内燃机的控制装置的制作方法

本发明涉及内燃机的控制装置。

背景技术：

例如，在第2010-53716(JP 2010-53716 A)号日本专利申请公开中，披露一种涉及具备EGR装置的内燃机的控制的技术。根据该技术，在其中紧接减速之前的运行状态下的EGR量等于或大于在EGR执行期间在转变到内燃机的减速运行时的预定值的情况下，执行将燃烧形式切换到分层燃烧。在分层燃烧期间，对EGR气体的阻力增强以使得燃料以高浓度分布在火花塞的附近。于是，即使在残余EGR量大的情况下，也会抑制诸如熄火之类的燃烧不稳定性。

技术实现要素：

上述技术在EGR率高的情况下抑制发生熄火方面具有一定效果。但是，取决于内燃机的工作条件，还采取高EGR率下的控制，在高EGR率下仅当燃烧形式变成分层燃烧时完全响应是不可能的。在这种情况下，较高的缸内温度等变得有效以便进一步增强对EGR气体的阻力。尽管可想到增加缸内空气量作为用于升高缸内温度的方法，但简单地增加缸内空气量以便仅专注于抑制燃烧劣化的控制导致出现以下问题：不能满足转矩减小请求并且不能获得减速感。

本发明提供一种用于内燃机的控制装置，其允许在EGR引入期间针对转矩减小请求，在不有损于减速感的情况下抑制燃烧劣化。

根据本发明第一方面的用于内燃机的控制装置具有以下配置。所述内 燃机具有空气量调整装置、燃料供应装置、以及EGR装置。所述空气量调整装置调整流入所述内燃机的燃烧室的空气量。所述燃料供应装置将燃料供应到所述燃烧室中。所述EGR装置调整EGR率，所述EGR率是废气在流入所述燃烧室的空气中的比率。所述内燃机被配置为通过调整所述空气量调整装置和所述燃料供应装置，执行基于第一空燃比的运行和基于比所述第一空燃比稀薄的第二空燃比的运行。所述控制装置包括电子控制单元。所述电子控制单元被配置为通过以下方式执行运行模式切换控制：i)在其中所述电子控制单元响应于预定转矩减小请求而减小流入所述燃烧室的空气量并通过调整所述EGR装置而减小所述EGR率，并且在其中紧接在前的EGR率低于第一阈值的情况下，执行基于所述第一空燃比的运行，所述紧接在前的EGR率是紧接发出所述转矩减小请求之前的EGR率，以及ii)在其中所述紧接在前的EGR率等于或高于所述第一阈值的情况下，执行基于所述第二空燃比的分层燃烧运行。

根据上述控制装置，在其中响应于针对所述内燃机的所述转矩减小请求而减少空气量并减小所述EGR率的情况下，执行所述运行模式切换控制。在所述运行模式切换控制期间，在其中紧接发出所述转矩减小请求之前的所述紧接在前的EGR率低于所述第一阈值的情况下，执行基于所述第一空燃比的运行，并且在其中所述紧接在前的EGR率等于或高于所述第一阈值的情况下，执行基于比所述第一空燃比稀薄的所述第二空燃比的分层燃烧运行。在所述分层燃烧运行期间，在火花塞的附近形成稠密的空气-燃料混合物，并且因此即使当所述空燃比变成更稀薄的空燃比时，也可能确保适当的点火和燃烧。因此，基于所述第二空燃比的分层燃烧运行导致缸内空气量增加而不会牺牲燃烧稳定性，并且因此能够升高缸内温度。此外，所述第二空燃比很可能满足所述转矩减小请求，因为该空燃比所述第一空燃比稀薄。因此，根据上述控制装置，可以在不有损于减速感的情况下抑制EGR引入期间的燃烧劣化。

在上述控制装置中，所述第一空燃比可以是理论空燃比。

根据上述控制装置，在其中所述紧接在前的EGR率超过所述第一阈 值的情况下，执行基于比所述理论空燃比稀薄的稀薄空燃比的分层燃烧。基于所述稀薄空燃比的分层燃烧有效增强燃烧劣化避免效果，但由于基于所述稀薄空燃比的分层燃烧而排出大量NOx。因此，如果始终执行基于所述稀薄空燃比的燃烧，则在采取所述理论空燃比的系统配置中完全响应可能是不可能的。根据上述控制装置，在其中所述EGR率低的区域中基于所述理论空燃比执行燃烧，并且因此通过有效利用三元催化剂等，能够同时抑制燃烧劣化和排放劣化。

在上述控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为：iii)当在所述运行模式切换控制中执行基于所述第一空燃比的运行并且所述紧接在前的EGR率等于或高于比所述第一阈值低的第二阈值的情况下，执行所述分层燃烧运行，以及iv)在所述紧接在前的EGR率低于所述第二阈值的情况下，执行均匀燃烧运行。

根据上述控制装置，在其中所述紧接在前的EGR率等于或高于比所述第一阈值低的所述第二阈值的情况下，执行基于所述分层燃烧的运行，并且在其中所述紧接在前的EGR率低于所述第二阈值的情况下，执行基于所述均匀燃烧的运行。所述分层燃烧比所述均匀燃烧具有更高水平的EGR阻力。根据上述控制装置，根据所述紧接在前的EGR率执行燃烧形式之间的切换，并且因此能够通过增强EGR阻力抑制EGR引入期间的燃烧劣化。

在上述控制装置中，所述转矩减小请求可以包括这样的请求：其中从所述内燃机的加速器的操作量计算出的减速度等于或高于预定阈值。

根据上述控制装置，在其中从所述加速器操作量确定的减速度等于或高于所述预定阈值的情况下发出所述预定转矩减小请求。因此，根据上述控制装置，能够在所述减速度低并且不必增强EGR阻力的情况下抑制所述空燃比或燃烧形式之间的切换。

在上述控制装置中，所述电子控制单元可以被配置为在其中在所述运行模式切换控制中执行所述分层燃烧运行的情况下操作点火装置，以使得点火时间与最佳点火时间相比在延迟侧上。

根据上述控制装置，在其中紧接发出所述转矩减小请求之前的所述紧接在前的EGR率超过所述第二阈值的情况下，所述点火时间比所述最佳点火时间进一步延迟。一旦所述点火时间朝向延迟侧改变，产生相同转矩需要的空气量增加。因此，根据上述控制装置，能够在不增加产生的转矩的情况下进一步增加缸内空气量，并且因此能够通过进一步升高缸内温度而进一步增强EGR阻力。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特性、优点以及技术和工业意义，其中相同标号表示相同元素，这些附图是：

图1是示出其中安装应用根据本发明实施例1的控制装置的内燃机的系统的示意性配置的图；

图2是示出在减速时节流阀开度、填充效率、以及EGR率的时间变化的时间图；

图3是示出燃烧极限EGR率相对于空燃比的图；

图4是示出缸内压力和缸内温度相对于曲柄角的图；

图5是示出在减速时各种状态量的时间变化的时间图；

图6是示出各种运行模式下所指示的平均有效压力(PI)相对于EGR率的变化率的图；

图7是示出由本发明实施例1的ECU 50执行的例程的流程图；

图8是示出在减速时各种状态量的时间变化的时间图；以及

图9是示出由本发明实施例2的ECU 50执行的例程的流程图。

具体实施方式

以下，将参考附图描述本发明的实施例。在其中在以下实施例中提及相应元素的诸如数量、总量、总数、范围之类的数量的情况下，本发明并不限于这些数量，但在以下情况下除外：其中具体说明这些数量，并且其中指定这些数量以便在原理中显而易见。要在以下实施例中描述的结构、 步骤等不一定对本发明至关重要，但在以下情况下除外：其中说明结构、步骤等以便对本发明至关重要，并且其中指定这些结构、步骤等以便在原理中明显至关重要。相同参考标号将用于指通用于所有附图的元素，并且其冗余描述将被省略。

图1是示出其中安装应用根据本发明实施例1的控制装置的内燃机(以下，简称为发动机)的系统的示意性配置的图。图1中所示的发动机10是火花点火型四冲程往复式发动机。更具体地说，发动机10具备彼此串联的四个气缸2，并且在相应气缸2的每个燃烧室中布置缸内燃料喷射阀4和火花塞6。缸内燃料喷射阀4直接将燃料喷射到燃烧室中，并且火花塞6对燃烧室中的空气-燃料混合物执行点火。

发动机10具备进气通道12，其用于将空气供应到相应气缸2的燃烧室中。空气滤清器14附接到进气通道12的进气侧。气流计16附接到空气滤清器14的下游侧的进气通道12。气流计16根据被吸入进气通道12中的空气的流量输出信号。进气通道12的出口侧经由通风油箱(surge tank)18和进气岐管20连接到相应气缸2的燃烧室。

涡轮增压器22的压缩机22a放置在进气通道12上的气流计16的下游侧。中冷器24放置在进气通道12上的压缩机22a的下游侧，中冷器24用于冷却由压缩机22a压缩的进气。节流阀26放置在进气通道上的中冷器24的下游侧，节流阀26用于调整供应到发动机10中的空气量。

发动机10具备排气通道30，其用于排出废气。排气通道30的一个端侧经由排气岐管28连接到相应气缸2的燃烧室。涡轮增压器22的涡轮22b放置在排气通道30的中部。启动催化剂(以下称为“S/C”)32放置在排气通道30上的涡轮22b的下游侧。S/C 32是所谓的三元催化剂。S/C 32有效去除包含在理论空燃比附近的废气中的三个组分HC、CO和NOx。

此外，发动机10具备EGR装置36，其导致某些废气回流到气缸中。EGR装置36具备EGR通道38。EGR通道38的一端连接到S/C 32的下游侧的排气通道30，并且EGR通道38的另一端连接到气流计16与压缩机22a之间的进气通道12。EGR阀40布置在EGR通道38的中部，其用 于打开或关闭EGR通道38。换言之，EGR装置36被配置为所谓的低压侧EGR(LPL-EGR)装置，其将EGR气体引入到压缩机22a的进气上游侧。

根据本实施例的发动机系统具备电子控制单元(ECU)50。ECU 50是对整个发动机系统执行全面控制的控制装置。根据本发明的控制装置被体现为ECU 50的功能。

ECU 50捕获和处理发动机系统的传感器的信号。除了上述气流计16之外，附接旋转速度传感器52、加速器开度传感器54等作为传感器。旋转速度传感器52检测曲柄轴旋转速度，并且加速器开度传感器54根据加速器踏板开度输出信号。ECU 50通过处理捕获的相应传感器信号，根据预定控制程序操作每个致动器。由ECU 50操作的致动器包括上述缸内燃料喷射阀4、火花塞6、节流阀26、以及EGR阀40。尽管不同于附图中所示的多个致动器和传感器也连接到ECU 50，但在本说明书中将省略其描述。

以下，将参考附图描述根据本实施例1的系统的操作。由ECU 50执行的发动机控制包括用于控制燃烧室中的燃料分配的燃烧控制、用于控制运行空燃比的空燃比控制，以及用于控制EGR率的EGR控制。

在燃烧控制期间，执行均匀燃烧运行与分层燃烧运行之间的切换。均匀燃烧运行是要在整个燃烧室中形成和燃烧均匀的空气-燃料混合物，并且分层燃烧运行是要在火花塞6的附近形成和燃烧稠密的空气-燃料混合物层。在均匀燃烧运行时，由在进气冲程中从缸内燃料喷射阀4喷射的燃料完成运行。然后，从缸内燃料喷射阀4喷射的燃料在点燃之前充分扩散并且与空气均匀混合。

在分层燃烧运行时，由在压缩冲程中从缸内燃料喷射阀4喷射的燃料完成运行。在压缩冲程中喷射到燃烧室中的燃料在火花塞6的附近形成稠密的空气-燃料混合物层。在分层燃烧运行期间，点燃以这种方式在火花塞6的附近形成的稠密的空气-燃料混合物层，并且因此即使在均匀燃烧运行中可能导致的不稳定燃烧的运行条件下(例如冷启动时)，也能够确保适 当的点火和燃烧。因此，在分层燃烧运行期间实现高水平的燃烧稳定性。

在空燃比控制期间，操作诸如节流阀26和缸内燃料喷射阀4之类的致动器，并且在化学计量运行与稀薄运行之间执行切换。化学计量运行是要燃烧具有理论空燃比(化学计量)的空气-燃料混合物，并且稀薄运行是要燃烧具有比理论空燃比稀薄的稀薄空燃比的空气-燃料混合物。

在EGR控制期间，由反馈控制操作诸如节流阀26和EGR阀40之类的致动器，以使得诸如实际EGR率和与实际EGR率具有关联的实际EGR气体量之类的状态量对应于目标值。

以下，将描述在EGR引入时的减速熄火。图2是示出在减速时节流阀开度、填充效率、以及EGR率的时间变化的时间图。在其中例如由于到加速器踏板的输入变成关闭而导致发动机10接收用于显著转矩降低的请求的情况下，通过调整节流阀26减小节流阀开度。当节流阀开度迅速减小时，填充效率降低。在其中填充效率低的运行区域中，对应于燃烧极限的EGR率低，并且因此目标EGR率降低。但是，即使当EGR率降低时，实际EGR率也不会立即改变。这是因为调整EGR率的EGR阀40发生响应延迟，并且响应延迟相当于从EGR阀40到节流阀26的EGR路径的容积。在由于延迟响应而将EGR率高于目标EGR率的空气吸入气缸中之后，EGR率超过燃烧极限并且可能发生熄火和发动机停转。

不仅可想到EGR率降低而且还可想到优化空燃比(A/F)等，以便在EGR引入时实现点火性改进。图3是示出燃烧极限EGR率相对于空燃比的图。如该图中所示，燃烧极限EGR率在稍微浓厚的空燃比(该空燃比稍微浓于理论空燃比)处最大化。在这点上，可想到执行分层化学计量运行作为用于在EGR引入时避免减速熄火的方法。分层化学计量运行是一种运行形式，其中执行分层燃烧运行和化学计量运行。在分层化学计量运行期间，在火花塞6附近的空燃比可以是浓于理论空燃比的稍微浓厚的空燃比，并且因此能够通过增加燃烧极限EGR率抑制熄火的发生。

从增加燃烧极限EGR率的观点看，还可想到执行基于稍微浓厚的空燃比的均匀燃烧运行作为另一个实例。但是，在基于稍微浓厚的空燃比的 均匀燃烧运行中，燃料量变得大于相同空气量的分层化学计量运行中的燃料量，并且因此使转矩增加该数量。因此，例如在其中采取当转矩降低到某一值时的减速时间的情况下，在相同转矩下，分层化学计量运行中的缸内空气量变得大于基于稍微浓厚的空燃比的均匀燃烧运行中的缸内空气量。尽管随后详细描述，但当缸内空气量增加时改进点火性。因此，能够认为就增加燃烧极限EGR率而言，分层化学计量运行比基于稍微浓厚的空燃比的均匀燃烧运行更有利。

此外，为了在点火时升高空气-燃料混合物的温度，即，可想到压缩上死点(TDC)处的缸内温度作为用于改进点火性的另一种方法。但是，当始终升高TDC处的缸内温度时，爆震变得越来越可能发生，并且因此需要采取措施以便仅在减速时升高TDC处的缸内温度。

增加缸内空气量可有效作为用于升高TDC处的缸内温度的手段。图4是示出缸内压力和缸内温度相对于曲柄角的图。图5是示出在减速时各种状态量的时间变化的时间图。这些图中的实线表示其中在稀薄运行中增加空气量的情况，这些图中的虚线表示化学计量运行，并且这些图中的单点划线表示其中在化学计量运行中增加空气量的情况。

如图4中所示，在化学计量运行中增加缸内空气量导致TDC处的缸内压力高于不增加空气量的情况，并且因此TDC处的缸内温度升高。但是，因为在化学计量运行中增加空气量导致产生的转矩量变得大于不增加空气量的情况(如图5中所示)，所以也有损于在减速时的减速感。

在稀薄运行中增加缸内空气量之后，TDC处的缸内压力变得甚至高于化学计量运行中的缸内压力，如图4中所示。此外，因为稀薄运行中的空气-燃料混合物的比热比(specific heat ratio)高于化学计量运行中的空气-燃料混合物，所以在稀薄运行中TDC处的缸内温度尤其变得特别高。此外，稀薄运行比化学计量运行的情况需要更大的空气量来产生相同转矩。因此，如果在减速时执行从化学计量运行到稀薄运行的切换，则与维持化学计量运行的情况相比，缸内空气量还可以变得更大而不增加产生的转矩。在分层燃烧运行期间，在火花塞6附近的空燃比可以变得浓于整个燃烧室 的空燃比(如上所述)，并且因此能够通过增加燃烧极限EGR率抑制熄火的发生。

从上面显而易见，其中执行分层燃烧运行和稀薄运行的所谓分层稀薄运行特别有效地作为一种用于在不有损于减速感的情况下，在EGR引入时改进点火性的方法。

但是，当在具备三元催化剂的系统中频繁执行稀薄运行时，出现排出NOx的问题。因此，需要适当地使用上述分层稀薄运行和分层化学计量运行，作为防止在EGR引入时减速熄火的对策。图6是示出各种运行模式下所指示的平均有效压力(PI)相对于EGR率的变化率的图。如从该图显而易见的，相对于EGR率的阻燃性按照均匀化学计量运行、分层化学计量运行和分层稀薄运行的顺序升高。

在根据本实施例的系统中，在其中发出预定转矩减小请求(减速请求)的情况下，执行运行模式切换控制以便根据紧接减速之前的EGR率适当地使用上述三种运行模式。预定转矩减小请求是减速请求，其具有在EGR引入时发生熄火的可能性，并且例如可以通过从加速器操作计算出的减速度与预定准则之间的比较来确定。在此，减速度例如是被定义为所需转矩每单位时间的递减量的值(即，转矩梯度)。上述预定准则例如是对应于从运行状态获得的燃烧极限的减速度。

更具体地说，在运行模式切换控制期间，在其中紧接减速之前的EGR率属于预定高EGR率范围(例如15％或更高，在均匀化学计量运行期间减速的情况下)的情况下，运行模式切换到分层稀薄运行，并且在其中紧接减速之前的EGR率属于预定中EGR率范围(例如10％到15％，在均匀化学计量运行期间减速的情况下)的情况下，运行模式切换到分层化学计量运行。作为中EGR率与高EGR率之间的分界的EGR率(第一阈值)例如可以设置为其中在分层化学计量运行中不发生减速熄火的EGR率的上限。于是，能够避免在EGR引入时的减速熄火，并且能够抑制排放劣化。

此外，在其中紧接减速之前的EGR率属于预定低EGR率范围(例如 小于10％，在其中在均匀化学计量运行期间发出预定减速请求的情况下)的情况下，维持均匀化学计量运行。作为低EGR率与中EGR率之间的分界的EGR率(第二阈值)例如可以设置为其中在均匀化学计量运行中不发生减速熄火的EGR率的上限。于是，能够有效避免由EGR引起的减速熄火。

以下，将基于流程图详细描述上述运行模式切换控制的具体处理。图7是示出由本发明实施例1的ECU 50执行的运行模式切换控制的例程的流程图。以预定控制周期重复执行图7中所示的例程。

在图7中所示的例程中，首先判定在开始减速之后是否尚未经过预定时间段(步骤S10)。具体地说，判定在发出减速请求之后是否尚未经过预定时间段。预定时间段例如是在开始减速之后直到排除EGR气体之前持续的排除时间。从由旋转速度传感器52检测的发动机旋转速度和EGR阀40的开度计算该预定时间段。用于计算预定时间段的方法并不限于上面的方法，并且可以遵照每个发动机旋转速度和EGR率存储直到排除EGR气体之前的时间。在其中在步骤S10判定尚未开始减速，或者自从由于在步骤S10的判定而开始减速以来已经过预定时间段的情况下，判定不存在减速熄火的风险并且处理继续到步骤S16(随后描述)。

在其中在步骤S10判定在开始减速之后尚未经过预定时间段的情况下，判定存在减速熄火的风险并且处理继续到下一个步骤(步骤S11)，其中判定是否满足两个条件。两个条件中的一个是紧接开始减速之前的运行状态是均匀EGR燃烧，并且两个条件中的另一个是当前未进行燃料切断(F/C)。在此，均匀EGR燃烧是需要EGR引入的均匀燃烧运行。在其中由于在步骤S11的判定而判定其一或两者是否定的情况下，判定不存在减速熄火的风险并且处理继续到步骤S16(随后描述)。在其中在步骤S11判定满足两者的情况下，处理继续到下一个步骤(步骤S12)，其中从加速器操作计算减速度。具体地说，基于加速器开度传感器54的检测信号，计算预定时间段(例如100毫秒)内的所需转矩的递减量。然后，通过将所需转矩的递减量除以预定时间段来计算目标减速度。在开始减速之 后的第一例程中执行步骤S12的处理。在开始减速之后的预定时间段内的随后例程中跳过步骤S12的处理，或者仅在其中计算出的减速度超过前一个值的情况下才更新步骤S12的处理。在其中在步骤S10判定自从开始减速以来已经过预定时间段的情况下，在步骤S12计算的减速度被临时清除并且在开始下一次减速开始之后的第一例程中被重新计算。

然后，判定在步骤S12计算的减速度是否等于或高于预定准则(步骤S14)。预定准则是用于判定由减速引起的熄火可能性的值。预定准则例如被设置为其中即使当EGR率是高EGR率(例如15％或更高)时，均匀化学计量燃烧运行也不导致减速熄火的上限减速度。在其中由于在步骤S14的判定而判定减速度低于该准则的情况下，判定不存在减速熄火的风险并且处理继续到下一个步骤(步骤S16)，其中执行均匀化学计量运行。

在其中在步骤S14判定减速度等于或高于该准则的情况下，判定存在减速熄火的风险。然后，处理继续到下一个步骤(步骤S18)，其中判定紧接减速之前的EGR率是否属于预定低EGR率范围(例如小于10％的范围)。在其中由于在步骤S18的判定而判定紧接减速之前的EGR率属于低EGR率范围的情况下，判定即使在均匀燃烧运行中也不存在减速熄火的风险，并且然后处理继续到步骤S16并执行均匀化学计量运行。

在其中在步骤S18判定紧接减速之前的EGR率不属于低EGR率范围的情况下，判定在均匀燃烧运行中存在减速熄火的风险并且处理继续到下一个步骤(步骤S20)，其中判定紧接减速之前的EGR是否属于预定中EGR率范围(例如10％到15％的范围)。在其中由于在步骤S20的判定而判定紧接减速之前的EGR率属于中EGR率范围的情况下，将运行模式切换到分层化学计量运行(步骤S22)。在其中在步骤S20判定紧接减速之前的EGR率不属于中EGR率范围的情况下，判定紧接减速之前的EGR率是否属于高EGR率范围(例如15％或更高)。然后，处理继续到下一个步骤(步骤S24)，其中执行分层稀薄运行。

通过根据上述例程执行运行模式切换控制，能够在不有损于在减速时的减速感的情况下有效抑制熄火。

本发明并不限于上述实施例。相反，可以在以各种形式修改之后实施本发明而不偏离本发明的范围。例如，可以在如下修改之后实施本发明。

在上述实施例1中，描述了具备被配置为LPL-EGR装置的EGR装置36的系统。但是，可以应用于该系统的EGR装置并不限于LPL-EGR装置，并且所述系统可以是具备高压侧EGR(HPL-EGR)装置的系统，HPL-EGR装置将EGR气体引入到压缩机22a的进气下游侧。这也同样适用于要在下面描述的其它实施例。

在上述实施例1中，描述了其中放置S/C 32的系统。但是，其中稀薄NOx催化剂放置在S/C 32的排气下游侧的配置也是可能的。稀薄NOx催化剂是所谓的吸留还原型NOx催化剂，并且具有存储和释放效应以便在其中废气的空燃比在预定稀薄范围内的情况下吸留NOx，并且在其中废气的空燃比在浓厚区域内的情况下释放NOx。因此，该配置允许进一步抑制在稀薄运行时的NOx排出。这也同样适用于要在下面描述的其它实施例。

在上述实施例1中，描述了使用缸内燃料喷射阀4的系统，缸内燃料喷射阀4直接将燃料喷射到燃烧室中。但是，可以将放置在进气端口中的端口燃料喷射阀与缸内燃料喷射阀4组合使用。在这种情况下，可以通过从端口燃料喷射阀喷射所需燃料，在燃烧室中形成均匀的空气-燃料混合物，在其中例如执行均匀燃烧运行的情况下也不例外。此外，在其中执行分层燃烧运行的情况下，可以通过从端口燃料喷射阀喷射某些所需燃料，在燃烧室中形成均匀的空气-燃料混合物，并且可以通过从缸内燃料喷射阀4喷射其余燃料，在火花塞6的附近形成稠密的空气-燃料混合物层。这也同样适用于要在下面描述的其它实施例。

在上述实施例1中，基于从加速器开度计算出的减速度，判定发生减速熄火的风险的有无。但是，可以使用所需转矩的降低程度作为与减速具有关联的状态量。这也同样适用于要在下面描述的其它实施例。

在上述实施例1中，在其中紧接在前的EGR率在中EGR率或低EGR率范围内的情况下，执行化学计量运行，并且在其中紧接在前的EGR率在高EGR率范围内的情况下，执行稀薄运行。但是，能够在空燃比控制 期间执行的空燃比并不限于此。换言之，在其中紧接在前的EGR率在中EGR率或低EGR率范围内的情况下的空燃比并不限于理论空燃比，只要在其中紧接在前的EGR率在高EGR率范围内的情况下的空燃比比其中在紧接在前的EGR率在中EGR率或低EGR率范围内的情况下的空燃比稀薄即可。这也同样适用于要在下面描述的其它实施例。

在上述实施例1中，使用EGR率作为控制目标状态量。但是，可以使用运行区域的EGR量作为控制目标状态量。这也同样适用于要在下面描述的其它实施例。

在上述实施例1中，EGR装置36对应于EGR装置，缸内燃料喷射阀4对应于燃料供应装置，节流阀26对应于空气量调整装置，ECU 50对应于控制装置，理论空燃比对应于第一空燃比，稀薄空燃比对应于第二空燃比，并且作为中EGR率与高EGR率之间的分界的EGR率对应于第一阈值。此外，在上述实施例1中，通过ECU 50执行步骤S20和步骤S24的处理或者步骤S20和步骤S22的处理，实现运行模式切换控制。

在上述实施例1中，作为低EGR率与中EGR率之间的分界的EGR率对应于第二阈值。此外，在上述实施例1中，通过ECU 50执行步骤S18和步骤S16的处理或者步骤S18和步骤S22到S24的处理，实现运行模式切换控制。

以下，将描述本发明的实施例2。可以通过使用图1中所示的硬件配置和由ECU 50执行图9(随后描述)中所示的例程，实现根据本发明的实施例2。

在分层燃烧运行中，在火花塞附近的空燃比浓于气缸中的整体空燃比，并且因此相对于点火时间延迟的阻燃性强。因此，当在分层稀薄运行和分层化学计量运行中点火时间延迟程度增加时，可以在维持点火性的同时进一步增加缸内空气量。

在根据实施例2的系统中，在其中在EGR引入时减速期间执行分层稀薄运行和分层化学计量运行的情况下，通过降低点火时间效率增加点火时间延迟程度。图8是示出在减速时各种状态量的时间变化的时间图。在 该图中，实线表示其中在减速时降低点火时间效率并且将运行模式切换到分层稀薄运行的情况，单点划线表示其中在减速时将运行模式切换到分层稀薄运行的情况，虚线表示其中在减速时维持均匀化学计量运行的情况，并且双点划线表示在减速时在均匀化学计量运行中增加空气量的情况。点火时间效率指实际输出的转矩与能够在点火时间是最佳点火时间时输出的转矩的比率，并且当点火时间是最佳点火时间时具有最大值1。基本上，最佳点火时间指最佳转矩最小提前角(MBT)。在其中设置轻度爆震点火时间的情况下，最佳点火时间指以下之一：MBT和在延迟侧上更远的轻度爆震点火时间。换言之，在该图中所示的实例中，单点划线表示其中在减速时执行基于最佳点火时间的分层稀薄运行的情况，并且实线表示其中在减速时执行基于在延迟侧上比单点划线更远的点火时间的分层稀薄运行的情况。

当降低点火时间效率时，与最佳点火时间相比，缸内空气量增加并且点火时间朝向延迟侧改变，以使得相当于缸内空气量递增的转矩增加被抑制。然后，能够在维持相同转矩的同时进一步升高TDC处的缸内温度，并且因此能够在不有损于减速的情况下，进一步增强在EGR引入时的点火性。

以下，将基于流程图详细描述上述运行模式切换控制的具体处理。图9是示出由本发明实施例2的ECU 50执行的运行模式切换控制的例程的流程图。以预定控制周期重复执行图9中所示的例程。

在图9中所示的例程的步骤S30到步骤S40，执行与图7中所示的步骤S10到步骤S20的处理类似的处理。在其中由于步骤S40的处理而判定紧接减速之前的EGR率属于中EGR率范围的情况下，将运行模式切换到分层化学计量运行并且点火时间比最佳点火时间更加延迟(步骤S42)。在其中在步骤S40判定紧接减速之前的EGR率不属于中EGR率范围的情况下，判定紧接减速之前的EGR率属于高EGR率范围(例如15％或更高)。然后，处理继续到下一个步骤(步骤S44)，其中将运行模式切换到分层稀薄运行并且点火时间比最佳点火时间更加延迟。

当根据上述例程执行运行模式切换控制时，在分层稀薄运行和分层化学计量运行中通过降低点火时间效率来完成缸内空气量的增加，并且因此能够在不增加产生的转矩的情况下进一步升高TDC处的缸内温度。因此，能够在不有损于在减速时的减速感的情况下有效抑制熄火。

本发明并不限于上述实施例。相反，可以在以各种形式修改之后实施本发明而不偏离本发明的范围。例如，可以在如下修改之后实施本发明。

在上述实施例2中，在分层稀薄运行和分层化学计量运行中增加点火时间延迟程度。但是，可以仅在其中与其它任何事物相比更需要在EGR引入时的点火性的分层稀薄运行的情况下，增加点火时间延迟程度。

在上述实施例2中，EGR装置36对应于EGR装置，缸内燃料喷射阀4对应于燃料供应装置，节流阀26对应于空气量调整装置，ECU 50对应于控制装置，理论空燃比对应于第一空燃比，稀薄空燃比对应于第二空燃比，并且作为中EGR率与高EGR率之间的分界的EGR率对应于第一阈值。此外，在上述实施例2中，通过ECU 50执行步骤S40和步骤S44的处理或者步骤S40和步骤S42的处理，实现运行模式切换控制。

在上述实施例2中，作为低EGR率与中EGR率之间的分界的EGR率对应于第二阈值。此外，在上述实施例2中，通过ECU 50执行步骤S38和步骤S36的处理或者步骤S38和步骤S42到S44的处理，实现运行模式切换控制。

在上述实施例2中，火花塞6对应于点火装置。此外，在上述实施例2中，通过ECU 50执行步骤S42或步骤S44的处理，实现控制装置的操作。