(57)【要約】【課題】予混合圧縮自着火燃焼と通常燃焼とを切り替え可能な予混合圧縮自着火内燃機関において、燃焼の安定性を向上させた技術を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、排気還流量検出手段により検出又は推定されるＥＧＲ量が目標値に収束するように、ＥＧＲ弁を調整するものであって、予混合圧縮着火燃焼が行われる場合に、ステップＳ１０６やステップＳ１０８でＥＣＵにより調整されるＥＧＲ弁の調整量Ａは、通常燃焼が行われる場合に、ステップＳ１１６やステップＳ１１８でＥＣＵにより調整されるＥＧＲ弁の調整量Ｂよりも大きく設定される。【選択図】  図２
2005023826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼と、前記予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼と、を選択的に切り替える予混合圧縮自着火内燃機関において、
機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路内を還流する排気の量を変更する排気還流量変更手段と、
前記排気還流通路内を通って吸気系に還流する排気の量を検出又は推定する排気還流量検出手段と、
前記排気還流量検出手段により検出又は推定される排気の量が目標値に収束するように、前記排気還流量変更手段を調整する制御手段と、
を備え、
前記制御手段により調整される前記排気還流量変更手段の調整量は、前記通常燃焼が行われる場合よりも前記予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定されることを特徴とする予混合圧縮自着火内燃機関。
【請求項２】
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼と、前記予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼と、を選択的に切り替える予混合圧縮自着火内燃機関において、
機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路内を還流する排気の量を変更する排気還流量変更手段と、
内燃機関に吸入される空気量を検出または推定する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段により検出または推定される吸入空気量が目標値に収束するように、前記排気還流量変更手段を調整する制御手段と、
を備え、
前記制御手段により調整される前記排気還流量変更手段の調整量は、前記通常燃焼が行われる場合よりも前記予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定されることを特徴とする予混合圧縮自着火内燃機関。
【請求項３】
前記排気還流量変更手段とは、前記排気還流通路を開閉する弁であって、
前記制御手段は、前記弁の開度を変更することにより排気の還流量を調整するものであり、
前記制御手段により制御される前記調整弁の開度の調整量は、前記通常燃焼が行われる場合よりも前記予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の予混合圧縮自着火内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予混合圧縮自着火内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料を噴射することで、該燃料と吸気（空気）との予混合気を形成し、該予混合気を燃焼に供する予混合圧縮自着火内燃機関の開発が進められている。
【０００３】
一方、内燃機関の排気通路を流れる排気の一部を該内燃機関の吸気通路へ再循環させる排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置を利用する方法が提案されている。
【０００４】
そして、予混合圧縮自着火燃焼と、予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼（いわゆる拡散燃焼）とを切り替え可能な内燃機関において、それぞれの燃焼ごとに最適な酸素量目標値（目標ＥＧＲ量）と酸素濃度目標値（目標ＥＧＲ率）を運転条件に応じて別々に設定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３２７６３８号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２４７６４号公報
【特許文献３】
特開平１１−１０７８２１号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０４６２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、予混合圧縮自着火燃焼においては、燃料と吸気とが予混合され、この予混合気の温度が上昇することにより着火するものであって、その着火の温度は排気再循環による排気ガス量（以下、ＥＧＲ量という）でコントロールすることができる。また、一般に、気筒に還流させるＥＧＲ量が増加するにつれて発生するＮＯｘ 量は低下する。
【０００７】
このように、予混合圧縮自着火燃焼においては、着火・燃焼を制御するためにＥＧＲを用いることが有効とされるが、ＥＧＲ量が過度に増減した場合には、燃焼状態が悪化する問題がある。
【０００８】
通常燃焼が行われる場合には、高温・高圧下で燃料が噴射されるため、ＥＧＲ量にあまり影響されることなく着火・燃焼が行われる。しかしながら、予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合には、ＥＧＲ量が過度に増大すると気筒内の酸素量が不足して失火する可能性があり、また、ＥＧＲ量が過度に減少すると気筒内の酸素量が過剰となり過早着火の可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、予混合圧縮自着火燃焼と通常燃焼とを切り替え可能な予混合圧縮自着火内燃機関において、燃焼の安定性を向上させた技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る予混合圧縮自着火内燃機関にあっては、ＥＧＲ量が目標値に収束するように制御を行うものであって、ＥＧＲ量を目標値に収束させるための調整量（補正量）を、予混合圧縮自着火燃焼・通常燃焼（拡散燃焼）それぞれの燃焼毎に設定して、それぞれの燃焼毎に最適な制御を行うことを要旨とするものである。
【００１１】
予混合圧縮自着火燃焼においては、ＥＧＲ量による着火・燃焼への影響が通常燃焼と比較して大きい（ＥＧＲ量に関する感度が良い）ため、目標ＥＧＲ量に早く追従させることが重要となる。
【００１２】
しかしながら、ＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量となるように燃焼を制御するためフィードバック制御を行う場合、通常燃焼に適したフィードバック制御を予混合圧縮自着火燃焼においても行うと、通常燃焼に適したフィードバック制御では目標値に対する追従が遅いため、失火（ＥＧＲ量が過度に増大して気筒内の酸素量が不足することによる）や過早着火（ＥＧＲ量が過度に減少して気筒内の酸素量が過剰となることによる）などが起こってしまう可能性がある。また、予混合圧縮自着火燃焼に適したフィードバック制御を通常燃焼においても行うと、追従は早くなるが、その分ハンチングが生じる可能性が高くなってしまう。
【００１３】
そこで、本発明では、予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合のフィードバック制御の補正量を、通常燃焼が行われる場合のフィードバック制御の補正量よりも大きくなるように設定している。
【００１４】
すなわち、本発明の具体的な構成としては、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼と、前記予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼と、を選択的に切り替える予混合圧縮自着火内燃機関において、
機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路内を還流する排気の量を変更する排気還流量変更手段と、
前記排気還流通路内を通って吸気系に還流する排気の量を検出又は推定する排気還流量検出手段と、
前記排気還流量検出手段により検出又は推定される排気の量が目標値に収束するように、前記排気還流量変更手段を調整する制御手段と、
を備え、
前記制御手段により調整される前記排気還流量変更手段の調整量は、前記通常燃焼が行われる場合よりも前記予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定されることを特徴とする。
【００１５】
ここで、排気還流量変更手段としては、排気還流通路に設けられ開閉されることにより排気還流通路内を還流する排気の量を変更する開閉弁（いわゆるＥＧＲ弁）を例示することができる。また、排気還流量変更手段として、内燃機関に吸入される空気（新気）量を変更する吸気絞り弁や、排気圧に対して過給できる吸気量が可変な可変容量過給機（可変ノズルベーン式）や、吸排気弁の開閉タイミングを変更して吸排気弁の開弁期間をオーバーラップさせることが可能な可変動弁機構などを例示することもできる。これは、内燃機関に吸入される吸気（空気（新気）とＥＧＲガスとの混合気）の体積流量は、機関運転状態が定まれば運転状態に応じた略一定の値になることによるものである。機関運転状態が一定の状態では、吸気系に還流するＥＧＲ量を増大すれば機関に吸入される空気の量は減少し、ＥＧＲ量を低減すれば機関に吸入される空気の量は増大することとなる。
【００１６】
そして、例えば、ＥＧＲ弁により排気還流量変更手段が構成される場合には、制御手段はＥＧＲ弁の開度を変更することにより排気の還流量を調整し、制御手段により制御されるＥＧＲ弁の開度の調整量は、通常燃焼が行われる場合よりも予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定される。また、吸気絞り弁により排気還流量変更手段が構成される場合には、制御手段は吸気絞り弁の開度を変更することにより排気の還流量を調整し、制御手段により制御される吸気絞り弁の開度の調整量は、通常燃焼が行われる場合よりも予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定される。また、可変容量過給機により排気還流量変更手段が構成される場合には、制御手段は可変ノズルベーンの開度を変更することにより排気の還流量を調整し、制御手段により制御される可変ノズルベーンの開度の調整量は、通常燃焼が行われる場合よりも予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定される。
【００１７】
これらＥＧＲ弁と吸気絞り弁と可変容量過給機と可変動弁機構とのうち複数が内燃機関に適用される場合、排気還流量変更手段は該複数により構成されても好ましい。
【００１８】
また、排気還流量検出手段としては、排気還流通路内を通って吸気系に還流する排気の量を直接検出するものであってもよいし、内燃機関に吸入される空気の量を検出して機関運転状態により決まる吸気量から推定するものであってもよい。また、排気還流量変更手段がＥＧＲ弁である場合には、ＥＧＲ弁の上流側および下流側の圧力と、ＥＧＲ弁の開弁量とから推定するものであってもよい。
【００１９】
制御手段により調整される排気還流量変更手段の調整量は一定であってもよいし、機関運転状態に基づいて決定されるものであってもよい。機関運転状態に基づいて決定される場合、前記調整量は、同一の機関運転状態において通常燃焼が行われる場合よりも予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定される。
【００２０】
このように構成することにより、予混合圧縮自着火燃焼・通常燃焼それぞれの燃焼に応じた最適な制御を行うことが可能となる。予混合圧縮自着火燃焼では、ＥＧＲ量による着火・燃焼への影響が通常燃焼と比較して大きいため、上記のように調整量（補正量）を大きくすることによってＥＧＲ量をより早く目標ＥＧＲ量に収束させることができるようになる。これにより、失火や過早着火などの発生を抑制することができるので、燃焼の安定性を向上させることができ、排気エミッションの悪化や燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００２１】
上記の構成においては、排気還流通路内を通って吸気系に還流する排気の量が目標値に収束するように排気還流量変更手段を調整するものであったが、内燃機関に吸入される空気量が目標値に収束するように、排気還流量変更手段を調整することもできる。
【００２２】
すなわち、具体的な構成としては、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼と、前記予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼と、を選択的に切り替える予混合圧縮自着火内燃機関において、
機関の排気系から吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路内を還流する排気の量を変更する排気還流量変更手段と、
内燃機関に吸入される空気量を検出または推定する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段により検出または推定される吸入空気量が目標値に収束するように、前記排気還流量変更手段を調整する制御手段と、
を備え、
前記制御手段により調整される前記排気還流量変更手段の調整量は、前記通常燃焼が行われる場合よりも前記予混合圧縮着火燃焼が行われる場合の方が大きく設定されることを特徴とする。
【００２３】
このように構成しても、上記同様の作用・効果を得ることができる。
【００２４】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【００２５】
【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を、ディーゼルエンジンに適用した実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関としてディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。
【００２７】
図１に示すように、内燃機関（以下、エンジンという）１は、吸入行程、圧縮行程、爆発行程（膨張行程）及び排気行程の４サイクルを繰り返して出力を得るディーゼルエンジンである。エンジン１は、その内部に気筒（燃焼室）２を形成する。気筒２で発生する燃料の爆発力は、ピストン３及びコンロッド４を介してクランクシャフト（図示略）の回転力に変換される。また、気筒２には、吸気通路５の最下流部をなす吸気ポート１１と、排気通路６の最上流部をなす排気ポート８とが設けられている。吸気ポート１１と気筒２との境界は吸気弁１２によって開閉される。また、排気ポート８と気筒２との境界は排気弁９によって開閉される。
【００２８】
エンジン１は、燃料噴射弁１０を備えている。燃料噴射弁１０は、高圧ポンプ（図示略）等によって加圧された燃料を、燃焼室２に適宜の量、適宜のタイミングで噴射供給する電磁駆動式開閉弁である。
【００２９】
排気通路６には、排気中に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、微粒子（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）等を浄化する排気浄化装置７が設けられている。
【００３０】
また、エンジン１には、吸気通路５と排気通路６とを連通する排気還流通路（ＥＧＲ通路）３０が形成されている。このＥＧＲ通路３０は、排気の一部を適宜吸気通路５に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路３０には、同通路３０内を流れるガス（ＥＧＲガス）の流れ方向（図１中において矢印で示す）に沿って上流から下流にかけ、ＥＧＲクーラ３１、ＥＧＲ弁３２が、順次配設されている。
【００３１】
ＥＧＲクーラ３１は、ＥＧＲ通路３０の周囲を取り巻くように設けられ、ＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲ弁３２は、無段階に開閉される電子制御弁（開閉弁）であり、ＥＧＲガスの流量を自在に調整することができる。ここで、ＥＧＲ弁３２は排気還流量変更手段を構成している。
【００３２】
エンジン１は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の踏込量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ、クランクシャフト（図示略）のエンジン回転数に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ、及びエンジン１内を循環する冷却水の温度（冷却水温）に応じた信号を出力する水温センサ、吸気通路５を通じて気筒２に導入される空気（新気）の流量（吸入空気量）に応じた信号を出力するエアフロメータ１３等、各種センサを備える。これら各種センサの信号は、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）２０に入力される。例えば、クランクポジションセンサはクランクシャフトが一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ２０に出力し、ＥＣＵ２０はこの出力パルスに基づいてエンジン回転数を演算する。アクセルポジションセンサはアクセル開度に比例した出力電圧をＥＣＵ２０に出力し、ＥＣＵ２０はアクセルポジションセンサの出力信号に基づいてエンジン負荷を演算する。このエンジン負荷は燃料噴射量に対応した値となるもので、ＥＣＵ２０は、これらエンジン負荷やエンジン回転数などによってエンジン１の運転状態を検出する。
【００３３】
ＥＣＵ２０は、制御手段を構成するものであって、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及びバックアップＲＡＭ等からなる論理演算回路を備え、各種センサの信号に基づいてエンジン１の各種構成要素を統括制御する。
【００３４】
また、ＥＣＵ２０は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、エンジン回転数の演算、エンジン負荷の演算、燃料噴射量の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ２０が入力した各種信号やＥＣＵ２０が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ２０のＲＡＭに一時的に記憶される。更に、ＥＣＵ２０は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って定期的に後述するようなＥＧＲフィードバック制御などを実行する。
【００３５】
また、本実施の形態に係るエンジン１は、ＥＣＵ２０からの指令によって吸気行程中または圧縮行程中に燃料噴射弁１０から気筒２へ向けて燃料を噴射することで、気筒２内において燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される、いわゆる予混合圧縮自着火燃焼と、予混合気を形成せずに燃焼を行う通常燃焼と、を選択的に切り替えることが可能な予混合圧縮自着火内燃機関である。
【００３６】
次に、ＥＣＵ２０によるＥＧＲフィードバック制御について説明する。
【００３７】
ＥＧＲにより排気中のＮＯｘを抑制する場合には、燃焼の悪化やＰＭの増大が生じない範囲でＮＯｘの抑制効果が最大になるようにＥＧＲ率（エンジンに吸入される吸気に含まれるＥＧＲガスの割合、すなわち、ＥＧＲ量／（空気（新気）量＋ＥＧＲ量）をＥＧＲ率という）をエンジン運転状態に応じて正確に制御する必要がある。
【００３８】
このため、ＥＧＲ率は、エンジン運転状態に応じて最適な値となるよう実験等に基づいて設定している。そして、このＥＧＲ率がエンジン運転状態に応じて所定の値となるように予め各運転状態に対して設定されたＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量としている。すなわち、エンジン回転数と燃料噴射量とから定まるエンジン運転状態に対して最適なＥＧＲ率を得るための目標ＥＧＲ量を予め実験等により算出しており、この目標ＥＧＲ量の値はエンジン回転数と燃料噴射量とをパラメータとして用いたマップの形でＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶させている。
【００３９】
そして、エンジンに吸入されるＥＧＲ量（質量流量）を検出または推定し、このＥＧＲ量がエンジン運転状態に応じて定まる目標値になるようにＥＧＲ弁開度をフィードバック制御することにより、エンジンには運転状態に応じた最適な量のＥＧＲガスを供給することができる。これにより、エンジンの吸気中のＥＧＲ量とＥＧＲ率が運転状態に応じた最適な値に制御されるようになり、排気中のＰＭ量の増大や排気スモークの発生を生じることなく排気中のＮＯｘを最大限に低減することが可能となる。
【００４０】
このようにＥＧＲフィードバック制御を実行することにより、ＥＧＲ量とＥＧＲ率を運転状態に応じた最適な値に制御することができる。しかしながら、予混合圧縮自着火燃焼と通常燃焼とでは、ＥＧＲ量による燃焼への影響が異なるため、予混合圧縮自着火燃焼と通常燃焼とを切り替え可能なエンジンにおいて、予混合圧縮自着火燃焼時と通常燃焼時とで同じＥＧＲフィードバック制御を行った場合には問題が生じる可能性がある。
【００４１】
予混合圧縮自着火燃焼時においては、ＥＧＲ量が過度に増大すると気筒内の酸素量が不足して失火する可能性があり、また、ＥＧＲ量が過度に減少すると気筒内の酸素量が過剰となり過早着火の可能性がある。したがって、目標値に早く追従させるように制御することが望ましい。しかし、予混合圧縮自着火燃焼時に適したＥＧＲフィードバック制御を通常燃焼時においても行った場合には、目標値に対する追従は早くなるが、ハンチングが生じる可能性が高くなってしまう。また、通常燃焼時に適したＥＧＲフィードバック制御を予混合圧縮自着火燃焼時においても行った場合には、目標値に対する追従が遅いため、失火や過早着火などの原因となる可能性がある。
【００４２】
そこで、本実施の形態においては、予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合のフィードバック制御の補正量（調整量）を、通常燃焼が行われる場合のフィードバック制御の補正量よりも大きくなるように設定している。
【００４３】
図２は、本実施の形態におけるＥＧＲフィードバック制御を説明するフローチャート図である。
【００４４】
まず、ステップＳ１０１では、エンジン１の運転状態を反映する各種情報（例えば、エンジン回転数や、燃料噴射量など）を取得する。続いてステップＳ１０２においては、ＥＧＲ量を検出または推定する。ＥＧＲ量を検出または推定する排気還流量検出手段としては、例えば、ＥＧＲ弁３２の上流側および下流側の通路の圧力を検出する手段と、ＥＧＲ弁３２の開弁量を検出する手段とにより構成され、ＥＧＲ弁３２の上流側および下流側の通路の圧力と、ＥＧＲ弁３２の開弁量とから推定することができる。また、排気還流量検出手段は、エアフロメータ１３によりエンジン１に吸入される実際の吸入空気量を検出することによりエンジン１の運転状態に基づいてＥＧＲ量を推定するものであってもよい。
【００４５】
続いてステップＳ１０３においては、ステップＳ１０１で取得された情報に基づいて、エンジン１の燃焼モードが、予混合圧縮着火燃焼と通常燃焼とのうちのどちらであるかが判定される。予混合圧縮着火燃焼と判定された場合はステップＳ１０４に進み、通常燃焼と判定された場合はステップＳ１１４に進む。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０１において取得されたエンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて目標ＥＧＲ量の値が算出される。
【００４６】
続くステップＳ１０５以降においては、ステップＳ１０２で検出または推定された実際のＥＧＲ量が、ステップＳ１０４において算出された目標ＥＧＲ量に収束するようにＥＧＲ弁３２の開度がフィードバック制御される。
【００４７】
すなわち、ステップＳ１０５では、まず実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量より予め定めた正の一定値α以上大きいか否かが判定され、α以上大きいと判定された場合にはステップＳ１０６に進み、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量よりα以上小さいと判定された場合にはステップＳ１０７に進む。
【００４８】
ステップＳ１０６では、ＥＧＲ弁３２の目標開度を一定量Ａだけ減少させて設定し、実際のＥＧＲ弁３２開度が目標開度になるようにフィードバック制御する。これにより、吸気系に還流するＥＧＲ量が減少することとなる。
【００４９】
一方、ステップＳ１０７では、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量よりα以上小さい（（実際のＥＧＲ量）−（目標ＥＧＲ量）＜−α）か否かが判定され、α以上小さいと判定された場合にはステップＳ１０８に進み、否定判定された場合には本ルーチンの実行を終了する。
【００５０】
ステップＳ１０８では、ＥＧＲ弁３２の目標開度を一定量Ａだけ増大設定し、実際のＥＧＲ弁３２開度が目標開度になるようにフィードバック制御する。これにより、吸気系に還流するＥＧＲ量は増大することとなる。
【００５１】
以上のステップを実行することにより、実際のＥＧＲ量は目標ＥＧＲ量に対して±αの範囲に制御されることとなる。なお、αは制御のハンチングを防止するための比較的小さい正の値である。
【００５２】
次に、ステップＳ１０３で、通常燃焼と判定された場合について説明する。通常燃焼と判定された場合、ステップＳ１１４に進むが、ステップＳ１１４からステップＳ１１８までは、それぞれステップＳ１０４からステップＳ１０８までに対応するものである。そして、ステップＳ１１６およびステップＳ１１８以外のステップ、すなわち、ステップＳ１１４，ステップＳ１１５およびステップＳ１１７においては、それぞれステップＳ１０４，ステップＳ１０５およびステップＳ１０７と同様でありその説明は省略する。
【００５３】
ステップＳ１１６では、ステップＳ１１５で、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量よりα以上大きいと判定された場合に、ＥＧＲ弁３２の目標開度を一定量Ｂだけ減少させて設定し、実際のＥＧＲ弁３２開度が目標開度になるようにフィードバック制御する。
【００５４】
また、ステップＳ１１８では、ステップＳ１１７で、実際のＥＧＲ量が目標ＥＧＲ量よりα以上小さいと判定された場合に、ＥＧＲ弁３２の目標開度を一定量Ｂだけ増大させて、実際のＥＧＲ弁３２開度が目標開度になるようにフィードバック制御する。
【００５５】
そして、本実施の形態の特徴として、予混合圧縮着火燃焼時においてステップＳ１０６およびステップＳ１０８で補正される補正量Ａを、通常燃焼時においてステップＳ１１６およびステップＳ１１８で補正される補正量Ｂよりも大きくしている。
【００５６】
このように、予混合圧縮自着火燃焼・通常燃焼それぞれの燃焼毎に、ＥＧＲ量が運転状態に応じた目標ＥＧＲ量になるように、ＥＧＲ弁をフィードバック制御することにより、ＥＧＲ率は常に運転状態に応じた適切な値に維持され、ＰＭの増大やスモークの発生を生じることなく最大限にＮＯｘの発生を抑制することが可能となる。
【００５７】
さらには、予混合圧縮着火燃焼時において目標値に対する追従をより早くすることができ、かつ、ハンチングが生じることなく通常燃焼を行うことが可能となる。特に、予混合圧縮着火燃焼時においては、目標値に対する追従をより早くすることができることにより、気筒内の酸素量をより早く最適にすることができるので、失火や過早着火などの発生を抑制することができ、ＥＧＲ量による燃焼への影響をより小さくすることができる。すなわち、燃焼の安定性を向上させることが可能となる。
【００５８】
図３（ａ）は、通常燃焼の場合のＥＧＲ量の応答特性を示す図、同図（ｂ）は予混合圧縮自着火燃焼の場合のＥＧＲ量の応答特性を示す図であり、横軸を時間、縦軸をＥＧＲ量とし、目標ＥＧＲ量を実線で示し、実際のＥＧＲ量を点線で示している。
【００５９】
予混合圧縮自着火燃焼の場合には、図３（ｂ）に示すように、目標値に対する追従性が向上するが、その一方で、オーバシュート・アンダーシュートが発生する場合がある。しかしながら、予混合圧縮自着火燃焼においては、オーバシュート・アンダーシュートの発生よりも、目標ＥＧＲ量に早く追従させることの方が重要となる。
【００６０】
上述したＥＧＲフィードバック制御においては、ＥＧＲ弁３２の開度を制御することにより、ＥＧＲ量が運転状態に応じた目標ＥＧＲ量になるように制御するものであるが、ＥＧＲ弁３２の開度の制御に加えて、吸気絞り弁１４の開度を制御してもよい。例えば、ＥＧＲ量を増大させたい場合に、ＥＧＲ弁３２の開度が既に全開となっているような場合がある。このような場合には、吸気絞り弁１４の開度を減少させることによりＥＧＲ量を増大させることができる。また、ＥＧＲ弁３２の開度と吸気絞り弁１４の開度とを常に制御することによりＥＧＲ量を制御してもよいし、吸気絞り弁１４の開度を主に制御することによりＥＧＲ量のフィードバック制御を行ってもよい。ここで、吸気絞り弁１４は、吸気通路５においてＥＧＲ通路３０との合流点よりも上流側に設けられ、その開度を無段階に調節することのできる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気（新気）の流路面積を変更し、同吸入空気の供給量（流量）を調整する機能を有するものである。
【００６１】
また、排気エミッションを悪化させることなくより広いエンジンの運転領域でより高いトルクを得るため、また、燃費をより向上させるために、排気圧に対して過給できる吸気量が可変な可変容量過給機（可変ノズルベーン式）が採用される場合がある。可変容量過給機は、ＥＣＵによりエンジンの運転状態に基づいて可変ノズルベーンの開度が制御され、そのタービン容量がそのときの運転状態に応じて最適に制御されるものであるが、このような可変容量過給機が採用される場合には、ＥＧＲ弁３２の開度と吸気絞り弁１４の開度との制御に加えて、可変ノズルベーンの開度を制御することにより、ＥＧＲ量が運転状態に応じた目標ＥＧＲ量になるように制御してもよい。
【００６２】
上述した本実施の形態においては、ＥＧＲ量をフィードバック制御する場合について説明したが、ＥＧＲ量の代わりに吸入空気量をフィードバック制御することにより、燃焼の安定性を向上させることもできる。
【００６３】
すなわち、エアフロメータ１３により実際の吸入空気量を検出し、検出した吸入空気量がエンジン運転状態に応じて定まる目標値になるようにＥＧＲ弁３２の開度をフィードバック制御する。ここで、エアフロメータ１３は吸入空気量検出手段を構成している。
【００６４】
そして、予混合圧縮自着火燃焼が行われる場合のフィードバック制御の補正量（調整量）を、通常燃焼が行われる場合のフィードバック制御の補正量よりも大きくなるように設定する。これにより、エンジンには運転状態に応じた最適な量の空気を供給することができ、エンジンの吸気中の空気（新気）の量（吸入空気量）とＥＧＲ率が運転状態に応じた最適な値に制御されるようになり、上述したＥＧＲ量の制御の場合と同様な効果を得ることが可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予混合圧縮自着火燃焼と通常燃焼とを切り替え可能な予混合圧縮自着火内燃機関において、燃焼の安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関としてディーゼルエンジンの概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態においてＥＧＲ量フィードバック制御を示すフローチャート図。
【図３】ＥＧＲ量の応答特性を示す図。
【符号の説明】
１  エンジン
２  気筒
３  ピストン
４  コンロッド
５  吸気通路
６  排気通路
７  排気浄化部
８  排気ポート
９  排気弁
１０  燃料噴射弁
１１  吸気ポート
１２  吸気弁
１３  エアフロメータ
１４  吸気絞り弁
２０  ＥＣＵ
３０  ＥＧＲ通路
３１  ＥＧＲクーラ
３２  ＥＧＲ弁
【図１】
2005023826.tif 000003
【図２】
2005023826.tif 000004
【図３】
2005023826.tif 000005