(57)【要約】【課題】特に軽負荷時に、燃焼室内の圧縮端圧力が低下することで燃焼状態が不安定となる内燃機関において、吸気温度又は／及び吸気圧を上昇させることにより、燃焼状態を安定なものとする。【解決手段】燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、吸気を圧縮するための過給機と、前記内燃機関から排出された排気を該内燃機関の吸気通路内に再循環させる排気再循環装置と、を有する内燃機関において、軽負荷時等の燃焼状態が不安定となったときに、該内燃機関の燃焼室に吸入される吸気の圧力を上昇させるように該圧縮端圧力に基づいて過給機による過給圧を制御し、または／更に排気再循環装置により再循環される排気温度を該圧縮端圧力に基づいて上昇させる。【選択図】　図１１
2004019462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、
吸気を圧縮するための過給機と、
前記内燃機関から排出された排気を該内燃機関の吸気通路内に再循環させる排気再循環装置と、
該排気再循環装置によって燃焼室内に供給される再循環排気の量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給される再循環排気の量を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる低温燃焼と、煤の発生量がピークとなる再循環排気の量よりも燃焼室内に供給される再循環排気の量が少ない通常燃焼とを選択的に切り替える燃焼切替手段と、を有する内燃機関において、
低温燃焼が実行され、且つ前記圧縮端圧力検出手段において検出された圧縮端圧力が所定の値より低いときに、該内燃機関の燃焼室に吸入される吸気の圧力を上昇させるように該圧縮端圧力に基づいて過給機による過給圧を制御する過給機制御手段を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、
吸気を圧縮するための過給機と、
排気温度を上昇させる排気昇温手段と、を有する内燃機関において、
該排気昇温手段が作動し、且つ前記圧縮端圧力検出手段において検出された圧縮端圧力が所定の値より低いときに、該内燃機関の燃焼室に吸入される吸気の圧力を上昇させるように該圧縮端圧力に基づいて過給機による過給圧を制御する過給機制御手段を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
前記過給機は、可変ノズル型ターボチャージャであって、
更に、前記過給機制御手段は、該可変ノズル型ターボチャージャの可変ノズル開度を調整することで過給圧を上昇させる過給機制御手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、
内燃機関から排出された排気を該内燃機関の吸気通路内に再循環させる第一の排気再循環通路と、
該第一の排気再循環通路に設置され、該第一の排気再循環通路を介して再循環された排気を冷却する再循環排気冷却装置と、
再循環される排気を冷却することなく該内燃機関の吸気通路内に再循環させる第二の排気再循環通路と、
前記第一の排気再循環通路及び／又は前記第二の排気再循環通路によって燃焼室内に供給される再循環排気の量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給される再循環排気の量を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる低温燃焼と、煤の発生量がピークとなる再循環排気の量よりも燃焼室内に供給される再循環排気の量が少ない通常燃焼とを選択的に切り替える燃焼切替手段と、を有する内燃機関において、
低温燃焼が実行され、且つ前記圧縮端圧力検出手段において検出された圧縮端圧力が所定の値より低いときに、前記第一の排気再循環通路と前記第二の排気再循環通路とを流れるそれぞれの再循環排気量を該圧縮端圧力に基づいて調整することで該内燃機関の燃焼室への吸気の吸気温度を上昇させることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、
内燃機関から排出された排気を該内燃機関の吸気通路内に再循環させる第一の排気再循環通路と、
該第一の排気再循環通路に設置され、該第一の排気再循環通路を介して再循環された排気を冷却する再循環排気冷却装置と、
再循環される排気を冷却することなく該内燃機関の吸気通路内に再循環させる第二の排気再循環通路と、
排気温度を上昇させる排気昇温手段と、を有する内燃機関において、
前記排気昇温手段が作動し、且つ前記圧縮端圧力検出手段において検出された圧縮端圧力が所定の値より低いときに、前記第一の排気再循環通路と前記第二の排気再循環通路とを流れるそれぞれの再循環排気量を該圧縮端圧力に基づいて調整することで該内燃機関の燃焼室への吸気の吸気温度を上昇させることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に係り、特に低圧縮比であって駆動可能な内燃機関に好適に利用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載される内燃機関、特に圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）においては、始動性の向上及び低負荷運転時における燃焼効率の向上を目的として圧縮比を高く設定することが一般である。しかし圧縮比を高くすることによって、シリンダヘッドやシリンダブロックにかかる圧力が高くなるため、これらの強度及び剛性を高くする必要があり、点火式内燃機関（ガソリンエンジン）と比較しても排気量あたりの質量が大きくなりやすく、その結果、車両搭載時の重量増加を招き、燃料消費量を向上させる点で不利になる可能性がある。
そこで圧縮着火式内燃機関の圧縮比を低下させる方法が考えられるが、燃料噴射時期（圧縮工程上死点）における筒内雰囲気圧力、いわゆる圧縮端圧力が低下するため、特に始動時や低負荷時には圧縮端圧力の低下が顕著となり、燃焼室の燃焼状態が正常燃焼状態、即ち完全燃焼とならずに、スローバーン、パーシャルバーンまたは失火といった不安定な燃焼状態となりやすくなる。
【０００３】
また内燃機関では、排気エミッションの悪化を防止することを目的として、排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）装置が採用される。このＥＧＲ装置は、例えば、排気枝管（エキゾースト・マニホールド）と吸気枝管（インテーク・マニホールド）とを連通させる排気再循環通路と、排気再循環通路内の排気流量を調節する流量制御弁（ＥＧＲ弁）とを備え、内燃機関が所定の運転領域にあるときに前記ＥＧＲ弁を開弁して、排気の一部を吸気系に再循環させる。
内燃機関から排出される排気には、二酸化炭素（ＣＯ２）等の不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲ装置によって排気の一部を吸気系に再循環させることにより、混合気中に排気が混合され、混合気中の不活性ガス成分が増加する。この結果、混合気の燃焼温度が低下し、排気中のＮＯｘ等を減少させることが可能となる。
【０００４】
またＥＧＲ装置を備える内燃機関において、燃料噴射時期を固定して燃焼室内に供給される再循環排気の量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給される再循環排気の量を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる再循環装置であって、煤の発生量がピークとなる再循環排気の量よりも燃焼室内に供給される再循環排気の量が多く煤がほとんど発生しない第１の燃焼（低温燃焼）と、煤の発生量がピークとなる再循環排気の量よりも燃焼室内に供給される再循環排気の量が少ない第２の燃焼（通常燃焼）とを選択的に切り替えることも可能である。
【０００５】
また、排気浄化フィルタの粒子状物質（以下ＰＭという）除去や排気浄化触媒の硫黄被毒再生等を目的として主燃料噴射遅延制御やポスト噴射等の排気昇温手段により、排気温度を上昇させる排気昇温制御が実行される。この排気昇温手段は、主燃料の噴射時期を遅らせたり、一定の未燃燃料を排気浄化フィルタや排気浄化触媒へと供給するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＥＧＲ装置を備える内燃機関または低温燃焼と通常燃焼とを選択的に切り替えることができる内燃機関においては、不活性ガス成分が混合気中に還流するため、混合気温度が下がることとなる。従って、特に圧縮比の低い内燃機関においては、混合気温度が下がることにより圧縮端圧力が十分な圧力にまで上昇せず、燃焼状態が不安定となる虞がある。
また排気昇温手段が作動する場合は、主燃料噴射時期の遅延により圧縮端圧力が低下する。更に、燃料の焼失を防ぐために燃焼室内温度を一定温度以下に抑える必要がある。そのため、排気昇温手段が作動するときは、燃焼室内の圧縮端圧力が低く、または混合気温度が低くなるため、燃焼状態が不安定となる虞がある。
【０００７】
燃焼室における燃焼が不安定となると、白煙やＰＭの排出量増加、燃料消費率の悪化、又は始動性の悪化などを招く虞があり、燃焼を安定状態、即ち正常燃焼状態へと導く必要がある。
そこで本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、圧縮着火式内燃機関において、不安定な燃焼を解消するために燃焼室内の混合気温度又は／及び混合気圧力を上げて圧縮端圧力を上昇させることによって、燃焼状態をより正常燃焼に近づけることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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、内燃機関において、燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、
吸気を圧縮するための過給機と、
前記内燃機関から排出された排気を該内燃機関の吸気通路内に再循環させる排気再循環装置と、
低温燃焼と通常燃焼とを選択的に切り替える燃焼切替手段と、を有する内燃機関において、
低温燃焼が実行され、且つ前記圧縮端圧力検出手段において検出された圧縮端圧力が所定の値より低いときに、該内燃機関の燃焼室に吸入される吸気の圧力を上昇させるように該圧縮端圧力に基づいて過給機を制御する過給機制御手段を有することを特徴とする。
【０００９】
内燃機関において、軽負荷時にはその圧縮端圧力が低下するため、内燃機関における燃焼が不安定となる。特に、前記の低温燃焼が行われるときは圧縮端圧力の低下が顕著となるため、本発明により過給機を制御し圧縮端圧力を上昇させる手段が有用と考えられる。
尚、低温燃焼とは、上記排気再循環装置によって燃焼室内に供給される再循環排気の量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、燃焼室内に供給される再循環排気の量を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料およびその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる燃焼状態をいう。また通常燃焼とは、煤の発生量がピークとなる再循環排気の量よりも燃焼室内に供給される再循環排気の量が少ない場合の燃焼状態をいう。
【００１０】
ここで、本発明においては燃焼の不安定の判断を前記圧縮端圧力検出手段によって検出された圧縮端圧力に基づいて行う。この圧縮端圧力検出手段には、内燃機関の燃焼室内に圧力検出装置を設けて直接に圧縮端圧力を検出する以外にも、内燃機関の負荷状況や燃焼状態をパラメータとして、これらから圧縮端圧力を推察することが考えられる。内燃機関の負荷状況に関するパラメータとしては、機関回転数、燃料噴射量、アクセル開度、吸入空気量、排気温度や排気の組成量等が考えられ、また内燃機関の燃焼状態に関するパラメータとしては、通常燃焼か低温燃焼か、または燃料噴射時期の遅延制御を行っているか否か等が考えられる。ここで、事前に実験等で、これらのうち少なくとも一つをパラメータとして、燃焼室の圧縮端圧力を算出しておき、その結果をＲＯＭに記憶させておく。燃焼室の圧縮端圧力を算出したい場合に、各パラメータに従ってＲＯＭにアクセスすることで、燃焼室の圧縮端圧力を得ることができる。
【００１１】
また前記所定の圧力値とは、燃焼状態が不安定なものとなっているか否かを判断するための基準となる基準圧縮端圧力値である。すなわち、前記圧縮端圧力検出手段によって検出された圧縮端圧力がこの基準圧縮端圧力値より低い場合は、燃焼状態が不安定であるとみなされる。この値は、本発明の実施に係る内燃機関、更にはその燃焼状態等に依拠するものであり、事前に実験等で測定しておくことができる。
【００１２】
ここで、燃焼の不安定を解消するために、燃焼室に吸入される吸気の圧力を上昇させる手段が有用であり、そのためには過給機が使われる。この過給機には、内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して駆動される遠心過給機や内燃機関の出力を利用する機械式過給機等が挙げられる。また前記遠心過給機には、内燃機関の排気通路に設けられたタービンハウジングと、吸気通路に設けられたコンプレッサハウジングと、両ハウジングを連結するセンタハウジングと、該タービンハウジング内に回動自在に設けられたノズルベーンを有するタービンホイールと、コンプレッサハウジング内にコンプレッサホイールとを具備し、該ノズルベーンによりタービンホイールに当たる排気の流速を変化させ過給圧の調整ができる可変ノズル型ターボチャージャも含まれる。
【００１３】
前記可変ノズル型ターボチャージャにおいては、ノズルベーンの開度を調整することで過給圧を制御することができる。つまり、ノズルベーンを閉じ側に制御することで、内燃機関より排出される排気から多くの運動量を得ることができ、結果、過給圧を上昇させることが可能となる。
【００１４】
また、一般に過給機にはウェストゲートバルブが備えられている。これは過給圧が一定の値以上となることを防ぐためのものであり、排気が過給機の排気タービンに送られるのを回避させることによって達成するものである。従って、このウェストゲートバルブの開閉を調整することで、燃焼室へ送られる吸気の過給圧を制御することが可能となる場合がある。
【００１５】
また、圧縮端圧力が低下する状況としては、低温燃焼時だけではなく、主に軽負荷時に行われる排気昇温手段作動時も考えられる。この排気昇温手段には、内燃機関の燃焼サイクルにおいて、主燃料噴射時期を遅らせる制御や主燃料噴射の他にポスト噴射を行う制御等が挙げられる。これらの排気昇温手段は、排気浄化装置におけるフィルタのＰＭ除去や排気浄化触媒の硫黄被毒再生等を主な目的として行われるものである。
【００１６】
更に、内燃機関の燃焼を安定にするためには、過給機によって過給圧を上昇するだけではなく、燃焼室への吸気の温度を上昇させることも有用である。
すなわち、燃焼室内の圧縮端圧力を検出する圧縮端圧力検出手段と、
前記内燃機関から排出された排気を該内燃機関の吸気通路内に再循環させる第一の排気再循環通路と、
該第一の排気再循環通路に設置され、該第一の排気再循環通路を介して再循環された排気を冷却する再循環排気冷却装置と、
再循環される排気を冷却することなく該内燃機関の吸気通路内に再循環させるその他の排気再循環通路と、
低温燃焼と通常燃焼とを選択的に切り替える燃焼切替手段と、を有する内燃機関において、
低温燃焼が実行され、且つ前記圧縮端圧力検出手段において検出された圧縮端圧力が所定の値より低いときに、該第一の排気再循環通路と該その他の排気再循環通路とを流れるそれぞれの再循環排気量を該圧縮端圧力に基づいて調整することで該内燃機関の燃焼室への吸気温度を上昇させ、燃焼を安定なものとすることができる。
【００１７】
この場合、内燃機関から排出される排気を内燃機関の吸気通路内へと再循環させる排気再循環通路（ＥＧＲ通路）を有する内燃機関であって、更に該ＥＧＲ通路は再循環排気を冷却する再循環排気冷却装置を有する冷却ＥＧＲ通路と、一方再循環排気冷却装置を有さない非冷却ＥＧＲ通路とで構成される。この内燃機関において、各ＥＧＲ通路に流れる排気量を調整することで、内燃機関の吸気通路へと再循環される再循環排気の温度を調整し、最終的には内燃機関の燃焼室への吸気の温度を制御することができる。各ＥＧＲ通路を流れる排気量の調整方法としては、ＥＧＲ通路毎に流量制御弁を設けて各ＥＧＲ通路毎の流量を調整する方法や、流量切替弁によって各ＥＧＲ通路に流れ込む排気量の比率を変更する方法等が考えられる。尚、冷却ＥＧＲ通路及び非冷却ＥＧＲ通路はそれぞれ１本ずつから構成されるだけではなく、複数本から構成されてもよい。
【００１８】
尚、上述に示す冷却ＥＧＲ通路と非冷却ＥＧＲ通路とから構成される内燃機関における「圧縮端圧力検出手段」及び燃焼安定性の判断基準となる「所定の値」については、先述と同様である。
【００１９】
更に、先述の過給機によって過給圧を調整することで燃焼の安定性を得ることのできる内燃機関の場合と同じように、排気温度を上昇させる排気昇温手段を当内燃機関に適用してもよく、その排気昇温手段が作動し、且つ圧縮端圧力検出手段により検出された圧縮端圧力が所定の値より低く、燃焼が不安定であると判断される場合は、冷却ＥＧＲ通路及び非冷却ＥＧＲ通路を流れる排気量を調整することで、安定した燃焼を得ることが可能である。
【００２０】
上述までの内燃機関は、特に圧縮比が１６．５未満である内燃機関において特に有用である。
尚、課題を解決するための手段を構成する各構成要素は可能な限り組み合わせることができるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置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、本発明に係る内燃機関を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、本実施の形態に係るディーゼルエンジン１とその吸排気系の概略構成を示す図である。
図１に示すディーゼルエンジン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。
ディーゼルエンジン１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレール）４と接続されている。
前記コモンレール４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。この燃料ポンプ６は、ディーゼルエンジン１の出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ６の入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａがディーゼルエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられたクランクプーリ１ａとベルト７を介して連結されている。
このように構成された燃料噴射系では、クランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で燃料を吐出する。
【００２２】
前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。
【００２３】
次に、ディーゼルエンジン１には、吸気枝管８が接続されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。
前記吸気枝管８は吸気管９に接続されている。吸気管９には、該吸気管９内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１１が取り付けられている。
前記吸気管９における吸気枝管８の直上流に位置する部位には、該吸気管９内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。この吸気絞り弁１３には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１４が取り付けられている。
【００２４】
ここで、エアフローメータ１１と吸気絞り弁１３との間に位置する吸気管９には、排気のエネルギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）２０１のコンプレッサハウジング２０１ａが設けられ、コンプレッサハウジング２０１ａより下流の吸気管９には、前記コンプレッサハウジング２０１ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ２０２が設けられている。
このように構成された吸気系では、吸気は、吸気管９を介してコンプレッサハウジング２０１ａに流入する。
コンプレッサハウジング２０１ａに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング２０１ａに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記コンプレッサハウジング２０１ａ内で圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ２０２にて冷却された後、必要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼される。
【００２５】
一方、ディーゼルエンジン１には、排気枝管１７が接続され、排気枝管１７の各枝管が排気ポート（図示省略）を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
前記排気枝管１７は、前記遠心過給機２０１のタービンハウジング２０１ｂと接続されている。前記タービンハウジング２０１ｂは、排気管１８と接続され、この排気管１８は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。
このように構成された排気系では、ディーゼルエンジン１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポートを介して排気枝管１７へ排出され、次いで排気枝管１７から遠心過給機２０１のタービンハウジング２０１ｂへ流入する。タービンハウジング２０１ｂに流入した排気は、排気が持つエネルギを利用してタービンハウジング２０１ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング２０１ａのコンプレッサホイールへ伝達される。
【００２６】
前記排気管１８の途中には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）１９が設けられている。フィルタ１９の直上流に位置する排気管１８には、該排気管１８内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ１２が取り付けられている。また、フィルタ１９上流には排気を導入する上流側導入管１０ａの一端が接続され、フィルタ１９下流には下流側導入管１０ｂの一端が接続される。上流側導入管１０ａ及び下流側導入管１０ｂの他端は差圧センサ１０に接続されている。差圧センサ１０は、上流側導入管１０ａ及び下流側導入管１０ｂから導入された排気の差圧に対応した電気信号を出力する。
前記したフィルタ１９下流の排気管１８には、該排気管１８内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁１５が設けられている。この排気絞り弁１５には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁１５を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ１６が取り付けられている。
【００２７】
前記タービンハウジング２０１ｂから排出された排気は、排気管１８を介してフィルタ１９へ流入し、排気中のＰＭが捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。フィルタ１９にてＰＭを捕集され且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁１５によって流量を調節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００２８】
ここで、燃焼が不安定となることが想定される場合として、先述したように（１）低温燃焼時および（２）排気昇温手段作動時が挙げられる。特に圧縮比の低い内燃機関においては、燃焼が不安定になりやすい。
ここで、（１）低温燃焼について説明する。
従来、ＮＯｘの発生を抑制するための方法の一つとしてＥＧＲが用いられてきた。ＥＧＲガスは、比較的比熱比が高く、温度を上げるのに多くの熱量を必要とするので、吸気中におけるＥＧＲガス割合が高くなるほど気筒２内における燃焼温度が低下する。燃焼温度が低下するとＮＯｘの発生量も低下するので、ＥＧＲガス割合が高くなればなるほどＮＯｘの排出量を低下させることができる。
しかし、ＥＧＲガス割合を高くしていくとある割合以上で急激に煤の発生量が増大し始める。通常のＥＧＲ制御は煤が急激に増大し始めるよりも低いＥＧＲガス割合のところで行われている。
【００２９】
ところが、更にＥＧＲガス割合を高くしていくと、上述したように煤が急激に増大するが、この煤の発生量にはピークが存在し、このピークを越えて更にＥＧＲガス割合を高くすると、今度は煤が急激に減少し始め、ついにはほとんど発生しなくなる。
これは、燃焼室内における燃焼時の燃料及びその周囲の混合気温度がある温度以下のときには炭化水素（ＨＣ）の成長が煤に至る前の途中の段階で停止し、燃料及びその周囲の混合気温度がある温度以上になると炭化水素（ＨＣ）は一気に煤まで成長してしまうためである。
従って、燃焼室内における燃焼時の燃焼及びその周囲の混合気温度を炭化水素（ＨＣ）の成長が途中で停止する温度以下に抑制すれば煤は発生しなくなる。この場合、燃料及びその周囲の混合気温度は、燃料が燃焼した際の燃料周りの混合気の吸熱作用が大きく影響しており、燃料燃焼時の発熱量に応じて燃料周りの混合気の吸熱量即ちＥＧＲガス割合を調整することによって煤の発生を抑制することが可能となる。
従って、結果として燃焼室内の混合気温度を下げることとなり、不安定な燃焼を招く要因の一つとなり得る。
【００３０】
次に、（２）排気昇温手段について、その中でも主燃料噴射遅延制御とポスト噴射について説明する。
先ず、燃料噴射遅延制御とは、燃料噴射弁から燃料を主噴射する時期を遅延させることによっても排気の温度を上昇させる制御である。これは、主燃料噴射時期を通常よりも遅延させると、通常の時期に噴射された燃料よりもピストンの運動に消費されるエネルギ量が少なくなり、従って、排気の温度が高くなることによるものである。主燃料の噴射が遅延させられることにより、主燃料の圧縮が十分とならず、特に低圧縮比の内燃機関においては燃焼が不安定となる。
また、ポスト噴射とは、主燃料の噴射とは別に燃料を噴射することであり、その主な目的は、噴射した燃料を燃焼はさせずに、気化した状態で排気通路にある排気浄化触媒等へ供給することにある。そのため、燃料が燃焼しないためにも、一定の温度以下の雰囲気で行われる必要がある。従って、燃焼室内の混合気温度を下げることとなり、不安定な燃焼の要因となる。
【００３１】
燃焼状態が不安定となると、正常燃焼状態が得られずスローバーン、パーシャルバーンまたは失火といった燃焼状態となる虞がある。そこで本発明では、過給機による過給圧を制御することで、過給圧を上昇させその圧縮空気を燃焼室に送り込むことにより、燃焼を安定状態にする、即ち燃焼室の燃焼状態を正常燃焼もしくはより正常燃焼に近い燃焼状態にすることができる。
【００３２】
ここで、過給圧の上昇制御が可能である過給機の一例として可変ノズル型ターボチャージャがあげられ、以下に可変ノズル型ターボチャージャの具体的な構成について図２および図３に基づいて説明する。
可変ノズル型ターボチャージャは、図２に示すように、コンプレッサハウジング２０１ａとタービンハウジング２０１ｂとをセンタハウジング２０１ｃを介して連結して構成されている。
センタハウジング２０１ｃには、ロータシャフト３８がその軸線Ｌを中心に回転自在に支持されている。ロータシャフト３８の一端は、コンプレッサハウジング２０１ａ内に突出し、その突出部分には、複数のコンプレッサインペラ３６ａを備えたコンプレッサホイール３６が取り付けられている。
ロータシャフト３８の他端は、タービンハウジング２０１ｂ内に突出し、その突出部分には、複数のタービンインペラ３７ａを備えたタービンホイール３７が取り付けられている。
【００３３】
コンプレッサハウジング２０１ａにおいてセンタハウジング２０１ｃと反対側に位置する部分には、コンプレッサハウジング２０１ａ内に吸気を取り入れるための吸気取入口６２ａが形成されている。コンプレッサハウジング２０１ａ内には、コンプレッサホイール３６の外周を包囲する渦巻き状のコンプレッサ通路６４が形成されるとともに、コンプレッサホイール３６の内装部分とコンプレッサ通路６４とを連通する環状の送出通路６５が形成されている。コンプレッサ通路６４の終端部には、コンプレッサハウジング２０１ａ内で圧縮された吸気を排出するための吸気排出口（図示せず）が形成されている。
【００３４】
一方、タービンハウジング２０１ｂ内には、タービンホイール３７の外周を包囲する渦巻き状のスクロール通路６６が形成されるとともに、タービンホイール３７の内装部分とスクロール通路６６とを連通する環状のノズル通路６７が形成されている。スクロール通路６６の基端部には、タービンハウジング２０１ｂ内に排気を取り入れるための排気取入口（図示せず）が形成されている。タービンハウジング２０１ｂにおいてセンタハウジング２０１ｃと反対側に位置する部分には、タービンハウジング２０１ｂ内の排気を排出するための排気排出口６３ａが設けられている。
さらに、タービンハウジング２０１ｂのセンタハウジング２０１ｃ側には、可変ノズル機構７１が内装されている。この可変ノズル機構７１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、リング状に形成されたノズルバックプレート７２を備えている。このノズルバックプレート７２は、図示しないボルトによってタービンハウジング２０１ｂに固定されている。続いて、ノズルバックプレート７２には、複数の軸７３が同プレート７２の円心を中心として等角度毎に設けられている。
各軸７３は、ノズルバックプレート７２をその厚さ方向に貫通して回動可能に支持されている。各軸７３の一端部（図３（ａ）中の左端部）には、ノズルベーン７４が固定されている。一方、軸７３の他端部（図３（ａ）中の右端部）には、軸７３と直交してノズルバックプレート７２の外縁部へ延びる開閉レバー７５が固定され、軸７３と開閉レバー７５とが一体で回動可能になっている。開閉レバー７５の先端には、二股に分岐した一対の挟持部７５ａが設けられている。
各開閉レバー７５とノズルバックプレート７２との間には、ノズルバックプレート７２と重なり合うように環状のリングプレート７６が設けられている。このリングプレート７６は、その円心を中心に周方向へ回動可能となっている。また、リングプレート７６にはその円心を中心として等角度毎に複数のピン７７が設けられており、それらピン７７が各開閉レバー７５の挟持部７５ａ間に回動可能な状態で挟持されている。
【００３５】
このように構成された可変ノズル機構７１では、上記したリングプレート７６がその円心を中心に回動されると、各ピン７７が各開閉レバー７５の挟持部７５ａをリングプレート７６の回動方向と同方向に押すことになる。その結果、開閉レバー７５が軸７３を回動させ、軸７３の回動に同期してノズルベーン７４が軸７３を中心に回動することになる。
例えば、ノズルベーン７４においてリングプレート７６の円心側に位置する端部をその円心から離脱させる方向に回動させるべくリングプレート７６が回動すると、隣接するノズルベーン７４間の隙間が狭くなり、ノズルベーン７４間の流路が閉じられることになる。
一方、ノズルベーン７４においてリングプレート７６の円心側に位置する端部をその円心に接近させる方向に回動させるべくリングプレート７６が回動すると、隣接するノズルベーン７４間の隙間が広くなり、ノズルベーン７４間の流路が開かれることになる。
【００３６】
続いて、可変ノズル機構７１の駆動、即ちリングプレート７６の回動駆動を行う機構について述べる。図２及び図３に示すように、リングプレート７６の外縁の一部には、軸線Ｌと同方向に延びるピン８６が取り付けられ、そのピン８６に駆動機構８２が連結されている。
駆動機構８２は、センタハウジング２０１ｃにピン８６と平行にコンプレッサハウジング２０１ａ側に延びた状態で回動自在に支持された支軸８３を備えている。この支軸８３のタービンハウジング２０１ｂ側の端部（図６中の左側端部）には、ピン８６に対して回動可能に連結された駆動レバー８４が固定されている。支軸８３のコンプレッサハウジング２０１ａ側の端部（図２中の右側端部）には、支軸８３を中心にして回動可能な操作片８５が取り付けられている。操作片８５は、負圧式のＶＮＴアクチュエータ８７に連結されている。
【００３７】
ＶＮＴアクチュエータ８７は、図４に示すように、ダイヤフラム８８によって負圧室８７ａと大気室８７ｂとに区画されている。負圧室８７ａには、ダイヤフラム８８と直交する方向に伸縮動作するコイルスプリング８８ａが内装されている。さらに、負圧室８７ａには、負圧通路８９が接続されており、負圧通路８９は、ディーゼルエンジン１のクランクシャフトに駆動連結されたバキュームポンプ９１に接続されている。負圧通路８９の途中には、エレクトリック・バキューム・レギュレーティング・バルブ（ＥＶＲＶ）９０が設けられている
ＥＶＲＶ９０は、大気中に開口された大気導入口（図示せず）を備えており、ＥＶＲＶ９０よりＶＮＴアクチュエータ８７側に位置する負圧通路８９ａと大気導入口の導通と、ＥＶＲＶ９０よりバキュームポンプ９１側に位置する負圧通路８９ｂとＶＮＴアクチュエータ８７側の負圧通路８９ａの導通と、を切り換える。
尚、ＥＶＲＶ９０は、電磁ソレノイドを備えており、電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは負圧通路８９ａと大気導入口を導通状態に保持し、電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは負圧通路８７ａと負圧通路８９ｂを導通状態に保持する。
一方、ＶＮＴアクチュエータ８７の大気室８７ｂは、ＶＮＴアクチュエータ８７の外部（大気中）と連通し、大気室８７ａ内の圧力が常に大気圧となるようになっている。
【００３８】
ダイヤフラム８８の大気室８７ｂ側には、コイルスプリング８８ａの伸長方向に延出したロッド８８ｂが突設されている。このロッド８８ｂは、大気室８７ｂを貫通してＶＮＴアクチュエータ８７の外部まで突出しており、その先端部が前記操作片８５に連結されている。
このように構成されたＶＮＴアクチュエータ８７では、ＥＶＲＶ９０の電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは、負圧通路８９ａと大気導入口とが導通状態となり、負圧室８７ａ内が大気圧となる。この場合、ＶＮＴアクチュエータ８７のロッド８８ｂは、コイルスプリング８８ａの付勢力によって最も進出した状態に保持される。
また、ＥＶＲＶ９０の電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは、負圧通路８９ａと負圧通路８９ｂとが導通状態になり、ＶＮＴアクチュエータ８７の負圧室８７ａ内が負圧となる。この場合、ダイヤフラム８８がコイルスプリング８８ａの付勢力に抗して変位し、それに伴ってロッド８８ｂが最も退行した状態に保持される。
さらに、ＥＶＲＶ９０の電磁ソレノイドの励磁と非励磁とをデューティ制御することにより、ロッド８８ｂの進退量を調節することが可能となる。
上記したようなＶＮＴアクチュエータ８７のロッド８８ｂの進退動作により、前記操作片８５が回動される。操作片８５が回動されると、それに同期して支軸８３が回転し、支軸８３の回転に伴って駆動レバー８４が支軸８３を中心に回動する。その結果、駆動レバー８４がピン８６を介してリングプレート７６を周方向に押し、軸線Ｌを中心にリングプレート７６を回動させることになる。
【００３９】
以上述べた可変ノズル型ターボチャージャでは、駆動機構８２によってノズルベーン７４の回動方向と回動量とを調節することにより、ノズルベーン７４間の流路の向き、及びノズルベーン７４間の隙間を変更することが可能となる。すなわち、ノズルベーン７４の回動方向と回動量とを制御することにより、スクロール通路６６からタービンホイール３７に吹き付けられる排気の方向と流速が調節されることになる。
例えば、ディーゼルエンジン１からの排気の量が少ない場合は、可変ノズル機構７１のノズルベーン７４を閉じるべく駆動機構８２を動作させることにより、タービンホイール３７に吹き付けられる排気の流速が高まるとともに、排気とタービンインペラ３７ａとの衝突角度がより垂直に近づくため、少ない排気量でもタービンホイール３７の回転速度及び回転力を高めることが可能となる。
逆に、ディーゼルエンジン１からの排気の量が十分に多い場合は、可変ノズル機構７１のノズルベーン７４を開くべく駆動機構８２を動作させることにより、タービンホイール３７に吹き付けられる排気の流速の過剰な上昇が抑制され、タービンホイール３７の回転速度及び回転力の過剰な上昇を抑えることが可能となる。
【００４０】
尚、本実施の形態では、ＥＶＲＶ９０の電磁ソレノイドが非励磁状態にあって、ＶＮＴアクチュエータ８７のロッド８８ｂが最も進出した状態のときに、ノズルベーン７４が最も開いた状態に保持され、ＥＶＲＶ９０の電磁ソレノイドが励磁状態にあって、ＶＮＴアクチュエータ８７のロッド８８ｂが最も退行した状態のときに、ノズルベーン７４が最も閉じた状態に保持されるものとする。
【００４１】
ここで図５は、図１におけるディーゼルエンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２３を示す。このＥＣＵ２３は、ディーゼルエンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてディーゼルエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
ＥＣＵ２３には、差圧センサ１０、エアフローメータ１１、排気温度センサ１２、吸気枝管温度センサ２０、吸気枝管圧力センサ２１、クランクポジションセンサ２２、アクセル開度センサ２４等の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ＥＣＵ２３に入力されるようになっている。
一方、ＥＣＵ２３には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ１６、過給機２０１等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ２３が制御することが可能になっている。
【００４２】
ここで、ＥＣＵ２３は、ＣＰＵ５５１と、ＲＯＭ５５２と、ＲＡＭ５５３と、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）５５４と、を備えている。
前記ＲＯＭ５５２は各種アプリケーションプログラム及び制御マップを記憶している。
前記ＲＡＭ５５３は、各センサからの出力信号やＣＰＵ５５１の演算結果等を格納する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ２２がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ２２がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
前記ＣＰＵ５５１は、前記ＲＯＭ５５２に記憶されたアプリケーションプログラム等に従って動作する。
【００４３】
次に、燃焼室内の圧縮端圧力に応じたディーゼルエンジン１における本実施の形態による可変ノズル型ターボチャージャの制御について説明する。図６は本制御のフローチャート図である。
ＥＣＵ２３は、ディーゼルエンジン１が運転状態にあるときに、図６に示す制御ルーチンを実行する。この制御ルーチンは、所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ２２がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
本制御では、ＥＣＵ２３は、先ずＳ９０１において、内燃機関の燃焼室において低温燃焼を行っているか否かを判断する。具体的には、機関回転数、アクセル開度、エアフロメータ信号、ＥＧＲガス流量等から低温燃焼を行っているか否かの判断をＥＣＵ２３が行う。
Ｓ９０１で、低温燃焼が行われていないと判断された場合は、Ｓ９０２に進む。Ｓ９０２では、内燃機関の燃焼状態において、排気昇温手段が作動しているか否かが判断される。具体的には、内燃機関における主燃料噴射時期を遅延させることによって、またはポスト噴射を行うことによって、排気浄化触媒やフィルタへと未燃燃料を供給しているか否か等が判断される。
ここでＳ９０２において、排気昇温手段が作動していないと判断されると、本制御ルーチンは終了となる。
またＳ９０１において低温燃焼が行われていると判断された場合、もしくはＳ９０２において排気昇温手段が作動していると判断された場合は、Ｓ９０３へと進む。
【００４４】
Ｓ９０３において、機関回転数Ｎｅ、アクセル開度、エアフロメータ信号を入力する。そしてこれらをパラメータとして、ＲＯＭ５５２の燃料噴射量マップへアクセスし、該時点での燃料噴射量Ｑを算出する。
次にＳ９０４へと進み、本ステップでは、前記ステップＳ９０１もしくはＳ９０２で判断された燃焼状態（低温燃焼か否か、排気昇温手段が作動しているか否か）に基づく基準回転数Ｎ１と基準燃料噴射量Ｑ１を、ＲＯＭ５５２の基準マップから算出する。これらの基準回転数および基準燃料噴射量は、燃焼室における燃焼状態が不安定となっているか否かを判断するための基準値である。これらの基準値は、事前にディーゼルエンジン１に対して実験を行うことで決定しておく。
次にＳ９０５へと進み、本ステップでは、燃焼室における燃焼の安定性が判断される。具体的には、Ｓ９０３で入力された機関回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑと、Ｓ９０４で入力された基準回転数Ｎ１と基準燃料噴射量Ｑ１とを比較し、機関回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑがそれぞれ基準回転数Ｎ１と基準燃料噴射量Ｑ１より低い場合は、燃焼状態が不安定であると判断される。即ち、図７に示すように、黒点で表される燃焼の安定性判断時における機関回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑが、網掛け模様で表される領域に属している場合、燃焼状態が不安定であると判断されることとなる。
【００４５】
前記Ｓ９０５で、機関回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑがそれぞれの基準値Ｎ１およびＱ１より高いと判断された場合、即ち圧縮端圧力の低下により燃焼状態が不安定ではないと判断された場合は、本制御ルーチンは終了となる。
またＳ９０５で、機関回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑがそれぞれの基準値Ｎ１およびＱ１より低いと判断された場合、即ち圧縮端圧力の低下により燃焼状態が不安定と判断された場合、Ｓ９０６へと進み、機関回転数や燃料噴射量等をパラメータとしてＲＯＭ５５２の過給目標マップへアクセスすることで、安定的な燃焼が得られる燃焼安定目標過給圧Ｐｇが算出される。この目標数値は、事前にディーゼルエンジン１に対して実験を行い決定しておく。その後、Ｓ９０７へと進む。
【００４６】
Ｓ９０７では、可変ノズル型ターボチャージャのノズルベーンを調整することで、過給圧を上昇させる制御を行う。即ち、吸気枝管圧力Ｐｉｍが燃焼安定目標過給圧Ｐｇより低い場合、該可変ノズル型ターボチャージャのノズルベーン７４を閉じ側へ制御する。ノズルベーン７４が閉じられることにより、タービンホイール３７に吹き付けられる排気の流速が高まるとともに、排気とタービンインペラ３７ａとの衝突角度がより垂直に近づくため、タービンホイール３７の回転力が高められ、過給圧が上昇する。
次にＳ９０８へと進み、本ステップでは吸気枝管圧力センサ２１から吸気枝管圧力値Ｐｉｍを取得する。
そして更にＳ９０９へと進み、本ステップで吸気枝管圧力値Ｐｉｍが燃焼安定目標過給圧Ｐｇに達しているか否かが判断される。本ステップにおいて、燃焼安定目標過給圧に達していない場合は、再度Ｓ９０７以降のステップが繰りかえされる。
本ステップにおいて、燃焼安定目標過給圧に達している場合は、本制御は終了となる。
【００４７】
＜第２の実施例＞
図８は、図１における過給機（可変ノズル型ターボチャージャ）に代わり、ＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジンを示す。図１と共通する部位については、共通の参照番号を付して、その説明とする。以下に相違するＥＧＲ装置について説明をする。
図８において、排気枝管１７と吸気枝管８とは、排気枝管１７内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循環させる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）１０１を介して連通されている。このＥＧＲ通路１０１は排気枝管１７から延出し、途中でＥＧＲ通路１０２とＥＧＲ通路１０３に分岐する。ＥＧＲ通路１０２の途中には、該ＥＧＲ通路１０２内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１０５が設けられている。該ＥＧＲクーラ１０５には、冷却水通路（図示省略）が設けられディーゼルエンジン１を冷却するための冷却水の一部が循環する。一方ＥＧＲ通路１０３にはＥＧＲクーラ等の冷却装置は設けられていない。前記ＥＧＲクーラ１０５の下流において、前記ＥＧＲ通路１０２と前記ＥＧＲ通路１０３は切替バルブ１０６を介してＥＧＲ通路１０１に連結される。該切替バルブ１０６は、ＥＧＲ通路１０２を循環する排気ガス量とＥＧＲ通路１０３を循環する排気ガス量とを相対的に調整することができる。
前記切替バルブ１０６の下流側であってＥＧＲ通路１０１の途中に、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ通路１０１内を流通する排気（以下、ＥＧＲガスとする。）の流量を変更する流量調整弁（以下、ＥＧＲ弁とする。）１０４が設けられている。
【００４８】
このように構成された排気再循環機構では、ＥＧＲ弁１０４が開弁されると、ＥＧＲ通路１０１が導通状態となり、排気枝管１７内を流通する排気の一部が前記ＥＧＲ通路１０１へ流入し、最終的に吸気枝管８へ導かれる。
その際、切替バルブ１０６によって、ＥＧＲガスの一部はＥＧＲ通路１０２へ、その他のＥＧＲガスはＥＧＲ通路１０３へと導かれる。ＥＧＲ通路１０２へと導入されたＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１０５によってディーゼルエンジン１の冷却水との間で熱交換が行われ、冷却される。ＥＧＲ通路１０３においては、ＥＧＲクーラ等の冷却装置は設けられていないため、排気枝管１７から排気されたＥＧＲガスはほぼその温度を保ったまま吸気枝管８へと循環する。ここで温度の異なる２種類のＥＧＲガスが切替バルブ１０６を経て混合される。切替バルブを制御することによって、混合されるＥＧＲガスの温度を、ＥＧＲ通路１０２を流通したＥＧＲガスの温度からＥＧＲ通路１０３を流通したＥＧＲガスの温度の範囲で調整することができる。
ＥＧＲ通路１０１を介して排気枝管１７から吸気枝管８へ循環されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼室へ導かれる。
【００４９】
ここで、ＥＧＲ装置には従来からの目的として、窒素酸化物（ＮＯｘ）の抑制がある。これは、ＥＧＲガスには水（Ｈ２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ２）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が抑制されるためである。更に、ＥＧＲクーラ１０５においてＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下するとともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少することもない。
【００５０】
しかし、混合気温度が低められることにより燃焼状態が不安定となり、正常燃焼状態が得られずスローバーン、パーシャルバーンまたは失火といった燃焼状態となる虞がある。そこで本発明では切替バルブを制御することで、ＥＧＲガスの温度を一定の範囲で調整することが可能となり、圧縮端圧力が低下して燃焼状態が不安定となる場合には、吸気枝管８に温度上昇させたＥＧＲガスを循環させることで、燃焼室内の混合気温度を上げることで燃焼室の燃焼状態を正常燃焼もしくはより正常燃焼に近い燃焼状態にすることができる。
【００５１】
次に、図８に示されるディーゼルエンジン１における本実施の形態による切替バルブの制御について説明する。図９は本制御のフローチャート図である。尚、図６に示されるフローチャート図と共通する部位については、共通の参照番号を付して、その説明を省略する。以下に、相違するステップ（Ｓ９１０以降）について説明をする。
尚、ＥＣＵ２３には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ１６、ＥＧＲ弁１０４、切替バルブ１０６等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ２３が制御することが可能になっている。
Ｓ９１０へと進むと、本ステップでは機関回転数や燃料噴射量等をパラメータとしてＲＯＭ５５２の過給目標マップへアクセスすることで、安定的な燃焼が得られる燃焼安定目標吸気温度Ｔｇが算出される。この目標数値は、事前にディーゼルエンジン１に対して実験を行い決定しておく。その後、Ｓ９１１へと進む。
【００５２】
Ｓ９１１では、切替バルブの開度を調整することで、吸気温度を上昇させる制御を行う。即ち、吸気枝管温度Ｔｉｍが燃焼目標吸気温度Ｔｇより低い場合、ＥＧＲ通路１０３を経由するＥＧＲガス量が多くなるように切替バルブ１０６を制御する。ＥＧＲ通路１０３を経由するＥＧＲガス量を増やし、ＥＧＲ通路１０２を経由するＥＧＲガス量を減らすことで、最終的に吸気枝管８に還流するＥＧＲガス温度を上昇させることができる。そこで、気枝管温度Ｔｉｍが各目標値に到達するように、ＥＧＲ通路１０３を経由するＥＧＲガス量を増やすべく切替バルブ１０６を制御する。
次にＳ９１２へと進み、本ステップでは吸気枝管温度センサ２０から吸気枝管温度値Ｔｉｍを取得する。
そして更にＳ９１３へと進み、本ステップで吸気枝管温度値Ｔｉｍが燃焼安定目標吸気温度Ｔｇに達しているか否かが判断される。本ステップにおいて、燃焼安定目標吸気温度に達していない場合は、再度Ｓ９１１以降のステップが繰りかえされる。
本ステップにおいて、燃焼安定目標吸気温度に達している場合は、本制御は終了となる。
【００５３】
＜第３の実施例＞
図１０は、図１における過給機（可変ノズル型ターボチャージャ）と図８におけるＥＧＲ装置とをともに有するディーゼルエンジンを示す。図１及び図８に共通する部位については、共通の参照番号を付して、その説明を省略する。以下に相違するＥＧＲ装置について説明をする。
次に、図１０に示されるディーゼルエンジン１における本実施の形態による過給機および切替バルブの制御について説明する。図１１は本制御のフローチャート図である。尚、図６および図９に示されるフローチャート図と共通する部位については、共通の参照番号を付して、その説明を省略する。以下に、相違するステップ（Ｓ９１４以降）について説明をする。
ここで、ＥＣＵ２３には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ１６、ＥＧＲ弁１０４、切替バルブ１０６、過給機２０１等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ２３が制御することが可能になっている。
【００５４】
Ｓ９１４へと進むと、本ステップでは機関回転数や燃料噴射量等をパラメータとしてＲ０Ｍ５５２の過給目標マップへアクセスすることで、安定的な燃焼が得られる燃焼安定目標過給圧Ｐｇおよび燃焼安定目標吸気温度Ｔｇが算出される。この目標数値は、事前にディーゼルエンジン１に対して実験を行い決定しておく。その後、Ｓ９１５へと進む。
Ｓ９１５では、可変ノズル型ターボチャージャのノズルベーン開度と切替バルブの開度を調整することで、過給圧および吸気温度を上昇させる制御を行う。即ち、吸気枝管圧力Ｐｉｍが燃焼安定目標過給圧Ｐｇより低い場合、該可変ノズル型ターボチャージャのノズルベーン７４を閉じるべく制御する。ノズルベーン７４が閉じられることにより、タービンホイール３７に吹き付けられる排気の流速が高まるとともに、排気とタービンインペラ３７ａとの衝突角度がより垂直に近づくため、タービンホイール３７の回転力が高められ、過給圧が上昇する。これと並列して、吸気枝管温度Ｔｉｍが燃焼目標吸気温度Ｔｇより低い場合、ＥＧＲ通路１０３を経由するＥＧＲガス量が多くなるように切替バルブ１０６を制御する。ＥＧＲ通路１０３を経由するＥＧＲガス量を増やし、ＥＧＲ通路１０２を経由するＥＧＲガス量を減らすことで、最終的に吸気枝管８に還流するＥＧＲガス温度を上昇させることができる。そこで、気枝管温度Ｔｉｍが各目標値に到達するように、ＥＧＲ通路１０３を経由するＥＧＲガス量を増やすべく切替バルブ１０６を制御する。
次にＳ９１６へと進み、本ステップでは吸気枝管圧力センサ２１から吸気枝管圧力値Ｐｉｍを、吸気枝管温度センサ２０から吸気枝管温度値Ｔｉｍを取得する。
そして更にＳ９１７へと進み、本ステップで吸気枝管圧力値Ｐｉｍが燃焼安定目標吸気温度Ｐｇに達しているか否か、吸気枝管温度値Ｔｉｍが燃焼安定目標吸気温度Ｔｇに達しているか否かが判断される。本ステップにおいて、燃焼安定目標過給圧または燃焼安定目標吸気温度に達していない場合は、再度Ｓ９１５以降のステップが繰りかえされる。
本ステップにおいて、燃焼安定目標過給圧または燃焼安定目標吸気温度に達している場合は、本制御は終了となる。
【００５５】
また上記発明の態様は、点火式内燃機関（ガソリンエンジン）にも適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明にかかる内燃機関では、燃焼室における圧縮端圧力が低下して燃焼状態が不安定と判断される場合に、燃焼室に流入する吸気の吸気圧または吸気温度が制御されることになる。即ち、本実施の形態において、機関回転数と燃料噴射量をパラメータとして燃焼状態の安定性が判断され、燃焼状態が不安定と判断された場合は吸気圧または吸気温度が目標値になるように制御されることになる。
従って、本発明によれば、圧縮端圧力の低下によって燃焼状態が不安定となる燃焼機関においては、上記制御により燃焼状態を安定させ、正常燃焼状態へと近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】可変ノズル型ターボチャージャの構成を示す断面図である。
【図３】可変ノズル型ターボチャージャの可変ノズル機構の構成を示す図である。
【図４】可変ノズル型ターボチャージャのＶＮＴアクチュエータの構成を示す図である。
【図５】ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図６】本実施の形態に係る内燃機関の過給機の制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【図７】本実施の形態に係る内燃機関の燃焼の安定性を判断する図である。
【図８】本実施の形態に係る第２の内燃機関の概略構成を示す図である。
【図９】本実施の形態に係る第２の内燃機関のＥＧＲ装置の制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【図１０】本実施の形態に係る第３の内燃機関の概略構成を示す図である。
【図１１】本実施の形態に係る第３の内燃機関の過給機およびＥＧＲ装置の制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１・・・・ディーゼルエンジン
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
８・・・・吸気枝管
１７・・・排気枝管
１９・・・フィルタ
２０・・・吸気枝管温度センサ
２１・・・吸気枝管圧力センサ
２２・・・クランクポジションセンサ
２３・・・ＥＣＵ
２４・・・アクセル開度センサ
７４・・・ノズルベーン
１０１，１０２，１０３・・ＥＧＲ通路
１０５・・ＥＧＲクーラ
１０６・・切替バルブ
２０１・・過給機
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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