JP4191320B2 - 内燃機関のｅｇｒ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸気ポート噴射の火花点火式内燃機関において、燃費の改善および排気ガス浄化を目的として排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御が行われている。
【０００３】
ところで、近時、ガソリンを燃焼室に直接噴射して希薄成層燃焼させる、いわゆる直接噴射型のガソリン内燃機関が提案されているが、そのような機関においてもＥＧＲ制御が行われており、その例として、特開平９−３２６５１号公報記載の技術を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
直接噴射機関においては、低回転低負荷の運転領域では燃料を圧縮行程で噴射して空燃比が例えば３０以上となる成層燃焼（超希薄成層燃焼）を生じさせると共に、高回転高負荷の運転領域では吸入行程で噴射して空燃比が例えば２０以下の予混合燃焼（均一燃焼）を生じさせる。
【０００５】
成層燃焼域にあってはＮＯｘ（窒素酸化物）成分低減のためにＥＧＲ（還流）量（率）を増加させるのが望ましく、またＥＧＲ量を増加させても、図２７に示す如く、成層化のためにＥＧＲ限界は高く、燃焼の安定性がそれほど変動しない。他方、予混合燃焼域にあっては、ＥＧＲ量が増加するにつれて燃焼が不安定となるため、成層燃焼域に比してＥＧＲ限界は低く、必要とするＥＧＲ量は比較的小さい。
【０００６】
また、図２８に示す如く、成層燃焼域にあってはＮＯｘ成分低減のために大量のＥＧＲガスを必要とするが、スロットル開度が全開で運転されるために吸排気差圧が小さいことから、ＥＧＲガスを導入し難い。
【０００７】
他方、予混合燃焼域にあっては通常の吸気ポート噴射機関と同様にスロットル開度を介して負荷を制御するために吸排気差圧は十分にあるが、図２７に示す如く、ＥＧＲ量を増加させると燃焼が不安定になり、ＥＧＲ限界は高くない。従って、ＥＧＲバルブ径は通常の吸気ポート噴射機関と同程度のもので足る。
【０００８】
このように、成層燃焼域と予混合燃焼域とではＥＧＲ限界が相違するが、他方、燃焼形態は、運転状態の変化に応じて成層燃焼と予混合燃焼の間で頻繁に切り換えられる。
【０００９】
従って、ＥＧＲ（制御）バルブの特性を比較的ＥＧＲ限界の低い予混合燃焼域を基準に設定すると、図２９（ａ）（ｂ）に示す如く、運転状態に応じて切り換えられて成層燃焼域となった場合にＥＧＲバルブの応答性が十分ではなく、ＥＧＲ還流量が不足する。他方、ＥＧＲバルブの特性を成層燃焼域を基準に設定すると、切り換えられて予混合燃焼域となった場合にＥＧＲバルブの応答性が高くなり過ぎてＥＧＲ量が過剰になる。
【００１０】
このようなＥＧＲ量の過不足は、同図（ｃ）に示す如く、燃焼が不安定となって失火を招き、ドライバビリティ（運転性）を低下させると共に、同図（ｄ）に示す如く、未燃ＨＣを増加させてエミッション性能を低下させる。
【００１１】
ＥＧＲ量を低く設定すれば失火等は防止できるが、所期のエンジン性能を十分に活用することができず、燃費性能の点でも望ましくない。
【００１２】
その点で、上記した従来技術においては、成層燃焼から予混合燃焼に切り換えられた場合はＥＧＲバルブの駆動速度を速くすると共に、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられた場合はＥＧＲバルブの駆動速度を遅くすることが提案されている。
【００１３】
しかしながら、上記した従来技術は、成層燃焼域と予混合燃焼域でＥＧＲ制御を行って排気ガス浄化を図ると共に、燃焼状態の切り換えに伴う出力不足やトルクショックの低減を防止し、さらにはＥＧＲ率を変化させるときの過渡的な燃焼の悪化を防止することを課題としている。
【００１４】
従って、予混合燃焼への移行時にＥＧＲバルブの駆動速度を速くするのは、燃焼の悪化を招くことなく機関出力増加要求への応答性を上げるためである。また、成層燃焼への移行時にＥＧＲバルブの駆動速度を遅くするのは、過渡時の燃焼の悪化を回避するためである。
【００１５】
また、上記した従来技術においては、ＥＧＲバルブの閉方向の駆動速度を開方向に比して大きくすることも提案されているが、これも同様の理由に基づく。
【００１６】
即ち、従来技術の提案は燃焼状態に応じてＥＧＲバルブの駆動速度を変化させることに止まり、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量の実現を図ることについては提案するものではなかった。
【００１７】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量を実現し、失火を防止すると共に、ドライバビリティ（運転性）の低下、燃料消費率の低下、あるいはエミッション性能の低下などを防止するようにした内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１項において、内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ通路に前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、前記流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態を前記ＥＧＲバルブが前記予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で前記流量制御バルブを開側に駆動する如く構成した。
【００１９】
ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態をＥＧＲバルブが予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で開側に駆動する如く構成したので、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量を実現し、失火を防止すると共に、ドライバビリティ（運転性）の低下、燃料消費率の低下、あるいはエミッション性能の低下などを防止することができる。特に、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたとき、高応答の流量制御バルブを用いることで、ＥＧＲバルブの応答遅れによってＥＧＲ量が過剰になることがない。
【００２５】
請求項２項にあっては、内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および前記ＥＧＲ通路と前記分岐管の分岐点に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、前記通路切り換えバルブを駆動して前記ＥＧＲバルブ側の前記ＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ前記第２のＥＧＲバルブ側の前記分岐路を開放する如く構成した。
【００２６】
ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、およびＥＧＲ通路と分岐管の分岐点に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、通路切り換えバルブを駆動してＥＧＲバルブ側のＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ第２のＥＧＲバルブ側の分岐路を開放する如く構成したので、請求項１項で述べたのと同様な作用効果を得ることができる。また、請求項３項にあっては、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブを全開とし、前記ＥＧＲバルブの流量が前記第２のＥＧＲバルブの流量以上となるまで前記第２のＥＧＲバルブを介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように前記通路切り換えバルブを制御する如く構成した。これにより、成層燃焼域への移行時の応答性を向上させることができ、その際のエミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【００２７】
請求項４項にあっては、内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブと、前記ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および前記分岐路に設けられると共に、前記第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブおよび前記流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブおよび前記第２の流量制御バルブを開側に駆動する如く構成した。
【００２８】
ＥＧＲ通路に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い第１の流量制御バルブと、ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および分岐路に設けられると共に、第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブおよび流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、第２のＥＧＲバルブおよび第２の流量制御バルブを開側に駆動する如く構成したので、請求項１項で述べた作用効果に加え、２種のＥＧＲバルブの径が大きくに異なる場合でもＥＧＲ量が不足するといった不都合を防止することができる。また、請求項５項にあっては、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ、前記流量制御バルブ、前記第２のＥＧＲバルブおよび前記第２の流量制御バルブを全て開側に駆動する如く構成した。これにより、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、移行時の応答性を向上させることができ、エミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置を説明する。
【００３０】
図１はその装置を全体的に示す概略図である。
【００３１】
図において、符号１０は直列４気筒の内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から導入された吸気は、サージタンク１６を通り、スロットルバルブ１８でその流量を調節されつつインテーク（吸気）マニホルド２０を経て、２個の吸気バルブ（図示せず）を介して第１から第４シリンダ（気筒）２２に流入する。図では１つのシリンダのみ示す。
【００３２】
各シリンダにはピストン２４が移動自在に設けられると共に、その頂部に凹部が形成され、ピストン頂部とシリンダヘッド２６の内壁との間には、燃焼室２８が形成される。燃焼室２８に臨む位置の中央付近には、インジェクタ（燃料噴射弁）３０が設けられる。このように、この実施の形態に係るエンジン１０は、ガソリン燃料を燃焼室に直接噴射する、直接噴射型のエンジンである。
【００３３】
インジェクタ３０は燃料供給管３４に接続され、燃料供給管３４を通じて燃料タンク（図示せず）から燃料ポンプ（図示せず）によって加圧された燃料（ガソリン燃料）の供給を受け、開弁するとき、燃焼室２８に直接噴射する。
【００３４】
また、各気筒の燃焼室２８には点火プラグ３６が配置される。点火プラグ３６は点火コイルを含む点火装置（図示せず）から点火エネルギの供給を受け、所定の点火時期において噴射燃料と吸入空気の混合気を第１、第３、第４、第２シリンダの順で点火する。点火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン２４を駆動する。
【００３５】
燃焼後の排気ガスは、２個の排気バルブ（図示せず）を介してエキゾースト（排気）マニホルド４０に排出され、排気管４２を進んでＮＯｘ成分除去触媒装置４４および三元触媒装置４６に達し、そこで浄化されてエンジン外に排出される。
【００３６】
エキゾーストマニホルド４０の下流において、排気管４２はＥＧＲ通路５０を介して吸気管１２（より詳しくはインテークマニホルド）に接続され、排気ガスの一部を吸気系に還流する。
【００３７】
より具体的には、ＥＧＲ通路５０はエキゾーストマニホルド４０の下流で触媒装置４４，４６の上流において排気管４２に接続されると共に、他端が吸気管１２にスロットルバルブ１８の下流において接続される。
【００３８】
ＥＧＲ通路５０にはＥＧＲ通路５０を開閉してＥＧＲ流量を調節するＥＧＲバルブ（あるいはＥＧＲ制御バルブ）５２が設けられ、それらが前記したＥＧＲ機構を構成する。
【００３９】
ＥＧＲバルブ５２はソレノイド（図示せず）を有する電磁ソレノイドバルブからなり、ソレノイドがデューティ比駆動（ＰＷＭ制御）されてリフト量が変化させられ、バルブ開度（開口面積）を段階的あるいは連続的に変化させる。
【００４０】
図２は、図１に示す装置の中のＥＧＲ機構に焦点をおいて機能的に示す説明図であるが、同図に良く示す如く、ＥＧＲ通路５０にはＥＧＲバルブ５２の配置位置の下流側（ＥＧＲガスの流れにおいて）に、流量制御バルブ５４が設けられる。
【００４１】
流量制御バルブ５４も電磁ソレノイドバルブからなり、デューティ比駆動されてそのリフト量を連続的に変化させる。流量制御バルブ５４は、ＥＧＲバルブ５２に比較して応答性が高い、より詳しくは、単位時間当たりのバルブ開度変化量が大きい特性を有する。
【００４２】
図１の説明に戻ると、スロットルバルブ１８はパルスモータ（アクチュエータ）５６に連結され、パルスモータ５６によって駆動される。パルスモータ５６にはスロットルセンサ５８が接続され、パルスモータ回転量を通じてスロットル開度θＴＨに応じた信号を出力する。
【００４３】
ピストン２４はクランクシャフト６０に連結されると共に、クランクシャフト６０の付近にはクランク角センサ６２が配置される。クランク角センサ６２は、クランクシャフト６０に取りつけられたパルサ６２ａおよびそれに対向配置された磁気ピックアップ６２ｂからなる。
【００４４】
クランク角センサ６２は、特定のシリンダの所定クランク角度ごとに、即ち、クランク角度７２０度ごとに気筒判別用のＣＹＬ信号を、各シリンダの上死点（ＴＤＣ。クランク角度１８０度）ごとにＴＤＣ信号を、ＴＤＣ信号間隔を細分したクランク角度３０度ごとにＣＲＫ信号を出力する。
【００４５】
吸気管１２のスロットルバルブ１８配置位置付近には絶対圧（ＭＡＰ）センサ６６が設けられ、スロットル下流の吸気圧力を図示しない通路を介して導入して吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じた信号を出力する。また、吸気管１２においてスロットルバルブ１８の配置位置の上流側には吸気温センサ６８が設けられ、吸入空気の温度ＴＡに応じた信号を出力する。
【００４６】
また、シリンダ２２の付近には水温センサ７０が設けられ、シリンダ冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。排気管４２には触媒装置４４，４６の上流側においてＯ2 センサ（空燃比センサ）７２が設けられ、排気ガス中の酸素濃度に比例した信号を出力すると共に、触媒装置４４，４６の下流側において排気温度センサ７４が設けられ、排気ガス温度ＴＥＸに比例した信号を出力する。
【００４７】
さらに、エンジン１０の適宜位置には大気圧センサ７６が設けられ、エンジン１０が位置する場所の大気圧ＰＡに比例した信号を出力する。また、前記したＥＧＲバルブ５２の付近にはリフトセンサ７８が設けられ、ＥＧＲバルブ５２のリフト量（変位量）ＬＡＣＴ、即ち、実ＥＧＲ量に比例した信号を出力する。
【００４８】
さらに、アクセルペダル（図示せず）の付近にはアクセル開度センサ８０が設けられ、運転者により操作されるアクセル開度（アクセルペダル踏み込み量）θＡＰに応じた信号を出力する。
【００４９】
これらセンサ出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）８２に送られる。ＥＣＵ８２はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを備える。
【００５０】
ＥＣＵ８２は上記したセンサ入力値に基づいて後述の如く燃料噴射制御およびＥＧＲ制御などを行う。また、ＥＣＵ８２はカウンタ（図示せず）を備え、クランク角センサ６２が出力するＣＲＫ信号をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出する。
【００５１】
次いで、この実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置の動作を説明する。
【００５２】
最初に、図３を参照してエンジン１０についてＥＧＲ制御を含む、エンジン制御全体を説明する。
【００５３】
以下説明すると、Ｓ１０でエンジン１０の運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）、実ＥＧＲ（還流）量（率）ＬＡＣＴなどを検出する。即ち、それら運転状態を示すセンサ出力を読み込む。
【００５４】
次いでＳ１２に進み、検出した運転状態に応じて燃焼形態を決定する。即ち、エンジン１０は直接噴射型のエンジンであることから、検出した運転状態に応じて成層燃焼と予混合燃焼のうちのいずれかに決定あるいは切り換える。
【００５５】
より具体的には、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）から図４に示すマップを検索し、燃焼形態を決定する。成層燃焼に決定し（切り換え）たときはフラグＦ．ＤＩＳＣのビットを１にセットすると共に、予混合燃焼に決定し（切り換え）たときはそのビットを０にリセットする。
【００５６】
次いでＳ１４に進み、スロットル開度θＴＨを制御する。
【００５７】
ここで、図示の直接噴射型のエンジン１０の制御について概説すると、先ず検出したエンジン回転数ＮＥとアクセル開度θＡＰから目標トルクＰＭＥを算出し、算出した目標トルクＰＭＥと検出したエンジン回転数ＮＥから目標空燃比ＫＣＭＤを算出する。
【００５８】
目標空燃比ＫＣＭＤは、より具体的には、点火プラグ３６近傍の空燃比が負荷に関わらず１２．０：１から１５．０：１となると共に、筒内平均空燃比が高負荷かつ高回転時には１２．０：１から２２．０：１の間、低負荷かつ中低回転時にはそれを超えて６０．０：１までの値となるように設定される。
【００５９】
燃料噴射時期は、予混合燃焼では吸入行程に設定され、その中の所定のクランク角度でガソリン（燃料）が噴射（供給）されると共に、成層燃焼時では圧縮行程に設定され、その中の所定のクランク角度でガソリンが噴射される。
【００６０】
他方、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから基本燃料噴射量ＴＩを算出し、次いで出力燃料噴射量ＴＯＵＴを以下のように算出する。尚、燃料噴射量は全てインジェクタ３０の開弁時間で算出する。
ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＣＭＤＭ×ＫＥＧＲ×ＫＯ2 ×ＫＴ＋ＴＴ
【００６１】
上記で、ＫＣＭＤＭは目標空燃比補正係数であり、前記した目標空燃比ＫＣＭＤに充填効率補正を施して求める。尚、目標空燃比補正係数ＫＣＭＤＭも目標空燃比ＫＣＭＤも、実際には、当量比で求められる。
【００６２】
ＫＥＧＲはＥＧＲによる補正係数であり、後述する目標ＥＧＲ量に応じて算出する。また、ＫＯ2 はＯ2 センサ７２の出力に基づく空燃比フィードバック補正係数である。さらに、ＫＴは残余の乗算形式による補正項、ＴＴは残余の加算形式による補正項である。
【００６３】
Ｓ１４においてはエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）および燃焼形態に応じてスロットル開度θＴＨの目標値を算出し、それに基づいてパルスモータ５６に供給すべき操作量を算出し、駆動回路（図示せず）を介して出力する。尚、成層燃焼域にあってはスロットル開度θＴＨは全開もしくは大気圧近傍の吸気管内圧力が得られるほどの開度に制御される。
【００６４】
次いでＳ１６に進み、前記したように燃料噴射量（出力燃料噴射量ＴＯＵＴ）を算出し、決定された燃焼形態に応じて吸入行程あるいは圧縮行程の所定のクランク角度で出力して燃料噴射量および時期を制御する。
【００６５】
次いでＳ１８に進み、点火時期を制御する。これは、エンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）から基本点火時期を決定し、水温などで補正して出力点火時期を決定し、燃料が噴射された後、所定の間隔をおいて出力することで行う。
【００６６】
次いでＳ２０に進み、ＥＧＲ制御を行う。
【００６７】
図５はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６８】
以下説明すると、Ｓ１００において前記したフラグＦ．ＤＩＳＣのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１０２に進み、検出したエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡおよび燃焼形態から成層燃焼用目標ＥＧＲ（還流）量（率）をＥＧＲバルブ５２のリフト量で算出する。
【００６９】
次いでＳ１０４に進み、成層燃焼用ＥＧＲ制御パラメータを設定、即ち、ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４のソレノイドに供給すべき通電量をそれぞれ算出し、Ｓ１０６に進み、成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータ、即ち、ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４を駆動する。
【００７０】
図６はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであり、以下説明すると、Ｓ２００でＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ２０２に進み、流量制御バルブ５４も開側へ駆動する。
【００７１】
また、図５フロー・チャートにおいてＳ１００において否定されるときはＳ１０８に進み、検出したエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡおよび燃焼形態から予混合燃焼用目標ＥＧＲ量（率）をＥＧＲバルブ５２のリフト量で算出し、Ｓ１１０に進み、予混合燃焼用ＥＧＲ制御パラメータを設定する。
【００７２】
即ち、成層燃焼の場合と同様に、ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４のソレノイドに供給すべき通電量をそれぞれ算出し、Ｓ１１２に進み、予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータ（ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４）を駆動する。
【００７３】
図７はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであり、以下説明すると、Ｓ３００でＥＧＲバルブ５２を閉側（閉じ方向）へ駆動し、Ｓ３０２に進み、流量制御バルブ５４も閉側へ駆動する。
【００７４】
図８を参照して上記を説明する。
【００７５】
成層燃焼域ではＥＧＲ限界も高いことから、ＥＧＲバルブ５２と流量制御バルブ５４を共に開き方向に駆動する。これによってＥＧＲ量を増加させることができ、同図下部に示すように排ガス中のＮＯｘ成分を低減することができると共に、未燃ＨＣ（炭化水素）も低減することができ、エミッション性能を向上させることができる。
【００７６】
その後、エンジン負荷の増加に伴って燃焼形態が成層燃焼からＥＧＲ限界が比較的低い予混合燃焼に切り換えられたとする。従って図５フロー・チャートのＳ１００の判断は否定されてＳ１０８以降に進んでＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４が閉じ方向に駆動される。
【００７７】
流量制御バルブ５４はＥＧＲバルブ５２に比して応答性が高い、即ち、単位時間当たりのバルブ開度変化が大きいことから、比較的短時間でオフ（全閉）状態となる。そして、流量制御バルブ５４を所定時間保持した後、成層燃焼への切り換えに備えて再び開き方向に駆動しておく。
【００７８】
図９を参照して説明すると、ＥＧＲバルブ５２と流量制御バルブ５４の合成開度（開口面積）を同図（ａ）、流量制御バルブ５４の開度（開口面積）を同図（ｂ）とするとき、流量制御バルブ５４を同図（ｂ）に破線で示す如く駆動制御することで、同図（ｃ）に示すような目標ＥＧＲ量を実現することができる。
【００７９】
この実施の形態は上記の如く構成したので、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたときも、高応答の流量制御バルブ５４を用いることで、ＥＧＲバルブ５２の応答遅れによってＥＧＲ量が過剰になることがない。
【００８０】
従って、図８に示す如く、燃焼変動がなくて失火が発生することがないことから、失火による未燃ＨＣが排出されるのを有効に防止することができる。また、ＥＧＲバルブ５２に加えて流量制御バルブ５４を用いることで還流できるＥＧＲ量を増加することができ、成層燃焼域にあっては要求されるＥＧＲ限界までＥＧＲガスを供給することができる。
【００８１】
尚、この発明の要旨はＥＧＲ機構の機械的な構成に基づく作動原理にあり、ＥＧＲ制御自体にはないので、図８などにおいて目標ＥＧＲ量などは単純化して示した。
【００８２】
図１０はこの発明の第２の実施の形態に係る装置の動作を示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【００８３】
第２の実施の形態に係る装置においては、パルスモータ５６を介してスロットルバルブ１８を制御するようにした。
【００８４】
吸気ポート噴射エンジンの場合、通常、必要とされるＥＧＲ量は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに対して最適なエンジン性能が得られるように設定される。ＥＧＲバルブ径は最大ＥＧＲ量に応じて設定され、ＥＧＲ量が最大値未満のときはリフト量で調整している。
【００８５】
しかしながら、先にも述べた如く、成層燃焼域では必要とされるＥＧＲ量が大きいことに加え、スロットル全開で運転されることから吸排気差圧が激減し、前記したような不都合を生じている。
【００８６】
そこで、第２の実施の形態に係る装置においては、図１１（ａ）に示す如く、正味燃料消費率がほとんど悪化しない範囲（ＰＢ１で示す）において、パルスモータ５６を介してスロットルバルブ１８を閉じ方向に制御することで、吸排気差圧を増加させ、還流できるＥＧＲ量を増加させるようにした。
【００８７】
これによって、同図（ｂ）（ｃ）に示す如く、ＥＧＲバルブ５２のリフト量を、上記した制御を行わない場合（Ａで示す）に比してＢまで低減させることができ、リフト量最大値Ｂの範囲内で吸気負圧制御を行うことで上記した不都合を解消できると共に、ＥＧＲバルブ５２もその分だけ小型化することができる。
【００８８】
図１２を参照して上記をさらに説明すると、図１２（ａ）に示す如く、ＥＧＲバルブ５２の流量は、同一圧力では開度（開口面積）に比例するが、同図（ｂ）に示す如く、同一開度では圧力２乗根に比例する。同図（ｃ）に示す如く、低流量域では開度制御を行うと共に、開度がほぼ全開に達した後はスロットル開度による吸気負圧制御を行うことで、必要とする目標ＥＧＲ量を応答遅れなく実現することができる。
【００８９】
上記を前提として図１３および図１４フロー・チャートを参照して第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する。
【００９０】
尚、図１３は、第１の実施の形態に係る図６と同様の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャート、図１４は、第１の実施の形態に係る図７と同様の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【００９１】
以下説明すると、成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理にあってはＳ４００においてＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ４０２に進み、スロットル開度θＴＨの閉側（閉じ方向）補正値を算出する。
【００９２】
逆に、図１４フロー・チャートに示す予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理にあってはＳ５００においてＥＧＲバルブ５２を閉側（閉じ方向）へ駆動し、Ｓ５０２に進み、スロットル開度θＴＨの開側（開き方向）補正値を算出する。
【００９３】
尚、図１３フロー・チャートのＳ４０２あるいは図１４フロー・チャートのＳ５０２で算出された補正値に基づいて第１の実施の形態で述べた図３フロー・チャートのＳ１４の処理において目標スロットル開度が補正される。
【００９４】
この実施の形態は上記の如く構成したので、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたときも、応答遅れが生じることがなく、よって燃焼変動あるいは失火発生を防止することができ、失火による未燃ＨＣが排出されるのを有効に防止することができる。
【００９５】
さらに、パルスモータ（アクチュエータ）が既存のものを利用することができる場合、構成としても簡易である。また、ＥＧＲバルブ５２を小型化させることができる。
【００９６】
図１５および図１６はこの発明の第３の実施の形態に係る装置の動作を示す、第２の実施の形態に係る図１３および図１４と同様の成層燃焼用および予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【００９７】
以下説明すると、成層燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ６００においてＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ６０２に進み、スロットル開度θＴＨの閉側（閉じ方向）補正値を算出し、Ｓ６０４に進み、流量制御バルブ５４を開側へ駆動する。
【００９８】
また、図１６フロー・チャートに示す予混合燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ７００においてＥＧＲバルブ５２を閉側（閉じ方向）へ駆動し、Ｓ７０２に進み、スロットル開度θＴＨの開側（開放方向）補正値を算出し、Ｓ７０４に進み、流量制御バルブ５４を閉側へ駆動する。
【００９９】
即ち、第３の実施の形態は第１の実施の形態と第２の実施の形態を併合させたものであって、第２の実施の形態のスロットル開度制御に第１の実施の形態の流量制御バルブ制御を追加するようにした。
【０１００】
第３実施の形態は上記の如く構成したので、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ還流量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたときも、第２の実施の形態に比して応答遅れを生じるのを一層効果的に防止することができ、よって燃焼変動あるいは失火発生を一層効果的に防止することができる。
【０１０１】
図１７はこの発明の第４の実施の形態に係る装置の構成を示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【０１０２】
図示の如く、第４の実施の形態に係る装置においては、ＥＧＲ通路５０をＥＧＲバルブ５２の下流（ＥＧＲガスの流れにおいて）側で分岐させ、排気マニホルド４０と他端で接続する分岐路８８を形成し、そこに第２のＥＧＲバルブ９０を配置すると共に、分岐点、即ち、ＥＧＲバルブ５２と第２のＥＧＲバルブの下流に通路切り換えバルブ９２を設けるように構成した。
【０１０３】
即ち、複数個、より詳しくは２個のＥＧＲバルブ５２，９０を並列に配置し、切り換えバルブ９２を介してそのいずれかを選択的に使用するようにした。
【０１０４】
第１ないし第３の実施の形態に係る装置は、成層燃焼域から予混合燃焼域に切り換えられた際にＥＧＲ量が過剰となるのを防止するには有効であるが、予混合燃焼域から成層燃焼域に移行する際の、ＥＧＲバルブ応答遅れによるＥＧＲ量が不足することによる排気ガス組成および燃料消費率の悪化に対しては、必ずしも有効ではなかった。
【０１０５】
従って、第４の実施の形態に係る装置においては、ＥＧＲバルブ５２の径を成層燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定すると共に、第２のＥＧＲバルブ９０の径を予混合燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定するように構成した。
【０１０６】
換言すれば、第２のＥＧＲバルブ９０の径は、ＥＧＲバルブ５２の径より小さく、換言すれば応答性が高いように設定する。また、バルブ径に応じて分岐路８８もＥＧＲ通路５０のそれに比して小径となるように設定する。
【０１０７】
かかる２種のＥＧＲバルブ５２，９０を並列に配置し、決定された燃焼形態（燃焼域）に応じて通路切り換えバルブ９２を介してＥＧＲ通路５０および分岐路８８のいずれかを通ってＥＧＲガスが吸気系に還流されるように、２種のＥＧＲバルブ５２，９０のいずれかを選択的に使用するようにした。通路切り換えバルブ９２は高応答のものを使用する。
【０１０８】
図１８および図１９はこの発明の第４の実施の形態に係る装置の動作を示す、第２の実施の形態に係る図１３および図１４と同様の成層燃焼用および予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【０１０９】
図２０タイム・チャートを参照しつつ図１８および図１９フロー・チャートを説明すると、成層燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ８００において比較的容量の大きいＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ８０２に進み、大容量ＥＧＲバルブ５２側へ、即ち、通路切り換えバルブ９２をＥＧＲ通路５０を開放するように駆動し、Ｓ８０４に進み、比較的容量の小さい第２のＥＧＲバルブ９０を閉側（閉じ方向）へ駆動する（図２０（ａ）（ｂ））。
【０１１０】
また、図１９フロー・チャートに示す予混合燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ９００において第２のＥＧＲバルブ９０を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ９０２に進み、通路切り換えバルブ９２を小容量ＥＧＲバルブ９０側へ、即ち、分岐路８８を開放するように駆動し、Ｓ９０４に進み、ＥＧＲバルブ５２を閉側に駆動する（図２０（ａ）（ｂ））。
【０１１１】
第４の実施の形態においては、成層燃焼から予混合燃焼へ切り換えられるときは高応答の通路切り換えバルブ９２がＥＧＲ通路５０を閉鎖するので、応答遅れが生じることがなく、よって図２０（ｃ）（ｄ）に示すように燃焼変動を抑制することができると共に、エミッション性能も向上させることができる。
【０１１２】
さらに、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、応答性の低い大型のＥＧＲバルブ５２が開側に駆動され始めた時点で応答性の高い第２のＥＧＲバルブ９０を全開にする。
【０１１３】
即ち、ＥＧＲバルブ５２の流量が第２のＥＧＲバルブ９０の流量以上になるまで第２のＥＧＲバルブ９０を併用するように通路切り換えバルブ９２を制御することで、成層燃焼域への移行時の応答性を向上させることができ、その際のエミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【０１１４】
第４の実施の形態は上記の如く構成したので、従前の実施の形態で述べたと同様の効果を得ることができると共に、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられたときのエミッション性能と燃費性能とを向上させることができる。
【０１１５】
図２１はこの発明の第５の実施の形態に係る装置の構造を示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【０１１６】
図示の如く、第５の実施の形態に係る装置においては、ＥＧＲ通路５０をＥＧＲバルブ５２の下流（ＥＧＲガスの流れにおいて）側で分岐させ、第４の実施の形態と同様に排気マニホルド４０と他端で接続する分岐路８８を形成し、そこに第２のＥＧＲバルブ９０を配置すると共に、ＥＧＲバルブ５２の下流（ＥＧＲガスの流れにおいて）に第１ないし第３の実施の形態と同様に流量制御バルブ５４を設け、さらに第２のＥＧＲバルブ９０の下流にも第２の流量制御バルブ９４を設けるようにした。
【０１１７】
即ち、先の第４の実施の形態においては２種のＥＧＲバルブ５２，９０を設けたが、ＥＧＲバルブ５２，９０の径が極端に異なる場合、小径のＥＧＲバルブ９０の最大流量と大径のＥＧＲバルブ５２の最大流量が等しくなった後は、目標とするリフト量までに、やはり、ＥＧＲ量が不足する不都合があった。
【０１１８】
かかる不都合を解決するために、第５の実施の形態に係る装置においてはＥＧＲバルブごとに流量制御バルブ５４，９４を設け、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられた際、ＥＧＲバルブ５２と第２のＥＧＲバルブ９０を同時に使用し、切り換え時の応答性遅れを低減し、ＥＧＲ量の不足を最小限度に止めるようにした。
【０１１９】
尚、第５の実施の形態に係る装置においても、ＥＧＲバルブ５２の径を成層燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定すると共に、第２のＥＧＲバルブ９０の径を予混合燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定する。
【０１２０】
また、バルブ径に応じて分岐路８８も、ＥＧＲ通路５０のそれに比して小径となるように設定する。さらに、流量制御バルブ５４，９４はＥＧＲバルブ５２および第２のＥＧＲバルブ９０に比して高応答のものを使用する。
【０１２１】
図２２および図２３はこの発明の第５の実施の形態に係る装置の動作を示す、第４の実施の形態に係る図１８および図１９と同様の成層燃焼用および予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【０１２２】
図２４タイム・チャートを参照しつつ説明すると、成層燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ１０００において大容量のＥＧＲバルブ５２を開側（開放方向）へ駆動し、Ｓ１００２に進み、第１の流量制御バルブ５４を開側へ駆動し、Ｓ１００４に進み、小容量の第２のＥＧＲバルブ９０を開側へ駆動し、Ｓ１００６に進み、第２に流量制御バルブ９４を開側へ駆動する。このように４種のバルブを全て開き方向に駆動する（図２４（ａ）（ｂ）（ｃ））。
【０１２３】
また、図２３に示す予混合燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ１１００においてＥＧＲバルブ５２を閉側へ駆動し、Ｓ１１０２に進み、第１の流量制御バルブ５４を閉側へ駆動し、Ｓ１１０４に進み、第２のＥＧＲバルブ９０を開側へ駆動し、Ｓ１１０６に進み、第２に流量制御バルブ９４を開側へ駆動する。このように４種のバルブの２種を閉じ方向に駆動すると共に、残りを開き方向に駆動する。。
【０１２４】
第５の実施の形態においては、成層燃焼から予混合燃焼へ切り換えられるとき、図２４（ａ）（ｂ）に示す如く、高応答の流量制御バルブ５４がＥＧＲ通路５０を閉鎖するので、応答遅れが生じることがなく、よって同図（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように燃焼変動を抑制することができると共に、エミッション性能も向上させることができる。
【０１２５】
さらに、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、４種のバルブを全て開側に制御することで、同図（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように移行時の応答性を向上させることができ、エミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【０１２６】
即ち、先の第４の実施の形態においては、図２５に示す如く、過渡時に吸入空気量変化によるＥＧＲ流量変化が大きく、圧力変化を考慮してバルブ開度を制御する必要があった。
【０１２７】
それに対し、第５の実施の形態においては、図２６に示す如く、ＥＧＲバルブ５２および第２のＥＧＲバルブ９０の下流に流量制御バルブ５４，９４を設けることにより、吸気圧力によることなく、開度（開口面積）に対する流量特性を所定の特性にすることができ、これによって予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられたときの応答性を向上させることができる。
【０１２８】
第５の実施の形態は上記の如く構成したので、第４の実施の形態で述べたと同様の効果を得ることができると共に、さらに予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられたときの応答性を改善することができ、よってその際のエミッション性能と燃費性能を一層向上させることができる。
【０１２９】
上記の如く、第１の実施の形態において、内燃機関（エンジン１０）の排気系（エキゾーストマニホルド４０）と吸気系（吸気管１２）を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路５０と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ５２からなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）など）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ６２、絶対圧センサ６６、ＥＣＵ８２，Ｓ１０）、前記検出された運転状態に応じて前記燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段（ＥＣＵ８２，Ｓ１２）、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段（ＥＣＵ８２，Ｓ２０）を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ通路に前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブ５４を設けると共に、前記燃焼形態切り換え手段によって燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２を閉側に駆動すると共に、前記流量制御バルブ５４を全閉状態とし、且つその状態を前記ＥＧＲバルブが前記予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で前記流量制御バルブを開側に駆動する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ３００，Ｓ３０２）如く構成した。
【０１３２】
また、第４の実施の形態において、内燃機関（エンジン１０）の排気系（エキゾーストマニホルド４０）と吸気系（吸気管１２）を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路５０と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ５２からなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）など）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ６２、絶対圧センサ６６、ＥＣＵ８２，Ｓ１０）、前記検出された運転状態に応じて前記燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段（ＥＣＵ８２，Ｓ１２）、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段（ＥＣＵ８２，Ｓ２０）を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路５０から分岐された分岐路８８と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２よりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブ９０と、および前記ＥＧＲ通路５０と前記分岐管８８の分岐点に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２に比して応答性の高い通路切り換えバルブ９２とを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記第２のＥＧＲバルブ９０を開側に駆動すると共に、前記通路切り換えバルブを駆動して前記ＥＧＲバルブ側の前記ＥＧＲ通路５０を閉鎖し、且つ前記第２のＥＧＲバルブ側の前記分岐路８８を開放する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ９００からＳ９０４）如く構成した。また、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２を開側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブ９０を全開とし、前記ＥＧＲバルブ５２の流量が前記第２のＥＧＲバルブ９０の流量以上となるまで前記第２のＥＧＲバルブ９０を介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように前記通路切り換えバルブ９２を制御する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ８００からＳ８０４）如く構成した。
【０１３３】
また、第５の実施の形態において、内燃機関（エンジン１０）の排気系（エキゾーストマニホルド４０）と吸気系（吸気管１２）を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路５０と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ５２からなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）など）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ６２、絶対圧センサ６６、ＥＣＵ８２，Ｓ１０）、前記検出された運転状態に応じて前記燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段（ＥＣＵ８２，Ｓ１２）、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段（ＥＣＵ８２，Ｓ２０）を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路５０に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２に比して応答性の高い流量制御バルブ５４と、前記ＥＧＲ通路５０から分岐された分岐路８８と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２よりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブ９０と、および前記分岐路８８に設けられると共に、前記第２のＥＧＲバルブ９０に比して応答性の高い第２の流量制御バルブ９４とを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２および前記流量制御バルブ５４を閉側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブ９０および前記第２の流量制御バルブ９４を開側に駆動する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ１１００からＳ１１０６）如く構成した。また、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２、前記流量制御バルブ５４、前記第２のＥＧＲバルブ９０および前記第２の流量制御バルブ９４を全て開側に駆動する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ１０００からＳ１００６）如く構成した。
【０１３４】
尚、この発明を直接噴射型のエンジンを例にとって説明したが、この発明は、通常の吸気ポート噴射エンジンがリーンバーン制御を行う場合にも妥当する。
【０１３５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態をＥＧＲバルブが予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で開側に駆動する如く構成したので、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量を実現し、失火を防止すると共に、ドライバビリティ（運転性）の低下、燃料消費率の低下、あるいはエミッション性能の低下などを防止することができる。特に、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたとき、高応答の流量制御バルブを用いることで、ＥＧＲバルブの応答遅れによってＥＧＲ量が過剰になることがない。
【０１３９】
請求項２項にあっては、ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、およびＥＧＲ通路と分岐管の分岐点に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、通路切り換えバルブを駆動してＥＧＲバルブ側のＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ第２のＥＧＲバルブ側の分岐路を開放する如く構成したので、請求項１項で述べたのと同様な作用効果を得ることができる。また、請求項３項にあっては、燃焼形態が予混合燃焼形態から成層燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、第２のＥＧＲバルブを全開とし、ＥＧＲバルブの流量が第２のＥＧＲバルブの流量以上となるまで第２のＥＧＲバルブを介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように通路切り換えバルブを制御する如く構成したので、成層燃焼域への移行時の応答性を向上させることができ、その際のエミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【０１４０】
請求項４項にあっては、ＥＧＲ通路に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い第１の流量制御バルブと、ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および分岐路に設けられると共に、第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブおよび流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、第２のＥＧＲバルブおよび第２の流量制御バルブを開側に駆動する如く構成したので、請求項１項で述べた作用効果に加え、２種のＥＧＲバルブの径が大きくに異なる場合でもＥＧＲ量が不足するといった不都合を防止することができる。また、請求項５項にあっては、燃焼形態が予混合燃焼形態から成層燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブ、流量制御バルブ、第２のＥＧＲバルブおよび第２の流量制御バルブを全て開側に駆動する如く構成したので、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、移行時の応答性を向上させることができ、エミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置のＥＧＲ機構を詳細に示す説明図である。
【図３】図１装置の動作をＥＧＲ制御も含む機関制御全体について示すフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートで運転状態に応じて決定される２種の燃焼形態を示す説明グラフ図である。
【図５】図３フロー・チャートの中のＥＧＲ制御処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図５フロー・チャート中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図７】図５フロー・チャート中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図８】図５に示すＥＧＲ制御処理を説明するタイム・チャートである。
【図９】同様に図５に示すＥＧＲ制御処理を説明する説明グラフ図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態に係る装置の動作を詳細に示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【図１２】第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する説明グラフ図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図６と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１４】第２の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図７と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１５】この発明の第３の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図６と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１６】第３の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図７と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１７】この発明の第４の実施の形態に係る装置の構成を詳細に示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【図１８】第４の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図６と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１９】第４の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図７と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図２０】第４の実施の形態に係る装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【図２１】この発明の第５の実施の形態に係る装置の構成を詳細に示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【図２２】第５の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図１８と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図２３】第５の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図１９と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図２４】第５の実施の形態に係る装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【図２５】第５の実施の形態に係る装置の動作を説明する説明グラフ図である。
【図２６】同様に第５の実施の形態に係る装置の動作を説明する説明グラフ図である。
【図２７】従来技術に係る直接噴射型機関のＥＧＲ限界を吸気ポート噴射機関のそれと対比して示す説明図である。
【図２８】従来技術に係る直接噴射型機関のＥＧＲバルブへの要求特性を吸気ポート機関のそれと対比して示す説明図である。
【図２９】従来技術に係る吸気ポート噴射機関のＥＧＲバルブを直接噴射機関に流用した場合の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１２ 吸気管
２２ シリンダ（気筒）
２８ 燃焼室
３０ インジェクタ（燃料噴射弁）
３６ 点火プラグ
５０ ＥＧＲ通路
５２ ＥＧＲバルブ
５４ 流量制御バルブ
５６ パルスモータ（アクチュエータ）
６２ クランク角センサ
６６ 絶対圧（ＭＡＰ）センサ
８０ アクセル開度センサ
８２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
８８ 分岐路
９０ 第２のＥＧＲバルブ
９２ 通路切り換えバルブ
９４ 第２の流量制御バルブ
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸気ポート噴射の火花点火式内燃機関において、燃費の改善および排気ガス浄化を目的として排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ制御が行われている。
【０００３】
ところで、近時、ガソリンを燃焼室に直接噴射して希薄成層燃焼させる、いわゆる直接噴射型のガソリン内燃機関が提案されているが、そのような機関においてもＥＧＲ制御が行われており、その例として、特開平９−３２６５１号公報記載の技術を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
直接噴射機関においては、低回転低負荷の運転領域では燃料を圧縮行程で噴射して空燃比が例えば３０以上となる成層燃焼（超希薄成層燃焼）を生じさせると共に、高回転高負荷の運転領域では吸入行程で噴射して空燃比が例えば２０以下の予混合燃焼（均一燃焼）を生じさせる。
【０００５】
成層燃焼域にあってはＮＯｘ（窒素酸化物）成分低減のためにＥＧＲ（還流）量（率）を増加させるのが望ましく、またＥＧＲ量を増加させても、図２７に示す如く、成層化のためにＥＧＲ限界は高く、燃焼の安定性がそれほど変動しない。他方、予混合燃焼域にあっては、ＥＧＲ量が増加するにつれて燃焼が不安定となるため、成層燃焼域に比してＥＧＲ限界は低く、必要とするＥＧＲ量は比較的小さい。
【０００６】
また、図２８に示す如く、成層燃焼域にあってはＮＯｘ成分低減のために大量のＥＧＲガスを必要とするが、スロットル開度が全開で運転されるために吸排気差圧が小さいことから、ＥＧＲガスを導入し難い。
【０００７】
他方、予混合燃焼域にあっては通常の吸気ポート噴射機関と同様にスロットル開度を介して負荷を制御するために吸排気差圧は十分にあるが、図２７に示す如く、ＥＧＲ量を増加させると燃焼が不安定になり、ＥＧＲ限界は高くない。従って、ＥＧＲバルブ径は通常の吸気ポート噴射機関と同程度のもので足る。
【０００８】
このように、成層燃焼域と予混合燃焼域とではＥＧＲ限界が相違するが、他方、燃焼形態は、運転状態の変化に応じて成層燃焼と予混合燃焼の間で頻繁に切り換えられる。
【０００９】
従って、ＥＧＲ（制御）バルブの特性を比較的ＥＧＲ限界の低い予混合燃焼域を基準に設定すると、図２９（ａ）（ｂ）に示す如く、運転状態に応じて切り換えられて成層燃焼域となった場合にＥＧＲバルブの応答性が十分ではなく、ＥＧＲ還流量が不足する。他方、ＥＧＲバルブの特性を成層燃焼域を基準に設定すると、切り換えられて予混合燃焼域となった場合にＥＧＲバルブの応答性が高くなり過ぎてＥＧＲ量が過剰になる。
【００１０】
このようなＥＧＲ量の過不足は、同図（ｃ）に示す如く、燃焼が不安定となって失火を招き、ドライバビリティ（運転性）を低下させると共に、同図（ｄ）に示す如く、未燃ＨＣを増加させてエミッション性能を低下させる。
【００１１】
ＥＧＲ量を低く設定すれば失火等は防止できるが、所期のエンジン性能を十分に活用することができず、燃費性能の点でも望ましくない。
【００１２】
その点で、上記した従来技術においては、成層燃焼から予混合燃焼に切り換えられた場合はＥＧＲバルブの駆動速度を速くすると共に、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられた場合はＥＧＲバルブの駆動速度を遅くすることが提案されている。
【００１３】
しかしながら、上記した従来技術は、成層燃焼域と予混合燃焼域でＥＧＲ制御を行って排気ガス浄化を図ると共に、燃焼状態の切り換えに伴う出力不足やトルクショックの低減を防止し、さらにはＥＧＲ率を変化させるときの過渡的な燃焼の悪化を防止することを課題としている。
【００１４】
従って、予混合燃焼への移行時にＥＧＲバルブの駆動速度を速くするのは、燃焼の悪化を招くことなく機関出力増加要求への応答性を上げるためである。また、成層燃焼への移行時にＥＧＲバルブの駆動速度を遅くするのは、過渡時の燃焼の悪化を回避するためである。
【００１５】
また、上記した従来技術においては、ＥＧＲバルブの閉方向の駆動速度を開方向に比して大きくすることも提案されているが、これも同様の理由に基づく。
【００１６】
即ち、従来技術の提案は燃焼状態に応じてＥＧＲバルブの駆動速度を変化させることに止まり、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量の実現を図ることについては提案するものではなかった。
【００１７】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量を実現し、失火を防止すると共に、ドライバビリティ（運転性）の低下、燃料消費率の低下、あるいはエミッション性能の低下などを防止するようにした内燃機関のＥＧＲ制御装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１項において、内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ通路に前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、前記流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態を前記ＥＧＲバルブが前記予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で前記流量制御バルブを開側に駆動する如く構成した。
【００１９】
ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態をＥＧＲバルブが予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で開側に駆動する如く構成したので、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量を実現し、失火を防止すると共に、ドライバビリティ（運転性）の低下、燃料消費率の低下、あるいはエミッション性能の低下などを防止することができる。特に、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたとき、高応答の流量制御バルブを用いることで、ＥＧＲバルブの応答遅れによってＥＧＲ量が過剰になることがない。
【００２５】
請求項２項にあっては、内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および前記ＥＧＲ通路と前記分岐管の分岐点に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、前記通路切り換えバルブを駆動して前記ＥＧＲバルブ側の前記ＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ前記第２のＥＧＲバルブ側の前記分岐路を開放する如く構成した。
【００２６】
ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、およびＥＧＲ通路と分岐管の分岐点に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、通路切り換えバルブを駆動してＥＧＲバルブ側のＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ第２のＥＧＲバルブ側の分岐路を開放する如く構成したので、請求項１項で述べたのと同様な作用効果を得ることができる。また、請求項３項にあっては、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブを全開とし、前記ＥＧＲバルブの流量が前記第２のＥＧＲバルブの流量以上となるまで前記第２のＥＧＲバルブを介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように前記通路切り換えバルブを制御する如く構成した。これにより、成層燃焼域への移行時の応答性を向上させることができ、その際のエミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【００２７】
請求項４項にあっては、内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブと、前記ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および前記分岐路に設けられると共に、前記第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブおよび前記流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブおよび前記第２の流量制御バルブを開側に駆動する如く構成した。
【００２８】
ＥＧＲ通路に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い第１の流量制御バルブと、ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および分岐路に設けられると共に、第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブおよび流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、第２のＥＧＲバルブおよび第２の流量制御バルブを開側に駆動する如く構成したので、請求項１項で述べた作用効果に加え、２種のＥＧＲバルブの径が大きくに異なる場合でもＥＧＲ量が不足するといった不都合を防止することができる。また、請求項５項にあっては、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ、前記流量制御バルブ、前記第２のＥＧＲバルブおよび前記第２の流量制御バルブを全て開側に駆動する如く構成した。これにより、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、移行時の応答性を向上させることができ、エミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置を説明する。
【００３０】
図１はその装置を全体的に示す概略図である。
【００３１】
図において、符号１０は直列４気筒の内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から導入された吸気は、サージタンク１６を通り、スロットルバルブ１８でその流量を調節されつつインテーク（吸気）マニホルド２０を経て、２個の吸気バルブ（図示せず）を介して第１から第４シリンダ（気筒）２２に流入する。図では１つのシリンダのみ示す。
【００３２】
各シリンダにはピストン２４が移動自在に設けられると共に、その頂部に凹部が形成され、ピストン頂部とシリンダヘッド２６の内壁との間には、燃焼室２８が形成される。燃焼室２８に臨む位置の中央付近には、インジェクタ（燃料噴射弁）３０が設けられる。このように、この実施の形態に係るエンジン１０は、ガソリン燃料を燃焼室に直接噴射する、直接噴射型のエンジンである。
【００３３】
インジェクタ３０は燃料供給管３４に接続され、燃料供給管３４を通じて燃料タンク（図示せず）から燃料ポンプ（図示せず）によって加圧された燃料（ガソリン燃料）の供給を受け、開弁するとき、燃焼室２８に直接噴射する。
【００３４】
また、各気筒の燃焼室２８には点火プラグ３６が配置される。点火プラグ３６は点火コイルを含む点火装置（図示せず）から点火エネルギの供給を受け、所定の点火時期において噴射燃料と吸入空気の混合気を第１、第３、第４、第２シリンダの順で点火する。点火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン２４を駆動する。
【００３５】
燃焼後の排気ガスは、２個の排気バルブ（図示せず）を介してエキゾースト（排気）マニホルド４０に排出され、排気管４２を進んでＮＯｘ成分除去触媒装置４４および三元触媒装置４６に達し、そこで浄化されてエンジン外に排出される。
【００３６】
エキゾーストマニホルド４０の下流において、排気管４２はＥＧＲ通路５０を介して吸気管１２（より詳しくはインテークマニホルド）に接続され、排気ガスの一部を吸気系に還流する。
【００３７】
より具体的には、ＥＧＲ通路５０はエキゾーストマニホルド４０の下流で触媒装置４４，４６の上流において排気管４２に接続されると共に、他端が吸気管１２にスロットルバルブ１８の下流において接続される。
【００３８】
ＥＧＲ通路５０にはＥＧＲ通路５０を開閉してＥＧＲ流量を調節するＥＧＲバルブ（あるいはＥＧＲ制御バルブ）５２が設けられ、それらが前記したＥＧＲ機構を構成する。
【００３９】
ＥＧＲバルブ５２はソレノイド（図示せず）を有する電磁ソレノイドバルブからなり、ソレノイドがデューティ比駆動（ＰＷＭ制御）されてリフト量が変化させられ、バルブ開度（開口面積）を段階的あるいは連続的に変化させる。
【００４０】
図２は、図１に示す装置の中のＥＧＲ機構に焦点をおいて機能的に示す説明図であるが、同図に良く示す如く、ＥＧＲ通路５０にはＥＧＲバルブ５２の配置位置の下流側（ＥＧＲガスの流れにおいて）に、流量制御バルブ５４が設けられる。
【００４１】
流量制御バルブ５４も電磁ソレノイドバルブからなり、デューティ比駆動されてそのリフト量を連続的に変化させる。流量制御バルブ５４は、ＥＧＲバルブ５２に比較して応答性が高い、より詳しくは、単位時間当たりのバルブ開度変化量が大きい特性を有する。
【００４２】
図１の説明に戻ると、スロットルバルブ１８はパルスモータ（アクチュエータ）５６に連結され、パルスモータ５６によって駆動される。パルスモータ５６にはスロットルセンサ５８が接続され、パルスモータ回転量を通じてスロットル開度θＴＨに応じた信号を出力する。
【００４３】
ピストン２４はクランクシャフト６０に連結されると共に、クランクシャフト６０の付近にはクランク角センサ６２が配置される。クランク角センサ６２は、クランクシャフト６０に取りつけられたパルサ６２ａおよびそれに対向配置された磁気ピックアップ６２ｂからなる。
【００４４】
クランク角センサ６２は、特定のシリンダの所定クランク角度ごとに、即ち、クランク角度７２０度ごとに気筒判別用のＣＹＬ信号を、各シリンダの上死点（ＴＤＣ。クランク角度１８０度）ごとにＴＤＣ信号を、ＴＤＣ信号間隔を細分したクランク角度３０度ごとにＣＲＫ信号を出力する。
【００４５】
吸気管１２のスロットルバルブ１８配置位置付近には絶対圧（ＭＡＰ）センサ６６が設けられ、スロットル下流の吸気圧力を図示しない通路を介して導入して吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じた信号を出力する。また、吸気管１２においてスロットルバルブ１８の配置位置の上流側には吸気温センサ６８が設けられ、吸入空気の温度ＴＡに応じた信号を出力する。
【００４６】
また、シリンダ２２の付近には水温センサ７０が設けられ、シリンダ冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。排気管４２には触媒装置４４，４６の上流側においてＯ2 センサ（空燃比センサ）７２が設けられ、排気ガス中の酸素濃度に比例した信号を出力すると共に、触媒装置４４，４６の下流側において排気温度センサ７４が設けられ、排気ガス温度ＴＥＸに比例した信号を出力する。
【００４７】
さらに、エンジン１０の適宜位置には大気圧センサ７６が設けられ、エンジン１０が位置する場所の大気圧ＰＡに比例した信号を出力する。また、前記したＥＧＲバルブ５２の付近にはリフトセンサ７８が設けられ、ＥＧＲバルブ５２のリフト量（変位量）ＬＡＣＴ、即ち、実ＥＧＲ量に比例した信号を出力する。
【００４８】
さらに、アクセルペダル（図示せず）の付近にはアクセル開度センサ８０が設けられ、運転者により操作されるアクセル開度（アクセルペダル踏み込み量）θＡＰに応じた信号を出力する。
【００４９】
これらセンサ出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）８２に送られる。ＥＣＵ８２はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを備える。
【００５０】
ＥＣＵ８２は上記したセンサ入力値に基づいて後述の如く燃料噴射制御およびＥＧＲ制御などを行う。また、ＥＣＵ８２はカウンタ（図示せず）を備え、クランク角センサ６２が出力するＣＲＫ信号をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出する。
【００５１】
次いで、この実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置の動作を説明する。
【００５２】
最初に、図３を参照してエンジン１０についてＥＧＲ制御を含む、エンジン制御全体を説明する。
【００５３】
以下説明すると、Ｓ１０でエンジン１０の運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）、実ＥＧＲ（還流）量（率）ＬＡＣＴなどを検出する。即ち、それら運転状態を示すセンサ出力を読み込む。
【００５４】
次いでＳ１２に進み、検出した運転状態に応じて燃焼形態を決定する。即ち、エンジン１０は直接噴射型のエンジンであることから、検出した運転状態に応じて成層燃焼と予混合燃焼のうちのいずれかに決定あるいは切り換える。
【００５５】
より具体的には、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）から図４に示すマップを検索し、燃焼形態を決定する。成層燃焼に決定し（切り換え）たときはフラグＦ．ＤＩＳＣのビットを１にセットすると共に、予混合燃焼に決定し（切り換え）たときはそのビットを０にリセットする。
【００５６】
次いでＳ１４に進み、スロットル開度θＴＨを制御する。
【００５７】
ここで、図示の直接噴射型のエンジン１０の制御について概説すると、先ず検出したエンジン回転数ＮＥとアクセル開度θＡＰから目標トルクＰＭＥを算出し、算出した目標トルクＰＭＥと検出したエンジン回転数ＮＥから目標空燃比ＫＣＭＤを算出する。
【００５８】
目標空燃比ＫＣＭＤは、より具体的には、点火プラグ３６近傍の空燃比が負荷に関わらず１２．０：１から１５．０：１となると共に、筒内平均空燃比が高負荷かつ高回転時には１２．０：１から２２．０：１の間、低負荷かつ中低回転時にはそれを超えて６０．０：１までの値となるように設定される。
【００５９】
燃料噴射時期は、予混合燃焼では吸入行程に設定され、その中の所定のクランク角度でガソリン（燃料）が噴射（供給）されると共に、成層燃焼時では圧縮行程に設定され、その中の所定のクランク角度でガソリンが噴射される。
【００６０】
他方、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから基本燃料噴射量ＴＩを算出し、次いで出力燃料噴射量ＴＯＵＴを以下のように算出する。尚、燃料噴射量は全てインジェクタ３０の開弁時間で算出する。
ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＣＭＤＭ×ＫＥＧＲ×ＫＯ2 ×ＫＴ＋ＴＴ
【００６１】
上記で、ＫＣＭＤＭは目標空燃比補正係数であり、前記した目標空燃比ＫＣＭＤに充填効率補正を施して求める。尚、目標空燃比補正係数ＫＣＭＤＭも目標空燃比ＫＣＭＤも、実際には、当量比で求められる。
【００６２】
ＫＥＧＲはＥＧＲによる補正係数であり、後述する目標ＥＧＲ量に応じて算出する。また、ＫＯ2 はＯ2 センサ７２の出力に基づく空燃比フィードバック補正係数である。さらに、ＫＴは残余の乗算形式による補正項、ＴＴは残余の加算形式による補正項である。
【００６３】
Ｓ１４においてはエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）および燃焼形態に応じてスロットル開度θＴＨの目標値を算出し、それに基づいてパルスモータ５６に供給すべき操作量を算出し、駆動回路（図示せず）を介して出力する。尚、成層燃焼域にあってはスロットル開度θＴＨは全開もしくは大気圧近傍の吸気管内圧力が得られるほどの開度に制御される。
【００６４】
次いでＳ１６に進み、前記したように燃料噴射量（出力燃料噴射量ＴＯＵＴ）を算出し、決定された燃焼形態に応じて吸入行程あるいは圧縮行程の所定のクランク角度で出力して燃料噴射量および時期を制御する。
【００６５】
次いでＳ１８に進み、点火時期を制御する。これは、エンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）から基本点火時期を決定し、水温などで補正して出力点火時期を決定し、燃料が噴射された後、所定の間隔をおいて出力することで行う。
【００６６】
次いでＳ２０に進み、ＥＧＲ制御を行う。
【００６７】
図５はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６８】
以下説明すると、Ｓ１００において前記したフラグＦ．ＤＩＳＣのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１０２に進み、検出したエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡおよび燃焼形態から成層燃焼用目標ＥＧＲ（還流）量（率）をＥＧＲバルブ５２のリフト量で算出する。
【００６９】
次いでＳ１０４に進み、成層燃焼用ＥＧＲ制御パラメータを設定、即ち、ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４のソレノイドに供給すべき通電量をそれぞれ算出し、Ｓ１０６に進み、成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータ、即ち、ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４を駆動する。
【００７０】
図６はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであり、以下説明すると、Ｓ２００でＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ２０２に進み、流量制御バルブ５４も開側へ駆動する。
【００７１】
また、図５フロー・チャートにおいてＳ１００において否定されるときはＳ１０８に進み、検出したエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡおよび燃焼形態から予混合燃焼用目標ＥＧＲ量（率）をＥＧＲバルブ５２のリフト量で算出し、Ｓ１１０に進み、予混合燃焼用ＥＧＲ制御パラメータを設定する。
【００７２】
即ち、成層燃焼の場合と同様に、ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４のソレノイドに供給すべき通電量をそれぞれ算出し、Ｓ１１２に進み、予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータ（ＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４）を駆動する。
【００７３】
図７はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであり、以下説明すると、Ｓ３００でＥＧＲバルブ５２を閉側（閉じ方向）へ駆動し、Ｓ３０２に進み、流量制御バルブ５４も閉側へ駆動する。
【００７４】
図８を参照して上記を説明する。
【００７５】
成層燃焼域ではＥＧＲ限界も高いことから、ＥＧＲバルブ５２と流量制御バルブ５４を共に開き方向に駆動する。これによってＥＧＲ量を増加させることができ、同図下部に示すように排ガス中のＮＯｘ成分を低減することができると共に、未燃ＨＣ（炭化水素）も低減することができ、エミッション性能を向上させることができる。
【００７６】
その後、エンジン負荷の増加に伴って燃焼形態が成層燃焼からＥＧＲ限界が比較的低い予混合燃焼に切り換えられたとする。従って図５フロー・チャートのＳ１００の判断は否定されてＳ１０８以降に進んでＥＧＲバルブ５２および流量制御バルブ５４が閉じ方向に駆動される。
【００７７】
流量制御バルブ５４はＥＧＲバルブ５２に比して応答性が高い、即ち、単位時間当たりのバルブ開度変化が大きいことから、比較的短時間でオフ（全閉）状態となる。そして、流量制御バルブ５４を所定時間保持した後、成層燃焼への切り換えに備えて再び開き方向に駆動しておく。
【００７８】
図９を参照して説明すると、ＥＧＲバルブ５２と流量制御バルブ５４の合成開度（開口面積）を同図（ａ）、流量制御バルブ５４の開度（開口面積）を同図（ｂ）とするとき、流量制御バルブ５４を同図（ｂ）に破線で示す如く駆動制御することで、同図（ｃ）に示すような目標ＥＧＲ量を実現することができる。
【００７９】
この実施の形態は上記の如く構成したので、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたときも、高応答の流量制御バルブ５４を用いることで、ＥＧＲバルブ５２の応答遅れによってＥＧＲ量が過剰になることがない。
【００８０】
従って、図８に示す如く、燃焼変動がなくて失火が発生することがないことから、失火による未燃ＨＣが排出されるのを有効に防止することができる。また、ＥＧＲバルブ５２に加えて流量制御バルブ５４を用いることで還流できるＥＧＲ量を増加することができ、成層燃焼域にあっては要求されるＥＧＲ限界までＥＧＲガスを供給することができる。
【００８１】
尚、この発明の要旨はＥＧＲ機構の機械的な構成に基づく作動原理にあり、ＥＧＲ制御自体にはないので、図８などにおいて目標ＥＧＲ量などは単純化して示した。
【００８２】
図１０はこの発明の第２の実施の形態に係る装置の動作を示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【００８３】
第２の実施の形態に係る装置においては、パルスモータ５６を介してスロットルバルブ１８を制御するようにした。
【００８４】
吸気ポート噴射エンジンの場合、通常、必要とされるＥＧＲ量は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに対して最適なエンジン性能が得られるように設定される。ＥＧＲバルブ径は最大ＥＧＲ量に応じて設定され、ＥＧＲ量が最大値未満のときはリフト量で調整している。
【００８５】
しかしながら、先にも述べた如く、成層燃焼域では必要とされるＥＧＲ量が大きいことに加え、スロットル全開で運転されることから吸排気差圧が激減し、前記したような不都合を生じている。
【００８６】
そこで、第２の実施の形態に係る装置においては、図１１（ａ）に示す如く、正味燃料消費率がほとんど悪化しない範囲（ＰＢ１で示す）において、パルスモータ５６を介してスロットルバルブ１８を閉じ方向に制御することで、吸排気差圧を増加させ、還流できるＥＧＲ量を増加させるようにした。
【００８７】
これによって、同図（ｂ）（ｃ）に示す如く、ＥＧＲバルブ５２のリフト量を、上記した制御を行わない場合（Ａで示す）に比してＢまで低減させることができ、リフト量最大値Ｂの範囲内で吸気負圧制御を行うことで上記した不都合を解消できると共に、ＥＧＲバルブ５２もその分だけ小型化することができる。
【００８８】
図１２を参照して上記をさらに説明すると、図１２（ａ）に示す如く、ＥＧＲバルブ５２の流量は、同一圧力では開度（開口面積）に比例するが、同図（ｂ）に示す如く、同一開度では圧力２乗根に比例する。同図（ｃ）に示す如く、低流量域では開度制御を行うと共に、開度がほぼ全開に達した後はスロットル開度による吸気負圧制御を行うことで、必要とする目標ＥＧＲ量を応答遅れなく実現することができる。
【００８９】
上記を前提として図１３および図１４フロー・チャートを参照して第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する。
【００９０】
尚、図１３は、第１の実施の形態に係る図６と同様の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャート、図１４は、第１の実施の形態に係る図７と同様の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【００９１】
以下説明すると、成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理にあってはＳ４００においてＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ４０２に進み、スロットル開度θＴＨの閉側（閉じ方向）補正値を算出する。
【００９２】
逆に、図１４フロー・チャートに示す予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理にあってはＳ５００においてＥＧＲバルブ５２を閉側（閉じ方向）へ駆動し、Ｓ５０２に進み、スロットル開度θＴＨの開側（開き方向）補正値を算出する。
【００９３】
尚、図１３フロー・チャートのＳ４０２あるいは図１４フロー・チャートのＳ５０２で算出された補正値に基づいて第１の実施の形態で述べた図３フロー・チャートのＳ１４の処理において目標スロットル開度が補正される。
【００９４】
この実施の形態は上記の如く構成したので、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたときも、応答遅れが生じることがなく、よって燃焼変動あるいは失火発生を防止することができ、失火による未燃ＨＣが排出されるのを有効に防止することができる。
【００９５】
さらに、パルスモータ（アクチュエータ）が既存のものを利用することができる場合、構成としても簡易である。また、ＥＧＲバルブ５２を小型化させることができる。
【００９６】
図１５および図１６はこの発明の第３の実施の形態に係る装置の動作を示す、第２の実施の形態に係る図１３および図１４と同様の成層燃焼用および予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【００９７】
以下説明すると、成層燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ６００においてＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ６０２に進み、スロットル開度θＴＨの閉側（閉じ方向）補正値を算出し、Ｓ６０４に進み、流量制御バルブ５４を開側へ駆動する。
【００９８】
また、図１６フロー・チャートに示す予混合燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ７００においてＥＧＲバルブ５２を閉側（閉じ方向）へ駆動し、Ｓ７０２に進み、スロットル開度θＴＨの開側（開放方向）補正値を算出し、Ｓ７０４に進み、流量制御バルブ５４を閉側へ駆動する。
【００９９】
即ち、第３の実施の形態は第１の実施の形態と第２の実施の形態を併合させたものであって、第２の実施の形態のスロットル開度制御に第１の実施の形態の流量制御バルブ制御を追加するようにした。
【０１００】
第３実施の形態は上記の如く構成したので、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ還流量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたときも、第２の実施の形態に比して応答遅れを生じるのを一層効果的に防止することができ、よって燃焼変動あるいは失火発生を一層効果的に防止することができる。
【０１０１】
図１７はこの発明の第４の実施の形態に係る装置の構成を示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【０１０２】
図示の如く、第４の実施の形態に係る装置においては、ＥＧＲ通路５０をＥＧＲバルブ５２の下流（ＥＧＲガスの流れにおいて）側で分岐させ、排気マニホルド４０と他端で接続する分岐路８８を形成し、そこに第２のＥＧＲバルブ９０を配置すると共に、分岐点、即ち、ＥＧＲバルブ５２と第２のＥＧＲバルブの下流に通路切り換えバルブ９２を設けるように構成した。
【０１０３】
即ち、複数個、より詳しくは２個のＥＧＲバルブ５２，９０を並列に配置し、切り換えバルブ９２を介してそのいずれかを選択的に使用するようにした。
【０１０４】
第１ないし第３の実施の形態に係る装置は、成層燃焼域から予混合燃焼域に切り換えられた際にＥＧＲ量が過剰となるのを防止するには有効であるが、予混合燃焼域から成層燃焼域に移行する際の、ＥＧＲバルブ応答遅れによるＥＧＲ量が不足することによる排気ガス組成および燃料消費率の悪化に対しては、必ずしも有効ではなかった。
【０１０５】
従って、第４の実施の形態に係る装置においては、ＥＧＲバルブ５２の径を成層燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定すると共に、第２のＥＧＲバルブ９０の径を予混合燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定するように構成した。
【０１０６】
換言すれば、第２のＥＧＲバルブ９０の径は、ＥＧＲバルブ５２の径より小さく、換言すれば応答性が高いように設定する。また、バルブ径に応じて分岐路８８もＥＧＲ通路５０のそれに比して小径となるように設定する。
【０１０７】
かかる２種のＥＧＲバルブ５２，９０を並列に配置し、決定された燃焼形態（燃焼域）に応じて通路切り換えバルブ９２を介してＥＧＲ通路５０および分岐路８８のいずれかを通ってＥＧＲガスが吸気系に還流されるように、２種のＥＧＲバルブ５２，９０のいずれかを選択的に使用するようにした。通路切り換えバルブ９２は高応答のものを使用する。
【０１０８】
図１８および図１９はこの発明の第４の実施の形態に係る装置の動作を示す、第２の実施の形態に係る図１３および図１４と同様の成層燃焼用および予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【０１０９】
図２０タイム・チャートを参照しつつ図１８および図１９フロー・チャートを説明すると、成層燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ８００において比較的容量の大きいＥＧＲバルブ５２を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ８０２に進み、大容量ＥＧＲバルブ５２側へ、即ち、通路切り換えバルブ９２をＥＧＲ通路５０を開放するように駆動し、Ｓ８０４に進み、比較的容量の小さい第２のＥＧＲバルブ９０を閉側（閉じ方向）へ駆動する（図２０（ａ）（ｂ））。
【０１１０】
また、図１９フロー・チャートに示す予混合燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ９００において第２のＥＧＲバルブ９０を開側（開き方向）へ駆動し、Ｓ９０２に進み、通路切り換えバルブ９２を小容量ＥＧＲバルブ９０側へ、即ち、分岐路８８を開放するように駆動し、Ｓ９０４に進み、ＥＧＲバルブ５２を閉側に駆動する（図２０（ａ）（ｂ））。
【０１１１】
第４の実施の形態においては、成層燃焼から予混合燃焼へ切り換えられるときは高応答の通路切り換えバルブ９２がＥＧＲ通路５０を閉鎖するので、応答遅れが生じることがなく、よって図２０（ｃ）（ｄ）に示すように燃焼変動を抑制することができると共に、エミッション性能も向上させることができる。
【０１１２】
さらに、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、応答性の低い大型のＥＧＲバルブ５２が開側に駆動され始めた時点で応答性の高い第２のＥＧＲバルブ９０を全開にする。
【０１１３】
即ち、ＥＧＲバルブ５２の流量が第２のＥＧＲバルブ９０の流量以上になるまで第２のＥＧＲバルブ９０を併用するように通路切り換えバルブ９２を制御することで、成層燃焼域への移行時の応答性を向上させることができ、その際のエミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【０１１４】
第４の実施の形態は上記の如く構成したので、従前の実施の形態で述べたと同様の効果を得ることができると共に、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられたときのエミッション性能と燃費性能とを向上させることができる。
【０１１５】
図２１はこの発明の第５の実施の形態に係る装置の構造を示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【０１１６】
図示の如く、第５の実施の形態に係る装置においては、ＥＧＲ通路５０をＥＧＲバルブ５２の下流（ＥＧＲガスの流れにおいて）側で分岐させ、第４の実施の形態と同様に排気マニホルド４０と他端で接続する分岐路８８を形成し、そこに第２のＥＧＲバルブ９０を配置すると共に、ＥＧＲバルブ５２の下流（ＥＧＲガスの流れにおいて）に第１ないし第３の実施の形態と同様に流量制御バルブ５４を設け、さらに第２のＥＧＲバルブ９０の下流にも第２の流量制御バルブ９４を設けるようにした。
【０１１７】
即ち、先の第４の実施の形態においては２種のＥＧＲバルブ５２，９０を設けたが、ＥＧＲバルブ５２，９０の径が極端に異なる場合、小径のＥＧＲバルブ９０の最大流量と大径のＥＧＲバルブ５２の最大流量が等しくなった後は、目標とするリフト量までに、やはり、ＥＧＲ量が不足する不都合があった。
【０１１８】
かかる不都合を解決するために、第５の実施の形態に係る装置においてはＥＧＲバルブごとに流量制御バルブ５４，９４を設け、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられた際、ＥＧＲバルブ５２と第２のＥＧＲバルブ９０を同時に使用し、切り換え時の応答性遅れを低減し、ＥＧＲ量の不足を最小限度に止めるようにした。
【０１１９】
尚、第５の実施の形態に係る装置においても、ＥＧＲバルブ５２の径を成層燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定すると共に、第２のＥＧＲバルブ９０の径を予混合燃焼域で必要とされる最大ＥＧＲ量を供給し得るほどの値に設定する。
【０１２０】
また、バルブ径に応じて分岐路８８も、ＥＧＲ通路５０のそれに比して小径となるように設定する。さらに、流量制御バルブ５４，９４はＥＧＲバルブ５２および第２のＥＧＲバルブ９０に比して高応答のものを使用する。
【０１２１】
図２２および図２３はこの発明の第５の実施の形態に係る装置の動作を示す、第４の実施の形態に係る図１８および図１９と同様の成層燃焼用および予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理のサブルーチン・フロー・チャートである。
【０１２２】
図２４タイム・チャートを参照しつつ説明すると、成層燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ１０００において大容量のＥＧＲバルブ５２を開側（開放方向）へ駆動し、Ｓ１００２に進み、第１の流量制御バルブ５４を開側へ駆動し、Ｓ１００４に進み、小容量の第２のＥＧＲバルブ９０を開側へ駆動し、Ｓ１００６に進み、第２に流量制御バルブ９４を開側へ駆動する。このように４種のバルブを全て開き方向に駆動する（図２４（ａ）（ｂ）（ｃ））。
【０１２３】
また、図２３に示す予混合燃焼用ＥＧＲアクチュエータの駆動処理にあってはＳ１１００においてＥＧＲバルブ５２を閉側へ駆動し、Ｓ１１０２に進み、第１の流量制御バルブ５４を閉側へ駆動し、Ｓ１１０４に進み、第２のＥＧＲバルブ９０を開側へ駆動し、Ｓ１１０６に進み、第２に流量制御バルブ９４を開側へ駆動する。このように４種のバルブの２種を閉じ方向に駆動すると共に、残りを開き方向に駆動する。。
【０１２４】
第５の実施の形態においては、成層燃焼から予混合燃焼へ切り換えられるとき、図２４（ａ）（ｂ）に示す如く、高応答の流量制御バルブ５４がＥＧＲ通路５０を閉鎖するので、応答遅れが生じることがなく、よって同図（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように燃焼変動を抑制することができると共に、エミッション性能も向上させることができる。
【０１２５】
さらに、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、４種のバルブを全て開側に制御することで、同図（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すように移行時の応答性を向上させることができ、エミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【０１２６】
即ち、先の第４の実施の形態においては、図２５に示す如く、過渡時に吸入空気量変化によるＥＧＲ流量変化が大きく、圧力変化を考慮してバルブ開度を制御する必要があった。
【０１２７】
それに対し、第５の実施の形態においては、図２６に示す如く、ＥＧＲバルブ５２および第２のＥＧＲバルブ９０の下流に流量制御バルブ５４，９４を設けることにより、吸気圧力によることなく、開度（開口面積）に対する流量特性を所定の特性にすることができ、これによって予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられたときの応答性を向上させることができる。
【０１２８】
第５の実施の形態は上記の如く構成したので、第４の実施の形態で述べたと同様の効果を得ることができると共に、さらに予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられたときの応答性を改善することができ、よってその際のエミッション性能と燃費性能を一層向上させることができる。
【０１２９】
上記の如く、第１の実施の形態において、内燃機関（エンジン１０）の排気系（エキゾーストマニホルド４０）と吸気系（吸気管１２）を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路５０と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ５２からなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）など）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ６２、絶対圧センサ６６、ＥＣＵ８２，Ｓ１０）、前記検出された運転状態に応じて前記燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段（ＥＣＵ８２，Ｓ１２）、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段（ＥＣＵ８２，Ｓ２０）を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ通路に前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブ５４を設けると共に、前記燃焼形態切り換え手段によって燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２を閉側に駆動すると共に、前記流量制御バルブ５４を全閉状態とし、且つその状態を前記ＥＧＲバルブが前記予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で前記流量制御バルブを開側に駆動する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ３００，Ｓ３０２）如く構成した。
【０１３２】
また、第４の実施の形態において、内燃機関（エンジン１０）の排気系（エキゾーストマニホルド４０）と吸気系（吸気管１２）を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路５０と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ５２からなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）など）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ６２、絶対圧センサ６６、ＥＣＵ８２，Ｓ１０）、前記検出された運転状態に応じて前記燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段（ＥＣＵ８２，Ｓ１２）、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段（ＥＣＵ８２，Ｓ２０）を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路５０から分岐された分岐路８８と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２よりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブ９０と、および前記ＥＧＲ通路５０と前記分岐管８８の分岐点に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２に比して応答性の高い通路切り換えバルブ９２とを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記第２のＥＧＲバルブ９０を開側に駆動すると共に、前記通路切り換えバルブを駆動して前記ＥＧＲバルブ側の前記ＥＧＲ通路５０を閉鎖し、且つ前記第２のＥＧＲバルブ側の前記分岐路８８を開放する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ９００からＳ９０４）如く構成した。また、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２を開側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブ９０を全開とし、前記ＥＧＲバルブ５２の流量が前記第２のＥＧＲバルブ９０の流量以上となるまで前記第２のＥＧＲバルブ９０を介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように前記通路切り換えバルブ９２を制御する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ８００からＳ８０４）如く構成した。
【０１３３】
また、第５の実施の形態において、内燃機関（エンジン１０）の排気系（エキゾーストマニホルド４０）と吸気系（吸気管１２）を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路５０と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ５２からなるＥＧＲ機構、前記内燃機関の運転状態（例えばエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）など）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ６２、絶対圧センサ６６、ＥＣＵ８２，Ｓ１０）、前記検出された運転状態に応じて前記燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段（ＥＣＵ８２，Ｓ１２）、および前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段（ＥＣＵ８２，Ｓ２０）を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路５０に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２に比して応答性の高い流量制御バルブ５４と、前記ＥＧＲ通路５０から分岐された分岐路８８と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブ５２よりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブ９０と、および前記分岐路８８に設けられると共に、前記第２のＥＧＲバルブ９０に比して応答性の高い第２の流量制御バルブ９４とを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２および前記流量制御バルブ５４を閉側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブ９０および前記第２の流量制御バルブ９４を開側に駆動する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ１１００からＳ１１０６）如く構成した。また、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ５２、前記流量制御バルブ５４、前記第２のＥＧＲバルブ９０および前記第２の流量制御バルブ９４を全て開側に駆動する（ＥＣＵ８２，Ｓ２０，Ｓ１００からＳ１１２，Ｓ１０００からＳ１００６）如く構成した。
【０１３４】
尚、この発明を直接噴射型のエンジンを例にとって説明したが、この発明は、通常の吸気ポート噴射エンジンがリーンバーン制御を行う場合にも妥当する。
【０１３５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態をＥＧＲバルブが予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で開側に駆動する如く構成したので、異なる燃焼状態を有する機関においてＥＧＲ機構を改良し、よって燃焼状態に応じて過不足のないＥＧＲ量を実現し、失火を防止すると共に、ドライバビリティ（運転性）の低下、燃料消費率の低下、あるいはエミッション性能の低下などを防止することができる。特に、ＥＧＲ量の多い成層燃焼域からＥＧＲ量が比較的少ない予混合燃焼域に切り換えられたとき、高応答の流量制御バルブを用いることで、ＥＧＲバルブの応答遅れによってＥＧＲ量が過剰になることがない。
【０１３９】
請求項２項にあっては、ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、およびＥＧＲ通路と分岐管の分岐点に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、通路切り換えバルブを駆動してＥＧＲバルブ側のＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ第２のＥＧＲバルブ側の分岐路を開放する如く構成したので、請求項１項で述べたのと同様な作用効果を得ることができる。また、請求項３項にあっては、燃焼形態が予混合燃焼形態から成層燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、第２のＥＧＲバルブを全開とし、ＥＧＲバルブの流量が第２のＥＧＲバルブの流量以上となるまで第２のＥＧＲバルブを介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように通路切り換えバルブを制御する如く構成したので、成層燃焼域への移行時の応答性を向上させることができ、その際のエミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【０１４０】
請求項４項にあっては、ＥＧＲ通路に設けられると共に、ＥＧＲバルブに比して応答性の高い第１の流量制御バルブと、ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および分岐路に設けられると共に、第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、燃焼形態が成層燃焼形態から予混合燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブおよび流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、第２のＥＧＲバルブおよび第２の流量制御バルブを開側に駆動する如く構成したので、請求項１項で述べた作用効果に加え、２種のＥＧＲバルブの径が大きくに異なる場合でもＥＧＲ量が不足するといった不都合を防止することができる。また、請求項５項にあっては、燃焼形態が予混合燃焼形態から成層燃焼形態に切り換えられたとき、ＥＧＲバルブ、流量制御バルブ、第２のＥＧＲバルブおよび第２の流量制御バルブを全て開側に駆動する如く構成したので、予混合燃焼から成層燃焼に切り換えられるときも、移行時の応答性を向上させることができ、エミッション性能および燃費性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置のＥＧＲ機構を詳細に示す説明図である。
【図３】図１装置の動作をＥＧＲ制御も含む機関制御全体について示すフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートで運転状態に応じて決定される２種の燃焼形態を示す説明グラフ図である。
【図５】図３フロー・チャートの中のＥＧＲ制御処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図６】図５フロー・チャート中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図７】図５フロー・チャート中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図８】図５に示すＥＧＲ制御処理を説明するタイム・チャートである。
【図９】同様に図５に示すＥＧＲ制御処理を説明する説明グラフ図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態に係る装置の動作を詳細に示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【図１２】第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する説明グラフ図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図６と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１４】第２の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図７と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１５】この発明の第３の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図６と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１６】第３の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図７と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１７】この発明の第４の実施の形態に係る装置の構成を詳細に示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【図１８】第４の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図６と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１９】第４の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図７と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図２０】第４の実施の形態に係る装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【図２１】この発明の第５の実施の形態に係る装置の構成を詳細に示す、図２と同様のＥＧＲ機構の説明図である。
【図２２】第５の実施の形態に係る装置の動作の中の成層燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図１８と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図２３】第５の実施の形態に係る装置の動作の中の予混合燃焼用ＥＧＲ制御アクチュエータの駆動処理を示す、図１９と同様なサブルーチン・フロー・チャートである。
【図２４】第５の実施の形態に係る装置の動作を説明するタイム・チャートである。
【図２５】第５の実施の形態に係る装置の動作を説明する説明グラフ図である。
【図２６】同様に第５の実施の形態に係る装置の動作を説明する説明グラフ図である。
【図２７】従来技術に係る直接噴射型機関のＥＧＲ限界を吸気ポート噴射機関のそれと対比して示す説明図である。
【図２８】従来技術に係る直接噴射型機関のＥＧＲバルブへの要求特性を吸気ポート機関のそれと対比して示す説明図である。
【図２９】従来技術に係る吸気ポート噴射機関のＥＧＲバルブを直接噴射機関に流用した場合の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン）
１２ 吸気管
２２ シリンダ（気筒）
２８ 燃焼室
３０ インジェクタ（燃料噴射弁）
３６ 点火プラグ
５０ ＥＧＲ通路
５２ ＥＧＲバルブ
５４ 流量制御バルブ
５６ パルスモータ（アクチュエータ）
６２ クランク角センサ
６６ 絶対圧（ＭＡＰ）センサ
８０ アクセル開度センサ
８２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
８８ 分岐路
９０ 第２のＥＧＲバルブ
９２ 通路切り換えバルブ
９４ 第２の流量制御バルブ
Claims (5)
- ａ．内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、
ｂ．前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、
ｃ．前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、
および
ｄ．前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段、
を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ通路に前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブを設けると共に、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブを閉側に駆動すると共に、前記流量制御バルブを全閉状態とし、且つその状態を前記ＥＧＲバルブが前記予混合燃焼形態への切り換えに基づいて算出されるバルブリフト量に駆動されるまでの時間保持した後で前記流量制御バルブを開側に駆動することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。 - ａ．内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、
ｂ．前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、
ｃ．前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、
および
ｄ．前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段、
を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および前記ＥＧＲ通路と前記分岐管の分岐点に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い通路切り換えバルブとを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記第２のＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、前記通路切り換えバルブを駆動して前記ＥＧＲバルブ側の前記ＥＧＲ通路を閉鎖し、且つ前記第２のＥＧＲバルブ側の前記分岐路を開放することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。 - 前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブを開側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブを全開とし、前記ＥＧＲバルブの流量が前記第２のＥＧＲバルブの流量以上となるまで前記第２のＥＧＲバルブを介して排気ガスの一部を吸気系に還流させるように前記通路切り換えバルブを制御することを特徴とする請求項２項記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
- ａ．内燃機関の排気系と吸気系を接続して排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブからなるＥＧＲ機構、
ｂ．前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、
ｃ．前記検出された運転状態に応じて燃焼形態を成層燃焼形態と予混合燃焼形態のいずれかに切り換える燃焼形態切り換え手段、
および
ｄ．前記検出された運転状態に応じて前記ＥＧＲバルブを開閉駆動して前記ＥＧＲ機構を作動させるＥＧＲ機構作動手段、
を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置において、前記ＥＧＲ機構は、前記ＥＧＲ通路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブに比して応答性の高い流量制御バルブと、前記ＥＧＲ通路から分岐された分岐路と、前記分岐路に設けられると共に、前記ＥＧＲバルブよりもバルブ径の小さい第２のＥＧＲバルブと、および前記分岐路に設けられると共に、前記第２のＥＧＲバルブに比して応答性の高い第２の流量制御バルブとを備え、前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記成層燃焼形態から前記予混合燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブおよび前記流量制御バルブを閉側に駆動すると共に、前記第２のＥＧＲバルブおよび前記第２の流量制御バルブを開側に駆動することを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御装置。 - 前記燃焼形態切り換え手段によって前記燃焼形態が前記予混合燃焼形態から前記成層燃焼形態に切り換えられたとき、前記ＥＧＲ機構作動手段は、前記ＥＧＲバルブ、前記流量制御バルブ、前記第２のＥＧＲバルブおよび前記第２の流量制御バルブを全て開側に駆動することを特徴とする請求項４項記載の内燃機関のＥＧＲ制御装置。
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