へ戻る経路。以後、この循環経路を「ＥＧＲ循環経路」と称する）内のガスは、空気の濃度が高く且つＥＧＲガスの濃度が低いガスとなる。
【０００９】
ＥＧＲ循環経路に空気濃度の高いガスが充満した状態で内燃機関がフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ移行すると、移行直後に気筒内へ導入されるガスの大部
分が空気となる。その結果、内燃機関が予混合燃焼運転状態へ移行した直後は、気筒内の酸素濃度が過剰に高くなるため、燃料が過早着火して振動や騒音の増加を誘発する可能性がある。
【００１０】
これに対し、フューエルカット運転終了時から気筒内の酸素濃度がある程度低下するまでの期間は内燃機関を拡散燃焼運転させる方法が考えられる。但し、ＥＧＲ循環経路にＥＧＲガスが殆ど存在しない状態から気筒内の酸素濃度が予混合燃焼運転に適した濃度へ低下するまでには比較的長い時間がかかる。
【００１１】
そこで、内燃機関の拡散燃焼運転時に、燃料噴射量を適正量より増加させることにより該内燃機関の空燃比を低下させ、ＥＧＲガス中の酸素濃度を早期に低下させる方法も考えられる。
【００１２】
しかしながら、内燃機関の拡散燃焼運転時に燃料噴射量が適正量より増加させられると、燃料と吸気の混合が不十分となって失火やスモークの増加等が発生する可能性もある。特に、内燃機関のフューエルカット運転時は低温な空気が気筒内を通過するため、気筒内の温度が低下する。よって、内燃機関のフューエルカット運転終了直後は気筒内の燃料が気化及び霧化し難く、失火やスモークの増加等が発生し易い。
【００１３】
これに対し、フューエルカット運転終了後の拡散燃焼運転時に、気筒内にスワール流やタンブル流などのガス流動が発生させられると、燃料の霧化及び気化が促進されるとともに、燃料と吸気の混合も促進される。その結果、燃料噴射量が適正量より増加させられても、失火やスモークの増加を抑制することができる。
【００１４】
従って、本発明にかかる圧縮着火式内燃機関の制御システムによれば、内燃機関をフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ早期に移行させることが可能となる。
【００１５】
尚、本発明にかかる流動発生手段は、既存のスワールコントロールバルブやタンブルコントロールバルブ等の気流制御弁を閉弁させることにより、気筒内にガス流動を発生させるようにしてもよい。この場合、既存のハードウェアを用いつつ内燃機関をフューエルカット運転から予混合燃焼運転へ移行させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、気筒内へ所定量以上のＥＧＲガス量を導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関をフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ速やか且つ好適に移行させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【００１８】
図１に示す内燃機関は、予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を適宜切り換えることが可能な圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。内燃機関１は、各気筒２内へ直接燃料を噴射可能な燃料噴射弁３と、各気筒２内へ空気を導く吸気通路４とを備えている。吸気通路４の途中には、遠心過給器（ターボチャージャ）５のコンプレッサ５０とインタークーラ６が配置されている。
【００１９】
コンプレッサ５０により過給された吸気は、インタークーラ６により冷却された後に各気筒２内へ導かれるようになっている。各気筒２内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁３から噴射された燃料とともに気筒２内で着火及び燃焼される。
【００２０】
各気筒２内で燃焼されたガスは、排気通路７へ排出される。排気通路７へ排出された排気は、排気通路７の途中に配置されたタービン５１及び排気浄化装置８を経由して大気中へ放出される。
【００２１】
排気浄化装置８としては、酸化能とＮＯｘ吸蔵能を有する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、酸化能とＰＭ捕集能を有するパティキュレートフィルタ、或いは、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されたパティキュレートフィルタ等を例示することができる。
【００２２】
前記した吸気通路４と排気通路７は、ＥＧＲ通路９により相互に接続されている。ＥＧＲ通路９の途中には、該ＥＧＲ通路９の流路断面積を調節するＥＧＲ弁１０と、該ＥＧＲ通路９を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」と称する）を冷却するためのＥＧＲクーラ１１が配置されている。
【００２３】
また、吸気通路４においてインタークーラ６より下流且つＥＧＲ通路９の接続部より上流の部位には吸気絞り弁１２が配置されている。吸気通路４において、ＥＧＲ通路９の接続部より下流は４つの分岐管に分岐され、更に各分岐管が２つの枝管に分岐されている。そして、各気筒２の燃焼室には２つの枝管が接続されている。各気筒２の２つの枝管の一方には本発明にかかる気流制御弁としてのスワールコントロールバルブ１８が配置されている。
【００２４】
上記した燃料噴射弁３、ＥＧＲ弁１０、吸気絞り弁１２、スワールコントロールバルブ１８は、ＥＣＵ１３によって電気的に制御される。ＥＣＵ１３は、吸気通路４に配置されたエアフローメータ１４の測定値、排気浄化装置８より下流の排気通路７に配置された空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）１５の測定値、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ１６の測定値、及びアクセルポジションセンサ１７の測定値などをパラメータとして、燃料噴射弁３、ＥＧＲ弁１０、吸気絞り弁１２、スワールコントロールバルブ１８を制御する。
【００２５】
例えば、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の負荷（アクセル開度）Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅから定まる機関運転状態が図２に示す予混合燃焼運転領域にある時には、内燃機関１を予混合燃焼運転させる。一方、機関運転状態が図２の拡散燃焼運転領域にある時は、ＥＣＵ１３は内燃機関１を拡散燃焼運転させる。
【００２６】
内燃機関１が予混合燃焼運転される場合は、ＥＣＵ１３は、図３に示すように、パイロット噴射量を零に設定（パイロット噴射を停止）するとともに主噴射時期を圧縮上死点より早い時期（圧縮行程の初期又は中期）に設定する。
【００２７】
一方、内燃機関１が拡散燃焼運転させられる場合には、ＥＣＵ１３は、図４に示すように、パイロット噴射量を零より多い量に設定（パイロット噴射を実行）するとともに主噴射時期を圧縮上死点近傍に設定する。
【００２８】
尚、内燃機関１が予混合燃焼運転される場合は、気筒２内の燃料が予混合気を形成する前に過早着火する可能性があるため、拡散燃焼運転時より多量のＥＧＲガスを気筒２内へ導入して気筒２内の酸素濃度を下げる必要がある。
【００２９】
ところで、内燃機関１のフューエルカット運転時は気筒２内で燃料が燃焼されないため、ＥＧＲ循環経路（内燃機関１の気筒２内を起点に排気通路７、ＥＧＲ通路９、及び吸気通路４を順次経て再び気筒２内へ戻る経路）に空気濃度が高く且つ既燃ガス成分濃度が低いガスが充満する。更に、フューエルカット運転終了後において、最初の燃焼気筒の排気
がＥＧＲ循環経路を介して内燃機関１の燃焼室へ到達するまでには輸送遅れを生じる。
【００３０】
従って、フューエルカット運転終了時から上記輸送遅れが解消されるまでの期間は、気筒２内へ導入される既燃ガス成分量が極少或いは零となる。このため、内燃機関１がフューエルカット運転終了後に直ちに予混合燃焼運転されると、着火時期が変動（過早着火）して振動や騒音が増大する可能性がある。
【００３１】
これに対し、フューエルカット運転終了時から上記輸送遅れが解消されるまでの期間に、内燃機関１を拡散燃焼運転させる方法が考えられる。しかしながら、内燃機関１の全ての気筒２は、フューエルカット運転終了時に一斉に燃焼を再開するわけではなく、燃料噴射順序に従って順次燃焼を再開する。
【００３２】
このため、上記輸送遅れが解消された時点で気筒２内へ導入される既燃ガス成分量は、燃料の過早着火を抑制し得る量に対して過少となる。よって、上記輸送遅れが解消された後に内燃機関１を拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ速やかに移行させることは困難となる。
【００３３】
そこで、本実施例における内燃機関の燃焼制御システムでは、ＥＣＵ１３が以下に示す制御を行うようにした。
【００３４】
図５は、内燃機関１がフューエルカット運転から予混合燃焼運転へ移行する時の制御手順を示すタイミングチャートである。
【００３５】
ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転終了時の機関運転状態が前述した図２の予混合燃焼運転領域にあると、先ず内燃機関１を拡散燃焼運転させる。具体的には、ＥＣＵ１３は、内燃機関１のフューエルカット運転が終了すると（図５中のｔ１）、圧縮上死点より前（図５中のＴ２）に少量の燃料をパイロット噴射させるとともに圧縮上死点近傍（図５中のＴ１）で主噴射させるべく燃料噴射弁３を制御する。
【００３６】
更に、ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転終了時（図５中のｔ１）に、ＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量（以下、「目標ＥＧＲガス量」と記す）となるようにＥＧＲ弁１０の開度を制御する。
【００３７】
ＥＧＲガス量は内燃機関１の吸入空気量と相関するため、図５の例ではＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる時の吸入空気量（図５中のＧＮ１）を目標吸入空気量と定め、内燃機関１の実際の吸入空気量（図５中の実ＧＮ）が目標吸入空気量ＧＮ１となるようにＥＧＲ弁１０の開度が制御される。
【００３８】
尚、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０に対する指令値を出力した時点（図５中のｔ１）から実ＧＮが変化し始める時（図５中のｔ２）までには、ＥＧＲガスの輸送遅れに起因した応答遅れ（図５中の期間Ｐ１）が生じる。このため、ＥＣＵ１３は、上記した期間Ｐ１においては、内燃機関１の拡散燃焼運転を継続させるように燃料噴射弁３を制御する。
【００３９】
また、実ＧＮが変化し始めた時（図５中のｔ２）から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と等しくなるまで（図５中のｔ３）には、各気筒２の燃焼順序に起因した応答遅れが（図５中の期間Ｐ２）が生じる。このため、上記した期間Ｐ２においては、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が前記目標ＥＧＲガス量より少なくなる。
【００４０】
よって、燃料の過早着火を防止するためには、上記期間Ｐ２の終了後に内燃機関１を拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ切り換えることが妥当である。しかしながら、内燃機関
１がフューエルカット運転を終了してから予混合燃焼運転を開始するまでの所要期間（期間Ｐ１と期間Ｐ２を合計した期間）が長くなるという問題がある。特に、機関回転数が低い場合は、ＥＧＲガスの輸送遅れが大きくなるため、上記の所要期間が過剰に長くなる虞がある。
【００４１】
これに対し、内燃機関１がフューエルカット運転される前にＥＧＲガスを貯蔵しておき、貯蔵されたＥＧＲガスをフューエルカット運転終了後に内燃機関１へ供給する方法も考えられるが、ＥＧＲガスを貯蔵しておく機構が必要となる。
【００４２】
そこで、ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転終了時ｔ１に燃料増量フラグをセット（＝１）して、燃料噴射弁３の燃料噴射量を適正量より増量させる。この場合、内燃機関１で燃焼に供されるガスの空燃比が適正値より低下するため、内燃機関１の排気に含まれる既燃ガス成分ガス（ＣＯ２やＨ２Ｏなど）やＨＣの量が増加する。
【００４３】
上記した方法により排気中に含まれる既燃ガス成分ガス（ＣＯ２やＨ２Ｏなど）やＨＣの量が増加すると、単位量当たりのＥＧＲガスに含まれる酸素量が減少（ＥＧＲガス中の酸素濃度が低下）する。ＥＧＲガス中の酸素濃度が低下すると、ＥＧＲガスの輸送遅れ解消時（図５中のｔ２）に気筒２内の酸素濃度が急速に低下する。
【００４４】
ＥＧＲガスの輸送遅れ解消時（図５中のｔ２）に気筒２内の酸素濃度が急速に低下すると、その時点で内燃機関１が拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ移行しても燃料の過早着火を回避可能となる。
【００４５】
但し、内燃機関１を拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ移行させる際に燃料噴射パラメータが急激に切り換えられると、燃焼状態が急変して排気エミッションの悪化やトルク変動等を発生する可能性がある。
【００４６】
そこで、ＥＣＵ１３は、燃料噴射パラメータを拡散燃焼運転用のパラメータから予混合燃焼運転用のパラメータへ連続的又は離散的に変更するようにしている。具体的には、ＥＣＵ１３は、パイロット噴射量を連続的又は離散的に減量するとともに主噴射時期を圧縮上死点近傍から連続的又は離散的に進角させる（以下、この処理を「移行処理」と称する）。
【００４７】
その際、燃料噴射パラメータの変更速度（例えば、１サイクル当たりのパイロット噴射量の減少量及び主噴射時期の進角量）は、内燃機関１の排気エミッションやトルク変動等が許容範囲に収まるように定められるものとする。
【００４８】
ＥＣＵ１３は、主噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射時期まで進角し且つパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎに減少すると（図５中のｔ３）、上記した移行処理を終了する。
【００４９】
このような移行処理により燃料噴射パラメータが徐変されると、燃焼状態の急激な変化を抑制しつつ内燃機関１の運転を切り換えることが可能となる。
【００５０】
更に、上記した移行処理の実行期間（図５中の期間Ｐ２）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないものの、単位量当たりのＥＧＲガスに含まれる酸素量が大幅に減少しているため、過早着火の発生が抑制され或いは過早着火による騒音や振動の発生が抑制されるようになる。
【００５１】
ところで、フューエルカット運転終了後の拡散燃焼運転時に燃料噴射量が適正量より増
量されると、燃料と吸気の混合が不十分となって失火やスモークの増加等が発生する可能性もある。
【００５２】
特に、内燃機関１のフューエルカット運転時は低温な空気が燃焼室を通過するため、燃焼室内の温度が低下する。よって、内燃機関１のフューエルカット運転終了直後は燃焼室内の燃料が気化及び霧化し難く、失火やスモークの増加等が発生し易い。
【００５３】
そこで、ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転終了後の拡散燃焼運転時（あるいは、拡散燃焼運転時と移行処理時の双方の期間）に、燃料噴射量を増量させると同時にスワールコントロールバルブ１８（図５中のＳＣＶ）を閉弁させるようにした。
【００５４】
スワールコントロールバルブ１８が閉弁されると、気筒２内に強いスワール流が発生するため、燃料噴射弁３から噴射された燃料の霧化及び気化が促進されるとともに、燃料と吸気との混合も促進されるようになる。その結果、失火やスモークの増加を抑制しつつＥＧＲガス中の酸素濃度を急速に低下させることが可能となる。
【００５５】
尚、上記した移行処理の実行期間（図５中の期間Ｐ２）中は、燃料噴射量の増量補正量が一定量に設定されてもよいが、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量（言い換えれば、実ＧＮ）に応じて変更されてもよい。
【００５６】
例えば、ＥＣＵ１３は、実ＧＮと目標ＧＮの差（実ＧＮ−目標ＧＮ）が大きくなるほど増量補正量を多くし、前記差が小さくなるにつれて増量補正量を少なくするようにしてもよい。
【００５７】
この場合、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が少なくなるほどＥＧＲガス中の酸素濃度が低くなるとともに、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が多くなるほどＥＧＲガス中の酸素濃度が高くなる。
【００５８】
その結果、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が少ない時に燃料の過早着火を抑制することができるとともに、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が多い時に燃料の失火やスモークの増加を抑制することができる。
【００５９】
以下、本実施例の制御手順について図６に沿って説明する。図６は、内燃機関１がフューエルカット運転から予混合燃焼運転へ移行する時の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００６０】
図６の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は、先ずＳ１０１においてフューエルカット制御実行条件が成立しているか否かを判別する。フューエルカット制御実行条件としては、従来一般に公知の条件が使用され、例えば、アクセル開度Ａｃｃｐが零である、機関回転数Ｎｅが一定回転数以上である、内燃機関１の冷却水温度が一定温度以上である、等の条件を例示することができる。
【００６１】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０２へ進む。
【００６２】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁３からの燃料噴射を停止させるとともに、機関回転数の過剰な上昇を防止するために吸気絞り弁１２及びＥＧＲ弁１０を閉弁させる。
【００６３】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１３は、フューエルカット制御実行終了条件が成立したか否かを
判別する。フューエルカット制御実行終了条件は、上記したフューエルカット実行条件が不成立になることである。
【００６４】
前記Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、フューエルカット制御実行終了条件が成立するまで前記Ｓ１０３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０４へ進む。
【００６５】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１３は、クランクポジションセンサ１６の測定値より機関回転数Ｎｅを演算するとともに、アクセルポジションセンサ１７の測定値（アクセル開度）Ａｃｃｐを入力し、それら機関回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃｐから定まる機関運転状態が予混合燃焼運転領域にあるか否かを判別する。
【００６６】
前記Ｓ１０４において否定判定された場合（機関運転状態が拡散燃焼運転領域にある場合）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１０へ進み、燃料噴射弁３から燃料噴射を再開させることによりフューエルカット制御の実行を終了するとともに、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を通常の開度に復帰させる。
【００６７】
一方、前記Ｓ１０４において肯定判定された場合（機関運転状態が予混合燃焼運転領域にある場合）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０５へ進み、内燃機関１を拡散燃焼運転させる。すなわち、ＥＣＵ１３は、前述した図４に示したようにパイロット噴射量を零より多い量に設定（パイロット噴射を実行）するとともに主噴射時期を圧縮上死点近傍に設定する。
【００６８】
更に、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０６においてスワールコントロールバルブ１８（ＳＣＶ）を閉弁させるとともに、燃料増量フラグをセットして燃料噴射量の増量補正を行う。すなわち、ＥＣＵ１３は、気筒２内にスワール流を発生させつつ燃料噴射量の増量補正を行う。
【００６９】
この場合、気筒２内の酸素濃度（Ｏ２濃度）は、図７に示すように、燃料噴射量の増量補正が行われない場合より早期に目標酸素濃度（目標Ｏ２濃度）まで低下するようになる。また、気筒２内にはスワール流が発生しているため、燃料噴射量の増量補正に起因した失火やスモークの増加も抑えられる。
【００７０】
ここで図６の制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０７において、気筒２内の酸素濃度（Ｏ２濃度）が目標酸素濃度（目標Ｏ２濃度）以下まで低下したか否かを判別する。気筒２内の酸素濃度（Ｏ２濃度）は、ＥＧＲ率に基づいて推定演算することができる。
【００７１】
前記Ｓ１０７において否定判定された場合（Ｏ２濃度＞目標Ｏ２濃度）は、ＥＣＵ１３は、気筒２内の酸素濃度（Ｏ２濃度）が目標酸素濃度（目標Ｏ２濃度）以下へ低下するまで、前記Ｓ１０７の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ１０７において肯定判定された場合（Ｏ２濃度≦目標Ｏ２濃度）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【００７２】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、スワールコントロールバルブ１８（ＳＣＶ）を開弁させ、次いでＳ１０９において内燃機関１を予混合燃焼運転させる。すなわち、ＥＣＵ１３は、前述した図３に示したように、パイロット噴射量を零に設定（パイロット噴射を停止）するとともに主噴射時期を圧縮上死点より早い時期（圧縮行程の初期又は中期）に設定する。
【００７３】
このようにＥＣＵ１３が燃焼制御ルーチンを実行すると、本発明に係る運転制御手段、流動発生手段、及び空燃比低下手段が実現される。依って、本実施例によれば、内燃機関１がフューエルカット運転状態から予混合燃焼運転状態へ移行する場合に、失火やスモークの増加等を伴うことなく速やか且つ好適に予混合燃焼運転状態へ移行することが可能と
なる。
【００７４】
尚、本実施例では、本発明にかかる気流制御弁として、スワールコントロールバルブ１８を例に挙げたが、タンブル流を生成するためのタンブルコントロールバルブを備えた内燃機関１にはスワールコントロールバルブ１８の代わりにタンブルコントロールバルブを用いてガス流動を発生させるようにしてもよい。
【００７５】
また、本実施例では、タービンハウジング５１より上流の排気通路７からコンプレッサハウジング５０より下流の吸気通路４へ排気を再循環させるＥＧＲ機構（高圧ＥＧＲ機構）を備える内燃機関を例に挙げたが、タービンハウジング５１より下流の排気通路７からコンプレッサハウジング５０より上流の吸気通路４へ排気を再循環させるＥＧＲ機構（低圧ＥＧＲ機構）を備える内燃機関にも好適であり、更に高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構の双方を具備する内燃機関にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を切り換えるためのマップを示す図である。
【図３】予混合燃焼運転時の燃料噴射タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】拡散燃焼運転時の燃料噴射タイミングを示すタイミングチャートである。図である。
【図５】内燃機関がフューエルカット運転から予混合燃焼運転へ移行する時の制御手順を示すタイミングチャートである。
【図６】内燃機関がフューエルカット運転から予混合燃焼運転へ移行する時の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】気筒内の酸素濃度が低下するまでの時間を計測した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・・・内燃機関
３・・・・・燃料噴射弁
４・・・・・吸気通路
７・・・・・排気通路
９・・・・・ＥＧＲ通路
１０・・・・ＥＧＲ弁
１１・・・・ＥＧＲクーラ
１２・・・・吸気絞り弁
１３・・・・ＥＣＵ
１８・・・・スワールコントロールバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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