(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグと、排ガスを還流するＥＧＲ装置とをそなえ、圧縮行程で燃料が噴射されリーン空燃比で運転されこれと共に上記ＥＧＲ装置を作動させる圧縮行程噴射モードと、吸気行程で燃料が噴射され上記圧縮行程噴射モードよりもリッチ側の空燃比で運転される吸気行程噴射モードとを、内燃機関の運転状態に応じて切換可能な筒内噴射型内燃機関において、
上記内燃機関が、上記内燃機関のＥＧＲ率と空燃比とによって規定され失火率が０．１パーセント以下の安定燃焼領域を有する失火特性であって、上記圧縮行程噴射モードでの運転中における上記ＥＧＲ装置の作動によって定まる各々のＥＧＲ率では、燃料噴射時期を進角させると、上記安定燃焼領域が空燃比の低い側にシフトする失火特性を有し、
上記圧縮行程噴射モードから上記吸気行程噴射モードに切り換える際に、上記圧縮行程噴射モードのまま燃料噴射時期を進角させると共に空燃比を徐々にリッチ化してストイキよりリーンな所定空燃比とした後、吸気行程噴射モードに切り換えると同時に空燃比をストイキ近傍に切り換え、上記の空燃比を徐々にリッチ化していく過程でこれと並行して上記ＥＧＲ装置を制御しＥＧＲ率を徐々に減少させる制御手段を備え、
上記圧縮行程噴射モードから上記吸気行程噴射モードに切り換える際の上記燃料噴射時期の進角は、上記の徐々にリッチ化していく空燃比及び上記の徐々に減少されるＥＧＲ率の各値が上記失火特性における上記安定燃焼領域の中に保持されるように、空燃比のリッチ化に応じて徐々に行なわれる
ことを特徴とする、筒内噴射型内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記エンジンのアイドル運転時に作動する
ことを特徴とする、請求項１記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記圧縮行程噴射モード時よりも上記吸気行程噴射モード時の方が上記ＥＧＲ率を少なくするＥＧＲ制御手段と、上記の圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードヘの切換時に上記点火プラグの点火時期を定常状態における吸気行程噴射モード時の点火時期よりも進角させる点火時期制御手段とを更に備えた
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関に関し、特に、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードへの切換時に空燃比を制御する、筒内噴射型内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関にかかる技術が開発されている。このような筒内噴射型内燃機関では、ストイキよりも希薄な空燃比によるリーン燃焼でアイドル運転している状態で外乱により回転速度が低下した場合、空燃比がリッチ化するように噴射量を増大することで燃焼トルクを増大させ、回転速度を回復する技術が知られている。圧縮行程噴射で超リーン燃焼の場合、特にこの効果は大きい。
【０００３】
また、圧縮行程噴射のリーン運転から吸気行程噴射のストイキ運転に切り換える場合、圧縮行程噴射のまま吸気量を減らしながら空燃比がリッチ化するように噴射量を変化させてその後に吸気行程噴射ストイキ運転に切り換えることで、トルクが急変しないようにする技法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、筒内噴射型内燃機関において圧縮行程噴射のまま空燃比をリッチにしていくと、プラグ近傍の混合気濃度がオーバーリッチになり、くすぶり失火が発生してしまう。このため、圧縮行程噴射で空燃比をリッチにするにも限界がある。
【０００５】
したがって、アイドル時のトルク増大も制限されることになり、アイドル運転時における外乱等に対する回転速度の低下を十分に抑制することができないという課題や、圧縮行程噴射のリーン運転から吸気行程噴射のストイキ運転に切り換える場合に、トルクの急変防止対策を十分に行なえないという課題がある。
また、上記のような圧縮行程噴射のリーン運転から吸気行程噴射のストイキ運転への空燃比切換時には、ストイキよりもかなりリーンな空燃比で圧縮行程噴射を終了し、吸気行程噴射に切り換える必要があるため、吸気行程噴射切換時にリーン失火が起きやすいという課題がある。
【０００６】
ところで、特開平１０-６８３７５号公報には、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードへの切換時に、圧縮行程噴射モードのまま空燃比を徐々にリッチ化して所定の第１リーン空燃比にした後、吸気行程噴射モードに切り換えると同時に第１リーン空燃比よりリッチな所定の第２リーン空燃比に一気に切り換え、その後再び空燃比をリッチ化して吸気行程噴射モードに適した空燃比とすることで、トルクショックを抑制しながら燃料噴射モードの切り換えを行う技術が開示されている（特に、該公報の図３参照）。
【０００７】
ところが、この技術では、吸気行程噴射モードヘの切り換え直後は該モードに適した空燃比とはなっておらず、失火を生じやすいという問題がある。そこで、第２リーン空燃比をリッチ化することも考えられるが、そうすると十分なトルクショック抑制効果が得られなくなる。また、トルクショック抑制効果を高めるために第１リーン空燃比をリッチ化すれば第１リーン空燃比近傍で失火が生じやすくなる別の問題が発生する。このため、従来の手法では失火の防止とトルクショックの抑制を高次元で両立させることが困難であった。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードへの切換時に、失火を招くことなくトルクショックを抑制することができるようにした、筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の筒内噴射型内燃機関の制御装置（請求項１）では、点火プラグと排ガスを還流するＥＧＲ装置とをそなえた内燃機関において、圧縮行程で燃料が噴射されリーン空燃比で運転されこれと共に上記ＥＧＲ装置を作動させる圧縮行程噴射モードと、吸気行程で燃料が噴射され上記圧縮行程噴射モードよりもリッチ側の空燃比で運転される吸気行程噴射モードとを、内燃機関の運転状態に応じて切換可能な筒内噴射型内燃機関において、上記内燃機関が、上記内燃機関のＥＧＲ率と空燃比とによって規定され失火率が０．１パーセント以下の安定燃焼領域を有する失火特性であって、上記圧縮行程噴射モードでの運転中における上記ＥＧＲ装置の作動によって定まる各々のＥＧＲ率では、燃料噴射時期を進角させると、上記安定燃焼領域が空燃比の低い側にシフトする失火特性を有している。そして、上記圧縮行程噴射モードから、吸気行程で燃料が噴射され上記圧縮行程噴射モードよりもリッチ側の空燃比で運転される吸気行程噴射モードに切り換える際に、制御手段が、上記圧縮行程噴射モードのまま燃料噴射時期を進角させると共に空燃比を徐々にリッチ化してストイキよりリーンな所定空燃比とした後、吸気行程噴射モードに切り換えると同時に空燃比をストイキ近傍に切り換え、上記の空燃比を徐々にリッチ化していく過程でこれと並行して上記ＥＧＲ装置を制御しＥＧＲ率を徐々に減少させる。
そして、上記圧縮行程噴射モードから上記吸気行程噴射モードに切り換える際の上記燃料噴射時期の進角は、上記の徐々にリッチ化していく空燃比及び上記の徐々に減少されるＥＧＲ率の各値が上記失火特性における上記安定燃焼領域の中に保持されるように、空燃比のリッチ化に応じて徐々に行なわれる。
【００１０】
このように、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換える際に、吸気行程噴射モードに切り換えると同時にストイキ近傍の空燃比に切り換え、空燃比を徐々にリッチ化していく過程でこれと並行してＥＧＲ装置を制御しＥＧＲ率を徐々に減少させるので、ＥＧＲ率と空燃比とによって規定され失火率が０．１パーセント以下の安定燃焼領域を有する失火特性であって、圧縮行程噴射モードでの運転中におけるＥＧＲ装置の作動によって定まる各々のＥＧＲ率では、燃料噴射時期を進角させると、安定燃焼領域が空燃比の低い側にシフトする失火特性を有する内燃機関にあっては、吸気行程噴射モード切換時の失火を確実に防止できる。この場合、吸気行程噴射モードヘの切換前に圧縮行程噴射モードのまま燃料噴射時期を進角させると共に空燃比を徐々にリッチ化してストイキよりリーンな所定空燃比とし、上記燃料噴射時期の進角は、上記の徐々にリッチ化していく空燃比及び上記の徐々に減少されるＥＧＲ率の各値が上記失火特性における上記安定燃焼領域の中に保持されるように、空燃比のリッチ化に応じて徐々に行なわれることにより、進角により圧縮行程噴射モードにおける安定燃焼領域をリッチ側に拡大することができ所定空燃比をよりリッチ側に設定できるので、失火を防止しながら吸気行程噴射モードとのトルク段差を効率良く低減することができる。このため、失火の防止とトルク段差の低減とを高次元で両立できる。
【００１１】
また、上記制御手段はアイドル運転時(実施例では吸気量小の時)に作動することが好ましい（請求項２）。これにより、機関のアイドル安定性を向上させる効果が大きくなる。
【００１２】
さらに、上記圧縮行程噴射モード時よりも上記吸気行程噴射モード時の方がＥＧＲ量を少なくするＥＧＲ制御手段と、上記の圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードヘの切換時に上記点火プラグの点火時期を定常状態における吸気行程噴射モード時の点火時期よりも進角させる点火時期制御手段とを更に備えることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
これにより、圧縮行程噴射モード時より吸気行程噴射モード時の方がＥＧＲ量が少ない場合、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードヘの切り換え直後は残留ＥＧＲの影響によって定常の吸気行程噴射モード時よりもＥＧＲ量が多い状況が過渡的に発生し失火が生じやすくなるのに対して、点火時期を定常状態における吸気行程噴射モードでの点火時期より進角させるので残留ＥＧＲの影響に起因した失火を効果的に抑制できるようになる。
【００１４】
上記点火時期制御手段は、上記進角後、定常状態の点火時期に向けて点火時期を徐々に遅角させることが好ましい。これにより、円滑に定常状態の吸気行程噴射モード運転状態に移行させることができ安定性をより向上できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図６は本発明の一実施形態としての筒内噴射型内燃機関の制御装置を示すものである。
図１は本実施形態の制御装置の構成を示すブロック図、図２は本実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の模式的な構成図、図３，図４は本実施形態にかかる失火特性を示す図、図５，図６は本実施形態にかかる制御内容を説明する図である。
【００１６】
本実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関（筒内噴射エンジン，直噴ガソリンエンジン又は単にエンジンともいう）は、自動車に搭載され、図２に示すように構成されており、エンジン１のシリンダヘッド２には、各シリンダ３毎に点火プラグ４と燃焼室５内に直接開口する燃料噴射弁６とが設けられ、点火プラグ４は点火コイル４Ａにより燃料噴射弁６はドライバ６Ａによりそれぞれ駆動される。シリンダ３内には、クランクシャフト７に連結されたピストン８が装備され、このピストン８の頂面には半球状に窪んだキャビティ９が形成されている。
【００１７】
シリンダヘッド２には、吸気弁１０を介して燃焼室５と連通しうる吸気ポート１１と排気弁１２を介して燃焼室５と連通しうる排気ポート１３とが形成されている。吸気ポート１１は燃焼室５上方に略鉛直に配設され、ピストン８の頂面のキャビティ９と協働して燃焼室５内で吸気による逆タンブル流を形成させる。
また、シリンダ３外周のウォータジャケット１５には冷却水温を検出する水温センサ１６が設けられ、クランクシャフト７には所定のクランク角位置で信号を出力するクランク角センサ１７が、吸気弁１０，排気弁１２を駆動するカムシャフト１８，１９にはカムシャフト位置に応じた気筒識別信号を出力する気筒識別センサ（カム角センサ）２０が、それぞれ付設されている。クランク角信号に基づいてエンジン回転速度を算出できるので、クランク角センサ１７はエンジン回転速度検出手段としても機能する。
【００１８】
吸気系は、上流側からエアクリーナ２１，吸気管２２，スロットルボディ２３，サージタンク２４，吸気マニホールド２５の順に構成され、吸気マニホールド２５の下流端部に吸気ポート１１が設けられている。スロットルボディ２３には、燃焼室５内へ流入する空気量を調整する空気量調整手段としての電子制御式スロットル弁（ＥＴＶ）３０がそなえられ、このＥＴＶ３０の開度制御は、アクセル開度に応じた制御のみならず、アイドルスピード制御や、後述するリーン運転時の大量吸気導入の制御も行なえるようになっている。
【００１９】
さらに、エアクリーナ２１の直ぐ下流部分には吸入空気流量を検出するエアフローセンサ３７が、スロットルボディ２３にはＥＴＶ３０のスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ３８とＥＴＶ３０の全閉を検出してアイドル信号を出力するアイドルスイッチ３９とがそれぞれ設けられている。
排気系は、上流側から排気ポート１３を有する排気マニホールド２６，排気管２７の順に構成され、排気管２７には排ガス浄化用の三元触媒２９が介装され、排気マニホールド２６には、Ｏ2センサ４０が設けられている。
【００２０】
なお、燃料供給系については図示しないが、圧力が所定の高圧力〔数十気圧（例えば２〜７ＭＰａ）程度〕に調整された燃料が燃料噴射弁６に導かれ、燃料噴射弁６から高圧燃料が噴射されるようになっている。
また、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）θapを検出するアクセル開度センサ４２が設けられている。
【００２１】
そして、このエンジンには、排気系（ここでは排気ポート１３）から吸気系（ここではサージタンク２４の直上流部）に亘って排ガス還流通路（ＥＧＲ通路）５２と、ＥＧＲ通路５２に介装された排ガス還流弁（ＥＧＲバルブ）５３とからなる排ガス還流装置（ＥＧＲ装置）５１が設けられている。
点火プラグ４，燃料噴射弁６，ＥＴＶ３０，ＥＧＲバルブ５３といった各エンジン制御要素の作動を制御するために、内燃機関の制御手段としての機能を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０がそなえられている。このＥＣＵ６０には、入出力装置，制御プログラムや制御マップ等の記憶を行なう記憶装置，中央処理装置，タイマやカウンタ等がそなえられており、前述の種々のセンサ類からの検出情報やキースイッチの位置情報等に基づいて、このＥＣＵ６０が、上述の各エンジン制御要素の制御を行なうようになっている。
【００２２】
特に、本エンジンは、筒内噴射エンジンであり、燃料噴射を自由なタイミングで実施でき、吸気行程を中心とした燃料噴射によって均一混合させ均一燃焼を行なうほか、圧縮行程を中心とした燃料噴射によって前述の逆タンブル流を利用して層状燃焼を行なうことができる。本エンジンの運転モードとしては、Ｏ2センサ４０の検出情報に基づいたフィードバック制御により空燃比を理論空燃比近傍に保持するストイキ運転モードと、空燃比を理論空燃比よりもリッチにするエンリッチ運転モードと、空燃比を理論空燃比よりもリーンにして希薄燃焼させるリーン運転モードとが設けられている。
【００２３】
ＥＣＵ６０では、図示しないマップに基づいて、エンジン回転速度（以下、エンジン回転数という）Ｎｅ及びエンジン負荷状態を示す平均有効圧Ｐｅの目標値（目標Ｐｅ）に応じていずれかの運転モードを選択するようになっており、エンジン回転数Ｎｅが小さく目標Ｐｅも小さい状態では層状燃焼による超リーン運転モード（圧縮リーン運転モード）を選択し、エンジン回転数Ｎｅや目標Ｐｅが増加していくにつれて、均一燃焼によるリーン運転モード（吸気リーン運転モード），ストイキ，エンリッチの順に運転モードを選択していく。
【００２４】
なお、エンジン回転数Ｎｅはクランク角センサ１７の出力信号から算出され、目標Ｐｅはこのエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ４２で検出されたアクセル開度とから算出される。
また、ＥＣＵ６０では、ＥＧＲバルブ５３については電磁コイル５３ａを通じて開閉を制御するが、ＥＧＲバルブ５３は燃焼時にＮＯｘが生成され易い圧縮リーン運転モード時やストイキ運転モード時等の運転モード時に開放され、ＮＯｘが特に生成され易い圧縮リーン運転モード時には比較的大開度に、次いでＮＯｘが生成され易いストイキ運転モード時等の運転モード時に小開度に比較的開放され、その開度は、エンジン回転数Ｎｅや目標Ｐｅに応じて設定される。
【００２５】
ここで、このようなエンジン制御を行なう本実施形態のエンジンの制御装置について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、ＥＣＵ６０には、上述のように、エンジン運転状態（Ｎｅ，Ｐｅ等）から燃焼モード（運転モード）を設定する燃焼モード設定手段６１と、燃焼モード設定手段６１の設定及びエンジン運転状態（Ｎｅ，Ｐｅ等）に基づいて空燃比Ａ／Ｆを設定する空燃比設定手段６２と、燃焼モード設定手段６１，空燃比設定手段６２の各設定及びエンジン運転状態（Ｎｅ，Ｐｅ等）に基づいて燃料噴射弁６，点火プラグ４，ＥＧＲ５３の作動を制御する燃料噴射弁制御手段６３，点火プラグ制御手段６４，ＥＧＲ制御手段６５といった各機能要素が備えられている。
【００２６】
また、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ４２で検出されたアクセル開度θaccと目標Ｐｅを設定する目標Ｐｅ設定手段６７が備えられている。もちろん、これ以外に、ＥＴＶ３０を始めとした他の種々のエンジン制御要素を制御する機能も備えている。
特に、空燃比設定手段６２では、燃焼モード設定手段６１の設定に基づいて空燃比Ａ／Ｆを設定するが、ストイキ運転モード（Ｏ2フィードバックモード）では理論空燃比をＯ2センサ４０の出力に応じて補正して目標空燃比を設定するが、圧縮リーン運転モード，吸気リーン運転モード，エンリッチ運転モードのオープンループモードでは、エンジン回転数Ｎｅや目標Ｐｅに応じて目標空燃比を設定する。
【００２７】
そして、ＥＣＵ６０では、圧縮行程噴射モード（ここでは、圧縮リーン運転モード）から吸気行程噴射モード（ここでは、ストイキ運転モード）への運転モード切換時に、燃焼モード設定手段６１，空燃比設定手段６２，燃料噴射弁制御手段６３，点火プラグ制御手段６４，ＥＧＲ制御手段６５を通じて、次のような制御を行なうようになっている。
【００２８】
つまり、図５に示すように、まず、圧縮行程噴射モード（圧縮リーン運転モード）のままを保持して、燃料噴射時期を徐々に進角（或いは、所定の角度だけ進角）させるとともに、空燃比を徐々にリッチ化してストイキよりリーンな所定空燃比として、この後、吸気行程噴射モードに切り換えると同時に空燃比をストイキ近傍に切り換える。また、このように空燃比を徐々にリッチ化していく過程で、これと並行して、ＥＧＲ弁６３を通じてＥＧＲ率（ＥＧＲ量）を徐々に減少させていく。
【００２９】
また、吸気行程噴射モード（ストイキ運転モード）に切り換えた直後は、点火時期を定常状態における吸気行程噴射モード時の点火時期よりも進角させるようにする。この場合、定常状態の点火時期に向けて点火時期を徐々に遅角させることで、円滑に定常状態の吸気行程噴射モード運転状態に移行させ、エンジン燃焼の安定性をより向上できるようにしている。
【００３０】
かかる切換に際して、圧縮行程噴射モードのままを保持して燃料噴射時期を徐々に進角（或いは、所定の角度だけ進角）させるのは、空燃比を徐々にリッチ化していく際に失火の発生を防止するためである。
つまり、通常、圧縮リーン運転モード（空燃比が２０程度以上）における燃料噴射時期（基準噴射時期）は最良燃費点近傍に設定されており、この基準噴射時期では、図３（ａ）に模様を付す範囲内に示すような領域内では略失火が起こらない（失火率０．１％以下）が、この領域を外れると失火率が許容限度以上（失火率０．１％より大）に高まる。したがって、ＥＧＲ率が極端に低下しない限り空燃比が２０程度よりもリッチになると失火率が許容限度以上に高まってしまう。前述のように、通常は圧縮リーン運転モードでは、ＥＧＲを大量導入するので、本来ＥＧＲ率は大きく、また、ＥＧＲ率については制御応答性が低いので、ＥＧＲ率を速やかに低下させることもできない。このため、圧縮行程噴射モードの状態で空燃比を徐々にリッチ化していくと失火を招きやすくなる。
【００３１】
一方、圧縮リーン運転モードにおける燃料噴射時期を基準噴射時期よりも適当に進角させると（この例では５°ＣＡ）、図３（ｂ）に模様を付す範囲で示すように、失火にくい安定燃焼領域が空燃比の低い側にシフトする。したがって、燃料噴射時期を適当に進角させることにより、圧縮行程噴射モードの状態で空燃比を徐々にリッチ化していっても失火を招きにくくなる。
【００３２】
このため、圧縮行程噴射モード（圧縮リーン運転モード）を保持して燃料噴射時期を所定の角度だけ進角させて、この状態で空燃比を徐々にリッチ化してストイキよりリーンな所定空燃比としても、失火を招きにくく、空燃比をよりリッチ化した上で、吸気行程噴射モードに切り換えると同時に空燃比をストイキ近傍に切り換えることにより、エンジンの出力トルクの変動をより低減することが可能になるのである。
【００３３】
また、吸気行程噴射モード（ストイキ運転モード）に切り換えた直後に、点火時期を定常状態における吸気行程噴射モード時の点火時期よりも進角させるようにするのも、失火の発生を防止するためである。
つまり、吸気行程噴射モードでは、空燃比とＥＧＲ率とに対する失火率特性は、図４に示すようになり、吸気行程噴射モードにおける通常のタイミング（圧縮上死点直前のタイミング）で点火を行なった場合、失火し難い安定燃焼領域（失火率０．１％以下）は、図４（ａ）に示すように極めて狭い領域になり、吸気行程噴射モードでは通常ＥＧＲ率が低くされるため失火は招かないが、圧縮行程噴射モード（圧縮リーン運転モード）から吸気行程噴射モード（ストイキ運転モード）に切り換わった直後は、ＥＧＲ率がすぐには低下しないので、失火を招きやすくなる。
【００３４】
これに対して、点火時期を適当に進角させる［ここでは、通常のタイミングよりも大きいＭＢＴ（minimum advance for best toruque）に設定］と、失火し難い安定燃焼領域（失火率０．１％以下）は、図４（ｂ）に示すように拡大し、ＥＧＲ率が比較的高くても失火は招き難くなる。もちろん、吸気行程噴射モード切り換わって時間がたてばＥＧＲ率は低下するので、点火時期は本来のもの［４（ａ）に示す場合のもの］に徐々に復帰させる。
【００３５】
さらに、圧縮行程噴射モードを保持して空燃比を徐々にリッチ化していく際に、これと並行して、ＥＧＲ弁６３を通じてＥＧＲ率を徐々に減少させていくのも、失火を回避しようとするものである。つまり、圧縮行程噴射モードの場合も吸気行程噴射モードの場合も、失火を回避するという観点からは、ＥＧＲ率は低いほうが良いが、排ガス浄化の観点からは、圧縮行程噴射モードではできるだけＥＧＲ率を確保したい。また、ＥＧＲ率は応答遅れから速やか大きく変更することはできない。これらを鑑み、圧縮行程噴射モード時を保持し空燃比を徐々にリッチ化していく際にＥＧＲ率を徐々に減少させるようにしているのである。
【００３６】
本発明の一実施形態としての筒内噴射型内燃機関は、上述のように構成されているので、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換える際の一例を図６に基づいて説明すると、まず、圧縮行程噴射モードを保持して、燃料噴射時期を基準噴射時期よりも所定量（例えば５°ＣＡ）だけ進角させるとともに（ステップＳ１）。空燃比Ａ／Ｆを徐々にリッチ化させていく（ステップＳ２）。この基準噴射時期の進角により、図７に示すように、失火にくい安定燃焼領域が破線で示す内部領域から実線で示す内部領域へと空燃比の低い側にシフトする。
【００３７】
また、空燃比Ａ／Ｆを徐々にリッチ化のとともに、ＥＧＲ率を徐々に低下させていく。これによって、運転状態は、図７に太実線で示すような経過を経る。途中、基準噴射時期の進角による安定燃焼領域の空燃比低側へのシフトによって、失火が回避される。
そして、空燃比Ａ／Ｆが適当に低下した段階（ここでは１９程度）で、吸気行程噴射モード（ストイキ運転モード）に一気に切り換える（図６，ステップＳ３）。これによって、運転状態は、図７に太破線で示すような経過を経る。この、吸気行程噴射モード（ストイキ運転モード）に切り換えた直後には、点火時期を定常状態における吸気行程噴射モード時の点火時期よりも進角（ここでは、ＭＢＴとする）させる（図６，ステップＳ４）。また、ＥＧＲ率は本来の値（微小値または０）に切り換える。その後は、点火時期は本来のものに徐々に復帰させる。
【００３８】
このようにすることで、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換える際に、進角により圧縮行程噴射モードにおける安定燃焼領域をリッチ側に拡大することができ所定空燃比をよりリッチ側に設定でき、失火を確実に防止しながら、吸気行程噴射モードとのトルク段差を小さくすることができて、失火の防止とトルク段差の低減を高次元で両立できるようになる。
【００３９】
また、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードヘの切り換え直後は残留ＥＧＲの影響によって定常の吸気行程噴射モード時よりもＥＧＲ量が多い状況が過渡的に発生し失火が生じやすくなるが、点火時期を定常状態における吸気行程噴射モードでの点火時期より進角させるので残留ＥＧＲの影響に起因した失火を効果的に抑制できるようになる効果もある。
【００４０】
なお、上述の実施形態は何れも一例であって、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々変形して実施することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、圧縮行程で燃料が噴射されリーン空燃比で運転されこれと共に上記ＥＧＲ装置を作動させる圧縮行程噴射モードから吸気行程で燃料が噴射され圧縮行程噴射モードよりもリッチ側の空燃比で運転される吸気行程噴射モードに切り換える際に、吸気行程噴射モードに切り換えると同時にストイキ近傍の空燃比に切り換えるので、吸気行程噴射モード切換時の失火を確実に防止できる効果がある。つまり、吸気行程噴射モードヘの切換前に圧縮行程噴射モードのまま燃料噴射時期を進角させると共に空燃比を徐々にリッチ化してストイキよりリーンな所定空燃比とし、上記燃料噴射時期の進角は、上記の徐々にリッチ化していく空燃比及び上記の徐々に減少されるＥＧＲ率の各値が上記失火特性における上記安定燃焼領域の中に保持されるように、空燃比のリッチ化に応じて徐々に行なわれることにより、進角により安定燃焼領域が空燃比の低い側（リッチ側）にシフトさせることができ所定空燃比をより低い側（リッチ側）に設定しても、失火を防止しながら吸気行程噴射モードとのトルク段差を効率良く低減することができる。このため、失火の防止とトルク段差の低減とを高次元で両立できる利点がある。
【００４２】
また、請求項３記載の本発明の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、圧縮行程噴射モード時より吸気行程噴射モード時の方がＥＧＲ量が少ない場合、圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードヘの切り換え直後は残留ＥＧＲの影響によって定常の吸気行程噴射モード時よりもＥＧＲ量が多い状況が過渡的に発生し失火が生じやすくなるのに対して、点火時期を定常状態における吸気行程噴射モードでの点火時期より進角させるので残留ＥＧＲの影響に起因した失火を効果的に抑制できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての筒内噴射型内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の失火特性を示す図であり、（ａ）は制御装置による燃料噴射時期の進角を行なわない場合を示す図、（ａ）は制御装置による燃料噴射時期の進角を行なった場合を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の失火特性を示す図であり、（ａ）は制御装置による点火時期の進角を行なわない場合を示す図、（ａ）は制御装置による点火時期の進角を行なった場合を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる制御装置の制御内容を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかる制御装置の制御内容を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態にかかる制御装置の制御内容を説明する図である。
【符号の説明】
４  点火プラグ
６  燃料噴射弁
５１  ＥＧＲ装置
６０  ＥＣＵ（制御手段）
６１  燃焼モード設定手段
６２  空燃比設定手段
６３  燃料噴射弁制御手段
６４  点火プラグ制御手段
６５  ＥＧＲ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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