(57)【要約】【課題】圧縮自着火燃焼領域の内部ＥＧＲ率が高い運転条件への減速時において、より確実に燃焼騒音の増大を抑制する。【解決手段】燃焼室１１内に直接燃料を噴射可能な燃料噴射装置１５を備え、エンジン負荷が所定負荷よりも高い第１運転条件から、エンジン負荷が所定負荷よりも低くホットＥＧＲ率が第１運転条件での値より高く、かつ、圧縮自着火燃焼が実施される第２運転条件へと移行する減速時において、燃料噴射装置１５により噴射される噴射量を、減速先の第２運転条件に対応する本来の噴射量よりも少なくする。【選択図】図１１
2015124738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒に形成された燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を有し、前記燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させてピストンを往復運動させる直噴エンジンの制御装置であって、
エンジンの運転状態を判定する判定手段と、
既燃ガスを強制的に冷却することなく前記燃焼室内の混合気に混入させるＥＧＲを実施するＥＧＲ手段と、
エンジンの低負荷域を含む運転領域に設定された圧縮自着火燃焼領域での運転であることが前記判定手段により判定された場合に、前記ＥＧＲ手段を駆動して前記高温に維持された既燃ガスであるホットＥＧＲガスを前記混合気中に混入させつつ、前記燃料噴射装置から噴射させた燃料と空気との混合気を前記燃焼室内で自着火により燃焼させて、圧縮自着火燃焼を実施する燃焼制御手段とを備え、
前記燃焼制御手段は、
前記圧縮自着火燃焼領域での運転時に、前記燃焼室内の全ガス量に占める前記ホットＥＧＲガス量の割合であるホットＥＧＲ率が、エンジン負荷が低いほど大きくなるように、前記ＥＧＲ手段を制御するとともに、
エンジン負荷の低下に伴い、所定負荷よりも高い第１運転条件から、前記圧縮自着火燃焼領域内で前記ホットＥＧＲ率が前記第１運転条件よりも高く設定された第２運転条件へと移行する減速時に、前記燃料噴射装置により噴射される燃料の噴射量を、前記第２運転条件に対応する本来の噴射量よりも一時的に少なくすることを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の直噴エンジンの制御装置であって、
前記燃焼制御手段は、前記第１運転条件から前記第２運転条件へと移行する減速時において、複数サイクルにわたって前記噴射量を前記第２運転条件に対応する本来の噴射量よりも少なくするとともに、前記減速直後からの経過サイクル数が多いほど、前記噴射量を増大させることを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の直噴エンジンの制御装置であって、
前記燃焼制御手段は、前記第１運転条件から前記第２運転条件へと移行する減速時において、前記ホット率が前記第２運転条件に対応する本来の値よりも一時的に低い値となるように、前記ＥＧＲ手段を制御することを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の直噴エンジンの制御装置であって、
前記燃焼制御手段は、前記第１運転条件から前記第２運転条件へと移行する減速時において、複数サイクルにわたって前記ホットＥＧＲ率が前記第２運転条件に対応する本来の値よりも低い値となるように、かつ、前記減速直後からの経過サイクル数が多いほど前記ホットＥＧＲ率が高くなるように、前記ＥＧＲ手段を制御することを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【請求項５】
気筒に形成された燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を有し、前記燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させてピストンを往復運動させる直噴エンジンの制御装置であって、
エンジンの運転状態を判定する判定手段と、
既燃ガスを強制的に冷却することなく前記燃焼室内の混合気に混入させるＥＧＲを実施するＥＧＲ手段と、
エンジンの低負荷域を含む運転領域に設定された圧縮自着火燃焼領域での運転であることが前記判定手段により判定された場合に、前記ＥＧＲ手段を駆動して前記高温に維持された既燃ガスであるホットＥＧＲガスを前記混合気中に混入させつつ、前記燃料噴射装置から噴射させた燃料と空気との混合気を前記燃焼室内で自着火により燃焼させて、圧縮自着火燃焼を実施する燃焼制御手段とを備え、
前記燃焼制御手段は、
前記圧縮自着火燃焼領域での運転時に、前記燃焼室内の全ガス量に占める前記ホットＥＧＲガス量の割合であるホットＥＧＲ率が、エンジン負荷が低いほど大きくなるように、前記ＥＧＲ手段を制御するとともに、
エンジン負荷の低下に伴い、所定負荷よりも高い第１運転条件から、前記圧縮自着火燃焼領域内で前記ホットＥＧＲ率が前記第１運転条件よりも高く設定された第２運転条件へと移行する減速時に、前記ホットＥＧＲ率が前記第２運転条件に対応する本来の値よりも一時的に低くなるように前記ＥＧＲ手段を制御することを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の直噴エンジンの制御装置であって、
前記ＥＧＲ手段は、既燃ガスを前記燃焼室内に残留させることで当該既燃ガスを前記燃焼室内の混合気に混入させる内部ＥＧＲを実施することを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の直噴エンジンの制御装置であって、
前記第１運転条件は、混合気の空気過剰率が１に設定された運転条件であることを特徴とする直噴エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費性能の向上等を目的として、エンジン本体の気筒に形成された燃焼室内で圧縮自着火燃焼を実施することが行われている。
【０００３】
圧縮自着火燃焼では、気筒内の混合気の温度を自着火可能な温度にまで高める必要がある。そのため、通常、圧縮自着火燃焼を実施する際には、ＥＧＲを実施して高温の既燃ガスを燃焼室内に残存させることにより混合気が昇温されている。そして、特許文献１に示されるように、この圧縮自着火燃焼が実施される領域では、エンジン負荷が低いほど混合気の温度が低くなりやすいことから、エンジン負荷が低いほどＥＧＲ率が高く設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７２６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１のようにエンジン負荷が低いほどＥＧＲ率すなわち燃焼室内の全ガス量に占める高温の既燃ガスであるＥＧＲガスの割合が高く設定されている場合等、高負荷側の方が低負荷側よりもＥＧＲ率が低くされている場合では、これらの運転条件間でエンジン負荷を下げる方向に減速するとともに減速先において圧縮自着火燃焼を実施したときに、燃焼騒音が増大するおそれがある。
【０００６】
具体的には、エンジン負荷が高いほど、発熱量は多く、これに伴い排ガス温度および燃焼室の壁面温度は高い。そして、エンジン負荷が高くこれら温度が高い運転条件からエンジン負荷を低下させた場合、これら温度はすぐに低下しない。そのため、減速時には、燃焼室の壁面温度およびＥＧＲガスの温度が減速先の運転条件に対応した温度よりも高くなるとともに、この適正な温度よりも高温のＥＧＲガスが増加される結果、混合気の温度および燃焼温度が過昇温して燃焼騒音が増大する。特に、減速先において圧縮自着火燃焼が実施される場合には、燃焼温度の過昇に伴って燃焼騒音が許容範囲を超えて増大する可能性が高い。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、圧縮自着火燃焼領域のＥＧＲ率が高い運転条件への減速時において、より確実に燃焼騒音の増大を抑制できる直噴エンジンの制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、気筒に形成された燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を有し、前記燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させてピストンを往復運動させる直噴エンジンの制御装置であって、エンジンの運転状態を判定する判定手段と、既燃ガスを強制的に冷却することなく前記燃焼室内の混合気に混入させるＥＧＲを実施するＥＧＲ手段と、エンジンの低負荷域を含む運転領域に設定された圧縮自着火燃焼領域での運転であることが前記判定手段により判定された場合に、前記ＥＧＲ手段を駆動して前記高温に維持された既燃ガスであるホットＥＧＲガスを前記混合気中に混入させつつ、前記燃料噴射装置から噴射させた燃料と空気との混合気を前記燃焼室内で自着火により燃焼させて、圧縮自着火燃焼を実施する燃焼制御手段とを備え、前記燃焼制御手段は、前記圧縮自着火燃焼領域での運転時に、前記燃焼室内の全ガス量に占める前記ホットＥＧＲガス量の割合であるホットＥＧＲ率が、エンジン負荷が低いほど大きくなるように、前記ＥＧＲ手段を制御するとともに、エンジン負荷の低下に伴い、所定負荷よりも高い第１運転条件から、前記圧縮自着火燃焼領域内で前記ホットＥＧＲ率が前記第１運転条件よりも高く設定された第２運転条件へと移行する減速時に、前記燃料噴射装置により噴射される燃料の噴射量を、前記第２運転条件に対応する本来の噴射量よりも一時的に少なくすることを特徴とする直噴エンジンの制御装置を提供する（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、ＥＧＲ率が高く設定されて圧縮自着火燃焼が実施される第２運転条件への減速時において、噴射量を第２運転条件に対応する本来の量よりも低下させているため、高温のホットＥＧＲガスの増加、ＥＧＲガスの温度および燃焼室の壁面温度の追従遅れに伴う混合気の過昇温に抗して、熱発生量を少なく抑えて燃焼温度の過昇温を抑制することができ、燃焼騒音の増大をより確実に抑制することができる。また、燃焼温度が低く抑えられることで、燃焼室の壁面温度およびＥＧＲガスの温度が低く抑えられるため、より早期にこれらの温度状態ひいては混合気の温度を第２運転条件における適正な温度にすることができより適正な圧縮自着火燃焼を実現することができる。
【００１０】
本発明において、前記燃焼制御手段は、前記第１運転条件から前記第２運転条件へと移行する減速時において、複数サイクルにわたって前記噴射量を前記第２運転条件に対応する本来の噴射量よりも少なくするとともに、前記減速直後からの経過サイクル数が多いほど、前記噴射量を増大させるのが好ましい（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、複数サイクルにわたって噴射量が減量されるため、複数サイクルわたって燃焼温度を低く抑えて、燃焼騒音の増大をより確実に抑制できるとともにより早期に混合気の温度を第２運転条件における適正な温度にしてより早期に適正な圧縮自着火燃焼を実現することができる。また、経過サイクル数が多いほど噴射量が増大されるため、第２運転条件に対応する本来の噴射量により円滑に移行することができる。
【００１２】
本発明において、前記燃焼制御手段は、前記第１運転条件から前記第２運転条件へと移行する減速時において、前記ＥＧＲ率が前記第２運転条件に対応する本来の値よりも一時的に低い値となるように、前記ＥＧＲ手段を制御するのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
このようにすれば、減速時にＥＧＲ率が増大して高温のホットＥＧＲガスが導入されることに伴う燃焼温度の増大を抑制することができ、より確実に燃焼騒音の増大を抑制することができる。
【００１４】
前記構成において、記燃焼制御手段は、前記第１運転条件から前記第２運転条件へと移行する減速時において、複数サイクルにわたって前記ＥＧＲ率が前記第２運転条件に対応する本来の値よりも低い値となるように、かつ、前記減速直後からの経過サイクル数が多いほど前記ＥＧＲ率が高くなるように、前記ＥＧＲ手段を制御するのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
このようにすれば、複数サイクルにわたってＥＧＲ率が小さく抑えられて高温のＥＧＲガスの導入が抑制され、これにより燃焼温度が低く抑えられるため、燃焼騒音の増大をより確実に抑制できるとともにより早期に混合気の温度を第２運転条件における適正な温度にしてより早期に適正な圧縮自着火燃焼を実現することができる。また、経過サイクル数が多いほどＥＧＲ率が増大されるため、第２運転条件に対応する本来のＥＧＲ率により円滑に移行することができる。
【００１６】
また、本発明は、気筒に形成された燃焼室内に燃料を噴射可能な燃料噴射装置を有し、前記燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させてピストンを往復運動させる直噴エンジンの制御装置であって、エンジンの運転状態を判定する判定手段と、既燃ガスを強制的に冷却することなく前記燃焼室内の混合気に混入させるＥＧＲを実施するＥＧＲ手段と、
エンジンの低負荷域を含む運転領域に設定された圧縮自着火燃焼領域での運転であることが前記判定手段により判定された場合に、前記ＥＧＲ手段を駆動して前記高温に維持された既燃ガスであるホットＥＧＲガスを前記混合気中に混入させつつ、前記燃料噴射装置から噴射させた燃料と空気との混合気を前記燃焼室内で自着火により燃焼させて、圧縮自着火燃焼を実施する燃焼制御手段とを備え、前記燃焼制御手段は、前記圧縮自着火燃焼領域での運転時に、前記燃焼室内の全ガス量に占める前記ホットＥＧＲガス量の割合であるホットＥＧＲ率が、エンジン負荷が低いほど大きくなるように、前記ＥＧＲ手段を制御するとともに、エンジン負荷の低下に伴い、所定負荷よりも高い第１運転条件から、前記圧縮自着火燃焼領域内で前記ホットＥＧＲ率が前記第１運転条件よりも高く設定された第２運転条件へと移行する減速時に、前記ホットＥＧＲ率が前記第２運転条件に対応する本来の値よりも一時的に低くなるように前記ＥＧＲ手段を制御することを特徴とする直噴エンジンの制御装置を提供する（請求項５）。
【００１７】
この装置によれば、ＥＧＲ率が高く圧縮自着火燃焼が実施される第２運転条件への減速時において、ＥＧＲ率を第２運転条件に対応する本来の値よりも低下させているため、ＥＧＲガスの温度および燃焼室の壁面温度の追従遅れに抗して、混合気の温度を低く抑えて燃焼温度の過昇温を抑制することができ、燃焼騒音の増大をより確実に抑制することができる。また、燃焼温度が低く抑えられることで、燃焼室の壁面温度およびＥＧＲガスの温度が低く抑えられるため、より早期にこれらの温度状態ひいては混合気の温度を第２運転条件における適正な温度にすることができ、より適正な圧縮自着火燃焼を実現することができる。
【００１８】
ここで、ＥＧＲ手段が既燃ガスを前記燃焼室内に残留させることで当該既燃ガスを前記燃焼室内の混合気に混入させる内部ＥＧＲを実施する場合では、ＥＧＲガスの温度が高く、減速時にこの高温のＥＧＲガスが増加することに伴って燃焼騒音がより増大するおそれがある。そのため、本発明が、前記ＥＧＲ手段が、既燃ガスを前記燃焼室内に残留させることで当該既燃ガスを前記燃焼室内の混合気に混入させる内部ＥＧＲを実施する場合に適用されれば、燃焼騒音の増大をより効果的に抑制することができる（請求項６）。
【００１９】
また、混合気の空気過剰率が１に設定された運転条件、すなわち、燃焼により生成される排ガスを三元触媒で浄化する必要があるような燃焼温度が高い運転条件からの減速時では、特に、燃焼温度の過昇温に伴い燃焼騒音が発生しやすい。そのため、本発明が、このような運転条件に適用されれば、より効果的である（請求項７）。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮自着火燃焼領域のＥＧＲ率が高い運転条件への減速時において、より確実に燃焼騒音の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンシステムを示す概略図である。
【図２】図１に示すエンジンシステムの制御に係るブロック図である。
【図３】図１に示す燃焼室を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）通常モードにおける排気弁のリフト特性を示した図である。（ｂ）特殊モードにおける排気弁のリフト特性を示した図である。
【図５】エンジンの運転制御マップを例示する図である。
【図６】エンジン負荷と混合気に含まれるガスの割合を示した図である。
【図７】エンジン負荷と混合気に含まれるガスの割合を示した図である。
【図８】減速時に生じる問題点を説明するための図である。
【図９】図８に示した減速時における熱発生率を示した図である。
【図１０】本実施形態に係る制御を実施した際の減速時の各パラメータの変化を示した図である。
【図１１】図１０に示した減速時における熱発生率を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る直噴エンジンの制御装置が適用されたエンジンシステム１００の概略構成図である。エンジンシステム１００は、車両に搭載されて、エンジン本体１を有する。
【００２４】
エンジン本体１は、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるガソリンエンジンであり、４サイクルエンジン、すなわち、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程が順に実施されるエンジンである。エンジン本体１は、後述するように、インジェクタ（燃料噴射装置）１５により燃料を気筒１０（燃焼室１１）内に直接噴射可能に構成された直噴エンジンである。また、エンジン本体１は、後述するように、圧縮自着火燃焼が実現されるエンジンである。
【００２５】
エンジン本体１は、気筒１０が形成されたシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３とを有する。本実施形態では、４つの気筒１０がシリンダブロック１２に直列に形成されている。各気筒１０内には、コンロッドを介してクランクシャフトと連結されたピストン１４が往復動可能に嵌挿されている。そして、各気筒１０内には、気筒１０の内側面とピストン１４の冠面とシリンダヘッド１３とによって囲まれた燃焼室１１が形成されている。
【００２６】
以下、ピストン１４の往復動方向を上下方向といい、シリンダブロック１２に対してシリンダヘッド１３が配置されている側を上側という。
【００２７】
本実施形態では、熱効率の向上や圧縮自着火燃焼の安定化等を目的として、エンジン本体１の幾何学的圧縮比は、１５以上の比較的高い値に設定されている。エンジン本体１の幾何学的圧縮比は、これに限定されるものではないが、１５以上２０以下程度の範囲が好ましい。
【００２８】
ピストン１４および燃焼室１１は、図３に示すような構成を有する。ピストン１４の冠面すなわち上面の径方向中央には、シリンダヘッド１３および燃焼室１１の天井から離間する方向すなわち下方に凹む凹状を有するキャビティ１１ａが形成されている。キャビティ１１ａは、その上端に、燃焼室１１の天井向きすなわち上向きの開口部を有している。キャビティ１１ａの開口部の開口面積は、キャビティ１１ａの内部の各高さ位置での水平方向断面の面積の最大値よりも小さく設定されている。すなわち、キャビティ１１ａは、その開口部から所定深さまでの範囲において、上方に至るほど内径が狭くなるように上窄まり状になっている。
【００２９】
シリンダヘッド１３には、気筒１０毎に、燃焼室１１内に燃料を直接噴射するインジェクタ１５が取り付けられている。インジェクタ１５は、図３に示すように、その噴口がキャビティ１１ａの径方向中央と対向するように、燃焼室１１の天井面の径方向中央から燃焼室１１内に臨むように配設されている。本実施形態では、インジェクタ１５は、複数の噴口を有する多噴口型であり、インジェクタ１５から噴射された燃料噴霧は、燃焼室１１の径方向中央から下向き放射状に広がる。インジェクタ１５は、燃料供給システム（不図示）により燃料タンク（不図示）から圧送された比較的高圧の燃料を燃焼室１１内に噴射する。
【００３０】
シリンダヘッド１３には、燃焼室１１内の混合気に強制点火する点火プラグ１６が気筒１０毎に取り付けられている。各点火プラグ１６は、その先端に設けられた電極部分がインジェクタ１５の噴口近傍に位置するように配置されている。
【００３１】
シリンダヘッド１３には、気筒１０毎に、気筒１０内に吸気を導入するための吸気ポート１７および気筒１０内から排気を排出するための排気ポート１８がそれぞれ形成されている。吸気ポート１７および排気ポート１８には、これら各ポート１７，１８、詳細には、シリンダヘッド１３に形成されたこれら各ポート１７，１８の開口をそれぞれ開閉する吸気弁２１および排気弁２２がそれぞれ配設されている。
【００３２】
排気弁２２は、排気弁駆動機構（内部ＥＧＲ手段、ＥＧＲ手段）２３によって駆動される。排気弁駆動機構２３は、排気バルブリフト可変機構（以下、排気ＶＶＬ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｉｆｔ）という）２３ａと、排気位相可変機構（以下、排気ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）という）２３ｂとを含む。
【００３３】
排気ＶＶＬ２３ａは、排気弁２２の作動モードを図４（ａ）に示す通常モードと、図４（ｂ）に示す特殊モードとに切り替える。通常モードでは、排気弁２２は主に排気行程中に開弁する（開弁開始から閉弁までの期間の大部分が排気行程と重なる）。排気弁２２のバルブリフトは、開弁後徐々に増大していき、最大リフトに到達すると再び徐々に減少してゼロに至る。特殊モードでは、排気弁２２のバルブリフトは、通常モードと同様に、第１の開弁期間ｔ＿１中は、開弁後徐々に増大し最大リフトに到達した後再び徐々に減少していくが、そのままゼロに至ることなく、そのリフト量すなわち第１の開弁期間ｔ＿１での最大リフトよりも低いリフトを第２の開弁期間ｔ＿２維持した後ゼロに至る。排気ＶＶＬ２３ａは、これらのモードを実現するために、カム形状が互いに異なる第１カムと第２カムとを有する。第１カムは、図４（ａ）に示すリフト特性に対応した形状を有し、カム山を１つ有する。第２カムは、図４（ｂ）に示すリフト特性に対応した形状を有し、カム山を２つ有する。排気ＶＶＬ２３ａは、第１カムと第２カムの作動状態を選択的に排気弁２２に伝達するロストモーション機構を含んでおり、第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達することで排気弁２２の作動状態を通常モードとし、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達することで排気弁２２の作動状態を特殊モードとする。排気ＶＶＬ２３ａは、例えば油圧作動式である。
【００３４】
排気ＶＶＴ２３ｂは、クランクシャフト１５に対する排気カムシャフトの回転位相を変更して排気弁２２の開弁時期と閉弁時期とを変更する。なお、排気ＶＶＴ２３ｂは、通常モードおよび特殊モードの各モードで、それぞれ排気弁２２の開弁期間を一定に維持したまま、排気弁２２の開弁時期と閉弁時期とを変更する。排気ＶＶＴ２３ｂは、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての説明は省略する。
【００３５】
排気ＶＶＴ２３ｂは、排気弁２２の作動状態が特殊モードとされている場合、排気弁２２が排気行程に加えて吸気行程でも開弁するように、排気カムシャフトの回転位相を設定する。また、排気ＶＶＴ２３ｂは、排気弁２２の作動状態が特殊モードとされている場合、第２の開弁期間ｔ＿２中に排気上死点（図４（ｂ）のＴＤＣ）がくるように、すなわち排気上死点における排気弁２２のバルブリフトが第２の開弁期間ｔ＿２中に実現される比較的小さい値となるように、排気カムシャフトの回転位相を設定する。このように、本実施形態では、排気弁２２の作動状態が特殊モードとされることで、排気弁２２が排気行程に加えて吸気行程中にも開弁する排気二度開きが実施される。特に、本実施形態では、排気弁２２は、途中で閉弁することなく排気上死点を挟んで排気行程と吸気行程において連続して開弁する。ここで、このように排気弁２２を排気上死点を挟んで連続して開弁させた場合には、排気弁２２とピストン１４とが干渉するおそれがある。これに対して、本実施形態では、前述のように、排気上死点付近での排気弁２２のバルブリフト量が小さい値に抑えられるため、排気弁２２とピストン１４との干渉を回避することができる。排気二度開きすなわち特殊モードは、高温の既燃ガスすなわち内部ＥＧＲガスを燃焼室１１内に残留させていわゆる内部ＥＧＲを行うために実施される。具体的には、排気二度開きが実施されて吸気行程中にも排気弁２２が開弁していると、排気行程で一旦排気ポート１８に排出された排気が吸気行程中に燃焼室１１内に逆流して排気すなわち高温の既燃ガスが燃焼室１１内に残留する。
【００３６】
そして、本実施形態では、排気二度開きが実施された状態で、排気ＶＶＴ２３ｂにより排気弁２２の閉弁時期が変更されることで、燃焼室１１内の全ガス量に占める内部ＥＧＲガス量の割合である内部ＥＧＲ率が変更される。具体的には、排気ＶＶＴ２３ｂは、内部ＥＧＲ率を低下したい場合には、排気弁２２の閉弁時期を進角させて、吸気行程のより早い段階で排気弁２２を閉弁させる。このように、本実施形態では、排気ＶＶＴ２３ｂによる排気弁２２の閉弁時期の変更により内部ＥＧＲ率が変更されるため、内部ＥＧＲ率は早期に変更される。
【００３７】
吸気弁２１は、吸気弁駆動機構２４によって駆動される。吸気弁駆動機構２４ｂの具体的構成は特に限定されないが、例えば、吸気弁２１のバルブリフトを変更可能な吸気ＶＶＬ２４ａと、吸気弁２１の開弁時期と閉弁時期とを変更する吸気ＶＶＴ２４ｂとを含むものが挙げられる。
【００３８】
各吸気ポート１７には、吸気通路３０が接続されている。具体的には、吸気通路３０の下流端には気筒１０に対応して分岐する分岐通路が形成されており、これら分岐通路と各吸気ポート１７とが接続されている。
【００３９】
吸気通路３０には、上流側から順に、エアクリーナ３１、スロットル弁３２、サージタンク３３が配設されている。
【００４０】
各排気ポート１８には排気通路４０が接続されている。具体的には、吸気通路３０と同様に、排気通路４０の上流端には気筒１０に対応して分岐する分岐通路が形成されており、これら分岐通路と各吸気ポート１８とが接続されている。
【００４１】
排気通路４０には、排ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置が配設されている。本実施形態では、上流側から順に直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２とが設けられている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２は、三元触媒を含んでいる。
【００４２】
吸気通路３０と排気通路４０との間には、排気の一部を吸気に還流するため、すなわち、外部ＥＧＲを行うための外部ＥＧＲ装置５０が設けられている。外部ＥＧＲ装置５０は、ＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲクーラ５２とを含む。ＥＧＲ通路５１は、吸気通路３０のうちのサージタンク３３とスロットル弁３２との間の部分と、排気通路４０のうちの直キャタリスト４１よりも上流側の部分とを接続している。ＥＧＲクーラ５２は、ＥＧＲ通路５１を通過するガスを冷却するためのものであり、ＥＧＲ通路５１に介設されている。本実施形態では、ＥＧＲ通路５１を通過するガスは、ＥＧＲクーラ５２により必ず強制的に冷却される。このように、本実施形態では、排気弁駆動機構２３が、既燃ガスであるＥＧＲガスを、強制的に冷却することなく温度のまま燃焼室内の混合気に混入させるＥＧＲ手段として機能し、外部ＥＧＲ装置は、このＥＧＲ手段としては機能しない。そして、本実施形態では、ＥＧＲ手段によって高温に維持されたまま混合気中に混入される既燃ガスであるホットＥＧＲガスは、内部ＥＧＲガスのみで構成され、燃焼室内の全ガス量に占めるホットＥＧＲガス量の割合であるホットＥＧＲ率は、内部ＥＧＲ率と等価である。
【００４３】
ＥＧＲ通路５１には、このＥＧＲ通路５１を通過する排気の流量を調整するＥＧＲ弁５３が配設されている。以下、この外部ＥＧＲ装置５０を用いて排気の一部を吸気に還流することを、外部ＥＧＲを行うといい、この外部ＥＧＲ装置５０により吸気に還流された排気を外部ＥＧＲガスという場合がある。
【００４４】
前記各装置は、パワートレイン・コントロール・モジュール（制御手段、以下、ＰＣＭという）６０によって制御される。ＰＣＭ６０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。
【００４５】
ＰＣＭ６０には、図１，２に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１１の検出信号が入力される。
【００４６】
センサＳＷ１は、新気の流量を検出するエアフローセンサＳＷ１である。センサＳＷ２は、新気の温度を検出する吸気温度センサである。エアフローセンサＳＷ１、吸気温度センサＳＷ２は、吸気通路３０のうちエアクリーナ３１の下流側に配設されている。センサＳＷ３は、外部ＥＧＲガスの温度を検出するためのＥＧＲガス温センサである。ＥＧＲガス温センサＳＷ３は、ＥＧＲ通路５１のうち吸気通路３０との接続部分近傍に配置されている。センサＳＷ４は気筒１０内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサである。吸気ポート温度センサＳＷ４は、吸気ポート１７に取り付けられている。センサＳＷ５は、排気温度を検出する排気温センサである。センサＳＷ６は、排気圧を検出する排気圧センサである。排気温センサＳＷ５、排気圧センサＳＷ６は、排気通路４０のうちＥＧＲ通路５１の接続部分近傍に配置されている。センサＳＷ７は、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ２センサである。リニアＯ２センサＳＷ７は、排気通路４０のうち直キャタリスト４１の上流側に配置されている。センサＳＷ８は、排気中の酸素濃度を検出するラムダＯ２センサである。ラムダＯ２センサＳＷ８は、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２との間に配置されている。センサＳＷ９は、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサである。センサＳＷ１０は、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサである。センサＳＷ１１は、車両のアクセルペダル（不図示）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサである。
【００４７】
ＰＣＭ６０は、各センサＳＷ１〜１１の検出信号に基づいて種々の演算を行う。ＰＣＭ６０は、これらの検出信号に基づいてエンジン本体１や車両の運転条件を判定する。ＰＣＭ６０は、運転条件に応じてインジェクタ１５、点火プラグ１６、燃料供給システム、吸気ＶＶＴ２４ｂ、吸気ＶＶＬ２４ａ、排気ＶＶＴ２３ｂ、排気ＶＶＬ２３ａ、各種の弁（スロットル弁３２、ＥＧＲ弁５３）のアクチュエータへ制御信号を出力して、これらを制御する。このように、本実施形態では、ＰＣＭ６０が、エンジン回転数、エンジン負荷等からエンジンの運転状態を判定する判定手段、および、インジェクタ１５や、点火プラグ１６等を制御して、燃焼室１１内での混合気の燃焼形態を制御し、後述するように、ＣＩ燃焼領域において圧縮自着火燃焼を実現させるとともに、排気ＶＶＴ２３ｂを制御して内部ＥＧＲ率を変更する燃焼制御手段として機能する。
【００４８】
ＰＣＭ６０による制御内容について次に説明する。
【００４９】
図５は、横軸がエンジンの回転数、縦軸がエンジン負荷の制御マップである。エンジン負荷が予め設定された燃焼切替用負荷Ｔ１以上となるＳＩ（Ｓｐａｒｋ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）燃焼領域で圧縮自着火燃焼を実施すると燃焼騒音が問題となるため、本エンジンシステム１００では、このＳＩ燃焼領域では、点火プラグ１６による点火を行って混合気を燃焼させる火花点火燃焼を実施する。一方、燃焼騒音が小さく抑えられるエンジン負荷が燃焼切替用負荷Ｔ１未満の領域に設定されたＣＩ（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）燃焼領域（圧縮自着火燃焼領域）では点火プラグ１６により点火を行わずに混合気を自着火させて燃焼させる圧縮自着火燃焼を実施する。ＳＩ燃焼領域では、圧縮行程に燃料噴射が行われ、圧縮上死点付近で点火されることで、混合気は燃焼する。一方、ＣＩ燃焼領域では、吸気行程に燃料噴射が行われ、燃料と空気とが十分に混合された混合気が、圧縮上死点付近で自着火する。
【００５０】
エンジン負荷が予め設定されたストイキ切替用負荷Ｔ２以上となる高負荷領域では、燃焼により生じるＮＯｘ量を十分に小さく抑えることが困難になる。そのため、本エンジンシステム１００では、ストイキ切替用負荷Ｔ２以上の領域では、混合気の空燃比を理論空燃比にする、すなわち、混合気の空気過剰率λをλ＝１にする。
【００５１】
本実施形態では、ストイキ切替用負荷Ｔ２は、燃焼切替用負荷Ｔ１よりも小さく設定されている。そのため、ＳＩ燃焼領域全域に加えて、ＣＩ燃焼領域のうち高負荷側の領域である第３ＣＩ燃焼領域ＣＩ＿３において、混合気の空気過剰率λはλ＝１とされる。
【００５２】
（１）ＣＩ燃焼領域でのＥＧＲ制御
ＣＩ燃焼領域において、安定した圧縮自着火燃焼を実現するためには、混合気の温度を自着火可能な温度にまで高める必要がある。そこで、ＣＩ燃焼領域では、内部ＥＧＲを実施して高温の既燃ガスである内部ＥＧＲガスを燃焼室１１内に残留させ、これにより燃焼室１１内および混合気の温度を高める。具体的には、ＣＩ燃焼領域では、その全域において、排気弁２２の作動状態を特殊モードとして排気二度開きを実施する。
【００５３】
ただし、ＣＩ燃焼領域のうちエンジン負荷がＥＧＲ切替用負荷Ｔ３よりも高い高負荷側の運転領域では、混合気の温度は十分に高く内部ＥＧＲガスを過剰に導入すると熱発生が急激に生じるすなわち熱発生率の最大値が過大となり燃焼騒音が許容範囲を超えるおそれがある。そのため、本実施形態では、エンジン負荷がＥＧＲ切替用負荷Ｔ３未満の第１ＣＩ燃焼領域ＣＩ＿１では内部ＥＧＲのみを実施する。一方、エンジン負荷がＥＧＲ切替用負荷Ｔ３以上かつ燃焼切替用負荷Ｔ１未満に設定された領域では、内部ＥＧＲに加えて外部ＥＧＲを実施してＥＧＲクーラ５２で冷却された外部ＥＧＲガスを導入し、混合気の温度が過剰に上昇するのを抑制する。すなわち、エンジン負荷がＥＧＲ切替用負荷Ｔ３以上かつ燃焼切替用負荷Ｔ１未満に設定された領域では、排気弁２２の作動状態を特殊モードとして排気二度開きを実施するとともにＥＧＲ弁５３を開弁させる。
【００５４】
本実施形態では、ＥＧＲ切替用負荷Ｔ３は、ストイキ切替用負荷Ｔ２よりも小さい値に設定されている。従って、エンジン負荷がＥＧＲ切替用負荷Ｔ３以上かつストイキ切替用負荷Ｔ２未満に設定された第２ＣＩ領域ＣＩ＿２では、内部ＥＧＲおよび外部ＥＧＲが実施されるとともに混合気の空気過剰率λがλ＞１のリーンとされつつ圧縮自着火燃焼が実施される。そして、エンジン負荷がストイキ切替用負荷Ｔ２以上かつ燃焼切替用負荷Ｔ１未満に設定された第３ＣＩ領域ＣＩ＿３では、内部ＥＧＲおよび外部ＥＧＲが実施されるとともに混合気の空気過剰率λがλ＝１とされつつ圧縮自着火燃焼が実施される。
【００５５】
ＣＩ燃焼領域において、混合気中の内部ＥＧＲガス量の割合である内部ＥＧＲ率、外部ＥＧＲガス量の混合気中の割合である外部ＥＧＲ率は、エンジン負荷に応じてそれぞれ適正な値に制御される。図５のエンジン回転数ＮＥ１におけるエンジン負荷に対するガス割合の変化を図６、図７に示す。図６は、横軸をエンジン負荷とし、縦軸を燃焼室１１内に導入可能なガス量の最大量を１００％として内部ＥＧＲガス、外部ＥＧＲガス、新気のそれぞれの割合を示したものである。一方、図７は、横軸をエンジン負荷とし、縦軸を燃焼室１１内に導入されたトータルガス量すなわち内部ＥＧＲガス量と外部ＥＧＲガス量と新気量の合計量に対するこれらガスの割合を示したものである。ここで、内部ＥＧＲ率、外部ＥＧＲ率は、燃焼室１１内に導入されたトータルガス量に対する各ＥＧＲガスの割合であり、図７に示される値である。
【００５６】
図６、７に示されるように、内部ＥＧＲ率は、ＣＩ燃焼領域全域においてエンジン負荷が低くなるほど高くされる。エンジン負荷が低いほど混合気の温度も低くなりやすい。そのため、このように、エンジン負荷が低いほど高温の内部ＥＧＲガスの割合を増大させれば、混合気の温度を高めて着火性を良好に確保することができる。本実施形態では、内部ＥＧＲ率は燃焼切替用負荷Ｔ１で０とされ、この負荷Ｔ１から特定の負荷Ｔ１０までエンジン負荷の低下にほぼ比例して増大される。そして、この特定の負荷Ｔ１０よりエンジン負荷が低い領域では、内部ＥＧＲ率は高い値で一定に維持される。
【００５７】
外部ＥＧＲ率は、外部ＥＧＲが導入されつつ混合気の空燃比がリーンとされる第３ＣＩ領域ＣＩ＿３では、エンジン負荷に対してほぼ一定に維持される。第３ＣＩ領域ＣＩ＿３よりもエンジン負荷の低い第２ＣＩ領域ＣＩ＿２では、外部ＥＧＲ率は、０から第３ＣＩ領域ＣＩ＿３の外部ＥＧＲ率の値に向かってエンジン負荷に比例して増大される。
【００５８】
（２）ＳＩ燃焼領域でのＥＧＲ制御
ＳＩ燃焼領域では、排気弁２２の作動状態は通常モードとされ、内部ＥＧＲは停止される。一方、ＳＩ燃焼領域では、全負荷を除き、他の領域において外部ＥＧＲが実施される。
【００５９】
図７に示すように、ＳＩ燃焼領域において、外部ＥＧＲ率は、エンジン負荷が高いほど小さい値とされる。本実施形態では、エンジン負荷が特定の負荷Ｔ２０よりも低い領域では、エンジン負荷に対して外部ＥＧＲ率は一定に維持され、この負荷Ｔ２０よりもエンジン負荷が高い領域では、エンジン負荷に比例して減少される。
【００６０】
ここで、前述のように、ＳＩ燃焼領域では、混合気の空気過剰率λはλ＝１とされ混合気の空燃比は理論空燃比に設定されている。そのため、ＳＩ燃焼領域のうち特定の負荷Ｔ２０より低く外部ＥＧＲ率がエンジン負荷によらずほぼ一定に維持される領域では、図６に示すように、エンジン負荷の低下に応じて、トータルガス量を低下させて新気量を負荷に応じた適正な値にする。具体的には、スロットル弁３２を絞ることで新気量およびトータルガス量を低下させる。
【００６１】
以上の制御は、各運転条件において定常運転がなされて燃焼室１１の壁面温度が安定した状態において、燃焼状態およびエンジン性能が好適な状態となるように設計されたものである。ここで、エンジン負荷が低いほど燃焼室１１内での発熱量が低くなるため、定常運転時の燃焼室１１の壁面温度は低くなる。そのため、エンジン負荷が低い側への減速時であって、減速先の運転条件が、内部ＥＧＲ率の定常運転時の値が減速前よりも高くかつ圧縮自着火燃焼が実施される条件の場合において、前記定常運転時の制御をそのまま実施したのでは、燃焼室１１の壁面温度が減速先の運転条件における定常運転時の温度にまで即座に低下しない等により、燃焼温度が過剰になり、燃焼騒音が増大するという問題がある。
【００６２】
この点について、図８を用いて詳細に説明する。
【００６３】
図８は、時刻ｔ１において、定常運転時の内部ＥＧＲ率が低い運転条件（第１運転条件）から定常運転時の内部ＥＧＲ率が高く圧縮自着火燃焼が実施される運転条件（第２運転条件）へ移行する減速時に、定常運転時の制御をそのまま実施した場合、すなわち、運転条件の変化に応じて単純に制御を切り替えた場合の各パラメータの時間変化を示したものである。図８には、一例として、減速前の運転条件が、図５，６，７に示すＳＩ領域の点Ｘ１であって、定常運転時の混合気の空燃比が理論空燃比、内部ＥＧＲ率が０、外部ＥＧＲ率が０より大きい値に設定されて、火花点火燃焼が実施される運転条件であり、減速後の運転条件が、図５，６，７に示す第１ＣＩ領域の点Ｘ２であって、定常運転時の混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン、外部ＥＧＲ率が０、内部ＥＧＲ率が０より大きい値に設定されて、圧縮自着火燃焼が実施される運転条件である場合を示している。図８には、上から順に、噴射量、ＥＧＲ率、燃焼室の壁面温度（燃焼室壁温）、着火前温度すなわち着火前の所定タイミングにおける燃焼室内の混合気の温度、燃焼温度（燃焼時の最高温度）、エンジントルクの変化を示している。なお、図８では、ＥＧＲ率の変化として、内部ＥＧＲ率の変化と外部ＥＧＲ率の変化とを合わせて示している。
【００６４】
図８において、時刻ｔ１で減速されると、噴射量は減少され、内部ＥＧＲ率は増大される。前述のように、本実施形態では、内部ＥＧＲ率は、排気ＶＶＴ２３ｂによる排気弁２２の閉弁タイミングの変更により早期に変更される。そのため、内部ＥＧＲ率は、減速後即座に減速先の運転条件に対して設定された適正な値となる。燃焼室１１の壁面温度は、減速後ゆるやかにしか低下していかず、減速後しばらくの間、減速先の運転条件の定常状態における適正温度（定常時温度）よりも高い温度となる。このように、燃焼室１１の壁面温度が適正温度よりも高いことから、減速後において、着火前温度は、減速先の運転条件の定常状態における適正温度（定常時温度）よりも高くなる。さらに、前述のように、内部ＥＧＲ率が減速直後から増大して高温の内部ＥＧＲガスが導入されるために、着火前温度は、減速前の着火前温度よりも高くなる。ここで、減速前の運転条件はエンジン負荷が高く排気温度は高い。そのため、内部ＥＧＲ率の増大に伴い、この高温の内部ＥＧＲガスが多量に導入されることによって、着火前温度はより高温となる。ここで、外部ＥＧＲ率は、減速先の目標値である０になるよう減速に伴って時刻ｔ１でＥＧＲ弁５３が閉弁されるものの、ＥＧＲ弁５３の駆動遅れや吸気側に残存している外部ＥＧＲガスが導入されることで、時刻ｔ１後、徐々にしか低下していかない。そのため、この外部ＥＧＲガスの遅れにより、着火前温度の上昇はある程度は抑えられるものの、燃焼室の壁面温度や内部ＥＧＲ率の影響が強く、着火前温度は過昇温する。
【００６５】
そして、このように着火前温度が減速先の定常運転時温度および減速前の温度よりも高い値にまで過昇温すること、また、燃焼室の壁面温度が高く燃焼室壁面への熱損失が少なくなることに伴い、燃焼温度も過昇温する。具体的には、減速後しばらくの間、燃焼温度は、減速先の定常運転時温度および減速前の温度、さらには、燃焼騒音が許容範囲以上となる燃焼騒音上限温度よりも高くなり、これにより、減速後しばらくの間、燃焼騒音が許容範囲を超えて増大してしまう。
【００６６】
また、着火前温度の過昇温に伴う着火遅れの短縮および熱損失の低下に伴い、エンジントルクも、減速先の定常運転時のトルク（定常時トルク）すなわち目標トルク以上のトルクとなる。そのため、適正な減速感を得られないという問題も生じる。
【００６７】
図９に、図８に示した例における、時刻ｔ１（減速直後）の熱発生率を示す。また、図９には合わせて噴射パターンを示す。図９において、実線がこの減速直後の熱発生率を示し、破線が減速先の定常運転時の熱発生率を示す。図９に示すように、図８に示した定常時の制御をそのまま実施した場合では、減速直後において、着火前温度が高いために、吸気行程で噴射されて予混合された混合気が圧縮上死点近傍で激しく燃焼し、これに伴い燃焼騒音が大きくなる。また、減速直後において、熱発生量（熱発生率の積分量）が多くなるとともに熱発生率の重心が進角し、高いエンジントルクが生成される。
【００６８】
前記の問題を解決するべく、本エンジンシステム１００では、エンジン負荷が高く内部ＥＧＲ率が低い運転条件から、エンジン負荷が低く内部ＥＧＲ率が高く設定され、かつ、圧縮自着火燃焼が実施される運転条件へと移行する減速時には、噴射量を減速先の運転条件に対応する本来の量すなわち減速先の運転条件の定常運転時の噴射量（以下、定常時噴射量という場合がある）よりも一時的に少なくする。さらに、内部ＥＧＲ率の増加を遅らせる。すなわち、内部ＥＧＲ率を減速先の運転条件に対応する本来の値すなわち減速先の運転条件の定常運転時の内部ＥＧＲ率（以下、定常時内部ＥＧＲ率という場合がある）よりも一時的に低くする。そして、この噴射量減量制御を、減速後複数サイクルにわたって実施する。このとき、噴射量は、定常運転時の量に向かって、減速直後からの経過サイクル数が増加するにしたがって増大させていく。なお、噴射は、定常運転時と同様に、吸気行程で実施し、噴射開始タイミングは、定常運転時と同じタイミングとする。
【００６９】
本実施形態では、定常運転時の量に対する噴射量の低減量は、エンジン回転数、エンジン負荷、燃焼室の壁面温度および着火前温度等に基づいて、燃焼騒音が発生しない値に設定される。なお、この低減後の噴射量は、ＮＯｘの生成を抑えて排気性能を良好に維持するべく、少なくとも減速直後において混合気の空気過剰率λがλ＞２となるように設定されるのが好ましい。なお、燃焼室の壁面温度および着火前温度は、エンジン冷却水温、吸気温度、排気温度等の温度と、エンジン回転数、エンジン負荷等から推定すればよい。
【００７０】
また、本実施形態では、内部ＥＧＲ率の増加の遅れは、いわゆるなまし処理を行うことで実現する。
【００７１】
以上の制御が実施された際の、噴射量、ＥＧＲ率、燃焼室１１の壁面温度（燃焼室壁面温度）、着火前温度の時間変化を図１０に示す。図１０は、図８に示した例と同じ減速条件での変化であり、図５に示すＳＩ領域の点Ｘ１から第１ＣＩ領域の点Ｘ２への減速時に、前記制御を実施した際の変化である。図１０には、対応する図８の各変化を破線で示している。
【００７２】
図１０において、時刻ｔ１での減速に伴い噴射量は減少する。このとき、噴射量は、定常時噴射量よりも減少される。そして、内部ＥＧＲ率は、遅れ処理が実施されることで、時刻ｔ１では、定常時内部ＥＧＲ率よりも低いほぼ減速前の値（この例では０）とされる。
【００７３】
このように、内部ＥＧＲ率の増加がほぼゼロに抑えられることで、時刻ｔ１において、着火前温度は減速前の温度とほぼ同じ程度に抑えられる。これに伴い、より緩やかな燃焼が実現され、燃焼温度は、減速前の温度とほぼ同じ温度であって燃焼騒音が増大する燃焼騒音上限温度よりも低い温度に抑えられて、燃焼騒音が許容範囲内に抑えられる。また、前述のように、燃焼室１１の壁面温度の追従遅れに伴い燃焼室壁面への熱損失は少なくなるが、噴射量が十分に少なくされていること、および、緩やかな燃焼が実現されることで、エンジントルクは十分に小さく抑えられ減速先の定常運転時のトルクにまで低下する。図１１に、図１０に示した例における、時刻ｔ１（減速直後）での熱発生率を示す。この図１１に示すように、減速直後において、熱発生は緩やかに生じている。なお、図１１には合わせて噴射パターンを示している。
【００７４】
時刻ｔ１後、噴射量および内部ＥＧＲ率は徐々に増大するが、これらの値が定常運転時での値（定常時噴射量、定常時内部ＥＧＲ率）よりも小さい値にされていることで、燃焼室１１の壁面温度が定常時温度よりも高いにも関わらず、着火前温度、燃焼温度は、図８での値および燃焼騒音上限温度よりも低く抑えられ、燃焼騒音およびエンジントルクは適正な範囲とされる。また、前サイクルでの燃焼温度が低く抑えられることで、燃焼室１１の壁面温度の低下および内部ＥＧＲガスの温度の低下は促進され、これによっても、着火前温度および燃焼温度は低く抑えられる。
【００７５】
このようにして、燃焼騒音および過剰なエンジントルクの発生が回避されつつ運転条件が低負荷側に移行される。そして、時刻ｔ２において、燃焼室１１の壁面温度が定常運転時の温度とされるのとほぼ同時期に噴射量は本来の噴射量すなわち定常運転時の噴射量とされる。ここで、前記のように、本制御では、燃焼温度が低く抑えられることに伴い、燃焼室１１の壁面温度の低下が促進されるため、燃焼室１１の壁面温度は、図８に示した場合に比べて早期に適正な定常時温度に低下させることができ、より早期に定常運転時の適正な制御に移行することができる。なお、本実施形態では、内部ＥＧＲ率は、時刻ｔ２よりも早期に本来の値すなわち定常運転時の値とされる。
【００７６】
特に、前述のように、サイクル数の増加に伴って噴射量および内部ＥＧＲ率が増大されるため、これらの値を定常運転時の値に移行させるまでの間、トルク変動等が生じるのを抑制しつつスムーズに定常運転時の状態に移行させることができる。
【００７７】
以上のように、本実施形態に係るエンジンシステム１００では、内部ＥＧＲ率が低い運転条件から内部ＥＧＲ率が高く圧縮自着火燃焼が実施される運転条件へ移行する減速時において、燃焼温度の過昇温を抑制して燃焼騒音の増大を抑制することができる。また、エンジントルクをより早期に減速先の値にまで低下させることができ、高い運転操作性を得ることができる。
【００７８】
ここで、前記実施形態では、噴射量を減少させる制御および内部ＥＧＲ率の増加を抑制する制御を複数サイクルにわたって実施した場合について説明したが、これらの制御を減速直後のみに実施してもよい。ただし、複数サイクルにわたって実施した方が、燃焼室１１の壁面温度の追従遅れが長い場合等において、より確実に燃焼騒音の増大を抑制することができる。
【００７９】
また、前記実施形態では、噴射量を減少させる制御と、内部ＥＧＲ率の増加を抑制する制御とを同時に行った場合について説明したが、これら一方の制御のみを実施しても良い。ただし、これら制御を同時に行った方が、より確実に燃焼騒音の増大を抑制することができる。
【００８０】
また、前記実施形態では、ＳＩ燃焼領域からの減速時について説明したが、減速条件はこれに限らない。すなわち、内部ＥＧＲ率が低い高負荷側の運転条件から内部ＥＧＲ率が高く圧縮自着火燃焼が実施される低負荷側の運転条件へ移行する減速時であれば、ＳＩ燃焼領域からの減速に限らず、燃焼騒音が増大するおそれがあるため、この減速時に適用されればよい。
【００８１】
言い換えると、請求項に記載した「エンジン負荷の低下に伴い、所定負荷よりも高い第１運転条件から、前記ＣＩ燃焼領域内で内部ＥＧＲを実施する第２運転条件へと移行する減速時」という定義における「所定負荷」とは、内部ＥＧＲ率がある程度低い値（ゼロを含む）に設定される負荷であればよく、その具体的な値は適宜設定可能である。前記実施形態のようにＣＩ燃焼領域の高負荷側にＳＩ燃焼領域が設定されている場合、「所定負荷」は、ＣＩ燃焼領域に含まれる負荷（Ｔ１未満の値）であってもよいし、ＣＩ燃焼領域より高負荷側のＳＩ燃焼領域に含まれる負荷（Ｔ１以上の値）であってもよい。
【００８２】
ただし、燃焼により生成される排ガスを三元触媒で浄化する必要があるような燃焼温度が高い運転条件からの減速時では、特に、燃焼温度の過昇温に伴い燃焼騒音が発生しやすい。そのため、このような減速時に適用されれば効果的である。
【００８３】
また、前記実施形態では、排気弁駆動機構２３が、排気二度開きを実施することで内部ＥＧＲを実現する場合について示したが、内部ＥＧＲを実施する手段はこれに限らない。また、内部ＥＧＲの実施により、既燃ガスであるＥＧＲガスを強制的に冷却することなく高温のまま燃焼室内の混合気に混入させる場合について示したが、既燃ガスである排ガスを強制的に冷却することなく吸気に還流させることで、高温のまま混合気に混入させてもよい。例えば、前記実施形態において、ＥＧＲクーラ５２で冷却させることなく、高温の既燃ガスをその温度を高く維持したまま混合気に混入させてもよい。
【００８４】
１  エンジン（エンジン本体）
１０  気筒
１１  燃焼室
１５  インジェクタ（燃料噴射装置）
２３  排気弁駆動機構（ＥＧＲ手段、内部ＥＧＲ手段）
６０  ＰＣＭ（判定手段、燃焼制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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