在区域(IV)进行的高压延迟喷射，如上述那样通过使在压缩上死点附近的气缸18内的紊流增强来缩短燃烧期间。这也有利于抑制爆震，从而PCMlO能够实现让点火时刻进一步提前。因此，在区域(IV)，包括进气冲程喷射和高压延迟喷射的分割喷射既能够避免异常燃烧，又能够提高热效率。
[0109]此外，为了在区域(IV)缩短燃烧期间，还可以采用多点点火结构来取代高压延迟喷射。多点点火结构是将多个火花塞布置为对着燃烧室内的结构。具体而言，在区域(IV)，喷射器67进行进气冲程喷射，并且PCMlO使多个火花塞的每一个工作，由此进行多点点火。在多点点火的情况下，火焰从燃烧室19内的多个火种中的每一个火种开始扩展开来，因此火焰的扩展快，燃烧期间缩短。其结果是，和采用高压延迟喷射的情况一样能缩短燃烧期间，有利于提尚热效率。
[0110](从SI模式往Cl模式切换时的控制)
[0111]与压缩点火燃烧相比，由于火花点火燃烧的热效率较低，因此燃烧气体温度相对较高。另一方面，在进行压缩点火燃烧的Cl模式下，如上所述，为了提高气缸18内的温度来确保压缩点火的点火性，至少将内部EGR气体引入气缸18内。
[0112]在发动机I刚从燃烧气体温度相对较高的SI模式切换到Cl模式后，气缸18内为高温环境，而且由火花点火燃烧产生的高温废气被引入气缸18内。因此，发动机I在气缸18内的温度较高的状态下进行压缩点火燃烧。此时，如果喷射器67在像是进气冲程期间中那样较早的时刻向气缸18内喷射燃料，就有可能在压缩冲程期间中发生过早点火，气缸18内的压力上升率(dP/d Θ )变得急剧而产生燃烧噪音。因此，该发动机I执行过渡控制，该过渡控制的目的在于避免从SI模式往Cl模式切换时的过早点火，避免燃烧噪音增大。
[0113]在此，在例如图4所示的热机时工作图中，SI模式往Cl模式的切换是在发动机I的负荷从SI模式即高负荷区域往Cl模式即低负荷区域转移时进行的。也就是说，随着发动机I的负荷降低，发动机I从SI模式切换为Cl模式。需要说明的是，在SI模式与Cl模式的交界附近，有时候即使发动机I处于等负荷状态，也会从SI模式切换为Cl模式。
[0114]由于在发动机I的温度未达到规定温度，即发动机I处于冷机至半暖机的状态时，压缩点火燃烧不稳定，因此PCM1不执行Cl模式，而在发动机I的所有工作区域执行SI模式，但这在图中省略未示出。另一方面，如图4所示，当发动机I处于温度在规定温度以上的热机状态时，PCMlO在一部分工作区域中执行Cl模式。因此，有时候是:在发动机I启动后，随着温度逐渐上升而发动机I从冷机状态转换为热机状态这一情况的发生，发动机I在发动机负荷保持为等负荷的状态下从SI模式切换为Cl模式。
[0115]而且，从燃烧稳定性的角度出发，在发动机I的怠速状态下，PCMlO执行SI模式。因此，当发动机I的工作状态从怠速状态转移到执行Cl模式的低负荷区域时，发动机I也从低负荷的SI模式切换到低负荷的Cl模式。除此之外，该发动机I构成为在车辆的减速中执行燃料切断。由于在燃料切断中，气缸18内的温度降低，因此刚从燃料切断回复后，有时候无法执行压缩点火燃烧。因此，在刚从燃料切断回复后，即使是在Cl模式的区域内，PCMlO也执行SI模式，由此来确保燃烧稳定性。之后，一旦气缸18内的温度提高而能够执行Cl模式，PCMlO就将发动机I从SI模式切换到Cl模式。也就是说，虽然发动机I的负荷实质上没有改变，但发动机I从SI模式切换为Cl模式。在各种状况下，进行如上述那样的工作，即:从低负荷的SI模式往低负荷的Cl模式切换，换句话说，发动机I的负荷状态实质上不改变，发动机I从SI模式往Cl模式切换。
[0116]图7是时序图，用来说明从未引入外部EGR气体的SI模式往Cl模式切换时的过渡控制。具体而言，图7示出了涉及过渡控制的、下述项目的改变和变化之例，即:燃料喷射时刻和火花点火时刻的改变；缸内压力的变化；吸气阀和排气阀的开阀状态的改变；节气阀的开度的改变；以及气缸内的气体状态的变化。在图7中，曲轴角沿着从纸上的左侧往右侧的方向进行(也就是说时间进行)。需要说明的是，图7中所示的燃料喷射时刻、火花点火时刻、以及缸内压力的变化是这里公开的技术之例，本发明不局限于图示的时刻(图8等也相同)。这里，未引入外部EGR气体的SI模式例如与在发动机负荷较低的状态进行SI模式这一情况相对应。因此，图7所示的时序图与发动机I从低负荷的SI模式往低负荷的Cl模式切换的状况相对应。
[0117]首先，在图7中的最左侧的第一循环中，发动机I在SI模式下工作。喷射器67在从进气冲程到压缩冲程初期这一期间内执行燃料喷射，并且火花塞25在压缩上死点附近执行火花点火。在第一循环中，混合气的A/F是理论空燃比(λ ^ I)，为了使新气量成为与燃料喷射量匹配的量，进气侧的VVL73用大升程凸轮驱动进气阀21，并且VVT72将进气阀21的关闭时刻设定在进气下死点后的较晚的时刻。像这样，PCMlO通过使进气阀21较晚关闭来减少引入气缸18内的新气量(参照图7最下方所示的气缸内的气体状态)。在图7的控制例中，在第一循环中，为了进一步减少新气量以对应发动机I的工作状态，PCMlO使节气阀36成为开度减小的状态。但是，为了向将节气门完全打开的Cl模式切换这一动作做准备，PCMlO向完全打开的方向逐渐打开节气阀36。又，如上所述，虽然第一循环为SI模式，但由于发动机I的负荷较低，因此PCMlO不将外部EGR气体引入气缸18内。此外，排气侧的VVL71为关闭状态。也就是说，PCMlO也不将内部EGR气体引入气缸18内。在执行火花点火燃烧的第一循环中，废气温度变高(即高温已燃气体)。但是，由于外部EGR气体和内部EGR气体都不引入气缸18内，因此高温废气实质上不被引入接着进行的第二循环的气缸18内。
[0118]第二循环相当于从SI模式往Cl模式切换时的循环。也就是说，该循环为过渡模式。PCMlO使火花塞25不工作来进行压缩点火燃烧。PCMlO还使节气门完全打开，另一方面，使进气侧的VVL73从大升程凸轮切换为小升程凸轮。需要说明的是，VVT72不工作，进气阀21的相位不改变。这样一来，进气阀21的关闭时刻从第一循环的压缩冲程中的时刻瞬间切换为进气下死点附近的时刻，其结果是，引入气缸18内的新气量增加。需要说明的是，该进气阀21的开闭时刻是与从后述第三循环开始进行的排气阀打开两次相对应的开闭时刻。
[0119]在第二循环中，PCMlO将燃料的喷射时刻设定在从进气冲程到压缩冲程初期这一期间内，与第一循环相同。并且PCMlO将燃料喷射量也设定为与第一循环大致相同的量。与第一循环相比，由于引入气缸18的新气量不断增加，而燃料喷射量不改变，因此第二循环的混合气的A/F比变得比理论空燃比大。在第二循环中，PCMlO也不将废气(外部EGR气体和内部EGR气体)引入气缸18内。
[0120]在第二循环中，虽然进行压缩点火燃烧，但因为不将废气引入气缸18内，因此气缸18内的温度状态也相应地降低。而且，在第二循环中，通过增加引入气缸18内的新气量，气缸18内充满温度较低的新气，由此，压缩开始前的气缸18内的温度降低。其结果是，在SI模式即第一循环后接着进行的、气缸18内的温度比较容易上升的第二循环中，气缸18内的混合气不会引发过早点火，而是会在压缩上死点附近的适当时刻进行压缩点火。在第二循环中，混合气的A/F比理论空燃比还大，由于气体量较燃料量多，而且是进行热效率较高的压缩点火燃烧，因此燃烧气体的温度大幅降低。这样一来，从第二循环的气缸18排出的废气的温度就会降低。需要说明的是，在图7最下方所述的气体状态中，将“已燃气体”的温度高低用影线的间距的大小来表示。间距窄表示已燃气体的温度高，间距宽表示已燃气体的温度低。
[0121]接着进行的第三循环相当于从过渡模式往Cl模式切换时的循环。在第三循环中，PCMlO启动排气侧的VVL71。也就是说，排气阀22打开两次，这样一来，由第二循环的压缩点火燃烧产生的已燃气体的一部分被引入气缸18内。
[0122]在第三循环中，与第二循环相同地，进气侧的VVL73使进气阀21在保持为小升程的状态下进行开闭，并且PCMlO使节气阀36完全打开，因此，如图7所示，内部EGR气体被引入气缸18内，被引入气缸18内的新气量相应地比第二循环还少。因此，过渡模式即第二循环的EGR率变得比Cl模式即第三循环的EGR率还低。这里，EGR率定义为废气量在气缸18内所有气体量中所占的比例。
[0123]在第三循环中，虽然一部分已燃气体被引入气缸18内，如上述那样，该已燃气体的温度较低。而且，在第二循环中，由于进行压缩点火燃烧，因此气缸18内的温度被抑制得较低。因此，第三循环中的气缸18内的温度不会变得太高。
[0124]第三循环与正常的Cl模式相对应。因此，PCMlO将由喷射器67进行喷射的时刻设定为从进气冲程到压缩冲程初期这一期间内，与第二循环相同。这样一来，在气缸18内形成比较均匀的混合气。PCMlO还将第三循环的燃料喷射量设定为与第二循环大致相同的量。这样一来，混合气的A/F成为理论空燃比，或者变得比理论空燃比大。混合气的A/F是根据发动机I的工作状态而设定的。
[0125]在该第三循环中，PCMlO也与第二循环相同地使火花塞25不工作。如上所述，在第三循环中，由于气缸18内的温度不会变得太高，因此形成在气缸18内的较均匀的混合气不会过早点火，而是会在压缩上死点附近可靠地压缩点火并稳定地燃烧。
[0126]在从SI模式往Cl模式切换时，这样的过渡控制能够避免燃烧噪音增大。在完成从SI模式往Cl模式的切换的第三循环以后，根据发动机I的工作状态进行燃烧控制。
[0127]图8是时序图，用来说明发动机I从引入了外部EGR气体的SI模式往Cl模式切换时的过渡控制。图8中所示的时序图与发动机I从高负荷的SI模式往低负荷的Cl模式切换时的状况相对应。具体而言，图8能够作为下述状况的示例，该状况即:在图4中所示的热机时工作图中，发动机I的工作状态从SI模式即区域(III)或区域(IV)转移到Cl模式即区域(I)或区域(II)的状况(参照图4的箭头(a))。
[0128]也就是说，在图8中最左侧的第一循环中，发动机I在SI模式下工作。喷射器67在从压缩冲程后期到膨胀行程初期这一期间中执行燃料喷射。也就是说，喷射器67进行高压延迟喷射。火花塞25在压缩上死点附近执行火花点火。混合气的A/F是理论空燃比(λ 乂 I)，为了使新气量成为与燃料喷射量匹配的量，进气侧的VVL73用大升程凸轮驱动进气阀21，并且VVT72将进气阀21的关闭时刻设定在进气下死点后的较晚的时刻。PCMlO通过使进气阀21较晚关闭来减少引入气缸18内的新气量。在图8的时序图的第一循环中，PCMlO使节气阀36的开度减小，并且向完全打开的方向逐渐改变节气阀36的开度。这一点与前述图7的时序图中的第一循环相同。
[0129]另一方面，在图8的时序图中的第一循环中，PCMlO使EGR阀511和/或EGR冷却器旁路阀531成为打开状态。通过这样，如上所述，外部EGR气体经由EGR通路50被引入气缸18内。需要说明的是，排气侧的VVL71为关闭，内部EGR气体不会被引入气缸18内。在进行火花点火燃烧的第一循环中，废气温度有可能变高。
[0130]接着进行的第二循环是与从SI模式往Cl模式切换时的过渡模式相对应的循环。因此在第二循环中，PCMlO使火花塞25不工作来进行压缩点火燃烧。PCMlO将节气门的开度设定为完全打开，另一方面，使进气侧的VVL73从大升程凸轮切换为小升程凸轮。这样一来，进气阀21的关闭时刻从第一循环的压缩冲程期间中的时刻瞬间切换为进气下死点附近的时刻，其结果是，引入气缸18内的新气量增加。
[0131]在第二循环中，PCMlO还使EGR阀511和/或EGR冷却器旁路阀531完全关闭。通过这样来停止将外部EGR气体引入气缸18内。但是，外部EGR系统的控制响应性低，在将EGR阀511和EGR冷却器旁路阀531完全关闭后，残留在EGR通路50内的比较高温的废气仍会被引入第二循环的气缸18内(参照图8的最下方的气体状态)。另一方面，在第二循环中，排气侧的VVL71仍然保持关闭。也就是说，PCMlO不将内部EGR气体引入气缸18内。
[0132]PCMlO将喷射器67所喷射的燃料量设定为大致与第一循环相同的量。PCMlO还将燃料的喷射时刻设定在从进气冲程到压缩冲程初期这一期间内。这样一来，在第二循环的气缸18内形成比较均匀的、空燃比大于理论空燃比的混合气。
[0133]在第二循环中，PCMlO不使火花塞25工作，使空燃比大于理论空燃比的均匀混合气在压缩上死点附近压缩自点火。这里，在第二循环中，由于引入气缸18内的新气量增加，因此压缩开始前的气缸18内的温度下降。其结果是，气缸18内的混合气不会引发过早点火，而是会在压缩上死点附近的适当时刻进行压缩点火。在第二循环中，混合气的A/F比理论空燃比大，工作气体燃料比G/F处于较大的状态。而且，由于是进行热效率较高的压缩点火燃烧，因此燃烧气体温度降低。其结果是，在第二循环中排出的废气的温度降低。
[0134]但是，如上所述，在第二循环中，一部分外部EGR气体被引入气缸18内。伴随这一情况，废气温度有可能稍微变高。这里，为了说明上的方便起见，将第二循环中的已燃气体称作中温已燃气体，中温已燃气体的温度大致为高温已燃气体和低温已燃气体的中间。如果在接着进行的第三循环中，启动排气侧的VVL73而将该中温已燃气体大量引入气缸18内，气缸18内的温度就有可能变得太高。
[0135]因此，在图8的控制例中，PCMlO将过渡模式持续进行多个循环。也就是说，PCMlO执行与第二循环同样地将排气侧的VVL71关闭起来的第三循环。在该第三循环中，由于废气不残留在EGR通路50中，因此废气不会被引入气缸18内。其结果是，气缸18内的压缩开始前的温度变得比第二循环低，并且混合气的A/F也比第二循环大。这样一来，伴随着第三循环的压缩点火燃烧而排出的废气温度会低于在第二循环中排出的废气温度(也就是说，成为低温已燃气体)。
[0136]第四循环相当于从过渡模式往Cl模式切换时的循环。图8的时序图中的第四循环与图7的时序图中的第三循环相对应。PCMlO通过启动排气侧的VVL71来让排气阀22打开两次。这样一来，由第三循环的压缩点火燃烧产生的较低温已燃气体的一部分被引入气缸18内。在该第四循环中，与第二循环和第三循环相比，引入气缸18内的新气量减少了引入气缸18内的内部EGR气体的量那么多。也就是说，第四循环的EGR率相对地提高。
[0137]由于第四循环与正常的Cl模式相对应，因此喷射器67在从进气冲程到压缩冲程初期这一期间内喷射燃料。喷射器67喷射的燃料量与过渡模式即第二循环和第三循环实质上相同。与第二循环和第三循环相比，第四循环的混合气的A/F较小，混合气的A/F为理论空燃比，或者是比理论空燃比大。
[0138]在该第四循环中，PCMlO也使火花塞25不非工作来进行压缩点火燃烧。如上所述，由于气缸18内的温度不会变得太高，因此较均匀的混合气不会过早点火，而是会在压缩上死点附近可靠地压缩点火并稳定地燃烧。
[0139]当发动机I的工作状态为高负荷时，喷射器67所喷射的燃料量较多。所以