(57)【要約】【課題】内燃機関において、気筒内のＥＧＲガス濃度分布を変更することができる技術を提供する。【解決手段】内燃機関１の気筒２内に排気の一部のみを導入し、且つ気筒２内に導入された排気が所定の濃度分布を持つような排気の流入方向とする排気導入孔１５を具備した。吸気と排気とが混ざり合いながら気筒２内に導入されるＥＧＲとは異なり、直接気筒２内に排気を導入するため、吸気と排気が混ざり合うことが少なく、排気の濃度が濃い部分と薄い部分とができる。このように排気の濃度分布を作ることができると、混合気の着火時期や燃焼速度を意図的に変更することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に導入された排気が所定の濃度分布を持つような排気の流入方向とする排気導入孔を具備し、該排気導入孔からは排気のみを導入することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段の検出値に基づいて前記排気導入孔から気筒内へ流入する排気の流入方向を制御する排気流入方向制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
気筒内の空燃比分布を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて前記排気導入孔から気筒内へ流入する排気の流入方向を制御する排気流入方向制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記導入孔から気筒内に流入する排気の温度を低下させる流入排気温度低下手段と、
前記内燃機関の運転状態により前記排気導入孔から気筒内へ流入する排気の温度を制御する流入排気温度制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記内燃機関は予混合圧縮着火内燃機関であって、過早着火が発生しない場合には、前記流入排気温度制御手段は、流入排気温度低下手段による排気温度の低下を禁止することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記排気導入孔から気筒内に流入する排気の流入速度を上昇させる流入排気速度上昇手段と、
前記流入排気速度上昇手段による流入速度の上昇度合いを前記内燃機関の運転状態に基づいて制御する流入排気速度制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸排気弁の閉弁時期を制御して過早着火を抑制する技術（例えば、特許文献１参照）、及び、排気のＮＯx濃度に応じてＥＧＲ量を調整し過早着火を抑制する技術（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１２０４５７号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−１５２８５３号公報（第５−１１頁、図１）
【特許文献３】実開平６−５８１４７号公報
【特許文献４】実開平６−５８１４８号公報
【特許文献５】実開平６−５８１４９号公報
【特許文献６】実開平５−１８７３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、高負荷時に予混合圧縮着火を行う内燃機関においては、気筒外周部は壁面より熱が放出されて温度が低下するが、気筒中心部では温度が低下しにくい。これにより、気筒中心部で過早着火が発生し易くなる。
【０００４】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関において、気筒内のＥＧＲガス濃度分布を変更することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関は、以下の手段を採用した。即ち、
気筒内に導入された排気が所定の濃度分布を持つような排気の流入方向とする排気導入孔を具備し、該排気導入孔からは排気のみを導入することを特徴とする。
【０００６】
本発明の最大の特徴は、排気の一部を気筒内に直接導入し、且つ、気筒内で所定の排気濃度分布を生成させ燃焼制御を行うことにある。
このように構成された内燃機関では、排気の一部を吸気とは別に直接気筒内に導入することができる。吸気と排気とが混ざり合いながら気筒内に導入される排気再循環（ＥＧＲ）とは異なり、直接気筒内に排気を導入するため、吸気と排気が混ざり合うことが少なく、排気の濃度が濃い部分と薄い部分とができる。このように排気の濃度分布を作ることができると、混合気の着火時期や燃焼速度を意図的に変更することが可能となる。
【０００７】
本発明においては、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段の検出値に基づいて前記排気導入孔から気筒内へ流入する排気の流入方向を制御する排気流入方向制御手段と、
を具備することができる。
【０００８】
このように構成された内燃機関では、運転状態に基づいて排気流入方向制御手段が気筒内への排気の流入方向を制御して排気の濃度分布を変更し、着火時期や燃焼速度を場所により変化させることが可能となる。
【０００９】
本発明においては、気筒内の空燃比分布を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて前記排気導入孔から気筒内へ流入する排気の流入方向を制御する排気流入方向制御手段と、
を具備することができる。
【００１０】
このように構成された内燃機関では、気筒内の空燃比分布に基づいて、排気の濃度分布を変更し、気筒内での着火時期や燃焼速度を場所により変化させることが可能となる。
本発明においては、前記導入孔から気筒内に流入する排気の温度を低下させる流入排気温度低下手段と、
前記内燃機関の運転状態により前記排気導入孔から気筒内へ流入する排気の温度を制御する流入排気温度制御手段と、
を具備することができる。
【００１１】
このように構成された内燃機関では、排気の濃度分布を変更し、且つ、温度分布をも変更して気筒内での着火時期や燃焼速度を場所により変化させることが可能となる。
本発明においては、前記内燃機関は予混合圧縮着火内燃機関であって、過早着火が発生しない場合には、前記流入排気温度制御手段は、流入排気温度低下手段による排気温度の低下を禁止することができる。
【００１２】
ここで、過早着火とは通常よりも早期の着火を意味し、許容範囲を超えた時期での着火である。冷却されていないＥＧＲガスを導入すると、温度上昇のため過早着火が発生しやすくなるが、過早着火が発生する虞のない運転状態では、この冷却されていないＥＧＲガスを導入することにより着火時期が早まり、最適な着火時期に近づけることが可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記排気導入孔から気筒内に流入する排気の流入速度を上昇させる流入排気速度上昇手段と、
前記流入排気速度上昇手段による流入速度の上昇度合いを前記内燃機関の運転状態に基づいて制御する流入排気速度制御手段と、
を具備することができる。
【００１４】
気筒内に流入する排気の速度を変えることで、各運転状態に適したガス分布を形成することが可能となる。また、スワールの回転速度を変更することも可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る内燃機関では、気筒内に導入される排気の分布や温度分布を変更し、着火時期や燃焼速度を適正なものとし、また、燃焼騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明による内燃機関を車両駆動用の予混合圧縮着火内燃機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態によるエンジンの概略構成を示す図である。
図１に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関
である。４つの気筒２は、図の左側が１番気筒（♯１）で順に２番気筒（♯２）、３番気筒（♯３）、４番気筒（♯４）と並んでいる。
【００１８】
エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂが連結されて構成されている。
シリンダヘッド１ａには、吸気ポート４及び排気ポート５が形成されており、吸気ポート４及び排気ポート５と気筒２内との境界には、上下に移動する吸気弁６及び排気弁７が備えられている。また、シリンダヘッド１ａには、気筒２内に直接燃料を噴射する気筒内燃料噴射弁３が設けられている。一方、吸気ポート４には、該吸気ポート４内を流通する吸気中に燃料を噴射する吸気内燃料噴射弁８が設けられている。
【００１９】
気筒内燃料噴射弁３及び吸気内燃料噴射弁８には、高圧の燃料が供給されている。気筒内燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、気筒内燃料噴射弁３が開弁し、その結果、気筒内燃料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。一方、吸気内燃料噴射弁８に駆動電流が印加されると、吸気内燃料噴射弁８が開弁し、その結果、吸気内燃料噴射弁８から吸気ポート４内へ燃料が噴射される。吸気ポート４内へ噴射された燃料は、吸気とともに混合気を形成して気筒２へ吸入される。これにより、予混合燃焼が可能となる。
【００２０】
尚、予混合燃焼は、吸気行程若しくは圧縮行程中に気筒内燃料噴射弁３から燃料を噴射させることによっても行うことが可能である。また、気筒内燃料噴射弁３及び吸気内燃料噴射弁８から噴射される燃料量は、エンジン回転数と負荷とからマップにより算出される。さらに、基本となる燃料噴射時期もエンジン回転数と負荷とからマップにより算出される。これらのマップは、予め実験等により求めておく。
【００２１】
また、吸気ポート４には吸気枝管２０が接続され、排気ポート５には排気枝管９が接続されている。吸気枝管２０には、該吸気枝管内を流通する吸気の温度に応じた信号を出力する吸気温度センサ２１が設けられている。
【００２２】
シリンダブロック１ｂは、気筒２内に挿入されたピストン１０を備えて構成される。
また、排気枝管９と各気筒２とは、排気枝管９内を流通する排気の一部を気筒２へ再循環させる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）１１を介して連通されている。このＥＧＲ通路１１を流通する排気を以下、ＥＧＲガスと称する。ＥＧＲ通路１１の一端は、排気枝管９に接続され、他端は各気筒２に分岐して接続されている。また、ＥＧＲ通路１１は、その途中でＥＧＲクーラ１２が介在する第１ＥＧＲ通路１１ａと、該ＥＧＲクーラ１２を迂回する第２ＥＧＲ通路１１ｂと、に分岐する。前記ＥＧＲクーラ１２には、エンジン１を冷却するための冷却水の一部が循環し、第１ＥＧＲ通路１１ａ内を流通するＥＧＲガスと冷却水とで熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。
【００２３】
また、このＥＧＲクーラ１２よりも気筒２側の第１ＥＧＲ通路１１ａの途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記第１ＥＧＲ通路１１ａ内を流通するＥＧＲガスの流量を変更する流量調整弁（以下、第１ＥＧＲ弁とする。）１３ａが設けられている。一方、ＥＧＲクーラ１２よりも気筒２側の第２ＥＧＲ通路１１ｂの途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて第２ＥＧＲ通路１１ｂ内を流通するＥＧＲガスの流量を変更する流量調整弁（以下、第２ＥＧＲ弁とする。）１３ｂが設けられている。第１ＥＧＲ弁１３ａ及び第２ＥＧＲ弁１３ｂよりも下流側で第１ＥＧＲ通路１１ａ及び第２ＥＧＲ通路１１ｂが合流する。第１ＥＧＲ通路１１ａ及び第２ＥＧＲ通路１１ｂの合流点から各気筒２の分岐点までの間のＥＧＲ通路１１には、該ＥＧＲ通路１１を流通するＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲ温度センサ１４が設けられている。
【００２４】
このように構成された排気再循環機構では、第１ＥＧＲ弁１３ａ若しくは第２ＥＧＲ弁
１３ｂが開弁されると、ＥＧＲ通路１１が導通状態となり、排気枝管９内を流通する排気の一部が前記ＥＧＲ通路１１へ流入する。第１ＥＧＲ弁１３ａが開弁されていると、ＥＧＲガスは第１ＥＧＲ通路１１ａを流通しＥＧＲクーラ１２を経て気筒２へ導かれる。一方、第２ＥＧＲ弁１３ｂが開弁されると、ＥＧＲガスは第２ＥＧＲ通路１１ｂを流通して高温のまま気筒２へ導かれる。第１ＥＧＲ弁１３ａ及び第２ＥＧＲ弁１３ｂの両弁が開弁されると、ＥＧＲクーラ１２で冷却されたＥＧＲガスと高温のままのＥＧＲガスとが混ざり合う。このときの第１ＥＧＲ弁１３ａ及び第２ＥＧＲ弁１３ｂの開度を夫々調整することにより気筒２に導入されるＥＧＲガスの温度を調整することが可能となる。ここで、ＥＧＲ温度センサ１４の出力信号に基づいて第１ＥＧＲ弁１３ａ及び第２ＥＧＲ弁１３ｂの開度を制御するフィードバック制御を行うことができる。
【００２５】
気筒２には、ピストン１０が下死点に位置している場合に該ピストン１０の上面よりも上方にあって連通状態となるＥＧＲ導入孔１５が設けられている。このＥＧＲ導入孔１５は、ピストン１０が下死点以外に位置している場合には、該ピストン１０の側面にて覆われて非連通状態となる。このＥＧＲ導入孔１５にＥＧＲ通路１１の他端が接続されている。また、ＥＧＲ導入孔１５は、気筒２の直径軸上であって、対称となる位置に２箇所設けられている。
【００２６】
ピストン１０が吸気行程の下死点に位置している気筒（図１では、１番気筒）でＥＧＲガスが導入される。このときに、ピストン１０が圧縮上死点に位置している気筒（図１では、２番気筒）若しくは排気上死点に位置している気筒（図１では、３番気筒）では、ＥＧＲ導入孔１５がピストン１０により覆われているため、気筒２内にＥＧＲガスは導入されない。また、膨張行程の下死点に位置している気筒（図１では、４番気筒）では、後述する逆止弁１７によりＥＧＲガスの逆流が防止されている。
【００２７】
図２は、ＥＧＲ導入孔１５でのエンジンの横断面図である。気筒２の外周には、リンク機構等により気筒外周面を中心として回動し、ＥＧＲガスの導入角度を変更可能とするＥＧＲ導入管１６が設けられている。また、ＥＧＲ導入管１６には、ＥＧＲガスの逆流を防止する逆止弁１７が備えられている。また、シリンダヘッド１ａの気筒中心部には第１空燃比センサ１８ａ、気筒外周部には第２空燃比センサ１８ｂを備えている。
【００２８】
図３は、第１空燃比センサ１８ａ及び第２空燃比センサ１８ｂの取付位置を示した図である。この第１空燃比センサ１８ａ及び第２空燃比センサ１８ｂは、空燃比に応じた信号を出力する。
【００２９】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１９が併設されている。このＥＣＵ１９は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００３０】
ＥＣＵ１９には、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１９に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１９には、気筒内燃料噴射弁３、吸気内燃料噴射弁８、第１ＥＧＲ弁１３ａ、第２ＥＧＲ弁１３ｂ等が電気配線を介して接続され、制御することが可能になっている。また、前記ＥＣＵ１９は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
【００３１】
次に、本実施の形態によるＥＧＲガスの導入態様について説明する。
図４は、気筒壁面からのＥＧＲガス導入方向とそのときのＥＧＲガスの分布を示した図である。図４中、黒色で示した点がＥＧＲガスを示し、点の大きさが大きいほどＥＧＲガス濃度が濃い状態を示している。
【００３２】
図４（Ａ）は、ＥＧＲ導入管１６の中心線が気筒直径線と一致するように該ＥＧＲ導入管１６を配置した図である。このように配置すると、ＥＧＲガスが気筒中心に向かって流入するようになる。また、気筒２内にスワールが発生している場合には、スワールの回転方向に対して逆らう向きにＥＧＲガスが導入されるようにＥＧＲ導入管１６を配置しても良い。
【００３３】
ここで、気筒中心部は、気筒壁面から離れているため、冷却水による温度低下が小さい。従って、気筒中心部は温度が高くなり、過早着火が発生しやすい。特に、高負荷時、吸気温度が高いとき、過給圧が高いとき、回転数が低いとき等において過早着火が発生しやすくなる。
【００３４】
このような場合、図４（Ａ）に示したように、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを導入すると、比熱比が小さくなることに起因して圧縮後の混合気温度が低下する。これにより、過早着火を抑制することが可能となる。
【００３５】
一方、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを導入すると、混合気の温度が低下して着火に至らない場合や、着火時期が遅れる場合がある。しかし、ＥＧＲガスを導入しなければ過早着火が発生する虞がある。また、ＥＧＲガス量を減少させると燃焼騒音が発生する虞がある。そこで、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されていない温度の高いＥＧＲガスを導入すると、高温のＥＧＲガスにより温度上昇の減少を補うことができる。ここで、高温のＥＧＲガスを導入することにより、酸素濃度を低下させて燃焼期間を長くすることにより、燃焼を緩慢にすることができる。従って、気筒中心部の過早着火を抑制するとともに、温度を過度に低下させて失火や着火時期の遅れが発生することを抑制し、緩慢な燃焼により燃焼騒音を低減することができる。
【００３６】
図４（Ｂ）は、気筒中心部でＥＧＲガスが回転するように浅い角度をつけ、且つ、気筒中心に対して２つのＥＧＲ導入管１６が対称となるように該ＥＧＲ導入管１６を配置した図である。
【００３７】
また、図５は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示される方向にＥＧＲガスを導入した場合の気筒中心からの距離とＥＧＲガス濃度との関係を示した図である。図５（Ａ）は図４（Ａ）に対応し、図５（Ｂ）は図４（Ｂ）に夫々対応している。図４（Ｂ）で示される方向にＥＧＲガスを導入した場合には、図４（Ａ）で示される方向にＥＧＲガスを導入した場合と比較して、気筒中心でのＥＧＲガス濃度は薄く、一方で、気筒中心からの距離が遠い（気筒外周に近い）箇所にもＥＧＲガスが分布している。このように、図４（Ａ）と図４（Ｂ）とで示されＥＧＲ導入管１６の配置では、ＥＧＲガスの濃度分布が異なる。また、図４（Ｂ）では、角度をつけてＥＧＲガスが導入されているので、気筒内にスワールが発生し、若しくは、気筒内のスワールの回転速度を速くすることができる。このスワールにより、比重の大きいガスは気筒外周側へ向かい、比重の小さいガスは気筒中心側へ向かう。
【００３８】
ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを図４（Ｂ）に示すように導入すると、圧縮上死点での気筒内の温度を平均的に低下させ、過早着火を抑制することができる。また、スワールにより、気筒壁面での混合気の冷却が促進され、気筒内温度が低下し過早着火を抑制することができる。
【００３９】
ところで、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを導入すると、気筒２内の温度が上昇せずに着火しないか若しくは着火時期が遅れることがある。しかし、ＥＧＲガスを導入しなければ過早着火が発生する虞がある。このような場合には、ＥＧＲクーラ１２を
通過しない高温のＥＧＲガスを図４（Ｂ）に示すように導入する。ここで、気筒中心側で着火するときに酸素濃度が低いために着火時の圧力上昇が小さい。しかし、先に着火した中心側の燃焼ガスが気筒外周側のＥＧＲ濃度が低いガスを圧縮させるので、短期間に燃焼が終了する。これにより、燃焼騒音が低減され、また、燃焼期間が長くなることによる燃費の悪化を抑制することができる。
【００４０】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）よりもさらに角度をつけて、気筒外周に沿ってＥＧＲガスを導入するようにＥＧＲ導入管１６を配置した図である。
ところで、気筒２内の混合気が同時に着火すると気筒２内の圧力が急激に上昇し、燃焼騒音が増大する。このような場合、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを気筒外周側に導入すると、圧縮上死点での混合気の温度を低下させることができ、さらに気筒中心側の温度を気筒外周側の温度よりも高くすることができる。従って、気筒中心側の混合気が先に着火し、気筒外周へ近くなるほど着火時期が遅くなる。これにより、中心部のガスは高温となり膨張し、一方で、未燃ガスが圧縮されて温度が上昇するため着火する。このように、着火時に分布を作ることができ燃焼騒音を低減することができる。例えば、低負荷時、高回転時、低温時、低過給時では、過早着火は発生しにくいので、このような条件では、気筒中心部を先に着火させることができる。
【００４１】
一方、運転状態によっては、吸気行程や圧縮行程で燃料を噴射することがある。このような場合には、気筒壁面に燃料が付着してしまい、燃焼しないまま排気とともに排出されたり、気筒壁面の潤滑のためのエンジンオイルを希釈させ油膜切れを誘発する所謂ボアフラッシングが発生したりする。また、低回転時、低負荷時、低温時等では、燃料が着火しにくいため、温度が高く着火しやすい気筒中心部で先に着火するようにしなければならないが、このような場合、燃焼騒音が増大する。さらに、低回転時、低負荷時、低温時等では、気筒外周部でガスの温度が低下するため燃焼状態が悪化し、消炎（失火）やＨＣの排出量の増加が起きる。このような場合には、ＥＧＲクーラ１２を通過しない高温のＥＧＲガスを図４（Ｃ）に示すように導入する。スワール及び高温のＥＧＲガスにより、気筒壁面に付着した燃料の蒸発が促進される。また、気筒外周側に酸素濃度の低いＥＧＲガスを配置することにより、気筒外周部での燃焼を緩慢にすることができ、燃焼騒音を低減することが可能となる。さらに、高温のＥＧＲガスを導入することで気筒外周側での温度低下を抑制することが可能となる。
【００４２】
図４（Ｄ）は、２つのＥＧＲ導入孔１５を結ぶ線と直交する気筒直径線に対して対称となるようにＥＧＲ導入管１６を配置した図である。このように配置したＥＧＲ導入管１６からＥＧＲガスを導入することで、ＥＧＲガスが気筒外周側で衝突し、このＥＧＲガスが衝突した近辺で該ＥＧＲガスを漂わせることができる。
【００４３】
ここで、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを図４（Ｄ）に示すように導入すると、気筒外周部で冷却されるガスが生じる。また、ＥＧＲで冷やされるガス、気筒中心部の温度の高いガス、これらの間の温度のガス等幅広い温度のガスを作り出すことができる。これにより、着火時期を分散させることができ、燃焼騒音を低減することが可能となる。さらに、気筒中心部にもＥＧＲガスを配置することができ、気筒中心部の過早着火を抑制しつつ燃焼騒音を低減させることが可能となる。
【００４４】
ところで、ＥＧＲクーラ１２にて冷却されたＥＧＲガスを導入すると、温度の低下により混合気が着火しないことがある。このような場合には、ＥＧＲクーラ１２を通過しない高温のＥＧＲガスを図４（Ｄ）に示すように導入する。高温のＥＧＲガスにより、圧縮上死点での温度が過度に低下することを抑制できる。これにより、気筒外周側で温度の低いガス、さらに、ＥＧＲにより酸素濃度が低いガス、気筒中心部の温度の高いガス、温度が高く酸素濃度の低いガス等幅広い温度、ＥＧＲガス濃度、酸素濃度のガスを作り出すこと
ができ、燃焼騒音を低減することができる。気筒外周側では、熱交換によりガスの温度が低下するが、酸素濃度が高いところから着火し、未燃部分が圧縮され、若しくは熱を供給されるので、温度が上昇し着火される。
【００４５】
図６は、ＥＧＲガスの導入方向、ＥＧＲガス温度、ＥＧＲ導入による効果を示した図である。
このように、気筒内へのＥＧＲガスの流入方向、ＥＧＲガス温度を制御することにより、過早着火等を抑制することが可能となる。ここで、最適となるＥＧＲガスの導入方向及びＥＧＲガス温度は、運転状態により異なるため、運転状態により目標となるＥＧＲガスの導入方向及びＥＧＲガス温度を決定し、さらに、ＥＧＲガス温度のフィードバック制御を行う。
【００４６】
次に、本実施の形態によるＥＧＲガス導入制御について説明する。
図７は、本実施の形態によるＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【００４７】
ステップＳ１０１では、第１空燃比センサ１８ａにより検出される気筒中心部の空燃比が２５よりも小さいか否か判定する。本実施の形態では、空燃比が２５よりも小さいときに過早着火すると判定する。
【００４８】
ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ１０２では、ＥＧＲ導入管１６の配置を変更する。ＥＧＲ導入管１６を図４（Ａ）に示す位置に配置する。
【００４９】
ステップＳ１０３では、第１ＥＧＲ弁１３ａの開度ＥＧＲｃと第２ＥＧＲ弁１３ｂの開度ＥＧＲｈが決定される。ここでは、第１ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｃと第２ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｈとを機関回転数及び燃料噴射量（負荷）からマップを用いて決定する。
【００５０】
図８は、回転数と燃料噴射量とＥＧＲ弁開度との関係を示した図である。このＥＧＲ弁開度は、第１ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｃと第２ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｈとを合わせた値である。回転数が高いほど、また、燃料噴射量が多いほどＥＧＲ弁開度は大きくなる。このマップは、予め実験等により求めてＥＣＵに記憶させておく。同時に、この弁開度の時に導入されるＥＧＲ量の推定値をマップにより求める。
【００５１】
図９は、回転数と燃料噴射量とＥＧＲ量との関係を示した図である。回転数が高いほど、また、燃料噴射量が多いほどＥＧＲ量は多くなる。このマップは予め実験等により求めてＥＣＵに記憶させておく。
【００５２】
ステップＳ１０４では、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを算出する。このときに算出されるのは、過早着火せず、且つ、失火しないという条件を満たす目標となるＥＧＲガス温度である。
【００５３】
図１０は、ＥＧＲ量と第１空燃比センサ１８ａで検出される気筒中心部の空燃比Ａ／ＦｃとＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとの関係を示した図である。ＥＧＲ量が少なくなるほど、また、第１空燃比センサ１８ａで検出される空燃比Ａ／Ｆｃが小さくなるほどＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒは低くなる。このマップは、予め実験等により求めてＥＣＵに記憶させておく。このマップに基づいて目標ＥＧＲガス温度が算出される。
【００５４】
ステップＳ１０５では、実際のＥＧＲガス温度がステップＳ１０４で算出した目標ＥＧ
Ｒガス温度Ｔｅｇｒとなるように、第１ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｃ及び第２ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｈをフィードバック制御する。即ち、目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒよりも実際のＥＧＲガス温度のほうが高い場合には、ＥＧＲガス温度を低下させるべく第１ＥＧＲ弁を開弁し、第２ＥＧＲ弁を閉弁する。一方、目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒよりも実際のＥＧＲガス温度のほうが低い場合には、ＥＧＲガス温度を上昇させるべく第１ＥＧＲ弁を閉弁し、第２ＥＧＲ弁を開弁する。実際のＥＧＲガス温度は、ＥＧＲ温度センサ１４の出力信号を用いる。
【００５５】
このようにして、ＥＧＲ温度を制御することにより、気筒中心部での過早着火を抑制することが可能となる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、運転状態に基づいてＥＧＲガスの流入方向を変更することができ、且つ、ＥＧＲガスの温度を変更することができる。これにより、気筒内でのＥＧＲガス濃度の分布及び温度分布を作ることができ、気筒中心部での過早着火発生の抑制等の着火時期の制御、燃焼騒音の低減等を行うことができる。
【００５６】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、吸気温度の上昇による過早着火を抑制する。
尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態と比較して、ＥＧＲ導入制御方法が異なるものの、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００５７】
ここで、吸気温度が上昇すると混合気圧縮時の最終到達温度が高くなるため、過早着火が発生し易くなる。そこで、本実施の形態では、過早着火の発生を抑制するために図４（Ｂ）に示される位置にＥＧＲ導入管１６を配置して、気筒内にＥＧＲクーラにて冷却されたＥＧＲガスを導入する。これにより、気筒内の温度の上昇を抑制し、過早着火の発生を抑制することができる。
【００５８】
次に、本実施の形態によるＥＧＲガス導入制御について説明する。
図１１は、本実施の形態によるＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【００５９】
ステップＳ２０１では、吸気温度センサ２１により検出される吸気温度Ｔｂが４５℃よりも高いか否か判定する。本実施の形態では、吸気温度Ｔｂが４５℃よりも高いときに過早着火すると判定する。
【００６０】
ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ２０２では、ＥＧＲ導入管１６の配置を変更する。ＥＧＲ導入管１６を図４（Ｂ）に示す位置に配置する。
【００６１】
ステップＳ２０３では、ＥＧＲ弁の開度が決定される。ここでは、第１ＥＧＲ弁１３ａの開度ＥＧＲｃと第２ＥＧＲ弁１３ｂの開度ＥＧＲｈとを機関回転数及び燃料噴射量（負荷）からマップを用いて決定する。第１の実施の形態と同様にして、図８に示す回転数と燃料噴射量とＥＧＲ弁開度との関係により求める。同時に、この弁開度の時に導入されるＥＧＲ量の推定値をマップにより求める。これも第１の実施の形態と同様にして、図９に示す回転数と燃料噴射量とＥＧＲ量との関係により求める。
【００６２】
ステップＳ２０４では、ＥＧＲガス温度を算出する。このときに算出されるのは、過早着火せず、且つ、失火しないという条件を満たすＥＧＲガス温度である。
図１２は、ＥＧＲ量と吸気温度ＴｂとＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとの関係を示した図であ
る。ＥＧＲ量が少なくなるほど、また、吸気温度Ｔｂが高くなるほどＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒは低くなる。このマップは、予め実験等により求めてＥＣＵに記憶させておく。このマップに基づいてＥＧＲガス温度が算出される。
【００６３】
ステップＳ２０５では、実際のＥＧＲガス温度がステップＳ２０４で算出した目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとなるように、第１ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｃ及び第２ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｈをフィードバック制御する。即ち、目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒよりも実際のＥＧＲガス温度のほうが高い場合には、ＥＧＲガス温度を低下させるべく第１ＥＧＲ弁１３ａを開弁し、第２ＥＧＲ弁１３ｂを閉弁する。一方、目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒよりも実際のＥＧＲガス温度のほうが低い場合には、ＥＧＲガス温度を上昇させるべく第１ＥＧＲ弁１３ａを閉弁し、第２ＥＧＲ弁１３ｂを開弁する。
【００６４】
このようにして、ＥＧＲ温度を制御することにより、吸気温度上昇による過早着火を抑制することが可能となる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、吸気温度が上昇したときに気筒中心側へＥＧＲガスを導入し、気筒中心側での過早着火の発生を抑制することができる。
【００６５】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、ノック及び燃焼騒音の発生を抑制する。
尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態と比較して、ＥＧＲ導入制御方法が異なるものの、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００６６】
ここで、気筒内の空燃比が均一であると混合気が一斉に着火してノック若しくは燃焼騒音が発生することがある。そこで、本実施の形態では、過早着火の発生を抑制するために図４（Ｃ）若しくは（Ｄ）に示される位置にＥＧＲ導入管１６を配置して、気筒内にＥＧＲガスを導入する。これにより、混合気の同時着火を抑制し、ノック及び燃焼騒音の発生を抑制することができる。
【００６７】
次に、本実施の形態によるＥＧＲガス導入制御について説明する。
図１３は、本実施の形態によるＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【００６８】
ステップＳ３０１では、燃焼騒音が増大する運転状態にあるか否か判定する。本実施の形態では、気筒中心部の第１空燃比センサ１８ａと気筒外周部の第２空燃比センサ１８ｂとの出力差が小さいほど燃焼騒音が大きいと判定する。
【００６９】
図１４は、両空燃比センサの出力とノック及び燃焼騒音増大領域との関係を示した図である。この図の網掛け部分がノック及び燃焼騒音増大領域である。この関係は、予め実験等により求めておく。
【００７０】
ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ３０２では、ＥＧＲ導入管１６の配置を変更する。ＥＧＲ導入管１６を図４（Ｃ）若しくは（Ｄ）に示す位置に配置する。
【００７１】
図１５は、機関回転数と燃料噴射量とＥＧＲ導入管１６の配置との関係を示した図である。回転数が低く燃料噴射量が多いときには、過早着火を抑制するために図４（Ｄ）に示される配置となる。この関係に基づいてＥＧＲ導入管１６の配置を決定する。この関係は予め実験等により求めておきＥＣＵに記憶させておく。
【００７２】
ステップＳ３０３では、ＥＧＲ弁の開度が決定される。ここでは、第１ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｃと第２ＥＧＲ弁開度ＥＧＲｈとを機関回転数及び燃料噴射量（負荷）からマップを用いて決定する。第１の実施の形態と同様にして、図８に示す回転数と燃料噴射量とＥＧＲ弁開度との関係により求める。同時に、この弁開度の時に導入されるＥＧＲ量の推定値をマップにより求める。これも第１の実施の形態と同様にして、図９に示す回転数と燃料噴射量とＥＧＲ量との関係により求める。
【００７３】
ステップＳ３０４では、ＥＧＲガス温度を算出する。このときに算出されるのは、過早着火せず、且つ、失火しないという条件を満たすＥＧＲガス温度である。第１の実施の形態と同様にして、図１０に示すＥＧＲ量と吸気温度ＴｂとＥＧＲ温度Ｔｅｇｒとの関係により求まる。
【００７４】
ステップＳ３０５では、実際のＥＧＲガス温度がステップＳ３０４で算出した目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとなるように、第１ＥＧＲ弁１３ａの開度ＥＧＲｃ及び第２ＥＧＲ弁１３ｂの開度ＥＧＲｈをフィードバック制御する。即ち、目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒよりも実際のＥＧＲガス温度のほうが高い場合には、ＥＧＲガス温度を低下させるべく第１ＥＧＲ弁１３ａを開弁し、第２ＥＧＲ弁１３ｂを閉弁する。一方、目標ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒよりも実際のＥＧＲガス温度のほうが低い場合には、ＥＧＲガス温度を上昇させるべく第１ＥＧＲ弁１３ａを閉弁し、第２ＥＧＲ弁１３ｂを開弁する。
【００７５】
このようにして、ＥＧＲ温度を制御することにより、ノックを防止し、燃焼騒音を低減することが可能となる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１空燃比センサ１８ａと第２空燃比センサ１８ｂとの出力差が小さいときに図４（Ｃ）若しくは（Ｄ）に示す位置へＥＧＲガスを導入し、気筒内の空燃比分布が不均一となるようにして、ノックを防止し若しくは燃焼騒音を低減することができる。
【００７６】
＜第４の実施の形態＞
本実施の形態においては、前述した実施の形態と比較してＥＧＲを供給する装置が異なる。
【００７７】
図１７は、本実施の形態によるエンジンの概略構成を示す図である。図１７（Ａ）は縦断面図、図１７（Ｂ）は横断面図である。
ここで、図１７に示すエンジン１は、気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００７８】
エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂが連結されて構成されている。
シリンダヘッド１ａには、吸気ポート４及び排気ポート５が形成されており、吸気ポート４及び排気ポート５と気筒２内との境界には、上下に移動する吸気弁６及び排気弁７が備えられている。また、シリンダヘッド１ａには、気筒２内に直接燃料を噴射する気筒内燃料噴射弁３が設けられている。
【００７９】
気筒２の側壁には、ＥＧＲ導入孔１５が設けられ、さらに、所定の容積を持つＥＧＲ室１００が該ＥＧＲ導入孔１５を介して気筒２に接続されている。ＥＧＲ導入孔１５は、ピストン１０が下死点に位置している場合に該ピストン１０の上面よりも上方にあり、このときにＥＧＲ室１００と気筒２とが連通される。このＥＧＲ導入孔１５は、ピストン１０が下死点から上方へ移動すると、該ピストン１０の側面によって塞がれる。ＥＧＲ室１００は、気筒内で燃焼した混合気（以下、既燃ガスとする。）を一時蓄えることができる空
間である。また、ＥＧＲ導入孔１５は、気筒２の直径軸上であって、対称となる位置に２箇所設けられている。
【００８０】
ここで、図１８は、通常の吸排気弁開閉時期によりエンジンが運転されている場合の、ＥＧＲガスの導入状態について示した図である。図１８（Ａ）は膨張行程前期、図１８（Ｂ）は膨張行程後期、図１８（Ｃ）は排気行程後期から吸気行程前期、図１８（Ｄ）は吸気行程後期の状態を夫々示している。
【００８１】
膨張行程前期（図１８（Ａ）参照。）では、気筒２内で燃料が燃焼し、圧力が上昇する。これにより、ピストン１０が下方に移動する。
膨張行程後期（図１８（Ｂ）参照。）では、ＥＧＲ導入孔１５が開口し、ＥＧＲ室１００と気筒２とが連通される。このときには、既燃ガスの圧力が高いため、既燃ガスの一部がＥＧＲ室１００に流入する。
【００８２】
次に、排気弁７が開弁され排気行程が始まる（図１８（Ｃ）参照。）。ピストン１０の上昇とともにＥＧＲ導入孔１５が塞がれ、既燃ガスが圧力の高い状態でＥＧＲ室１００に貯留される。そして、気筒２内の既燃ガスが排気ポート５へ排出されるに伴って、気筒２内の圧力が減少する。
【００８３】
排気弁７が閉弁され吸気弁６が開弁される吸気行程では、吸気の流入により気筒２内の圧力がさらに減少する。そして、吸気行程の後期（図１８（Ｄ）参照。）には、ＥＧＲ導入孔１５が開口する。この際、ＥＧＲ室１００の圧力は気筒２内の圧力よりも高いため、ＥＧＲ室１００に貯留されていた既燃ガスが勢いよく気筒２内へ流入する。
【００８４】
このようにして、前のサイクルにおいて発生した温度の高い既燃ガスをＥＧＲ室１００に貯留しておき、次回サイクル時にこの温度の高い既燃ガスをＥＧＲガスとして気筒２内へ導入することができる。これにより、低負荷時に予混合圧縮着火可能な領域を拡大することができる。また、低負荷時、高速回転時、エンジンの低温時における着火性を向上させ、未燃燃焼成分が大気中へ放出されることを抑制することができる。さらには、暖機を速やかに完了させることができる。
【００８５】
また、図１に示されるエンジンと比較して、ＥＧＲ通路１１を省略することができ、簡単な構造とすることができる。
なお、ＥＧＲ室１００から気筒２内へ導入される温度の高い既燃ガスを以下、内部ＥＧＲガスと称する。
【００８６】
また、本実施の形態においては、ＥＧＲ導入孔１５が気筒の中心を向くように形成されている場合を例に挙げて説明したが、図４に示したように内部ＥＧＲガスの流入方向となるように、ＥＧＲ導入孔１５の開口方向を形成してよい。これにより、既燃ガスの流入方向が変わるので、気筒２内でＥＧＲガスの分布を形成することができる。そして、図６に示した「未冷却のＥＧＲガス」と同様の効果を得ることが可能となる。また、後の実施の形態で説明するように内部ＥＧＲガスの気筒２への導入方向を可変としても良い。
【００８７】
＜第５の実施の形態＞
本実施の形態は、第４の実施の形態と比較して、排気弁７の開弁時期を遅角させることにより、ＥＧＲ室１００に蓄えられる既燃ガスの圧力を高める点で相違する。そのため、本実施の形態におけるエンジン１では、排気弁７の開閉時期を変更可能な可変動弁機構を備えている。その他の構成については、第４の実施の形態のものと同様なので、本実施の形態では相違する点を中心に説明する。
【００８８】
ここで、ＥＧＲ室１００に蓄えられる既燃ガスの圧力が高くなるほど、該ＥＧＲ室１００に蓄えられる既燃ガスの量が多くなる。そのため、より多くのＥＧＲガスを供給することが可能となる。
【００８９】
そして、排気弁７の開弁時期を遅角させ、排気行程の初期にＥＧＲ導入孔１５がピストン１０１０により塞がれてから排気弁７を開弁するようにすれば、ＥＧＲ室１００に蓄えられる既燃ガスの圧力を高めることができる。すなわち、ＥＧＲ導入孔１５がピストン１０１０により塞がれる前に排気弁７が開弁すると、気筒２及びＥＧＲ室１００の圧力が低下し、従って、ＥＧＲ室１００に残留する既燃ガスの量が減少する。そこで、ＥＧＲ導入孔１５がピストン１０１０により塞がれてから排気弁７を開弁するように排気弁７の開弁時期を調整すれば、ＥＧＲ室１００には圧力の高い既燃ガスが残留し、多くの既燃ガスを蓄えることが可能となる。
【００９０】
そして、本実施の形態では、エンジン１の運転状態に応じて排気弁７の開弁時期を調整する。これにより、エンジン１の運転状態に応じた量の内部ＥＧＲガスを供給することが可能となる。
【００９１】
ここで、図１９は、エンジン回転数、燃料噴射量、排気弁開弁時期の関係を示した図である。燃料噴射量は、エンジン負荷若しくはアクセル開度としても良い。高回転高負荷領域（図１９では右上の領域）では、排気弁７を下死点前５０度、すなわち、膨張行程の終期で開弁させる。そして、低回転若しくは低負荷となるほど排気弁７の開弁時期を遅角させ、低回転低負荷領域（図１９では一番左下の領域）ではＥＧＲ導入孔１５が閉じられてから排気弁７を開弁させる。
【００９２】
このようにして、ＥＧＲガスの供給量（質量）を無段階に変更することが可能となり、そのときのエンジン１の運転状態に見合った量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。特に、電磁駆動や油圧駆動により排気弁７の開弁時期を変更する可変動弁機構を採用した場合には排気弁７の応答性が高く、内部ＥＧＲ量を速やかに変更することができる。
【００９３】
＜第６の実施の形態＞
本実施の形態は、第５の実施の形態と比較して、ＥＧＲ導入孔１５をピストン１０により塞ぐ時期を変更することにより、気筒ＥＧＲ室１００に蓄える既燃ガスの圧力を変更する点で相違する。そのため、本実施の形態におけるエンジン１では、ＥＧＲ導入孔１５の閉じ時期を変更する機構を備えている。
【００９４】
図２０は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。なお、本実施の形態によるエンジンは、ＥＧＲ導入孔１５に閉じ時期可変機構１０１を備える点、可変動弁機構は必ずしも必要ではない点以外は第４の実施の形態によるエンジンと同様である。そこで、図１７に示すエンジンと同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
閉じ時期可変機構１０１は、点ａを中心として図２０の矢印で示した方向に回動し、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積を変更する。すなわち、図２０の上方から下方へ向かって閉じ時期可変機構１０１が動くと、ＥＧＲ導入孔１５が上方から縮小される。これにより、ＥＧＲ導入孔１５がピストン１０により完全に塞がれる時期が早まる。すなわち、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積が小さいときにはＥＧＲ導入孔１５が早い時期に閉じ、開口面積が大きくなるに従ってＥＧＲ導入孔１５が完全に閉じる時期が遅くなる。
【００９６】
ここで、排気行程初期においては、ピストン１０１０が上昇するにしたがって、排気弁７から排気が流出し、気筒２内の圧力が低下する。そのため、ＥＧＲ導入孔１５を早い時期にピストン１０により塞げば、ＥＧＲ室１００内の圧力が高いままＥＧＲ室１００に既
燃ガスを蓄えることができる。そして、ＥＧＲ導入孔１５を塞ぐ時期が遅くなるほどＥＧＲ室１００に蓄えられる既燃ガスの圧力が低くなっていく。このように、ＥＧＲ導入孔１５を閉じる時期を早めるほど、既燃ガスの圧力がより高い状態でＥＧＲ室１００に蓄えられ、多くの量（質量）の既燃ガスをＥＧＲ室１００に蓄えることができる。
【００９７】
また、排気弁７の開弁時期を遅角させることにより、既燃ガスの貯留量を増加させていた第５の実施の形態では、排気行程初期に既燃ガスが圧縮されていたため、ポンプ損失が増大し、燃費が悪化する虞があった。その点、本実施の形態では、そのようなことがなく、燃費の悪化を抑制することができる。
【００９８】
また、第５の実施の形態で説明した可変動弁機構を用いる既燃ガスの貯留量の増量と組み合わせることにより、さらに多くの量の既燃ガスをＥＧＲ室１００に蓄えることもできる。
【００９９】
図２１は、エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ導入孔の閉じ時期の関係を示した図である。ここで、燃料噴射量は、エンジン負荷若しくはアクセル開度としても良い。高回転高負荷領域（図２１では右上の領域）では、ＥＧＲ導入孔１５が下死点後５０度で閉じるように閉じ時期可変機構１０１を制御する。そして、低回転若しくは低負荷となるほどＥＧＲ導入孔１５の閉じ時期を進角させ、低回転低負荷領域（図２１では一番左下の領域）ではＥＧＲ導入孔１５が下死点後１０度で閉じるように閉じ時期可変機構１０１を制御する。
【０１００】
このようにして、ＥＧＲガスの供給量（質量）を無段階に変更することが可能となり、そのときのエンジン１の運転状態に応じた量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。
＜第７の実施の形態＞
図２２は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【０１０１】
本実施の形態は、第４の実施の形態と比較して、ＥＧＲ室１００にさらに第２ＥＧＲ室１０２が接続されている点で相違する。また、本実施の形態におけるエンジン１では、気筒２とＥＧＲ室１００との間に第１バルブ１０３、ＥＧＲ室１００と第２ＥＧＲ室１０２との間に第２バルブ１０４が備えられている。その他の構成については、第４の実施の形態のものと同様なので、本実施の形態では相違する点を中心に説明する。
【０１０２】
第１バルブ１０３及び第２バルブ１０４は、ＥＣＵからの信号により開閉される弁である。そして、第１バルブ１０３が開弁され第２バルブ１０４が閉弁されている状態では、ＥＧＲ室１００のみに既燃ガスを導入することができる。これにより、ＥＧＲ室１００の容積分の内部ＥＧＲガスを導入することができる。また、第１バルブ１０３及び第２バルブ１０４が開弁されている状態では、ＥＧＲ室１００及び第２ＥＧＲ室１０２に既燃ガスを導入することができる。これにより、ＥＧＲ室１００及び第２ＥＧＲ室１０２の容積分の内部ＥＧＲガスを導入することができる。さらに、第１バルブ１０３を閉じた状態では、ＥＧＲ室１００及び第２ＥＧＲ室１０２からの内部ＥＧＲガスの導入を停止させることができる。
【０１０３】
ここで、図２３は、エンジン回転数、燃料噴射量、第１バルブ及び第２バルブの開閉状態の関係を示した図である。ここで、燃料噴射量は、エンジン負荷若しくはアクセル開度としても良い。高回転高負荷領域（図２３では右上の領域）では、第１バルブ１０３及び第２バルブ１０４を両方とも閉弁する。また、エンジン回転数若しくは負荷がそれよりも低下すると、第１バルブ１０３を開弁し、かつ第２バルブ１０４を閉弁させる。そして、さらにエンジン回転数若しくは負荷が低下して低回転低負荷領域（図２３では左下の領域）となると、第１バルブ１０３及び第２バルブ１０４を両方とも開弁する。
【０１０４】
このようにして、エンジン回転数若しくは負荷が低下するほど、蓄える既燃ガス量を段階的に多くすることにより、段階的に内部ＥＧＲガスの量を増加させることが可能となる。これにより、エンジンの運転状態に応じた量の内部ＥＧＲガスを供給することができる。
【０１０５】
＜第８の実施の形態＞
図２４は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
本実施の形態は、第４の実施の形態と異なり、ＥＧＲ室１００にＥＧＲ室ピストン１０５を備え、該ＥＧＲ室ピストン１０５の移動によりＥＧＲ室１００の容積を変更している。これにより、内部ＥＧＲガスの量を調整する。なお、ＥＧＲ室ピストン１０５は、ＥＣＵからの信号により移動する。その他の構成については、第４の実施の形態のものと同様なので、本実施の形態では相違する点を中心に説明する。
【０１０６】
ここで、図２５は、エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ室１００の容積の関係を示した図である。ここで、燃料噴射量は、エンジン負荷若しくはアクセル開度としても良い。高回転高負荷領域（図２５では右上の領域）では、ＥＧＲ室１００の容積が最小となるようにＥＧＲ室ピストン１０５を移動させる。そして、低回転若しくは低負荷となるほど、ＥＧＲ室１００の容積を拡大させ、低回転低負荷領域（図２５では一番左下の領域）ではＥＧＲ室１００の容積が最大となるようにＥＧＲ室ピストン１０５を制御する。
【０１０７】
このようにして、エンジン回転数若しくは負荷が低下するほど、内部ＥＧＲガスの量を増加させることが可能となる。また、内部ＥＧＲガスの量を無段階に調整することができる。これにより、エンジンの運転状態に応じた量の内部ＥＧＲガスを供給することができる。
【０１０８】
＜第９の実施の形態＞
本実施の形態では、吸気弁６の閉弁時期を進角させることにより、ＥＧＲ室１００から気筒２内への内部ＥＧＲガスの流入速度を高める。そのため、本実施の形態におけるエンジン１では、吸気弁６の開閉時期を変更可能な可変動弁機構を備えている。その他の構成については、第４の実施の形態のものと同様なので、本実施の形態では相違する点を中心に説明する。
【０１０９】
ここで、ＥＧＲ室１００に蓄えられた既燃ガスの圧力が気筒２内の圧力よりも相対的に高くなるほど、該ＥＧＲ室１００から気筒２内への既燃ガスの流入速度が速くなる。そして、第１の実施の形態で説明したように、内部ＥＧＲガスの流入速度を変えることにより、エンジンの運転状態に応じて、気筒２内でのＥＧＲガスの分布を変更したり、スワールの回転速度を変更したりすることが可能となる。
【０１１０】
そして、吸気弁６の閉弁時期を進角させ、吸気行程の終期に吸気弁６が閉弁してから、ＥＧＲ室１００と気筒２とがＥＧＲ導入孔１５を介して連通するようにすれば、この連通時のＥＧＲ室１００と気筒２との圧力差を大きくすることができる。すなわち、吸気弁６の閉弁時期を進角させて、ピストン１０が下がっている途中で該吸気弁６を閉じるようにすると、その後ピストン１０が下死点まで下がる間に気筒２内の圧力が低下する。これにより、ＥＧＲ室１００内と気筒２内との圧力差を大きくすることができる。
【０１１１】
そして、本実施の形態では、エンジン１の運転状態に応じて吸気弁６の閉弁時期を調整する。これにより、エンジン１の運転状態に応じた流入速度の内部ＥＧＲガスを供給することが可能となる。ここで、吸気弁６を閉じる時期を変えることにより、ＥＧＲ室１００から気筒２内への内部ＥＧＲガスの流入速度を変えることが可能となる。すなわち、吸気
弁６の閉弁時期が早くなるほど、気筒２内とＥＧＲ室１００内の圧力差が大きくなり、内部ＥＧＲガスの流入速度が速くなる。これにより、そのときのエンジン１の運転状態に見合ったＥＧＲガス分布やスワールの回転速度を得ることが可能となる。
【０１１２】
ここで、内部ＥＧＲガスの流入速度を速めることにより、例えば以下の効果を得ることができる。すなわち、図４の（Ａ）に示される方向に内部ＥＧＲガスを導入した場合には、気筒２の中心部に内部ＥＧＲガスを集中させることができる。図４の（Ｂ）に示される方向に内部ＥＧＲガスを導入した場合には、スワールの回転速度を速め、ＥＧＲガスや燃料の分布をより均質にすることができる。図４の（Ｃ）に示される方向に内部ＥＧＲガスを導入した場合には、気筒側壁周辺に内部ＥＧＲガスを集中させることができる。さらに図４（Ｄ）に示される方向に内部ＥＧＲガスを導入した場合には、気筒中心部側に内部ＥＧＲガスがより多く分布するようになる。
【０１１３】
＜第１０の実施の形態＞
本実施の形態は、第９の実施の形態と比較して、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積を変更することにより、内部ＥＧＲガスの流入速度を変更する点で相違する。そのため、本実施の形態におけるエンジン１では、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積を変更する機構を備えている。その他の構成については、前記実施の形態のものと同様なので、本実施の形態では相違する点を中心に説明する。
【０１１４】
図２６は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
ＥＧＲ導入孔１５に開口面積可変機構１０６を備える点、可変動弁機構は必ずしも必要ではない点以外は第９の実施の形態によるエンジンと同様である。
【０１１５】
開口面積可変機構１０６は、点ｂを中心として図２６の矢印で示した方向に回動し、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積を変更する。すなわち、図２６の下方から上方へ向かって開口面積可変機構１０６が動くと、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積が下方から縮小される。
【０１１６】
このように開口面積可変機構１０６によれば、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積を小さくすることができる。そして、ＥＧＲ導入孔１５の開口面積を小さくするほど、ＥＧＲ室１００から気筒２内への既燃ガスの流入速度を速めることができる。
【０１１７】
また、吸気弁６の閉弁時期を進角させることにより、ＥＧＲ室１００内の圧力と気筒２内の圧力との差を拡大させて内部ＥＧＲガスの流入速度を速めていた第９の実施の形態では、吸気行程終期に吸気が膨張されていたため、ポンプ損失が増大し、燃費が悪化する虞があった。その点、本実施の形態では、そのようなことがなく、燃費の悪化を抑制することができる。
【０１１８】
さらには、第９の実施の形態よりも既燃ガスの気筒２内への流入速度を速めることができる。
また、第９の実施の形態で説明した可変動弁機構を組み合わせることにより、既燃ガスの気筒２内への流入速度をより速めることができる。
【０１１９】
なお、図２０に示した閉じ時期可変機構１０１を備えるエンジンによっても同様にして内部ＥＧＲガスの流入速度を速めることができる。この場合、ＥＧＲ導入孔１５が完全に閉じる時期が早められるほど、内部ＥＧＲガスの流入速度を速めることができる。
【０１２０】
＜第１１の実施の形態＞
図２７は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。図２７（Ａ）はエンジンの横断面図、図２７（Ｂ）は、切断線Ｘ−Ｘによりエンジンを切断したときの縦断面図で
ある。なお、前記した実施の形態と同様の構成については同じ記号を付し、説明を省略する。
【０１２１】
また、図２８（Ａ）は、図２７（Ａ）のＹで示した部分の拡大横断面図である。そして、図２８（Ｂ）は、図２７（Ａ）のＹで示した部分を切断線Ｘ−Ｘにより切断した拡大縦断面図である。
【０１２２】
本実施の形態によるエンジンは、閉じ時期可変機構１０１（開口面積可変機構１０６でもよい。）、ＥＧＲ室ピストン１０５、ＥＧＲ導入方向規制板１０７、吸排気弁の可変動弁機構を備えて構成されている。ＥＧＲ導入方向規制板１０７には、シリンダ軸と平行な軸Ｃに接続され、点ｃを中心に回動する。また、１つのＥＧＲ導入孔１５毎にＥＧＲ導入方向規制板１０７が２つ備えられている。
【０１２３】
このように構成されたエンジンでは、ＥＧＲ導入方向規制板１０７を回動させることにより、内部ＥＧＲガスの流入方向を変更することができる。また、閉じ時期可変機構１０１、ＥＧＲ室ピストン１０５、吸排気弁の可変動弁機構については、夫々前記した実施の形態で説明した作用効果を得ることができる。
【０１２４】
次に、本実施の形態による内部ＥＧＲガス導入制御のフローについて説明する。
図２９は、本実施の形態による内部ＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【０１２５】
本フローは、規定の時期毎に実施される。
ステップＳ４０１では、エンジンの運転状態から要求されるＥＧＲ量（以下、必要内部ＥＧＲ量という。）を算出する。ＥＣＵは、エンジン回転数と燃料噴射量とを読み込み、エンジン回転数、燃料噴射量、及び必要内部ＥＧＲ量の関係を予めマップ化したものに代入することにより、必要内部ＥＧＲ量を得る。
【０１２６】
ステップＳ４０２では、ＥＧＲ導入方向規制板１０７の向きを算出する。ここで、図３０は、エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ導入方向規制板１０７の向きを示した図である。図３０中の（Ａ）から（Ｄ）は、図４若しくは図１６の（Ａ）から（Ｄ）に夫々対応している。従って、ＥＣＵは、エンジン回転数および燃料噴射量を図３０に示すマップに代入してＥＧＲ導入方向規制板１０７の向きを得ることができる。
【０１２７】
ステップＳ４０３では、ＥＧＲ室１００から気筒２内への既燃ガスの流入速度を算出する。ここで、図３１は、エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ導入速度を示した図である。エンジン回転数が高いほど内部ＥＧＲガスの導入速度を高める。これにより、エンジン回転数が高まってもクランクアングル当たりの内部ＥＧＲガスの導入量を略一定に保つことが可能となる。
【０１２８】
ステップＳ４０４では、ステップＳ４０１からステップＳ４０３で算出した状態とするために、閉じ時期可変機構１０１の位置（ＥＧＲ量、ＥＧＲ導入速度）、ＥＧＲ室ピストン１０５の位置（ＥＧＲ量）、ＥＧＲ導入方向規制板１０７の位置（ＥＧＲ導入方向）、吸排気弁の開閉時期（ＥＧＲ量、ＥＧＲ導入速度）を決定し、その状態に調整する。
【０１２９】
このようにして、そのときのエンジンの運転状態に応じた内部ＥＧＲガスの導入制御が可能となる。
＜第１２の実施の形態＞
本実施の形態では、内部ＥＧＲガスと、排気管から吸気管へ供給される排気（以下、外部ＥＧＲガスとする。）と、の混合割合をエンジンの運転状態により変更する。
【０１３０】
図３２は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
図３２に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【０１３１】
各気筒２には、該気筒２内に燃料を直接噴射する気筒内燃料噴射弁３が設けられている。
エンジン１には、排気枝管９および吸気枝管２０が接続されている。また、エンジン１には、該排気枝管９内を流通する排気の一部を吸気枝管２０へ再循環させる排気再循環装置２２（以下、ＥＧＲ装置２２という。）が備えられている。このＥＧＲ装置２２は、排気枝管９と吸気枝管２０とを連通する排気再循環通路２３（以下、ＥＧＲ通路２３という。）、該ＥＧＲ通路２３内を流通する排気（以下、外部ＥＧＲガスとする。）の流量を変更する流量調整弁２４（以下、ＥＧＲ弁２４という。）、ＥＧＲ弁２４より上流側すなわち排気枝管９側でＥＧＲ通路２３内を流通する外部ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２５を備えて構成されている。
【０１３２】
また、排気枝管９には、該排気枝管９内の排気の温度を検出する排気温度センサ２６が備えられている。さらに、エンジン１には、該エンジン１の回転数を検出するクランクポジションセンサ２７が取り付けられている。また、本実施の形態では、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２８を備えている。そして、これらセンサの出力信号は制御装置であるＥＣＵ１９に入力される。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、図２７に示される機構が各気筒２に備えられ、閉じ時期可変機構１０１、ＥＧＲ室ピストン１０５、ＥＧＲ導入方向規制板１０７、吸排気弁の可変動弁機構が全ての気筒２で連動して作動する。
【０１３４】
このように構成されたエンジン１では、ＥＧＲ装置２２を介して気筒２内へ供給される外部ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ２５によって冷却されるため温度が低い。一方、ＥＧＲ室１００から気筒２内へ供給される内部ＥＧＲガスは、比較的高い温度で気筒２内に導入される。
【０１３５】
従って、外部ＥＧＲガスと、内部ＥＧＲガスとの供給割合を変更することにより、気筒２内のＥＧＲガスの温度を変更することが可能となる。これにより、エンジン１の運転状態に応じた温度のＥＧＲガスを気筒２内に導入することができる。
【０１３６】
次に、本実施の形態によるＥＧＲガス供給制御のフローについて説明する。
図３３は、本実施の形態による内部ＥＧＲガス及び外部ＥＧＲガスの導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【０１３７】
本フローは、規定の時期毎に実施される。
ステップＳ５０１では、圧縮上死点での気筒内の目標平均温度（以下、目標筒内平均圧縮端温度（Ｔ＿ＴＤＣ＿ａｖｅ）とする。）を算出する。ここで、図３４は、エンジン回転数、燃料噴射量、目標筒内平均圧縮端温度（Ｔ＿ＴＤＣ＿ａｖｅ）の関係を示した図である。エンジン回転数が高くなるほど、また、燃料噴射量が少なくなるほど目標筒内平均圧縮端温度（Ｔ＿ＴＤＣ＿ａｖｅ）は高くなる。ＥＣＵは、エンジン回転数および燃料噴射量を図３４に示すマップに代入して目標筒内平均圧縮端温度（Ｔ＿ＴＤＣ＿ａｖｅ）を得ることができる。
【０１３８】
ステップＳ５０２では、内部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）を算出する。内部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）は、排気温度センサ２６により検出される温度（
Ｔｅｘ）に温度補正係数（Ｋ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）を加えて算出される。すなわち、気筒２から排出された既燃ガスは、排気ポートを通過して排気温度センサ２６により温度が検出されるまでに、内部ＥＧＲガスよりも温度が低下する。その温度低下分を排気温度センサ２６により検出される温度（Ｔｅｘ）に加えることにより、内部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）を得ることができる。すなわち、内部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）は、次式により算出される。
【０１３９】
Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ＝Ｔｅｘ＋Ｋ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ
ここで、温度補正係数（Ｋ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）は、エンジン回転数及び負荷との関係から予め実験等により求めマップ化したものを用いて得ることができる。
【０１４０】
ステップＳ５０３では、外部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ）を算出する。外部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ）は、排気温度センサ２６により検出される温度（Ｔｅｘ）からＥＧＲクーラ２５により低下する温度（Ｋ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ）を減じて算出される。すなわち、外部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ）は、次式により算出される。
【０１４１】
Ｔ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ＝Ｔｅｘ−Ｋ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ
ここで、ＥＧＲクーラ２５により低下する温度（Ｋ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ）は、エンジン回転数及び負荷との関係から予め実験等により求めマップ化したものを用いて得ることができる。
【０１４２】
ステップＳ５０４では、エンジン１の運転状態から必要とされるＥＧＲ量、すなわち内部ＥＧＲ量と外部ＥＧＲ量との合計（以下、合計ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ）とする。）を算出する。ここで、図３５は、エンジン回転数、燃料噴射量、合計ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ）の関係を示した図である。エンジン回転数が高くなるほど、また、燃料噴射量が多くなるほど合計ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ）は多くなる。ＥＣＵは、エンジン回転数および燃料噴射量を図３５に示すマップに代入して合計ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ）を得ることができる。
【０１４３】
ステップＳ５０５では、内部ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ）及び外部ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ）を算出する。これは、内部ＥＧＲガスが冷えるときに出した顕熱はそのまま外部ＥＧＲガスを温めるのに使用され、また、内部ＥＧＲガス量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ）と外部ＥＧＲガス量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ）との合計が合計ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ）であることから、以下の方程式を解くことにより求めることができる。
【０１４４】
Ｔ＿ＴＤＣ＿ａｖｅ＝（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ×Ｃ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ×Ｔ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ＋Ｇ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ×Ｃ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ×Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）／（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ×Ｃ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ＋Ｇ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ×Ｃ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ）
Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ＝Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ＋Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ
ここで、Ｃ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌは内部ＥＧＲガスの比熱であり、内部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｈｏｔ＿ｅｇｒ）の関数である。また、Ｃ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔは外部ＥＧＲガスの比熱であり、外部ＥＧＲガス温度（Ｔ＿ｃｏｏｌ＿ｅｇｒ）の関数である。
【０１４５】
ステップＳ５０６では、ステップＳ５０５で算出した内部ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｈｏｔ）及び外部ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｃｏｏｌ）となるように、閉じ時期可変機構１０１、ＥＧＲ室ピストン１０５、吸排気弁の可変動弁機構を制御する。
【０１４６】
このようにして、そのときのエンジンの運転状態に応じて合計ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲガスと外部ＥＧＲガスとの比率を変更することが可能となる。したがって、エンジンの運
転状態に見合ったＥＧＲガスの供給を行うことが可能となる。
【０１４７】
＜第１３の実施の形態＞
図３６は、本実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
本実施の形態では、１番気筒のＥＧＲ導入孔１５と４番気筒のＥＧＲ導入孔１５とを接続し、２番気筒のＥＧＲ導入孔１５と３番気筒のＥＧＲ導入孔１５とを接続している。そして膨張行程の気筒から吸気行程の気筒へＥＧＲガスを直接供給する点で第１の実施の形態と相違する。その他の構成については、第１の実施の形態のものと同様なので、本実施の形態では相違する点を中心に説明する。
【０１４８】
図３６に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。４つの気筒２は、図３６の左側が１番気筒（♯１）で順に２番気筒（♯２）、３番気筒（♯３）、４番気筒（♯４）と並んでいる。
【０１４９】
エンジン１は、シリンダヘッド１ａ及びシリンダブロック１ｂが連結されて構成されている。
夫々の気筒２には、ピストン１０が下死点に位置している場合に該ピストン１０の上面よりも上方にあって且つ気筒２の側壁に開口するＥＧＲ導入孔１５が設けられている。このＥＧＲ導入孔１５は、ピストン１０が上方に移動すると、該ピストン１０の側面により塞がれる。また、ＥＧＲ導入孔１５は、各気筒２の直径軸上であって、対称となる位置に夫々２箇所設けられている。
【０１５０】
そして、１番気筒に設けられた２つのＥＧＲ導入孔１５には、第３ＥＧＲ通路１１ｃの一端が分岐して接続されている。また、第３ＥＧＲ通路１１ｃの他端は４番気筒に設けられた２つのＥＧＲ導入孔１５に分岐して接続されている。一方、２番気筒に設けられた２つのＥＧＲ導入孔１５には、第４ＥＧＲ通路１１ｄの一端が分岐して接続されている。また、第４ＥＧＲ通路１１ｄの他端は３番気筒に設けられた２つのＥＧＲ導入孔１５に分岐して接続されている。
【０１５１】
そして、第３ＥＧＲ通路１１ｃの途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記第３ＥＧＲ通路１１ｃ内を流通するＥＧＲガスの流量を変更する流量調整弁（以下、第３ＥＧＲ弁とする。）１３ｃが設けられている。同様に、第４ＥＧＲ通路１１ｄの途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて第４ＥＧＲ通路１１ｄ内を流通するＥＧＲガスの流量を変更する流量調整弁（以下、第４ＥＧＲ弁とする。）１３ｄが設けられている。
【０１５２】
ここで、図３７は、気筒間のＥＧＲガスの供給状態を矢印で示した図である。１番上の矢印（１）は、４番気筒から１番気筒へＥＧＲガスが導入されることを示している。すなわち、１番気筒のピストン１０が吸気下死点に位置している（すなわち、吸気行程から圧縮行程へ移行する。）ときには、４番気筒のピストン１０は膨張下死点に位置している（すなわち、膨張行程から排気行程に移行する。）。この場合、１番気筒内の圧力は、４番気筒内の圧力よりも低い。このときに第３ＥＧＲ弁１３ｃを開弁すると、気筒間の圧力差により、４番気筒内の既燃ガスを１番気筒内へＥＧＲガスとして導入することができる。
【０１５３】
一方、１番気筒が膨張下死点、４番気筒が吸気下死点のとき（図３７の上から３番目の矢印（３）参照。）に第３ＥＧＲ弁１３ｃを開弁させることにより、１番気筒内の既燃ガスを４番気筒に導入することができる。
【０１５４】
同様にして、２番気筒が膨張下死点、３番気筒が吸気下死点のとき（図３７の上から２番目の矢印（２）参照。）に第４ＥＧＲ弁１３ｄを開弁させることにより、２番気筒内の
既燃ガスを３番気筒に導入することができる。また、２番気筒が吸気下死点、３番気筒が膨張下死点のとき（図３７の上から４番目の矢印（４）参照。）に第４ＥＧＲ弁１３ｄを開弁させることにより、３番気筒内の既燃ガスを２番気筒に導入することができる。
【０１５５】
このように気筒間でＥＧＲガスを相互に供給することで、より温度の高いＥＧＲガスを、より多く導入することができる。
なお、本実施の形態では、４気筒のエンジンについて説明したが、他の多気筒エンジンにおいても適用することができる。この場合、吸気行程中となる気筒のＥＧＲ導入孔と膨張行程となる気筒のＥＧＲ導入孔とを接続する。
【０１５６】
＜その他の実施の形態＞
前記した実施の形態では、１気筒当たり２箇所にＥＧＲ導入孔１５を設けて、ＥＧＲガスの導入は２箇所から行われていたが、これに代えて、１気筒当たり４箇所にＥＧＲ導入孔１５を設けて、４箇所からＥＧＲガスを導入しても良い。
【０１５７】
図１６は、１気筒当たり４箇所にＥＧＲ導入孔１５を設けて４箇所からＥＧＲガスを導入するとしたときのＥＧＲガス導入方向とＥＧＲガスの分布を示した図である。
４箇所のＥＧＲ導入孔１５は、気筒中心軸で直行する２軸上に夫々設けられている。この２軸は、夫々気筒中心軸にも直行している。図１６（Ａ）から（Ｄ）に示すＥＧＲ導入管１６の配置は、図４（Ａ）から（Ｄ）のそれに夫々対応している。
【０１５８】
また、第１から第４の実施の形態においては、図４（Ｃ）若しくは図１６（Ｃ）に示したＥＧＲガスの導入方法でＥＧＲの導入箇所を１箇所若しくは３箇所とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】エンジンの概略構成を示す図である。
【図２】ＥＧＲ導入孔でのエンジンの横断面図である。
【図３】第１空燃比センサ及び第２空燃比センサの取付位置を示した図である。
【図４】気筒壁面からのＥＧＲガス導入方向とそのときのＥＧＲガスの分布を示した図である。図４（Ａ）は、ＥＧＲ導入管の中心線が気筒直径線と一致するように該ＥＧＲ導入管を配置した図である。図４（Ｂ）は、気筒中心部でＥＧＲガスが回転するように浅い角度をつけ、且つ、気筒中心に対して２つのＥＧＲ導入管が対称となるように該ＥＧＲ導入管を配置した図である。図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）よりもさらに角度をつけて、気筒外周に沿ってＥＧＲガスを導入するようにＥＧＲ導入管を配置した図である。図４（Ｄ）は、２つのＥＧＲ導入孔を結ぶ線と直交する気筒直径線に対して対称となるようにＥＧＲ導入管を配置した図である。
【図５】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の方向にＥＧＲガスを導入した場合の気筒中心からの距離とＥＧＲガス濃度との関係を示した図である。
【図６】ＥＧＲガスの導入方向、ＥＧＲガス温度、ＥＧＲ導入による効果の関係を示した図である。
【図７】第１の実施の形態によるＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【図８】回転数と燃料噴射量とＥＧＲ弁開度との関係を示した図である。
【図９】回転数と燃料噴射量とＥＧＲ量との関係を示した図である。
【図１０】ＥＧＲ量と第１空燃比センサで検出される気筒中心部の空燃比Ａ／ＦｃとＥＧＲ温度との関係を示した図である。
【図１１】第２の実施の形態によるＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【図１２】ＥＧＲ量と吸気温度ＴｂとＥＧＲ温度Ｔｅｇｒとの関係を示した図である。
【図１３】第３の実施の形態によるＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【図１４】両空燃比センサの出力とノック及び燃焼騒音増大領域との関係を示した図である。
【図１５】機関回転数と燃料噴射量とＥＧＲ導入管の配置との関係を示した図である。
【図１６】１気筒当たり４箇所にＥＧＲ導入孔を設けて４箇所からＥＧＲガスを導入するとしたときのＥＧＲガス導入方向とＥＧＲガスの分布を示した図である。図１６（Ａ）から（Ｄ）は、図４（Ａ）から（Ｄ）に対応している。
【図１７】第４の実施の形態によるエンジンの概略構成を示す図である。図１７（Ａ）は縦断面図、図１７（Ｂ）は横断面図である。
【図１８】通常の吸排気弁開閉時期によりエンジンが運転されている場合の、ＥＧＲガスの導入状態について示した図である。図１８（Ａ）は膨張行程前期、図１８（Ｂ）は膨張行程後期、図１８（Ｃ）は排気行程後期から吸気行程前期、図１８（Ｄ）は吸気行程後期の状態を夫々示している。
【図１９】エンジン回転数、燃料噴射量、排気弁開弁時期の関係を示した図である。
【図２０】第６の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【図２１】エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ導入孔の閉じ時期の関係を示した図である。
【図２２】第７の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【図２３】エンジン回転数、燃料噴射量、第１バルブ及び第２バルブの開閉状態の関係を示した図である。
【図２４】第８の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【図２５】エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ室の容積の関係を示した図である。
【図２６】第１０の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【図２７】第１１の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。図２７（Ａ）はエンジンの横断面図、図２７（Ｂ）は、切断線Ｘ−Ｘによりエンジンを切断したときの縦断面図である。
【図２８】図２８（Ａ）は、図２７のＹで示した部分の拡大横断面図である。図２８（Ｂ）は、図２７のＹで示した部分を切断線Ｘ−Ｘにより切断した拡大縦断面図である。
【図２９】第１１の実施の形態による内部ＥＧＲガス導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【図３０】エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ導入方向規制板の向きを示した図である。
【図３１】エンジン回転数、燃料噴射量、ＥＧＲ導入速度を示した図である。
【図３２】第１２の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【図３３】第１２の実施の形態による内部ＥＧＲガス及び外部ＥＧＲガスの導入制御のフローを示したフローチャート図である。
【図３４】エンジン回転数、燃料噴射量、目標筒内平均圧縮端温度（Ｔ＿ＴＤＣ＿ａｖｅ）の関係を示した図である。
【図３５】エンジン回転数、燃料噴射量、合計ＥＧＲ量（Ｇ＿ＥＧＲ＿ｔｏｔａｌ）の関係を示した図である。
【図３６】第１３の実施の形態によるエンジンの概略構成図である。
【図３７】気筒間のＥＧＲガスの供給状態を矢印で示した図である。
【符号の説明】
【０１６０】
１・・・・エンジン
１ｂ・・・シリンダブロック
１ａ・・・シリンダヘッド
２・・・・気筒
３・・・・気筒内燃料噴射弁
４・・・・吸気ポート
５・・・・排気ポート
６・・・・吸気弁
７・・・・排気弁
８・・・・吸気内燃料噴射弁
９・・・・排気枝管
１０・・・ピストン
１１・・・ＥＧＲ通路
１１ａ・・第１ＥＧＲ通路
１１ｂ・・第２ＥＧＲ通路
１１ｃ・・第３ＥＧＲ通路
１１ｄ・・第４ＥＧＲ通路
１２・・・ＥＧＲクーラ
１３ａ・・第１ＥＧＲ弁
１３ｂ・・第２ＥＧＲ弁
１３ｃ・・第３ＥＧＲ弁
１３ｄ・・第４ＥＧＲ弁
１４・・・ＥＧＲ温度センサ
１５・・・ＥＧＲ導入孔
１６・・・ＥＧＲ導入管
１７・・・逆止弁
１８ａ・・第１空燃比センサ
１８ｂ・・第２空燃比センサ
１９・・・ＥＣＵ
２０・・・吸気枝管
２１・・・吸気温度センサ
２２・・・排気再循環装置（ＥＧＲ装置）
２３・・・排気再循環通路（ＥＧＲ通路）
２４・・・流量調整弁（ＥＧＲ弁）
２５・・・ＥＧＲクーラ
２６・・・排気温度センサ
２７・・・クランクポジションセンサ
２８・・・アクセル開度センサ
１００・・ＥＧＲ室
１０１・・閉じ時期可変機構
１０２・・第２ＥＧＲ室
１０３・・第１バルブ
１０４・・第２バルブ
１０５・・ＥＧＲ室ピストン
１０６・・開口面積可変機構
１０７・・ＥＧＲ導入方向規制板
【図１】
2004211688.tif 000003
【図２】
2004211688.tif 000004
【図３】
2004211688.tif 000005
【図４】
2004211688.tif 000006
【図５】
2004211688.tif 000007
【図６】
2004211688.tif 000008
【図７】
2004211688.tif 000009
【図８】
2004211688.tif 000010
【図９】
2004211688.tif 000011
【図１０】
2004211688.tif 000012
【図１１】
2004211688.tif 000013
【図１２】
2004211688.tif 000014
【図１３】
2004211688.tif 000015
【図１４】
2004211688.tif 000016
【図１５】
2004211688.tif 000017
【図１６】
2004211688.tif 000018
【図１７】
2004211688.tif 000019
【図１８】
2004211688.tif 000020
【図１９】
2004211688.tif 000021
【図２０】
2004211688.tif 000022
【図２１】
2004211688.tif 000023
【図２２】
2004211688.tif 000024
【図２３】
2004211688.tif 000025
【図２４】
2004211688.tif 000026
【図２５】
2004211688.tif 000027
【図２６】
2004211688.tif 000028
【図２７】
2004211688.tif 000029
【図２８】
2004211688.tif 000030
【図２９】
2004211688.tif 000031
【図３０】
2004211688.tif 000032
【図３１】
2004211688.tif 000033
【図３２】
2004211688.tif 000034
【図３３】
2004211688.tif 000035
【図３４】
2004211688.tif 000036
【図３５】
2004211688.tif 000037
【図３６】
2004211688.tif 000038
【図３７】
2004211688.tif 000039