JP4591318B2 - 圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム - Google Patents

Description

本発明は、予混合燃焼と通常燃焼とのうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う圧縮着火内燃機関において、燃焼モードの切り替えを制御する圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムに関する。

圧縮着火内燃機関（以下、単に内燃機関と称する）においては、ＮＯｘ及びスモークの抑制を目的として予混合燃焼を行う場合がある。予混合燃焼においては、圧縮行程上死点近傍の時期よりも早い時期に燃料噴射を実行することで予混合気を形成する。ところが、予混合気を形成して燃焼を行う場合、内燃機関の機関負荷または機関回転数が上昇するに従い、過早着火が生じる可能性が高くなる。そこで、内燃機関においては、その運転状態に応じて、予混合燃焼から通常燃焼へ、もしくは、通常燃焼から予混合燃焼へ燃焼モードを切り替える。尚、ここで、通常燃焼とは、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射を実行することで行われる拡散燃焼である。

また、内燃機関において予混合燃焼を行う場合と通常燃焼を行う場合とでは、吸気系に導入する排気（所謂ＥＧＲガス）の気筒内への供給量が大きく異なる。即ち、予混合燃焼時においては、過早着火を抑制するために通常燃焼時に比べて多量のＥＧＲガスが必要とされる。

ここで、内燃機関での燃料噴射時期を切り替えることで燃焼モードを切り替えた場合、気筒内のＥＧＲガス量を増量または減量させる必要があるが、気筒内のＥＧＲガス量を切り替え後の燃焼モードに適した量に直ちに変更することは困難である。そのため、通常燃焼から予混合燃焼に燃焼モードを切り替えたときには気筒内のＥＧＲガス量が不足する場合がある。また、予混合燃焼から通常燃焼に燃焼モードを切り替えたときには気筒内のＥＧＲガス量が過多となる場合がある。

燃焼モードに対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となると失火する虞がある。また、燃焼モードに対して気筒内のＥＧＲガス量が不足すると過早着火する虞がある。

そこで、内燃機関において、燃焼モードを予混合燃焼もしくは通常燃焼に切り替える場合において、吸気におけるＥＧＲガス率が予混合燃焼に適した値と通常燃焼に適した値との間の所定値になったときに燃料噴射時期を切り替える技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００３−２８６８７６号公報 特開２００３−２８６８８０号公報

予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う内燃機関では、予混合燃焼が行われる予混合燃焼領域および通常燃焼が行われる通常燃焼領域のうちいずれか一方から他方へ運転状態が移行した場合、燃焼モードが切り替えられる。

燃焼モードは燃料噴射時期を変更することによって切り替えられる。また、燃焼モードが切り替えられた場合、それに応じて気筒内のＥＧＲガス量も増加または減少させる必要がある。しかしながら、燃料噴射時期は直ちに変更することが可能であるが、気筒内のＥＧＲガス量を変化させるにはある程度時間がかかる。そのため、燃焼モードを切り替える
ための燃焼切替制御においては、燃料噴射時期を気筒内のＥＧＲガス量の変化に応じてある程度時間をかけて変更する場合がある。

このような場合、予混合燃焼領域および通常燃焼領域のうちいずれか一方から他方へ内燃機関の運転状態が移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の運転状態が再度異なる領域に移行する（つまり、一方の領域に戻る）場合がある。

本発明は、予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う内燃機関において、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合に、燃焼モードを元の領域での燃焼モードにより好適に戻すことが可能な技術を提供することを課題とする。

第一の発明は、内燃機関での燃焼モードを予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれか一方から他方へ切り替えている途中で一方の燃焼モードに戻す場合、気筒内のＥＧＲガス量および燃料噴射時期を一旦他方の燃焼モードにおける目標値にまで通常通りに変更し、その後、ＥＧＲガス量および燃料噴射時期を一方の燃焼モードにおける目標値に向けて変更するものである。

より詳しくは、第一の発明に係る内燃機関の燃焼切替制御システムは、
圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記ＥＧＲガス量制御手段を制御することで前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に所定のパターンで変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量の第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量への変更を継続すると共に、燃料噴射時期の第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への前記所定のパターンによる変更を継続し、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となってから、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期
への前記所定のパターンでの変更を開始することを特徴とする。

本発明に係る内燃機関では、運転状態が予混合燃焼領域に属しているときには予混合燃焼が行われ、運転状態が通常燃焼領域に属しているときには通常燃焼が行われる。予混合燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させ、この予混合気が燃焼に供されることで行われる。一方、通常燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁から燃料を噴射することで行われる拡散燃焼である。それぞれの燃焼モードにおける目標燃料噴射時期が予め設定されている。

また、本発明は、ＥＧＲ通路とＥＧＲガス量制御手段とを有する排気再循環装置を備えている。この排気再循環装置によって排気の一部がＥＧＲガスとして吸気系に導入され、これによりＥＧＲガスが吸入空気と共に気筒内に流入する。それぞれの燃焼モードにおいては、異なった量の目標ＥＧＲガス量が設定されており、予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量は通常燃焼における目標ＥＧＲガス量よりも多くなっている。

本発明では、予混合燃焼領域および通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域としたときに、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行した場合、燃焼モードを切り替えるべく燃料噴射時期を、第一領域での燃焼モード（以下、第一燃焼モードと称する）における目標燃料噴射時期（以下、第一目標燃料噴射時期と称する）から第二領域での燃焼モード（以下、第二燃焼モードと称する）における目標燃料噴射時期（以下、第二目標燃料噴射時期と称する）に変更する。さらに、この場合、気筒内のＥＧＲガス量を第一燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量（以下、第一目標ＥＧＲガス量と称する）から第二燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量（以下、第二目標ＥＧＲガス量と称する）に変更する必要がある。

気筒内のＥＧＲガス量は、ＥＧＲガス量制御手段によってＥＧＲガスの流量を変更するよう指令手段から排気再循環装置に対して指令が出されることで変更される（以下、このときの指令をＥＧＲガス量変更指令と称する）。このとき、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路および吸気系を通ってから気筒内に流入するため、気筒内のＥＧＲガス量はＥＧＲガス量変更指令が出されてから直ぐには変化せず、また、その量が変化し始めてから第二目標ＥＧＲガス量に達するまでにもある程度時間がかかる。一方、燃料噴射弁からの燃料噴射時期は直ちに第二目標燃料噴射時期に変更することが可能である。

従って、内燃機関の運転状態が属する領域が移行したときに、気筒内のＥＧＲガス量を第二目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令を出すと同時に、燃料噴射弁からの燃焼噴射時期を直ちに第二目標燃料噴射時期に変更した場合、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足する虞がある。

そこで、燃焼モードを切り替えるべく燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期から第二目標燃料噴射時期に変更する場合、所定のパターンである程度時間をかけて変更する。ここで、所定のパターンは、指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された後における実際の気筒内のＥＧＲガス量の変化に基づいて定められたパターンである。

内燃機関の運転状態が属する領域が第一領域から第二領域に移行した時点で、指令手段からＥＧＲガス量変更指令を出すと同時に、燃料噴射時期の所定のパターンでの変更を開始することで、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となる時期と燃料噴射時期が第二目標燃料噴射時期となる時期とを同期させることが出来る。これにより、燃焼モードの切り替え時に、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制することが出来る。尚、所定のパターンは実験等
によって予め定めることが出来る。

上記ように、燃料噴射時期が所定のパターンで変更される場合、燃焼モードの切り替えがある程度時間をかけて行われることになる。このような場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで第一燃焼モードから第二燃焼モードへの燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行する場合がある。

このとき、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が再度出されると、ＥＧＲガス量変更手段の状態が第二目標ＥＧＲガス量に対応した状態から第一目標ＥＧＲガス量に対応した状態に直ちに変更されることになる。そのため、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量に向かって変化している途中で第一目標ＥＧＲガス量に向かって変化し始めることになる。そして、このような場合も、指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が再度出されてから気筒内のＥＧＲガス量が実際に第一目標ＥＧＲガス量となるまでにはある程度時間がかかる。

また、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したときに、燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期から第一目標燃料噴射時期に所定のパターンで変更しようとすると、内燃機関の運転状態が再度移行した時点で燃料噴射時期が一旦第二目標燃料噴射時期に変更されることになる。つまり、燃料噴射時期が第二目標燃料噴射時期に向けて徐々に変化している途中で一旦直ちに第二目標燃料噴射時に変更され、そこから、第一目標燃料噴射時期に向けて所定のパターンで変更されることになる。

つまり、上記のような場合、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点においては、実際の気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量とはなっていない状態で、燃料噴射時期が一旦第二目標燃料噴射時期となることになる。また、上述したように、所定のパターンは、気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量から第二目標ＥＧＲガス量に変化するときの変化に基づいて定められている。そのため、上記のような時期に第二目標燃料噴射時期となった燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に向けて所定のパターンで変更しても、変更途中における燃料噴射時期は実際の気筒内のＥＧＲガス量の変化に応じた時期からはずれた時期となる。

そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中においては、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、再度移行した時点では指令手段からＥＧＲガス量変更指令を直ちには出さず、気筒内のＥＧＲガス量の第二目標ＥＧＲガス量への変更を継続する。さらに、燃料噴射時期の第二目標燃料噴射時期への所定のパターンによる変更を継続する。そして、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二目標燃料噴射時期となってから、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令を出すと共に、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への所定のパターンでの変更を開始する。

これによれば、燃料噴射時期が一旦第二目標燃料噴射時期となる時期に、気筒内のＥＧＲガス量を第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量とすることが出来る。また、その後に燃料噴射時期が第一目標燃料噴射時期となる時期と気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、それぞれの目標燃料噴射時期への変更途中における燃料噴射時期を実際の気筒内のＥＧＲガス量に応じた時期とすることが出来る。

従って、本発明によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。以って、過早着火や失火の発生を抑制することが出来る。

本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域である場合、内燃機関の機関負荷が所定負荷よりも高い領域を第一領域とし該機関負荷が所定負荷以下である領域を第二領域としても良い。この場合、所定負荷を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関負荷の上限値である予混合燃焼上限負荷よりも低い値とする。

本発明では、上記のような場合において、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関の機関負荷が上昇して所定負荷より高くなり、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、気筒内のＥＧＲガス量を一旦予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量にまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼における目標燃料噴射時期にまで所定のパターンで変更する。

つまり、本発明では、内燃機関の機関負荷が所定負荷より高くなってからも、燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが継続されることになる。しかしながら、この切り替え途中で内燃機関の機関負荷がさらに上昇し予混合燃焼上限負荷より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなり、過早着火が発生する虞がある。

そこで、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御しても良い。

これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなることを抑制することが出来る。従って、過早着火の発生を抑制することが出来、以って、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。

上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行した場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加を禁止しても良い。

これによれば、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来る。

また、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行した場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加率を制限しても良い。

これによれば、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来、且つ、この間であっても内燃機関の機関負荷をある程度上昇させることが出来る。

本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域である場合、内燃機関の機関回転数が所定上限回転数よりも高い領域を第一領域とし該機関回転数が所定上限回転数以下である領域を第二領域としても良い。この場合、所定上限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値とする。

本発明では、上記のような場合において、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関の機関回転数が上昇して所定上限回転数より高くなり、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、気筒内のＥＧＲガス量を一旦予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量にまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼における目標燃料噴射時期にまで所定のパターンで変更する。

つまり、本発明では、内燃機関の機関回転数が所定上限回転数より高くなってからも、燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが継続されることになる。しかしながら、この切り替え途中に内燃機関の機関回転数がさらに上昇し予混合燃焼上限回転数より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなり、過早着火が発生する虞がある。

そこで、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であって、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関回転数が予混合燃焼上限回転数よりも高くなったときは、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止しても良い。

これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に高くなることによる過早着火の発生を抑制することが出来る。従って、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。

本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域であって、内燃機関の機関負荷が所定上限回転数よりも高い領域を第一領域とし該機関回転数が所定上限回転数以下である領域を第二領域とし、所定上限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値とした場合であって、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の機関回転数が上昇して所定上限回転数より高くなり、その運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関回転数が予混合燃焼上限回転数より高くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御しても良い。

これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な上昇を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えるこ
とが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ過早着火の発生を抑制することが出来る。

上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行した場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関回転数が所定上限回転数より高く予混合燃焼上限回転数より低い所定回転数に維持されるよう燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限しても良い。

これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に高くなることを、燃料噴射を停止させることなく抑制することが出来る。

本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域である場合、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域を第一領域とし該機関回転数が前記所定下限回転数以上の領域を第二領域としても良い。この場合、所定下限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値とする。

本発明では、上記のような場合において、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関の機関回転数が低下して所定下限回転数より低くなり、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、気筒内のＥＧＲガス量を一旦予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量にまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼における目標燃料噴射時期にまで所定のパターンで変更する。

つまり、本発明では、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数より低くなってからも、燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが継続されることになる。しかしながら、この切り替え途中で内燃機関の機関回転数がさらに低下し予混合燃焼下限回転数より低くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなり、失火が発生する虞がある。

そこで、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であって、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関回転数が予混合燃焼下限回転数よりも低くなったときは、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止しても良い。

これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に低くなることによる失火の発生を抑制することが出来る。

本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域であって、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域を第一領域とし該機関回転数が所定下限回転数以上である領域を第二領域とし、所定下限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値とした場合、予混合下限回転数を内燃機関の機関負荷が低いほど低い値としても良い。そして、このような場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の機関回転数が低下して所定下限回転数より低くなり、その運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、気筒内のＥＧ
Ｒガス量が予混合燃焼における目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限しても良い。

燃料噴射量を制限することで内燃機関の機関負荷を低下させることが出来る。そして、上記においては、内燃機関の機関負荷が低下すると予混合燃焼回転数が低下する。そのため、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数からさらに低下した場合であっても、燃料噴射量を制限することで内燃機関の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように制御することが出来る。

上記によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な低下を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えることが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ失火の発生を抑制することが出来る。

第二の発明は、内燃機関での燃焼モードを第一燃焼モードから第二燃焼モードへ切り替えている途中で、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行した場合、ＥＧＲガス量制御手段を第一燃焼モードに対応した状態とすると共に、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への変更を開始するものである。そして、燃焼モードの第二燃焼モードへの切り替え開始から内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行するまでの間の時間に応じた時間をかけて燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に徐々に変更する。

より詳しくは、第二の発明に係る内燃機関の燃焼切替制御システムは、
圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記ＥＧＲガス量制御手段を制御することで前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へと移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第一所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替え、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第二所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃
機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点で、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への変更を開始し、且つ、第二領域での燃焼モードへの切り替えが開始されてから前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定される時点までの時間の前記第一所定時間に対する割合である切替進捗割合を算出し、該切替進捗割合を前記第二所定時間に乗算することで算出される時間をかけて燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ変更することを特徴とする。

本発明では、内燃機関での燃焼モードを第一燃焼モードから第二燃焼モードに切り替える場合、燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期から第二目標燃料噴射時期に第一所定時間をかけて徐々に変更する。ここで、第一所定時間は、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量から第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間である。一方、内燃機関での燃焼モードを第二燃焼モードから第一燃焼モードに切り替える場合、燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期から第一目標燃料噴射時期に第二所定時間をかけて徐々に変更する。ここで、第二所定時間は、気筒内のＥＧＲガス量を第二目標ＥＧＲガス量から第一目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間である。

上記のように、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路および吸気系を通って気筒内に流入する。そのため、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる場合、気筒内のＥＧＲガス量を減少させる場合に比べて時間がかかる。そのため、内燃機関の燃焼モードを切り替える際に、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量から第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間と気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量から第二目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間とは異なった時間となる。第一所定時間および第二所定時間は実験等によって予め定められている。

本発明では、内燃機関の運転状態が属する領域が移行したときに、指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令を出すと共に、燃焼モードを切り替えるべく、上記のように第一所定時間もしくは第二所定時間をかけて徐々に燃料噴射時期を変更する。これにより、燃焼モードの切り替え時に、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制することが出来る。

上記のような場合、第一の発明と同様、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで第一燃焼モードから第二燃焼モードへの燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行する場合がある。

このような場合、本発明では、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。これにより、ＥＧＲガス量制御手段が第一目標ＥＧＲガス量に対応した状態に変更される。そのため、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量に向かって変化している途中で第一目標ＥＧＲガス量に向かって変化し始める。

このとき、第一燃焼モードから第二燃焼モードへの燃焼モードの切り替えが開始されてから内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行した時点までの時間の第一所定時間に対す
る割合を切替進捗割合とする。気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更すべくＥＧＲガス量変更指令を上記のようなタイミングで出した場合、該ＥＧＲガス量変更指令が出されてから気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となるまでの時間は、第二所定時間に切替進捗割合を乗算した時間とほぼ同様の時間となる。

そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への変更を開始する。そして、第二所定時間に切替進捗割合を乗算した時間をかけて燃料噴射時期を徐々に第一目標燃料噴射時期へ変更する。

これにより、燃料噴射時期が第一目標燃料噴射時期となる時期と気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、変更途中における燃料噴射時期を気筒内のＥＧＲガス量に応じた時期とすることが出来る。

従って、本発明によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。

また、燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻ってから、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。そのため、過早着火や失火の発生をより抑制することが出来る。また、燃焼モード切替時における排気エミッションの悪化をより抑制することが出来る。

本発明においては、上記のように、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。しかしながら、この場合にも、該ＥＧＲガス量変更指令が出されてから実際の気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量に向けて変化し始めるまでには応答遅れがある。このときの応答遅れ時間をＥＧＲガス量変化遅れ時間とする。そして、上記のような時期にＥＧＲガス量変更指令が出されてからも該ＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過するまでの間は、気筒内のＥＧＲガス量は第一目標ＥＧＲガス量に向けて変化することになる。

そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行し気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への変更を開始しても良い。尚、このときのＥＧＲガス量変化遅れ時間は内燃機関の運転状態に応じて変化する値であって、実験等によって予め定められている。

これによれば、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過するまでの間は、燃料噴射時期の第二目標燃料噴射時期へ向けての変更が継続される。従って、ＥＧＲガス量変化遅れ時間の経過中における燃料噴射時期を実際の気筒内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。また、気筒内のＥＧＲガス量が実際に第一目標ＥＧＲガス量に向けて変化し始める時点と、燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に向けて変更し始める時期とを同期させることが出来る。さらに、燃料噴射時期が第一目標燃料噴射時期となる時期と気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量
となる時期とをより精度良く同期させることが出来る。

従って、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合において、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制しつつ、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。

本発明では、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出された時点から、ＥＧＲガス量変化遅れ時間よりも長い時間である噴射時期維持時間が経過するまでの間は、内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定された時点の燃料噴射時期を維持し、その後、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期に向けての変更を開始しても良い。

ＥＧＲガス量変化遅れ時間は、内燃機関の運転状態に応じた値として予め定めることが出来る。しかしながら、該ＥＧＲガス量変化遅れ時間は吸気圧や排気圧等の影響によってばらつき易い。そのため、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点から予め定められたＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期に向けての変更を開始した場合であっても、第二目標ＥＧＲガス量に向かって変化していた気筒内のＥＲＧガス量が第一目標ＥＧＲガス量に向かって変化し始めるようになる時期と、第二目標燃料噴射時期に向けて変更していた燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に向けて変更し始める時期と、を精度良く同期させることは困難な場合がある。

そこで、上記のように、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するようＥＧＲガス量変更指令が出された時点から噴射時期維持時間が経過するまでの間は、内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定された時点の燃料噴射時期を維持する。そして、噴射時期維持時間が経過した時点から燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期へ向けての変更を開始する。

これによれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合において、ＥＧＲガス量変化遅れ時間にばらつきがある場合であっても、燃料噴射時期を実際の気筒内のＥＧＲガス量にある程度対応した時期とすることが出来る。そのため、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードをより速やかに元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。

尚、ここでの噴射時期維持時間をＥＧＲガス量変化遅れ時間の二倍の時間としても良い。また、噴射時期維持時間を、内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行してからＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点以降において、気筒内のＥＧＲガス量が内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行した時点と同等の量となるまでの時間としても良い。

本発明では、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出された後、該指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の変化率が零となり、その後、燃料噴射時期の変化が第一目標燃料噴射時期へ向けての変化に転じるように、燃料噴射時期を変更しても良い。

上述したように、気筒内のＥＧＲガス量は、指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した後、第一目標ＥＧＲガス量に向けて変化し始める。このとき、ＥＧＲガス量変更指令が出された後、気筒内のＥＧＲガス量の第二目標ＥＧＲガス量に向けての変化率は徐々に低下し、ＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点でその変化率が零となる。そして、気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス
量に向けて変化し始めてからその変化率は徐々に上昇する。尚、ここでのＥＧＲガス量の変化率とは、単位時間当たりのＥＧＲガス量の変化量のことである。

そこで、上記のように、指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の変化率が零となり、その後、燃料噴射時期の変化が第一目標燃料噴射時期へ向けての変化に転じるように、燃料噴射時期を変更する。尚、ここでの燃料噴射時期の変化率とは、単位時間当たりの燃料噴射時期の変化量のことである。

これによれば、気筒内のＥＧＲガス量を第一目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過するまでの間は、燃料噴射時期は第二目標燃料噴射時期に向けて変更されると共にその変化率は徐々に低下する。そして、指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した後、燃料噴射時期は第一目標燃料噴射時期に向けて変更されると共にその変化率は徐々に上昇する。

従って、ＥＧＲガス量変更指令が出されてから気筒内のＥＧＲガス量が第一目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となるまでの間における燃料噴射時期を実際の気筒内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。そのため、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制することが出来る。

第三の発明は、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行した場合、指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出されると共に、該指令が出された後、所定時間が経過してから燃料噴射時期の変更を開始することで燃焼モードを切り替えるものである。そして、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された後、所定時間が経過する前に、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、ＥＧＲガス量制御手段の状態を第一燃焼モードに対応した状態に戻すと共に、再度移行した時点およびそれ以降も燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に維持する。

より詳しくは、本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムは、
圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記ＥＧＲガス量制御手段を制御することで前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を
第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう指令が出されたてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段の状態を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に対応した状態に戻すと共に、該判定がなされた時点およびそれ以降も燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に維持することを特徴とする。

内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段から排気再循環装置に対してＥＧＲガス量変更指令が出されると、ＥＧＲガス量制御手段の状態が第二目標ＥＧＲガス量に対応した状態に変更される。しかしながら、上述したように、ＥＧＲガス量変更指令が出されてから気筒内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでにはある程度時間がかかる。このときの時間を所定応答遅れ時間とする。所定応答遅れ時間は実験等によって予め定めることが出来る。

そして、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行した場合、指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された後、所定応答遅れ時間が経過してから燃料噴射時期の第二目標燃料噴射時期へ向けての変更を開始する。

このような場合においては、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過する前に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行する場合がある。このとき、内燃機関の運転状態が再度移行した時点で、ＥＧＲガス量制御手段の状態が第一目標ＥＧＲガス量に対応した状態に戻される。

このようにＥＧＲガス量制御手段の状態を制御した場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過した時点およびそれ以降であっても、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量とはならない。そのため、本発明に係る通常の燃料噴射時期の制御の通り、該ＥＧＲガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間経過後に燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期へ向けて変更させると、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することになる。

そこで、上記のような時期に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行した場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過した後も燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に維持する。

これによれば、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制することが出来る。

上述したように、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過する前に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行した場合、内燃機関の運転状態が再度移行した時点で、ＥＧＲガス量制御手段の状態を第一目標ＥＧＲガス量に対応した状態に戻す。このような場合であっても、内燃機関の運転状態が第二領域に属していた間は、ＥＧＲガス量制御手段は一時的に第二燃焼モードに対応した状態となっている。
そのため、内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行した後で、即ち、ＥＧＲガス量制御手段を第一目標ＥＧＲガス量に対応した状態に戻した後で、気筒内のＥＧＲガス量が一時的に第二目標ＥＧＲガス量側に変化する。

このときの気筒内のＥＧＲガス量の変化は、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行したときに気筒内のＥＧＲガス量を第二目標ＥＧＲガス量に変更するよう指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点から所定応答遅れ時間した時点で始まる。また、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量側に変化している時間は、ＥＧＲガス量変更手段が第二目標ＥＧＲガス量に対応した状態となっていた時間に応じたものとなる。

そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行した後、気筒内のＥＧＲガス量が一時的に第二目標ＥＧＲガス量側に変化する期間は、該ＥＧＲガス量の変化に応じて燃料噴射時期を変更しても良い。つまり、気筒内のＥＧＲガス量が第二目標ＥＧＲガス量側に変化する期間のみ燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期側に変更しても良い。

これにより、燃料噴射時期を実際の気筒内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。そのため、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制することが出来る。

本発明において、内燃機関の燃焼モードが通常燃焼であるときは、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射とし、燃料噴射弁によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行しても良い。この場合、内燃機関の燃焼モードが予混合燃焼であるときは、副燃料噴射を停止する。

このような場合においては、内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域から通常燃焼領域に移行することで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出された時点から所定応答遅れ時間が経過する前に該内燃機関の運転状態が通常燃焼領域から予混合燃焼領域に再度移行した場合、再度移行した時点およびそれ以降も副燃料噴射の停止を継続しても良い。

主燃料噴射時期が予混合燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が実行された場合、副燃料噴射によって噴射された燃料によってボアフラッシングが発生し易い。上記によれば、内燃機関の運転状態が一時的に通常燃焼領域に移行しても副燃料噴射は実行されない。これにより、主燃料噴射時期が予混合燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が実行されるのを抑制することが出来る。そのため、ボアフラッシングの発生を抑制することが出来る。

また、内燃機関の運転状態が通常燃焼領域から予混合燃焼領域に再度移行した後、気筒内のＥＧＲガス量が通常燃焼時における目標ＥＧＲガス量側に変化する期間（つまり、気筒内のＥＧＲガス量が減少する期間）のみ主燃料噴射時期を通常燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更する（つまり、主燃料噴射時期を遅角させる）場合において、主燃料噴射時期が通常燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更されているときに副燃料噴射が実行されると、着火遅れ期間が短くなりスモークの発生量が増加する虞がある。このような場合においては、上記のように副燃料噴射の停止を継続することで、スモークの発生量を低減することが出来る。

また、上記のような場合においては、内燃機関の運転状態が通常燃焼領域から予混合燃焼領域に移行することで指令手段からＥＧＲガス量変更指令が出されたてから所定応答遅れ時間が経過する前に該内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域から通常燃焼領域に再度移行した場合、再度移行した時点およびそれ以降も副燃料噴射の実行を継続しても良い。

主燃料噴射時期が通常燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が停止された場合、気筒内における燃焼が不安定となって燃焼騒音が悪化したり失火が発生したりする虞がある。上記によれば、内燃機関の運転状態が一時的に予混合燃焼領域に移行しても副燃料噴射は停止されない。これにより、主燃料噴射時期が通常燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が停止されるのを抑制することが出来る。そのため、気筒内における燃焼が不安定となることを抑制することが出来る。

また、内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域から通常燃焼領域に再度移行した後、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼時における目標ＥＧＲガス量側に変化する期間（つまり、気筒内のＥＧＲガス量が増加する期間）のみ主燃料噴射時期を予混合燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更する（つまり、主燃料噴射時期を進角する）場合において、主燃料噴射時期が予混合燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更されているときに副燃料噴射が停止されると、着火遅れ期間が長くなり燃焼騒音が悪化する虞がある。このような場合においては、上記のように副燃料噴射の実行を継続することで、燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。

本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムによれば、予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う内燃機関において、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合に、燃焼モードを元の領域での燃焼モードにより好適に戻すことが出来る。

以下、本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用の圧縮着火内燃機関である。内燃機関１の気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室１１には、吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。

吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室１１への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。吸気ポート４および排気ポート５は、それぞれ吸気通路８および排気通路９に接続されている。また、気筒２には燃焼室１１に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１０が設けられている。

また、内燃機関１は、排気通路９を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路８に導入する排気再循環装置２５（以下、ＥＧＲ装置２５と称する）を備えている。ＥＧＲ装置２５は、吸気通路８と排気通路９とを連通するＥＧＲ通路１２を有している。ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ弁１３および該ＥＧＲ弁１３を駆動させるアクチュエータ１４が設けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するためのＥＣＵ２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、内燃機関１のクランク角を検出するクランクポジションセンサ２３、該内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２４が電気配線を介して接続されている。これらの検出値がＥＣＵ２０に入力される。

ＥＣＵ２０はクランクポジションセンサ２３の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転数を推定する。また、ＥＣＵ２０はアクセル開度センサ２４の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を推定する。

また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁１０およびアクチュエータ１４が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。

＜燃焼モード＞
本実施例に係る内燃機関１においては、予混合燃焼と通常燃焼とのうちいずれかが運転状態に応じて選択されて行われる。図２は、内燃機関１の運転状態と該内燃機関１における燃焼モードとの関係を示す図である。図２において、横軸は内燃機関１の機関回転数を表し、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表している。図２において、実線Ｌ１で囲まれる領域Ｒ１が予混合燃焼が行われる予混合燃焼領域である。また、図２において、予混合燃焼領域Ｒ１以外の領域Ｒ２が通常燃焼が行われる通常燃焼領域である。また、図２において一点差線Ｌ２で囲まれる領域は予混合燃焼が可能な領域を表している。つまり、予混合燃焼領域Ｒ１の上限負荷は予混合燃焼が可能な上限負荷よりも低い値となっている。また、高回転数側では、予混合燃焼領域Ｒ１の上限回転数は予混合燃焼が可能な上限回転数よりも低い値となっており、低回転数側では、予混合燃焼領域Ｒ１の下限回転数は予混合燃焼が可能な下限回転数よりも低い値となっている。

上記のように、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１にある場合は、ＮＯｘやスモークの発生を抑制すべく予混合燃焼が行われる。ところが、内燃機関１の負荷が高くなることで燃料噴射量が増加したり、内燃機関１の回転数が高くなることで１燃焼サイクルにかかる時間が短くなったりすると、予混合燃焼を行うべく予混合気を形成した場合に過早着火が生じ易くなる。そのため、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した場合、内燃機関１における燃焼モードが予混合燃焼から通常燃焼に切り替えられる。また、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行した場合、内燃機関１における燃焼モードが通常燃焼から予混合燃焼に切り替えられる。

通常燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁１０から燃料を噴射することで行われる。また、予混合燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期よりも早い時期に燃料噴射弁１０から燃料を噴射することで燃焼室１１内に予混合気を形成させ、該予混合気が燃焼に供されることで行われる。このように、それぞれの燃焼モードにおいては目標燃料噴射時期が定められており、燃料噴射時期を変更することで燃焼モードが切り替えられる。以下、通常燃焼時の目標燃焼噴射時期（圧縮行程上死点近傍の時期）を通常燃焼噴射時期と称し、予混合燃焼時の目標燃料噴射時期（圧縮行程上死点近傍の時期よりも前の時期）を予混合燃焼噴射時期と称する。

また、本実施例では、排気通路９を流れる排気の一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ装置２５によって吸気通路８に導入される。このＥＧＲガスが吸入空気と共に気筒２内に流入する。内燃機関１において予混合燃焼が行われる場合、過早着火を抑制するために通常燃焼時よりもより多くのＥＧＲガスを気筒２内に供給する必要がある。そこで、それぞれ燃焼モードに応じて異なる目標ＥＧＲガス量が定められており、予混合燃焼時の目標ＥＧＲガス量は通常燃焼時の目標ＥＧＲガス量よりも多くなっている。以下、通常燃焼時の目標ＥＧＲガス量を通常燃焼ＥＧＲガス量と称し、予混合燃焼時の目標ＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量と称する。

ＥＧＲガス量はＥＧＲ弁１３の開度を変更することで変更される。ＥＧＲガス量を変更する場合、ＥＣＵ２０よりアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出される
。そして、アクチュエータ１４によってＥＧＲ弁１３を駆動させて該ＥＧＲ弁１３の開度を変更する。このとき、ＥＧＲ弁１３の開度を、それぞれの燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に対応した目標開度に変更する。以下、通常燃焼ＥＧＲガス量に対応したＥＧＲ弁１３の目標開度を通常燃焼開度と称し、予混合燃焼ＥＧＲガス量に対応したＥＧＲ弁１３の目標開度を予混合燃焼開度と称する。

ここで、予混合燃焼領域Ｒ１および通常燃焼領域Ｒ２のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とする。また、第一領域での燃焼モードを第一燃焼モードとし、第二領域での燃焼モードを第二燃焼モードとする。

上記のように、内燃機関１運転状態が第一領域から第二領域へと移行した場合、燃焼モードを切り替えるべく燃料噴射時期を第二燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更すると共に、気筒内のＥＧＲガス量を第二燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更する必要がある。

しかしながら、燃料噴射時期を直ちに変更することは可能であるが、ＥＣＵ２０からＥＧＲ弁１３に対してＥＧＲガス量変更指令が出された後、気筒２内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでには応答遅れがある。また、気筒２内のＥＧＲガス量が変化し始めてから、第二燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に達するまでにもある程度時間がかかる。

＜燃焼切替制御＞
これらに起因して、内燃機関１での燃焼モードに対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多もしくは不足した場合、失火や過早着火が発生する虞がある。そこで、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が第一領域から第二領域へと移行した場合、失火や過早着火の発生を抑制すべく、以下に説明する燃焼切替制御が行われる。

ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した場合を例に挙げて、図３に示すタイムチャートに基づき本実施例に係る燃焼切替制御について説明する。

図３における（ａ）が、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した時期を示している。内燃機関１の運転状態が移行することで、気筒２内のＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈから通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに変更すべく（ａ）の時点でＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。つまり、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈから通常燃焼開度Ｖｄに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対して指令が出される。

このとき、（ａ）の時点でＥＣＵ２０からＥＧＲガス量変更指令が出された後、ＥＧＲ弁１３の開度が実際に通常燃焼開度Ｖｄとなるまでには応答遅れがある。以下、このときの応答遅れ時間をバルブ応答遅れ時間Δｔｖと称する。

さらに、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路１２および吸気通路８を通ってから気筒２内に流入するため、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度ＶｄとなってからＥＧＲガスの含有量が減少した吸気が気筒２内に流入し始めるまでにはある程度時間がかかる。つまり、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄとなってから気筒２内のＥＧＲガス量が実際に減少し始めるまでにも応答遅れがある。

これらのために、（ａ）の時点でＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出された後、第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過してから（図３の（ｂ
）の時点から）気筒２内のＥＧＲガス量が低下し始める。

そこで、本実施例では、ＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出されてから第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過した時点で燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期から通常燃焼噴射時期への変更を開始する。

尚、本実施例において、第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄは実験等によって予め求めることが出来る。この第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に属しているとき及び内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に属するときのそれぞれの運転状態に応じて定められる。

また、バルブ応答遅れ時間Δｔｖは、ＥＧＲ弁１３の構造等に依存している。一方、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄとなった後、吸気行程および排気行程が繰り返されることで、ＥＧＲ弁１３から気筒２までの経路の容積、即ち、ＥＧＲガスの流れに沿ってＥＧＲ弁１３より下流側のＥＧＲ通路１２および該ＥＧＲ通路１２との接続部より下流側の吸気通路８、吸気ポート４の容積と同等の量のガスが入れ替わると気筒２内のＥＧＲガス量が減少し始める。そのため、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄとなってから気筒２内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでの応答遅れはストローク数に依存する。以下、この応答遅れ時間に相当するストローク数を第一所定ストローク数と称する。バルブ応答遅れ時間Δｔｖおよび第一所定ストローク数は実験等によって求めることが出来る。そこで、これらを予め別々に定めておき、その和を第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄとしても良い。

さらに、ＥＧＲ通路１２から吸気通路８に流入したＥＧＲガスは気筒２内に到達する前に該吸気通路８および吸気ポート４において拡散する。そのため、（ｂ）の時点でＥＧＲガスの含有量が減少した吸気が気筒２内に到達し該気筒２内のＥＧＲガス量が減少し始めても、気筒２内のＥＧＲガス量は直ちに通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄとはならず、通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けて徐々に変化する。

このために、（ｂ）の時点で気筒２内のＥＧＲガス量が減少し始めてから気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となるまで（図３の（ｃ）の時点まで）には、第一所定時間Ｍ１２ｈが経過することになる。

そこで、本実施例では、（ｂ）の時点で燃料噴射時期の変更を開始すると共に、該（ｂ）の時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過した時点で燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなるように、燃料噴射弁１０からの燃料噴射時期を徐々に変更する。

尚、本実施例において、第一所定時間Ｍ１２ｈは実験等によって予め定められた時間である。この第一所定時間Ｍ１２ｈは、通常燃焼領域Ｒ２における内燃機関１の運転状態に応じて定められている。また、本実施例に係る通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量とは、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなっても気筒２内のＥＧＲガス量は多過ではないと判断出来る量である。第一所定時間Ｍ１２ｈを、（ｂ）の時点で気筒２内のＥＧＲガス量が減少し始めてから通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄとなるまでの時間としても良い。

また、第一所定時間Ｍ１２ｈは、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄとなってから気筒２内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでの応答遅れと同様、気筒２内のＥＧＲガス量が変化し始めてからのストローク数に依存する。ここで、この応答遅れ時間に相当するストローク数を第二所定ストローク数と称する。第二所定ストローク数は実験等によって求めることが出来る。そこで、第一所定時間を第二所定ストローク数として定めても良い。

（ｂ）の時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過した（ｃ）の時点で、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなって燃焼モードの通常燃焼への切り替えが完了すると共に、気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄとなる。

予混合燃焼から通常燃焼への燃焼切替時において、上記のように燃焼噴射時期の変更開始時期を制御することで、燃料噴射時期の変更開始時期と気筒２内のＥＧＲガス量が減少し始める時期とを同期させることが出来る。また、上記のように燃料噴射時期を徐々に変更させることで、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなる時期と、気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。

これらにより、内燃機関１における燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼に切り替えるときに、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となることを抑制することが出来る。

また、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行したときに燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼に切り替える場合においても、上記燃焼切替制御を適用する。

つまり、ＥＧＲ弁１３の開度を通常燃焼開度Ｖｄから予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対して指令が出された後、気筒２内のＥＧＲガス量が実際に増加し始めるまでの時間である第二所定応答遅れ時間が経過した時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期から予混合燃焼噴射時期への変更を開始する。

また、この燃料噴射時期の変更開始後、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となるまでの時間である第二所定時間が経過した時点で噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるように、燃料噴射弁１０からの燃料噴射時期を徐々に変更する。尚、本実施例に係る予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量とは、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなっても気筒２内のＥＧＲガス量は不足していないと判断出来る量である。ここで、第二所定時間を、気筒２内のＥＧＲガス量が増加し始めてから予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈとなるまでの時間としても良い。

これらにより、内燃機関１における燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼に切り替えるときに、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が不足することを抑制することが出来る。

尚、第二所定応答遅れ時間および第二所定時間は、第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄおよび第一所定時間Ｍ１２ｈと同様、実験等によって予め求めることが出来る。上記のように、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路１２および吸気通路８を通って気筒２内に流入する。そのため、気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる場合、気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる場合に比べて時間がかかる。そのため、第二所定時間は第一所定時間Ｍ１２ｈよりも長い時間となっている。

本実施例では、上記燃焼切替制御における燃料噴射時期の変更パターンが、本発明に係る所定のパターンに相当する。

＜燃焼モード切り替え途中での再切り替え＞
内燃機関１の運転状態が第一領域から第二領域に移行したときに、上記のような燃焼切替制御によって第一燃焼モードから第二燃焼モードへ燃焼モードを切り替える場合、燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関１の運転状態が第二領域から第一領
域へ再度移行する場合がある。

例えば、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で（図３における（ｂ）から（ｃ）までの間で）、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に戻る場合がある。

このときに、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った時点で、ＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が再度出されると共に、上記燃焼切替制御における燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更を開始した場合の、気筒２内のＥＧＲガス量と燃料噴射時期の関係について図４に示すタイミングチャートに基づいて説明する。

図４においては、（ａ）の時点で内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、（ｂ）の時点で燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈから通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達する前の（ｄ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

このとき、（ｄ）の時点で、ＥＧＲ弁１３の開度を通常燃焼開度Ｖｄから予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出されると、バルブ応答遅れ時間Δｔｖ経過後にＥＧＲ弁１３の開度が予混合燃焼開度Ｖｈとなる。その後、気筒２内のＥＧＲガス量は通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けて変化している途中で予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める。

また、（ｄ）の時点で、上記燃焼切替制御における通常燃焼から予混合燃焼への切り替えと同様の燃料噴射時期の変更を開始した場合、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けて徐々に変化している途中で一旦直ちに通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに変更される。そして、（ｄ）の時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過した時点（（ｅ）の時点）から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更が開始され、（ｅ）の時点から第二所定時間Ｍ２１ｈ経過した時点（（ｆ）の時点）で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに戻る。

このような場合、（ｄ）時点では、実際の気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量とはなっていない状態で、燃料噴射時期が一旦通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなることになる。また、通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるまでの間（（ｄ）から（ｆ）までの間）における燃料噴射時期は実際の気筒２内のＥＧＲガス量の変化に応じた時期からはずれた時期となる。

これは、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に戻った場合でも同様である。

このような場合、燃料噴射時期に対して実際の気筒２内のＥＧＲガス量が過多となるまたは不足することで失火や過早着火が発生する虞がある。

そこで、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に該内燃機関１の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、失火や過早着火の発生を抑制すべく、以下に説明する
再移行時燃焼切替制御が行われる。

（予混合燃焼領域→通常燃焼領域→予混合燃焼領域）
先ず、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合における再移行時燃焼切替制御について、図５に示すタイムチャートに基づいて説明する。

図５においては、図４と同様、（ａ）の時点で内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、（ｂ）の時点で燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈから通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達する前の（ｄ）の時期に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、（ｄ）の時点においては、ＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令を直ちには出さず、ＥＧＲ弁１３の開度を通常燃焼開度Ｖｄに維持する。つまり、気筒２内のＥＧＲガス量の通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄへの変更を継続する。また、（ｄ）の時点においては、燃料噴射時期を直ちに通常燃焼噴射時期Ｉｔｄには変更せずに、（ｂ）の時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過した時点で燃料噴射時が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなるような燃焼噴射時期の変更を継続する。

これにより、（ｂ）の時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過した時点（（ｇ）の時点）で、気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなる。そして、（ｇ）の時点から、通常燃焼から予混合燃焼に切り替える際の通常の燃焼切替制御を開始する。

つまり、（ｇ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに変更すべくＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令を出す。さらに、（ｇ）の時点から第二応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過する時点（（ｈ）の時点）までは、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに維持し、（ｈ）の時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更を開始する。そして、（ｈ）時点から第二所定時間Ｍ２１ｈが経過した時点（（ｉ）の時点）で予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるように燃料噴射時期を徐々に変更する。

上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、燃料噴射時期が一旦通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなる時期に気筒２内のＥＧＲガス量を通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量とすることが出来る。また、その後に燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる時期と気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、それぞれの目標燃料噴射時期への変更途中における燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量に応じた時期とすることが出来る。

（通常燃焼領域→予混合燃焼領域→通常燃焼領域）
次に、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に戻った場合における再移行時燃焼切替制御について、図６に示すタイムチャートに基づいて説明する。

図６においては、（ａ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、（ａ）の時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過した時点
である（ｂ）の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに到達する前の（ｄ）の時点で内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する。

このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、前記と同様、（ｄ）の時点においては、ＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令を直ちには出さず、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに維持する。つまり、気筒２内のＥＧＲガス量の予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈへの変更を継続する。また、（ｄ）の時点においては、燃料噴射時期を直ちに予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈには変更せずに、（ｂ）の時点から第二所定時間Ｍ２１ｈが経過した時点で燃料噴射時が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるような燃焼噴射時期の変更を継続する。

これにより、（ｂ）の時点から第二所定時間Ｍ２１ｄが経過した時点（（ｇ）の時点）で、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる。そして、（ｇ）の時点から、予混合燃焼から通常燃焼に切り替える際の通常の燃焼切替制御を開始する。

つまり、（ｇ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量を通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに変更すべくＥＧＲ弁１３の開度を通常燃焼開度Ｖｄに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令を出す。さらに、（ｇ）の時点から第一応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過する時点（（ｈ）の時点）までは、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに維持し、（ｈ）の時点から燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けての変更を開始する。そして、（ｈ）時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過した時点（（ｉ）の時点）で通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなるように燃料噴射時期を徐々に変更する。

上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、燃料噴射時期が一旦予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる時期に気筒２内のＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量とすることが出来る。また、その後に燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなる時期と気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、それぞれの目標燃料噴射時期への変更途中における燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量に応じた時期とすることが出来る。

従って、本実施例によれば、内燃機関１の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、内燃機関１の運転状態が第一領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを第一燃焼モードに戻すことが出来る。これにより、失火や燃焼騒音の発生を抑制することが出来る。

＜再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図７に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、先ずＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行したか否かを判別する。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼に移行している途中であるか否か、即ち、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈから通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに変更している途中（図５における（ｂ）から（ｇ）の間）であるか否かを判別する。このＳ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲ弁１３の開度を通常燃焼開度Ｖｄに維持する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈから通常燃焼噴射時期Ｉｔｄへの徐変を継続する。つまり、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈから通常燃焼噴射時期Ｉｔｄへの変更が開始された時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過した時点で燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達するような燃料噴射時期の変更を継続する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈから通常燃焼噴射時期Ｉｔｄへの変更が開始された時点から第一所定時間Ｍ１２ｈが経過したか否かを判別する。このＳ１０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ０２はＳ１０６に進み、否定判定された場合ＥＣＵ２０はＳ１０３に戻る。

Ｓ１０６において、ＥＣＵ２０は、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるときの燃焼切替制御の実行を開始する。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。

本実施例では、図２において実線Ｌ１で示される予混合燃焼領域Ｒ１の上限負荷を所定負荷とする。また、図２において一点鎖線Ｌ２で示される予混合燃焼を行うことが可能な機関負荷の上限値を予混合燃焼上限負荷とする。

内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関１の機関負荷が上昇して所定負荷よりも高くなることで内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する場合ある。このような場合であっても、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御によれば、図６に示すように気筒２内のＥＧＲガス量を一旦予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈにまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈにまで通常の燃焼切替制御と同様に変更する。

しかしながら、上記のような場合、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更している途中で、即ち、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中（図６における（ｂ）から（ｇ）までの間）に、内燃機関１の機関負荷がさらに上昇し予混合燃焼上限負荷より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなり、過早着火が発生する虞がある。

＜再移行時燃料噴射量制御＞
そこで、本実施例では、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機
関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２へ再度移行した場合、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるまで、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始されてから第二所定時間Ｍ２１ｈが経過するまで（図６の（ｇ）の時点まで）は、内燃機関１の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないように燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制御する再移行時燃料噴射量制御を実行する。

＜再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチン＞
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンについて、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶されており、所定の間隔で実行されるルーチンである。

本ルーチンでは、先ずＳ２０１において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行したか否かを判別する。このＳ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼に移行している途中であるか否か、即ち、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに変更している途中（図６における（ｂ）から（ｇ）の間）であるか否かを判別する。このＳ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０３において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射量Ｑｆの増加を禁止する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０４に進み、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始された時点から第二所定時間Ｍ２１ｈが経過したか否かを判別する。このＳ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ０２はＳ２０５に進み、否定判定された場合ＥＣＵ２０はＳ２０３に戻る。

Ｓ２０５において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射量Ｑｆの増加禁止を解除する。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

以上説明した再移行時燃料噴射量制御によれば、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる以前に内燃機関１の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来る。つまり、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなることを抑制することが出来る。従って、過早着火の発生を抑制することが出来、以って、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。

＜変形例＞
次に、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の変形例の制御ルーチンについて図９に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるＳ２０１およびＳ２０２、Ｓ２０４は、上記説明した図８に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。

本ルーチンでは、Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０３に進
む。Ｓ３０３において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射量の増加率Ｑｆｒを所定増加率Ｑｆｒ０以下に制限する。ここで、所定増加率Ｑｆｒ０とは、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始された時点から第二所定時間Ｍ２１ｈが経過するまで、即ち、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるまでは内燃機関１の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないような増加率の上限値である。この所定増加率Ｑｆｒ０を、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した時点の燃料噴射量等に応じて定めても良い。Ｓ３０３の後、ＥＣＵ２０はＳ２０４に進む。

Ｓ２０４において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０５に進む。Ｓ３０５において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射量の増加率Ｑｆｒの制限を解除する。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

ここで、上記説明した本実施例の変形例に係る再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関１の機関負荷の変化について図１０に基づいて説明する。図１０において、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表しており、横軸は時間を表している。また、一点鎖線Ｌ１は所定負荷を表しており、一点鎖線Ｌ２は予混合燃焼上限負荷を表している。そして、実線が内燃機関１の機関負荷の変化を表している。

図１０においては、（ａ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、（ａ）の時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過した時点である（ｂ）の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに到達する前の（ｄ）の時点で内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する。

そして、（ｄ）の時点から、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる（ｇ）の時点まで、燃料噴射量の増加率Ｑｆｒが所定増加率Ｑｆｒ０以下に制限される。これにより、内燃機関１の機関負荷が（ｇ）の時点以前に予混合燃焼上限負荷より高くなることが抑制される。

以上説明したように、この変形例によっても、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる以前に内燃機関１の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来る。さらに、この間であっても内燃機関１の機関負荷をある程度上昇させることが出来る。これにより、燃料噴射の増加を禁止する場合に比べて車両の加速性を向上させることが出来る。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。

図２において、高回転数領域では、実線Ｌ１は予混合燃焼領域Ｒ１の上限回転数を表しており、一点鎖線Ｌ２は予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関１の機関回転数の上限値を表している。この領域において、実線Ｌ１で表される機関回転数を所定上限回転数とし、一点鎖線Ｌ２で表される機関回転数を予混合燃焼上限回転数とする。図２に示すように、所定上限回転数は予混合燃焼上限回転数よりも低い値となっている。

また、図２において、低回転数領域では、実線Ｌ１は予混合燃焼領域Ｒ１の下限回転数を表しており、一点鎖線Ｌ２は予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関１の機関回転数の下限値を表している。この領域において、実線Ｌ１で表される機関回転数を所定下限回転数とし、一点鎖線Ｌ２で表される機関回転数を予混合燃焼下限回転数とする。図２に示すように、所定下限回転数は予混合燃焼下限回転数よりも高い値となっている。

内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関１の機関回転数が上昇して所定上限回転数よりも高くなる、もしくは、内燃機関１の機関回転数が低下して所定下限回転数よりも低くなることで内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する場合ある。このような場合であっても、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御によれば、図６に示すように気筒２内のＥＧＲガス量を一旦予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈにまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈにまで通常の燃焼切替制御と同様に変更する。

このとき、内燃機関１の機関回転数が上昇して所定上限回転数よりも高くなることで内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した場合においては、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更している途中で、内燃機関１の機関回転数がさらに上昇し予混合燃焼上限回転数より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなり、過早着火が発生する虞がある。

また、内燃機関１の機関回転数が低下して所定下限回転数よりも低くなることで内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した場合においては、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更している途中で、内燃機関１の機関回転数がさらに低下し予混合燃焼下限回転数より低くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなり、失火が発生する虞がある。

＜再移行時燃料噴射停止制御＞
そこで、本実施例では、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２へ再度移行した場合、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる以前、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始されてから第二所定時間Ｍ２１ｈが経過する以前（図６の（ｇ）の時点以前）に、内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼上限回転数より高くなったとき、または、内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くなったときは、燃料噴射弁１０からの燃料噴射を停止する再移行時燃料噴射停止制御を実行する。

＜再移行時燃料噴射停止制御の制御ルーチン＞
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射停止制御の制御ルーチンについて図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるＳ２０１およびＳ２０２、Ｓ２０４は、上記説明した図９に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。

本ルーチンでは、Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０３に進む。Ｓ４０３において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の機関回転数Ｎｅが、予混合燃焼上限回転数Ｎｅｌｉｍｉｔ１より高くなったか、もしくは、予混合燃焼下限回転数Ｎｅｌｉｍｉｔ２より低くなったか否かを判別する。このＳ４０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ４０４において、ＥＣＵ０２は、燃料噴射弁１０からの燃料噴射を停止する。その後、ＥＣＵ２０はＳ２０４に進む。Ｓ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ４０４に戻る。

Ｓ４０５において、ＥＣＵ２０は燃料噴射弁１０からの燃料噴射の停止を解除する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

本実施例によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に高くなることによる過早着火の発生を抑制することが出来る。これにより、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。また、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に低くなることによる失火の発生を抑制することが出来る。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。

＜再移行時燃料噴射量制御＞
上述したように、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行することで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関１の機関回転数が上昇して所定上限回転数よりも高くなることで内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する場合がある。このような場合において、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更している途中で、内燃機関１の機関回転数がさらに上昇し予混合燃焼上限回転数より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなり、過早着火が発生する虞がある。

そこで、本実施例では、このような場合、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるまで、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始されてから第二所定時間Ｍ２１ｈが経過するまで（図６の（ｇ）の時点まで）は、内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼上限回転数より高くならないように燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制御する再移行時燃料噴射量制御を実行する。

＜再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチン＞
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンについて図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるＳ２０１およびＳ２０２、Ｓ２０４は、上記説明した図９に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。

本ルーチンでは、先ず、ＥＣＵ２０は、Ｓ５０１において、内燃機関１の機関回転数が上昇したか否かを判別する。このＳ５０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０１に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ５０３に進む。Ｓ５０３において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の機関回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１に維持されるような量に燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制限する。ここで、所定回転数Ｎｅ１とは、所定上限回転数Ｎｅｌｉｍｉｔ１より高く予混合燃焼上限回転数より低い回転数である。この所定回転数Ｎｅ１は、内燃機関１の機関負荷に応じて予め定められている。

次に、ＥＣＵ２０はＳ２０４に進む。Ｓ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ５０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ５０３に戻る。

Ｓ５０５において、ＥＣＵ２０は燃料噴射弁１０からの燃料噴射量の制限を解除する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

ここで、上記説明した再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関１の機関負荷の変化について図１３に基づいて説明する。図１３においては、図２と同様、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表しており、横軸は内燃機関１の機関回転数を表している。また、高回転側における一点鎖線Ｌ１は所定上限回転数を表しており、高回転側における一点鎖線Ｌ２は予混合燃焼上限回転数を表している。さらに、一点鎖線Ｌ３は所定回転数を表している。そして、実線が内燃機関１の運転状態の変化を表している。

図１３においては、（ａ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、（ａ）の時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過した時点である（ｂ）の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに到達する前の（ｄ）の時点で、内燃機関１の機関回転数が所定上限回転数より高くなって該内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する。

そして、（ｄ）の時点から、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる（ｇ）の時点まで、内燃機関１の機関回転数を所定回転数に維持するように燃料噴射量が制限される。これにより、内燃機関１の機関回転数が（ｇ）の時点以前に予混合燃焼上限回転数より高くなることが抑制される。

以上説明した再移行時燃料噴射量制御によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な上昇を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えることが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ過早着火の発生を抑制することが出来る。

尚、本実例に係る再移行時燃料噴射量制御を実行した場合であっても、例えば、内燃機関１を搭載した車両が下り坂を走行しているような場合、内燃機関１の機関回転数を所定回転数に維持することが困難となる場合がある。つまり、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼上限回転数に達する場合がある。このような場合、上述した実施例３に係る再移行時燃料噴射停止制御によって燃料噴射弁１０からの燃料噴射を停止しても良い。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。

＜再移行時燃料噴射量制御＞
上述したように、図２において、低回転数領域では、実線Ｌ１は所定下限回転数を表し、一点鎖線Ｌ２は予混合燃焼下限回転数を表している。そして、図２に示すように、所定下限回転数および予混合燃焼下限回転数は内燃機関１の機関負荷が低いほど低い値となっている。

また、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行することで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関１の機関回転数が低下して所定下限回転数よりも低くなることで内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する場合がある。このような場合において、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更している途中で、内燃機関１の機関回転数がさらに低下し予混合燃焼下限回転数より低くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなり、失火が発生する虞がある。

そこで、本実施例では、このような場合、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるまで、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始されてから第二所定時間Ｍ２１ｈが経過するまで（図６の（ｇ）の時点まで）は、内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制御する再移行時燃料噴射量制御を実行する。

＜再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチン＞
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンについて図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるＳ２０１およびＳ２０２、Ｓ２０４は、上記説明した図９に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。

本ルーチンでは、先ず、ＥＣＵ２０は、Ｓ６０１において、内燃機関１の機関回転数が低下したか否かを判別する。このＳ６０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０１に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ６０３に進む。Ｓ６０３において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の機関回転数Ｎｅが予混合燃焼下限回転数Ｎｅｌｉｍｉｔ２より低下しないように燃料噴射弁１０からの燃料噴射量を制限する。燃料噴射量を制限することで内燃機関１の機関負荷を低下させることが出来る。上述したように、機関負荷が低いほど予混合燃焼下限回転数Ｎｅｌｉｍｉｔ２は低くなる。そのため、燃料噴射量を制限することによって、機関回転数が予混合燃焼回転数Ｎｅｌｉｍｉｔ２より低くならないように制御することが出来る。

次に、ＥＣＵ２０はＳ２０４に進む。Ｓ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ５０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ６０３に戻る。

Ｓ６０５において、ＥＣＵ２０は燃料噴射弁１０からの燃料噴射量の制限を解除する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

ここで、上記説明した再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関１の機関負荷の変化について図１５に基づいて説明する。図１５においては、図２と同様、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表しており、横軸は内燃機関１の機関回転数を表している。また、高回転側における一点鎖線Ｌ１は所定上限回転数を表しており、高回転側における一点鎖線Ｌ２は予混合燃焼上限回転数を表している。そして、実線が内燃機関１の運転状態の変化を表している。

図１５においては、（ａ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、（ａ）の時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過した時点である（ｂ）の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈ
に到達する前の（ｄ）の時点で、内燃機関１の機関回転数が所定下限回転数より低くなって該内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行する。

そして、（ｄ）の時点から、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる（ｇ）の時点まで、内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように燃料噴射量が制限される。これにより、内燃機関１の機関負荷が低下し、該内燃機関１の機関回転数が（ｇ）の時点以前に予混合燃焼上限回転数より低くなることが抑制される。

以上説明した再移行時燃料噴射量制御によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な低下を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えることが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ失火の発生を抑制することが出来る。

尚、本実例に係る再移行時燃料噴射量制御を実行した場合であっても、内燃機関１を搭載した車両の運転状況によっては、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関１の機関回転数が予混合燃焼下限回転数に達する場合がある。このような場合、上述した実施例３に係る再移行時燃料噴射停止制御によって燃料噴射弁１０からの燃料噴射を停止しても良い。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御が行われる。

＜燃焼モード切り替え途中での再切り替え＞
本実施例において、内燃機関１の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に該内燃機関１の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合の再移行時燃焼切替制御について、図１６に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合を例に挙げて説明する。

図１６における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点は、それぞれ、図４における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達する前の（ｄ）の時期に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、（ｄ）の時点において、直ちに、気筒２内のＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量に変更するよう、即ち、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。これにより、（ｄ）の時点からバルブ応答遅れ時間Δｔｖが経過した時点で、ＥＧＲ弁１３の開度が予混合燃焼開度Ｖｈとなる。

そして、ＥＧＲ弁１３の開度が予混合燃焼開度Ｖｈとなることで、（ｄ）の時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過した時点（（ｊ）の時点）から気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める。つまり、気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向かって変化している途中で予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向かって変化し始める。

このとき、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄへの変更が開始された時点（（ｂ）の時点）から内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した時点（（ｄ）の時点）までの時間Ｍ１２ｈｗの第一所定時間Ｍ１２ｈに対する割合を切替進捗割合αとする。つまり、Ｍ１２ｈｗ＝Ｍ１２ｈ×αとなる。

ここで、(ｄ）時点でＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ
２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令出されてから気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となるまで（（ｋ）の時点まで）の時間を時間Ｍ２１ｈｗとする。この時間Ｍ２１ｈｗは下記式（１）によって算出される。
Ｍ２１ｈｗ＝Ｍ２１ｈ×α×β・・・式（１）

上記式（１）において、βはＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅに基づいて定められる補正係数である。また、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅは内燃機関１の運転状態に応じて変化する値であって、実験等によって予め求めることが出来る。

（ｂ）の時点から時間Ｍ１２ｈｗが経過した（ｄ）の時点における気筒２内のＥＧＲガス量が、ＥＧＲ弁１３の開度が予混合燃焼開度Ｖｈとなることで予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量に戻るまで時間は、第二所定時間Ｍ２１ｈに切替進捗割合αを乗算した時間となる。しかしながら、上述したように、（ｄ）の時点から気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める（ｊ）の時点までにはＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過する。つまり、（ｄ）の時点から（ｊ）の時点までの間に、気筒２内のＥＧＲガス量は通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けてさらに変化する。

さらに、（ｊ）の時点で、予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始めた気筒２内のＥＧＲガス量が、（ｄ）の時点での気筒２内のＥＧＲガス量と同量な量となるまでにもある程度時間がかかる。そこで、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅに基づいて補正係数βを定め、時間Ｍ２１ｈｗを上記式（１）によって算出する。

そして、本実施例では、（ｄ）の時点から燃料噴射時期の予混合燃料噴射時期Ｉｔｈへの変更を開始する。その後、時間Ｍ２１ｈｗをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに徐々に変更する。これにより、（ｋ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ｉｔｈとなる。

上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる時期と気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、変更途中における燃料噴射時期を気筒２内のＥＧＲガス量に応じた時期とすることが出来る。

また、燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻ってから、より速やかに燃焼モードを予混合燃焼に戻すことが出来る。

上記再移行時燃焼切替制御は、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に戻った場合にも適用することが出来る。

この場合、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなる時期と気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、
燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に戻ってから、より速やかに燃焼モードを通常燃焼に戻すことが出来る。

従って、本実施例によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。

また、燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻ってから、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来るため、過早着火や失火の発生をより抑制することが出来る。また、燃焼モード切替時における排気エミッションの悪化をより抑制することが出来る。

＜再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるＳ１０１およびＳ１０２は、上記説明した図７に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、Ｓ１０２において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ７０３に進む。Ｓ７０３において、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈとするようアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令を出す。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０４に進み、上記式（１）に基づいて時間Ｍ２１ｈｗを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０５に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更を開始する。つまり、燃料噴射時期の進角を開始する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０６に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間Ｍ２１ｈｗが経過した時点で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるように、燃料噴射時期を徐々に進角させる。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０７に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間Ｍ２１ｈｗが経過したか否かを判別する。このＳ７０７において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ７０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ７０６に戻る。

Ｓ７０８において、ＥＣＵ２０は燃料噴射時期の変更を終了する。この時点で燃料噴射時期は予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなっている。即ち、燃焼モードが予混合燃焼に戻っている。また、気筒２内のＥＧＲガス量は予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに戻っている。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御が行われる。

＜燃焼モード切り替え途中での再切り替え＞
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御について、図１８に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合を例に挙げて説明する。

図１８における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点は、それぞれ、図４における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達する前の（ｄ）の時期に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

また、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、実施例６と同様、（ｄ）の時点において、直ちに、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。これにより、（ｄ）の時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過した（ｊ）の時点から気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める。

ここで、(ｊ）時点で気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて
変化し始めてから気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となるまで（（ｋ）の時点まで）の時間を時間Ｍ２１ｈｘとする。この時間Ｍ２１ｈｘは下記式（２）によって算出される。
Ｍ２１ｈｘ＝Ｍ２１ｈ×α×γ・・・式（２）

上記式（２）において、γは上記式（１）におけるβと同様、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅに基づいて定められる補正係数であるが、βとは異なる値である。

そして、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、（ｊ）の時点までは、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄへ向けての変更を継続する。そして、（ｊ）の時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへ向けての変更を開始する。その後、時間Ｍ２１ｈｘをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに徐々に変更する。これにより、（ｋ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ｉｔｈとなる。

上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、気筒２内のＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに変更するようＥＣＵ２０からＥＧＲガス量変更指令が出された時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過するまでの間は、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄへ向けての変更が継続される。従って、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅの経過中における燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。また、気筒２内のＥＧＲガス量が実際に予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める時点と、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更し始める時期とを同期させることが出来る。さらに、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなる時期と気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となる時期とをより精度良く同期させることが出来る。

上記再移行時燃焼切替制御は、実施例６と同様、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に戻った場合にも適用することが出来る。

この場合、気筒２内のＥＧＲガス量が実際に通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けて変化し
始める時点と、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けて変更し始める時期とを同期させることが出来る。さらに、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄとなる時期と気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となる時期とをより精度良く同期させることが出来る。

従って、本実施例によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関１の運転状態が元の領域に戻った場合において、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制しつつ、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。

＜再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン＞
以下、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図１９に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるＳ１０１およびＳ１０２、Ｓ７０３、Ｓ７０８は、上記説明した図１７に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、Ｓ７０３の後、ＥＣＵ２０はＳ８０４に進む。Ｓ８０４において、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０３においてＥＧＲガス量変更指令を出した時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過したか否かを判別する。このＳ８０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ８０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ８０４に戻る。

Ｓ８０５において、ＥＣＵ２０は、上記式（２）に基づいて時間Ｍ２１ｈｘを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ８０６に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更を開始する。つまり、燃料噴射時期の進角を開始する。本実施例では、この時点まで、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けての変更が継続される。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ８０７に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間Ｍ２１ｈｘが経過した時点で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるように、燃料噴射時期を徐々に進角させる。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ８０８に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間Ｍ２１ｈｘが経過したか否かを判別する。このＳ８０８において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ７０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ８０７に戻る。

本実施例においても、Ｓ７０８において、ＥＣＵ２０は燃料噴射時期の変更を終了するが、この時点で燃料噴射時期は予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなっている。即ち、燃焼モードが予混合燃焼に戻っている。また、気筒２内のＥＧＲガス量は予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに戻っている。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御が行われる。

＜燃焼モード切り替え途中での再切り替え＞
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御について、図２０に示すタイムチャート
に基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合を例に挙げて説明する。

図２０における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点は、それぞれ、図４における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達する前の（ｄ）の時期に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

また、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、実施例６および７と同様、（ｄ）の時点において、直ちに、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。これにより、（ｄ）の時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過した（ｊ）の時点から気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める。

このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、内燃機関１の運転状態が再度移行した（ｄ）の時点で燃料噴射時期の変更を停止する。そして、（ｄ）の時点から噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄが経過する時点（（ｌ）の時点）まで、（ｄ）の時点での燃料噴射時期を維持する。ここでの噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄはＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅの二倍の時間である。

ここで、（ｌ）の時点での気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量に達するまで（（ｋ）の時点まで）の時間を時間Ｍ２１ｈｙとする。この時間Ｍ２１ｈｙは下記式（３）によって算出される。
Ｍ２１ｈｙ＝Ｍ２１ｈ×α×ε・・・式（３）

上記式（３）において、εは噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄに基づいて定められる補正係数である。

そして、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、（ｌ）の時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへ向けての変更を開始する。その後、時間Ｍ２１ｈｙをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに徐々に変更する。これにより、（ｋ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ｉｔｈとなる。

上述した実施例６では、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める時期と燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更し始める時期とを同期させるために、（ｄ）の時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過するまで（（ｊ）の時点まで）は燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに向けて変更し、（ｊ）の時点から燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更させ始めている。

このときＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅは、内燃機関１の運転状態に応じた値として予め定めることが出来る。しかしながら、該ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅは吸気圧や排気圧等の影響によってばらつき易い。そのため、上記のように燃料噴射時期を制御しても、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める時期と燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けて変更し始める時期とを精度良く同期させることは困難な場合がある。

そこで、本実施例では、上記のように、（ｄ）の時点から（ｌ）の時点まで燃料噴射時
期を維持する。そして、（ｌ）時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへ向けての変更を開始する。その後、時間Ｍ２１ｈｙをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに徐々に変更する。これにより、（ｋ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ｉｔｈとなる。

上記再移行時燃焼切替制御によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域に戻った場合において、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅにばらつきがある場合であっても、燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量にある程度対応した時期とすることが出来る。

上記再移行時燃焼切替制御は、実施例６および７と同様、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に戻った場合にも適用することが出来る。

この場合、燃焼モードの切り替え中に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域に戻った場合において、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅにばらつきがある場合であっても、燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量にある程度対応した時期とすることが出来る。

従って、本実施例によれば、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。

尚、本実施例に係る噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄを、内燃機関１の運転状態が第一領域へ再度移行してからＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過した時点（図２０における（ｊ）の時点）以降において、気筒２内のＥＧＲガス量が内燃機関１の運転状態が第一領域へ再度移行した時点（図２０における（ｄ）の時点）の量と同等の量となるまでの時間としても良い。この場合も、上記式（３）における補正係数εは噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄに基づいて定められる。

＜再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン＞
以下、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図２１に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるＳ１０１およびＳ１０２、Ｓ７０３、Ｓ７０８は、上記説明した図１７に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、Ｓ７０３の後、ＥＣＵ２０はＳ９０４に進む。Ｓ９０４において、ＥＣＵ２０は燃料噴射弁１０からの燃料噴射時期の変更を停止する。即ち、現時点における燃料噴射時期を維持する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０５に進み、Ｓ９０４において燃料噴射時期の変更を停止した時点から噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄが経過したか否かを判別する。このＳ９０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ９０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ９０４に戻る。

Ｓ９０６において、ＥＣＵ２０は、上記式（３）に基づいて時間Ｍ２１ｈｙを算出する
。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０７に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに向けての変更を開始する。つまり、燃料噴射時期の進角を開始する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０８に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間Ｍ２１ｈｙが経過した時点で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなるように、燃料噴射時期を徐々に進角させる。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ９０９に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間Ｍ２１ｈｙが経過したか否かを判別する。このＳ９０９において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ７０８に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ９０８に戻る。

本実施例においても、Ｓ７０８において、ＥＣＵ２０は燃料噴射時期の変更を終了するが、この時点で燃料噴射時期は予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなっている。即ち、燃焼モードが予混合燃焼に戻っている。また、気筒２内のＥＧＲガス量は予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに戻っている。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御が行われる。

＜再移行時燃焼切替制御＞
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御について、図２２に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１に戻った場合を例に挙げて説明する。

図２２における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点は、それぞれ、図４における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに到達する前の（ｄ）の時期に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

また、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、実施例６および７、８と同様、（ｄ）の時点において、直ちに、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。これにより、（ｄ）の時点からＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過した（ｊ）の時点から気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて変化し始める。

そして、上記のように気筒２内のＥＧＲガス量が変化する場合、図２２に示すように、（ｄ）の時点から、気筒２内のＥＧＲガス量の通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けての減少率は徐々に低下し、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅが経過した（ｊ）の時点でその減少率が零となる。そして、（ｊ）の時点で気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに向けて増加し始めてからその増加率は徐々に上昇する。尚、ここでのＥＧＲガス量の減少率および増加率とは、それぞれ、単位時間当たりのＥＧＲガス量の増加量および減少量のことである。

つまり、気筒２内のＥＧＲガス量の変化の方向は（ｊ）の時点で鋭角に変化するのではなく、減少から増加へカーブを描くように変化する。しかしながら、実施例７では、燃料
噴射時期の変更の方向が（ｊ）の時点で遅角から進角へと鋭角に変化するような制御となっている。

そこで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、図２２に示すように、（ｄ）の時点から変更時間Ｍ１２１ｄｗが経過する時点（（ｍ）の時点）までの間において、燃料噴射時期の変更方向が遅角から進角へカーブを描くように変化するように燃料噴射時期を制御する。つまり、実施例７と同様、燃料噴射時期を、（ｄ）の時点から（ｊ）の時点までは遅角させ、（ｊ）の時点から進角させるが、（ｄ）の時点から（ｊ）の時点までは燃料噴射時期の変化率を徐々に低下させ、（ｊ）の時点でその変化率を零とし、（ｊ）の時点から（ｍ）の時点まではその変化率を徐々に上昇させる。尚、ここでの燃料噴射時期の変化率とは、燃料噴射時期の単位時間当たりの遅角量または進角量のことである。

このとき、変更時間Ｍ１２１ｄｗは、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅより長い時間である。この変更時間Ｍ１２１ｄｗを、実施例８に係る噴射時期維持時間Ｍ１２１ｄと同様、ＥＧＲガス量変化遅れ時間Δｔｅの二倍の時間としても良く、また、（ｊ）時点以降において気筒２内のＥＧＲガス量が（ｄ）時点の量と同等の量となるまでの時間としても良い。また、変更時間Ｍ１２１ｄｗおよび（ｄ）の時点から（ｍ）の時点までの間における燃料噴射時期の変化率の変化のさせ方を、（ｂ）の時点から（ｄ)の時点の間での燃料噴
射時期の変化率等に基づいて決定しても良い。

ここで、（ｍ）の時点での気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量に達するまで（（ｋ）の時点まで）の時間を時間Ｍ２１ｈｚとする。この時間Ｍ２１ｈｚは下記式（４）によって算出される。
Ｍ２１ｈｚ＝Ｍ２１ｈ×α×ζ・・・式（４）

上記式（４）において、ζは変更時間Ｍ１２１ｄｗに基づいて定められる補正係数である。

そして、（ｍ）の時点からは、時間Ｍ２１ｈｚをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに徐々に変更する。これにより、（ｋ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ｉｔｈとなる。

上記再移行時燃焼切替制御によれば、ＥＧＲガス量変更指令が出されてから気筒２内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈ近傍の量となるまでの間における燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。

上記再移行時燃焼切替制御は、実施例６および７、８と同様、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２に戻った場合にも適用することが出来る。

この場合、ＥＧＲガス量変更指令が出されてから気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ近傍の量となるまでの間における燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。

従って、本実施例によれば、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制することが出来る。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御が行われる。

＜変更開始前再移行時制御＞
本実施例に係る燃焼切替制御においては、上述したように、内燃機関１の運転状態が第一領域からから第二領域へと移行した場合、移行した時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄもしくは第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過してから燃料噴射時期の変更を開始する。

このような場合、第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄもしくは第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過する前の時点で、内燃機関１の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行する場合がある。この場合、本実施例においては、以下に説明する変更開始前再移行時制御が行われる。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した場合における変更開始前再移行時制御を例に挙げて図２３に示すタイムチャートに基づいて説明する。

図２３においては、（ａ）に時点で、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行する。この時点で、ＥＣＵ２０からＥＧＲガス量変更指令が出され、バルブ応答遅れ時間Δｔｖ経過後にＥＧＲ弁１３の開度が予混合燃焼開度Ｖｈから通常燃焼開度Ｖｄに変化する。

そして、（ａ）の時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過する前（（ｂ）の時点の前）に、（ｄ）の時点で、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行する。

本実施例に係る変更開始前再移行時制御では、（ｄ）の時点で、ＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに戻すようＥＧＲガス量変更指令が出される。これにより、（ｄ）の時点からバルブ応答遅れ時間Δｔｖが経過した後にＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄから予混合燃焼開度Ｖｈに変化する。

このような場合であっても、ＥＧＲ弁１３は一旦通常燃焼開度Ｖｄとなっているため、（ａ）の時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過した（ｂ）の時点で、気筒２内のＥＧＲガス量が通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けて変化する。即ち、気筒２内のＥＧＲガス量が減少する。しかしながら、ＥＧ弁１３の開度は予混合燃焼開度Ｖｈに戻されているために、気筒２内のＥＧＲガス量は、通常燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄ達することなく、（ｎ）の時点で予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに戻る。

このとき、（ｄ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行したときに、通常の燃焼切替制御における通常燃焼から予混合燃焼への切り替えと同様の燃料噴射時期の変更を開始した場合、図２３の燃料噴射時期に破線で示すように、（ｄ）の時点で燃料噴射時期が一旦直ちに通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに変更されることになる。そして、そこから、通常の燃焼切替制御における燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Ｉｔｄから予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈへの変更が開始されることになる。

しかしながら、本実施例のような時期に内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した場合、上述したように、気筒２内のＥＧＲガス量は、（ｂ）から（ｎ）の間で一時的に減少するものの、（ｄ）の時点以降もほぼ予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈとなっている。そのため、上記のように燃料噴射時期を制御した場合、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となる虞がある。

そこで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御では、（ｄ）の時点およびそれ以降も燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに維持する。

これによれば、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となることを抑制することが出来る。

上記のような変更開始前再移行時制御は、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行した時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した場合にも適用することが出来る。

この場合、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した時点およびそれ以降も燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Ｉｔｄに維持する。これにより、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が不足することを抑制することが出来る。

＜変更開始前再移行時制御の制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御の制御ルーチンについて図２４に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した場合を例に挙げて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、先ずＳ１００１において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行したか否かを判別する。このＳ１００１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１００２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１００２において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行したか否かを判別する。このＳ１００２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１００３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１００２を繰り返す。

Ｓ１００３において、ＥＣＵ２０は、Ｓ１００１において内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行したと判断されてから第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過したか否かを判別する。このＳ１００３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了し、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１００４に進む。

Ｓ１００４において、ＥＣＵ２０は、ＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようアクチュエータ１４に対してＥＧＲガス量変更指令を出す。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１００５に進み、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに維持する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様の燃焼切替制御が行われる。

＜変更開始前再移行時制御＞
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御について図２５に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した場合を例に挙げて説明する。

図２５における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）、（ｎ）の時点は、それぞれ、図２３における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）、（ｎ）の時点と同様の時期を表している。そして、本実施例においても、（ｄ）の時点で、ＥＣＵ２０からアクチュエータ１４に対してＥＧＲ弁１３の開度を予混合燃焼開度Ｖｈに戻すようＥＧＲガス量変更指令が出される。

このような場合、上述したように、（ｂ）の時点から（ｎ）の時点までの間、気筒２内のＥＧＲガス量が一時的に減少する。本実施例に係る変更開始前再移行時制御では、（ｂ）の時点から（ｎ）の時点までの間、気筒２内のＥＧＲガス量の減少に応じて、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈよりも通常燃焼噴射時期Ｉｔｄ側に変更する。つまり、燃料噴射時期を一時的に予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈよりも遅角させる。

このとき、気筒２内のＥＧＲガス量が一時的に減少する時間、即ち、（ｂ）の時点から（ｎ）の時点までの時間をＥＧＲガス量減少時間Δｔｇｄとする。このＥＧＲガス量減少時間Δｔｇｄは、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄとなっていた時間に基づいて求めることが出来る。そして、ＥＧＲ弁１３の開度が通常燃焼開度Ｖｄとなっていた時間は、(ａ)の時点から（ｄ）の時点までの時間Δｔｖｄと同等である。

そこで、（ｄ）の時点から該ＥＧＲガス量減少時間Δｔｇｄが経過するまでの間、燃料噴射時期を遅角させる。また、このときに、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Ｉｔｄにまでには遅角させずに、気筒２内のＥＧＲガス量の減少量に応じて遅角させる。

上記のような変更開始前再移行時制御によれば、燃料噴射時期を実際の気筒２内のＥＧＲガス量により対応した時期とすることが出来る。つまり、気筒２内のＥＧＲガス量が一時的に減少したときにおいても、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が不足することをより抑制することが出来る。

上記変更開始前再移行時制御は、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行した時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した場合にも適用することが出来る。

この場合、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行した時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過した時点から燃料噴射時期を一時的に通常燃焼噴射時期Ｉｔｄよりも予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈ側に変更する。つまり、燃料噴射時期を一時的に通常燃焼噴射時期Ｉｔｄよりも進角させる。これにより、気筒２内のＥＧＲガス量が一時的に増加したときにおいても、燃料噴射時期に対して気筒２内のＥＧＲガス量が過多となることをより抑制することが出来る。

＜変更開始前再移行時制御の制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御の制御ルーチンについて図２６に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ
１２ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した場合を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるＳ１００１からＳ１００５は、上記説明した図２４に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、Ｓ１００５の後、Ｓ１１０６に進む。Ｓ１１０６において、ＥＣＵ２０は、Ｓ１００１において内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行したと判断されてから第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過したか否かを再度判別する。このＳ１１０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１０７に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１００５に戻る。

Ｓ１１０７において、ＥＣＵ２０は、（ａ）の時点から（ｄ）の時点までの時間Δｔｖｄに基づいてＥＧＲガス量減少時間Δｔｇｄを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１０８に進み、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行したと判断されてから第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過した時点からＥＧＲガス量減少時間Δｔｇｄが経過するまでの間、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈよりも進角させる。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１０９に進み、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈに維持する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。

本実施例においては、内燃機関１の燃焼モードが通常燃焼であるときは、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射とし、燃料噴射弁１０によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行する。そして、内燃機関１の燃焼モードが予混合燃焼であるときは、この副燃料噴射を停止する。そして、本実施例に係る燃焼切替制御では、主燃料噴射時期が、実施例１に係る燃焼切替制御における燃料噴射時期の制御と同様に制御される。

＜変更開始前再移行時制御＞
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御について図２７に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に移行した時点から第一所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行した場合を例に挙げて説明する。

図２７における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）、（ｎ）の時点は、それぞれ、図２３における（ａ）および（ｂ）、（ｄ）、（ｎ）の時点と同様の時期を表している。図２７に示すように、ＥＧＲ弁１３の開度は実施例１１と同様に制御される。また、主燃料噴射時期は実施例１１の燃料噴射時期の制御と同様に制御される。

このとき、（ｄ）の時点で内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に再度移行したときに、図２７の副燃料噴射に破線で示すように、通常の通常燃焼実行時の場合と同様、（ｄ）の時点で副燃料噴射の実行が開始された場合、主燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈもしくはその近傍の時期である状態で副燃料噴射が実行されることになる。この場合、副燃料噴射によって噴射された燃料によってボアフラッシン
グが発生し易い。

そこで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御においては、（ｄ）の時点およびそれ以降も副燃料噴射の停止を継続する。

これによれば、主燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈもしくはその近傍の時期となっているときに副燃料噴射が実行されるのを抑制することが出来る。そのため、ボアフラッシングの発生を抑制することが出来る。

また、主燃料噴射時期が一時的に予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈよりも進角されているとき（図２７における（ｂ）から（ｎ）の間）に副燃料噴射が実行されると、着火遅れ期間が短くなりスモークの発生量が増加する虞がある。上記変更開始前再移行時制御によれば、このような時期においても副燃料噴射の停止を継続することで、スモークの発生量を低減することが出来る。

上記変更開始前再移行時制御は、内燃機関１の運転状態が通常燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行した時点から第二所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過する前に、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した場合にも適用することが出来る。

主燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄもしくはその近傍の時期となっているときに副燃料噴射が停止された場合、気筒２内における燃焼が不安定となって燃焼騒音が悪化したり失火が発生したりする虞がある。

そこで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御においては、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から通常燃焼領域Ｒ２に再度移行した時点およびそれ以降も副燃料噴射時期の実行を継続する。

これにより、主燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Ｉｔｄもしくはその近傍の時期となっているときに副燃料噴射が停止されるのを抑制することが出来る。そのため、気筒２内における燃焼が不安定となることを抑制することが出来る。

また、主燃料噴射時期が一時的に通常燃焼噴射時期Ｉｔｄよりも遅角されているときに副燃料噴射が停止されると、着火遅れ期間が長くなり燃焼騒音が悪化する虞がある。上記変更開始前再移行時制御によれば、このような時期においても副燃料噴射の実行を継続することで、燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。

実施例１に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図。 内燃機関の運転状態と該内燃機関における燃焼モードとの関係を示す図。 実施例１に係る燃焼切替制御を表すタイムチャート。 内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域に戻った時点で、ＥＣＵからＥＧＲガス量変更指令が再度出されると共に、燃焼切替制御における燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期から予混合燃焼噴射時期への変更を開始した場合の、気筒内のＥＧＲガス量と燃料噴射時期の関係を表すタイムチャート。 実施例１に係る再移行時燃焼切替制御を表す第一のタイムチャート。 実施例１に係る再移行時燃焼切替制御を表す第二のタイムチャート。 実施例１に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例２に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例２の変形例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例２の変形例に係る再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関の機関負荷の変化を示す図。 実施例３に係る再移行時燃料噴射停止制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例４に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例４に係る再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関の運転状態の変化を示す図。 実施例５に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例５に係る再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関の運転状態の変化を示す図。 実施例６に係る再移行時燃焼切替制御を表すタイムチャート。 実施例６に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例７に係る再移行時燃焼切替制御を表すタイムチャート。 実施例７に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例８に係る再移行時燃焼切替制御を表すタイムチャート。 実施例８に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例９に係る再移行時燃焼切替制御を表すタイムチャート。 実施例１０に係る変更開始前再移行時制御を表すタイムチャート。 実施例１０に係る変更開始前再移行時制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例１１に係る変更開始前再移行時制御を表すタイムチャート。 実施例１１に係る変更開始前再移行時制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 実施例１２に係る変更開始前再移行時制御を表すタイムチャート。

符号の説明

１・・・圧縮着火内燃機関（内燃機関）
２・・・気筒
３・・・ピストン
８・・・吸気通路
９・・・排気通路
１０・・燃料噴射弁
１１・・燃焼室
１２・・ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁
１４・・アクチュエータ
２０・・ＥＣＵ
２３・・クランクポジションセンサ
２４・・アクセル開度センサ
２５・・排気再循環装置（ＥＧＲ装置）

Claims (17)

1. 圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、
   該ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲガス量制御手段と、を有し、
   前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
   前記ＥＧＲガス量制御手段を制御することで前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
   前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
   前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
   前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に所定のパターンで変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量の第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量への変更を継続すると共に、燃料噴射時期の第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への前記所定のパターンによる変更を継続し、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となってから、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への前記所定のパターンでの変更を開始することを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
2. 第一領域が前記通常燃焼領域であり第二領域が前記予混合燃焼領域であって、
   前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が所定負荷よりも高い領域が第一領域であり該機関負荷が前記所定負荷以下の領域が第二領域であって、
   前記所定負荷が、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関負荷の上限値である予混合燃焼上限負荷よりも低い値である場合において、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が上昇して前記所定負荷より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、
   前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が前記予混合燃焼上限負荷より高くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
3. 前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加を禁止することを特徴とする請求項２記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
4. 前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が上昇して前記所定負荷より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が前記予混合燃焼上限負荷より高くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加率を制限することを特徴とする請求項２記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
5. 第一領域が前記通常燃焼領域であり第二領域が前記予混合燃焼領域であって、
   前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定上限回転数よりも高い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定上限回転数以下の領域が第二領域であって、
   前記所定上限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値である場合において、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が上昇して前記所定上限回転数より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合であって、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となる以前に前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼上限回転数よりも高くなったときは、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
6. 第一領域が前記通常燃焼領域であり第二領域が前記予混合燃焼領域であって、
   前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定上限回転数よりも高い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定上限回転数以下の領域が第二領域であって、
   前記所定上限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値である場合において、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が上昇して前記所定上限回転数より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼上限回転数より高くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
7. 前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が上昇して前記所定上限回転数より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記所定上限回転数より高く前記予混合燃焼上限回転数より低い所定回転数に維持されるよう前記燃
   料噴射弁からの燃料噴射量を制限することを特徴とする請求項６記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
8. 第一領域が前記通常燃焼領域であり第二領域が前記予混合燃焼領域であって、
   前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定下限回転数以上の領域が第二領域であって、
   前記所定下限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値である場合において、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が低下して前記所定下限回転数より低くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合であって、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となる以前に前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼下限回転数よりも低くなったときは、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
9. 第一領域が前記通常燃焼領域であり第二領域が前記予混合燃焼領域であって、
   前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定下限回転数以上の領域が第二領域であって、
   前記所定下限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値であり、且つ、該予混合燃焼下限回転数は前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が低いほど低い値となっている場合において、
   前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が低下して前記所定下限回転数より低くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼下限回転数より低くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
10. 圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、
    該ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲガス量制御手段と、を有し、
    前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
    前記ＥＧＲガス量制御手段を制御することで前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
    前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
    前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
    前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
    前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へと移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第二領域での燃焼モードにおけ
    る目標ＥＧＲガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第一所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替え、
    前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第二所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
    前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点で、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への変更を開始し、且つ、第二領域での燃焼モードへの切り替えが開始されてから前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定される時点までの時間の前記第一所定時間に対する割合である切替進捗割合を算出し、該切替進捗割合を前記第二所定時間に乗算することで算出される時間をかけて燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ変更することを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
11. 前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された時点で、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、該指令が出された時点から、前記気筒内のＥＧＲガス量が第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に向けて実際に変化し始めるまでの時間であるＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ向けての変更を開始することを特徴とする請求項１０記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
12. 前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された時点で、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、該指令が出された時点から、前記気筒内のＥＧＲガス量が第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に向けて実際に変化し始めるまでの時間よりも長い時間である噴射時期維持時間が経過するまでの間は、前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定された時点の燃料噴射時期を維持し、その後、燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ向けての変更を開始することを特徴とする請求項１０記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
13. 前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された時点で、前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、該指令が出された時点から、前記気筒内のＥＧＲガス量が第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に向けて実際に変化し始めるまでの時間であるＥＧＲガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の変化率が零となり、その後、燃料噴射時期の変化が第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ向けての変化に転じるように、燃料噴射時期を変更することを特徴とする請求項１０記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
14. 圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、
    該ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲガス量制御手段と、を有し、
    前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
    前記ＥＧＲガス量制御手段を制御することで前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
    前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
    前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
    前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
    前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
    前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう指令が出されてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段の状態を第一領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に対応した状態に戻すと共に、該判定がなされた時点およびそれ以降も燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に維持することを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
15. 前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行してから再度第一領域へ移行するまでの間において前記ＥＧＲガス量制御手段の状態が第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に対応した状態となることによって、前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行した後で前記気筒内のＥＧＲガス量が第二領域の燃料モードにおける目標ＥＧＲガス量側に変化する間は、該ＥＧＲガス量の変化に応じて燃料噴射時期を変更することを特徴とする請求項１４記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
16. 第一領域が前記予混合燃焼領域であり第二領域が前記通常燃焼領域であって、
    通常燃焼時には、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射として、前記燃料噴射弁によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行し、予混合燃焼時には副燃料噴射を停止するものであり、
    前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、主燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モ
    ードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
    前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう指令が出されてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点およびそれ以降も前記副燃料噴射の停止を継続することを特徴とする請求項１４または１５記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
17. 第一領域が前記通常燃焼領域であり第二領域が前記予混合燃焼領域であって、
    通常燃焼時には、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射として、前記燃料噴射弁によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行し、予混合燃焼時には副燃料噴射を停止するものであり、
    前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記ＥＧＲガス量制御手段によって前記気筒内のＥＧＲガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のＥＧＲガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、主燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
    前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のＥＧＲガス量を変更するよう指令が出されたてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点およびそれ以降も前記副燃料噴射の実行を継続することを特徴とする請求項１４または１５記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。

Images