阅读说明：本技术 内燃机的控制方法以及控制装置 (Method and device for controlling internal combustion engine ) 是由 吉村太 岩渊良彦 于 2017-05-24 设计创作，主要内容包括：一种内燃机的控制方法,该内燃机具有：燃料喷射阀,其将燃料直接喷射至缸内；以及火花塞,其对从燃料喷射阀喷射的燃料直接进行火花点火,其中,将启动内燃机时的内燃机旋转速度的实际的变化动作即实际动作,与预先设定的基准动作进行比较,在实际动作与基准动作不同的情况下,从对从燃料喷射阀喷射而滞留于火花塞周围的燃料喷雾直接进行火花点火的分层燃烧,向在燃烧室内形成均质的混合气体而使燃料燃烧的均质燃烧切换,并且与实际动作和基准动作一致的情况相比,提高内燃机的机械压缩比。(A control method of an internal combustion engine having: a fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder; and an ignition plug for directly performing spark ignition on the fuel injected from the fuel injection valve, wherein an actual operation, which is an actual change operation of an engine rotational speed at the time of starting the internal combustion engine, is compared with a preset reference operation, and when the actual operation is different from the reference operation, stratified combustion in which spark ignition is directly performed on fuel spray injected from the fuel injection valve and accumulated around the ignition plug is switched to homogeneous combustion in which fuel is combusted by forming a homogeneous mixed gas in a combustion chamber, and a mechanical compression ratio of the internal combustion engine is increased as compared with a case where the actual operation and the reference operation coincide with each other.)

内燃机的控制方法以及控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制方法以及控制装置，该内燃机具有：燃料喷射阀，其将燃料直接喷射至缸内；以及火花塞，其对从燃料喷射阀喷射的燃料直接进行火花点火。

背景技术

已知如下快速怠速控制，即，在内燃机的冷启动之后，在火花塞周围形成分层混合气体，并且直至压缩上止点以后使得点火时机滞后而进行分层燃烧。分层燃烧能够使点火时机大幅滞后而提高排气温度，因此对于排气催化剂的尽早活性化有效。

作为在火花塞周围形成分层混合气体的方法，当前的主流为如下壁面(wall)引导式，即，使燃料喷雾向设置于活塞的腔室反射而在火花塞周围形成分层混合气体。然而，在壁面引导式下，碰撞的燃料的一部分容易残留于活塞的顶面，残留的燃料有可能燃烧而生成煤。因此，近年来针对排气性能的要求逐渐提高，朝向火花塞周围喷射燃料而形成分层混合气体的喷射引导式引起关注。

但是，在将燃料直接喷射至缸内的所谓缸内直喷的内燃机中，燃料喷射阀的前端在燃烧室内露出，容易受到缸内的燃烧的影响，因此因随时间的变化等而使得实际的喷雾模式相对于设计时的模式(下面也称为基准模式)偏离。在壁面引导式下，即使相对于喷雾模式多少产生偏离，如果与腔室碰撞则燃料喷雾也向火花塞周围前进，与此相对，在喷射引导式下，不具有对壁面引导式之类的喷雾模式的偏离进行校正的功能。因此，在喷射引导式下，如果喷雾模式相对于基准模式偏离，则难以确保燃烧稳定性。

作为用于解决该问题的控制，JP2001-152931A1中公开了如下控制，即，在特定条件成立的情况下禁止分层燃烧而切换为均质燃烧。

发明内容

但是，在均质燃烧的情况下，如果如分层燃烧的情况那样使得点火时机大幅滞后则无法确保燃烧稳定度，因此与分层燃烧的情况相比，点火时机的滞后量受到限制。即，在均质燃烧的情况下，与分层燃烧的情况相比，无法提高排气温度。因此，如果如上述文献那样从分层燃烧切换为均质燃烧，则排气催化剂的活性化延迟而使得排气性能变差。然而，在上述文献中，采取了切换为均质燃烧而抑制排气性能变差的方法。

因此，在本发明中，其目的在于即使在快速怠速控制中禁止分层燃烧而进行均质燃烧的情况下也抑制排气性能变差。

根据本发明的某方式，提供一种内燃机的控制方法，该内燃机具有：燃料喷射阀，其将燃料直接喷射至缸内；以及火花塞，其对从燃料喷射阀喷射的燃料直接进行火花点火。在该控制方法中，对作为启动内燃机时的内燃机旋转速度的实际的变化动作的实际动作与预先设定的基准动作进行比较。而且，在实际动作和基准动作不同的情况下，从对从燃料喷射阀喷射且滞留于火花塞周围的燃料喷雾直接进行火花点火的分层燃烧向在燃烧室内形成均质的混合气体而使燃料燃烧的均质燃烧切换，并且在实际动作和基准动作一致的情况下提高内燃机的机械压缩比。

附图说明

图1是内燃机系统的整体结构的说明图。

图2是火花塞附近形成流动的说明图。

图3是表示燃料喷射阀的喷射方式的图。

图4是用于对喷雾束进行说明的图。

图5是表示火花塞和燃料喷射阀的配置的图。

图6是表示放电区域和喷雾束的关系的图。

图7是用于对缩流进行说明的图。

图8是缸内产生的翻滚流动的说明图。

图9是压缩行程中的翻滚流动的说明图。

图10是表示火花塞周围的紊流强度的变化的图。

图11是火花塞附近的火花塞放电通道的说明图。

图12A是表示燃料喷射定时和点火时机的关系的图。

图12B是表示燃料喷射定时和点火时机的关系的图。

图13是用于对火花塞的位置和燃烧稳定度进行说明的图。

图14是表示火花塞的位置和燃烧稳定度的关系的图。

图15是表示控制器执行的控制流程的流程图。

图16是表示可变压缩比机构的一个例子的图。

图17是执行图16的控制流程的情况下的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是内燃机系统的整体结构的说明图。在内燃机系统1中，内燃机10与进气通路51连接。另外，内燃机10与排气通路52连接。

在进气通路51设置有翻滚控制阀16。翻滚控制阀16将进气通路51的流路剖面的一部分封闭而在缸内产生翻滚流动。

在进气通路51设置有集气箱46。在集气箱46还连接有EGR通路53b。

在进气通路51设置有空气流量计33。与空气流量计33连接的控制器50从空气流量计33获取进气通路51中的进气量。另外，在进气通路51设置有进气温度传感器34。与进气温度传感器34连接的控制器50从进气温度传感器34获取从进气通路51通过的空气的温度。

另外，在进气通路51设置有电子控制节流阀41，利用控制器50对节流阀开度进行控制。

在排气通路52设置有废气净化用的废气催化器44、45。对于废气催化器44、45而采用三元催化器等。另外，排气通路52在其中途分支出与集气箱46连接的EGR通路53。

在EGR通路53设置有EGR冷却器43。另外，在EGR通路53设置有EGR阀42。EGR阀42与控制器50连接。而且，由控制器50根据内燃机10的运转条件而对EGR阀42的开度进行控制。

内燃机10具有火花塞11、燃料喷射阀12、进气侧可变动阀机构13、排气侧可变动阀机构14以及燃料喷射泵15。燃料喷射阀12是直上型喷射阀，设置于火花塞11的附近。

火花塞11在内燃机10的燃烧室内进行火花点火。火花塞11与控制器50连接，作为控制部的控制器50对火花点火时机进行控制。如后所述，火花塞11还作为流速传感器23而执行动作。后文中对检测流速的方法进行叙述。

燃料喷射阀12将燃料直接喷射至内燃机10的燃烧室内。燃料喷射阀12与控制器50连接，作为控制部的控制器50而对燃料喷射定时进行控制。在本实施方式中，进行如下所谓的多级喷射，即，包含进气行程在内进行多次燃料喷射。燃料喷射泵15对与该燃料喷射阀12连接的燃料供给配管供给加压后的燃料。

进气侧可变动阀机构13使进气阀的开闭时机发生变化。排气侧可变动阀机构14使排气阀的开闭时机发生变化。进气侧可变动阀机构13以及排气侧可变动阀机构14与控制器50连接。而且，利用控制器50对上述开闭时机进行控制。此外，这里示出了进气侧可变动阀机构13以及排气侧可变动阀机构14，但也可以具有任一者。

在内燃机10设置未图示的曲轴转角传感器和缸内压力传感器。曲轴转角传感器对内燃机10的曲轴转角进行检测。曲轴转角传感器与控制器50连接，将内燃机10的曲轴转角发送至控制器50。

缸内压力传感器对内燃机10的燃烧室的压力进行检测。缸内压力传感器与控制器50连接。而且，将内燃机10的燃烧室的压力发送至控制器50。

另外，内燃机10可以具有爆燃传感器21、燃料压力传感器24。控制器50读入来自前述的各种传感器以及未图示的其他传感器的输出，基于上述输出而进行对点火时机、阀定时、空燃比等的控制。此外，内燃机10具有对机械压缩比进行变更的可变压缩比机构，控制器50还进行对该可变压缩比机构的控制。后文中对可变压缩比机构的详情进行叙述。

图2是用于对火花塞11和燃料喷射阀12的位置关系进行说明的图。如上所述，燃料喷射阀12是直上型喷射阀，设置于火花塞11的附近。因此，喷射的燃料的一部分从放电间隙附近通过，由此能够在火花塞附近产生流动。此外，后文中对流动的产生进行叙述。

图3示出了从燃料喷射阀12喷射的燃料喷雾的形态。图4是从图3中的箭头IV方向观察图3中的包含圆A在内的平面的图。

本实施方式中的燃料喷射阀12从6个喷孔喷射燃料。在从6个喷孔喷射的燃料喷雾(下面也称为喷雾束)设为B1-B6时，各喷雾束形成为越远离喷孔则喷雾剖面越大的圆锥形状。另外，利用包含圆A的平面对喷雾束B1-B6进行剖切的情况下的剖面，如图4所示那样以等间隔排列成圆环状。

图5是表示喷雾束B1-B6和火花塞11的位置关系的图。燃料喷射阀12配置于作为喷雾束B2的中心轴B2c和喷雾束B3的中心轴B3c所成的角的二等分线的点划线C上。

图6是表示从箭头VI的方向观察图5的情况下的、火花塞11和喷雾束B3的位置关系的图。在图6中，由中心电极11a与外侧电极11b夹着的放电区域，配置在由喷雾束B3的图中上侧的外缘与图中下侧的外缘夹着的范围内。此外，并未图示，但如果从箭头VI的相反方向观察图5，则火花塞11和喷雾束B2的位置关系与图6对象，放电区域配置在由喷雾束B2的上侧的外缘与下侧的外缘夹着的范围内。即，以使得放电区域配置在由包含喷雾束B2的上侧外缘和喷雾束B3的上侧外缘在内的平面、与包含喷雾束B2的下侧外缘和喷雾束B3的下侧外缘在内的平面夹着的范围内的方式配置火花塞11。

图7是用于对喷雾束B1-B6和火花塞11处于图5及图6所示的位置关系的情况下的效果进行说明的图。

从燃料喷射阀12喷射的燃料***成液滴而变为喷雾，如图中的粗线箭头那样将周围的空气裹入而前进。由此，在喷雾的周围产生气流的紊乱。

另外，在物体(包含流体)处于周围的情况下，流体因所谓康达效应而被该物体吸引并沿着该物体流动。即，产生喷雾束B2和喷雾束B3如图7中的细线箭头那样相互吸引的所谓缩流。由此，在喷雾束B2与喷雾束B3之间产生非常强的紊流，因此火花塞11的周围的紊流强度增大。

这里，对翻滚流动的强度的变化进行说明。

图8是在缸内产生的翻滚流动的说明图。图9是翻滚流动崩塌的说明图。在这些附图中，示出了进气通路51、排气通路52、火花塞11、燃料喷射阀12以及翻滚控制阀16。另外，示出了火花塞11的中心电极11a以及外侧电极11b。并且，图8中由箭头示出了吸入行程的缸内的翻滚流动。图9中由箭头示出了压缩行程的缸内的翻滚流动。

如果在吸入行程中将翻滚控制阀16关闭，则吸入气体偏向进气通路51的图中上侧流动而流入缸内。其结果，如图所示那样在缸内形成在纵向上回旋的翻滚流动。然后，因活塞在压缩行程中上升而使得缸内的燃烧室缩小。如果燃烧室缩窄，则翻滚流动被挤压破坏，逐渐无法维持其流动(图9)，不久便遭到破坏。

因此，在火花塞11周围形成分层混合气体、且执行直至压缩上止点以后使得点火时机滞后的分层快速怠速控制(下面也称为分层FIR控制)的情况下，在火花塞点火时，火花塞11周围的流动减弱。因此，在火花塞11的电极11a、11b之间产生的电弧(下面也称为火花塞放电通道CN)未充分伸长，容易引起失火、局部燃烧。

因此，在本实施方式中，利用通过喷射燃料而使得火花塞11周围的紊流强度增大的特性，在翻滚流动崩塌之后产生火花塞放电通道CN伸长的状况。

图10是表示在压缩上止点之后进行燃料喷射的情况下的火花塞11周围的紊流强度的变化的时序图。图10中的横轴表示曲轴转角角度，纵轴表示火花塞11周围的紊流强度。如上所述，翻滚流动的强度逐渐降低，因此与此相伴地火花塞11周围的紊流强度也降低。然而，如果在压缩上止点之后进行燃料喷射，则燃料喷射后的规定期间的紊流强度提高。在因该燃料喷射而使得紊流强度增大的期间内，处于火花塞放电通道CN容易伸长的状况。特别是紊流强度达到峰值的定时适合作为点火时机。

图11是火花塞放电通道CN的说明图。图11中示出了火花塞11的中心电极11a和外侧电极11b、以及伸长的火花塞放电通道CN。另外，这里着眼于火花塞放电通道CN的情形，因此省略燃料喷射阀12。此外，如果以使得火花塞放电通道CN充分伸长的方式在火花塞周围产生流动，则燃料喷射阀12的前端也可以不朝向火花塞11，可以是如下实施方式，即，即使朝向不同的方向也在燃烧室内反射并在火花塞附近产生流动。

翻滚流动崩塌后的火花塞11附近的流动较小。因而，如果进行火花点火，则通常以大致呈直线状地跨越中心电极11a与外侧电极11b之间的方式生成火花塞放电通道CN。然而，在本实施方式中，在翻滚流动崩塌之后直至生成火花塞放电通道CN为止的期间，通过基于燃料喷射阀12的燃料喷射而在火花塞11的附近产生流动。而且，如图11所示，因产生的流动而使得中心电极11a与外侧电极11b之间的火花塞放电通道CN伸长。

由此，能够在翻滚流动崩塌之后在燃烧室内产生流动，并使得火花塞放电通道CN伸长，因此能够抑制局部燃烧以及失火并改善燃烧稳定性。特别是即使在如后述的利用EGR的情况、采用稀薄燃烧的情况那样与通常时相比而火焰难以传播燃烧的状况下，也能够稳定地进行火花点火。

图12A、图12B是表示用于使火花塞放电通道CN伸长的燃料喷射模式的例子的图。在前述的多级喷射的进气行程和膨胀行程的基础上，可以在翻滚流动崩塌之后直至生成火花塞放电通道为止的期间进一步进行燃料喷射(图12A)，也可以在翻滚流动崩塌之后直至生成火花塞放电通道为止的期间进行多级喷射的膨胀行程喷射(图12B)。

但是，将燃料直接喷射至缸内的燃料喷射阀12暴露于燃烧火焰、燃烧气体中，因此在喷孔周围容易堆积所谓的沉淀物。而且，如果沉淀物将燃料喷雾的行进路径堵塞，则例如图13所示，喷雾束的形状、行进方向之类的喷雾模式相对于为了通过燃料喷射提高火花塞11周围的流动强度而设定的基准模式偏离。其结果，即使喷射燃料，火花塞11周围的流动强度也未提高，分层FIR控制中的燃烧稳定度有可能下降。

另外，因燃烧稳定度下降还有可能使得分层FIR控制中的排气温度未达到目标排气温度。这里，对燃烧稳定度和排气温度的关系进行说明。

图14是用于对燃烧稳定度和排气温度的关系进行说明的图。图14中的横轴为燃烧重心的位置[deg.CA]。图中的“燃烧稳定界限”是噪声、振动达到乘员能够容许的上限值的情况下的燃烧稳定度。图中的目标排气温度为分层FIR控制中的排气温度的目标值，且是根据排气催化剂44、45的尽早活性化等观点而设定的值。图中的实线A表示上述基准模式的情况，实线B表示相对于基准模式而偏离的情况。

如图14所示，已知燃烧重心越靠近滞后角侧则排气温度越高。另一方面，燃烧重心越靠近滞后角侧则燃烧稳定度越下降。在基准模式(实线A)下，通过上述火花塞放电通道CN的伸长，直至进一步靠近滞后角侧的位置为止能够确保燃烧稳定度。而且，在达到燃烧稳定界限的情况下，排气温度大于或等于目标排气温度。

与此相对，如果相对于基准模式而偏离，则燃烧稳定界限比基准模式更靠近提前角侧。因此，在燃烧稳定度例如呈现出实线B那样的特性的情况下，燃烧稳定界限的排气温度低于目标排气温度。

因此，在分层FIR控制中无法确保燃烧稳定度的情况下，需要采取某种对策。例如，作为FIR控制，可以考虑切换为在燃烧室内形成均质的混合气体而使燃料燃烧的控制(下面也称为均质FIR控制)。然而，在均质燃烧的情况下，如果如分层燃烧的情况那样使得点火时机大幅滞后，则燃烧稳定度会下降。因此，仅通过切换为均质FIR控制无法充分提高排气温度，有可能会导致排气性能变差。

因此，在本实施方式中，为了确保燃烧稳定度、且抑制排气性能变差，控制器50进行下面说明的控制。

此外，发明人认为在分层FIR控制中无法确保燃烧稳定度的主要原因是上述沉淀物的堆积引起的燃料喷雾模式的变化，但并未否定存在其他原因的可能性。

图15是表示控制器50执行的控制流程的流程图。控制器50以执行该控制流程的方式编程。在内燃机10的冷启动时执行本流程。下面，按照步骤进行说明。

在步骤S100中，控制器50利用曲轴转角传感器的检测值对内燃机10开始燃烧之后的内燃机旋转速度升高的斜率即dR/dt进行计算。

在步骤S110中，控制器50判定通过步骤S100获取到的dR/dt是否大于作为基准动作的阈值X。如果喷雾模式因沉淀物的堆积而变化，则与未堆积有沉淀物的情况相比，燃烧稳定度下降，因此产生初次爆燃的滞后、输出的下降，其结果，内燃机旋转速度的升高变得缓慢。因此，在步骤S110中，利用dR/dt判定在燃料喷射阀12的前端是否堆积有沉淀物。阈值X是比沉淀物未堆积于燃料喷射阀12的状态下的、开始燃烧后的内燃机旋转速度升高的斜率小出规定量的值。利用小出规定量的值是因为，如果燃烧稳定度达到燃烧稳定界限时的排气温度大于或等于目标排气温度，则可以容许燃烧稳定度的下降。因此，基于沉淀物的堆积引起的燃烧稳定度的变化的特性而确定规定量。此外，用于判定是否堆积有沉淀物的参数并不局限于dR/dt。后文中对除了dR/dt以外的参数进行叙述。

如果在步骤S110中判定为dR/dt大于阈值X，则控制器50执行步骤S120的处理，如果判定为dR/dt小于或等于阈值X，则执行步骤S130的处理。

在步骤S120中，控制器50执行通常的FIR控制。这里所说的通常的FIR控制是指不执行后述的附着物去除控制的分层FIR控制。此外，从曲轴转动开始起直至执行本步骤的处理为止，执行启动用的分层燃烧控制。启动用的分层燃烧控制在不使点火时机滞后这一点上与分层FIR控制不同。

控制器50在步骤S130中决定附着物去除控制的开始，在步骤S140中，与不执行附着物去除控制的情况相比，增大燃料喷射压力的目标值(下面也称为目标燃料压力)。增大目标燃料压力是为了提高燃料喷射阀12的喷孔附近的燃料流速，并由此将沉淀物吹飞。此外，增大后的目标燃料压力例如可以是能够由燃料喷射泵15实现的最大燃料压力，也可以是通过实验等而求出的能够吹飞沉淀物的燃料压力。

在步骤S150中，控制器50使内燃机10的机械压缩比升高，且从启动用的分层燃烧控制向均质FIR控制切换。

这里，对机械压缩比的升高进行说明。

利用可变压缩比机构对机械压缩比进行变更。对于可变压缩比机构只要使用公知的结构即可。这里，对公知的可变压缩比机构的一个例子进行说明。

图16是如下可变压缩比机构，即，利用多根连杆将活塞25和曲轴30连结而以可变的方式对活塞25的上止点位置进行控制。

活塞25经由上连杆26以及下连杆27而与曲轴30连结。上连杆26的一端旋转自由地与活塞25连结，另一端旋转自由地与下连杆27连结。下连杆27在不同于与上连杆26的连结部的部位旋转自由地与曲轴30的曲柄销30A连结。另外，控制连杆28的一端旋转自由地与下连杆27连结。控制连杆28的另一端与相对于控制轴29的旋转中心偏离的位置连结。

在如上所述的结构的可变压缩比机构中，利用未图示的致动器等使控制轴29旋转，由此能够使机械压缩比发生变化。例如，如果使控制轴29绕图中的逆时针方向旋转规定角度，则下连杆27经由控制连杆28并以曲柄销30A为中心而绕图中逆时针方向旋转。其结果，活塞25的上止点位置上升，机械压缩比上升。相反，如果使控制轴29绕图中顺时针方向旋转规定角度，则下连杆27经由控制连杆28并以曲柄销30A为中心绕图中顺时针方向旋转。其结果，活塞25的上止点位置下降，机械压缩比下降。

返回至对流程图的说明。

在步骤S150中切换为均质FIR控制，是因为即使燃料喷雾的模式因沉淀物的堆积而变化，如果是均质燃烧则也能够确保燃烧稳定度。但是，在均质燃烧的情况下，与分层燃烧的情况相比，能够确保燃烧稳定度的点火时机的滞后量减小，因此如果切换为均质FIR控制，则与分层FIR控制相比而排气温度降低。因此，直至排气催化剂实现活性化为止的时间延长，结果导致排气性能下降。另一方面，如果使机械压缩比升高则容易确保燃烧稳定度，因此能够使点火时机进一步滞后。因此，通过切换为均质FIR控制、且提高机械压缩比，能确保燃烧稳定度和充足的点火时机滞后量而抑制排气性能下降。

在步骤S160中，控制器50判断是否经过了规定时间，如果经过了规定时间则执行步骤S170的处理。这里的规定时间，是指预先通过实验等求出直至在使燃料压力升高的状态下将沉淀物吹飞为止所需的时间，并基于该时间而设定的时间，例如设为几秒左右。

在步骤S170中，控制器50使燃料压力以及机械压缩比降低、且切换为分层FIR控制。而且，在步骤S180中，控制器50判定燃烧稳定度是否小于目标值、即是否确保了燃烧稳定度。在确保了燃烧稳定度的情况下直接结束本流程，在未确保燃烧稳定度的情况下返回至步骤S130的处理。

如上所述，在因沉淀物的堆积而在分层FIR控制中无法确保燃烧稳定度的情况下，控制器50执行向均质FIR控制的切换以及机械压缩比的提高，由此确保燃烧稳定度和排气性能、且执行附着物去除控制。而且，如果经过了规定时间，则结束附着物去除控制，使机械压缩比降低，在返回至分层FIR控制之后，确认是否确保了燃烧稳定度。这里，如果未确保燃烧稳定度，则再次向均质FIR控制切换，使机械压缩比升高而执行附着物去除控制。

图17是执行上述控制流程的情况下的时序图。

图中的虚线表示未附着沉淀物的状态(下面也称为正常状态)，实线表示附着有沉淀物的状态(下面也称为劣化状态)。

如果决定在定时T0启动内燃机而开始曲轴转动，则内燃机旋转速度R升高至规定旋转速度并维持该旋转速度。而且，在定时T1开始燃烧，内燃机旋转速度R再次开始升高。另外，伴随着内燃机旋转速度的升高，由内燃机10驱动的燃料喷射泵15的旋转速度也升高，因此燃料压力升高。

内燃机旋转速度R无论在正常状态下还是劣化状态下都随着燃烧的开始而升高，在一端过冲之后收敛为怠速旋转速度。上述dR/dt为定时T1至定时T2为止的旋转速度升高的斜率。如上所述，在劣化状态下，与正常状态相比，升高的斜率更小。此外，可以任意地设定定时T1至定时T2为止的时间。例如，预先测定正常状态下直至内燃机旋转速度R达到1000[rpm]为止的时间并设定该时间。

控制器50在定时T2对dR/dt进行计算，判定处于正常状态还是劣化状态。如果处于正常状态，则控制器50将燃烧状态从启动用的分层燃烧控制切换为分层FIR控制，使机械压缩比从启动用的值降低至分层FIR控制用的值。与此相对，如果处于劣化状态，则控制器50在定时T3将燃烧状态从启动用的分层燃烧控制切换为均质FIR控制，使机械压缩比从启动用的值升高至均质FIR控制用的值，并且为了附着物去除控制而使燃料压力升高。由此，即使在劣化状态下也确保了与正常状态相同的燃烧稳定度。

此外，定时T3是劣化状态下的内燃机旋转速度R达到定时T2的正常状态下的内燃机旋转速度R的定时。这是因为，如果在内燃机旋转速度未充分升高的状态下结束启动用的分层燃烧控制，则无法确保燃烧稳定度。

在切换为均质FIR控制之后经过了规定时间的定时T4，将燃烧状态切换为分层FIR控制、且使机械压缩比以及燃料压力降低至分层FIR控制用的值。而且，在定时T5，控制器50判定是否确保了燃烧稳定度。如果通过附着物去除控制去除了沉淀物，则通过该判定而得到确保了燃烧稳定度的判定结果，控制器50保持原样地持续进行分层FIR控制。另一方面，如果未去除沉淀物，则如图17所示，燃烧稳定度下降。在该情况下，控制器50再次切换为均质FIR控制，使机械压缩比以及燃料压力升高。

如上，在本实施方式中，对启动内燃机时的内燃机旋转速度的实际的变化动作即实际动作和预先设定的基准动作进行比较。而且，在实际动作和基准动作不同的情况下，从对从燃料喷射阀12喷射而滞留于火花塞11周围的燃料喷雾直接进行火花点火的分层燃烧，向在燃烧室内形成均质的混合气体而使燃料燃烧的均质燃烧切换，并且与实际动作和基准动作一致的情况相比而提高内燃机10的机械压缩比。通过切换为均质燃烧，在分层燃烧中无法确保燃烧稳定度的状况下，能够确保燃烧稳定度，并且通过提高机械压缩比而能够确保充足的点火时机滞后量，因此能够抑制排气性能下降。

在本实施方式中，对于进行比较的内燃机旋转速度的动作，设为内燃机开始燃烧之后的内燃机旋转速度升高的斜率。在沉淀物堆积于燃料喷射阀12的前端的情况下，在启动时无法形成期望的分层混合气体，燃烧变得缓慢，因此内燃机旋转速度的升高与正常状态相比而滞后。在本实施方式中，能够利用该特性可靠地判定沉淀物的堆积的有无。

在本实施方式中，进行燃烧的切换，并且执行用于将附着于燃料喷射阀12的前端的附着物去除的附着物去除控制。由此，能够改善燃烧稳定度。

本实施方式的附着物去除控制是如下控制，即，与实际动作和基准动作一致的情况相比，提高燃料喷射压力。以高燃料压力喷射燃料而将附着物吹飞，因此无需使内燃机10的运转停止、且无需追加新的装置，能够改善燃烧稳定度。

在本实施方式中，如果在规定期间执行了附着物去除控制，则从均质燃烧向分层燃烧切换。即，在附着物去除之后，使压缩比降低而返回至与正常状态相同的分层FIR控制。由此，能够获得与正常状态相同的排气性能。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分而已，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。