(57)【要約】【課題】本発明は、予混合燃焼と拡散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内燃機関において、出力性能を向上させることが出来ると共に、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る技術を提供することを課題とする。【解決手段】過給機を備え、予混合燃焼と拡散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内燃機関において、燃焼室の容積を変化させることで圧縮比を変更する圧縮比変更手段をさらに備え、該圧縮比変更手段によって、拡散燃焼を行うときの圧縮比を、予混合燃焼を行うときの圧縮比よりも低くする  【選択図】図３
2007170289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機と、
気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、
機関負荷が所定負荷より高いとき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させることによって拡散燃焼を行い、機関負荷が前記所定負荷以下のときは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させることで予混合気を形成させることによって予混合燃焼を行う圧縮着火内燃機関の燃焼制御システムにおいて、
燃焼室の容積を変化させることで圧縮比を変更する圧縮比変更手段をさらに備え、
前記圧縮比変更手段によって、拡散燃焼を行うときの圧縮比を、予混合燃焼を行うときの圧縮比よりも低くすることを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項２】
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手段と、
前記圧縮着火内燃機関での燃焼モードに基づいてＥＧＲガス量の目標値である目標ＥＧＲガス量を設定する目標ＥＧＲガス量設定手段と、
実際のＥＧＲガス量を検出するＥＧＲガス量検出手段と、をさらに備え、
前記ＥＧＲガス量検出手段によって検出されたＥＧＲガス量が前記目標ＥＧＲガス量よりも少ない場合、該ＥＧＲガス量が少ないほど前記圧縮比変更手段によって圧縮比を低く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制御システム。
【請求項３】
前記圧縮着火内燃機関の吸気通路における前記過給機のコンプレッサよりも下流側での吸気圧力の目標値である目標吸気圧力を前記圧縮着火内燃機関での燃焼モードに基づいて設定する目標吸気圧力設定手段と、
前記吸気通路における前記過給機のコンプレッサよりも下流側での実際の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、をさらに備え、
前記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が前記目標吸気圧力より高い場合、その圧力が高いほど前記圧縮比変更手段によって圧縮比を低くすることを特徴とする請求項１または２記載の圧縮着火内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項４】
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手段と、
拡散燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量に制御し、予混合燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量よりも多い予混合燃焼ＥＧＲガス量に制御するＥＧＲガス量制御手段と、をさらに備え、
機関負荷が上昇して前記所定負荷より高くなった場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量に減少するまでの間における第一所定期間は、前記圧縮比変更手段によって、圧縮比を拡散燃焼時における目標圧縮比よりも高く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制御システム。
【請求項５】
前記圧縮比変更手段に対して圧縮比を変更するよう指令を出す指令手段をさらに備え、
機関負荷が上昇して前記所定負荷より高くなった場合、前記指令手段は、前記気筒内のＥＧＲガス量が減少し始める時点で圧縮比が拡散燃焼時における目標圧縮比よりも高い値となるタイミングで前記圧縮比変更手段に対して圧縮比変更の指令を出し、その後、前記気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量に達した時点で圧縮比が拡散燃焼時における目標圧縮比となるタイミングで前記圧縮比変更手段に対して再度圧縮比変更の指令を出すことを特徴とする請求項４記載の圧縮着火内燃機関の燃焼制御システム。
【請求項６】
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手段と、
拡散燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量に制御し、予混合燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量よりも多い予混合燃焼ＥＧＲガス量に制御
するＥＧＲガス量制御手段と、をさらに備え、
機関負荷が低下して前記所定負荷以下となった場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に増加するまでの間における第二所定期間は、前記圧縮比変更手段によって、圧縮比を予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低く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制御システム。
【請求項７】
前記圧縮比変更手段に対して圧縮比を変更するよう指令を出す指令手段をさらに備え、
機関負荷が低下して前記所定負荷以下となった場合、前記指令手段は、前記気筒内のＥＧＲガス量が増加し始める時点で圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比よりも高い値となるタイミングで前記圧縮比変更手段に対して圧縮比変更の指令を出し、その後、前記気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達した時点で圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比となるタイミングで前記圧縮比変更手段に対して圧縮比変更の指令を出す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制御システム。
【請求項８】
所定の停止条件が成立したときに前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行するフューエルカット実行手段と、
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手段と、
拡散燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量に制御し、予混合燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量よりも多い予混合燃焼ＥＧＲガス量に制御するＥＧＲガス量制御手段と、をさらに備え、
前記所定の停止条件が成立した状態から該所定の停止条件が未成立となり予混合燃焼を行う状態となった場合、前記気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの間における第三所定期間は、前記圧縮比変更手段によって、圧縮比を予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低く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制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合燃焼と拡散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の燃焼制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、予混合燃焼と拡散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。尚、拡散燃焼は、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。
【０００３】
このような内燃機関においては、予混合燃焼を行う場合は、吸気系に導入する排気（所謂ＥＧＲガス）の量を拡散燃焼を行う場合に比べてより多くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、予混合燃焼時における過早着火を抑制するためである。
【０００４】
また、内燃機関においては、燃費性能や出力性能などを向上させることを目的として、燃焼室の容積を変化させることによってその圧縮比を変更する技術が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８６８７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６７７１号公報
【特許文献３】特開２００１−１５２８５３号公報
【特許文献４】特開２００４−３２４５７７号公報
【特許文献５】特開２００１−３１７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、予混合燃焼と拡散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内燃機関において、出力性能を向上させることが出来ると共に、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、予混合燃焼と拡散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内燃機関において、拡散燃焼時の圧縮比を、予混合燃焼時の圧縮比よりも低くするものである。
【０００８】
より詳しくは、本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼制御システムは、
過給機と、
気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備え、
機関負荷が所定負荷より高いとき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させることによって拡散燃焼を行い、機関負荷が前記所定負荷以下のときは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させることで予混合気を形成させることによって予混合燃焼を行う圧縮着火内燃機関の燃焼制御システムにおいて、
燃焼室の容積を変化させることで圧縮比を変更する圧縮比変更手段をさらに備え、
前記圧縮比変更手段によって、拡散燃焼を行うときの圧縮比を、予混合燃焼を行うときの圧縮比よりも低くすることを特徴とする。
【０００９】
ここで、所定負荷は、予混合燃焼と拡散燃焼とを切り替える閾値となる機関負荷である。この所定負荷は実験等によって予め定めることが出来る。
【００１０】
本発明によれば、拡散燃焼時は予混合燃焼時よりも圧縮比が低くなる。これにより、気筒内により多くの吸入空気を供給することが可能となる。そのため、拡散燃焼時は予混合燃焼時よりも、過給機によって上昇させることが可能な過給圧の上限値を高くすることが出来る。従って、拡散燃焼時、即ち、高負荷時の出力特性を向上させることが出来る。
【００１１】
一方、予混合燃焼時に圧縮比が過剰に低くなると、予混合気の着火時期が遅れることで未燃燃料の排出量が増加する虞がある。しかしながら、本発明によれば、予混合燃焼時は拡散燃焼時よりも圧縮比が高くなる。これにより、予混合燃焼時の未燃燃料の排出量の増加を抑制することが出来る。即ち、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。
【００１２】
本発明においては、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手段と、内燃機関での燃焼モードに基づいてＥＧＲガス量の目標値である目標ＥＧＲガス量を設定する目標ＥＧＲガス量設定手段と、実際のＥＧＲガス量を検出するＥＧＲガス量検出手段と、をさらに備えても良い。そして、このような場合において、ＥＧＲガス量検出手段によって検出されたＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量設定手段によって設定された目標ＥＧＲガス量よりも少ない場合、該ＥＧＲガス量が少ないほど圧縮比変更手段によって圧縮比を低くしても良い。
【００１３】
ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量よりも少ない場合、過早着火を招き易くなる。上記制御によれば、ＥＧＲガス量の不足による過早着火の発生を抑制することが出来る。
【００１４】
本発明においては、内燃機関での燃焼モードに基づいて、内燃機関の吸気通路における過給機のコンプレッサよりも下流側での吸気圧力の目標値である目標吸気圧力を設定する目標吸気圧力設定手段と、吸気通路における過給機のコンプレッサよりも下流側での実際の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、をさらに備えても良い。そして、このような場合において、吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が目標吸気圧力設定手段によって設定された目標吸気圧力より高い場合、その圧力が高いほど圧縮比変更手段によって圧縮比を低くしても良い。
【００１５】
吸気圧力が目標吸気圧力よりも高い場合、過早着火を招き易くなる。上記制御によれば、吸気圧力の過剰な増加に伴う過早着火の発生を抑制することが出来る。
【００１６】
本発明においては、排気再循環手段およびＥＧＲガス量制御手段をさらに備えても良い。ＥＧＲガス量制御手段は、拡散燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量に制御し、予混合燃焼を行うときはＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量よりも多い予混合燃焼ＥＧＲガス量に制御する。ここで、拡散燃焼ＥＧＲガス量および予混合燃焼ＥＧＲガス量は、それぞれの燃焼モードにおける目標ＥＧＲガス量である。予混合燃焼時は過早着火を抑制するために拡散燃焼時に比べてより多くのＥＧＲガスが必要になる。そのため、予混合燃焼ＥＧＲガス量は拡散燃焼ＥＧＲガス量よりも多い量となっている。
【００１７】
そして、排気再循環手段およびＥＧＲガス量制御手段をさらに備えた場合において、機関負荷が上昇して所定負荷より高くなった場合、気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量に減少するまでの間における第一所定期間は、圧縮比変更手段によって、圧縮比を
拡散燃焼時における目標圧縮比よりも高くしても良い。
【００１８】
機関負荷が上昇して所定負荷よりも高くなると、内燃機関の燃焼モードが予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えられる。これに伴いＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量から拡散燃焼ＥＧＲガス量に変更される。しかしながら、気筒内のＥＧＲガス量の変化には応答遅れがあるため、該ＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量にまで減少するにはある程度時間がかかる。
【００１９】
このとき、気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量にまで減少していない状態で圧縮比が拡散燃焼時における目標圧縮比となると、ＥＧＲガス量に対して圧縮比が過剰に低い状態となり失火を招く虞がある。そこで、上記のように、気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量に減少するまでの間における第一所定期間は圧縮比が拡散燃焼時における目標圧縮比よりも高くなるように制御する。これにより、燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えるときにおける失火の発生を抑制することが出来る。尚、第一所定期間を、気筒内のＥＧＲガス量が減少し始めてから拡散燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの期間としても良い。
【００２０】
また、上記において、圧縮比変更手段に対して圧縮比を変更するよう指令を出す指令手段をさらに備えている場合、該指令手段から圧縮比変更手段に対して圧縮比を増加または低下させるように指令を出してから、圧縮比が実際に増加または低下するまでには応答遅れがある。
【００２１】
そこで、このような場合において、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の燃焼モードが予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えられる場合、指令手段によって、気筒内のＥＧＲガス量が減少し始める時点で圧縮比が拡散燃焼時における目標圧縮比よりも高い値となるタイミングで圧縮比変更手段に対して圧縮比変更の指令を出し、その後、気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量に達した時点で圧縮比が拡散燃焼時における目標圧縮比となるタイミングで前記圧縮比変更手段に対して再度圧縮比変更の指令を出しても良い。
【００２２】
これによれば、より精度良く、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量から拡散燃焼ＥＧＲガス量に減少するまでの間、圧縮比を拡散燃焼時における目標圧縮比よりも高くすることが出来る。
【００２３】
本発明において、排気再循環手段およびＥＧＲガス量制御手段をさらに備えた場合であって機関負荷が低下して所定負荷以下となった場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に増加するまでの間における第二所定期間は、圧縮比変更手段によって、圧縮比を予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低くしても良い。
【００２４】
機関負荷が低下して所定負荷以下となると、内燃機関の燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えられる。これに伴いＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量から予混合燃焼ＥＧＲガス量に変更される。しかしながら、上述したように、気筒内のＥＧＲガス量の変化には応答遅れがあるため、該ＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量にまで増加するにはある程度時間がかかる。
【００２５】
このとき、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量にまで増加していない状態で圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比となると、ＥＧＲガス量に対して圧縮比が過剰に高い状態となり過早着火を招く虞がある。そこで、上記のように、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に増加するまでの間における第二所定期間は圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低くなるように制御する。これにより、燃焼モードを
拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えるときにおける過早着火の発生を抑制することが出来る。尚、第二所定期間を、気筒内のＥＧＲガス量が増加し始めてから予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの期間としても良い。
【００２６】
また、上記において、圧縮比変更手段に対して圧縮比を変更するよう指令を出す指令手段をさらに備えている場合であって、機関負荷が低下して所定負荷以下となることで内燃機関の燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えられる場合、指令手段によって、気筒内のＥＧＲガス量が増加し始める時点で圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低い値となるタイミングで圧縮比変更手段に対して圧縮比変更の指令を出し、その後、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達した時点で圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比となるタイミングで圧縮比変更手段に対して再度圧縮比変更の指令を出しても良い。
【００２７】
これによれば、より精度良く、気筒内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量から予混合燃焼ＥＧＲガス量に増加するまでの間、圧縮比を予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低くすることが出来る。
【００２８】
本発明において、所定の停止条件が成立したときに燃料噴射弁による燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行するフューエルカット実行手段と、排気再循環手段およびＥＧＲガス量制御手段と、をさらに備えても良い。そして、所定の停止条件が成立した状態から該所定の停止条件が未成立となり予混合燃焼を行う状態となった場合、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの間における第三所定期間は、圧縮比変更手段によって、圧縮比を予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低くしても良い。
【００２９】
上記の場合、フューエルカット実行手段によってフューエルカット制御が実行されているときは吸気系へのＥＧＲガスの導入が停止した状態となる。そのため、所定の停止条件が成立した状態から該所定の停止条件が未成立となり予混合燃焼を行う状態となると、吸気系へのＥＧＲガスの導入が開始され、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に制御されることになる。しかしながら、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでにはある程度時間がかかる。
【００３０】
このとき、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量にまで達していない状態で圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比となると、燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えられる場合と同様、ＥＧＲガス量に対して圧縮比が過剰に高い状態となり過早着火を招く虞がある。そこで、上記のように、気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの間における第三所定期間は圧縮比が予混合燃焼時における目標圧縮比よりも低くなるように制御する。これにより、フューエルカット制御が実行されている状態から予混合燃焼が行われる状態となったときにおける過早着火の発生を抑制することが出来る。尚、第三所定期間を、気筒内にＥＧＲガスが流入し始めてから該気筒内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの期間としても良い。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る内燃機関の燃焼制御システムによれば、予混合燃焼と拡散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内燃機関において、出力性能を向上させることが出来ると共に、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る内燃機関の燃焼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。
【実施例１】
【００３３】
＜内燃機関およびその吸排気系の概略構成＞
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は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１は、気筒５を有するシリンダブロック２、および、シリンダブロック２の上方に設けられたシリンダヘッド４、コンロッドおよびクランクシャフトを介してピストン６が連結されたロアケース３を備えている。
【００３４】
シリンダヘッド４には、気筒５内の燃焼室７に開口するように形成された吸気ポート１２と排気ポート１３とが設けられている。吸気ポート１２は吸気通路１４と接続されており、排気ポート１３は排気通路１５と接続されている。吸気ポート１２及び排気ポート１３の燃焼室７への開口部は、それぞれ吸気弁１６と排気弁１７とによって開閉される。シリンダヘッド４には気筒５内の燃焼室７に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１８が設けられている。
【００３５】
吸気通路１４にはエアフローメータ３１及びターボチャージャ２３のコンプレッサハウジング２３ａが設けられている。また、コンプレッサハウジング２３ａより下流側の吸気通路１４には吸気圧力を検出する吸気圧センサ３２が設けられている。排気通路１５にはターボチャージャ２３のタービンハウジング２３ｂが設けられている。
【００３６】
また、内燃機関１は、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路１４に導入し、それによって、該ＥＧＲガスを気筒５内に供給するための排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）２０を備えている。ＥＧＲ装置２０はＥＧＲ通路２１およびＥＧＲ弁２２を有している。ＥＧＲ通路２１は、一端が排気通路１５におけるタービンハウジング２３ｂよりも上流側に接続されており他端が吸気通路１４におけるコンプレッサハウジング２３ａよりも下流側に接続されている。ＥＧＲ弁２２はＥＧＲ通路２１に設置されており吸気通路１４に導入されるＥＧＲガス量を制御する。
【００３７】
また、内燃機関１は圧縮比可変機構８を備えている。該圧縮比可変機構８は、シリンダブロック２をロアケース３に対して気筒５の軸方向に移動させることで燃焼室７の容積を変化させ、それによって圧縮比を変更する機構である。
【００３８】
圧縮比可変機構８は、図１における、シリンダブロック２の左右両側の下部に設けられたカム収納孔９と、ロアケース３の左右両側の上部に設けられた軸受収納孔１０とを有している。そして、左右両側それぞれのカム収納孔９と軸受収納孔１０とにはカム軸１１が挿通されている。この左右両側のカム軸１１がそれぞれモータ１９によって駆動され回転することによって、シリンダブロック２がロアケース３に対して気筒５の軸方向に移動する。このとき、シリンダヘッド４もシリンダブロック２と一体的に移動する。これにより、燃焼室７の容積が変化し、その結果、圧縮比が変化する。該圧縮比可変機構８にはカム軸１１の回転角を検出するカムポジションセンサ３５が設けられている。尚、圧縮比可変機構８の詳細については、特開２００３−２０６７７１号公報に開示されている。
【００３９】
また、内燃機関１には、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３３、ロアケース３に設けられピストン６が連結されたクランクシャフトの回転角を検出するクランクポジションセンサ３４が設けられている。
【００４０】
さらに、内燃機関１には該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０が併設されている。ＥＣＵ３０には、エアフローメータ３１や吸気圧センサ３２、カムポジションセンサ３５、アクセル開度センサ３３、クランクポジションセンサ３４が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ３０に入力される。
【００４１】
そして、ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ３３の出力値から内燃機関１の機関負荷を導出し、クランクポジションセンサ３４の出力値から内燃機関１の機関回転数を導出する。
【００４２】
また、ＥＣＵ３０には、燃料噴射弁１８やモータ１９、ＥＧＲ弁２２が電気的に接続されている。これらがＥＣＵ３０によって制御される。ＥＣＵ３０は、モータ１９によってカム軸１１の回転を制御することで、燃焼室７の容積、即ち、内燃機関１の圧縮比を制御する。このとき、ＥＣＵ３０はカムポジションセンサ３５の出力値から圧縮比を導出する。また、ＥＣＵ３０は、ＥＧＲ弁２２の開度を制御することで、吸気通路１４に導入されるＥＧＲガス量、即ち、気筒５内に供給されるＥＧＲガス量を制御する。
【００４３】
＜燃焼モードおよび圧縮比の制御＞
本実施例に係る内燃機関１においては、予混合燃焼と拡散燃焼とのうちいずれかが運転状態に応じて選択して行われる。拡散燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁１８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１８から燃料を噴射することで燃焼室７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、燃焼モードを切り替える際にはＥＣＵ３０によって燃料噴射時期が変更される。
【００４４】
また、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拡散燃焼時よりも多くのＥＧＲガスを気筒５内に供給する必要がある。そこで、ＥＣＵ２０は、それぞれ燃焼モードに応じて異なる目標ＥＧＲガス量を設定する。このとき、予混合燃焼時の目標ＥＧＲガス量（以下、予混合燃焼ＥＧＲガス量と称する）は拡散燃焼時の目標ＥＧＲガス量（以下、拡散燃焼ＥＧＲガス量と称する）よりも多くなっている。そして、燃焼モードを切り替える際にはＥＣＵ３０によってＥＧＲ弁２２の開度が変更され、これによって気筒５内へのＥＧＲガスの供給量が変更される。
【００４５】
ここで、本実施例における、内燃機関１の運転状態および燃焼モード、圧縮比の関係について図２に基づいて説明する。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。
【００４６】
本実施例においては、機関負荷が第一所定負荷Ｑｅ１以下であり且つ機関回転数が所定回転数Ｎｅ１以下である領域を、予混合燃焼が行われる予混合燃焼領域Ｒ１とする。また、機関負荷が第一所定負荷Ｑｅ１より高い領域および機関回転数が所定回転数Ｎｅ１より高い領域を、拡散燃焼が行われる拡散燃焼領域Ｒ２とする。
【００４７】
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、機関負荷が高くなることで燃料噴射量が増加したり、機関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ときに過早着火が生じ易くなる。そこで、内燃機関１の運転状態が拡散燃焼領域Ｒ２にある場合は、過早着火を抑制すべく拡散燃焼が行われる。
【００４８】
ここで、第一所定負荷Ｑｅ１および所定回転数Ｎｅ１は、予混合燃焼を行った場合であっても過早着火の発生を抑制することが可能な機関負荷および機関回転数それぞれの上限値以下の値である。該第一所定負荷Ｑｅ１および所定回転数Ｎｅ１は実験等によって予め定められている。
【００４９】
そして、本実施例では、第一所定負荷Ｑｅ１よりも低い第二所定負荷Ｑｅ２を閾値として圧縮比が変更される。即ち、機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２より高いときは機関負荷が該第二所定負荷Ｑｅ２以下のときに比べて圧縮比がより低い値に制御される。
【００５０】
また、機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２より高い場合、即ち、圧縮比を低圧縮比に制御した場合は、機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２以下の場合、即ち、圧縮比を高圧縮比に制御した場合に比べて、気筒５内により多くの吸入空気を供給することが可能となる。そこで、本実施例では、機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２より高い場合は、機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ以下の場合に比べて、ターボチャージャ２３によって上昇させることが可能な過給圧の上限値をより高くする。
【００５１】
このような燃焼モードおよび圧縮比の制御によれば、機関負荷が高負荷領域（第一所定負荷Ｑｅ１より高い領域）にあり拡散燃焼を行う場合は、圧縮比が低圧縮比に制御され、過給圧の上限値が低負荷時よりも高い値に設定される。従って、気筒５内により多くの吸入空気が供給されることになり、その結果、出力特性を向上させることが出来る。
【００５２】
また、機関負荷が中負荷領域（第一所定負荷Ｑｅ１以下且つ第二所定負荷Ｑｅ２より高い領域）にあり予混合燃焼を行う場合も、前記と同様、圧縮比が低圧縮比に制御される。
【００５３】
上述したように、予混合燃焼が行われているときは機関負荷が上昇すると過早着火が発生し易くなる。上記のように中負荷時に圧縮比を低圧縮比に制御することで過早着火の発生を抑制することが出来る。また、圧縮比が低圧縮比に制御されることで燃焼温度が低下するためＮＯｘの発生量が低減される。そのため、ＮＯｘ低減のために気筒５内に供給されるＥＧＲガス量を減らすことが出来る。これにより、気筒５内に供給される吸入空気量を増加させることが出来る。その結果、燃費を向上させることが出来る。
【００５４】
また、機関負荷が低負荷領域（第二所定負荷Ｑｅ２以下の領域）にあり予混合燃焼を行う場合は、圧縮比が高圧縮比に制御される。予混合燃焼時に圧縮比が機関負荷に対して過剰に低くなると、予混合気の着火時期が遅れることで未燃燃料の排出量が増加する虞がある。上記のように低負荷時に圧縮比を高圧縮比制御することで予混合気の着火時期が遅れるのを抑制することが出来る。その結果、未燃燃料の排出量の増加、即ち、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。
【００５５】
尚、本実施例に係る第二所定負荷Ｑｅ２は、機関負荷が該第二所定負荷Ｑｅ２より高ければ圧縮比を高圧縮比とした状態で予混合燃焼を実行しても予混合気の着火時期が過剰に遅れる可能性は低いと判断出来る閾値となる値である。
【００５６】
＜燃焼モードおよび圧縮比の制御ルーチン＞
ここで、本実施例に係る燃焼モードおよび圧縮比を制御するための制御ルーチンについて、図３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ＥＣＵ３０に予め記憶されており、所定の間隔で繰り返し実行されるルーチンである。
【００５７】
本ルーチンでは、先ずＳ１０１において、機関負荷Ｑｅが第一所定負荷Ｑｅ１以下且つ機関回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以下であるか否かを判別する。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３０はＳ１０５に進む。
【００５８】
Ｓ１０２に進んだＥＣＵ３０は予混合燃焼を実行する。その後、ＥＣＵ３０はＳ１０３に進む。
【００５９】
一方、Ｓ１０５に進んだＥＣＵ３０は拡散燃焼を実行する。その後、ＥＣＵ３０はＳ１０３に進む。
【００６０】
Ｓ１０３において、ＥＣＵ３０は、機関負荷Ｑｅが第二所定負荷Ｑｅ２以下であるか否かを判別する。このＳ１０３において、肯定判定された場合、ＥＣＵ３０はＳ１０４に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ３０はＳ１０６に進む。
【００６１】
Ｓ１０４に進んだＥＣＵ３０は圧縮比を高圧縮比に制御する。その後、ＥＣＵ３０は本ルーチンの実行を終了する。
【００６２】
一方、Ｓ１０６に進んだＥＣＵ３０は圧縮比を低圧縮比に制御する。その後、ＥＣＵ３０は本ルーチンの実行を終了する。
【００６３】
尚、本実施例では、機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２より高いときの圧縮比および機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２以下のときの圧縮比はそれぞれ一定値でなくても良い。例えば、それぞれの領域に応じて機関負荷と圧縮比との関係を示すマップを別々に記憶させておき、このマップに基づいて機関負荷が高いほど圧縮比が低下するように制御しても良い。
【００６４】
＜変形例＞
次に、本実施の変形例について説明する。この変形例では、上記のように制御される圧縮比を実際のＥＧＲガス量および吸気圧力に基づいて補正する。上述したように、拡散燃焼時および予混合燃焼時それぞれにおいて目標ＥＧＲガス量が定められている。同様に、拡散燃焼時および予混合燃焼時それぞれにおいて目標吸気圧力が定められている。
【００６５】
しかしながら、実際のＥＧＲガス量および吸気圧力にはばらつきが生じる虞がある。実際に気筒内に供給されるＥＧＲガス量（以下、実ＥＧＲガス量と称する）が目標ＥＧＲガス量よりも少ない場合、その量が少ないほど過早着火を招き易くなる。また、実際の吸気圧力（以下、実吸気圧力と称する）が目標吸気圧力よりも高い場合、その圧力が高いほど過少着火を招き易くなる。
【００６６】
そこで、この変形例では、実ＥＧＲガス量をエアフローメータ３１によって検出される吸入空気量に基づいて推定する。吸入空気量が多いほど実ＥＧＲガス量は少なくなる。そして、推定された実ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量よりも少ない場合、その量が少ないほど圧縮比が低くなるように補正する。このような制御により過早着火の発生を抑制することが出来る。
【００６７】
さらに、この変形例では、吸気圧センサ３２によって実吸気圧力を検出する。そして、検出された実吸気圧力が目標吸気圧力よりも高い場合、その圧力が高いほど圧縮比が低くなるように補正する。このような制御により、前記と同様、過早着火の発生を抑制することが出来る。
【実施例２】
【００６８】
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と同様に燃焼モードおよび圧縮比が制御される。
【００６９】
＜燃焼モード切替時の圧縮比制御＞
内燃機関１において予混合燃焼が行われているときに機関負荷が上昇して第一所定負荷Ｑｅ１より高くなった場合、燃焼モードが予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えられる。このような燃焼モード切替時の圧縮比制御について図４に示すタイムチャートに基づいて説明する。
【００７０】
図４における（ａ）の時点が、機関負荷が第一所定負荷Ｑｅ１より高くなり内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１から拡散燃焼領域Ｒ２に移行した時期を示している。（ａ）の時点で、気筒５内のＥＧＲガス量を予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈから拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに変更すべくＥＣＵ３０からＥＧＲ弁２２に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。つまり、ＥＧＲ弁２２の開度を、予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに対応したＥＧＲ弁２２の開度である予混合燃焼開度Ｖｈから拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに対応した開度である拡散燃焼開度Ｖｄに変更するようＥＣＵ３０からＥＧＲ弁２２に対して指令が出される。
【００７１】
このとき、（ａ）の時点でＥＣＵ３０からＥＧＲガス量変更指令が出された後、ＥＧＲ弁２２の開度が実際に拡散燃焼開度Ｖｄとなるまでには応答遅れがある。そのため、（ａ）の時点からＥＧＲ弁２２の応答遅れ時間であるバルブ応答遅れ時間Δｔｖが経過した時点でＥＧＲ弁２２の開度が拡散燃焼開度Ｖｄとなる。
【００７２】
さらに、ＥＧＲガスはＥＧＲ通路２１および吸気通路１４を通ってから気筒５内に流入するため、ＥＧＲ弁２２の開度が拡散燃焼開度ＶｄとなってからＥＧＲガスの含有量が減少した吸気が気筒５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２２の開度が拡散燃焼開度Ｖｄとなってから気筒５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。
【００７３】
これらの応答遅れのために、（ａ）の時点でＥＣＵ３０からＥＧＲ弁２２に対してＥＧＲガス量変更指令が出された後、所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄが経過してから（（ｂ）の時点から）気筒５内のＥＧＲガス量が低下し始める。
【００７４】
そこで、本実施例では、（ｂ）の時点、即ち、ＥＣＵ２０からＥＧＲ弁２２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Ｉｔｈから拡散燃焼噴射時期Ｉｔｄへの変更を開始する。
【００７５】
尚、本実施例において、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の運転状態が拡散燃焼領域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。
【００７６】
また、バルブ応答遅れ時間Δｔｖは、ＥＧＲ弁２２の構造等に依存している。一方、ＥＧＲ弁２２の開度が拡散燃焼開度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２２から気筒５までの経路の容積、即ち、ＥＧＲガスの流れに沿ってＥＧＲ弁２２より下流側のＥＧＲ通路２１および該ＥＧＲ通路２１との接続部より下流側の吸気通路１４、吸気ポート１２の容積と同等の量のガスが入れ替わると気筒５内のＥＧＲガス量が減少し始める。そのため、ＥＧＲ弁２２の開度が拡散燃焼開度Ｖｄとなってから気筒５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、その和を所定応答遅れ時間Ｍ１２ｄとしても良い。
【００７７】
さらに、ＥＧＲ通路２１から吸気通路１４に流入したＥＧＲガスは気筒５内に到達する前に該吸気通路１４および吸気ポート１２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５内に到達し該気筒５内のＥＧＲガス量が減少
し始めても、気筒５内のＥＧＲガス量は直ちに拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄとはならず、拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに向けて徐々に変化する。
【００７８】
このために、（ｂ）の時点で気筒５内のＥＧＲガス量が減少し始めてから気筒５内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄとなるまで（（ｃ）の時点まで）には、所定時間Ｍ１２ｈが経過することになる。
【００７９】
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）の時点から所定時間Ｍ１２ｈが経過した時点で燃料噴射時期が拡散燃焼噴射時期Ｉｔｄとなるように、燃料噴射弁１８からの燃料噴射時期を徐々に遅角する。
【００８０】
尚、本実施例において、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。この所定時間Ｍ１２ｈは、拡散燃焼領域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。
【００８１】
また、所定時間Ｍ１２ｈは、ＥＧＲ弁２２の開度が拡散燃焼開度Ｖｄとなってから気筒５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５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、所定時間を第二所定ストローク数として定めても良い。
【００８２】
（ｂ）の時点から所定時間Ｍ１２ｈが経過した（ｃ）の時点で、燃料噴射時期が拡散燃焼噴射時期Ｉｔｄとなって燃焼モードの拡散燃焼への切り替えが完了すると共に、気筒５内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄとなる。
【００８３】
このように、本実施例では、予混合燃焼から拡散燃焼への燃焼モードの切り替えに際し、気筒５内のＥＧＲガス量の変化に合わせて燃料噴射時期を徐々に遅角する。しかしながら、このように燃料噴射時期を変更した場合であっても、燃焼モードの変更時に気筒５内からのＥＧＲガスの排出が遅れて該ＥＧＲガス量が燃料噴射時期に対して過剰な量となると失火が発生する虞がある。
【００８４】
そこで、本実施例では、気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈから拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに減少するまでの間（（ｂ）の時点から（ｃ）の時点までの間）は、このときの目標圧縮比である目標低圧縮比εｌｏｗよりも高くなるように圧縮比を補正する。
【００８５】
圧縮比を変更する場合、ＥＣＵ３０からモータ１９に対して圧縮比変更の指令が出されるが、この指令が出されてから圧縮比が実際に変化するまでには応答遅れがある。このときの応答遅れ時間を圧縮比応答遅れ時間Δｔｐとする。
【００８６】
そのため、上記のように圧縮比を補正する場合、（ｂ）の時点よりも圧縮比応答遅れ時間Δｔｐ分早い（ｄ）の時点でＥＣＵ３０からモータ１９に対して圧縮比増加の指令を出す。また、その後、（ｃ）の時点よりも圧縮比応答遅れ時間Δｔｐ分早い（ｅ）の時点で、ＥＣＵ３０からモータ１９に対して圧縮比低下の指令を出す。これにより、より精度良く、気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈから拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに減少するまでの間、圧縮比を目標低圧縮比εｌｏｗよりも高い値に補正することが出来る。
【００８７】
そして、このように圧縮比を補正することで、燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えるときにおける失火の発生を抑制することが出来る。尚、圧縮比を目標低圧縮比
εｌｏｗよりも高い値に補正する期間は必ずしも図４における（ｂ）の時点から（ｃ）の時点までの間でなくとも良く、この間における一部の期間であっても良い。
【００８８】
内燃機関１において拡散燃焼が行われているときに機関負荷が低下して第一所定負荷Ｑｅ１以下となった場合、燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えられる。このような燃焼モード切替時の圧縮比制御について図５に示すタイムチャートに基づいて説明する。
【００８９】
図５における（ａ）の時点が、機関負荷が第一所定負荷Ｑｅ１以下となり内燃機関１の運転状態が拡散燃焼領域Ｒ２から予混合燃焼領域Ｒ１に移行した時期を示している。（ａ）の時点で、気筒５内のＥＧＲガス量を拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄから予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに変更すべくＥＣＵ３０からＥＧＲ弁２２に対してＥＧＲガス量変更指令が出される。つまり、ＥＧＲ弁２２の開度を、拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄに対応したＥＧＲ弁２２の開度である拡散燃焼開度Ｖｄから予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに対応した開度である予混合燃焼開度Ｖｈに変更するようＥＣＵ３０からＥＧＲ弁２２に対して指令が出される。
【００９０】
このとき、前記と同様、ＥＣＵ２０からＥＧＲ弁２２に対してＥＧＲガス量変更指令が出されてから気筒５内のＥＧＲガス量が変化し始めるまでには応答遅れがある。また、気筒５内のＥＧＲガス量が変化し始めてから予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈとなるまでにもある程度時間がかかる。
【００９１】
つまり、（ａ）の時点でＥＣＵ３０からＥＧＲ弁２２に対してＥＧＲガス量変更指令が出された後、所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄが経過してから（（ｂ）の時点から）気筒５内のＥＧＲガス量が増加し始める。そして、（ｂ）の時点から所定時間Ｍ２１ｈが経過した（ｃ）の時点で気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈとなる。
【００９２】
そして、この場合も、気筒５内のＥＧＲガス量の変化に合わせて燃料噴射時期を変更する。つまり、（ｂ）の時点で燃料噴射時期の変更を開始すると共に、該（ｂ）の時点から所定時間Ｍ２１ｈ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、燃料噴射弁１８からの燃料噴射時期を徐々に遅角する。
【００９３】
尚、前記と同様、所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄおよび所定時間Ｍ２１ｈは実験等によって予め求めることが出来る。所定応答遅れ時間Ｍ２１ｄは、内燃機関１の運転状態が拡散燃焼領域Ｒ２に属しているとき及び内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１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、所定時間Ｍ２１ｈは、予混合燃焼領域Ｒ１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。
【００９４】
上記のように、ＥＧＲ弁２２の開度および燃料噴射弁１８からの燃料噴射時期を制御することによって、（ｂ）の時点から所定時間Ｍ２１ｈが経過した（ｃ）の時点で、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ｉｔｈとなって燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが完了すると共に、気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈとなる。
【００９５】
このように、本実施例では、拡散燃焼から予混合燃焼への燃焼モードの切り替えに際し、気筒５内のＥＧＲガス量の変化に合わせて燃料噴射時期を徐々に進角する。しかしながら、このように燃料噴射時期を変更した場合であっても、燃焼モードの変更時に気筒５内へのＥＧＲガスの流入が遅れて該ＥＧＲガス量が燃料噴射時期に対して不足すると過早着火が発生する虞がある。
【００９６】
そこで、本実施例では、気筒５内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄから予混
合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに増加するまでの間（（ｂ）の時点から（ｃ）の時点までの間）は、このときの目標圧縮比である目標低圧縮比εｌｏｗよりもさらに低くなるように圧縮比を補正する。
【００９７】
このように圧縮比を補正する場合も、前記と同様、圧縮比応答遅れ時間Δｔｐが生じる。そのため、（ｂ）の時点よりも圧縮比応答遅れ時間Δｔｐ分早い（ｄ）の時点で、ＥＣＵ３０からモータ１９に対して圧縮比低下の指令を出す。また、その後、（ｃ）の時点よりも圧縮比応答遅れ時間Δｔｐ分早い（ｅ）の時点で、ＥＣＵ３０からモータ１９に対して圧縮比増加の指令を出す。これにより、より精度良く、気筒５内のＥＧＲガス量が拡散燃焼ＥＧＲガス量Ｑｄから予混合燃焼ＥＧＲガス量Ｑｈに増加するまでの間、圧縮比を目標低圧縮比εｌｏｗよりも低い値に補正することが出来る。
【００９８】
そして、このように圧縮比を補正することで、燃焼モードを拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えるときにおける過早着火の発生を抑制することが出来る。尚、圧縮比を目標低圧縮比εｌｏｗよりも低い値に補正する期間は必ずしも図５における（ｂ）の時点から（ｃ）の時点までの間でなくとも良く、この間における一部の期間であっても良い。
【００９９】
＜変形例＞
次に、本実施例の変形例について説明する。この変形例では、所定の停止条件が成立した場合、ＥＣＵ３０によって燃料噴射弁１８による燃料噴射を停止するフューエルカット制御が実行される。ここで、所定の停止条件としては内燃機関１が減速運転状態にあるときを例示することが出来る。
【０１００】
この変形例において、所定の停止条件が成立しフューエルカット制御が実行された後、所定の停止条件が未成立となると、内燃機関１の運転状態が予混合燃焼領域Ｒ１内であって機関負荷が第二所定負荷Ｑｅ２以下の領域に移行することになる。この場合、フューエルカット制御が実行されているときは吸気通路１４へのＥＧＲガスの導入は停止された状態となっているため、内燃機関１の運転状態の移行に応じてＥＧＲガスの導入が開始される。そして、気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に制御される。また、圧縮比が予混合燃焼領域Ｒ１内であって第二所定負荷Ｑｅ２以下の領域における目標圧縮比である目標高圧縮比に制御される。
【０１０１】
しかしながら、このような場合、前記のように燃焼モードが拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えられる場合と同様、所定の停止条件が未成立となってから気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量となるまでにはある程度時間がかかる。そして、気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量にまで達していない状態で圧縮比が目標高圧縮比となると過早着火が発生する虞がある。
【０１０２】
そこで、変形例では、気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量となるまでの間は、目標高圧縮比よりも低くなるように圧縮比を補正する。このように圧縮比を補正することで、フューエルカット制御が実行されている状態から予混合燃焼が行われる状態となったときにおける過早着火の発生を抑制することが出来る。
【０１０３】
尚、圧縮比を目標高圧縮比よりも低い値に補正する期間は、必ずしも気筒５内のＥＧＲガス量が予混合燃焼ＥＧＲガス量に達するまでの期間でなくても良く、この間における一部の期間であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の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。
【図２】内燃機関の運転状態および燃焼モード、圧縮比の関係を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係る、燃焼モードおよび圧縮比を制御するための制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例２に係る、燃焼モードを予混合燃焼から拡散燃焼に切り替えるときの、ＥＧＲ弁の開度および気筒内のＥＧＲガス量、燃料噴射時期、圧縮比の制御を示すタイムチャート。
【図５】本発明の実施例２に係る、燃焼モードを拡散燃焼から予混合燃焼に切り替えるときの、ＥＧＲ弁の開度および気筒内のＥＧＲガス量、燃料噴射時期、圧縮比の制御を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・圧縮着火内燃機関
５・・・気筒
７・・・燃焼室
８・・・圧縮比可変機構
９・・・カム収納孔９
１０・・軸受収納孔１０
１１・・カム軸１１
１４・・吸気通路
１５・・排気通路
１８・・燃料噴射弁
１９・・モータ
２０・・ＥＧＲ装置
２１・・ＥＧＲ通路
２２・・ＥＧＲ弁
２３・・ターボチャージャ
２３ａ・・コンプレッサハウジング
２３ｂ・・タービンハウジング
３０・・ＥＣＵ
３１・・エアフローメータ
３２・・吸気圧センサ
３３・・アクセル開度センサ
３４・・クランクポジションセンサ
３５・・カムポジションセンサ
【図１】
2007170289.tif 000003
【図２】
2007170289.tif 000004
【図３】
2007170289.tif 000005
【図４】
2007170289.tif 000006
【図５】
2007170289.tif 000007