JP2000104627A

JP2000104627A - 内燃機関の排気環流制御装置

Info

Publication number: JP2000104627A
Application number: JP10275518A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takahashi; 淳高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】燃焼方式が切り換えられる内燃機関にあって
も、機関温度に係わらず排気再循環量（ＥＧＲ量）を適
正値とすることのできる内燃機関の排気環流制御装置を
提供する。【解決手段】エンジン１１の機関温度として検出される
冷却水温に基づきＥＧＲ量を減量側について補正するた
めのＥＧＲ用補正係数においては、その冷却水温の変化
に対する推移傾向がエンジン１１の燃焼方式毎に異なる
ものとされる。そして、上記ＥＧＲ用補正係数でＥＧＲ
量を減量側について補正することで、燃焼方式が切り換
えられるエンジン１１にあっても機関温度に係わらずＥ
ＧＲ量が適正な値とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気環
流制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば特開平８−１８９４０５号
公報に記載された内燃機関など、燃焼室に直接燃料を噴
射供給するタイプの内燃機関が提案され、実用化されて
いる。こうした内燃機関においては、燃費を向上させる
こと及び十分な機関出力を得ることの両立を図るため
に、機関運転状態に応じて燃焼方式を切り換えることが
行われる。

【０００３】即ち、機関運転状態が高回転高負荷になる
につれて、燃焼方式が「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、
「均質リーン燃焼」、及び「均質ストイキ燃焼」へと順
次切り換えられる。このように燃焼方式を変化させるこ
とで、高出力が要求される高回転高負荷になるほど空燃
比がリッチ側の値になって高出力が得られ、あまり高出
力を必要としない低回転低負荷になるほど空燃比がリー
ン側の値になって燃費の向上が図られる。

【０００４】上記「均質ストイキ燃焼」では、内燃機関
の吸気行程中に燃焼室内に燃料を噴射供給することによ
って、理論空燃比となる均質な混合気を燃焼室内に形成
し、その混合気を燃焼させることにより十分な機関出力
を得るようにしている。

【０００５】また、「均質リーン燃焼」では、内燃機関
の吸気行程中に「均質ストイキ燃焼」時よりも少量の燃
料を燃焼室内に噴射供給することによって、理論空燃比
よりもリーンとなる均質な混合気を燃焼室内に形成し、
その混合気を燃焼室内のスワールによって安定して燃焼
させる。

【０００６】一方、「弱成層燃焼」では、内燃機関の吸
気行程と圧縮行程とに燃焼室内に燃料を噴射供給し、平
均空燃比が「均質リーン燃焼」時よりもリーン側の値に
なる混合気を燃焼室内に形成する。こうした「弱成層燃
焼」時において、吸気行程のときに噴射供給された燃料
はスワールによって燃焼室内の空気に均等に分散され、
圧縮行程のときに噴射供給された燃料はスワール及びピ
ストンの頭部に設けられた窪みによって点火プラグの周
りに集められる。このように吸気行程と圧縮行程との二
回に分けて燃料噴射を行うことで、上記「均質リーン燃
焼」と後述する「成層燃焼」との中間の燃焼方式（「弱
成層燃焼」）で混合気の燃焼が行われる。

【０００７】また、「成層燃焼」では、内燃機関の圧縮
行程中に燃焼室内に燃料を噴射供給し、平均空燃比が
「弱成層燃焼」時よりもリーン側の値になる混合気を燃
焼室内に形成する。こうして圧縮行程のときに噴射供給
された燃料は、スワール及びピストン頭部の窪みによっ
て点火プラグ周りに集められる。そのため、混合気の平
均空燃比を「弱成層燃焼」時より大きくしても、同プラ
グ周りの混合気の燃料濃度が高められて良好な混合気へ
の着火が行われ、混合気が安定して燃焼するようにな
る。

【０００８】上記のように機関運転状態に応じて内燃機
関の燃焼方式を、「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン
燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」の間で切り
換えることにより、燃費を向上させることができるとと
もに十分な機関出力が得られるようになる。

【０００９】ところで、同公報に記載された内燃機関な
ど、燃焼方式を切り換えるタイプの内燃機関において
は、エミッション低減を意図して排気の一部を吸気系に
再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）機構が採用されてい
る。このＥＧＲ機構によって排気が吸気系に再循環され
ると、燃焼室内の温度が下がって窒素酸化物（ＮＯx ）
の生成が抑制され、エミッションの低減が図られるよう
になる。

【００１０】上記ＥＧＲ機構による排気再循環量（ＥＧ
Ｒ量）の適正値は、内燃機関の機関温度が低くなるほど
小さい値になる。これは、機関温度が低くて燃焼室内の
温度（燃焼温度）が低いときには、ＥＧＲ量が多いと燃
焼状態が悪化して失火等を招くおそれがあるためであ
る。機関温度に応じてＥＧＲ量を補正する排気環流制御
装置としては、例えば特開昭５８−１６０５４０号公報
に記載されたものが知られている。

【００１１】同公報に記載された装置では、内燃機関の
冷却水温を機関温度として検出し、その冷却水温が低い
ほどＥＧＲ量を減量側に補正するようにしている。この
ように機関温度に応じてＥＧＲ量を調整することで、機
関温度に係わらずＥＧＲ量を適正値とし、そのＥＧＲ量
が不適正な値になることに基づく燃焼状態の悪化が防止
されるようになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された排気環流制御装置を燃焼方式を切り換え
るタイプの内燃機関に適用した場合、機関温度に応じた
ＥＧＲ量補正の補正量が燃焼方式に係わらず同じになる
ため、燃焼方式及び機関温度によってはＥＧＲ量が適正
値からずれてしまう。そして、ＥＧＲ量が適正値よりも
増量側にずれた場合には燃焼状態が悪化し、ＥＧＲ量が
適正値よりも減量側にずれた場合にはＥＧＲ機構による
吸気系の絞り量が増加して内燃機関のポンピングロスが
増大するようになる本発明はこのような実情に鑑みてな
されたものであって、その目的は、燃焼方式が切り換え
られる内燃機関にあっても、機関温度に係わらず排気再
循環量（ＥＧＲ量）を適正値とすることのできる内燃機
関の排気環流制御装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明によれば、機関運転状態に基づ
き燃焼方式が切り換えられる内燃機関の排気を同機関の
吸気系に再循環させる排気再循環機構と、その排気再循
環機構による排気再循環量を内燃機関の機関温度が低く
なるほど減量側に補正する補正手段とを備える内燃機関
の排気環流制御装置において、前記補正手段による排気
再循環量の補正量を内燃機関の燃焼方式に応じて可変と
する補正量可変手段を備えた。

【００１４】同構成によれば、機関温度に応じて排気再
循環量を補正するための補正量が燃焼方式に応じて可変
とされるため、燃焼方式が切り換えられる内燃機関にあ
っても、上記補正量によって排気再循環量を補正するこ
とにより機関温度に係わらず同排気再循環量を適正な値
とすることができるようになる。

【００１５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記補正量可変手段は、燃焼される混合
気の空燃比がリーンになる燃焼方式ほど、前記排気再循
環量の減量側への補正が大きくなるように前記補正量を
設定するものとした。

【００１６】燃焼される混合気の空燃比がリーンになる
ほど、機関温度が低いときの排気再循環に基づき燃焼悪
化が生じ易い。同構成によれば、混合気の空燃比がリー
ンになる燃焼方式ほど、排気再循環量の減量側への補正
が大きくなるように補正量が設定される。そのため、燃
焼方式が切り換えられる内燃機関にあっても、上記補正
量に基づき排気再循環量を補正することにより、機関温
度に係わらず同排気再循環量を適正な値とすることがで
きるようになる。

【００１７】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、前記内燃機関の燃焼方式は、成層燃焼、
弱成層燃焼、均質リーン燃焼、及び均質ストイキ燃焼の
間で切り換えられるものであって、前記補正量可変手段
は、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、弱成層燃焼、
及び成層燃焼の順に、前記排気再循環量の減量側への補
正が大きくなるように前記補正量を設定するものとし
た。

【００１８】内燃機関の燃焼方式が均質ストイキ燃焼、
均質リーン燃焼、弱成層燃焼、及び成層燃焼へと変化す
るに従い、燃焼される混合気の空燃比はリーンになって
機関温度が低いときの排気再循環に基づき燃焼悪化が生
じ易くなる。同構成によれば、内燃機関の燃焼方式が均
質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、弱成層燃焼、及び成
層燃焼になるに従い、排気再循環量の減量側への補正が
大きくなるように補正量が設定される。そのため、燃焼
方式が均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、弱成層燃
焼、及び成層燃焼の間で切り換えられる内燃機関にあっ
ても、上記補正量に基づき排気再循環量を補正すること
により、機関温度に係わらず同排気再循環量を適正な値
とすることができるようになる。

【００１９】請求項４記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、前記補正量可変手段に
よって前記排気再循環量の減量側への補正が大きくなる
ように前記補正量が設定されるほど、内燃機関の点火時
期を遅角側に補正する点火時期補正手段を更に備えた。

【００２０】一般に、排気再循環量が少なくなるほど混
合気の燃焼速度は速くなる。同構成によれば、排気再循
環量の減量側への補正が大きくなるように前記補正量が
設定されるほど、内燃機関の点火時期が遅角側に補正さ
れるようになるため、排気再循環量を補正しても燃焼状
態が適正に維持されるようになる。

【００２１】請求項５記載の発明では、請求項１〜４の
いずれかに記載の発明において、前記補正量可変手段
は、機関回転数と機関負荷との少なくとも一方を加味し
て前記補正量を設定するものとした。

【００２２】排気再循環量は機関回転数及び機関負荷に
よって変化するため、それら機関回転数及び機関負荷を
加味して同排気再循環量の補正量を燃焼方式に応じて設
定する同構成によれば、その排気再循環量の補正量を一
層適正な値とすることができるようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を直列４気筒の自動
車用ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図
８に従って説明する。

【００２４】図１に示すように、エンジン１１は、その
シリンダブロック１１ａ内に往復移動可能に設けられた
合計四つのピストン１２（図１には一つのみ図示）を備
えている。これらピストン１２の頭部には、成層燃焼を
実行するのに必要な窪み１２ａが形成されている。ま
た、これらピストン１２は、コンロッド１３を介して出
力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そ
して、ピストン１２の往復移動は、上記コンロッド１３
によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるよ
うになっている。

【００２５】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４
ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト
１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。ま
た、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジシ
ョンセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランク
シャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突
起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方
を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各
突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力
されるようになる。

【００２６】また、シリンダブロック１１ａには、エン
ジン１１の冷却水温ＴＨＷをエンジン１１の機関温度と
して検出する水温センサ１１ｂが設けられている。更
に、シリンダブロック１１ａの上端にはシリンダヘッド
１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２と
の間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６
には、シリンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７
と排気ポート１８とが連通している。こうした吸気ポー
ト１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ１
９及び排気バルブ２０が設けられている。

【００２７】一方、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開
閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシ
ャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及
び排気カムシャフト２１，２２は、タイミングベルト及
びギヤ（共に図示せず）等を介してクランクシャフト１
４に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャ
フト１４の回転が伝達されるようになる。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉
駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮
断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、
排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃
焼室１６とが連通・遮断される。

【００２８】シリンダヘッド１５において、吸気カムシ
ャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設け
られた突起２１ａを検出して検出信号を出力するカムポ
ジションセンサ２１ｂが設けられている。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起
２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を通過す
る。この状態にあっては、カムポジションセンサ２１ｂ
から上記突起２１ａの通過に対応して所定間隔毎に検出
信号が出力されるようになる。

【００２９】吸気ポート１７及び排気ポート１８には、
それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されている。
この吸気管３０内及び吸気ポート１７内は吸気通路３２
となっており、排気管３１内及び排気ポート１８内は排
気通路３３となっている。吸気通路３２の上流部分には
スロットルバルブ２３が設けられている。このスロット
ルバルブ２３は、直流（ＤＣ）モータからなるスロット
ル用モータ２４の駆動により回動されて開度調節がなさ
れる。そして、スロットルバルブ２３の開度は、スロッ
トルポジションセンサ４４によって検出される。

【００３０】また、上記スロットル用モータ２４の駆動
は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２５の踏
込量（アクセル踏み込み量）に基づき制御される。即
ち、自動車の運転者がアクセルペダル２５を踏込操作す
ると、アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ２６
によって検出され、同センサ２６の検出信号に基づきス
ロットル用モータ２４が駆動制御される。このスロット
ル用モータ２４の駆動制御に基づくスロットルバルブ２
３の開度調節により、吸気通路３２の空気流通面積が変
化して燃焼室１６へ吸入される空気の量が調整されるよ
うになる。

【００３１】吸気通路３２においてスロットルバルブ２
３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を
検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そし
て、バキュームセンサ３６は検出した吸気通路３２内の
圧力に対応した検出信号を出力する。

【００３２】また、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、燃焼室１６内に燃料を噴射供給する燃料噴射
弁４０と、燃焼室１６内に充填される燃料と空気とから
なる混合気に対して点火を行う点火プラグ４１とが設け
られている。この点火プラグ４１による上記混合気への
点火時期は、点火プラグ４１の上方に設けられたイグナ
イタ４１ａによって調整される。

【００３３】そして、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内
へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路３２を介して
燃焼室１６に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室１
６内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更
に、燃焼室１６内の混合気は点火プラグ４１によって点
火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気
通路３３に送り出される。

【００３４】一方、吸気通路３２のスロットルバルブ２
３よりも下流側は、排気再循環（ＥＧＲ）通路４２を介
して排気通路３３と連通している。このＥＧＲ通路４２
の途中には、ステップモータ４３ａを備えたＥＧＲバル
ブ４３が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ４３
は、ステップモータ４３ａを駆動制御することで開度調
節が行われる。こうしたＥＧＲバルブ４３の開度調節に
より、排気通路３３を介して吸気通路３２へ再循環する
排気の量（ＥＧＲ量）が調整されるようになる。そし
て、エンジン１１の排気が吸気通路３２に再循環される
ことで、燃焼室１６内の温度が下がって窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）の生成が抑制され、エミッションの低減が図られ
る。

【００３５】次に、本実施形態におけるエンジン１１の
排気環流装置の電気的構成を図２に基づいて説明する。
この排気環流制御装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時
期制御、点火時期制御、及びスロットル開度制御など、
エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニ
ット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。この
ＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及
びバックアップＲＡＭ９６等を備える論理演算回路とし
て構成されている。

【００３６】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶す
る不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰ
Ｕ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バ
ス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回
路９８及び外部出力回路９９と接続されている。

【００３７】外部入力回路９８には、水温センサ１１
ｂ、クランクポジションセンサ１４ｃ、カムポジション
センサ２１ｂ、アクセルポジションセンサ２６、バキュ
ームセンサ３６、及びスロットルポジションセンサ４４
等が接続されている。一方、外部出力回路９９には、ス
ロットル用モータ２４、燃料噴射弁４０、イグナイタ４
１ａ、及びＥＧＲバルブ４３等が接続されている。

【００３８】このように構成されたＥＣＵ９２は、クラ
ンクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエ
ンジン回転数ＮＥを求める。更に、アクセルポジション
センサ２６又はバキュームセンサ３６からの検出信号
と、上記エンジン回転数ＮＥとに基づきエンジン１１の
負荷を表す燃料噴射量Ｑを求める。ＥＣＵ９２は、図３
に示すように、均質ストイキ燃焼領域Ａ、均質リーン燃
焼領域Ｂ、弱成層燃焼領域Ｃ及び成層燃焼領域Ｄを備え
たマップを参照し、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量
Ｑから内燃機関の燃焼方式を決定する。即ち、ＥＣＵ９
２は、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑが上記領域
Ａ〜Ｄのいずれの領域に位置する状態かにより、内燃機
関の燃焼方式を「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃
焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」に決定する。

【００３９】図３に示すマップから明らかなように、エ
ンジン１１の運転状態が高回転高負荷へと移行するに従
い、エンジン１１の燃焼方式は「成層燃焼」、「弱成層
燃焼」、「均質リーン燃焼」、「均質ストイキ燃焼」へ
と順次変化することとなる。このように燃焼方式を変化
させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には
「均質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン
出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷
時には「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上
を図るためである。

【００４０】ここで、各燃焼方式が実行されるときにＥ
ＣＵ９２を通じて実行される燃焼制御態様について、
「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層
燃焼」、及び「成層燃焼」の各燃焼方式毎にそれぞれ説
明する。

【００４１】・「均質ストイキ燃焼」エンジン１１の燃
焼方式が「均質ストイキ燃焼」に決定されると、ＥＣＵ
９２は、バキュームセンサ３６からの検出信号に基づき
求められる吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき
燃料噴射量Ｑをマップ演算する。こうして算出された燃
料噴射量Ｑは、エンジン回転数ＮＥが高くなるととも
に、吸気圧ＰＭが高くなるほど大きい値になる。ＥＣＵ
９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御することにより、上
記燃料噴射量Ｑに対応した量の燃料をエンジン１１の吸
気行程中に燃料噴射弁４０から噴射させる。また、ＥＣ
Ｕ９２は、燃料噴射量の空燃比フィードバック補正を行
って混合気の空燃比を理論空燃比へと制御する。更に、
ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時期、及びＥＧＲ
量等が「均質ストイキ燃焼」に適したものとなるよう、
スロットル用モータ２４、イグナイタ４１ａ、及びＥＧ
Ｒバルブ４３を駆動制御する。

【００４２】・「均質リーン燃焼」エンジン１１の燃焼
方式が「均質リーン燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２
は、周知のマップを参照してアクセル踏込量とエンジン
回転数ＮＥとに基づき燃料噴射量Ｑをマップ演算する。
こうして算出された燃料噴射量Ｑは、エンジン回転数Ｎ
Ｅが高くなるととともに、アクセル踏込量が大きくなる
ほど大きい値になる。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を
駆動制御することにより、上記燃料噴射量Ｑに対応した
量の燃料をエンジン１１の吸気行程中に燃料噴射弁４０
から噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼室１６内
に形成される混合気においては、その空燃比が理論空燃
比よりも大きい値（例えば１５〜２３）とされる。ま
た、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時期、及びＥ
ＧＲ量等が「均質リーン燃焼」に適したものとなるよ
う、スロットル用モータ２４、イグナイタ４１ａ、及び
ＥＧＲバルブ４３等を駆動制御する。

【００４３】・「弱成層燃焼」エンジン１１の燃焼方式
が「弱成層燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２は、上記
と同様にアクセル踏込量及びエンジン回転数ＮＥとから
燃料噴射量Ｑを算出する。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４
０を駆動制御することにより、上記燃料噴射量Ｑに対応
した量の燃料をエンジン１１の吸気行程と圧縮行程とに
噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼室１６内に形
成される混合気においては、その空燃比が「均質リーン
燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値（例えば２０〜２
３）とされる。また、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、
点火時期、及びＥＧＲ量等が「弱成層燃焼」に適したも
のとなるよう、スロットル用モータ２４、イグナイタ４
１ａ、及びＥＧＲバルブ４３等を駆動制御する。

【００４４】こうした「弱成層燃焼」時において、吸気
行程のときに噴射供給された燃料は空気に対して均等に
分散され、圧縮行程のときに噴射供給された燃料はピス
トン１２の頭部に設けられた窪み１２ａによって点火プ
ラグ４１の周りに集められる。上記のように吸気行程と
圧縮行程との二回に分けて燃料噴射を行うことで、上記
「均質リーン燃焼」と後述する「成層燃焼」との中間の
燃焼方式（弱成層燃焼）で混合気の燃焼が行われ、その
「弱成層燃焼」によって「均質リーン燃焼」と「成層燃
焼」との切り換え時のトルクショックが抑えられる。

【００４５】・「成層燃焼」エンジン１１の燃焼方式が
「成層燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２は、上記と同
様にアクセル踏込量及びエンジン回転数ＮＥとから燃料
噴射量Ｑを算出する。ＥＣＵ９２は、上記燃料噴射量Ｑ
に対応した量の燃料をエンジン１１の圧縮行程中に噴射
させる。こうした燃料噴射により燃焼室１６内に形成さ
れる混合気においては、その空燃比が「弱成層燃焼」時
の空燃比よりもリーン側の値（例えば２５〜５０）とさ
れる。また、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時
期、及びＥＧＲ量等が「成層燃焼」に適したものとなる
よう、スロットル用モータ２４、イグナイタ４１ａ、及
びＥＧＲバルブ４３等を駆動制御する。

【００４６】こうした「成層燃焼」時において、エンジ
ン１１の圧縮行程中に燃料噴射弁４０から噴射された燃
料は、ピストン１２の頭部に設けられた窪み１２ａ内に
入り込み、そのピストン１２の移動により上記燃料が点
火プラグ４１の周りに集められる。このように点火プラ
グ４１の周りに燃料を集めることによって、燃焼室１６
内の混合気全体の平均空燃比を「弱成層燃焼」時より大
きくしても、同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火
に適したものとされて良好な混合気への着火が行われ
る。

【００４７】次に、本実施形態における排気環流制御の
概要について説明する。ＥＣＵ９２は、エンジン１１の
運転状態に基づき各燃焼方式に応じて目標ＥＧＲ量Ｅtr
g を算出し、エンジン１１における実際のＥＧＲ量が上
記算出される目標ＥＧＲ量Ｅtrg となるようにＥＧＲバ
ルブ４３を開度制御する。ここで、上記のように制御さ
れるＥＧＲ量のエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑの
変化に対する推移傾向を図６に示す。同図から明らかな
ように、ＥＧＲ量は、成層燃焼領域Ｄ内の高回転高負荷
域にて最も多くなり、その高回転高負荷域に向かって徐
々に大きくなるように推移する。

【００４８】混合気の燃焼時に生成されるＮＯx は同混
合気の空燃比がリーンになる燃焼方式ほど多くなるが、
上記のようにＥＧＲ量を推移させることでＮＯx の生成
は好適に抑制される。また、成層燃焼領域Ｄ内における
低回転低負荷域でＥＧＲ量が少なくなるのは、その低回
転低負荷域ではＥＧＲ量が過度に多くなると燃焼状態が
悪化して失火等が生じるおそれがあるためである。

【００４９】ところで、エンジン１１の機関温度が低い
ときにおいても、ＥＧＲ量が多いと燃焼状態が悪化して
失火等が生じるおそれがある。そのため、ＥＣＵ９２
は、機関温度が低いほどＥＧＲ量が少なくなるように、
ＥＧＲ量を補正するためのＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を
水温センサ１１ｂによって検出される冷却水温ＴＨＷ
（機関温度）に基づきマップ演算する。こうして算出さ
れるＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw は、最大値が「１．０」
であって機関温度が低くなるほど小さい値になる。この
ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を用いてＥＧＲ量を減量側に
補正することによって、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど
ＥＧＲ量の減量側への補正が大きくなる。

【００５０】しかし、上記ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を
機関温度に応じて一律に算出し、いずれの燃焼方式であ
っても同ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を用いてＥＧＲ量を
減量側に補正する場合、燃焼方式及び冷却水温ＴＨＷに
よっては減量補正されたＥＧＲ量が適正な値から外れる
ことがある。そこで本実施形態では、ＥＧＲ用補正係数
Ｃ１thw を算出するためのマップを各燃焼方式毎に設定
し、それらマップを参照して冷却水温ＴＨＷに基づき燃
焼方式に応じてＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を算出する。

【００５１】こうして算出されるＥＧＲ用補正係数Ｃ１
thw の冷却水温ＴＨＷの変化に対する推移を燃焼方式毎
に図４に示す。なお、図４において実線Ｌ１〜Ｌ４は、
それぞれ「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン
層燃焼」、及び「均質ストイキ燃焼」時におけるＥＧＲ
用補正係数Ｃ１thw の推移を示すものである。同図から
明らかなように、燃焼される空燃比がリーンになる燃焼
方式ほど、冷却水温ＴＨＷに対するＥＧＲ用補正係数Ｃ
１thw が小さくなるとともに、冷却水温ＴＨＷの低下に
対するＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw の減小量が大きくな
る。

【００５２】このように冷却水温ＴＨＷ基づき求められ
るＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を燃焼方式毎に可変とする
ことにより、燃焼方式が切り換えられるエンジン１１に
あっても、そのＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw に基づき減量
側に補正されるＥＧＲ量が冷却水温ＴＨＷに係わらず適
正な値になる。そのため、ＥＧＲ量が適正値よりも増量
側の値になって燃焼状態が悪化したり、ＥＧＲ量が適正
値よりも減量側の値になってＥＧＲバルブ４３の絞り量
が大きくなりエンジン１１のポンピングロスが増大した
りすることは防止される。

【００５３】また、上記のようにＥＧＲ量が減量側に補
正されたときには、そのＥＧＲ量の減量分だけ燃焼状態
が良好になって混合気の燃焼速度が速くなる。本実施形
態では、ＥＧＲ量の減量補正に基づく混合気の燃焼速度
上昇に応じて点火プラグ４１による点火時期の遅角量を
大きくし、ＥＧＲ量が減量補正されて上記燃焼速度が上
昇したときでも燃焼状態を良好に維持できるようにす
る。

【００５４】即ち、ＥＣＵ９２は、エンジン１１の運転
状態に基づき各燃焼方式に応じて目標点火時期ＳＡtrg
を算出し、エンジン１１における実際の点火時期が上記
算出される目標点火時期ＳＡtrg となるようにイグナイ
タ４１ａを駆動制御する。更に、ＥＣＵ９２は、機関温
度が低くてＥＧＲ量の減量補正が大きくほど点火時期が
遅角されるように、点火時期を補正するための点火用補
正係数Ｃ２thw を水温センサ１１ｂによって検出される
冷却水温ＴＨＷ（機関温度）に基づきマップ演算する。
なお、この点火用補正係数Ｃ２thw を算出するためのマ
ップも各燃焼方式毎に設定され、それらマップを参照し
て冷却水温ＴＨＷに基づき燃焼方式に応じて点火用補正
係数Ｃ２thw が算出される。

【００５５】こうして算出される点火用補正係数Ｃ２th
w の冷却水温ＴＨＷの変化に対する推移を燃焼方式毎に
図５に示す。なお、図５において実線Ｌ５〜Ｌ８は、そ
れぞれ「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン層
燃焼」、及び「均質ストイキ燃焼」時における点火用補
正係数Ｃ２thw の推移を示すものである。同図から明ら
かなように、燃焼される空燃比がリーンになる燃焼方式
ほど、冷却水温ＴＨＷに対する点火用補正係数Ｃ２thw
が小さくなるとともに、冷却水温ＴＨＷの低下に対する
点火用補正係数Ｃ２thw の減小量が大きくなる。この点
火用補正係数Ｃ２thw の最大値も「１．０」となってい
る。

【００５６】この点火用補正係数Ｃ２thw を用いて点火
時期を遅角側に補正することによって、冷却水温ＴＨＷ
が低くなってＥＧＲ量の減量補正が大きくなるほど点火
時期の遅角側への補正が大きくなる。そのため、上記Ｅ
ＧＲ量の減量補正に基づき混合気の燃焼速度が上昇した
ときには、点火時期の遅角量が増加して同点火時期が遅
角することとなり、上記のように混合気の燃焼速度が上
昇しても同混合気の燃焼状態が良好に維持される。

【００５７】また、燃焼方式毎に可変とされるＥＧＲ用
補正係数Ｃ１thw と同じく、点火用補正係数Ｃ２thw も
燃焼方式毎に可変とされる。そのため、上記ＥＧＲ用補
正係数Ｃ１thw に基づきＥＧＲ量が減量側に補正されて
混合気の燃焼速度が上昇しても、その燃焼速度の上昇に
応じて的確に点火時期の遅角補正量を減小させ、混合気
の燃焼状態を良好に維持することができるようになる。

【００５８】次に、上記目標ＥＧＲ量Ｅtrg 及び目標点
火時期ＳＡtrg を算出する手順について図７及び図８を
参照して説明する。図７及び図８は、目標ＥＧＲ量Ｅtr
g 及び目標点火時期ＳＡtrg といったエンジン１１を運
転制御するための制御量を算出する制御量算出ルーチン
を示すフローチャートである。この制御量算出ルーチン
は、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込
みにて実行される。

【００５９】同ルーチンにおいて、ステップＳ１０２〜
Ｓ１０４（図７）はエンジン１１の燃焼方式を判定する
ためのものである。そして、図８に示すステップＳ１０
５，Ｓ１０６、ステップＳ１０７，Ｓ１０８、ステップ
Ｓ１０９，Ｓ１１０、及びステップＳ１１１，Ｓ１１２
の処理は、それぞれ「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、
「均質リーン燃焼」、及び「均質ストイキ燃焼」時の目
標ＥＧＲ量Ｅtrg 及び目標点火時期ＳＡtrg を算出する
ためのものである。

【００６０】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の処理と
して、冷却水温ＴＨＷが所定値ａ（例えば４０℃）以上
か否か判断する。そして、冷却水温が所定値ａ以上でな
ければステップＳ１１１（図８）に進み、冷却水温ＴＨ
Ｗが所定値ａ以上であればステップＳ１０２に進む。Ｅ
ＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理として、燃料噴射
量Ｑが判定値ＱＤＪ以下か否かを判断する。この判定値
ＱＤＪは、図３に示す均質ストイキ燃焼領域Ａと均質リ
ーン燃焼領域Ｂとの境界上に位置する値である。そし
て、上記ステップＳ１０２の処理において、エンジン１
１の運転状態が上記均質ストイキ燃焼領域Ａ内に位置す
る状態であって、「Ｑ≦ＱＤＪ」でない旨判断されると
ステップＳ１１１（図８）に進む。

【００６１】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１１１の処理と
して、「均質ストイキ燃焼」時の目標ＥＧＲ量Ｅtrg を
算出する。即ち、クランクポジションセンサ１４ｃから
の検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥを求めるととも
に、スロットルポジションセンサ４４からの検出信号に
基づきスロットル開度を求める。そして、エンジン回転
数ＮＥ及びスロットル開度に基づき周知のマップを参照
して基本ＥＧＲ量Ｅbse をマップ演算し、その算出され
る基本ＥＧＲ量Ｅbse に上記ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw
を乗算したものを目標ＥＧＲ量Ｅtrg とする。

【００６２】こうして目標ＥＧＲ量Ｅtrg が算出される
と、ＥＣＵ９２は、実際のＥＧＲ量が同目標ＥＧＲ量Ｅ
trg となるように、別のルーチンによって目標ＥＧＲ量
Ｅtrg に基づきＥＧＲバルブ４３を駆動制御する。その
目標ＥＧＲ量Ｅtrg を算出するための上記ＥＧＲ用補正
係数Ｃ１thw は、冷却水温ＴＨＷの変化に対して図４に
実線Ｌ４で示すように推移する。従って、冷却水温ＴＨ
Ｗ（機関温度）が低いほど実際のＥＧＲ量の減量側への
補正が大きくされ、「均質ストイキ燃焼」時において、
冷却水温ＴＨＷが低いときにＥＧＲ量が適正値よりも多
くなることに基づき燃焼状態が悪化することは防止され
る。また、ＥＧＲ量が適正値よりも少なくなって、ＥＧ
Ｒバルブ４３の絞り量増大に起因してポンピングロスが
増大することも防止される。

【００６３】ＥＣＵ９２は、続いてステップＳ１１２の
処理として、「均質ストイキ燃焼」時の目標点火時期Ｓ
Ａtrg を算出する。即ち、エンジン回転数ＮＥ及び吸気
圧ＰＭに基づき周知のマップを参照して基本点火時期Ｓ
Ａbse をマップ演算し、その算出される基本点火時期Ｓ
Ａbse に上記点火用補正係数Ｃ２thw を乗算したものを
目標点火量Ｅtrg とする。上記基本点火時期ＳＡbse
は、エンジン回転数ＮＥが高くなるとともに吸気圧ＰＭ
が小さくなるほど、進角側の値として算出される。

【００６４】上記のように目標点火時期ＳＡtrg が算出
されると、ＥＣＵ９２は、実際の点火時期が同目標点火
時期ＳＡtrg となるように、別のルーチンによって目標
点火時期ＳＡtrg に基づきイグナイタ４１ａを駆動制御
する。その目標点火時期ＳＡtrg を算出するための上記
点火用補正係数Ｃ２thw は、冷却水温ＴＨＷの変化に対
して図５に実線Ｌ８で示すように推移する。従って、冷
却水温ＴＨＷが低くなってＥＧＲ量の減量補正が大きく
なるほど、点火時期の遅角側への補正が大きくされる。
そのため、「均質ストイキ燃焼」時において、上記ＥＧ
Ｒ用補正係数Ｃ１thw によるＥＧＲ量の減量補正に基づ
き混合気の燃焼速度が上昇しても、上記点火用補正係数
Ｃ２thw による点火時期の遅角補正によって混合気の燃
焼状態が良好に維持される。

【００６５】一方、上記Ｓ１０２（図７）の処理におい
て、エンジン１１の運転状態が均質ストイキ燃焼領域Ａ
（図３）内に位置する状態でなく、「Ｑ≦ＱＤＪ」であ
る旨判断されるとステップＳ１０３に進む。ＥＣＵ９２
は、ステップＳ１０３の処理として、燃料噴射量Ｑが判
定値ＱＡ以下か否かを判断する。この判定値ＱＡは、図
３に示す成層燃焼領域Ｄと弱成層燃焼領域Ｃとの境界上
に位置する値である。そして、上記ステップＳ１０３の
処理において、エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域
Ｄ内に位置する状態でなく、「Ｑ≦ＱＡ」でない判断さ
れるとステップＳ１０４に進む。

【００６６】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理と
して、燃料噴射量Ｑが判定値ＱＢ以下か否かを判断す
る。この判定値ＱＢは、図３に示す弱成層燃焼領域Ｃと
均質リーン燃焼領域Ｂとの境界上に位置する値である。
そして、上記ステップＳ１０４の処理において、エンジ
ン１１の運転状態が均質リーン燃焼領域Ｂ内に位置する
状態であって、「Ｑ≦ＱＢ」でない旨判断されるとステ
ップＳ１０９（図８）に進む。

【００６７】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０９の処理と
して、「均質リーン燃焼」時の目標ＥＧＲ量Ｅtrg を算
出する。即ち、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに
基づき周知のマップを参照して基本ＥＧＲ量Ｅbse をマ
ップ演算し、その算出される基本ＥＧＲ量Ｅbse にＥＧ
Ｒ用補正係数Ｃ１thw を乗算したものを目標ＥＧＲ量Ｅ
trg とする。そのＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw は、冷却水
温ＴＨＷの変化に対して図４に実線Ｌ３で示すように推
移し、「均質ストイキ燃焼」時（実線Ｌ４）に比べて小
さい値になる。

【００６８】従って、「均質リーン燃焼」時において
も、冷却水温ＴＨＷ（機関温度）が低いほど実際のＥＧ
Ｒ量の減量側への補正が大きくされるが、そのＥＧＲ量
の減量側への補正は「均質ストイキ燃焼」時に比べて大
きいものとされる。これは「均質リーン燃焼」時には
「均質ストイキ燃焼」時に比べて、ＥＧＲ量過多に基づ
く燃焼状態の悪化が生じ易いためである。即ち、「均質
ストイキ燃焼」時のＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw よりも大
きくなる「均質リーン燃焼」時のＥＧＲ用補正係数Ｃ１
thw でＥＧＲ量を減量側について補正することにより、
「均質リーン燃焼」時において、冷却水温ＴＨＷが低い
ときにＥＧＲ量が適正値よりも多くなることに基づき燃
焼状態が悪化することは防止される。また、ＥＧＲ量が
適正値よりも少なくなって、ＥＧＲバルブ４３の絞り量
増大に起因してポンピングロスが増大することも防止さ
れる。

【００６９】ＥＣＵ９２は、続いてステップＳ１１０の
処理として、「均質リーン燃焼」時の目標点火時期ＳＡ
trg を算出する。即ち、エンジン回転数ＮＥ及びスロッ
トル開度に基づき周知のマップを参照して基本点火時期
ＳＡbse をマップ演算し、その算出される基本点火時期
ＳＡbse に点火用補正係数Ｃ２thw を乗算したものを目
標点火時期ＳＡtrg とする。その点火用補正係数Ｃ２th
w は、冷却水温ＴＨＷの変化に対して図５に実線Ｌ７で
示すように推移し、「均質ストイキ燃焼」時（実線Ｌ
８）に比べて小さい値になる。

【００７０】従って、「均質リーン燃焼」時において
も、冷却水温ＴＨＷが低くなってＥＧＲ量の減量補正が
大きくなるほど、点火時期の遅角側への補正が小さくさ
れるが、その点火時期の遅角側への補正は「均質ストイ
キ燃焼」時に比べて大きいものとされる。これは「均質
リーン燃焼」時には「均質ストイキ燃焼」時に比べて、
ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw によるＥＧＲ量の減量側への
補正が大きく、そのＥＧＲ量の減量補正に基づく混合気
の燃焼速度上昇が大きくなるためである。即ち、「均質
ストイキ燃焼」時の点火用補正係数Ｃ２thw よりも小さ
くなる「均質リーン燃焼」時の点火用補正係数Ｃ２thw
で点火時期を遅角側について補正することにより、「均
質リーン燃焼」時において、「均質ストイキ燃焼」時よ
りも大きい上記ＥＧＲ量の減量補正に基づき混合気の燃
焼速度が上昇しても混合気の燃焼状態が良好に維持され
る。

【００７１】一方、上記ステップＳ１０４（図７）の処
理において、エンジン１１の運転状態が弱成層燃焼領域
Ｃ内に位置する状態であって、「Ｑ≦ＱＢ」である旨判
断されるとステップＳ１０７（図８）に進む。

【００７２】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０７の処理と
して、「弱成層燃焼」時の目標ＥＧＲ量Ｅtrg を算出す
る。即ち、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度に基
づき周知のマップを参照して基本ＥＧＲ量Ｅbse をマッ
プ演算し、その算出される基本ＥＧＲ量Ｅbse にＥＧＲ
用補正係数Ｃ１thw を乗算したものを目標ＥＧＲ量Ｅtr
g とする。そのＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw は、冷却水温
ＴＨＷの変化に対して図４に実線Ｌ２で示すように推移
し、「均質リーン燃焼」時（実線Ｌ３）に比べて小さい
値になる。

【００７３】従って、「弱成層燃焼」時においても、冷
却水温ＴＨＷ（機関温度）が低いほど実際のＥＧＲ量の
減量側への補正が大きくされるが、そのＥＧＲ量の減量
側への補正は「均質リーン燃焼」時に比べて大きいもの
とされる。これは「弱成層燃焼」時には「均質リーン燃
焼」時に比べて、ＥＧＲ量過多に基づく燃焼状態の悪化
が生じ易いためである。即ち、「均質リーン燃焼」時の
ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw よりも大きくなる「弱成層燃
焼」時のＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw でＥＧＲ量を減量側
について補正することにより、「弱成層燃焼」時におい
て、冷却水温ＴＨＷが低いときにＥＧＲ量が適正値より
も多くなることに基づき燃焼状態が悪化することは防止
される。また、ＥＧＲ量が適正値よりも少なくなって、
ＥＧＲバルブ４３の絞り量増大に起因してポンピングロ
スが増大することも防止される。

【００７４】ＥＣＵ９２は、続いてステップＳ１０８の
処理として、「弱成層燃焼」時の目標点火時期ＳＡtrg
を算出する。即ち、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量
Ｑに基づき周知のマップを参照して基本点火時期ＳＡbs
e をマップ演算し、その算出される基本点火時期ＳＡbs
e に点火用補正係数Ｃ２thw を乗算したものを目標点火
時期ＳＡtrg とする。その点火用補正係数Ｃ２thw は、
冷却水温ＴＨＷの変化に対して図５に実線Ｌ６で示すよ
うに推移し、「均質リーン燃焼」時（実線Ｌ７）に比べ
て小さい値になる。

【００７５】従って、「弱成層燃焼」時においても、冷
却水温ＴＨＷが低くなってＥＧＲ量の減量補正が大きく
なるほど、点火時期の遅角側への補正が小さくされる
が、その点火時期の遅角側への補正は「均質リーン燃
焼」時に比べて大きいものとされる。これは「弱成層燃
焼」時には「均質リーン燃焼」時に比べて、ＥＧＲ用補
正係数Ｃ１thw によるＥＧＲ量の減量側への補正が大き
く、そのＥＧＲ量の減量補正に基づく混合気の燃焼速度
上昇が大きくなるためである。即ち、「均質リーン燃
焼」時の点火用補正係数Ｃ２thw よりも小さくなる「弱
成層燃焼」時の点火用補正係数Ｃ２thw で点火時期を遅
角側について補正することにより、「弱成層燃焼」時に
おいて、「均質リーン燃焼」時よりも大きい上記ＥＧＲ
量の減量補正に基づき混合気の燃焼速度が上昇しても混
合気の燃焼状態が良好に維持される。

【００７６】一方、上記ステップＳ１０３（図７）の処
理において、エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域Ｄ
内に位置する状態であって、「Ｑ≦ＱＡ」である旨判断
されるとステップＳ１０５（図７）に進む。

【００７７】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０５の処理と
して、「成層燃焼」時の目標ＥＧＲ量Ｅtrg を算出す
る。即ち、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度に基
づき周知のマップを参照して基本ＥＧＲ量Ｅbse をマッ
プ演算し、その算出される基本ＥＧＲ量Ｅbse にＥＧＲ
用補正係数Ｃ１thw を乗算したものを目標ＥＧＲ量Ｅtr
g とする。そのＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw は、冷却水温
ＴＨＷの変化に対して図４に実線Ｌ１で示すように推移
し、「弱成層燃焼」時（実線Ｌ２）に比べて小さい値に
なる。

【００７８】従って、「成層燃焼」時においても、冷却
水温ＴＨＷ（機関温度）が低いほど実際のＥＧＲ量の減
量側への補正が大きくされるが、そのＥＧＲ量の減量側
への補正は「弱成層燃焼」時に比べて大きいものとされ
る。これは「成層燃焼」時には「弱成層燃焼」時に比べ
て、ＥＧＲ量過多に基づく燃焼状態の悪化が生じ易いた
めである。即ち、「弱成層燃焼」時のＥＧＲ用補正係数
Ｃ１thw よりも大きくなる「成層燃焼」時のＥＧＲ用補
正係数Ｃ１thw でＥＧＲ量を減量側について補正するこ
とにより、「成層燃焼」時において、冷却水温ＴＨＷが
低いときにＥＧＲ量が適正値よりも多くなることに基づ
き燃焼状態が悪化することは防止される。また、ＥＧＲ
量が適正値よりも少なくなって、ＥＧＲバルブ４３の絞
り量増大に起因してポンピングロスが増大することも防
止される。

【００７９】ＥＣＵ９２は、続いてステップＳ１０６の
処理として、「成層燃焼」時の目標点火時期ＳＡtrg を
算出する。即ち、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ
に基づき周知のマップを参照して基本点火時期ＳＡbse
をマップ演算し、その算出される基本点火時期ＳＡbse
に点火用補正係数Ｃ２thw を乗算したものを目標点火時
期ＳＡtrg とする。その点火用補正係数Ｃ２thw は、冷
却水温ＴＨＷの変化に対して図５に実線Ｌ５で示すよう
に推移し、「弱成層燃焼」時（実線Ｌ６）に比べて小さ
い値になる。

【００８０】従って、「成層燃焼」時においても、冷却
水温ＴＨＷが低くなってＥＧＲ量の減量補正が大きくな
るほど、点火時期の遅角側への補正が小さくされるが、
その点火時期の遅角側への補正は「弱成層燃焼」時に比
べて大きいものとされる。これは「成層燃焼」時には
「弱成層燃焼」時に比べて、ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw
によるＥＧＲ量の減量側への補正が大きく、そのＥＧＲ
量の減量補正に基づく混合気の燃焼速度上昇が大きくな
るためである。即ち、「弱成層燃焼」時の点火用補正係
数Ｃ２thw よりも小さくなる「成層燃焼」時の点火用補
正係数Ｃ２thw で点火時期を遅角側について補正するこ
とにより、「成層燃焼」時において、「弱成層燃焼」時
よりも大きい上記ＥＧＲ量の減量補正に基づき混合気の
燃焼速度が上昇しても混合気の燃焼状態が良好に維持さ
れる。

【００８１】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。（１）エンジン１１の燃焼方式においては、「均質スト
イキ燃焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及
び「成層燃焼」の順で、燃焼される混合気の空燃比がリ
ーンになる。そのため、「均質ストイキ燃焼」、「均質
リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」の順
で、冷却水温ＴＨＷが低いときのＥＧＲ量過多に基づく
燃焼状態の悪化が生じ易くなる。しかし、本実施形態で
は、ＥＧＲ量を減量補正するためのＥＧＲ用補正係数Ｃ
１thw が、「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃
焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」の順で、図４
に示すように小さくされる。従って、上記のように燃焼
方式が切り換えられるエンジン１１にあっても、上記Ｅ
ＧＲ用補正係数Ｃ１thw に基づきＥＧＲ量を減量側に補
正することで、冷却水温ＴＨＷ（機関温度）に係わらず
ＥＧＲ量を適正な値とすることができる。

【００８２】（２）冷却水温ＴＨＷの変化に対する上記
ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw の推移傾向が燃焼方式毎に異
なるものとなるのと同じく、冷却水温ＴＨＷの変化に対
する点火用補正係数Ｃ２thw の推移傾向を燃焼方式毎に
異なるものとした。従って、その点火用補正係数Ｃ２th
w に基づき点火時期を遅角側に補正することで、その遅
角側への補正は「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃
焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」の順で大きく
なる。従って、ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw に基づくＥＧ
Ｒ量の減量側への補正が燃焼方式毎に異なり、そのＥＧ
Ｒ量の減量補正に基づき変化する混合気の燃焼速度が燃
焼方式毎に異なっても、上記点火用補正係数Ｃ２thw に
基づき点火時期を遅角側に補正することで、混合気の燃
焼状態を適正に維持することができる。

【００８３】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。・本実施形態では、ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を冷却水
温ＴＨＷのみに基づいて算出したが、そのＥＧＲ用補正
係数Ｃ１thw の算出の際にエンジン回転数ＮＥ及び燃料
噴射量Ｑ（負荷）を加味してもよい。例えば上記ＥＧＲ
用補正係数Ｃ１thw に対し、エンジン回転数ＮＥ及び燃
料噴射量Ｑから求められて基準値が「１．０」となる補
正係数Ｃを乗算してもよい。ここで、エンジン回転数Ｎ
Ｅ及び燃料噴射量Ｑの変化に対する上記補正係数Ｃの推
移傾向を図９に示す。同図から明らかなように、上記補
正係数Ｃは、成層燃焼領域Ｄ内の高回転高負荷域にて最
も小さくなり、その高回転高負荷域に向かって徐々に大
きくなる。即ち、上記補正係数Ｃは、ＥＧＲ量が多くな
るエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量ＱのときほどＥＧ
Ｒ用補正係数Ｃ１thw が小さくなるように求められる。
この場合、上記補正係数Ｃによる補正によって、ＥＧＲ
用補正係数Ｃ１thw が一層適正なものになる。

【００８４】・上記ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を補正す
るための補正係数Ｃをエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量
Ｑとの両方に基づき求める代わりに、それらエンジン回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとのいずれか一方に基づき上記
補正係数Ｃを求めるようにしてもよい。

【００８５】・上記ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw を補正す
るための補正係数Ｃを点火時期の補正に反映させてもよ
い。即ち、その補正係数Ｃを点火用補正係数Ｃ２thw に
乗算してもよい。この場合、ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw
に上記補正係数Ｃが乗算されていても、それに合わせて
点火時期が調整されるため、エンジン１１の燃焼状態が
良好に維持されるようになる。

【００８６】・本実施形態では、「均質ストイキ燃
焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成
層燃焼」という燃焼方式毎に、冷却水温ＴＨＷの変化に
対するＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw の推移傾向を異ならせ
たが、本発明はこれに限定されない。即ち、例えば「均
質リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」と
いう、いわゆる希薄燃焼実行時において、冷却水温ＴＨ
Ｗの変化に対するＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw の推移傾向
を同一にしてもよい。また、「弱成層燃焼」、及び「成
層燃焼」においてのみ、冷却水温ＴＨＷの変化に対する
ＥＧＲ用補正係数Ｃ１thw の推移傾向を同一にしてもよ
い。

【００８７】・本実施形態では、「均質ストイキ燃
焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成
層燃焼」という燃焼方式毎に、冷却水温ＴＨＷの変化に
対する点火用補正係数Ｃ２thw の推移傾向を異ならせた
が、本発明はこれに限定されない。即ち、例えば「均質
リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及び「成層燃焼」とい
う、いわゆる希薄燃焼実行時において、冷却水温ＴＨＷ
の変化に対する点火用補正係数Ｃ２thw の推移傾向を同
一にしてもよい。また、「弱成層燃焼」、及び「成層燃
焼」においてのみ、冷却水温ＴＨＷの変化に対する点火
用補正係数Ｃ２thwの推移傾向を同一にしてもよい。更
に、いずれの燃焼方式においても、冷却水温ＴＨＷの変
化に対する点火用補正係数Ｃ２thw の推移傾向が同一と
なるようにしてもよい。

【００８８】・点火時期の遅角側への補正を必ずしも行
う必要はない。次に、以上の実施形態から把握することができる請求項
以外の技術的思想を、その効果とともに以下に記載す
る。

【００８９】（１）請求項５記載の内燃機関の排気環流
制御装置において、前記補正量可変手段は、排気再循環
量が多くなる機関回転数及び機関負荷のときほど、前記
排気再循環量の減量側への補正が大きくなるように前記
補正量を設定することを特徴とする内燃機関の排気環流
制御装置。

【００９０】同構成によれば、排気再循環量が多くなる
機関回転数及び機関負荷のときほど、同排気再循環量の
減量側への補正が大きくなるように補正量が設定される
ため、その補正量を一層適正な値とすることができるよ
うになる。

【００９１】（２）請求項１〜５及び上記（１）のいず
れかに記載の内燃機関の排気環流制御装置において、内
燃機関の冷却水温を前記機関温度として検出する温度検
出手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の排気環
流制御装置。

【００９２】同構成によれば、内燃機関における実際の
機関温度に応じて応答性よく変化する冷却水温を機関温
度として検出し、その機関温度に応じて排気再循環量の
補正量を設定するため、同設定される補正量が適正なも
のとなる。

【００９３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、機関温度
に応じて排気再循環量を補正するための補正量が燃焼方
式に応じて可変とされるため、燃焼方式が切り換えられ
る内燃機関にあっても、上記補正量によって排気再循環
量を補正することにより機関温度に係わらず同排気再循
環量を適正な値とすることができる。

【００９４】請求項２記載の発明では、混合気の空燃比
がリーンになる燃焼方式ほど、排気再循環量の減量側へ
の補正が大きくなるように補正量が設定される。そのた
め、燃焼方式が切り換えられる内燃機関にあっても、上
記補正量に基づき排気再循環量を補正することにより、
機関温度に係わらず同排気再循環量を適正な値とするこ
とができる。

【００９５】請求項３記載の発明では、内燃機関の燃焼
方式が均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、弱成層燃
焼、及び成層燃焼になるに従い、排気再循環量の減量側
への補正が大きくなるように補正量が設定される。その
ため、燃焼方式が均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、
弱成層燃焼、及び成層燃焼の間で切り換えられる内燃機
関にあっても、上記補正量に基づき排気再循環量を補正
することにより、機関温度に係わらず同排気再循環量を
適正な値とすることができる。

【００９６】請求項４記載の発明では、排気再循環量の
減量側への補正が大きくなるように前記補正量が設定さ
れるほど、内燃機関の点火時期が遅角側に補正されるよ
うになるため、上記排気再循環量の補正により混合気の
燃焼速度が変化しても燃焼状態を適正に維持することが
できる。

【００９７】請求項５記載の発明では、排気再循環量に
影響を及ぼす機関回転数と機関負荷との少なくとも一方
を加味して、同排気再循環量の補正量を燃焼方式に応じ
て設定するため、その補正量を一層適正な値とすること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における排気環流制御装置が適用さ
れたエンジン全体を示す断面図。

【図２】同排気環流制御装置の電気的構成を示すブロッ
ク図。

【図３】上記エンジンの燃焼方式を決定する際に参照さ
れるマップ。

【図４】冷却水温の変化に対するＥＧＲ用補正係数の推
移傾向を燃焼方式毎に示すグラフ。

【図５】冷却水温の変化に対する点火用補正係数の推移
傾向を燃焼方式毎に示すグラフ。

【図６】エンジン回転数及び燃料噴射量の変化に対する
ＥＧＲ量の推移傾向を示す図。

【図７】目標ＥＧＲ量及び目標点火時期等の制御量を算
出する手順を示すフローチャート。

【図８】目標ＥＧＲ量及び目標点火時期等の制御量を算
出する手順を示すフローチャート。

【図９】エンジン回転数及び燃料噴射量の変化に対する
ＥＧＲ用補正係数を補正するための補正係数の推移傾向
を示す図。

【符号の説明】

１１…エンジン、１１ｂ…水温センサ、１４ｃ…クラン
クポジションセンサ、２６…アクセルポジションセン
サ、３６…バキュームセンサ、４１…点火プラグ、４１
ａ…イグナイタ、４２…ＥＧＲ通路、４３…ＥＧＲバル
ブ、４３ａ…ステップモータ。４４…スロットルポジシ
ョンセンサ、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｐ 41/34 41/34 Ｆ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｎ３０１Ｂ３０１Ｅ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２ＱＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 ＧＦターム(参考） 3G022 AA03 AA06 AA07 CA06 CA07 CA08 CA09 DA02 EA01 GA01 GA05 GA07 GA08 GA09 3G062 AA06 AA07 BA02 BA04 BA06 BA08 DA01 DA02 FA05 FA06 GA00 GA02 GA04 GA06 GA08 3G084 BA05 BA09 BA13 BA17 BA20 DA04 EB08 FA00 FA10 FA11 FA18 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 AA06 AA09 AA17 AB02 BA05 BA06 BA07 BA09 BB01 DC01 EA01 EA02 EA06 EA07 EA09 EA11 EC10 FA06 HA06Z HA11Z HE00Z HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA15 HA16 JA21 KA06 KA23 LA01 MA01 MA11 NA08 NC04 NE01 NE06 NE14 NE15 NE19 PA07Z PA11Z PA17Z PE00Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関運転状態に基づき燃焼方式が切り換え
られる内燃機関の排気を同機関の吸気系に再循環させる
排気再循環機構と、その排気再循環機構による排気再循
環量を内燃機関の機関温度が低くなるほど減量側に補正
する補正手段とを備える内燃機関の排気環流制御装置に
おいて、前記補正手段による排気再循環量の補正量を内燃機関の
燃焼方式に応じて可変とする補正量可変手段を備えるこ
とを特徴とする内燃機関の排気環流制御装置。
【請求項２】前記補正量可変手段は、燃焼される混合気
の空燃比がリーンになる燃焼方式ほど、前記排気再循環
量の減量側への補正が大きくなるように前記補正量を設
定する請求項１記載の内燃機関の排気環流制御装置。
【請求項３】前記内燃機関の燃焼方式は、成層燃焼、弱
成層燃焼、均質リーン燃焼、及び均質ストイキ燃焼の間
で切り換えられるものであって、前記補正量可変手段
は、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、弱成層燃焼、
及び成層燃焼の順に、前記排気再循環量の減量側への補
正が大きくなるように前記補正量を設定する請求項２記
載の内燃機関の排気環流制御装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関
の排気環流制御装置において、前記補正量可変手段によって前記排気再循環量の減量側
への補正が大きくなるように前記補正量が設定されるほ
ど、内燃機関の点火時期を遅角側に補正する点火時期補
正手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の排気環
流制御装置。
【請求項５】前記補正量可変手段は、機関回転数と機関
負荷との少なくとも一方を加味して前記補正量を設定す
る請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気環流
制御装置。