JP5452430B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼モードとして、混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、混合気を火花による点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードとを有する内燃機関の制御装置に関し、特に燃焼モードの切換時における制御装置に関する。

従来のこの種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、吸気弁および排気弁のそれぞれの位相およびリフトを変更する吸気側および排気側の可変動弁装置を備えている。圧縮着火燃焼を行う際には、これらの可変動弁装置により、排気弁の閉弁時期を早めるとともに、吸気弁の開弁時期を遅らせ、排気弁および吸気弁がいずれも閉弁状態になるマイナスオーバーラップを生じさせることによって、内部ＥＧＲ量を増加させ、気筒内の温度を高めた状態で、混合気を圧縮着火によって燃焼させる。また、火花点火燃焼を行う際には、可変動弁装置により、マイナスオーバーラップが０の状態に制御し、点火プラグからの火花による点火によって混合気を燃焼させる。

また、燃焼モードを火花点火燃焼から圧縮着火燃焼に切り換える場合には、この切換条件が成立したときに、吸気側および排気側の可変動弁装置による吸気弁および排気弁の切換動作を同時に開始するとともに、火花点火燃焼を継続する。そして、実際のマイナスオーバーラップ量が圧縮着火燃焼に適した状態になったと判定されたときに、圧縮着火燃焼に移行する。

特開２００７−５６７９８号公報

上述したように、この従来の制御装置では、燃焼モードを火花点火燃焼から圧縮着火燃焼に切り換える際、吸気弁および排気弁の切換動作を同時に開始するとともに、火花点火燃焼を継続して実行する。しかし、このように吸気弁および排気弁の切換動作を同時に開始したとしても、吸気弁と排気弁との応答性の相違により、吸気弁の圧縮着火燃焼用のバルブタイミングへの切換が、排気弁の切換に先行することがある。その場合には、排気弁の切換の遅れにより気筒内に燃焼ガスがあまり残留していない状態で、吸気弁を介して比較的少量の新気が気筒に吸入されるため、その後の圧縮によっても気筒内の混合気の圧力および温度が十分に上昇せず、燃料の液化や混合気の不均質化などが生じやすくなる。このため、その状態で火花点火燃焼を行ったとしても、燃焼が不安定になることは避けられず、最悪の場合、失火に至ってしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードの間の燃焼モードの切換時に、吸気弁および排気弁のバルブタイミングが、燃焼が不安定になりやすい組み合わせになることを回避し、それにより、安定した燃焼状態を確保することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、可変動弁機構（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３、排気Ｖ／Ｔ切換機構１４）により、吸気弁６のバルブタイミングおよび排気弁７のバルブタイミングをそれぞれ変更することによって、吸気弁６の閉弁期間と排気弁７の閉弁期間がオーバーラップした状態で、気筒Ｃ内の混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、オーバーラップの期間が圧縮着火燃焼モードよりも小さい状態で、気筒Ｃ内の混合気を火花による点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードとに、燃焼モードを切り換えて運転される内燃機関３の制御装置であって、内燃機関３の燃焼モードを決定する燃焼モード決定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１、図６）と、決定された燃焼モードが圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードに切り換わったときに、吸気弁６の火花点火燃焼モード用のバルブタイミング（高速Ｖ／Ｔ）への切換動作を、排気弁７の火花点火燃焼モード用のバルブタイミング（高速Ｖ／Ｔ）への切換動作に優先して実行するバルブタイミング制御手段（ＥＣＵ２、図５のステップ２、図１９のステップ１４１、１４５〜１４７）と、可変動弁機構の応答性に基づき、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの動作遅れをそれぞれ表す動作遅れパラメータ（吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮ、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸ）を算出する動作遅れパラメータ算出手段（ＥＣＵ２、図１８のステップ１２４、１２５、１２７、１２８）と、を備え、バルブタイミング制御手段は、燃焼モードが圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードに切り換わったときに、算出された動作遅れパラメータに応じて、吸気弁６のバルブタイミングの切換が、排気弁７のバルブタイミングの切換よりも先に完了するように、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの切換動作を開始すること（図１９のステップ１４１、１４５〜１４７）を備えることを特徴とする。

この内燃機関は、可変動弁機構により、吸気弁および排気弁のバルブタイミングをそれぞれ変更することによって、吸気弁および排気弁の閉弁期間がオーバーラップした、いわゆる「負のオーバーラップ」状態で、気筒内の混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、この負のオーバーラップがより小さな状態で、混合気を火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードとに、燃焼モードが切り換えて運転される。また、決定された燃焼モードが圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードに切り換わったときには、吸気弁の火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作が、排気弁の火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作に優先して実行される。

本発明は、次のような技術的観点に基づいている。すなわち、燃焼モードの切換に伴って吸気弁および排気弁のバルブタイミングをそれぞれ切り換える場合、それらのバルブタイミングが実際に切換先の燃焼モードに適したバルブタイミングに切り換わるまでに、ある程度の時間を要する。また、その所要時間は、個体差、経年変化や環境条件などによる応答性の相違により、吸気弁と排気弁の間で必ずしも同じではない。

このため、例えば、燃焼モードを圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードに切り換える際に、排気弁の火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換が、吸気弁の切換に先行する場合がある。その場合には、排気弁が遅く閉じることによって、気筒内に残留する燃焼ガス量が小さくなる（内部ＥＧＲが十分に得られない）ため、圧縮着火燃焼を行えない。また、火花点火燃焼を行ったとしても、吸気弁を介して吸気される新気量が小さいため、その後の圧縮によっても気筒内の混合気の圧力および温度が十分に上昇せず、それにより、燃料の液化や混合気の不均質化などが発生しやすくなることで、安定した燃焼状態が得られない。

このような技術的観点に基づき、本発明によれば、燃焼モードが圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードに切り換わったときに、吸気弁の火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作を、排気弁の火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作に優先して実行する。したがって、排気弁のバルブタイミングが、吸気弁のバルブタイミングよりも先に、火花点火燃焼モード用のバルブタイミングに切り換えられることがなくなるので、吸気弁および排気弁のバルブタイミングが、燃焼が不安定になりやすい組み合わせになることを回避でき、それにより、火花点火燃焼モードへの燃焼モードの切換時に、安定した燃焼状態を確保することができる。
また、この構成によれば、可変動弁機構の応答性に基づき、吸気弁および排気弁のバルブタイミングの動作遅れをそれぞれ表す動作遅れパラメータを算出するとともに、燃焼モードが圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードに切り換わったときに、算出された動作遅れパラメータに応じて、吸気弁のバルブタイミングの切換が、排気弁のバルブタイミングの切換よりも先に完了するように、吸気弁および排気弁のバルブタイミングの切換動作を開始する。したがって、火花点火燃焼モードへの切換時に、優先して切り換えられるべき吸気弁のバルブタイミングを確実に先に切り換えることができ、それにより、吸気弁および排気弁のバルブタイミングが、燃焼が不安定になりやすい組み合わせになることを回避することができる。また、吸気弁のバルブタイミングが、実際に切換先の火花点火燃焼モード用のバルブタイミングになるのを待つことなく、排気弁のバルブタイミングの切換動作を早期に開始できるので、その分、バルブタイミングの切換に要する全体時間を短縮でき、燃費の向上などを図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、可変動弁機構は作動油によって駆動される油圧式のものであり、動作遅れパラメータ算出手段は、作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータ（エンジン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ）に応じて、切換動作が開始されてから切換が完了するまでの吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの動作遅れ期間（吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮ、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸ）を、動作遅れパラメータとしてそれぞれ算出し（図１８のステップ１２４、１２５、１２７、１２８）、バルブタイミング制御手段は、算出された吸気弁６および排気弁７の動作遅れ期間の相互の比較結果に基づいて、排気弁７のバルブタイミングの切換動作を開始すること（図１８のステップ１２９、図１９のステップ１４６、１４７）を特徴とする。

可変動弁機構が油圧式の場合、その応答遅れは、作動油の圧力および温度に応じて変化する。この構成によれば、作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータに応じて、動作遅れパラメータを算出するので、その算出を適切に行うことができる。また、この動作遅れパラメータとして、切換動作が開始されてから切換が完了するまでの吸気弁および排気弁のバルブタイミングのそれぞれの動作遅れ期間を算出するとともに、両者の比較結果に基づいて、排気弁のバルブタイミングの切換動作を開始する。したがって、優先して切り換えられるべき吸気弁のバルブタイミングを確実に先に切り換えることができ、請求項１による前述した作用を良好に得ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの切換中、気筒Ｃへの燃料の供給を、吸気行程において燃料を噴射する第１燃料噴射（メイン噴射）と、圧縮行程において気筒Ｃ内に燃料を直接、噴射する第２燃料噴射（付加噴射）によって、分割して実行する燃料供給手段（ポート燃料噴射弁１８、筒内燃料噴射弁１９、ＥＣＵ２）と、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの切換中、圧縮着火燃焼モードによる混合気の燃焼を実行する圧縮着火燃焼実行手段と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、吸気弁および排気弁のバルブタイミングの切換中、気筒への燃料の供給を、吸気行程において燃料を噴射する第１燃料噴射と、圧縮行程において気筒内に燃料を直接、噴射する第２燃料噴射によって、分割して実行するとともに、圧縮着火燃焼モードによる混合気の燃焼を実行する。このように、燃料の供給を、吸気行程における第１燃料噴射と圧縮行程における第２燃料噴射により、分割して行うことによって、燃焼モードの切換時に必要な燃料量を十分に確保することができる。また、吸気行程における第１燃料噴射による燃料によって気筒内に均質な混合気を生成し、その後、圧縮行程における第２燃料噴射により気筒内に直接、噴射される燃料によって、混合気中に火種を形成した状態で、圧縮着火燃焼を行うので、圧縮着火燃焼を良好に行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、吸気弁６のバルブタイミングの切換中、第１燃料噴射の噴射時期（メイン噴射時期ＴＩＮＪＰ）を進角側に補正する第１燃料噴射時期補正手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ８２、８３）をさらに備えることを特徴とする。

吸気弁のバルブタイミングが火花点火燃焼モード用のバルブタイミングに切り換えられるのに伴い、吸気弁の開弁タイミングはより早くなる。この構成によれば、吸気弁のバルブタイミングの切換中、第１燃料噴射の噴射時期を進角側に補正する。したがって、第１燃料噴射の噴射時期を、バルブタイミングの切換に伴って変化する吸気弁の開弁タイミングに応じて適切に設定でき、それにより、燃焼モードの切換時にトルクを円滑に変化させ、トルクショックを抑制することができる。

前述した目的を達成するため、請求項５に係る発明は、可変動弁機構（吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３、排気Ｖ／Ｔ切換機構１４）により、吸気弁６のバルブタイミングおよび排気弁７のバルブタイミングをそれぞれ変更することによって、吸気弁６の閉弁期間と排気弁７の閉弁期間がオーバーラップした状態で、気筒Ｃ内の混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、オーバーラップの期間が圧縮着火燃焼モードよりも小さい状態で、気筒Ｃ内の混合気を火花による点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードとに、燃焼モードを切り換えて運転される内燃機関３の制御装置であって、内燃機関３の燃焼モードを決定する燃焼モード決定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１、図６）と、決定された燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードに切り換わったときに、排気弁７の圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミング（低速Ｖ／Ｔ）への切換動作を、吸気弁６の圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミング（低速Ｖ／Ｔ）への切換動作に優先して実行するバルブタイミング制御手段（ＥＣＵ２、図５のステップ２、図１９のステップ１４１〜１４４）と、可変動弁機構の応答性に基づき、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの動作遅れをそれぞれ表す動作遅れパラメータ（吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮ、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸ）を算出する動作遅れパラメータ算出手段（ＥＣＵ２、図１８のステップ１２４、１２５、１２７、１２８）と、を備え、バルブタイミング制御手段は、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードに切り換わったときに、算出された動作遅れパラメータに応じて、排気弁７のバルブタイミングの切換が、吸気弁６のバルブタイミングの切換よりも先に完了するように、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの切換動作を開始すること（図１９のステップ１４１〜１４４）を備えることを備えることを特徴とする。

本発明は、前述した請求項１に係る発明と同じ技術的観点に基づいている。本発明によれば、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードに切り換わったときに、排気弁の圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作を、吸気弁の圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作に優先して実行する。したがって、吸気弁のバルブタイミングが、排気弁のバルブタイミングよりも先に、圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングに切り換えられることがなくなるので、吸気弁および排気弁のバルブタイミングが、燃焼が不安定になりやすい組み合わせになることを回避でき、それにより、圧縮着火燃焼モードへの燃焼モードの切換時に、安定した燃焼状態を確保することができる。
また、可変動弁機構の応答性に基づき、吸気弁および排気弁のバルブタイミングの動作遅れをそれぞれ表す動作遅れパラメータを算出するとともに、燃焼モードが火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードに切り換わったときに、算出された動作遅れパラメータに応じて、排気弁のバルブタイミングの切換が、吸気弁のバルブタイミングの切換よりも先に完了するように、吸気弁および排気弁のバルブタイミングの切換動作を開始する。したがって、圧縮着火燃焼モードへの切換時に、優先して切り換えられるべき排気弁のバルブタイミングを確実に先に切り換えることができ、それにより、吸気弁および排気弁のバルブタイミングが、燃焼が不安定になりやすい組み合わせになることを回避することができる。また、排気弁のバルブタイミングが、実際に切換先の圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングになるのを待つことなく、吸気弁のバルブタイミングの切換動作を早期に開始できるので、その分、バルブタイミングの切換に要する全体時間を短縮でき、燃費の向上などを図ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、可変動弁機構は作動油によって駆動される油圧式のものであり、動作遅れパラメータ算出手段は、作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータ（エンジン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ）に応じて、切換動作が開始されてから切換が完了するまでの吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの動作遅れ期間（吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮ、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸ）を、動作遅れパラメータとしてそれぞれ算出し（図１８のステップ１２４、１２５、１２７、１２８）、バルブタイミング制御手段は、算出された吸気弁６および排気弁７の動作遅れ期間の相互の比較結果に基づいて、吸気弁６のバルブタイミングの切換動作を開始すること（図１８のステップ１２６、図１９のステップ１４３、１４４）を特徴とする。

可変動弁機構が油圧式の場合、その応答遅れは、作動油の圧力および温度に応じて変化する。この構成によれば、作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータに応じて、動作遅れパラメータを算出するので、その算出を適切に行うことができる。また、この動作遅れパラメータとして、切換動作が開始されてから切換が完了するまでの吸気弁および排気弁のバルブタイミングのそれぞれの動作遅れ期間を算出するとともに、両者の比較結果に基づいて、吸気弁のバルブタイミングの切換動作を開始する。したがって、優先して切り換えられるべき排気弁のバルブタイミングを確実に先に切り換えることができ、請求項５による前述した作用を良好に得ることができる。

請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載の内燃機関の制御装置において、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの切換中、気筒Ｃへの燃料の供給を、吸気行程において燃料を噴射する第１燃料噴射（メイン噴射）と、圧縮行程において気筒Ｃ内に燃料を直接、噴射する第２燃料噴射（付加噴射）によって、分割して実行する燃料供給手段（ポート燃料噴射弁１８、筒内燃料噴射弁１９、ＥＣＵ２）と、吸気弁６および排気弁７のバルブタイミングの切換中、圧縮着火燃焼モードによる混合気の燃焼を実行する圧縮着火燃焼実行手段と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、請求項３と同様、吸気弁および排気弁のバルブタイミングの切換中、燃料の供給を、吸気行程での第１燃料噴射と圧縮行程での第２燃料噴射により、分割して行うとともに、圧縮着火燃焼を実行することによって、燃焼モードの切換時に必要な燃料量を十分に確保できるとともに、圧縮着火燃焼を良好に行うことができる。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、吸気弁６のバルブタイミングの切換中、第１燃料噴射の噴射時期（メイン噴射時期ＴＩＮＪＰ）を遅角側に補正する第１燃料噴射時期補正手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ７９、８１）をさらに備えることを特徴とする。

吸気弁のバルブタイミングが圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングに切り換えられるのに伴い、吸気弁の開弁タイミングはより遅くなる。この構成によれば、吸気弁のバルブタイミングの切換中、第１燃料噴射の噴射時期を遅角側に補正する。したがって、第１燃料噴射の噴射時期を、バルブタイミングの切換に伴って変化する吸気弁の開弁タイミングに応じて適切に設定でき、それにより、燃焼モードの切換時にトルクを円滑に変化させ、トルクショックを抑制することができる。

本発明を適用した内燃機関の構成を概略的に示す図である。 内燃機関の制御装置を示すブロック図である。 吸気Ｖ／Ｔ切換機構の構成を模式的に示す図である。 吸気Ｖ／Ｔ切換機構および排気Ｖ／Ｔ切換機構によって変更される吸気弁および排気弁のバルブタイミングの組み合わせパターンを示す図である。 第１実施形態による内燃機関の制御処理のメインフローを示すフローチャートである。 図５の燃焼モード決定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 燃焼モードの決定に用いられるマップである。 図５のバルブタイミング判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５のバルブタイミング制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 バルブタイミング制御処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。 図５のバルブタイミングの遷移判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５のメイン噴射量の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５のメイン噴射時期の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５の付加噴射量の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５の付加噴射量の算出処理の残りの部分を示すフローチャートである。 図５の付加噴射時期の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 図５の内燃機関の制御処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態によるバルブタイミング判定処理を示すフローチャートである。 第２実施形態によるバルブタイミング制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示す、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３は、４つの気筒Ｃ（１つのみ図示）を有するガソリンエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されている。エンジン３の各気筒Ｃには、ピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃの間に燃焼室３ｄが形成されている。この燃焼室３ｄには、吸気通路４および排気通路５が接続されるとともに、吸気通路４の吸気ポート４ａおよび排気通路５の排気ポート５ａには、これらを開閉する吸気弁６および排気弁７がそれぞれ設けられている。

また、エンジン３には、吸気弁６を開閉するとともに、そのバルブタイミングを切り換えるための吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３と、排気弁７を開閉するとともに、そのバルブタイミングを切り換えるための排気Ｖ／Ｔ切換機構１４が設けられている。これらの吸気および排気Ｖ／Ｔ切換機構１３、１４は、互いに同じ構成を有するので、以下、これらを代表して、吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３の構成を説明する。

吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３は、吸気弁６のバルブタイミングを、低速バルブタイミングおよび高速バルブタイミングの２段階に切り換えるものである。図３に示すように、吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３は、吸気カムシャフト３１に一体に並列した状態で設けられた低速カム３２ａおよび高速カム３２ｂと、ロッカアームシャフト３３に回動自在に取り付けられ、低速カム３２ａおよび高速カム３２ｂによってそれぞれ押圧される低速ロッカアーム３４ａおよび高速ロッカアーム３４ｂを備えている。低速ロッカアーム３４ａは吸気弁６に当接している。

また、吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３は、上記の２つのロッカアーム３４ａ、３４ｂに選択的に係合し、それらの連結・遮断状態を切り換える切換ピン３５と、この切換ピン３５を駆動する駆動装置を備えている。図示しないが、この駆動装置は、エンジン３で駆動される油圧ポンプから供給される作動油を駆動源とする油圧式のものであり、その油路に設けられた吸気Ｖ／Ｔ制御弁３６（図２参照）により、切換ピン３５に作用する油圧を制御することによって、切換ピン３５を位置決めする。吸気Ｖ／Ｔ制御弁３６は、電磁弁で構成されており、その動作はＥＣＵ２によって制御される。

以上の構成により、図３（ａ）に示すように、２つのロッカアーム３４ａ、３４ｂが互いに遮断され、独立して回動するときには、吸気弁６は、低速カム３２ａのカムプロフィールに応じた所定の小さなリフトを有するバルブリフト曲線（図４（ｂ）（ｃ）参照）に従って駆動され、吸気弁６のバルブタイミング（以下「吸気Ｖ／Ｔ」という）は、低速バルブタイミング（低速Ｖ／Ｔ）に設定される。

一方、同図（ｂ）に示すように、切換ピン３５によって低速ロッカアーム３４ａと高速ロッカアーム３４ｂが互いに連結されているときには、吸気弁６は、高速カム３２ｂのカムプロフィールに応じた所定の大きなリフトを有するバルブリフト曲線（図４（ａ）（ｄ）参照）に従って駆動され、吸気Ｖ／Ｔは高速バルブタイミング（高速Ｖ／Ｔ）に設定される。

前述したように、排気Ｖ／Ｔ切換機構１４は、吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３とまったく同じ構成を有しており、排気弁７のバルブタイミングを切り換えるための排気Ｖ／Ｔ制御弁３７（図２参照）を備えている。

したがって、排気Ｖ／Ｔ制御弁３７をＥＣＵ２で制御することにより、排気弁７のバルブタイミング（以下「排気Ｖ／Ｔ」という）は、排気弁７が所定の小さなリフトを有するバルブリフト曲線（図４（ｂ）（ｄ）参照）に従って駆動される低速バルブタイミング（低速Ｖ／Ｔ）と、所定の大きなリフトを有するバルブリフト曲線（図４（ａ）（ｃ）参照）に従って駆動される高速バルブタイミング（高速Ｖ／Ｔ）に、切り換えて設定される。

また、上記のように吸気Ｖ／Ｔと排気Ｖ／Ｔが互いに独立して設定される結果、両者の組合わせパターン（以下「Ｖ／Ｔパターン」という）は、図４に示すパターンＡ〜Ｄの４通りになる。

例えば、エンジン３が高負荷運転状態のときには、Ｖ／Ｔパターンが、排気Ｖ／Ｔおよび吸気Ｖ／Ｔがいずれも高速Ｖ／ＴであるパターンＡに設定されるとともに、後述する火花点火燃焼が行われることで、高出力が得られる。一方、エンジン３が低回転・低負荷運転状態のときには、Ｖ／Ｔパターンが、排気Ｖ／Ｔおよび吸気Ｖ／Ｔがいずれも低速Ｖ／ＴであるパターンＢに設定される。これにより、排気弁７の閉弁タイミングが早くなり（早閉じ）、吸気弁６と排気弁７の閉弁期間がオーバーラップする、いわゆる「負のオーバーラップ」が生じることによって、燃焼室３ｄ内に既燃ガスが残留する内部ＥＧＲを得ながら圧縮着火燃焼が行われることで、燃費の向上が図られる。

さらに、エンジン３には、気筒Ｃごとに、点火プラグ１７、ポート燃料噴射弁１８および筒内燃料噴射弁１９が設けられている。点火プラグ１７は、シリンダヘッド３ｃに取り付けられており、火花を発生させることにより、気筒Ｃ内の混合気に点火を行う。ポート燃料噴射弁１８は、吸気通路４の吸気マニホルドに取り付けられており、吸気ポート４ａに向かって燃料を噴射する。また、筒内燃料噴射弁１９は、シリンダヘッド３ｃに取り付けられており、気筒Ｃ内に燃料を直接、噴射する。

これらの点火プラグ１７の点火時期、ポート燃料噴射弁１８および筒内燃料噴射弁１９のそれぞれの燃料噴射量および燃料噴射時期は、ＥＣＵ２によって設定されるとともに、ＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。

また、エンジン３のクランクシャフト３ａには、クランク角センサ２０および気筒判別センサ２１（図２参照）が設けられている。クランクシャフト３ａの回転に伴い、クランク角センサ２０は、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を出力し、気筒判別センサ２１は、気筒Ｃを判別するためのパルス信号であるＣＹＬ信号を出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒Ｃにおいてピストン３ｂが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。

また、ＣＹＬ信号は、クランク角７２０゜ごとに出力される。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出するとともに、上記の３つの信号に基づき、排気行程の開始時の下死点を基準位置（＝０°）として、クランク角ＣＡを気筒Ｃごとに算出する。

また、各気筒Ｃには、筒内圧センサ２２が設けられている（図２参照）。筒内圧センサ２２は、気筒Ｃ内の圧力（以下「筒内圧」という）ＰＣＹＬの変化量ΔＰＣＹＬを表す検出信号を、ＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づき、筒内圧ＰＣＹＬを算出する。

また、吸気通路４のスロットル弁１６よりも上流側には、エアフローセンサ２３が設けられている。エアフローセンサ２３は、吸気通路４を流れる空気の質量（以下「吸入空気量」という）ＧＡＩＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、ＥＣＵ２には、水温センサ２４からエンジン３の冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを表す検出信号が、アクセル開度センサ２５から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、それぞれ出力される（図２参照）。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２０〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の燃焼モードを決定するとともに、決定された燃焼モードに応じて、吸気・排気Ｖ／Ｔ切換機構１３、１４を介した吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔの制御や、ポート燃料噴射弁１８および筒内燃料噴射弁１９からの燃料噴射量および燃料噴射時期の制御などを含むエンジン３の制御処理を実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、燃焼モード決定手段、バルブタイミング制御手段、吸気バルブタイミング検出手段、排気バルブタイミング検出手段、燃料供給手段、圧縮着火燃焼実行手段、第２燃料噴射量増量手段、第２燃料噴射量減量手段、第１燃料噴射時期補正手段および動作遅れパラメータ算出手段に相当する。

上記の燃焼モードには、混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼を行う圧縮着火燃焼モード（以下、それぞれ「ＨＣＣＩ燃焼」「ＨＣＣＩ燃焼モード」という）と、混合気を点火プラグ１７から発生した火花による点火によって燃焼させる火花点火燃焼を行う火花点火燃焼モード（以下、それぞれ「ＳＩ燃焼」「ＳＩ燃焼モード」という）が含まれる。

このＳＩ燃焼モードでは、吸気・排気Ｖ／Ｔ切換機構１３、１４を制御することで、Ｖ／Ｔパターンを、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔがいずれも高速Ｖ／ＴであるパターンＡに設定するとともに、吸気行程においてポート燃料噴射弁１８から燃料を噴射することによって、燃焼室３ｄ内に比較的リッチな混合気を生成する。そして、圧縮行程において点火プラグ１７から火花を発生させ、この火花による点火で混合気が燃焼することによって、ＳＩ燃焼が行われる。

また、ＨＣＣＩ燃焼モードでは、Ｖ／Ｔパターンを、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔがいずれも低速Ｖ／ＴであるパターンＢに設定するとともに、吸気行程においてポート燃料噴射弁１８から比較的少量の燃料を噴射することによって、ＳＩ燃焼モードの場合よりもリーンな混合気を燃焼室３ｄ内に生成する。そして、この混合気を圧縮行程での圧縮による自着火によって燃焼させ、さらに、その燃焼により発生した熱によって、残りの混合気の自着火を誘発し、燃焼させることにより、ＨＣＣＩ燃焼が行われる。

さらに、ＳＩ燃焼モードとＨＣＣＩ燃焼モードとの間の燃焼モードの切換時には、Ｖ／Ｔパターンを、吸気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔで、排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／ＴであるパターンＤを経由するように制御するとともに、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔが切換先のＶ／Ｔに切り換えられるまでの間、ＨＣＣＩ燃焼が行われる（図４参照）。具体的には、吸気行程においてポート燃料噴射弁１８から燃料を噴射すること（メイン噴射）によって、均質な混合気を燃焼室３ｄ内に生成するとともに、圧縮行程において筒内燃料噴射弁１９から残りの燃料を気筒Ｃ内に直接、噴射すること（付加噴射）によって、すでに生成された混合気中に火種を形成する。そして、この火種を圧縮行程での圧縮によって燃焼させ、その燃焼を周囲の混合気に及ぼすことにより、ＨＣＣＩ燃焼が行われる。

図５は、ＥＣＵ２によって実行される、第１実施形態によるエンジン３の制御処理のメインフローを示す。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、燃焼モードの決定処理を実行する。

この燃焼モード決定処理は、エンジン３の燃焼モードをＳＩ燃焼モードまたはＨＣＣＩ燃焼モードのいずれとするかを決定するものであり、図６はそのサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ１１において、エンジン水温ＴＷが所定温度ＴＷＨＣＣＩよりも高いか否かを判別する。この所定温度ＴＷＨＣＣＩは、例えば、ＨＣＣＩ燃焼を実行可能な冷却水の温度範囲の下限値に設定されている。

このステップ１１の答がＮＯで、ＴＷ≦ＴＷＨＣＣＩのときには、エンジン３の燃焼モードをＳＩ燃焼モードに決定し、そのことを表すために、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩを「０」にセットし（ステップ１２）、本処理を終了する。

前記ステップ１１の答がＹＥＳのときには、エンジン３がＨＣＣＩ燃焼を実行可能なＨＣＣＩ領域にあるか否かを判別する（ステップ１３）。この判別は、図７に示すマップを用い、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが、このマップ中のＨＣＣＩ領域にあるか否かを判別することによって行われる。このマップでは、ＨＣＣＩ領域は、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤがいずれも小さい低回転・低負荷領域に設定されている。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。

このステップ１３の答がＮＯで、エンジン３がＨＣＣＩ領域にないときには、燃焼モードをＳＩ燃焼モードに決定し、前記ステップ１２において、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩを「０」にセットする。

一方、前記ステップ１３の答がＹＥＳで、エンジン３がＨＣＣＩ領域にあるときには、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードに決定し、そのことを表すために、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩを「１」にセットし（ステップ１４）、本処理を終了する。

図５に戻り、前記ステップ１に続くステップ２では、Ｖ／Ｔ制御処理を実行する。このＶ／Ｔ制御処理は、ステップ１で決定された燃焼モードと、後述するようにして判定された実際の吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔに応じて、吸気・排気Ｖ／Ｔ切換機構１３、１４を駆動し、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔを制御する処理である。

このＶ／Ｔ制御処理の前に、実際の吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔを判定する処理を、図８を参照して説明する。本処理は、ＣＲＫ信号の発生に同期して、気筒Ｃごとに実行される。本処理では、まずステップ２１において、そのときのクランク角ＣＡが、吸気行程の初期付近の所定の基準角ＣＡＲＥＦＩＮに等しいか否かを判別する。この答がＹＥＳで、ＣＡ＝ＣＡＲＥＦＩＮのときには、検出された筒内圧ＰＣＹＬが吸気Ｖ／Ｔの判定用の所定値ＰＲＥＦＩＮ以下であるか否かを判別する（ステップ２２）。

この答がＹＥＳのときには、吸気行程の初期における筒内圧ＰＣＹＬが小さいことから、このタイミングで吸気弁６が比較的大きく開いていると推定されるため、吸気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔであると判定し（図４参照）、そのことを表すために、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡを「０」にセットする（ステップ２３）。一方、上記ステップ２２の答がＮＯのときには、吸気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔであると判定し、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡを「１」にセットする（ステップ２４）。

前記ステップ２１の答がＮＯのときには、クランク角ＣＡが、排気行程の終期付近の所定の基準角ＣＡＲＥＦＥＸに等しいか否かを判別する（ステップ２５）。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する一方、ＹＥＳで、ＣＡ＝ＣＡＲＥＦＥＸのときには、筒内圧ＰＣＹＬが排気Ｖ／Ｔの判定用の所定値ＰＲＥＦＥＸ以下であるか否かを判別する（ステップ２６）。

この答がＹＥＳのときには、排気行程の終期における筒内圧ＰＣＹＬが小さいことから、このタイミングで排気弁７がまだ開いている（早閉じではない）と推定されるため、排気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔであると判定し（図４参照）、そのことを表すために、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡを「０」にセットし（ステップ２７）、本処理を終了する。一方、上記ステップ２６の答がＮＯのときには、排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔであると判定し、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡを「１」にセットした（ステップ２８）後、本処理を終了する。

図９は、前記ステップ２で実行されるＶ／Ｔ制御処理のサブルーチンである。本処理では、まずステップ３１において、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判定する。この答がＹＥＳで、決定された燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードのときには、排気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＳを「１」にセットする（ステップ３２）。このようにＦ＿ＶＴＥＣＥＸＳ＝１にセットされると、ＥＣＵ２から排気Ｖ／Ｔ制御弁３７に、排気Ｖ／ＴをＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに設定するための制御信号が出力され、低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される。

上記ステップ３２に続くステップ３３では、すべての気筒Ｃについて、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯのとき、すなわち、上記ステップ３２において低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始された後、少なくとも１つの気筒Ｃにおいて、排気Ｖ／Ｔの切換がまだ完了していないときには、そのまま本処理を終了する。

一方、上記ステップ３３の答がＹＥＳで、すべての気筒Ｃにおいて、低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換が完了したときには、吸気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＳを「１」にセットし（ステップ３４）、本処理を終了する。このようにＦ＿ＶＴＥＣＩＮＳ＝１にセットされると、ＥＣＵ２から吸気Ｖ／Ｔ制御弁３６に、吸気Ｖ／ＴをＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに設定するための制御信号が出力され、低速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される。

前記ステップ３１の答がＮＯで、決定された燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、吸気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＳを「０」にセットする（ステップ３５）。このようにＦ＿ＶＴＥＣＩＮＳ＝０にセットされると、ＥＣＵ２から吸気Ｖ／Ｔ制御弁３６に、吸気Ｖ／ＴをＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに設定するための制御信号が出力され、高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される。

上記ステップ３５に続くステップ３６では、すべての気筒Ｃについて、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡが「０」であるか否かを判別する。この答がＮＯのとき、すなわち、上記ステップ３５において高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始された後、少なくとも１つの気筒Ｃにおいて、吸気Ｖ／Ｔの切換がまだ完了していないときには、そのまま本処理を終了する。

一方、上記ステップ３６の答がＹＥＳで、すべての気筒Ｃにおいて、高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換が完了したときには、排気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＳを「０」にセットし（ステップ３７）、本処理を終了する。このようにＦ＿ＶＴＥＣＥＸＳ＝０にセットされると、ＥＣＵ２から排気Ｖ／Ｔ制御弁３７に、排気Ｖ／ＴをＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに設定するための制御信号が出力され、高速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される。

以上のＶ／Ｔ制御から明らかなように、また図１０に示すように、ＳＩ燃焼モードからＨＣＣＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時には（Ｆ＿ＨＣＣＩ：０→１）、その決定と同時に低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される（Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＳ←１、ｔ１）。その後、すべての気筒Ｃにおいて、排気Ｖ／Ｔの切換が実際に完了したと判定された時点で（Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＡ＝１、ｔ２）、低速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される（Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＳ←１）。その結果、図１０に示すように、ＳＩ燃焼モードからＨＣＣＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時には、Ｖ／Ｔパターンは、Ａ→Ｄ→Ｂの順で推移する。したがって、Ｖ／Ｔパターンが、燃焼が不安定になりやすいパターンＣになることを確実に回避でき、安定した燃焼状態を確保することができる。

また、ＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時には（Ｆ＿ＨＣＣＩ：１→０）、その決定と同時に高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される（Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＳ←０、ｔ４）。その後、すべての気筒Ｃにおいて、吸気Ｖ／Ｔの切換が実際に完了したと判定された時点で（Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＡ＝０、ｔ５）、高速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始される（Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＳ←０）。その結果、図１０に示すように、ＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時には、Ｖ／Ｔパターンは、Ｂ→Ｄ→Ａの順で推移する。したがって、この切換時においても、Ｖ／Ｔパターンが、燃焼が不安定になりやすいパターンＣになることを確実に回避でき、安定した燃焼状態を確保することができる。

図５に戻り、前記ステップ２に続くステップ３では、Ｖ／Ｔ遷移判定処理を実行する。このＶ／Ｔ遷移判定処理は、燃焼モードの切換に伴い、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔが切換先の燃焼モード用のＶ／Ｔに切り換えられる途中（遷移中）であるか否かを判定する処理である。図１１はそのサブルーチンを示す。

本処理では、まずステップ４１において、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードのときには、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡが「０」であるか否かを判別する（ステップ４２）。この答がＹＥＳのときには、前述したＶ／Ｔ制御処理により、ＨＣＣＩ燃焼モードへの切換時に遅れて切換動作が開始される吸気Ｖ／Ｔが、まだＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっていないため、Ｖ／Ｔ遷移中であるとして、そのことを表すために、Ｖ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲを「１」にセットし（ステップ４３）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ４２の答がＮＯのときには、吸気Ｖ／ＴがすでにＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっているため、Ｖ／Ｔ遷移中でないとして、Ｖ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲを「０」にセットし（ステップ４４）、本処理を終了する。

前記ステップ４１の答がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ４５）。この答がＹＥＳのときには、Ｖ／Ｔ制御処理により、ＳＩ燃焼モードへの切換時に遅れて切換動作が開始される排気Ｖ／Ｔが、まだＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっていないため、Ｖ／Ｔ遷移中であるとして、Ｖ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲを「１」にセットし（ステップ４６）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ４５の答がＮＯのときには、排気Ｖ／ＴがすでにＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっているため、Ｖ／Ｔ遷移中でないとして、Ｖ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲを「０」にセットし（ステップ４７）、本処理を終了する。

図５に戻り、前記ステップ３に続くステップ４〜７では、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦ、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰ、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦおよび付加噴射時期ＴＩＮＪＡＤの算出処理をそれぞれ実行し、本処理を終了する。ここで、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦおよびメイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、吸気行程においてポート燃料噴射弁１８から噴射されるメイン噴射の燃料噴射量および燃料噴射時期であり、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦおよび付加噴射時期ＴＩＮＪＡＤは、圧縮行程において筒内燃料噴射弁１９から付加的に噴射される付加噴射の燃料噴射量および燃料噴射時期である。以下、これらの算出処理を、それぞれのサブルーチンに基づいて説明する。

図１２に示すメイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦの算出処理では、まずステップ５１において、吸入空気量ＧＡＩＲに応じ、所定のテーブル（図示せず）を検索することによって、テーブル値ＧＦＭＡＦＭＴを求め、１気筒当たりのストイキ相当の要求燃料量ＧＦＭＡＦＭとして算出する。次に、算出した要求燃料量ＧＦＭＡＦＭに目標空燃比ＫＣＭＤを乗算した値を、ＳＩ燃焼に必要なＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳとして算出する（ステップ５２）。なお、目標空燃比ＫＣＭＤは当量比で表される。

次に、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＧＦＭＨ１ＭＰを求め、通常のＨＣＣＩ燃焼に必要な第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１として算出する（ステップ５３）。ＨＣＣＩ燃焼はＳＩ燃焼よりも燃焼効率が高いため、エンジン３の同じ運転条件に対し、第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１は、上記のＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳよりも小さな値に設定される。

次に、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＧＦＭＨ２ＭＰを求め、Ｖ／Ｔ遷移中のＨＣＣＩ燃焼に必要な第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２として算出する（ステップ５４）。Ｖ／Ｔ遷移中のＨＣＣＩ燃焼の燃焼効率は、ＳＩ燃焼と通常のＨＣＣＩ燃焼の中間の値を示すため、エンジン３の同じ運転条件に対し、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２は、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳと第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１との中間の値に設定される。

次に、図１１のＶ／Ｔ遷移判定処理でセットされたＶ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ５５）。この答がＮＯで、Ｖ／Ｔ遷移中でないときには、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ５６）。

この答がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦを、前記ステップ５２で算出されたＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳに設定し（ステップ５７）、本処理を終了する。一方、ステップ５６の答がＹＥＳで、燃焼モードが通常のＨＣＣＩ燃焼モードのときには、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦを、前記ステップ５３で算出された第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１に設定し（ステップ５８）、本処理を終了する。

前記ステップ５５の答がＹＥＳで、Ｖ／Ｔ遷移中のときには、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ５９）。この答がＹＥＳで、ＨＣＣＩ燃焼モードへのＶ／Ｔ遷移中のときには、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡが「０」であるか否かを判別する（ステップ６０）。

この答がＹＥＳで、Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＡ＝０のとき、すなわち、先に切換動作が開始される排気Ｖ／ＴがまだＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦを、前記ステップ５４で算出された第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２に設定し（ステップ６１）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ６０の答がＮＯで、排気Ｖ／ＴがすでにＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっているときには、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦを第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１に設定し（ステップ６２）、本処理を終了する。

前記ステップ５９の答がＮＯで、ＳＩ燃焼モードへのＶ／Ｔ遷移中のときには、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ６３）。

この答がＹＥＳで、Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＡ＝１のとき、すなわち、先に切換動作が開始される吸気Ｖ／ＴがまだＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦを第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１に設定し（ステップ６４）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ６３の答がＮＯで、吸気Ｖ／ＴがすでにＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっているときには、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦを第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２に設定し（ステップ６５）、本処理を終了する。

図１３は、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰの算出処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ７１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＴＩＮＪＰＳＭＡＰを求め、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳとして算出する。

次に、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＴＩＮＪＰＨＭＡＰを求め、ＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨとして算出する（ステップ７２）。ＨＣＣＩ燃焼時には、吸気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに設定されることから、ＳＩ燃焼時よりも吸気弁６の開弁タイミングが遅いため、ＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨは、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳよりも小さな値に、すなわち遅角側に設定されている。

次に、Ｖ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲが「１」であるか否かを判別する（ステップ７３）。この答がＮＯで、Ｖ／Ｔ遷移中でないときには、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ７４）。

この答がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰを、前記ステップ７１で算出されたＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳに設定し（ステップ７５）、本処理を終了する。一方、ステップ７４の答がＹＥＳで、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードのときには、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰを、前記ステップ７２で算出されたＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨに設定し（ステップ７６）、本処理を終了する。

前記ステップ７３の答がＹＥＳで、Ｖ／Ｔ遷移中のときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＤＩＮＪＴＲＭを求め、補正量ＤＩＮＪＴＲとして算出する（ステップ７７）。

次に、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ７８）。この答がＹＥＳで、ＨＣＣＩ燃焼モードへのＶ／Ｔ遷移中のときには、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡが「０」であるか否かを判別する（ステップ７９）。

この答がＹＥＳのとき、すなわち、先に切換動作が開始される排気Ｖ／ＴがまだＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっておらず、したがって、吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始されていないときには、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰをＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳに維持し（ステップ８０）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ７９の答がＮＯで、排気Ｖ／ＴがＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっており、吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始されているときには、そのときのメイン噴射時期ＴＩＮＪＰから前記ステップ７７で設定された補正量ＤＩＮＪＴＲを減算した値を、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰとして設定し（ステップ８１）、本処理を終了する。これにより、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、補正量ＤＩＮＪＴＲずつ遅角側に徐々に補正される。なお、図示しないが、このときのメイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨを下回らないように、すなわちＨＣＣＩ燃焼時よりも遅角側にならないようにリミット処理される。

前記ステップ７８の答がＮＯで、ＳＩ燃焼モードへのＶ／Ｔ遷移中のときには、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ８２）。

この答がＹＥＳのとき、すなわち、先に切換動作が開始される吸気Ｖ／ＴがまだＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、そのときのメイン噴射時期ＴＩＮＪＰに補正量ＤＩＮＪＴＲを加算した値を、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰとして設定し（ステップ８３）、本処理を終了する。これにより、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、補正量ＤＩＮＪＴＲずつ進角側に徐々に補正される。なお、図示しないが、このときのメイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳを上回らないように、すなわちＳＩ燃焼時よりも進角側にならないようにリミット処理される。

一方、上記ステップ８２の答がＮＯで、吸気Ｖ／ＴがすでにＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっているときには、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰをＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳに設定し（ステップ８４）、本処理を終了する。

図１４および図１５は、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦの算出処理のサブルーチンを示す。本処理では、まずステップ９１において、Ｖ／Ｔ遷移中フラグＦ＿ＣＭＣＧＴＲが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、Ｖ／Ｔ遷移中でないときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを０に設定する（ステップ９２）。

一方、ステップ９１の答がＮＯで、Ｖ／Ｔ遷移中のときには、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ９３）。この答がＹＥＳで、ＨＣＣＩ燃焼モードへのＶ／Ｔ遷移中のときには、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡが「０」であるか否かを判別する（ステップ９４）。

この答がＹＥＳで、Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＡ＝０のとき、すなわち、排気Ｖ／ＴがまだＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳと第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２との差（＝ＧＯＵＴＩＮＳ−ＧＯＵＴＩＮＨ２）に設定する（ステップ９５）。

上記ステップ９４の答がＮＯで、排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わっているときには、実排気Ｖ／Ｔフラグの前回値Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＡＺが「０」であるか否かを判別する（ステップ９６）。この答がＹＥＳのとき、すなわち、今回が排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わった直後に相当するときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを０に設定し（ステップ９７）、付加噴射を停止する。

上記ステップ９６の答がＮＯで、排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わった直後でないときには、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡが「０」であるか否かを判別する（ステップ９８）。この答がＹＥＳで、吸気Ｖ／ＴがまだＨＣＣＩ燃焼モード用の低速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２と第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１との差（＝ＧＯＵＴＩＮＨ２−ＧＯＵＴＩＮＨ１）に設定する（ステップ９９）。

一方、上記ステップ９８の答がＮＯで、吸気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わったときには、前記ステップ９７に進み、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを０に設定し、付加噴射を停止する。

前記ステップ９３の答がＮＯで、ＳＩ燃焼モードへのＶ／Ｔ遷移中のときには、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ１００）。この答がＹＥＳで、吸気Ｖ／ＴがまだＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを０に設定する（ステップ１０１）。

上記ステップ１００の答がＮＯで、吸気Ｖ／Ｔがすでに高速Ｖ／Ｔに切り換わっているときには、実吸気Ｖ／Ｔフラグの前回値Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＡＺが「１」であるか否かを判別する（ステップ１０２）。この答がＹＥＳのとき、すなわち、今回が吸気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わった直後に相当するときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２と第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１との差（＝ＧＯＵＴＩＮＨ２−ＧＯＵＴＩＮＨ１）に設定する（ステップ１０３）。

上記ステップ１０２の答がＮＯで、吸気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わった直後でないときには、実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ１０４）。この答がＹＥＳで、排気Ｖ／ＴがまだＳＩ燃焼モード用の高速Ｖ／Ｔに切り換わっていないときには、前記ステップ１０１に進み、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを０に設定する。

一方、上記ステップ１０４の答がＮＯで、排気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わったときには、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳと第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２との差（＝ＧＯＵＴＩＮＳ−ＧＯＵＴＩＮＨ２）に設定する（ステップ１０５）。

付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦを上述したように設定した後には、実吸気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＡおよび実排気Ｖ／ＴフラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡを、それぞれ前回値Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＡＺおよびＦ＿ＶＴＥＣＥＸＡＺにシフトし（ステップ１０６、１０７）、本処理を終了する。

図１６は、付加噴射時期ＴＩＮＪＡＤの算出処理のサブルーチンを示す。本処理では、ステップ１１１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＴＩＮＪＡＤＭＰを求め、付加噴射時期ＴＩＮＪＡＤとして算出する。

図１７は、これまでに説明したエンジン３の制御処理によって得られる動作例を示す。燃焼モード（Ｆ＿ＨＣＣＩ）の切換に伴う、吸気Ｖ／Ｔ指令（Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＳ）、排気Ｖ／Ｔ指令（Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＳ）、実吸気Ｖ／Ｔ（Ｆ＿ＶＴＥＣＩＮＡ）、排気Ｖ／Ｔ（Ｆ＿ＶＴＥＣＥＸＡ）およびＶ／Ｔパターンの推移については、図１０を参照しながら、すでに説明したとおりである。

燃焼モードがＳＩ燃焼モードからＨＣＣＩ燃焼モードに切り換わると、その後、排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わるまでの間（ｔ１〜ｔ２）、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦは、Ｖ／Ｔ遷移中用の第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２に設定され（ステップ６１）、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦは、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳと第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２との差（＝ＧＯＵＴＩＮＳ−ＧＯＵＴＩＮＨ２）に設定される（ステップ９５）。その結果、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦと付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦとを合わせた総燃料噴射量Ｇｆｕｅｌは、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳと等しくなる。また、この間、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳに維持される（ステップ８０）。

その後、排気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わると（ｔ２）、その直後に１回のみ、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦが０に設定され（ステップ９７）、付加噴射が停止される。

その後、吸気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わるまでの間（ｔ２〜ｔ３）、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦは、通常時用の第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１に設定され（ステップ６２）、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦは、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２と第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１との差（＝ＧＯＵＴＩＮＨ２−ＧＯＵＴＩＮＨ１）に設定される（ステップ９９）。その結果、総燃料噴射量Ｇｆｕｅｌは、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２と等しくなる。また、この間、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳを初期値として、補正量ＤＩＮＪＴＲにより遅角側に徐々に補正される（ステップ８１）。

その後、吸気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わると（ｔ３）、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦが０に設定され（ステップ９７）、付加噴射が停止される。その後は、Ｖ／Ｔの遷移期間の終了に伴って、通常のＨＣＣＩ燃焼モード用の燃料噴射制御に移行し、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦは、第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１に設定され（ステップ５８）、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨに設定される（ステップ７６）。

その後、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換わると、吸気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わるまでの間（ｔ４〜ｔ５）、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦは、第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１に維持され（ステップ６４）、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦは０に設定される（ステップ１０１）。この間、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨを初期値として、補正量ＤＩＮＪＴＲにより進角側に徐々に補正される（ステップ８３）。

その後、吸気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わると（ｔ５）、その直後に付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦが、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２と第１ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ１との差（＝ＧＯＵＴＩＮＨ２−ＧＯＵＴＩＮＨ１）に設定され（ステップ１０３）、付加噴射が１回だけ実行される。

その後、排気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わるまでの間（ｔ５〜ｔ６）、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦは、第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２に設定され（ステップ６５）、付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦは０に設定される（ステップ１０１）。この間、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳに維持される（ステップ８４）。

その後、排気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わると（ｔ６）、その直後に付加噴射量ＧＯＵＴＡＤＦが、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳと第２ＨＣＣＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＨ２との差（＝ＧＯＵＴＩＮＳ−ＧＯＵＴＩＮＨ２）に設定され（ステップ１０５）、付加噴射が１回だけ実行される。その後は、Ｖ／Ｔの遷移期間の終了に伴って、通常のＳＩ燃焼モード用の燃料噴射制御に移行し、メイン噴射量ＧＯＵＴＰＩＦは、ＳＩ燃焼用燃料量ＧＯＵＴＩＮＳに設定され（ステップ５７）、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰは、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳに設定される（ステップ７５）。

以上の燃料噴射制御によれば、燃焼モードの切換に伴うＶ／Ｔ遷移中に、気筒Ｃへの燃料の供給を、吸気行程におけるポート燃料噴射弁１８からのメイン噴射と、圧縮行程における筒内燃料噴射弁１９からの付加噴射によって、分割して行うので、このときに必要な燃料量を十分に確保することができる。また、吸気行程におけるメイン噴射による燃料によって気筒Ｃ内に均質な混合気を生成し、その後、圧縮行程における付加噴射により気筒Ｃ内に直接、噴射される燃料によって、混合気中に火種を形成した状態で、ＨＣＣＩ燃焼を行うので、ＨＣＣＩ燃焼を良好に行うことができる。

また、ＨＣＣＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時、排気Ｖ／Ｔおよび吸気Ｖ／Ｔが低速Ｖ／Ｔに切り換わった直後にそれぞれ、付加噴射を停止するので（ステップ９７）、燃焼効率の向上に伴うトルクの増大、およびそれに起因するトルクショックを抑制することができる。同様に、ＳＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔが高速Ｖ／Ｔに切り換わった直後にそれぞれ、１回のみ付加噴射を実行するので（ステップ１０３、１０５）、燃焼効率の低下に伴うトルクの減少、およびそれに起因するトルクショックを抑制することができる。

また、ＨＣＣＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時に、吸気Ｖ／Ｔがその切換動作の開始後、低速Ｖ／Ｔに実際に切り換わるまでの間、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰを、ＳＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＳから補正量ＤＩＮＪＴＲずつ遅角側に徐々に補正する（ステップ８０）。また、ＳＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換時に、吸気Ｖ／Ｔがその切換動作の開始後、高速Ｖ／Ｔに実際に切り換わるまでの間、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰを、ＨＣＣＩ燃焼用噴射時期ＴＩＮＪＰＨから補正量ＤＩＮＪＴＲずつ進角側に徐々に補正する（ステップ８３）。したがって、メイン噴射時期ＴＩＮＪＰを、吸気Ｖ／Ｔの変化に伴う吸気弁６の実際の開弁タイミングの変化に応じて適切に設定でき、それにより、燃焼モードの切換時にトルクを円滑に変化させ、トルクショックを抑制することができる。

次に、図１８および図１９を参照しながら、本発明の第２実施形態によるＶ／Ｔ制御処理について説明する。前述した第１実施形態では、燃焼モードの切換時に、実際の吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔを検出し、その検出結果に基づいて、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔの切換動作を開始するのに対し、本実施形態は、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔの動作遅れを推定し、その結果に基づいて、吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔの切換動作を開始するものである。

図１８のＶ／Ｔ判定処理では、まずステップ１２１において、後述する指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯを前回値ＤＶＴＥＣＯＺにシフトする。次に、現在のＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩがその前回値Ｆ＿ＨＣＣＩＺに等しいか否かを判定する（ステップ１２２）。この答がＮＯで、今回が燃焼モードが切り換わった直後に相当するときには、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判定する（ステップ１２３）。

この答がＹＥＳで、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードに切り換わった直後のときには、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン水温ＴＷに応じ、低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換用の所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＣＶＴＥＣＥＬＭを求め、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸとして算出する（ステップ１２４）。

このマップ値ＣＶＴＥＣＥＬＭは、低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始された後、排気Ｖ／Ｔの切換が実際に完了するまでの遅れをあらかじめ求め、ＴＤＣ数として表したものである。マップ値ＣＶＴＥＣＥＬＭは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、排気Ｖ／Ｔ切換機構１４の作動油の油圧が上昇しやすいことから、より小さな値に設定され、またエンジン水温ＴＷが低いほど、作動油の応答性が低いことから、より大きな値に設定されている。このことは、後述する同種のマップ値についても同様である。

次に、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン水温ＴＷに応じ、低速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換用の所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＣＶＴＥＣＬＭを求め、吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮとして算出する（ステップ１２５）。このマップ値ＣＶＴＥＣＬＭは、低速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始された後、吸気Ｖ／Ｔの切換が実際に完了するまでの遅れを、ＴＤＣ数として表したものである。

次に、算出した排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸおよび吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮを用い、次式（１）によって、ＨＣＣＩ燃焼モードへの切換用の指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯを算出する（ステップ１２６）。
ＤＶＴＥＣＯ＝ＣＶＴＥＣＥＸ−ＣＶＴＥＣＩＮ＋１ ・・・（１）

この場合の指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯは、ＨＣＣＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換と同時に低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作を開始した後、低速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作を開始するまでの遅れＴＤＣ数に相当する。また、式（１）の右辺第３項の「＋１」は、１燃焼サイクルの行程を「排気」→「吸気」→「圧縮」→「膨張」としている関係から、排気Ｖ／Ｔの切換動作に対して、吸気Ｖ／Ｔの切換動作を１行程分、遅らせる必要があるためである。

一方、前記ステップ１２３の答がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードに切り換わった直後のときには、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン水温ＴＷに応じ、高速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換用の所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＣＶＴＥＣＥＨＭを求め、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸとして算出する（ステップ１２７）。このマップ値ＣＶＴＥＣＥＨＭは、高速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作が開始された後、排気Ｖ／Ｔの切換が実際に完了するまでの遅れを、ＴＤＣ数として表したものである。

次に、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン水温ＴＷに応じ、高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換用の所定のマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＣＶＴＥＣＨＭを求め、吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮとして算出する（ステップ１２８）。このマップ値ＣＶＴＥＣＨＭは、高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作が開始された後、吸気Ｖ／Ｔの切換が実際に完了するまでの遅れを、ＴＤＣ数として表したものである。

次に、算出した排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸおよび吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮを用い、次式（２）によって、ＳＩ燃焼モードへの切換用の指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯを算出する（ステップ１２９）。
ＤＶＴＥＣＯ＝ＣＶＴＥＣＩＮ−ＣＶＴＥＣＥＸ−１ ・・・（２）

この場合の指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯは、ＳＩ燃焼モードへの燃焼モードの切換と同時に高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作を開始した後、高速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作を開始するまでの遅れＴＤＣ数に相当する。また、式（２）の右辺第３項の「−１」は、吸気Ｖ／Ｔの切換動作をに対して、排気Ｖ／Ｔの切換動作を１行程分、早くする必要があるためである。

前記ステップ１２２の答がＹＥＳで、燃焼モードが切り換わった直後でないときには、指令ディレイカウンタ値の前回値ＤＶＴＥＣＯＺから値１を減算することによって、指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯをデクリメントする（ステップ１３０）。

前記ステップ１２６、１２９または１３０の後には、ステップ１３１および１３２において、指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯの０リミット処理を行い、本処理を終了する。具体的には、算出した指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯが０よりも小さいか否かを判別し（ステップ１３１）、その答がＮＯのときにはそのまま本処理を終了し、ＹＥＳで、ＤＶＴＥＣＯ＜０のときには、指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯを０に設定する（ステップ１３２）。

図１９に示すＶ／Ｔ制御処理では、まずステップ１４１において、ＨＣＣＩ燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判定する。この答がＹＥＳで、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードのときには、排気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＳを「１」にセットする（ステップ１４２）ことによって、排気Ｖ／Ｔを低速Ｖ／Ｔに切り換える。

次に、Ｖ／Ｔ判定処理で算出された指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯが０に等しいか否かを判別する（ステップ１４３）。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、このステップ１４３の答がＹＥＳで、指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯが０になったときには、吸気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＳを「１」にセットする（ステップ１４４）ことによって、低速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換動作を開始し、本処理を終了する。

前記ステップ１４１の答がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、吸気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＩＮＳを「０」にセットする（ステップ１４５）ことによって、吸気Ｖ／Ｔを高速Ｖ／Ｔに切り換える。

次に、指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯが０に等しいか否かを判別する（ステップ１４６）。この答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、このステップ１４３の答がＹＥＳで、指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯが０になったときには、排気Ｖ／Ｔ指令フラグＦ＿ＶＴＥＣＥＸＳを「０」にセットする（ステップ１４７）ことによって、高速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換動作を開始し、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、燃焼モードの切換時に、油圧式の吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３および排気Ｖ／Ｔ切換機構１４の応答性に影響を及ぼすエンジン回転数ＮＥおよびエンジン水温ＴＷに応じて、排気Ｖ／Ｔおよび吸気Ｖ／Ｔの動作遅れをそれぞれ表す排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸおよび吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮを算出する。そして、これらの動作遅れパラメータを用い、式（１）または（２）によって算出された指令ディレイカウンタ値ＤＶＴＥＣＯに基づき、排気Ｖ／Ｔおよび吸気Ｖ／Ｔの切換動作を開始する。

したがって、ＨＣＣＩ燃焼モードへの切換時には、低速Ｖ／Ｔへの排気Ｖ／Ｔの切換を吸気Ｖ／Ｔの切換よりも先に完了させ、ＳＩ燃焼モードへの切換時には、高速Ｖ／Ｔへの吸気Ｖ／Ｔの切換を排気Ｖ／Ｔの切換よりも先に完了させることができる。その結果、Ｖ／Ｔパターンが、燃焼が不安定になりやすいパターンＣになることを回避でき、安定した燃焼状態を確保することができる。また、第１実施形態と異なり、先に切換動作を開始した吸気Ｖ／Ｔまたは排気Ｖ／Ｔが、実際に切換先の燃焼モード用のＶ／Ｔに切り換わるのを待つことなく、他方のＶ／Ｔの切換動作を早期に開始できるので、その分、Ｖ／Ｔの切換に要する全体時間を短縮でき、燃費の向上などを図ることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、排気弁７のバルブタイミングを変更する可変動弁機構として、バルブタイミングを低速Ｖ／Ｔおよび高速Ｖ／Ｔの２段階に切換可能なタイプのものを用いているが、これに限らず、例えば、クランクシャフト３ａに対する排気カムの位相を変更するタイプのものを用いてもよく、あるいは、排気弁のリフトおよび排気カム位相の双方を変更可能なものでもよい。このことは、吸気弁６のバルブタイミングを変更する可変動弁機構についても同様である。

また、第１実施形態では、実際の吸気Ｖ／Ｔおよび排気Ｖ／Ｔの検出を、基準のクランク角ＣＡにおいて検出された筒内圧ＰＣＹＬに基づいて行っているが、その検出手法は任意である。さらに、第１実施形態では、燃焼モードの切換に伴うＶ／Ｔ遷移中の吸気行程におけるメイン噴射を、ポート燃料噴射弁１８を用いて行っているが、筒内燃料噴射弁１９を用いて行ってもよい。

また、第２実施形態では、排気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＥＸおよび吸気Ｖ／Ｔ遅れ数ＣＶＴＥＣＩＮを算出する際に、油圧式の吸気Ｖ／Ｔ切換機構１３および排気Ｖ／Ｔ切換機構１４の応答性に影響を及ぼす、作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータとして、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン水温ＴＷを用いているが、他の適当なパラメータ、例えば作動油の油温を用いてもよい。

さらに、第２実施形態として、Ｖ／Ｔ判定処理およびＶ／Ｔ制御処理についてのみ説明したが、これらの制御手法を第１実施形態の燃料噴射制御と組み合わせてもよいことはもちろんである。

また、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外の各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランクシャフトを鉛直に配置した船外機などの船舶推進機用のエンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

２ ＥＣＵ（燃焼モード決定手段、バルブタイミング制御手段、吸気バルブタイミング 検出手段、排気バルブタイミング検出手段、燃料供給手段、圧縮着火燃焼 実行手段、第２燃料噴射量増量手段、第２燃料噴射量減量手段、第１燃料 噴射時期補正手段、動作遅れパラメータ算出手段）
３ エンジン
６ 吸気弁
７ 排気弁
１３ 吸気Ｖ／Ｔ切換機構（可変動弁機構）
１４ 排気Ｖ／Ｔ切換機構（可変動弁機構）
１７ 点火プラグ
１８ ポート燃料噴射弁（燃料供給手段）
１９ 筒内燃料噴射弁（燃料供給手段）
２２ 筒内圧センサ（吸気バルブタイミング検出手段、排気バルブタイミング検出手段）
Ｃ 気筒
ＮＥ エンジン回転数（作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメー タ）
ＴＷ エンジン水温（作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータ）
ＧＯＵＴＡＤＦ 付加噴射量（第２燃料噴射の噴射量）
ＴＩＮＪＰ メイン噴射時期（第１燃料噴射の噴射時期）
ＣＶＴＥＣＩＮ 吸気Ｖ／Ｔ遅れ数（動作遅れパラメータ、動作遅れ期間）
ＣＶＴＥＣＥＸ 排気Ｖ／Ｔ遅れ数（動作遅れパラメータ、動作遅れ期間）

Claims (8)

1. 可変動弁機構により、吸気弁のバルブタイミングおよび排気弁のバルブタイミングをそれぞれ変更することによって、前記吸気弁の閉弁期間と前記排気弁の閉弁期間がオーバーラップした状態で、気筒内の混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、前記オーバーラップの期間が前記圧縮着火燃焼モードよりも小さい状態で、前記気筒内の混合気を火花による点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードとに、燃焼モードを切り換えて運転される内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の燃焼モードを決定する燃焼モード決定手段と、
   当該決定された燃焼モードが前記圧縮着火燃焼モードから前記火花点火燃焼モードに切り換わったときに、前記吸気弁の前記火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作を、前記排気弁の前記火花点火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作に優先して実行するバルブタイミング制御手段と、
   前記可変動弁機構の応答性に基づき、前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの動作遅れをそれぞれ表す動作遅れパラメータを算出する動作遅れパラメータ算出手段と、を備え、
   前記バルブタイミング制御手段は、前記燃焼モードが前記圧縮着火燃焼モードから前記火花点火燃焼モードに切り換わったときに、前記算出された動作遅れパラメータに応じて、前記吸気弁のバルブタイミングの切換が、前記排気弁のバルブタイミングの切換よりも先に完了するように、前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの切換動作を開始することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記可変動弁機構は作動油によって駆動される油圧式のものであり、
   前記動作遅れパラメータ算出手段は、前記作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータに応じて、切換動作が開始されてから切換が完了するまでの前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングのそれぞれの動作遅れ期間を、前記動作遅れパラメータとして算出し、
   前記バルブタイミング制御手段は、前記算出された前記吸気弁および前記排気弁の動作遅れ期間の相互の比較結果に基づいて、前記排気弁のバルブタイミングの切換動作を開始することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの切換中、前記気筒への燃料の供給を、吸気行程において燃料を噴射する第１燃料噴射と、圧縮行程において前記気筒内に燃料を直接、噴射する第２燃料噴射によって、分割して実行する燃料供給手段と、
   前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの切換中、前記圧縮着火燃焼モードによる混合気の燃焼を実行する圧縮着火燃焼実行手段と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記吸気弁のバルブタイミングの切換中、前記第１燃料噴射の噴射時期を進角側に補正する第１燃料噴射時期補正手段をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 可変動弁機構により、吸気弁のバルブタイミングおよび排気弁のバルブタイミングをそれぞれ変更することにより、前記吸気弁の閉弁期間と前記排気弁の閉弁期間がオーバーラップした状態で、気筒内の混合気を圧縮着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、前記オーバーラップの期間が前記圧縮着火燃焼モードよりも小さい状態で、前記気筒内の混合気を火花による点火によって燃焼させる火花点火燃焼モードとに、燃焼モードを切り換えて運転される内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の燃焼モードを決定する燃焼モード決定手段と、
   当該決定された燃焼モードが前記火花点火燃焼モードから前記圧縮着火燃焼モードに切り換わったときに、前記排気弁の前記圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作を、前記吸気弁の前記圧縮着火燃焼モード用のバルブタイミングへの切換動作に優先して実行するバルブタイミング制御手段と、
   前記可変動弁機構の応答性に基づき、前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの動作遅れをそれぞれ表す動作遅れパラメータを算出する動作遅れパラメータ算出手段と、を備え、
   前記バルブタイミング制御手段は、前記燃焼モードが前記火花点火燃焼モードから前記圧縮着火燃焼モードに切り換わったときに、前記算出された動作遅れパラメータに応じて、前記排気弁のバルブタイミングの切換が、前記吸気弁のバルブタイミングの切換よりも先に完了するように、前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの切換動作を開始することを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 前記可変動弁機構は作動油によって駆動される油圧式のものであり、
   前記動作遅れパラメータ算出手段は、前記作動油の圧力および温度の少なくとも一方に相関するパラメータに応じて、切換動作が開始されてから切換が完了するまでの前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングのそれぞれの動作遅れ期間を、前記動作遅れパラメータとして算出し、
   前記バルブタイミング制御手段は、前記算出された前記吸気弁および前記排気弁の動作遅れ期間の相互の比較結果に基づいて、前記吸気弁のバルブタイミングの切換動作を開始することを特徴とする、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの切換中、前記気筒への燃料の供給を、吸気行程において燃料を噴射する第１燃料噴射と、圧縮行程において前記気筒内に燃料を直接、噴射する第２燃料噴射によって、分割して実行する燃料供給手段と、
   前記吸気弁および前記排気弁のバルブタイミングの切換中、前記圧縮着火燃焼モードによる混合気の燃焼を実行する圧縮着火燃焼実行手段と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項５または６に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記吸気弁のバルブタイミングの切換中、前記第１燃料噴射の噴射時期を遅角側に補正する第１燃料噴射時期補正手段をさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の内燃機関の制御装置。

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