(57)【要約】【課題】本発明は、ＥＧＲガスを燃焼室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燃焼制御システムにおいて、内燃機関が予混合燃焼運転へ移行する際に、燃料の過早着火或いは過早着火に起因した振動や騒音の発生を抑制しつつ移行期間を短縮可能にすることを課題とする。【解決手段】本発明は、混合燃焼運転を含む複数の運転モードを切り換え可能であり、予混合燃焼運転時には他の運転モードより多くのＥＧＲガスを燃焼室へ導入する圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システムにおいて、内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行する時に、燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化することにより、予混合気中における燃料過濃な部分を減少又は無くし、以て過早着火を抑制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予混合燃焼運転を含む複数の運転モードを切り換え可能であり、予混合燃焼運転時には他の運転モードより多くのＥＧＲガスを燃焼室へ導入する圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システムにおいて、
内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ切り換えられる際に、前記燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化する小径化手段と、
を備えることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記小径化手段は、前記気筒内へ流入するガスの流速を変化させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記小径化手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁を少なくとも１回開閉動作させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記小径化手段は、前記内燃機関の吸排気通路に配置された可変容量型ターボチャージャのノズルベーンを少なくとも１回開閉動作させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記内燃機関の排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を流れるガスの流量を調整するＥＧＲ弁と、を更に備え、
前記小径化手段は、前記ＥＧＲ弁を少なくとも１回開閉動作させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項６】
請求項５において、前記小径化手段は、前記ＥＧＲ弁を開閉動作させる回数を所定回数以下に制限することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項７】
請求項１又は２において、前記内燃機関の排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラを迂回するように前記ＥＧＲ通路に接続されたバイパス通路と、前記バイパス通路と前記ＥＧＲクーラの何れか一方を導通させる流路切換弁と、を更に備え、
前記小径化手段は、前記流路切換弁を少なくとも１回切換動作させることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項８】
請求項１又は２において、前記小径化手段は、前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気流制御弁の開度を変更することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項９】
請求項３〜８の何れか一において、前記小径化手段は、前記内燃機関の負荷増加速度が一定値以上である時は、燃料粒径の小径化を停止することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項１０】
請求項１において、前記小径化手段は、前記燃料噴射弁の噴射圧力を増加させるとともに噴射期間を短縮することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一において、前記小径化手段が燃料の粒径を小径化している時に、前記燃料噴射弁の噴射時期を遅角させる遅角手段を更に備える圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一において、前記内燃機関は予混合燃焼運転と拡散燃焼運転とフューエルカット運転を切り換え可能であり、
前記内燃機関が拡散燃焼運転される場合は圧縮上死点近傍において前記燃料噴射弁から燃料噴射を行わせ、前記内燃機関が予混合燃焼運転される場合は圧縮上死点より前の所定の時期に前記燃料噴射弁から燃料噴射を行わせ、前記内燃機関がフューエルカット運転される場合は前記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する噴射制御手段と、
前記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切り換えられる場合に、前記内燃機関を拡散燃焼運転させた後に前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を圧縮上死点近傍から前記所定の時期へ連続的又は離散的に進角させる切換制御手段と、を更に備え、
前記小径化手段は、前記切換制御手段による燃料噴射時期の進角が行われている期間に、前記燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮着火式の内燃機関、特に予混合燃焼運転可能な圧縮着火式内燃機関の燃焼制御技術に関する。
【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。内燃機関が予混合燃焼運転される際には気筒内の燃料が所望の着火時期（例えば、圧縮上死点近傍）よりも早く着火する過早着火が発生し易い。
【０００３】
上記した過早着火を抑制する方法としては、比較的多量のＥＧＲガスを気筒内へ導入する方法が一般的である。但し、内燃機関が拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ移行する場合には、内燃機関の移行動作に対しＥＧＲガス量の変化が追従できないため、ＥＧＲガスの不足による過早着火が発生する可能性があった。
【０００４】
これに対し、従来では、内燃機関が拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ移行する際には、所望量のＥＧＲガスが気筒内へ導入されるまで内燃機関の移行動作を遅延させ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２００３−２８６８７６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５８１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１３０２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ＥＧＲガスを燃焼室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燃焼制御システムにおいて、内燃機関が予混合燃焼運転へ移行する際に、燃料の過早着火或いは過早着火に起因した振動や騒音の発生を抑制しつつ移行期間を短縮可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、ＥＧＲガスを燃焼室に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燃焼制御システムにおいて、内燃機関が拡散燃焼運転やフューエルカット運転等から予混合燃焼運転へ移行する場合に、気筒内へ噴射される燃料の粒径を小径化又は微粒化させることにより、燃料の過早着火或いは過早着火に起因した振動や騒音の発生を抑制しつつ速やかな移行を実現する。
【０００７】
詳細には、本発明は、予混合燃焼運転を含む複数の運転モードを切り換え可能であり、予混合燃焼運転時には他の運転モードより多くのＥＧＲガスを燃焼室へ導入する圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システムにおいて、内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ切り換えられる際に前記燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化する小径化手段と、を備えるようにした。
【０００８】
内燃機関が他の運転モード（予混合燃焼運転以外の運転モード）から予混合燃焼運転へ移行する時には、内燃機関へ導入されるＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量に対して過少となる（言い換えれば、ＥＧＲ通路を介して内燃機関へ導入されるガスのＥＧＲガス濃度が過早着火を抑制し得る濃度に対して過剰に低くなる）。このため、内燃機関が他の
運転モードから予混合燃焼運転へ急速に移行すると、ＥＧＲガス量の不足によって燃料が過早着火する可能性がある。
【０００９】
燃料の過早着火は、予混合気中に燃料粒径の大きな部分若しくは燃料が密集した部分が存在する場合に発生し易い。これは、予混合気中に燃料粒径の大きな部分若しくは燃料が密集した部分が存在すると、その部分の周囲の空燃比が燃料過濃となって着火性が高まるためと考えられる。また、燃料粒径の大きな部分或いは燃料が密集した部分が過早着火すると、比較的多量の燃料が急峻に燃焼するため、振動や騒音を誘発する可能性もある。
【００１０】
これに対し、本発明に係る内燃機関の燃焼制御システムは、内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行する際に、燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化又は微粒化するため、燃料が気筒内（燃焼室内）に拡散する。小径化又は微粒化した燃料が燃焼室内に拡散すると、該燃料が燃焼室内に導入されたガスと均質に混合する。
【００１１】
この場合、予混合気中において燃料過濃な部分が減少又は無くなるため、過早着火が発生し難くなる。更に、予混合気中に燃料過濃な部分が少なくなると、たとえ過早着火が発生しても、比較的多量の燃料が急峻に燃焼することに起因した振動や騒音の発生も低減される。
【００１２】
依って、本発明に係る内燃機関の燃焼制御システムによれば、内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行する場合に、ＥＧＲガス量の不足に起因した過早着火および／または過早着火による振動や騒音の発生を抑制することができる。その結果、内燃機関を速やかに予混合燃焼運転へ移行させることが可能になる。
【００１３】
本発明に係る小径化手段は、気筒内へ流入するガスの流速を変化又は変動させることにより、燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化するようにしてもよい。
【００１４】
気筒内へ流入するガスの流速が変化又は変動すると、燃料噴射弁から噴射された燃料が気筒内へ流入するガスと衝突を繰り返すようになる。燃料がガスとの衝突を繰り返すと、該燃料が微細な粒に分裂して小径化および／または微粒化されるとともに、前記ガスと均質に混合するようになる。
【００１５】
気筒内へ流入するガスの流速を変化或いは変動させる方法としては、内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁を少なくとも１回開閉動作させる方法を例示することができる。
【００１６】
内燃機関が予混合燃焼運転へ移行する際に該内燃機関の気筒内へ流入するガスは、大気中から吸気通路を介して気筒内へ導入される新気（空気）とＥＧＲの経路（燃焼室を起点に、排気通路、ＥＧＲ通路、及び吸気通路を順次経て燃焼室へ戻る経路）を介して気筒内へ導入されるガスとの混合ガスとなる。
【００１７】
その際に吸気絞り弁が開閉されると、吸気通路を介して内燃機関へ流入する空気及びＥＧＲ経路を介して内燃機関へ流入するガスの流速が増減する。従って、内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行する時に吸気絞り弁を開閉動作させると、内燃機関へ流入するガスの流速を変化又は変動させることが可能となる。その結果、燃料噴射弁から噴射された燃料の小径化および／または微粒化が図られるようになる。
【００１８】
また、内燃機関が予混合燃焼運転される時には、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や粒子状物質（ＰＭ）が低減される一方、未燃燃料成分（炭化水素（ＨＣ））が増加し易い。
【００１９】
排気中に多量の未燃燃料成分が含有されると、ＥＧＲガスの経路に、未燃燃料成分が付着する上、その未燃燃料成分に排気中の煤などが堆積して通路断面積を狭め、或いはＥＧＲ弁等を固着させる可能性があった。
【００２０】
これに対し、吸気絞り弁の開閉動作によりＥＧＲ経路を流れるガスの流速が変動すると、ＥＧＲ経路内に付着した未燃燃料成分や煤などを取り除くことができ、通路断面積の狭小化やＥＧＲ弁等の固着を防止することも可能となる。
【００２１】
気筒内へ流入するガスの流速を変化或いは変動させる他の方法としては、内燃機関の吸排気通路に配置された可変容量型ターボチャージャのノズルベーン、或いは内燃機関の排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁を少なくとも１回開閉動作させる方法を例示することができる。
【００２２】
本発明に係る内燃機関が、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラを迂回するようにＥＧＲ通路に接続されたバイパス通路と、バイパス通路とＥＧＲクーラの何れか一方を選択的に導通させる流路切換弁と、を更に備えている場合には、小径化手段は流路切換弁を少なくとも１回切換動作させることにより、内燃機関へ流入するガスの流速を変化或いは変動させるようにしてもよい。
【００２３】
ＥＧＲクーラの圧力損失とバイパス通路の圧力損失は相違するため、流路切換弁が切換動作すると、ＥＧＲ通路を流れるガスの流速が変化し、それに伴って内燃機関へ流入する空気の流速も変化する。依って、流路切換弁を切換動作させることにより、気筒内へ流入するガスの流速を変化或いは変動させることが可能となる。
【００２４】
本発明に係る内燃機関の吸気通路に、気筒内のガス流動状態を変更する吸気流制御弁が設けられている場合は、小径化手段は、吸気流制御弁の開度を変更（例えば、吸気流制御弁を少なくとも１回開閉動作、又は吸気流制御弁の開度を減少）することにより、気筒内へ流入するガスの流速を変化或いは変動させることもできる。
【００２５】
ここでいう吸気流制御弁としては、スワールコンコントロールバルブやタンブルコントロールバルブなどを例示することができる。かかる吸気流制御弁が開閉動作し又は吸気流制御弁の開度が絞られると、吸気抵抗の大きさが変化するため、吸気通路及びＥＧＲガス経路を介して気筒内へ流入するガスの流速が変化又は変動させることが可能となる。
【００２６】
更に、吸気流制御弁の開度が変更されると、気筒内へ流入したガスの流動状態（例えば、ガスの流れ方向）が変化又は変動するため、燃料の小径化および／または微粒化が促進されるとともに、燃料とガスの混合も促進される。
【００２７】
また、小径化手段が可変容量型ターボチャージャのノズルベーン、ＥＧＲ弁、吸気流制御弁を開閉動作させた場合、或いは流路切換弁を切換動作させた場合には、前記ノズルベーン、ＥＧＲ弁、吸気流制御弁、或いは流路切換弁が排気若しくはＥＧＲガス中の未燃燃料成分により固着することも防止可能となる。
【００２８】
尚、気筒内へ流入するガスの流速を変化或いは変動させる方法としてＥＧＲ弁を開閉させる方法が採用される場合には、小径化手段はＥＧＲ弁を開閉する回数を所定回数以下に制限するようにしてもよい。
【００２９】
内燃機関を他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行させる時にはＥＧＲガス量を早期に増加させる必要があるため、ＥＧＲ弁の開閉動作回数が過多になるとＥＧＲガス量の増加速度が低下する可能性がある。これに対し、ＥＧＲ弁の開閉動作回数が所定回数に制限
されると、ＥＧＲガス量の増加速度が過剰に低下することを抑制することができる。
【００３０】
また、本発明に係る小径化手段は、内燃機関の負荷が増加する速度（負荷増加速度）が一定値以上となった時には、吸気絞り弁の開閉動作、ＥＧＲ弁の開閉動作、可変容量型ターボチャージャのノズルベーンの開閉動作、吸気流制御弁の開度変更動作、或いは流路切換弁の切換動作を中止するようにしてもよい。
【００３１】
内燃機関の負荷増加速度が一定値以上となる時、すなわち内燃機関の加速運転要求が発生した時に吸気絞り弁の開閉動作、ＥＧＲ弁の開閉動作、ノズルベーンの開閉動作、吸気流制御弁の開度変更動作、或いは流路切換弁の切換動作が行われていると、内燃機関の吸入空気量が過少となる可能性がある。内燃機関の加速運転時に吸入空気量が過少になると、内燃機関の発生トルクが要求トルクまで増加せず、および／またはスモークの発生量が増加する等の不具合を発生する可能性がある。
【００３２】
これに対し、内燃機関の負荷増加速度が一定値以上となった時には、吸気絞り弁の開閉動作、ＥＧＲ弁の開閉動作、ノズルベーンの開閉動作、吸気流制御弁の開度変更動作、或いは流路切換弁の切換動作が中止されれば、内燃機関の発生トルクが速やかに要求トルクまで増加するとともにスモークの発生量増加を抑制することが可能となる。
【００３３】
本発明に係る小径化手段は、燃料噴射弁の噴射圧力を変更することにより、燃料の小径化および／または微粒化を図るようにしてもよい。
【００３４】
燃料噴射弁の噴射圧力が高くなると、燃料と気筒内のガスとの衝突エネルギが大きくなるため、燃料噴射弁から噴射された燃料の小径化および／または微粒化が促進される。
【００３５】
従って、内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行する時に燃料噴射弁の噴射圧力が高められると、燃料噴射弁から噴射された燃料の小径化および／または微粒化が図られるようになる。
【００３６】
尚、燃料噴射弁の噴射圧力は、気筒内へ導入されるＥＧＲガス量が少なくなるほど（ＥＧＲ率が低くなるほど）高められるようにしてもよい。
【００３７】
ところで、燃料噴射弁の噴射圧力が高まると、該燃料噴射弁から単位時間当たりに噴射される燃料量が増加する。このため、噴射圧力の変更前後における噴射期間（燃料噴射弁の開弁期間）が同等であると、燃料噴射弁から噴射される燃料量が不要に増減して内燃機関のトルク変動等が発生する可能性もある。
【００３８】
これに対し、本発明の小径化手段は、燃料噴射弁の噴射圧力を変更する場合には、噴射圧力の増減と反比例するように噴射期間を増減（すなわち、噴射圧力が高くなるほど噴射期間を短縮するとともに、噴射圧力が低くなるほど噴射期間を増加）させるようにしてもよい。
【００３９】
この場合、内燃機関のトルク変動等を併発することなく、燃料の小径化および／または微粒化を図ることが可能となる。更に、燃料噴射弁の噴射期間が短縮されると、燃料噴射弁から噴射された燃料と気筒内のガスとの予混合期間（燃料噴射弁が燃料噴射を終了した時点からピストンが圧縮上死点近傍に到達する時点までの期間）が長くなるため、燃料とガスが均質に混合するようになる。
【００４０】
本発明において、内燃機関が他の運転モードから予混合燃焼運転へ移行した直後等は、内燃機関へ導入されるＥＧＲガス量が極僅かとなる。そのような場合は、小径化手段が燃
料の小径化および／または微粒化を図っても燃料が所望の時期より早く着火する可能性がある。
【００４１】
そこで、小径化手段は、燃料噴射弁から噴射された燃料の小径化を図るとともに、燃料噴射弁の噴射時期を遅角させるようにしてもよい。この場合、噴射時期の遅角に伴って燃料の着火時期も遅れる。よって、燃料の過早着火が抑制される。
【００４２】
更に、燃料噴射弁の噴射時期が遅角されると、燃料がシリンダボア壁面に付着し難くなるため、ボアフラッシングを抑制することも可能となる。特に、小径化手段が燃料噴射弁の噴射圧力を高めることによって燃料の小径化および／または微粒化を図っている場合に、燃料噴射弁の噴射時期が遅角されると、ボアフラッシングの発生を効果的に抑制することができる。
【００４３】
本発明に係る内燃機関としては、予混合燃焼運転と拡散燃焼運転とフューエルカット運転を切り換え可能であって、拡散燃焼運転時は圧縮上死点近傍において燃料噴射弁から燃料噴射を行わせ、予混合燃焼運転時は圧縮上死点より前の所定の時期に燃料噴射弁から燃料噴射を行わせ、フューエルカット運転時は燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する噴射制御手段と、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切り換えられる場合に、内燃機関を拡散燃焼運転させた後に燃料噴射弁からの燃料噴射時期を圧縮上死点近傍から前記所定の時期へ連続的又は離散的に進角させる切換制御手段と、を更に備えた内燃機関を例示することができる。
【００４４】
上記した内燃機関においては、切換制御手段が燃料噴射時期を進角させている間に内燃機関へ導入されるＥＧＲガス量が徐々に増加することになるが、ＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量に達する前（すなわち、ＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量より少ない期間）では燃料が過早着火する可能性がある。
【００４５】
そこで、本発明が上記した内燃機関に適用される場合は、小径化手段は、切換制御手段が燃料噴射時期を進角させている時に、燃料噴射弁から噴射された燃料の粒径を小径化するようにしてもよい。
【００４６】
この場合、内燃機関が拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ移行する際の過早着火或いは過早着火による騒音や振動の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、ＥＧＲガスを燃焼室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燃焼制御システムにおいて、内燃機関が予混合燃焼運転へ移行する際に、過早着火或いは過早着火に起因した振動や騒音の発生を抑制しつつ移行期間を可及的に短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
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。
【００４９】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図４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。
【００５０】
図１に示す内燃機関１は、予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を適宜切り換え可能な圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。
【００５１】
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、ターボチャージャ５のコンプレッサハウジング５０とインタークーラ６が配置されている。
【００５２】
コンプレッサハウジング５０により過給された吸気は、インタークーラ６で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。
【００５３】
各気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）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ハウジング５１及び排気浄化触媒８を経由して大気中へ放出される。
【００５４】
前記の排気浄化触媒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、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、或いは吸蔵還元型ＮＯｘ触媒とパティキュレートフィルタが直列に配置されたもの等を例示することができる。
【００５５】
前記した吸気通路４のインタークーラ６より下流の部位と排気通路７のタービンハウジング５１より上流の部位は、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を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」と称する）の流量を調節するＥＧＲ弁１０と、該ＥＧＲ通路９を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１１が配置されている。
【００５６】
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。
【００５７】
上記した燃料噴射弁３、ＥＧＲ弁１０、及び、吸気絞り弁１２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、排気浄化触媒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、及び吸気絞り弁１２を制御する。
【００５８】
例えば、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の負荷（アクセルポジションセンサ１７の出力信号（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に示す予混合燃焼領域にある時には、各気筒２の圧縮上死点より早い時期（圧縮行程の初期又は中期）に燃料噴射弁３から燃料を噴射させて予混合気を形成し、該予混合気の圧縮自着火を生起させる予混合燃焼運転を行う。
【００５９】
内燃機関１の負荷Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅから定まる機関運転状態が図２に示す拡散燃焼運転領域にある時には、ＥＣＵ１３は、各気筒２の圧縮上死点より前に少量の燃料をパイロット噴射させるとともに、圧縮上死点近傍で燃料噴射弁３から多量の燃料を噴射させることにより、拡散燃焼を生起させる拡散燃焼運転を行う。
【００６０】
また、ＥＣＵ１３は、機関回転数Ｎｅが所定回転数以上である、及びアクセル開度Ａｃｃｐが零である等の条件が成立した時には、燃料噴射弁３からの燃料噴射を停止させて内燃機関１をフューエルカット運転させる。
【００６１】
ところで、内燃機関１が予混合燃焼運転される場合は、気筒２内の燃料が過早着火する可能性がある。予混合燃焼運転時の過早着火を抑制する方法としては、ＥＧＲ通路９を介
して気筒２内へ再循環させられる排気（ＥＧＲガス）を増量する方法が有効である。
【００６２】
しかしながら、内燃機関１が拡散燃焼運転や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には、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量に対して過少となる。
【００６３】
これに対し、内燃機関１が拡散燃焼運転やフューエルカット運転から予混合燃焼運転へ移行する場合には、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量となるまで移行時期を遅延させる方法が考えられる。
【００６４】
上記した方法によれば、内燃機関１が予混合燃焼運転へ移行する時および／または移行直後における過早着火を抑制することはできるが、移行期間が長くなるという欠点がある。特に、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場合には、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が過早着火を抑制し得る量となるまでに長い時間を要するため、移行期間が著しく長くなる可能性があった。
【００６５】
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が以下に示す燃焼制御を行うことにより、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速やかに移行できるようにした。
【００６６】
すなわち、本実施例における燃焼制御では、ＥＣＵ１３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期間に燃料噴射弁３から噴射された燃料の粒径を小径化或いは微粒化させる。
【００６７】
予混合燃焼運転時の過早着火は、予混合気中に燃料粒径の大きな部分（言い換えれば、燃料が密集した部分）が存在する場合に発生し易い。これは、予混合気中に燃料粒径の大きな部分が存在すると、その部分の周囲の空燃比が燃料過濃となって着火性が高まるためと考えられる。
【００６８】
これに対し、燃料噴射弁３から噴射された燃料の粒径が小径化或いは微粒化されると、燃料が気筒２内（燃焼室内）に拡散するため、予混合気全体において燃料と空気が均質に混合するようになる。
【００６９】
この場合、予混合気中において燃料過濃な部分が減少又は無くなるため、過早着火が発生し難くなる。更に、予混合気中に燃料過濃な部分が少なくなると、たとえ過早着火が発生しても、比較的多量の燃料が急峻に燃焼することに起因した振動や騒音の発生も低減される。
【００７０】
燃料噴射弁３から噴射された燃料の粒径を小径化或いは微粒化する方法としては、気筒２内へ流入するガスの流速を変動させる方法が有効である。気筒２内へ流入するガスの流速が変動すると、燃料噴射弁３から噴射された燃料が気筒２内へ流入したガスと衝突を繰り返すようになる。その結果、燃料噴射弁３から噴射された燃料が微細な粒に分裂して小径化及び微粒化するとともに、前記ガスと均質に混合するようになる。
【００７１】
気筒２内へ流入するガスの流速を変動させる具体的な方法としては、吸気絞り弁１２を開閉動作（全開と全閉を繰り返す動作）させる方法を例示することができる。
【００７２】
吸気絞り弁１２が開閉動作すると、気筒２内へ流入する新気（空気）の流速が変化するとともにＥＧＲ経路（内燃機関１の燃焼室を起点に、排気通路７、ＥＧＲ通路９、及び吸気通路４を順次経て再び燃焼室へ戻る経路）を介して気筒２内へ流入するＥＧＲガスの流
速も変化する。その結果、燃料噴射弁３から噴射された燃料の分裂及び小径化（微粒化）が図られるとともに、燃料と新気とＥＧＲガスの均質な混合も促進される。
【００７３】
また、内燃機関１が予混合燃焼運転されている時には、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や粒子状物質（ＰＭ）が低減される一方、未燃燃料成分（ＨＣ）が増加し易い。
【００７４】
排気中に多量の未燃燃料成分が含有されると、ＥＧＲ経路内に未燃燃料成分が付着する上、その未燃燃料成分に排気中の煤などが堆積して通路断面積を狭め、或いはＥＧＲ弁１０を固着させる可能性があった。
【００７５】
これに対し、従来では内燃機関１の運転停止時（イグニッションスイッチがオフにされた時）やトランスミッションの変速時等に、吸気絞り弁１２やＥＧＲ弁１０を強制的に開閉動作させる等して未燃燃料成分を掃気および／または各種弁の固着を防止していた。
【００７６】
しかしながら、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際に上記した吸気絞り弁１２の開閉動作が行われると、ＥＧＲ経路を流れるガスの流速変動によりＥＧＲ経路内に付着した未燃燃料成分や煤などを取り除くことができ、通路断面積の狭小化やＥＧＲ弁１０の固着を防止することが可能となる。
【００７７】
依って、内燃機関１の運転停止時やトランスミッションの変速時等に、吸気絞り弁１２やＥＧＲ弁１０を強制的に開閉動作させる必要がなくなる。
【００７８】
ここで、吸気絞り弁１２弁の開閉動作時期について図３に基づいて説明する。図３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際の吸気絞り弁１２の開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【００７９】
内燃機関１がフューエルカット運転されている時は、気筒２内で燃料が燃焼されないため、ＥＧＲ経路内のガスの大部分が新気（空気）となる。更に、フューエルカット運転中は低温の空気が気筒２内を通過するため、気筒２内の温度が低下する。
【００８０】
依って、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した直後は、気筒２内へ導入されるガスの大部分が空気になるとともに燃料噴射弁３から噴射された燃料が気化又は霧化し難くい状態となる。上記した状態の時に内燃機関１が予混合燃焼運転されると、吸気絞り弁１２が開閉動作しても過早着火を回避できない可能性がある。
【００８１】
これに対し、本実施例の燃焼制御では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時には、内燃機関１を一旦拡散燃焼運転させる。すなわち、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時（図３中のｔ１）には、圧縮上死点より前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に多量の燃料を噴射（メイン噴射）させるべく、燃料噴射弁３を制御する。
【００８２】
更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時ｔ１に、ＥＧＲガス量が予混合燃焼運転時の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を制御する。
【００８３】
ＥＧＲガス量は内燃機関１の吸入空気量と相関するため、図３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３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３中の実ＧＮ）が目標吸入空気量ＧＮ１となるようにＥＧＲ弁１０が制御される。
【００８４】
尚、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０に対する指令値を出力した時点ｔ１から実ＧＮが変化し始める時（図３中のｔ２）までには応答遅れ（図３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。
【００８５】
また、実ＧＮが変化し始める時ｔ２から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１に達する時点（図３中のｔ３）までにも応答遅れ（図３中の期間Ｐ２）が生じる。
【００８６】
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ガス量より少ないため、当該期間Ｐ２に内燃機関１を拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ移行させると過早着火が生じる可能性がある。
【００８７】
依って、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が、移行期間（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。
【００８８】
これに対し、ＥＣＵ１３は、上記期間Ｐ１が終了した時（実ＧＮが変化し始める時）ｔ２に、内燃機関１の運転を拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ切り換えるとともに吸気絞り弁１２を開閉動作させるようにしている。
【００８９】
内燃機関１の運転を拡散燃焼運転から予混合燃焼運転へ切り換える場合には、燃料噴射弁３の噴射形態（噴射時期、噴射量、噴射回数など）を変更する必要があるが、その際の変更が急激に行われると排気エミッションの悪化やトルク変動等を招く可能性がある。
【００９０】
そこで、ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁３の噴射形態を拡散燃焼運転用の噴射形態から予混合燃焼運転用の噴射形態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（段階的）に減量するとともにメイン噴射時期を圧縮上死点近傍から連続的又は離散的（段階的）に進角させる（以下、この処理を「運転移行処理」と称する）。
【００９１】
その際、噴射形態の変更速度（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メイン噴射時期の進角量）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。
【００９２】
ＥＣＵ１３は、メイン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３中のｔ４）、上記した運転移行処理の実行を終了する。
【００９３】
上記したような運転移行処理により燃料噴射弁３の噴射形態が変更されると、排気エミッションの悪化やトルク変動の発生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。
【００９４】
更に、上記した運転移行処理の実行期間（図３中の期間Ｐ３）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないが、吸気絞り弁１２が開閉動作することにより燃料の分裂、小径化（微粒化）、及び拡散が図られるため、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。
【００９５】
尚、吸気絞り弁１２の開閉動作は、期間Ｐ３の終了（図３中のｔ４）と同時に終了されてもよいが、期間Ｐ３の終了前であってもＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に近似した時点（図３中のｔ３）で終了されることが好ましい。これは、ＥＧＲガス量がある程度多く
なった後も吸気絞り弁１２の開閉動作が継続されると、ＥＧＲガス量の増加を妨げる可能性があるからである。
【００９６】
次に、本実施例における燃焼制御について図４に沿って説明する。図４は、燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。燃焼制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【００９７】
燃焼制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ずＳ１０１において内燃機関１がフューエルカット運転されているか否かを判別する。
【００９８】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合にはＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を終了する。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。
【００９９】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転が終了したか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転の終了条件が成立したか否かを判別する。フューエルカット運転の終了条件としては、アクセル開度Ａｃｃｐが零より大きい、或いは機関回転数Ｎｅが所定回転数より低い等の条件を例示することができる。
【０１００】
前記Ｓ１０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、フューエルカット運転の終了条件が成立するまで該Ｓ１０２の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０３へ進む。
【０１０１】
Ｓ１０３では、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が前述した図２のマップにおける予混合燃焼運転領域にあるか否かを判別する。
【０１０２】
前記Ｓ１０３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終了する。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。
【０１０３】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１を拡散燃焼運転させるように燃料噴射弁３を制御する。すなわち、ＥＣＵ１３は、圧縮上死点より前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に多量の燃料を噴射（メイン噴射）させるべく燃料噴射弁３を制御する。
【０１０４】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０の開度が目標開度となるようにＥＧＲ弁１０を制御する。目標開度は、内燃機関１へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる開度、言い換えれば内燃機関１の実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１となる開度である。
【０１０５】
Ｓ１０６では、タイマＣを起動させる。このタイマＣは、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０を目標開度に制御するための指令値を出力した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０１０６】
Ｓ１０７では、ＥＣＵ１３は、前記タイマＣの計測時間Ｃが第１の所定時間Ｔ１以上であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０７において、ＥＧＲ弁１０に対する指令値を出力した時点から第１の所定時間Ｔ１が経過したか否かを判別する。第１の所定時間Ｔ１は、前述した図３における期間Ｐ１と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間に相当する。この第１の所定時間Ｔ１は、予め実験的に求められている。
【０１０７】
前記Ｓ１０７において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが前記第１の所定時間Ｔ１以上となるまで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（Ｃ≧Ｔ１）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【０１０８】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、前述した運転移行処理の実行を開始する。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０９において吸気絞り弁１２の開閉動作を開始する。この場合、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に対して過少となるが、吸気絞り弁１２の開閉動作により燃料の小径化及び微粒化が図られるため、燃料の過早着火が抑制される。
【０１０９】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１に対して加速運転要求が発生したか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ１３は、アクセル開度Ａｃｃｐの増加速度（単位時間当たりの増加量）をモニタし、アクセル開度Ａｃｃｐの増加速度が所定値を超えているか否かを判別する。
【０１１０】
前記Ｓ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１６及びＳ１１７において吸気絞り弁１２の開閉動作及び運転移行処理を終了させた後に、本ルーチンの実行を終了する。
【０１１１】
内燃機関１の加速運転時に吸気絞り弁１２が開閉動作を継続すると、燃料噴射量の増量に対して吸入空気量が過小となるため、内燃機関１の発生トルクが要求トルクより少なくなる、或いはスモークが増加する等の不具合を発生する可能性がある。これに対し、内燃機関１の加速運転要求が発生した時点で吸気絞り弁１２の開閉動作及び運転移行処理が中止されると、吸入空気量の不足が回避されるため、ドライバビリティの低下や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【０１１２】
一方、前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１１へ進む。Ｓ１１１では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第２の所定時間Ｔ２以上であるか否かを判別する。第２の所定時間Ｔ２は、前述した図３における期間Ｐ１と期間Ｐ２の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等となる時点までの時間（図３中のｔ１〜ｔ３までの時間）に相当する。この第２の所定時間Ｔ２は、予め実験的に求められている。
【０１１３】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１１１において、エアフローメータ１４の測定値から実ＧＮを求め、求められた実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と等しいか否かを判別するようにしてもよい。
【０１１４】
前記Ｓ１１１において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ２）は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ１１０以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ１１１において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ２）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１２へ進む。
【０１１５】
Ｓ１１２では、ＥＣＵ１３は、吸気絞り弁１２の開閉動作を終了させる。吸気絞り弁１２の開閉動作が終了すると、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化が図られなくなるが、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に近似しているため、燃料の過早着火が抑制される。
【０１１６】
Ｓ１１３では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間が第３の所定時間Ｔ３以上であるか否かを判別する。第３の所定時間Ｔ３は、前述した図３における期間Ｐ１と期間Ｐ３の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間（図３中のｔ１〜ｔ２までの時間）と運転移行処理
の実行時間（図３中のｔ２〜ｔ４まで時間）とを加算した時間に相当する。
【０１１７】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１１３において、メイン噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射時期まで進角したか否か、或いはパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎまで減少したか否かを判別するようにしてもよい。
【０１１８】
前記Ｓ１１３において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ３）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第３の所定時間Ｔ３以上となるまでＳ１１３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ１１３において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ３）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１４へ進む。
【０１１９】
Ｓ１１４では、ＥＣＵ１３は、運転移行処理の実行を終了する。続いて、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１５においてタイマＣの計測時間を零にリセットして本ルーチンの実行を終了する。
【０１２０】
以上述べたようにＥＣＵ１３が図４の燃焼制御ルーチンを実行すると、本発明に係る小径化手段、噴射制御手段、及び切換制御手段が実現される。依って、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際に、燃料の過早着火又は過早着火による弊害を抑制しつつ移行期間を短縮することができる。更に、吸気絞り弁１２の開閉動作が行われると、ＥＧＲ経路を流れるガスの流速が変動するため、ＥＧＲ経路内に付着した未燃燃料成分や煤などを取り除くことができ、通路断面積の狭小化やＥＧＲ弁１０の固着を抑制又は解消することも可能となる。また、運転移行処理の実行中に内燃機関１が加速運転された場合には吸気絞り弁１２の開閉動作が中止されるため、ドライバビリティの低下や排気エミッションの悪化を抑制することもできる。
【０１２１】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図５〜図７に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１２２】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、前述した第１の実施例では気筒２内へ流入するガスの流速を変動させる場合に吸気絞り弁１２を開閉動作させるのに対し、本実施例では、気筒２内へ流入するガスの流速を変動させる場合にＥＧＲ弁１０を開閉動作させる点にある。
【０１２３】
ＥＧＲ弁１０が開閉動作させられると、ＥＧＲ経路を介して気筒２内へ導入されるガスの流速が変動するとともに大気中から吸気通路４を介して気筒２内へ導入される空気の流速も変動する。
【０１２４】
依って、前述した実施例１と同様に、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化を図ることができ、以て予混合気中における燃料過濃な部分を減少或いは無くすことが可能となる。
【０１２５】
ここで、ＥＧＲ弁１０の開閉動作時期について図５に基づいて説明する。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際のＥＧＲ弁１０の開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【０１２６】
内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時（図５中のｔ１）には、ＥＣＵ１３は、前述した第１の実施例と同様に、内燃機関１を一旦拡散燃焼運転させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時ｔ１に、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となるように吸気絞り弁１２を制御する。その際、ＥＣＵ１３は、気筒２
内へ必要最小限の空気が吸入される範囲内で吸気絞り弁１２の開度を最小の開度に設定してもよい。
【０１２７】
尚、ＥＣＵ１３が吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点ｔ１から実ＧＮが変化し始める時（図５中のｔ５）までには応答遅れ（図５中の期間Ｐ４）が生じる。このため、ＥＣＵ１３は、上記した期間Ｐ４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。
【０１２８】
ＥＣＵ１３は、実ＧＮが変化し始める時ｔ５にＥＧＲ弁１０の開閉動作を開始させるとともに運転移行処理の実行を開始する。運転移行処理は、メイン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に減少した時点（図５中のｔ６）まで行われる。
【０１２９】
上記した運転移行処理の実行期間（図５中のｔ５〜ｔ６までの期間Ｐ５）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないが、ＥＧＲ弁１０が開閉動作することにより燃料の分裂、小径化（微粒化）、及び拡散が図られるため、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。
【０１３０】
尚、ＥＧＲ弁１０の開閉動作が長期間にわたって繰り返された場合、言い換えればＥＧＲ弁１０の開閉動作が多数回繰り返された場合には、運転移行処理の実行期間内にＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量まで増加しない可能性がある。
【０１３１】
このため、ＥＧＲガス量の増加速度が過剰に低下しない範囲でＥＧＲ弁１０を開閉動作させることが好ましい。そこで、本実施例では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０の開閉動作を所定回数（図５の例では１回）に制限するようにしている。
【０１３２】
このようにＥＧＲ弁１０の開閉動作回数が制限されると、ＥＧＲガス量の増加速度を過剰に低下させることなく、気筒２内へ導入されるガスの流速を変動させることができる。
【０１３３】
また、ＥＧＲ弁１０の開閉動作中に内燃機関１の加速運転要求が発生した場合には、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０の開閉動作を中止することにより、内燃機関１の吸入空気量が不足しないようにしている。
【０１３４】
次に、本実施例における燃焼制御について図６に沿って説明する。図６は、本実施例における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。燃焼制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【０１３５】
図６の燃焼制御ルーチンにおいて、前述した第１の実施例における図４の燃焼制御ルーチンと同様の処理については同等の符号を付してある。
【０１３６】
ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ２０５へ進む。Ｓ２０５では、ＥＣＵ１３は、吸気絞り弁１２の開度が目標開度となるように吸気絞り弁１２を制御する。目標開度は、内燃機関１へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる開度、言い換えれば内燃機関１の実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１となる開度である。
【０１３７】
Ｓ２０６では、タイマＣを起動させる。このタイマＣは、ＥＣＵ１３が吸気絞り弁１２を目標開度に制御するための指令値を出力した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０１３８】
Ｓ２０７では、ＥＣＵ１３は、前記タイマＣの計測時間Ｃが第４の所定時間Ｔ４以上であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１３は、Ｓ２０７において、吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から第４の所定時間Ｔ４が経過したか否かを判別する。第４の所定時間Ｔ４は、前述した図５における期間Ｐ４と同等であり、ＥＣＵ１３が吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間に相当する。この第４の所定時間Ｔ４は、予め実験的に求められている。
【０１３９】
前記Ｓ２０７において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ４）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが前記第４の所定時間Ｔ４以上となるまでＳ２０７の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ２０７において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ４）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【０１４０】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、運転移行処理の実行を開始する。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ２０９においてＥＧＲ弁１０の開閉動作を開始する。この場合、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に対して過少となるが、ＥＧＲ弁１０の開閉動作により燃料の小径化及び微粒化が図られるため、燃料の過早着火が抑制される。
【０１４１】
Ｓ１１０では、ＥＣＵ１３は内燃機関１の加速運転要求が発生したか否かを判別する。Ｓ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ２１６及びＳ１１７においてＥＧＲ弁１０の開閉動作及び運転移行処理を終了させた後に、本ルーチンの実行を終了する。内燃機関１の加速運転要求が発生した時点でＥＧＲ弁１０の開閉動作及び運転移行処理が中止されると、吸入空気量の不足が回避されるため、ドライバビリティの低下や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【０１４２】
一方、前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ２１１へ進む。Ｓ２１１では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０の開閉動作回数が所定回数（例えば、１回）に達したか否かを判別する。
【０１４３】
前記Ｓ２１１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ１１０以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ２１１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ２１２へ進む。
【０１４４】
Ｓ２１２では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０の開閉動作を終了させる。ＥＧＲ弁１０の開閉動作が終了すると、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化が図られなくなるが、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に近似しているため、燃料の過早着火が抑制される。
【０１４５】
Ｓ２１３では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間が第５の所定時間Ｔ５以上であるか否かを判別する。第５の所定時間Ｔ５は、前述した図５における期間Ｐ４と期間Ｐ５の総和と同等であり、ＥＣＵ１３が吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間（図５中のｔ１〜ｔ５までの所要時間）と運転移行処理の実行時間（図５中のｔ５〜ｔ６まで所要時間）とを加算した時間に相当する。
【０１４６】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ２１３において、メイン噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射時期まで進角したか否か、或いはパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎまで減少したか否かを判別するようにしてもよい。
【０１４７】
前記Ｓ２１３において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ５）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第５の所定時間Ｔ５以上となるまでＳ２１３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ２１３において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ５）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１４
とＳ１１５の処理を順次実行する。
【０１４８】
以上述べたようにＥＣＵ１３が図６の燃焼制御ルーチンを実行すると、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際に、燃料の過早着火又は過早着火による弊害を抑制しつつ移行期間を短縮することができる。更に、ＥＧＲ弁１０の開閉動作が行われると、ＥＧＲ経路を流れるガスの流速が変動するため、ＥＧＲ経路内に付着した未燃燃料成分や煤などを取り除くことができ、通路断面積の狭小化やＥＧＲ弁１０の固着を抑制又は解消することも可能となる。また、運転移行処理の実行中に内燃機関１が加速運転された場合にはＥＧＲ弁１０の開閉動作が中止されるため、ドライバビリティの低下や排気エミッションの悪化を抑制することもできる。
【０１４９】
尚、図７に示すように、ＥＧＲクーラ１１を迂回するようにＥＧＲ通路９に接続された第１バイパス通路１８と、ＥＧＲクーラ１１の導通と第１バイパス通路１８の導通を切り換える第１流路切換弁１９とを備えた内燃機関１においては、前述したＥＧＲ弁１０の開閉動作の代わりに第１流路切換弁１９の切換動作が行われるようにしてもよい。
【０１５０】
ＥＧＲクーラ１１と第１バイパス通路１８とは圧力損失の大きさが相違するため、上記したように第１流路切換弁１９の切換動作が行われると、ＥＧＲガス経路を介して気筒２内へ導入されるガスの流速が変化し、それに応じて吸気通路４を介して気筒２内へ導入される空気の流速も変化するようになる。
【０１５１】
依って、第１流路切換弁１９の切換動作が行われた場合もＥＧＲ弁１０の開閉動作が行われた場合と同様の効果を得ることが可能となる。また、第１流路切換弁１９の切換動作は、ＥＧＲ弁１０の開閉動作に比べ、ＥＧＲガス量の与える影響が少ないため、前述した運転移行処理実行期間の略全域にわたって行うことも可能である。
【０１５２】
更に、第１流路切換弁１９の切換動作期間中は、ＥＧＲクーラ１１を経由するＥＧＲガス量が減少するため、ＥＧＲクーラ１１の通路に付着する未燃燃料成分量を減少させることができるとともに、第１流路切換弁１９の固着を抑制或いは解消することも可能となる。
【０１５３】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図８〜図１０に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１５４】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、前述した第１の実施例では気筒２内へ流入するガスの流速を変動させる場合に吸気絞り弁１２を開閉動作させるのに対し、本実施例では可変容量型ターボチャージャのノズルベーンを開閉動作させる点にある。
【０１５５】
図８は、本実施例における内燃機関の概略構成を示す図である。本実施例における内燃機関１の吸排気通路４、７には、可変容量型のターボチャージャ５００が配置されている。
【０１５６】
可変容量型ターボチャージャ５００は、タービンハウジング５１に取り付けられたノズルベーン５０２の開度を変更することにより、タービンハウジング５１とタービンホイールとの間の通路（ノズル通路）の容積を変更する過給機である。ノズルベーン５０２はアクチュエータ５０３によって開閉駆動され、アクチュエータ５０３はＥＣＵ１３によって電気的に制御される。その他の構成は、前述した第１の実施例で述べた内燃機関と同様である。
【０１５７】
このように構成された内燃機関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場合には、ＥＣＵ１３は、前記ノズルベーン５０２を開閉動作（全開と全閉を繰り返す動作）させる。
【０１５８】
ノズルベーン５０２が開閉動作させられると、吸気の過給圧が増減を繰り返すため、吸気通路４を介して気筒２内へ流入する空気の流速が変動する。更に、過給圧が増減されると、ＥＧＲ通路９の上流端（ＥＧＲ通路９と排気通路７の接続部位近傍）と下流端（ＥＧＲ通路９と吸気通路４の接続部位近傍）との圧力差が変動するため、ＥＧＲガス経路を介して気筒２内へ導入されるガスの流速も変動する。
【０１５９】
従って、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際にノズルベーン５０２が開閉動作すると、気筒２内へ流入するガスの流速が変動するため、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化を図ることができる。その結果、混合気中における燃料過濃な部分を減少或いは無くすことが可能となる。
【０１６０】
ここで、ノズルベーン５０２の開閉動作時期について図９に基づいて説明する。図９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際のノズルベーン５０２の開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【０１６１】
内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時（図９中のｔ１）には、ＥＣＵ１３は、前述した第１の実施例と同様に、内燃機関１を一旦拡散燃焼運転させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時ｔ１に、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となるようにＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を制御する。その際、ＥＣＵ１３は、気筒２内へ必要最小限の空気が吸入される範囲内で吸気絞り弁１２の開度を最小且つＥＧＲ弁１０の開度を最大に設定してもよい。
【０１６２】
尚、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点ｔ１から実ＧＮが変化し始める時（図９中のｔ７）までには応答遅れ（図９中の期間Ｐ６）が生じる。このため、ＥＣＵ１３は、上記した期間Ｐ６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。
【０１６３】
ＥＣＵ１３は、実ＧＮが変化し始める時ｔ７にノズルベーン５０２の開閉動作を開始させるとともに運転移行処理の実行を開始する。ノズルベーン５０２の開閉動作は、実ＧＮが変化し始める時ｔ７から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等になる時（図９中のｔ８）までの期間（図９中の期間Ｐ７）行われる。また、運転移行処理は、メイン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に減少した時点（図９中のｔ９）まで行われる。
【０１６４】
上記した運転移行処理の実行期間（図９中のｔ７〜ｔ９までの期間Ｐ８）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないが、ノズルベーン５０２の開閉動作により燃料の分裂、小径化（微粒化）、及び拡散が図られるため、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。
【０１６５】
次に、本実施例における燃焼制御について図１０に沿って説明する。図１０は、本実施例における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。燃焼制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【０１６６】
図１０の燃焼制御ルーチンにおいて、前述した第１の実施例における図４の燃焼制御ル
ーチンと同様の処理については同等の符号を付してある。
【０１６７】
ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ３０５へ進む。Ｓ３０５では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を各々の目標開度に制御する。ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２の各々の目標開度は、内燃機関１へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる開度、言い換えれば実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１となる開度である。
【０１６８】
Ｓ３０６では、タイマＣを起動させる。このタイマＣは、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を目標開度に制御するための指令値を出力した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０１６９】
Ｓ３０７では、ＥＣＵ１３は、前記タイマＣの計測時間Ｃが第６の所定時間Ｔ６以上であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０７において、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から第６の所定時間Ｔ６が経過したか否かを判別する。第６の所定時間Ｔ６は、前述した図９における期間Ｐ６と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間に相当する。この第６の所定時間Ｔ６は、予め実験的に求められている。
【０１７０】
前記Ｓ３０７において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ６）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが前記第６の所定時間Ｔ６以上となるまでＳ３０７の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ３０７において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ６）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【０１７１】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、運転移行処理の実行を開始する。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０９においてノズルベーン５０２の開閉動作を開始する。この場合、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に対して過少となるが、ノズルベーン５０２の開閉動作により燃料の小径化及び微粒化が図られるため、燃料の過早着火および／または過早着火による振動・騒音の発生が抑制される。
【０１７２】
Ｓ１１０では内燃機関１の加速運転要求が発生したか否かが判別される。このＳ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ３１６及びＳ１１７においてノズルベーン５０２の開閉動作及び運転移行処理を終了させた後に、本ルーチンの実行を終了する。内燃機関１の加速運転要求が発生した時点でノズルベーン５０２の開閉動作及び運転移行処理が中止されると、過給圧の上昇に遅れが生じ、或いは吸入空気量が不足する等の不具合を回避することができる。
【０１７３】
一方、前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ３１１へ進む。Ｓ３１１では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第７の所定時間Ｔ７以上であるか否かを判別する。第７の所定時間Ｔ７は、前述した図９における期間Ｐ６と期間Ｐ７の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等となる時点までの時間（図９中のｔ１〜ｔ８までの時間）に相当する。この第７の所定時間Ｔ７は、予め実験的に求められている。
【０１７４】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３１１において、エアフローメータ１４の測定値から実ＧＮを求め、求められた実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と等しいか否かを判別するようにしてもよい。
【０１７５】
前記Ｓ３１１において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ７）は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ１１０以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ３１１において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ７）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ３１２へ進む。
【０１７６】
Ｓ３１２では、ＥＣＵ１３は、ノズルベーン５０２の開閉動作を終了させる。ノズルベーン５０２の開閉動作が終了すると、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化が図られなくなるが、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に近似しているため、燃料の過早着火が抑制される。
【０１７７】
Ｓ３１３では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間が第８の所定時間Ｔ８以上であるか否かを判別する。第８の所定時間Ｔ８は、前述した図９における期間Ｐ６と期間Ｐ８の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間（図９中のｔ１〜ｔ７までの所要時間）と運転移行処理の実行時間（図９中のｔ７〜ｔ９まで所要時間）とを加算した時間に相当する。
【０１７８】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３１３において、メイン噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射時期まで進角したか否か、或いはパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎまで減少したか否かを判別するようにしてもよい。
【０１７９】
前記Ｓ３１３において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ８）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第８の所定時間Ｔ８以上となるまでＳ３１３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ３１３において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ８）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１４とＳ１１５の処理を順次実行する。
【０１８０】
以上述べたようにＥＣＵ１３が図１０の燃焼制御ルーチンを実行すると、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際に、燃料の過早着火又は過早着火による弊害を抑制しつつ移行期間を短縮することができる。更に、ノズルベーン５０２の開閉動作が行われると、ＥＧＲ経路を流れるガスの流速が変動するため、ＥＧＲ経路の通路断面積の狭小化、ＥＧＲ弁１０の固着、及びノズルベーン５０２の固着を抑制或いは解消することも可能となる。また、運転移行処理の実行中に内燃機関１が加速運転された場合にはノズルベーン５０２の開閉動作が中止されるため、ドライバビリティの低下や排気エミッションの悪化を抑制することもできる。
【０１８１】
＜実施例４＞
次に、本発明の第４の実施例について図１１〜図１３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１８２】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、前述した第１の実施例では気筒２内へ流入するガスの流速を変動させる場合に吸気絞り弁１２を開閉動作させるのに対し、本実施例では吸気流制御弁の開度を変更する点にある。
【０１８３】
図１１は、本実施例における内燃機関の吸気系の概略構成を示す図である。本実施例における内燃機関１の吸気通路４は、インテークマニフォルド４０を具備している。インテークマニフォルド４０は、気筒数と同数（図１１の例では４本）の枝管４１に分岐され、各枝管４１は更に２本の分岐管４１ａ，４１ｂに分岐されている。
【０１８４】
２本の分岐管４１ａ，４１ｂの一方には、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２が設けられている。スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２は、気筒２内にスワール
流を生起する吸気流制御弁である。その他の構成は、前述した第１の実施例で述べた内燃機関と同様である。
【０１８５】
このように構成された内燃機関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場合には、ＥＣＵ１３は、前記スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２を開閉動作（全開と全閉を繰り返す動作）させる。
【０１８６】
スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２が開閉動作させられると、吸気抵抗の大きさが変化するため、気筒２内へ流入する新気（空気）の流速が変化するとともにＥＧＲ経路を介して気筒２内へ流入するＥＧＲガスの流速も変化する。
【０１８７】
従って、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際にスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２が開閉動作すると、気筒２内へ流入するガスの流速及び流れ方向が変動する。このため、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化を図ることができる。その結果、混合気中における燃料過濃な部分を減少或いは無くすことが可能となる。
【０１８８】
ここで、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作時期について図１２に基づいて説明する。図１２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際のスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【０１８９】
内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時（図１２中のｔ１）には、ＥＣＵ１３は、前述した第１の実施例と同様に、内燃機関１を一旦拡散燃焼運転させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時ｔ１に、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となるようにＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を制御する。その際、ＥＣＵ１３は、気筒２内へ必要最小限の空気が吸入される範囲内で吸気絞り弁１２の開度を最小且つＥＧＲ弁１０の開度を最大に設定してもよい。
【０１９０】
尚、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点ｔ１から実ＧＮが変化し始める時（図１２中のｔ１０）までには応答遅れ（図１２中の期間Ｐ９）が生じる。このため、ＥＣＵ１３は、上記した期間Ｐ９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。
【０１９１】
ＥＣＵ１３は、実ＧＮが変化し始める時ｔ１０にスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作を開始させるとともに運転移行処理の実行を開始する。スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作は、実ＧＮが変化し始める時ｔ１０から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等になる時（図１２中のｔ１１）までの期間（図１２中の期間Ｐ１０）行われる。また、運転移行処理は、メイン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に減少した時点（図１２中のｔ１２）まで行われる。
【０１９２】
上記した運転移行処理の実行期間（図１２中のｔ１０〜ｔ１２までの期間Ｐ１１）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないが、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作により燃料の分裂、小径化（微粒化）、及び拡散が図られるため、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。
【０１９３】
次に、本実施例における燃焼制御について図１３に沿って説明する。図１３は、本実施例における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。燃焼制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定時間毎に繰
り返し実行される。
【０１９４】
図１３の燃焼制御ルーチンにおいて、前述した第１の実施例における図４の燃焼制御ルーチンと同様の処理については同等の符号を付してある。
【０１９５】
ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ４０５へ進む。Ｓ４０５では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を各々の目標開度に制御する。ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２の各々の目標開度は、内燃機関１へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる開度、言い換えれば実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１となる開度である。
【０１９６】
Ｓ４０６では、タイマＣを起動させる。このタイマＣは、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を目標開度に制御するための指令値を出力した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０１９７】
Ｓ４０７では、ＥＣＵ１３は、前記タイマＣの計測時間Ｃが第９の所定時間Ｔ９以上であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１３は、Ｓ４０７において、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から第９の所定時間Ｔ９が経過したか否かを判別する。第９の所定時間Ｔ９は、前述した図１２における期間Ｐ９と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間に相当する。この第９の所定時間Ｔ９は、予め実験的に求められている。
【０１９８】
前記Ｓ４０７において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ９）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが前記第９の所定時間Ｔ９以上となるまでＳ４０７の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ４０７において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ９）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【０１９９】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、運転移行処理の実行を開始する。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ４０９においてスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作を開始する。この場合、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に対して過少となるが、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作により燃料の小径化及び微粒化が図られるため、燃料の過早着火および／または過早着火による振動・騒音の発生が抑制される。
【０２００】
Ｓ１１０では内燃機関１の加速運転要求が発生したか否かが判別される。このＳ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ４１６及びＳ１１７においてスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作及び運転移行処理を終了させた後に、本ルーチンの実行を終了する。内燃機関１の加速運転要求が発生した時点でスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作及び運転移行処理が中止されると、吸入空気量が不足する等の不具合を回避することができる。
【０２０１】
一方、前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ４１１へ進む。Ｓ４１１では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第１０の所定時間Ｔ１０以上であるか否かを判別する。第１０の所定時間Ｔ１０は、前述した図１２における期間Ｐ９と期間Ｐ１０の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等となる時点までの時間（図１２中のｔ１〜ｔ１１までの時間）に相当する。この第１０の所定時間Ｔ１０は、予め実験的に求められている。
【０２０２】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ４１１において、エアフローメータ１４の測定値から実ＧＮ
を求め、求められた実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と等しいか否かを判別するようにしてもよい。
【０２０３】
前記Ｓ４１１において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１０）は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ１１０以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ４１１において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１０）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ４１２へ進む。
【０２０４】
Ｓ４１２では、ＥＣＵ１３は、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作を終了させる。スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作が終了すると、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化が図られなくなるが、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に近似しているため、燃料の過早着火が抑制される。
【０２０５】
Ｓ４１３では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間が第１１の所定時間Ｔ１１以上であるか否かを判別する。第１１の所定時間Ｔ１１は、前述した図１２における期間Ｐ９と期間Ｐ１１の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間（図９中のｔ１〜ｔ７までの所要時間）と運転移行処理の実行時間（図１２中のｔ１０〜ｔ１２まで所要時間）とを加算した時間に相当する。
【０２０６】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ４１３において、メイン噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射時期まで進角したか否か、或いはパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎまで減少したか否かを判別するようにしてもよい。
【０２０７】
前記Ｓ４１３において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１１）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第１１の所定時間Ｔ１１以上となるまでＳ４１３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ４１３において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１１）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１４とＳ１１５の処理を順次実行する。
【０２０８】
以上述べたようにＥＣＵ１３が図１３の燃焼制御ルーチンを実行すると、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際に、燃料の過早着火又は過早着火による弊害を抑制しつつ移行期間を短縮することができる。更に、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作が行われると、ＥＧＲ経路を流れるガスの流速が変動するため、ＥＧＲ経路の通路断面積の狭小化、ＥＧＲ弁１０の固着、及びスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の固着を抑制或いは解消することも可能となる。また、運転移行処理の実行中に内燃機関１が加速運転された場合にはスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作が中止されるため、ドライバビリティの低下や排気エミッションの悪化を抑制することもできる。
【０２０９】
尚、本実施例では、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際にスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２が開閉動作させられる例について述べたが、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開度が減少させられるようにしてもよい。この場合、気筒２内へ流入するガスの流速が増加するとともに気筒２内にスワール流が生起されるため、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化を図ることができる。
【０２１０】
その際、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開度は、ＥＧＲ率の変化に応じて可変にされてもよい。例えば、前述した図１２において実ＧＮが変化し始める時（図１２中のｔ１０）にスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２を全閉させ、その後は時間の経過とともにスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開度を増加させるようにし
てもよい。
【０２１１】
＜実施例５＞
次に、本発明の第５の実施例について図１４〜図１５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０２１２】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、前述した第１の実施例では気筒２内へ流入するガスの流速を変動させることにより燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化或いは微粒化を図っているのに対し、本実施例では燃料噴射弁３の噴射圧力を高めることにより燃料の小径化および／または微粒化を図る点にある。
【０２１３】
燃料噴射弁３の噴射圧力が高められると、燃料の推力が高まるため、燃料と気筒２内のガスとの衝突エネルギが大きくなる。その結果、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化および／または微粒化が促進される。
【０２１４】
従って、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際に燃料噴射弁３の噴射圧力が高められると、混合気中における燃料過濃な部分を減少或いは無くすことが可能となる。
【０２１５】
尚、燃料噴射弁３の噴射圧力を高める方法としては、燃料噴射弁３と連通するコモンレールの圧力（レール圧）を高める方法を例示することができる。詳細には、レール圧が所望の圧力に到達するまでリリーフ弁を閉弁する方法、若しくは燃料ポンプの吐出圧力を高める方法等が考えられる。
【０２１６】
ところで、燃料噴射弁３の噴射圧力が高まると、該燃料噴射弁３から単位時間当たりに噴射される燃料量が増加する。このため、噴射圧力の変更前後における噴射期間が同等であると、燃料噴射弁３から噴射される燃料量が不要に増加して内燃機関１のトルク変動等が発生する可能性もある。
【０２１７】
これに対し、ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁３の噴射圧力を変更する場合に、噴射圧力が高くなるほど噴射期間を減少させる。これにより、内燃機関１のトルク変動等を併発することなく、燃料の小径化および／または微粒化を図ることが可能となる。更に、燃料噴射弁３の噴射期間が短縮されると、燃料噴射弁３から噴射された燃料と気筒２内のガスとの混合に費やすことができる時間が長くなるため、燃料とガスが均質に混合するようになる。
【０２１８】
ここで、燃料噴射弁３の噴射圧力を変更する手順について図１４に基づいて説明する。図１４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際の噴射圧力の変更時期を示すタイミングチャートである。
【０２１９】
内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時（図１４中のｔ１）には、ＥＣＵ１３は、前述した第１の実施例と同様に、内燃機関１を一旦拡散燃焼運転させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時ｔ１に、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となるようにＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を制御する。その際、ＥＣＵ１３は、気筒２内へ必要最小限の空気が吸入される範囲内で吸気絞り弁１２の開度を最小且つＥＧＲ弁１０の開度を最大に設定してもよい。
【０２２０】
尚、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点ｔ１から実ＧＮが変化し始める時（図１４中のｔ１３）までには応答遅れ（図１４中の期間Ｐ１２）が生じる。このため、ＥＣＵ１３は、上記した期間Ｐ１２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。
【０２２１】
ＥＣＵ１３は、実ＧＮが変化し始める時ｔ１３に、燃料噴射弁３の噴射圧力を予混合燃焼運転時の噴射圧力Ｐｉｎｊ２より高く設定するとともに運転移行処理の実行を開始する。上記した噴射圧力の制御は、実ＧＮが変化し始める時ｔ１３から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等になる時（図１４中のｔ１４）までの期間（図１４中の期間Ｐ１３）行われる。また、運転移行処理は、メイン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に減少した時点（図１４中のｔ１５）まで行われる。
【０２２２】
上記した運転移行処理の実行期間（図１４中のｔ１３〜ｔ１５までの期間Ｐ１５）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないが、燃料噴射弁３の噴射圧力が予混合燃焼運転時の噴射圧力Ｐｉｎｊ２より高められているため、燃料の小径化（微粒化）及び拡散が図られる。その結果、燃料の過早着火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。
【０２２３】
尚、前記した期間Ｐ１３において、燃料噴射弁３の噴射圧力は、ＥＧＲ率が低くなるほど高く設定されるとともに、ＥＧＲ率が高くなるほど低くなるように設定されてもよい。具体的には、ＥＣＵ１３は、図１４において実ＧＮが変化し始める時（図１４中のｔ１３）は噴射圧力を拡散燃焼運転時の噴射圧力Ｐｉｎｊ１と同等に設定し、その後は時間の経過とともに噴射圧力を低下させるようにしてもよい。
【０２２４】
このように噴射圧力がＥＧＲ率に応じて可変にされると、過早着火及び過早着火に起因した騒音・振動の発生を抑制することができる上、気筒２のシリンダボア壁面に付着する燃料量を最小限に抑えることが可能となる。
【０２２５】
次に、本実施例における燃焼制御について図１５に沿って説明する。図１５は、本実施例における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。燃焼制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【０２２６】
図１５の燃焼制御ルーチンにおいて、前述した第１の実施例における図４の燃焼制御ルーチンと同様の処理については同等の符号を付してある。
【０２２７】
ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ５０５へ進む。Ｓ５０５では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を各々の目標開度に制御する。ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２の各々の目標開度は、内燃機関１へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる開度、言い換えれば実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１となる開度である。
【０２２８】
Ｓ５０６では、タイマＣを起動させる。このタイマＣは、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を目標開度に制御するための指令値を出力した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０２２９】
Ｓ５０７では、ＥＣＵ１３は、前記タイマＣの計測時間Ｃが第１２の所定時間Ｔ１２以上であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１３は、Ｓ５０７において、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から第１２の所定時間Ｔ１２が経過したか否かを判別する。第１２の所定時間Ｔ１２は、前述した図１４における期間Ｐ１２と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間に相当する。この第１２の所定時間
Ｔ１２は、予め実験的に求められている。
【０２３０】
前記Ｓ５０７において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１２）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが前記第１２の所定時間Ｔ１２以上となるまでＳ５０７の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ５０７において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１２）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【０２３１】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、運転移行処理の実行を開始する。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ５０９において燃料噴射弁３の噴射圧力制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ１３は、噴射圧力を予混合燃焼運転時の噴射圧力より高く設定するとともに、噴射期間を噴射圧力が高くなるほど短く設定する。この場合、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に対して過少となるが、燃料噴射弁３の噴射圧力が高められることにより燃料の小径化及び微粒化が図られるため、燃料の過早着火および／または過早着火による振動・騒音の発生が抑制される。
【０２３２】
Ｓ１１０では内燃機関１の加速運転要求が発生したか否かが判別される。このＳ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ５１６及びＳ１１７において前記噴射圧力制御及び運転移行処理を終了させた後に、本ルーチンの実行を終了する。内燃機関１の加速運転要求が発生した時点で噴射圧力制御及び運転移行処理が中止されると、噴射圧力が機関負荷に適した圧力となる。
【０２３３】
一方、前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ５１１へ進む。Ｓ５１１では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第１３の所定時間Ｔ１３以上であるか否かを判別する。第１３の所定時間Ｔ１３は、前述した図１４における期間Ｐ１２と期間Ｐ１３の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と略同等となる時点までの時間（図１４中のｔ１〜ｔ１４までの時間）に相当する。この第１３の所定時間Ｔ１３は、予め実験的に求められている。
【０２３４】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ５１１において、エアフローメータ１４の測定値から実ＧＮを求め、求められた実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１と等しいか否かを判別するようにしてもよい。
【０２３５】
前記Ｓ５１１において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１３）は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ１１０以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ５１１において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１３）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ５１２へ進む。
【０２３６】
Ｓ５１２では、ＥＣＵ１３は、噴射圧力制御を終了する。噴射圧力制御が終了すると、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化及び微粒化が図られなくなるが、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に近似しているため、燃料の過早着火が回避される。
【０２３７】
Ｓ５１３では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間が第１４の所定時間Ｔ１４以上であるか否かを判別する。第１４の所定時間Ｔ１４は、前述した図１４における期間Ｐ１２と期間Ｐ１４の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間（図１４中のｔ１〜ｔ１３までの所要時間）と運転移行処理の実行時間（図１４中のｔ１３〜ｔ１５まで所要時間）とを加算した時間に相当する。
【０２３８】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ５１３において、メイン噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射
時期まで進角したか否か、或いはパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎまで減少したか否かを判別するようにしてもよい。
【０２３９】
前記Ｓ５１３において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１４）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第１４の所定時間Ｔ１４以上となるまでＳ５１３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ５１３において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１４）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１４とＳ１１５の処理を順次実行する。
【０２４０】
以上述べたようにＥＣＵ１３が図１５の燃焼制御ルーチンを実行すると、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際に、燃料の過早着火又は過早着火による弊害を抑制しつつ移行期間を短縮することができる。また、運転移行処理の実行中に内燃機関１が加速運転された場合には噴射圧力及び噴射期間が通常の噴射圧力及び噴射期間に戻されるため、燃料噴射弁３の噴射状態が機関運転状態に対して不適当な状態に陥ることもない。
【０２４１】
＜実施例６＞
次に、本発明の第６の実施例について図１６〜図１８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０２４２】
前述した第１の実施例ではＥＧＲ通路がタービンハウジングの上流からコンプレッサハウジングの下流へガスを導くように構成されている場合の燃焼制御について述べたが、本実施例ではＥＧＲ通路が排気浄化触媒の下流からコンプレッサハウジングの上流へガスを導くように構成されている場合の燃焼制御について述べる。
【０２４３】
図１６は、本実施例における内燃機関の概略構成を示す図である。図１６において、排気通路７の排気浄化触媒８より下流の部位と吸気通路４のコンプレッサハウジング５０より上流の部位とは、ＥＧＲ通路９０により接続されている。ＥＧＲ通路９０の途中にはＥＧＲ弁１００とＥＧＲクーラ１１０が配置されている。
【０２４４】
このように構成された内燃機関１では、ＥＧＲガス経路が前述した第１の実施例におけるＥＧＲガス経路より長くなるため、該内燃機関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際に気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に達するまでの所要時間が一層長くなる。
【０２４５】
そこで、本実施例では、インタークーラ６を迂回する第２バイパス通路２０と、インタークーラ６と第２バイパス通路２０の何れか一方を選択的に導通させる第２流路切換弁２１を吸気通路４に設け、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際には、前記第２バイパス通路２０が導通するように第２流路切換弁２１が制御されるようにした。
【０２４６】
この場合、ＥＧＲガス経路が短縮されるため、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際に気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に達するまでの所要時間が過剰に長くなることを回避することができる。
【０２４７】
また、ＥＣＵ１３は、内燃機関１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際に前述した第１の実施例と同様の運転移行処理を行うが、運転移行処理の実行開始直後は気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が極めて少ないため、前記第２流路切換弁２１を切換動作（インタークーラ６の導通と第２バイパス通路２０の導通を繰り返し切り換える動作）を行うようにしてもよい。
【０２４８】
インタークーラ６と第２バイパス通路２０は圧力損失が相違するため、第２流路切換弁２１の切換動作が行われると、吸気通路４を介して気筒２内へ導入される空気の流速及びＥＧＲガス経路を介して気筒２内へ導入されるガスの流速が変動する。その結果、燃料噴射弁３から噴射された燃料の分裂、小径化（微粒化）、及び拡散が図られるため、過早着火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。
【０２４９】
ここで、第２流路切換弁２１の切換動作時期について図１７に基づいて説明する。図１７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際の第２流路切換弁２１の切換動作時期を示すタイミングチャートである。
【０２５０】
内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時（図１７中のｔ１）には、ＥＣＵ１３は、前述した第１の実施例と同様に、内燃機関１を一旦拡散燃焼運転させる。更に、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がフューエルカット運転から復帰した時ｔ１に、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となるようにＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を制御する。その際、ＥＣＵ１３は、気筒２内へ必要最小限の空気が吸入される範囲内で吸気絞り弁１２の開度を最小且つＥＧＲ弁１０の開度を最大に設定してもよい。
【０２５１】
尚、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点ｔ１から実ＧＮが変化し始める時（図１７中のｔ１６）までには応答遅れ（図１７中の期間Ｐ１５）が生じる。このため、ＥＣＵ１３は、上記した期間Ｐ１５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。
【０２５２】
ＥＣＵ１３は、実ＧＮが変化し始める時ｔ１６に第２流路切換弁２１の切換動作（第２バイパス通路２０が導通する開度とインタークーラ６が導通する開度を交互に切り換える動作）を開始するとともに、運転移行処理の実行を開始する。
【０２５３】
上記した運転移行処理の実行期間（図１７中のｔ１６〜ｔ１７までの期間Ｐ１６）中はＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量より少ないが、第２流路切換弁２１が切換動作することにより燃料の分裂、小径化（微粒化）、及び拡散が図られるため、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。
【０２５４】
尚、第２流路切換弁２１の切換動作が長期間にわたって繰り返された場合、言い換えれば第２流路切換弁２１の切換動作が多数回繰り返された場合には、運転移行処理の実行期間においてＥＧＲガス量の増加速度が低下する可能性がある。
【０２５５】
このため、ＥＧＲガス量の増加速度が過剰に低下しない範囲で第２流路切換弁２１の切換動作させることが好ましい。そこで、ＥＣＵ１３は、第２流路切換弁２１の切換動作を所定回数（図１７の例では１回）に制限するとともに、第２流路切換弁２１の切換動作回数が所定回数に達した後は第２流路切換弁２１を第２バイパス通路２０が導通する状態（開度）に固定するようにしている。
【０２５６】
第２バイパス通路２０の長さはインタークーラ６内の通路に比して十分に短いため、第２流路切換弁２１が第２バイパス通路２０を導通させる開度に固定されれば、ＥＧＲガスの輸送遅れ時間（ＥＧＲガスが気筒２内へ到達するまでに要する時間）が短縮され、以てフューエルカット運転から予混合燃焼運転への移行を速やかに行うことができる。
【０２５７】
従って、第２流路切換弁２１の切換動作回数が所定回数に制限されると、ＥＧＲガス量の増加速度を過剰に低下させることなく、気筒２内へ導入されるガスの流速を変動させることができる。
【０２５８】
また、第２流路切換弁２１の切換動作中に内燃機関１の加速運転要求が発生した場合には、ＥＣＵ１３は、第２流路切換弁２１の切換動作を中止するとともに該第２流路切換弁２１をインタークーラ６が導通する状態に固定することにより、内燃機関１へ吸入されるガスの温度上昇や空気量の不足を防止するようにしている。
【０２５９】
次に、本実施例における燃焼制御について図１８に沿って説明する。図１８は、本実施例における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。燃焼制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【０２６０】
図１８の燃焼制御ルーチンにおいて、前述した第１の実施例における図４の燃焼制御ルーチンと同様の処理については同等の符号を付してある。
【０２６１】
ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ６０５へ進む。Ｓ６０５では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を各々の目標開度に制御する。ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２の各々の目標開度は、内燃機関１へ導入されるＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となる開度、言い換えれば実ＧＮが目標吸入空気量ＧＮ１となる開度である。
【０２６２】
Ｓ６０６では、タイマＣを起動させる。このタイマＣは、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２を目標開度に制御するための指令値を出力した時点からの経過時間を計時するタイマである。
【０２６３】
Ｓ６０７では、ＥＣＵ１３は、前記タイマＣの計測時間Ｃが第１５の所定時間Ｔ１５以上であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ１３は、Ｓ６０７において、ＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から第１５の所定時間Ｔ１５が経過したか否かを判別する。第１５の所定時間Ｔ１５は、前述した図１７における期間Ｐ１５と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間に相当する。この第１５の所定時間Ｔ１５は、予め実験的に求められている。
【０２６４】
前記Ｓ６０７において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１５）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが前記第１５の所定時間Ｔ１５以上となるまでＳ６０７の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ６０７において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１５）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０８へ進む。
【０２６５】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、運転移行処理の実行を開始する。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ６０９において第２流路切換弁２１の切換動作を開始する。この場合、ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量に対して過少となるが、第２流路切換弁２１の切換動作により燃料の小径化及び微粒化が図られるため、燃料の過早着火および／または過早着火による振動・騒音の発生が抑制される。
【０２６６】
Ｓ１１０では内燃機関１の加速運転要求が発生したか否かが判別される。このＳ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ６１６及びＳ１１７において第２流路切換弁２１の開度をインタークーラ６が導通する開度に固定するとともに及び運転移行処理を終了させる。このように内燃機関１の加速運転要求が発生した時点で第２流路切換弁２１の開度がインタークーラ６を導通させる開度に固定されるとともに運転移行処理が中止されると、過給圧の上昇によって内燃機関１の吸気温度が過昇温し、或いは吸入空気量が不足する等の不具合を回避することができる。
【０２６７】
一方、前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ６１１へ進む。Ｓ６１１では、ＥＣＵ１３は、第２流路切換弁２１の切換動作回数が所定回数（例えば、１回）に達したか否かを判別する。
【０２６８】
前記Ｓ６１１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、前述したＳ１１０以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ６１１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ６１２へ進む。
【０２６９】
Ｓ６１２では、ＥＣＵ１３は、第２流路切換弁１９の切換動作を終了させるとともに、該第２流路切換弁２１の開度を第２バイパス通路２０が導通する開度に制御する。第２流路切換弁２１の切換動作後に該第２流路切換弁２１の開度が第２バイパス通路２０を導通させる開度に制御されると、ＥＧＲガス経路の短縮によりＥＧＲガスの輸送遅れが最小限に抑えられるようになる。その結果、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が速やかに目標ＥＧＲガス量に到達するようになる。
【０２７０】
Ｓ６１３では、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間が第１６の所定時間Ｔ１６以上であるか否かを判別する。第１６の所定時間Ｔ１６は、前述した図１７における期間Ｐ１５と期間Ｐ１６の総和と同等であり、ＥＣＵ１３がＥＧＲ弁１０及び吸気絞り弁１２に対する指令値を出力した時点から実ＧＮが変化し始める時点までの応答遅れ時間（図１７中のｔ１〜ｔ１７までの所要時間）と運転移行処理の実行時間（図１７中のｔ１６〜ｔ１７まで所要時間）とを加算した時間に相当する。
【０２７１】
尚、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ６１３において、メイン噴射時期が予混合燃焼運転用の噴射時期まで進角したか否か、或いはパイロット噴射量が燃料噴射弁３の最低噴射量Ｑｐｍｉｎまで減少したか否かを判別するようにしてもよい。
【０２７２】
前記Ｓ６１３において否定判定された場合（Ｃ＜Ｔ１６）は、ＥＣＵ１３は、タイマＣの計測時間Ｃが第１６の所定時間Ｔ１６以上となるまでＳ６１３の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ６１３において肯定判定された場合（Ｃ≧Ｔ１６）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１１４とＳ１１５の処理を順次実行する。
【０２７３】
以上述べたようにＥＣＵ１３が図１８の燃焼制御ルーチンを実行すると、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際に、燃料の過早着火又は過早着火による弊害を抑制しつつ移行期間を短縮することができる。
【０２７４】
更に、第２流路切換弁２１の切換動作が行われると、ＥＧＲ経路を流れるガスの流速が変動するため、ＥＧＲ経路やインタークーラ６の通路断面積の狭小化、ＥＧＲ弁１０の固着、吸気絞り弁１２の固着、及び第２流路切換弁２１の固着等を抑制或いは解消することも可能となる。
【０２７５】
また、運転移行処理の実行中に内燃機関１が加速運転された場合には第２流路切換弁２１の切換動作が中止されるとともに該第２流路切換弁２１がインタークーラ６を導通させるように動作するため、吸気温度の上昇による過早着火の発生や吸入空気量の不足によるスモークの発生などを抑制することも可能となる。
【０２７６】
尚、運転移行処理の実行時に第２流路切換弁２１の切換動作の代わりに前述した第１〜第３の実施例で述べた吸気絞り弁１２の開閉動作、ＥＧＲ弁１００の開閉動作、第１流路切換弁１９の切換動作、可変容量型ターボチャージャのノズルベーンの開閉動作、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）４２の開閉動作、或いは燃料噴射弁３の噴射圧力制御を
行うとともに、前記第２流路切換弁２１を第２バイパス通路２０が導通する状態に固定するようにしてもよい。
【０２７７】
この場合、ＥＧＲガスの輸送遅れを最小限に抑えつつ運転移行処理実行時における燃料の過早着火や過早着火による振動・騒音の発生を抑えることが可能となる。
【０２７８】
＜実施例７＞
次に、本発明の第７の実施例について説明する。ここでは、前述した第１〜第６の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０２７９】
前述した第１〜第６の実施例では、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際に、燃料噴射弁３から噴射された燃料の小径化および／または微粒化を図っている。
【０２８０】
ところで、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し始める時は、気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量が極僅かであるため、上記した燃料の小径化および／または微粒化のみでは過早着火を抑制しきれない場合も想定される。
【０２８１】
そこで、燃料噴射弁３の噴射時期を遅角させることにより、着火時期を所望の時期まで遅らせるようにしてもよい。具体的には、図１９に示すように、運転移行処理においてメイン噴射時期を非線形に変化させるようにしてもよい。この場合、運転移行処理が開始（図１９中のｔ１８）された直後におけるメイン噴射時期の進角率（単位時間当たりの進角量）は、運転移行処理が終了（図１９中のｔ１９）する直前における進角率より低くなる。
【０２８２】
その結果、気筒２内のＥＧＲガス量が極めて少ない時にはメイン噴射時期が前述した第１〜第６の実施例に比して遅角されるため、燃料の着火時期が所望の時期に対して過剰に早まることを防止することができる。
【０２８３】
尚、以上述べた第１〜第７の実施例は適宜組み合わせることができる。例えば、第５及び第７の実施例を他の実施例の少なくとも一つと組み合わせると、気筒２内に導入されるＥＧＲガス量が極僅かな時であっても燃料の過早着火を抑制することができるため、フューエルカット運転後に行われる拡散燃焼運転の時間を短縮することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２８４】
【図１】実施例１における内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関の予混合燃焼運転領域と拡散燃焼運転領域を示す図である。
【図３】吸気絞り弁の開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【図４】実施例１における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】ＥＧＲ弁の開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【図６】実施例２における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】実施例２における内燃機関の他の構成例を示す図である。
【図８】実施例３における内燃機関の概略構成を示す図である。
【図９】ノズルベーンの開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【図１０】実施例３における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施例４における内燃機関の吸気系の概略構成を示す図である。
【図１２】スワールコントロールバルブの開閉動作時期を示すタイミングチャートである。
【図１３】実施例４における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】実施例５において噴射圧力の変更手順を示すタイミングチャートである。
【図１５】実施例５における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】実施例６における内燃機関の概略構成を示す図である。
【図１７】第２流路切換弁の切換動作時期を示すタイミングチャートである。
【図１８】実施例６における燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】実施例７において噴射時期を遅角させる手順を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０２８５】
１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
３・・・・・燃料噴射弁
４・・・・・吸気通路
６・・・・・インタークーラ
７・・・・・排気通路
９・・・・・ＥＧＲ通路
１０・・・・ＥＧＲ弁
１１・・・・ＥＧＲクーラ
１２・・・・吸気絞り弁
１８・・・・第１バイパス通路
１９・・・・第１流路切換弁
２０・・・・第２バイパス通路
２１・・・・第２流路切換弁
４２・・・・スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
５００・・・可変容量型ターボチャージャ
５０１・・・タービンハウジング
５０２・・・ノズルベーン
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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