(57)【要約】【課題】燃焼形態の切り替え時における排気エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】内燃機関１００の制御装置２００は、機関運転状態が第１運転領域と第２運転領域との間に設定された切替制御領域内にあるときには、噴射圧及び還流率に基づいて、運転モードをＰＣＣＩモード及びＤＣモードのうちのいずれか一方に設定する過渡時設定制御部を備える。過渡時設定制御部は、機関運転状態に基づいて、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲、及び拡散燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲を、それぞれＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲として算出し、噴射圧及び還流率がＰＣＣＩ成立範囲内にあるときは運転モードをＰＣＣＩモードに設定し、噴射圧及び還流率がＤＣ成立範囲内にあるときは運転モードを前記ＤＣモードに設定するように構成される。【選択図】図１
2018021482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体と、
前記機関本体の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁を含み、当該燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射圧を変更することができるように構成された燃料供給装置と、
前記燃焼室から排出された排気を前記機関本体の吸気通路に還流させることができるように構成されると共に、排気の還流率を変更することができるように構成された吸気装置と、
を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
機関運転状態に基づいて、目標噴射圧及び目標還流率を算出する目標値算出部と、
前記噴射圧が前記目標噴射圧となるように、前記燃料供給装置を制御する燃料供給装置制御部と、
前記還流率が前記目標還流率となるように、前記吸気装置を制御する吸気装置制御部と、
機関運転状態が所定の第１運転領域内にあるときには、運転モードを前記燃焼室内で予混合圧縮自着火燃焼を実施するＰＣＣＩモードに設定し、所定の第２運転領域内にあるときには、前記運転モードを前記燃焼室内で拡散燃焼を実施するＤＣモードに設定する通常設定制御部と、
機関運転状態が、前記第１運転領域と前記第２運転領域との間に設定された切替制御領域内にあるときには、前記噴射圧及び前記還流率に基づいて、前記運転モードを前記ＰＣＣＩモード及び前記ＤＣモードのうちのいずれか一方に設定する過渡時設定制御部と、
を備え、
前記過渡時設定制御部は、
機関運転状態に基づいて、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲、及び拡散燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲を、それぞれＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲として算出し、
前記噴射圧及び前記還流率が前記ＰＣＣＩ成立範囲内にあるときは、前記運転モードを前記ＰＣＣＩモードに設定し、前記噴射圧及び前記還流率が前記ＤＣ成立範囲内にあるときは、前記運転モードを前記ＤＣモードに設定する、
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の内燃機関の制御装置として、機関運転状態に応じて燃焼形態を予混合圧縮自着火燃焼又は拡散燃焼に切り替えると共に、噴射圧及びＥＧＲ率を、各燃焼形態に応じた目標噴射圧及び目標ＥＧＲ率に制御するように構成されたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９１９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しなしながら、前述した従来の内燃機関の制御装置は、一方の燃焼形態から他方の燃焼形態への燃焼形態の切り替え要求が生じたときに、噴射圧及びＥＧＲ率が、現在の燃焼形態である一方の燃焼形態に応じた目標噴射圧及び目標ＥＧＲ率から、他方の燃焼形態に応じた目標噴射圧及び目標ＥＧＲ率に変化してから、燃焼形態を切り替えるように構成されていた。そのため、燃焼形態の切り替え要求が生じてから実際に燃焼形態が切り替えられるまでの間において、噴射圧及びＥＧＲ率が、現在の燃焼形態である一方の燃焼形態に応じた目標噴射圧及び目標ＥＧＲ率からずれてしまい、その結果として排気エミッションが悪化するという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃焼形態の切り替え時における排気エミッションの悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、機関本体と、機関本体の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁を含み、当該燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射圧を変更することができるように構成された燃料供給装置と、燃焼室から排出された排気を機関本体の吸気通路に還流させることができるように構成されると共に、排気の還流率を変更することができるように構成された吸気装置と、を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置が、機関運転状態に基づいて目標噴射圧及び目標還流率を算出する目標値算出部と、噴射圧が目標噴射圧となるように燃料供給装置を制御する燃料供給装置制御部と、還流率が目標還流率となるように吸気装置を制御する吸気装置制御部と、機関運転状態が所定の第１運転領域内にあるときには、運転モードを前記燃焼室内で予混合圧縮自着火燃焼を実施するＰＣＣＩモードに設定し、所定の第２運転領域内にあるときには、運転モードを燃焼室内で拡散燃焼を実施するＤＣモードに設定する通常設定制御部と、機関運転状態が、第１運転領域と第２運転領域との間に設定された切替制御領域内にあるときには、噴射圧及び還流率に基づいて、運転モードをＰＣＣＩモード及びＤＣモードのうちのいずれか一方に設定する過渡時設定制御部と、を備える。過渡時設定制御部は、機関運転状態に基づいて、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲、及び拡散燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲を、それぞれＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲として算出し、噴射圧及び還流率がＰＣＣＩ成立範囲内にあるときは、運転モードをＰＣＣＩモードに設定し、噴射圧及び還流率がＤＣ成立範囲内にあるときは、運転モードをＤＣモードに設定するように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のこの態様によれば、燃焼形態の切り替え時における排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、内燃機関の機関本体の断面図である。
【図３】図３は、機関本体の運転領域を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による運転モード切替制御について説明するフローチャートである。
【図５】図５は、通常設定処理の内容について説明するフローチャートである。
【図６】図６は、過渡時設定処理の内容について説明するフローチャートである。
【図７】図７は、要求運転モードを設定するための運転領域マップである。
【図８】図８は、目標噴射圧マップを示す図である。
【図９】図９は、目標ＥＧＲ率マップを示す図である。
【図１０】図１０は、ＰＣＣＩ用の最適噴射圧マップを示す図である。
【図１１】図１１は、ＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率マップを示す図である。
【図１２】図１２は、ＤＣ用の最適噴射圧マップを示す図である。
【図１３】図１３は、ＤＣ用の最適ＥＧＲ率マップを示す図である。
【図１４】図１４は、切替制御領域内の或る機関運転状態におけるＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲の一例を示した図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態による運転モード切替制御の動作について説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。図２は、内燃機関１００の機関本体１の断面図である。
【００１１】
図１に示すように、内燃機関１００は、複数の気筒１０を備える機関本体１と、燃料供給装置２と、吸気装置３と、排気装置４と、吸気動弁装置５と、排気動弁装置６と、を備える。
【００１２】
機関本体１は、各気筒１０に形成される燃焼室１１内（図２参照）で燃料を燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる。機関本体１には、気筒毎に一対の吸気弁５０と一対の排気弁６０とが設けられる。
【００１３】
燃料供給装置２は、電子制御式の燃料噴射弁２０と、デリバリパイプ２１と、サプライポンプ２２と、燃料タンク２３と、圧送パイプ２４と、燃圧センサ２１１と、を備える。
【００１４】
燃料噴射弁２０は、燃焼圧力を受けて各気筒１０の内部を往復動するピストン１２の冠面に形成されたキャビティ１３に向かって燃料を噴射して成層予混合気を形成することができるように、機関本体１に設けられる。本実施形態では燃料噴射弁２０は、各気筒１０の燃焼室１１に臨むように各気筒１０に１つ設けられている。燃料噴射弁２０の開弁時間（噴射量）及び開弁時期（噴射時期）は電子制御ユニット２００からの制御信号によって変更され、燃料噴射弁２０が開弁されると燃料噴射弁２０から燃焼室１１内に直接燃料が噴射される。
【００１５】
デリバリパイプ２１は、圧送パイプ２４を介して燃料タンク２３に接続される。圧送パイプ２４の途中には、燃料タンク２３に貯蔵された燃料を加圧してデリバリパイプ２１に供給するためのサプライポンプ２２が設けられる。デリバリパイプ２１は、サプライポンプ２２から圧送されてきた高圧燃料を一時的に貯蔵する。燃料噴射弁２０が開弁されると、デリバリパイプ２１に貯蔵された高圧燃料が燃料噴射弁２０から燃焼室１１内に直接噴射される。
【００１６】
サプライポンプ２２は、吐出量を変更することができるように構成されており、サプライポンプ２２の吐出量は、電子制御ユニット２００からの制御信号によって変更される。サプライポンプ２２の吐出量を制御することで、デリバリパイプ２１内の燃料圧力、すなわち燃料噴射弁２０の噴射圧が制御される。
【００１７】
燃圧センサ２１１は、デリバリパイプ２１に設けられる。燃圧センサ２１１は、デリバリパイプ２１内の燃料圧力、すなわち各燃料噴射弁２０から各気筒１０内に噴射される燃料の圧力（噴射圧）を検出する。
【００１８】
吸気装置３は、燃焼室１１内に吸気を導くための装置であって、燃焼室１１内に吸入される吸気の状態（吸気圧、吸気温、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガス量）を変更することができるように構成されている。吸気装置３は、吸気通路となる吸気管３０及び吸気マニホールド３１と、ＥＧＲ通路３２と、を備える。
【００１９】
吸気管３０は、一端がエアクリーナ３４に接続され、他端が吸気マニホールド３１の吸気コレクタ３１ａに接続される。吸気管３０には、上流から順にエアフローメータ２１２、排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７１、インタークーラ３５及びスロットル弁３６が設けられる。
【００２０】
エアフローメータ２１２は、吸気管３０内を流れて最終的に気筒１０内に吸入される空気の流量を検出する。
【００２１】
コンプレッサ７１は、コンプレッサハウジング７１ａと、コンプレッサハウジング７１ａ内に配置されたコンプレッサホイール７１ｂと、を備える。コンプレッサホイール７１ｂは、同軸上に取り付けられた排気ターボチャージャ７のタービンホイール７２ｂによって回転駆動され、コンプレッサハウジング７１ａ内に流入してきた吸気を圧縮して吐出する。排気ターボチャージャ７のタービン７２には、タービンホイール７２ｂの回転速度を制御するための可変ノズル７２ｃが設けられており、可変ノズル７２ｃによってタービンホイール７２ｂの回転速度が制御されることで、コンプレッサハウジング７１ａ内から吐出される吸気の圧力（過給圧）が制御される。
【００２２】
インタークーラ３５は、コンプレッサ７１によって圧縮されて高温になった吸気を、例えば走行風や冷却水などによって冷却するための熱交換器である。
【００２３】
スロットル弁３６は、吸気管３０の通路断面積を変化させることで、吸気マニホールド３１に導入する吸気量を調整する。スロットル弁３６は、スロットルアクチュエータ３６ａによって開閉駆動され、スロットルセンサ２１３によってその開度（スロットル開度）が検出される。
【００２４】
吸気マニホールド３１は、機関本体１に形成された吸気ポート１４に接続されており、吸気管３０から流入してきた吸気を、吸気ポート１４を介して各気筒１０に均等に分配する。吸気マニホールド３１の吸気コレクタ３１ａには、筒内に吸入される吸気の圧力（吸気圧）を検出するための吸気圧センサ２１４と、筒内に吸入される吸気の温度（吸気温）を検出するための吸気温センサ２１５と、が設けられる。
【００２５】
ＥＧＲ通路３２は、排気マニホールド４１と吸気マニホールド３１の吸気コレクタ３１ａを連通し、各気筒１０から排出された排気の一部を圧力差によって吸気コレクタ３１ａに戻すための通路である。以下、ＥＧＲ通路３２に流入した排気のことを「ＥＧＲガス」といい、筒内ガス量に占めるＥＧＲガス量の割合、すなわち排気の還流率のことを「ＥＧＲ率」という。ＥＧＲガスを吸気コレクタ３１ａ、ひいては各気筒１０に還流させることで、燃焼温度を低減させて窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を抑えることができる。ＥＧＲ通路３２には、上流から順にＥＧＲクーラ３７と、ＥＧＲ弁３８と、が設けられる。
【００２６】
ＥＧＲクーラ３７は、ＥＧＲガスを、例えば走行風や冷却水などによって冷却するための熱交換器である。
【００２７】
ＥＧＲ弁３８は、連続的又は段階的に開度を調整することができる電磁弁であり、その開度は機関運転状態に応じて電子制御ユニット２００によって制御される。ＥＧＲ弁３８の開度を制御することで、吸気コレクタ３１ａに還流させるＥＧＲガスの流量が調節される。
【００２８】
排気装置４は、筒内から排気を排出するための装置であって、排気マニホールド４１と、排気通路４２と、を備える。
【００２９】
排気マニホールド４１は、機関本体１に形成された排気ポート１５に接続されており、各気筒１０から排出された排気を纏めて排気通路４２に導入する。
【００３０】
排気通路４２には、上流から順に排気ターボチャージャ７のタービン７２と、排気後処理装置４３と、が設けられる。
【００３１】
タービン７２は、タービンハウジング７２ａと、タービンハウジング７２ａ内に配置されたタービンホイール７２ｂと、を備える。タービンホイール７２ｂは、タービンハウジング７２ａ内に流入してきた排気のエネルギによって回転駆動され、同軸上に取り付けられたコンプレッサホイール７１ｂを駆動する。
【００３２】
タービンホイール７２ｂの外側には、前述した可変ノズル７２ｃが設けられている。可変ノズル７２ｃは絞り弁として機能し、可変ノズル７２ｃのノズル開度（弁開度）は電子制御ユニット２００によって制御される。可変ノズル７２ｃのノズル開度を変化させることでタービンホイール７２ｂを駆動する排気の流速をタービンハウジング７２ａ内で変化させることができる。すなわち、可変ノズル７２ｃのノズル開度を変化させることで、タービンホイール７２ｂの回転速度を変化させて過給圧を変化させることができる。具体的には、可変ノズル７２ｃのノズル開度を小さくする（可変ノズル７２ｃを絞る）と、排気の流速が上がってタービンホイール７２ｂの回転速度が増大し、過給圧が増大する。
【００３３】
排気後処理装置４３は、排気を浄化した上で外気に排出するための装置であって、有害物質を浄化する各種の排気浄化触媒や有害物質を捕集するフィルタなどを備える。
【００３４】
吸気動弁装置５は、各気筒１０の吸気弁５０を開閉駆動するための装置であって、機関本体１に設けられる。本実施形態による吸気動弁装置５は、吸気弁５０の開閉時期を制御できるように、例えば電磁アクチュエータによって吸気弁５０を開閉駆動するように構成される。しかしながら、これに限らず、吸気カムシャフトによって吸気弁５０を開閉駆動するように構成し、当該吸気カムシャフトの一端部に油圧制御によってクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対位相角を変更する可変動弁機構を設けることによって、吸気弁５０の開閉時期を制御できるようにしてもよい。
【００３５】
排気動弁装置６は、各気筒１０の排気弁６０を開閉駆動するための装置であって、機関本体１に設けられる。本実施形態による排気動弁装置６は、排気弁６０の開閉時期を制御できるように、例えば電磁アクチュエータによって排気弁６０を開閉駆動するように構成される。しかしながら、これに限らず、排気カムシャフトによって排気弁６０を開閉駆動するように構成し、当該排気カムシャフトの一端部に油圧制御によってクランクシャフトに対する排気カムシャフトの相対位相角を変更する可変動弁機構を設けることによって、排気弁６０の開閉時期を制御できるようにしてもよい。また例えば、油圧等によってカムプロフィールを変更することで排気弁６０の開閉時期やリフト量を変更できるようにしても良い。
【００３６】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００３７】
入力ポート２０５には、前述した燃圧センサ２１１などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関負荷を検出するための信号として、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１７の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１８の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００３８】
出力ポート２０６は、対応する駆動回路２０８を介して、燃料噴射弁２０などの各制御部品に接続される。
【００３９】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して内燃機関１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する内燃機関１００の制御について説明する。
【００４０】
電子制御ユニット２００は、機関運転状態（機関回転速度及び機関負荷）に基づいて、機関本体１の運転モードを予混合圧縮自着火燃焼モード（以下「ＰＣＣＩ（Premix Charged Compressive Ignition）モード」という。）、又は拡散燃焼モード（以下「ＤＣ（Diffusive Combustion）モード」という。）のいずれかに切り替えて、機関本体１の運転を行う。
【００４１】
具体的には電子制御ユニット２００は、図３に示すように、機関運転状態が低回転速度・低負荷側のＰＣＣＩ領域内にあれば、運転モードをＰＣＣＩモードに切り替え、機関運転状態が高回転速度・高負荷側のＤＣ領域内にあれば、運転モードをＤＣモードに切り替え、ＰＣＣＩ領域とＤＣ領域との間に設定された切替制御領域内にあれば、噴射圧及びＥＧＲ率に基づいて、運転モードをＰＣＣＩモード又はＤＣモードのいずれかに切り替える。そして電子制御ユニット２００は、各運転モードに応じた燃料供給装置２や吸気装置３などの各種装置の制御を実施して機関本体１の運転を行う。
【００４２】
電子制御ユニット２００は、運転モードがＰＣＣＩモードのときには、吸気行程から圧縮行程中の任意の時期に燃焼室１１内に燃料を噴射して燃焼室１１内に理論空燃比よりもリーンな空燃比（例えば３０〜４０程度）の予混合気を形成し、その予混合気を圧縮自着火燃焼させる予混合圧縮自着火燃焼を実施して機関本体１の運転を行う。本実施形態では、機関運転状態に応じて圧縮行程中の任意の時期（例えば３０［ｄｅｇ．ＢＴＤＣ］〜６０［ｄｅｇ．ＢＴＤＣ］）に燃焼室１１内に燃料を噴射することにより、予混合気として燃焼室１１内の中央部に可燃層を有し、気筒内壁面の周りに空気層を有する成層予混合気を形成し、その成層予混合気を圧縮自着火燃焼させることで冷却損失の低減を図っているが、均質予混合気を圧縮自着火燃焼させるようにしても良い。
【００４３】
また電子制御ユニット２００は、運転モードがＤＣモードのときには、圧縮上死点近傍で高温・高圧となった燃焼室１１内に燃料を噴射し、当該燃料を拡散燃焼させて機関本体１の運転を行う。
【００４４】
ここで拡散燃焼は、燃焼室１１内で燃料濃度の不均一な混合気を燃焼させる燃焼形態であり、当量比が１前後の混合気塊が存在する領域においては、燃焼温度が高温となってＮＯｘが生成され、当量比が３を超えるような燃料濃度の高い混合気塊が存在する領域においては、酸素不足によってスモークの原因となる煤が生成されることが知られている。
【００４５】
そこで従来から、拡散燃焼を実施する際には、ＥＧＲガスを燃焼室１１内に還流させることで燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を抑制することが行われている。また噴射圧を高めて燃料噴霧の微粒化を促進させると共に噴霧貫徹力を高めて燃料を拡散しやすくすることで、燃料濃度の高い混合気塊が形成されるのを抑制して煤の生成を抑制することが行われている。
【００４６】
しかしながら、拡散燃焼を実施する際に、ＮＯｘを抑制するためにＥＧＲ率を高くし過ぎると、その分だけ酸素が減少するため、煤の生成が助長されることになる。また、煤の生成を抑制するために噴射圧を高くし過ぎると、燃料の拡散が進むために当量比が１前後の混合気魂が形成されやすくなるため、ＮＯｘの生成が助長されることになる。そのため、拡散燃焼を実施する場合は、ＮＯｘ及び煤の双方の生成を同時に低減することが難しく、両者の生成量のバランスをとってＥＧＲ率及び噴射圧を決定する必要がある。
【００４７】
一方、予混合圧縮自着火燃焼を実施する場合、燃焼室１１内に噴射された燃料は、筒内温度Ｔ［Ｋ］及び筒内圧力Ｐ［ＭＰａ］の上昇に伴って段階的に種々の化学反応を起こして自着火に至る。そのため、燃焼室１１内に噴射された燃料が自着火に至るまでの時間（以下「着火遅れ時間」という。）τ［ｓｅｃ］は、燃焼室１１内に燃料が噴射されてからの当該燃料の化学反応の進行速度に左右される。そして、この燃料の化学反応の進行速度は、筒内温度Ｔ及び筒内圧力Ｐの他、当量比φや残留ガス割合（≒ＥＧＲ率）ＲＥＳ［％］などによって変化する。
【００４８】
したがって換言すれば、着火遅れ時間τは、筒内温度Ｔや筒内圧力Ｐ、当量比φ、残留ガス割合ＲＥＳなどによって変化する。具体的には、着火遅れ時間τは基本的に、筒内温度Ｔが高くなるほど短くなり、筒内圧力Ｐが高くなるほど短くなり、当量比φが大きくなるほど短くなり、残留ガス割合ＲＥＳが少なくなるほど短くなる傾向にある。
【００４９】
そのため、残留ガス割合ＲＥＳを高くすることで着火遅れ時間τを長くすることができる。すなわち、ＥＧＲ率を高くすることで、着火遅れ時間τを長くすることができるので、その分だけ燃料噴射時期を進角させることができ、燃料と空気とを混合させる時間を長くとることができる。
【００５０】
したがって、予混合圧縮自着火燃焼を実施する場合は、ＥＧＲ率を高くすることで、燃料と空気との混合時間を長くとることができるので、燃料濃度の偏りを無くして煤の生成を抑制することができ、さらに燃焼温度を低下させることもできるので、ＮＯｘの生成を抑制することができる。そのため、予混合圧縮自着火燃焼及び拡散燃焼の双方を実施できる運転領域（本実施形態ではＰＣＣＩ領域及び切替制御領域）では、可能な限り予混合圧縮自着火燃焼を実施した方が、排気エミッションの悪化を抑制することができる。また、一般的に予混合圧縮自着火燃焼を実施した方が、拡散燃焼を実施するよりも熱効率が向上するため、燃費を向上させることができる。
【００５１】
しかしながら、切替制御領域の全域で運転モードをＰＣＣＩモードに設定すると、以下のような問題が生じる。
【００５２】
すなわち、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率と、拡散燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率と、はそれぞれ異なり、等負荷条件で比較すると、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧は拡散燃焼に適した噴射圧よりも低くなり、また予混合圧縮自着火燃焼に適したＥＧＲ率は拡散燃焼に適したＥＧＲ率よりも高くなる。
【００５３】
そのため、運転モードをＰＣＣＩモード又はＤＣモードの一方から、ＰＣＣＩモード又はＤＣモードの他方に切り替える際には、噴射圧の目標値（以下「目標噴射圧」という。）及びＥＧＲ率の目標値（以下「目標ＥＧＲ率」という。）が大きく変化することになる。
【００５４】
ここで電子制御ユニット２００は、噴射圧が目標噴射圧となるようにサプライポンプ２２の吐出圧を制御しているが、噴射圧が目標噴射圧となるまでには、圧送パイプ２４の長さ等に応じて時間遅れが生じる。また電子制御ユニット２００は、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるように、スロットル弁３６及びＥＧＲ弁３８の開度を制御しているが、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるまでには、吸気通路３０やＥＧＲ通路３２の長さ等に応じて時間遅れが生じる。
【００５５】
したがって、噴射圧及びＥＧＲ率をそれぞれ目標値に制御する際の時間遅れを考慮せずに運転モードを切り替えてしまうと、過渡的に排気エミッションが悪化するおそれがある。具体的には、噴射圧及びＥＧＲ率をそれぞれ目標値に制御する際の時間遅れを考慮せずに運転モードをＰＣＣＩモードからＤＣモードに切り替えてしまうと、過渡的に噴射圧が拡散燃焼に適した噴射圧よりも低くなり、またＥＧＲ率が拡散燃焼に適したＥＧＲ率よりも高くなってしまうので、煤の生成量が増大してしまう。
【００５６】
また、噴射圧及びＥＧＲ率をそれぞれ目標値に制御する際の時間遅れを考慮せずに運転モードをＤＣモードからＰＣＣＩモードに切り替えてしまうと、過渡的にＥＧＲ率が予混合圧縮自着火燃焼に適したＥＧＲ率よりも低くなってしまうので、ＮＯｘの生成量が増大してしまう。
【００５７】
そこで本実施形態では、ＰＣＣＩ領域とＤＣ領域との間に切替制御領域を設定し、この切替制御領域内では、噴射圧及びＥＧＲ率に基づいて、ＰＣＣＩモード及びＤＣモードの中から排気エミッションを考慮した適切な運転モードを選択することとしたのである。以下、この本実施形態による運転モード切替制御について説明する。
【００５８】
図４は、本実施形態による運転モード切替制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを機関運転中に所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００５９】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサ２１８の出力信号に基づいて算出された機関回転速度と、負荷センサ２１７によって検出された機関負荷と、を読み込み、機関運転状態を検出する。
【００６０】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態が切替制御領域内にあるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関運転状態が切替制御領域内になければ、ステップＳ３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関運転状態が切替制御領域内にあれば、ステップＳ４の処理に進む。
【００６１】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態がＰＣＣＩ領域内又はＤＣ運転領域内にあるときの運転モードの設定処理（以下「通常設定処理」という。）を実施する。通常設定処理の内容については、図５を参照して後述する。
【００６２】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態が切替制御領域内にあるときの切替過渡時における運転モードの設定処理（以下「過渡時設定処理」という。）を実施する。過渡時設定処理の内容については、図６を参照して後述する。
【００６３】
図５は、通常設定処理の内容について説明するフローチャートである。
【００６４】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態がＰＣＣＩ領域内にあるか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、機関運転状態がＰＣＣＩ領域内にあれば、ステップＳ３２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、機関運転状態がＤＣ領域内にあれば、ステップＳ３３の処理に進む。
【００６５】
ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、運転モードをＰＣＣＩモードに設定する。
【００６６】
ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、運転モードをＤＣモードに設定する。
【００６７】
図６は、過渡時設定処理の内容について説明するフローチャートである。
【００６８】
ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態に基づいて、要求運転モードをＰＣＣＩ運転モード又はＤＣ運転モードに設定する。具体的には電子制御ユニット２００は、図７に示す運転領域マップにおいて、機関運転状態が切替線Ｘよりも低回転速度・低負荷側のＰＣＣＩ選択領域内にあれば、要求運転モードをＰＣＣＩ運転モードに設定し、切替線Ｘよりも高回転速度・高負荷側のＤＣ選択領域内にあれば要求運転モードをＤＣ運転モードに設定する。図７に示すように切替線Ｘは、切替制御領域内に設定される。
【００６９】
ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、運転モード切替制御とは別途に機関運転中に機関運転状態に基づいて随時算出している目標噴射圧ｔＰｉｎｊ及び目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒを読み込む。
【００７０】
電子制御ユニット２００は、運転モード切替制御とは別途に機関運転中に噴射圧制御を実施している。電子制御ユニット２００は、この噴射圧制御において、図８の目標噴射圧マップを参照して機関運転状態に基づいて目標噴射圧ｔＰｉｎｊを算出し、噴射圧が目標噴射圧ｔＰｉｎｊとなるようにサプライポンプ２２を制御している。また電子制御ユニット２００は、運転モード切替制御とは別途に機関運転中にＥＧＲ制御を実施している。電子制御ユニット２００は、このＥＧＲ制御において、図９の目標ＥＧＲ率マップを参照して機関運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒを算出し、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒとなるようにスロットル弁３６及びＥＧＲ弁３８の開度を制御している。
【００７１】
なお、図８の目標噴射圧マップのＰＣＣＩ選択領域内には、予混合圧縮自着火燃焼に最適な目標噴射圧が機関運転状態毎に設定されており、ＤＣ選択領域内には、拡散燃焼に最適な目標噴射圧が機関運転状態毎に設定されている。また図９の目標ＥＧＲ率マップのＰＣＣＩ選択領域内には、予混合圧縮自着火燃焼に最適な目標ＥＧＲ率が設定されており、ＤＣ選択領域内には、拡散燃焼に最適な目標ＥＧＲ率が設定されている。
【００７２】
ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、図１０に示すＰＣＣＩ用の最適噴射圧マップを参照し、現在の機関運転状態で予混合圧縮自着火燃焼を実施する場合の最適な噴射圧（以下「ＰＣＣＩ用の最適噴射圧」という。）ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉを算出する。また電子制御ユニット２００は、図１１に示すＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率マップを参照し、現在の機関運転状態で予混合圧縮自着火燃焼を実施する場合の最適なＥＧＲ率（以下「ＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率」という。）ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉを算出する。
【００７３】
図１０に示すＰＣＣＩ用の最適噴射圧マップは、切替制御領域内において予混合圧縮自着火燃焼に最適な噴射圧を機関運転状態毎に設定したものである。そのため、切替制御領域内のうち、ＰＣＣＩ選択領域と重なる領域のＰＣＣＩ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉの設定値は、前述した図８に示す目標噴射圧マップの目標噴射圧ｔＰｉｎｊの設定値と同じとなる。一方で切替制御領域内のうち、ＤＣ選択領域と重なる領域のＰＣＣＩ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉの設定値は、前述した図８に示す目標噴射圧マップの目標噴射圧ｔＰｉｎｊよりも低い値となる。
【００７４】
また図１１に示すＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率マップは、切替制御領域内において予混合圧縮自着火燃焼に最適なＥＧＲ率を機関運転状態毎に設定したものである。そのため、切替制御領域内のうち、ＰＣＣＩ選択領域と重なる領域のＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉの設定値は、前述した図９に示す目標ＥＧＲ率マップの目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒの設定値と同じとなる。一方で切替制御領域内のうち、ＤＣ選択領域と重なる領域のＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉの設定値は、前述した図９に示す目標ＥＧＲ率マップの目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒよりも高い値となる。
【００７５】
ステップＳ４４において、電子制御ユニット２００は、図１２に示すＤＣ用の最適噴射圧マップを参照し、現在の機関運転状態で拡散燃焼を実施する場合の最適な噴射圧（以下「ＤＣ用の最適噴射圧」という。）ｂＰｉｎｊ＿ｄｃを算出する。また電子制御ユニット２００は、図１３に示すＤＣ用の最適ＥＧＲ率マップを参照し、現在の機関運転状態で拡散燃焼を実施する場合の最適なＥＧＲ率（以下「ＤＣ用の最適ＥＧＲ率」という。）ｂＲｅｇｒ＿ｄｃを算出する。
【００７６】
図１２に示すＤＣ用の最適噴射圧マップは、切替制御領域内において拡散燃焼に最適な噴射圧を機関運転状態毎に設定したものである。そのため、切替制御領域内のうち、ＤＣ選択領域と重なる領域のＤＣ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｄｃの設定値は、前述した図８に示す目標噴射圧マップの目標噴射圧ｔＰｉｎｊの設定値と同じとなる。一方で切替制御領域内のうち、ＰＣＣＩ選択領域と重なる領域のＤＣ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｄｃの設定値は、前述した図８に示す目標噴射圧マップの目標噴射圧ｔＰｉｎｊよりも高い値となる。
【００７７】
また図１３に示すＤＣ用の最適ＥＧＲ率マップは、切替制御領域内において拡散燃焼に最適なＥＧＲ率を機関運転状態毎に設定したものである。そのため、切替制御領域内のうち、ＤＣ選択領域と重なる領域のＤＣ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｄｃの設定値は、前述した図９に示す目標ＥＧＲ率算出マップの目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒの設定値と同じとなる。一方で切替制御領域内のうち、ＰＣＣＩ選択領域と重なる領域のＤＣ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｄｃの設定値は、前述した図９に示す目標ＥＧＲ率算出マップの目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒよりも低い値となる。
【００７８】
ステップＳ４５において、電子制御ユニット２００は、現在の機関運転状態で予混合圧縮自着火燃焼を実施した場合に予混合圧縮自着火燃焼が成立する噴射圧及びＥＧＲ率の範囲（以下「ＰＣＣＩ成立範囲」という。）と、現在の機関運転状態で拡散燃焼を実施した場合に拡散燃焼が成立する噴射圧及びＥＧＲ率の範囲（以下「ＤＣ成立範囲」という。）と、を定める。このＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ範囲の詳細については、図１４を参照して説明する。
【００７９】
図１４は、切替制御領域内の或る機関運転状態におけるＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲の一例を示した図である。
【００８０】
ＰＣＣＩ成立範囲は、より詳しく言えば、現在の機関運転状態で予混合圧縮自着火燃焼を実施した場合に、失火することなく、また噴射圧及びＥＧＲ率がそれぞれＰＣＣＩ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉ及び最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉに制御されているときと比較して、排気エミッションの悪化を所定範囲内に抑えることのできる噴射圧及びＥＧＲ率の範囲である。
【００８１】
ＰＣＣＩ成立範囲は、現在の機関運転状態で予混合圧縮自着火燃焼を実施した場合に予混合圧縮自着火燃焼が成立する噴射圧及びＥＧＲ率のそれぞれの下限値及び上限値を、機関運転状態毎に設定したマップ等を参照して算出することによって定めることができる。またこのような方法以外にも、ＰＣＣＩ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉ及び最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉから、予混合圧縮自着火燃焼が成立する噴射圧及びＥＧＲ率のそれぞれの下限値及び上限値までの偏差を、機関運転状態毎に設定したマップ等を参照して算出することによって定めることができる。
【００８２】
ＤＣ成立範囲は、より詳しく言えば、現在の機関運転状態で拡散燃焼を実施した場合に、失火することなく、また噴射圧及びＥＧＲ率がそれぞれＤＣ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｄｃ及び最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｄｃに制御されているときと比較して、排気エミッションの悪化を所定範囲内に抑えることのできる噴射圧及びＥＧＲ率の範囲である。
【００８３】
ＤＣ成立範囲は、現在の機関運転状態で拡散燃焼を実施した場合に拡散燃焼が成立する噴射圧及びＥＧＲ率のそれぞれの下限値及び上限値を、機関運転状態毎に設定したマップ等を参照して算出することによって定めることができる。またこのような方法以外にも、ＤＣ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｄｃ及び最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｄｃから、拡散燃焼が成立する噴射圧及びＥＧＲ率のそれぞれの下限値及び上限値までの偏差を、機関運転状態毎に設定したマップ等を参照して算出することによって定めることができる。
【００８４】
前述した通り、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率と、拡散燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率と、はそれぞれ異なり、等負荷条件で比較すると、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧は拡散燃焼に適した噴射圧よりも低くなり、また予混合圧縮自着火燃焼に適したＥＧＲ率は拡散燃焼に適したＥＧＲ率よりも高くなる。
【００８５】
そのため、図１４に示すように、切替制御領域内の或る機関運転状態において、ＰＣＣＩ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉと、ＤＣ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｄｃと、を比較すると、ＰＣＣＩ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｐｃｃｉの方が、ＤＣ用の最適噴射圧ｂＰｉｎｊ＿ｄｃよりも低くなる。また切替制御領域内の或る機関運転状態において、ＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉと、ＤＣ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｄｃと、を比較すると、ＰＣＣＩ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｐｃｃｉの方が、ＤＣ用の最適ＥＧＲ率ｂＲｅｇｒ＿ｄｃよりも高くなる。そして図１４に示すように、一般的にＰＣＣＩ成立範囲は、ＤＣ成立範囲よりも狭くなる傾向にあり、ＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲はそれぞれ異なる領域に存在することになる。
【００８６】
したがって、切替制御領域内において、ＥＧＲ率及び噴射圧がＰＣＣＩ成立範囲内にあるにもかかわらず、運転モードをＤＣモードに切り替えると、ＥＧＲ率及び噴射圧がＤＣ成立範囲外となっている状態で拡散燃焼が行われることになる。そうすると、排気エミッションが悪化すると共に、失火してしまうおそれがある。
【００８７】
また切替制御領域内において、ＥＧＲ率及び噴射圧がＤＣ成立範囲内にあるにもかかわらず、運転モードをＰＣＣＩモードに切り替えると、ＥＧＲ率及び噴射圧がＰＣＣＩ成立範囲外となっている状態で予混合圧縮自着火燃焼が行われることになる。そうすると、排気エミッションが悪化すると共に、失火してしまうおそれがある。
【００８８】
そこで本実施形態では、以下のステップＳ４６以降で説明するように、切替制御領域内において、ＥＧＲ率及び噴射圧がＰＣＣＩ成立範囲内にある場合には、運転モードをＰＣＣＩモードに設定し、ＤＣ成立範囲内にある場合には、運転モードをＤＣモードに設定することとしたのである。そして、ＥＧＲ率及び噴射圧がどちらの成立範囲内にもない場合には、どちらの成立範囲に近いかを判断して運転モードＰＣＣＩモード又はＤＣモードのいずれかに設定することとしたのである。これにより、運転モードを切り替える際の排気エミッションの悪化や失火の発生を抑制することができる。
【００８９】
図６のフローチャートに戻り、ステップＳ４６において、電子制御ユニット２００は、実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを推定すると共に、燃圧センサ２１１によって検出された実噴射圧Ｐｉｎｊを読み込む。実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを推定する方法は特に限られるものではないが、例えばＥＧＲ弁３８の開度とＥＧＲ弁３８の前後の差圧から計算されるＥＧＲガスの流量と、エアフローメータ２１２によって検出される吸入空気の流量とから実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを推定することができる。なおＥＧＲ弁３８の前後の差圧は、吸気圧センサ２１４によって検出された吸気圧に基づき機関運転状態に応じて推定しても良いし、排気マニホールド４１に排気圧センサを設けて吸気圧と排気圧との差を直接的に算出するようにしても良い。
【００９０】
ステップＳ４７において、電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＰＣＣＩ成立範囲内に入っているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＰＣＣＩ成立範囲内に入っていればステップＳ４９の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＰＣＣＩ成立範囲内に入っていなければステップＳ５０の処理に進む。
【００９１】
ステップＳ４８において、電子制御ユニット２００は、運転モードをＰＣＣＩモードに設定する。このように、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＰＣＣＩ成立範囲内に入っている場合は、優先的に運転モードがＰＣＣＩモードに切り替えられる。これにより、運転モード切替時における排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００９２】
ステップＳ４９において、電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＤＣ成立範囲内に入っているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＤＣ成立範囲内に入っていればステップＳ５０の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＤＣ成立範囲内に入っていなければステップＳ５１の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ５０において、電子制御ユニット２００は、運転モードをＤＣモードに設定する。
【００９４】
ステップＳ５１において、電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが、ＤＣ成立範囲と比べてＰＣＣＩ成立範囲に近いか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが、ＤＣ成立範囲と比べてＰＣＣＩ成立範囲に近ければステップＳ５２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが、ＰＣＣＩ成立範囲に比べてＤＣ成立範囲に近ければステップＳ５０の処理に進む。
【００９５】
図１５は、本実施形態による運転モード切替制御の動作について説明するタイムチャートであり、特に運転モードをＰＣＣＩモードからＤＣモードに切り替える際の過渡時設定処理の動作を示すタイムチャートである。
【００９６】
時刻ｔ１で、機関運転状態がＰＣＣＩ領域から切替制御領域内のＤＣ選択領域側の運転領域に移行すると、要求運転モードがＤＣモードに設定される。
【００９７】
また、時刻ｔ１で機関運転状態がＰＣＣＩ領域から切替制御領域内のＤＣ選択領域側の運転領域に移行することに伴って、図８の目標噴射圧マップに基づき、目標噴射圧ｔＰｉｎｊが拡散燃焼に適した噴射圧に変更されると共に、図９の目標ＥＧＲマップに基づき、目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒが拡散燃焼に適した噴射圧に変更される。これにより、噴射圧が時刻ｔ１で変更された目標噴射圧ｔＰｉｎｊとなるようにサプライポンプ２２が制御される。またＥＧＲ率が時刻ｔ１で変更された目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒとなるようにスロットル弁３６及びＥＧＲ弁３８の開度が制御される。
【００９８】
時刻ｔ１以降、噴射圧及びＥＧＲ率は、それぞれ時間遅れをもって目標噴射圧ｔＰｉｎｊ及び目標ＥＧＲ率ｔＲｅｇｒに向けて変化していくが、このとき本実施形態では、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいて運転モードが切り替えられる。
【００９９】
具体的には、時刻ｔ１では、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがそれぞれＰＣＣＩ成立範囲内にあるので、運転モードがＰＣＣＩモードに維持される。
【０１００】
時刻ｔ２で、実噴射圧ＰｉｎｊがＰＣＣＩ成立範囲から外れてＤＣ成立範囲内に移るものの、実ＥＧＲ率ＲｅｇｒはＰＣＣＩ成立範囲内にあり、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒは、ＤＣ成立範囲と比べてＰＣＣＩ成立範囲に近い所にあるので、運転モードはＰＣＣＩモードに維持される。そして時刻ｔ３で、実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＤＣ成立範囲内に入り、実噴射圧Ｐｉｎｊ及び実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの双方がＤＣ成立範囲内に入ると運転モードがＤＣモードに切り替えられる。
【０１０１】
以上説明した本実施形態によれば、機関本体１と、機関本体１の燃焼室１１内に燃料を噴射する燃料噴射弁２０を含み、燃料噴射弁２０から噴射される燃料の噴射圧を変更することができるように構成された燃料供給装置２と、燃焼室１１から排出された排気を機関本体１の吸気通路に還流させることができるように構成されると共に、排気の還流率（ＥＧＲ率）を変更することができるように構成された吸気装置３と、を備える内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００（制御装置）が、機関運転状態に基づいて目標噴射圧及び目標還流率を算出する目標値算出部と、噴射圧が目標噴射圧となるように燃料供給装置２を制御する燃料供給装置制御部と、還流率が目標還流率となるように吸気装置３を制御する吸気装置制御部と、機関運転状態が所定の第１運転領域内（ＰＣＣＩ領域内）にあるときには、運転モードを燃焼室１１内で予混合圧縮自着火燃焼を実施するＰＣＣＩモードに設定し、所定の第２運転領域内（ＤＣ領域内）にあるときには、運転モードを燃焼室１１内で拡散燃焼を実施するＤＣモードに設定する通常設定制御部と、機関運転状態が、第１運転領域と第２運転領域との間に設定された切替制御領域内にあるときには、噴射圧及び還流率に基づいて、運転モードをＰＣＣＩモード及びＤＣモードのうちのいずれか一方に設定する過渡時設定制御部と、を備える。
【０１０２】
そして過渡時設定制御部は、機関運転状態に基づいて、予混合圧縮自着火燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲、及び拡散燃焼に適した噴射圧及びＥＧＲ率の範囲を、それぞれＰＣＣＩ成立範囲及びＤＣ成立範囲として算出し、噴射圧及び還流率がＰＣＣＩ成立範囲内にあるときは、運転モードをＰＣＣＩモードに設定し、噴射圧及び還流率がＤＣ成立範囲内にあるときは、運転モードをＤＣモードに設定するように構成されている。
【０１０３】
これにより、運転モードをＰＣＣＩモード及びＤＣモードの一方の運転モードから他方の運転モードに切り替えるとき、すなわち燃焼形態を予混合圧縮自着火燃焼及び拡散燃焼の一方の燃焼形態から他方の燃焼形態に切り替えるときに、噴射圧及びＥＧＲ率が各燃焼形態に適した値になってから燃焼形態の切り替えを行うことができる。そのため、噴射圧及びＥＧＲ率が切り替え後の燃焼形態に適した値からずれることによって生じる排気エミッションの悪化を抑制することができると共に、失火の発生を抑制することができる。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１０５】
１    機関本体
１１    燃焼室
２    燃料供給装置
２０    燃料噴射弁
３    吸気装置
１００    内燃機関
２００    電子制御ユニット（制御装置）
【図１】
2018021482.tif 000003
【図２】
2018021482.tif 000004
【図３】
2018021482.tif 000005
【図４】
2018021482.tif 000006
【図５】
2018021482.tif 000007
【図６】
2018021482.tif 000008
【図７】
2018021482.tif 000009
【図８】
2018021482.tif 000010
【図９】
2018021482.tif 000011
【図１０】
2018021482.tif 000012
【図１１】
2018021482.tif 000013
【図１２】
2018021482.tif 000014
【図１３】
2018021482.tif 000015
【図１４】
2018021482.tif 000016
【図１５】
2018021482.tif 000017