(57)【要約】【課題】燃費性能を高めつつ異常燃焼の発生を抑制できる過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置を提供する。【解決手段】過給機３３とインタークーラ３５とを備えるエンジンにおいて、吸気通路３０に、過給機３３とインタークーラ３５とが配設された過給通路３７と、過給機３３とインタークーラ３５とをバイパスするバイパス通路３６を設ける。低速低負荷領域Ａ１では、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼するように、過給機３３を停止させ且つ気筒２内の燃料重量に対する気筒内の全ガス重量の割合であるガス燃料比を２４以上にし、高速領域Ｂでは、過給機３３を駆動させるとともに、気筒２内のガス燃料比を２０以下とし且つ気筒２内の空燃比を１４．５以上１５以下とする。【選択図】図１
2020122425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、当該吸気通路に配設されて吸気を過給する過給機と、前記過給機よりも下流の前記吸気通路に配設されて当該過給機を通過した後の吸気を冷却するインタークーラとを備えた過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置であって、
気筒内の空燃比を変更可能な空燃比変更手段と、
前記過給機の駆動と停止とを切替可能な過給機駆動手段と、
前記空燃比変更手段および前記過給機駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記吸気通路は、前記過給機と前記インタークーラとが配設された過給通路と、これら過給機とインタークーラとをバイパスするバイパス通路とを有し、
前記制御手段は、
エンジン回転速度が所定の基準速度未満で且つエンジン負荷が所定の基準負荷未満の低速低負荷領域でエンジンが運転されているときは、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼するように、前記過給機駆動手段に前記過給機の駆動を停止させるとともに、気筒内の燃料重量に対する気筒内の全ガス重量の割合であるガス燃料比が２４以上になるように前記空燃比変更手段を制御し、
前記基準速度よりもエンジン回転速度が高い側に設定された高速領域でエンジンが運転されているときは、前記過給機駆動手段に前記過給機を駆動させるとともに、気筒内の前記ガス燃料比が２０以下となり且つ気筒内の空燃比が１４．５以上１５以下となるように前記空燃比変更手段を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記バイパス通路を開閉可能な開閉弁を備え、
前記制御手段は、
前記低速低負荷領域でエンジンが運転されているときは、前記バイパス通路が全開となるように前記開閉弁を制御し、
前記高速領域でエンジンが運転されているときは、エンジン負荷が高い方が前記開閉弁の開度が小さくなるように当該開閉弁を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記過給機駆動手段は、前記過給機とエンジン本体の連結状態を、エンジン本体によって前記過給機が回転駆動されるように両者が連結された締結状態と、前記過給機の駆動が停止されるように前記連結が解除された解放状態とに切り替え可能なクラッチを備え、
前記制御手段は、前記高速領域でエンジンが運転されているときは、前記過給機とエンジン本体との連結状態が前記締結状態となるように前記クラッチを制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記インタークーラを通過する吸気を冷却するための冷媒を当該インタークーラに供給するとともに当該冷媒の前記インタークーラへの供給量を変更可能な冷媒供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記高速領域でエンジンが運転されているときの方が前記低速低負荷領域でエンジンが運転されているときよりも前記インタークーラへの前記冷媒の供給量が多くなるように、前記冷媒供給手段を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記高速領域でエンジンが運転されているときにも、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼する圧縮着火燃焼が実行される、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段を備え、
前記制御手段は、
前記低速低負荷領域よりもエンジン負荷が高い低速高負荷領域でエンジンが運転されているときは、前記燃料噴射手段によって圧縮行程の後半に気筒内に燃料を噴射する圧縮行程後半噴射を実行し、
前記高速領域でエンジンが運転されているときは、前記圧縮行程後半噴射の実行を停止して、１燃焼サイクル中に気筒に供給される燃料の全量が圧縮行程の後半よりも前に気筒内に噴射されるように前記燃料噴射手段を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、当該吸気通路に配設されて吸気を過給する過給機と、前記過給機よりも下流の前記吸気通路に配設されて当該過給機を通過した後の吸気を冷却するインタークーラとを備えた過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に設けられるエンジンでは、高い出力を得ること等を目的として吸気通路に過給機を配設して吸気を過給することが行われている。例えば、特許文献１には、エンジン本体により回転駆動されて吸気を過給する機械式過給機が設けられたエンジンが開示されている。
【０００３】
また、車両等に設けられるエンジンにおいて、燃費性能を高めるために混合気の少なくとも一部を自着火させることが検討されている。ここで、このような燃焼形態では、混合気を自着火可能な温度にまで高める必要がある。そのため、気筒内の温度が低くなりやすい運転領域において適切に混合気を自着火させるためには、気筒に導入される吸気の温度を高くすることが望まれる。しかしながら、単に気筒に導入される吸気の温度を高くしてしまうと、気筒内の温度が高くなりやすい運転領域において気筒内の温度が過度に高くなってしまいノッキング等の異常燃焼が生じるおそれがある。
【０００４】
これに対して、特許文献２には、エンジン回転速度およびエンジン負荷が低い低速低負荷領域において混合気を自着火させるようにしたエンジンであって、この低速低負荷領域のうちエンジン負荷が低く気筒内の温度が低くなりやすい領域では、内部ＥＧＲガス（気筒内に残留する排気ガス）の量を多くして燃焼室内の温度を高めるようにし、低速低負荷領域のうちエンジン負荷が高く気筒内の温度が高くなりやすい領域では、吸気弁を早期に開弁させて内部ＥＧＲガスの一部を吸気通路に導出し、これを新気によって冷却させた後に気筒に再流入させるようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５６４９８９号公報
【特許文献２】特開２００９−１９７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の特許文献２のエンジンによれば、一部の運転領域において混合気の自着火燃焼が実現されることで燃費性能を高めることができる。また、このエンジンでは、前記のように、気筒内の温度が高くなりやすい領域において、内部ＥＧＲガスを吸気通路で冷却した後気筒に再流入させるようにしており、前記領域において気筒内の温度上昇をある程度抑制することができると考えられる。しかしながら、内部ＥＧＲガスの温度は新気に比べて十分に高く、前記の構成によって得られる気筒内の温度上昇抑制効果は限定的である。従って、エンジン負荷が特に高いとき等において、気筒内の温度が過度に高くなるのを十分に防止することができず、ノッキング等の異常燃焼の発生を確実に回避できないおそれがある。
【０００７】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、燃費性能を高めつつ異常燃焼の発生を抑制できる過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、当該吸気通路に配設されて吸気を過給する過給機と、前記過給機よりも下流の前記吸気通路に配設されて当該過給機を通過した後の吸気を冷却するインタークーラとを備えた過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置であって、気筒内の空燃比を変更可能な空燃比変更手段と、前記過給機の駆動と停止とを切替可能な過給機駆動手段と、前記空燃比変更手段および前記過給機駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記吸気通路は、前記過給機と前記インタークーラとが配設された過給通路と、これら過給機とインタークーラとをバイパスするバイパス通路とを有し、前記制御手段は、エンジン回転速度が所定の基準速度未満で且つエンジン負荷が所定の基準負荷未満の低速低負荷領域でエンジンが運転されているときは、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼するように、前記過給機駆動手段に前記過給機の駆動を停止させるとともに、気筒内の燃料重量に対する気筒内の全ガス重量の割合であるガス燃料比が２４以上になるように前記空燃比変更手段を制御し、前記基準速度よりもエンジン回転速度が高い側に設定された高速領域でエンジンが運転されているときは、前記過給機駆動手段に前記過給機を駆動させるとともに、気筒内の前記ガス燃料比が２０以下となり且つ気筒内の空燃比が１４．５以上１５以下となるように前記空燃比変更手段を制御する、ことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、低速低負荷域において燃費性能を効果的に高めつつノッキング等の異常燃焼が生じるのを抑制することができる。
【００１０】
具体的には、本発明では、低速低負荷域において、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼する圧縮着火燃焼が実行されるとともに前記ガス燃料比が２４以上とされて気筒内の全ガス量に対する燃料の割合が小さくされている。そのため、燃費性能を効果的に高めることができる。ここで、低速低負荷領域ではエンジン負荷が低いことで気筒内の温度が低く抑えられる。そのため、このような低速低負荷領域においてガス燃料比を大きくすると燃焼安定性が悪化するおそれがある。これに対して、本発明では、低速低負荷領域において過給機の駆動が停止されていることで、ほぼ全ての吸気を過給機が配設された過給通路ではなくバイパス通路に導入して、過給通路に配設されたインタークーラで冷却されることなく高温のまま気筒に導入することができる。従って、気筒内の混合気の温度を高くして燃焼安定性を高めることができ、前記のようにガス燃料比を大きくしつつ適切な圧縮着火燃焼を実現することができ、より確実に燃費性能を高めることができる。
【００１１】
一方で、高速領域においては、過給機を駆動させて、ほぼ全ての吸気が過給機およびインタークーラを通過して過給され且つ冷却されて気筒に導入されるようになっている。そのため、気筒内の温度が高くなりやすい高速高負荷域（高速領域のうちエンジン負荷が高い領域）において、気筒内に導入される吸気の量を適切に確保できるとともに、気筒内の温度が過度に高くなるのを回避して異常燃焼の発生を抑制することができる。しかも、本発明では、高速領域のうちエンジン負荷の低い領域でもほぼ全ての吸気がインタークーラによって冷却されることになる。そのため、車両の加速等に伴って高速領域においてエンジン負荷が低い状態から高い状態に移行した直後においても、気筒内に低温の吸気を導入することができ、異常燃焼の発生をより確実に抑制することができる。
【００１２】
ここで、前記のように、高速領域のうちエンジン負荷が低い領域においても吸気の温度を低く抑えるようにすれば異常燃焼の発生を確実に抑制することができるが、エンジン負荷の低いときに吸気の温度を低くすると燃焼安定性が悪化するおそれがある。これに対して、本発明では、高速領域においてガス燃料比を２０以下にし且つ空燃比を１４．５以上１５以下にして、気筒内の全ガス重量および空気重量に対して燃料重量の割合を比較的大きくしている。そのため、高速領域のうちエンジン負荷の低い領域において燃焼安定性が悪化するのを防止することができ、燃焼安定性を確保しつつ異常燃焼の発生を抑制することができる。
【００１３】
前記構成において、好ましくは、前記バイパス通路を開閉可能な開閉弁を備え、前記制御手段は、前記低速低負荷領域でエンジンが運転されているときは、前記バイパス通路が全開となるように前記開閉弁を制御し、前記高速領域でエンジンが運転されているときは、エンジン負荷が高い方が前記開閉弁の開度が小さくなるように当該開閉弁を制御する（請求項２）。
【００１４】
この構成によれば、低速低負荷領域において、ほぼ全ての吸気をより確実にバイパス通路に導入することができ、気筒に導入される吸気の温度を確実に高くして燃焼安定性を高めることができる。また、高速領域において、エンジン負荷に応じた量の吸気を気筒に導入することができる。すなわち、高速領域内でエンジン負荷が低いときには過給通路を通過した後の吸気の多くをバイパス通路に戻して気筒に導入される吸気の量を少なく抑えることができ、エンジン負荷が高いときには過給通路を通過した後の吸気の多くを気筒に導入することができる。
【００１５】
前記構成において、好ましくは、前記過給機駆動手段は、前記過給機とエンジン本体の連結状態を、エンジン本体によって前記過給機が回転駆動されるように両者が連結された締結状態と、前記過給機の駆動が停止されるように前記連結が解除された解放状態とに切り替え可能なクラッチを備え、前記制御手段は、前記高速領域でエンジンが運転されているときは、前記過給機とエンジン本体との連結状態が前記締結状態となるように前記クラッチを制御する（請求項３）。
【００１６】
この構成によれば、過給機とエンジン本体との連結状態をクラッチにより切り替えることで、過給機の駆動および停止を容易に切り替えることができる。しかも、エンジン本体の運転領域が高速領域に移行すると、エンジン負荷にかかわらず過給機とエンジン本体との連結状態が維持されるようになっている。そのため、高速領域内でエンジン負荷が高い場合にのみ前記連結状態を締結状態に切り替える構成に比べて、高速で回転しているエンジン本体と過給機との連結状態が開放状態と締結状態とに切り替えられる機会を少なく抑えることができる。従って、クラッチの信頼性を高めることができる。
【００１７】
前記構成において、前記インタークーラを通過する吸気を冷却するための冷媒を当該インタークーラに供給するとともに当該冷媒の前記インタークーラへの供給量を変更可能な冷媒供給手段をさらに備え、前記制御手段は、前記高速領域でエンジンが運転されているときの方が前記低速低負荷領域でエンジンが運転されているときよりも前記インタークーラへの前記冷媒の供給量が多くなるように、前記冷媒供給手段を制御する、のが好ましい（請求項４）。
【００１８】
この構成によれば、低速低負荷領域において、過給通路およびインタークーラを通過した一部の吸気の降温量を少なく抑えて燃焼安定性を確保することができるとともに、高速領域において気筒に導入される吸気の温度を確実に低下させることができる。
【００１９】
前記構成において、前記高速領域でエンジンが運転されているときにも、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼する圧縮着火燃焼が実行される、のが好ましい（請求項５）。
【００２０】
この構成によれば、高速領域においても燃費性能を高めることができる。
【００２１】
前記構成において、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段を備え、前記制御手段は、前記低速低負荷領域よりもエンジン負荷が高い低速高負荷領域でエンジンが運転されているときは、前記燃料噴射手段によって圧縮行程の後半に気筒内に燃料を噴射する圧縮行程後半噴射を実行し、前記高速領域でエンジンが運転されているときは、前記圧縮行程後半噴射の実行を停止して、１燃焼サイクル中に気筒に供給される燃料の全量が圧縮行程の後半よりも前に気筒内に噴射されるように前記燃料噴射手段を制御する、のが好ましい（請求項６）。
【００２２】
圧縮行程後半噴射を実行して圧縮行程の後半に気筒内に燃料を噴射すれば、この燃料の気化潜熱によって圧縮されて高温となった混合気の温度を効果的に低下させることができる。従って、この構成によれば、圧縮行程後半噴射の実行によって低速高負荷領域においても混合気の温度が過度に高くなるのを防止して異常燃焼の発生を抑制することができる。ただし、エンジン回転速度が高い場合は１クランク角あたりの時間が短いため、圧縮行程後半噴射に係る燃料が十分に気化せずに混合気が燃焼してしまい排気性能が悪化するおそれがある。これに対して、この構成では高速領域において圧縮行程後半噴射の実行を停止して、前記のように吸気の温度を低下させるようにしており、排気性能の悪化を回避しつつ異常燃焼を抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置によれば、排気の空燃比をより適切に制御して排気性能および燃費性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を概略的に示すシステム図である。
【図２】エンジンの制御系統を示すブロック図である。
【図３】エンジンの運転領域を燃焼形態の相違により区分けしたマップ図である。
【図４】ＳＰＣＣＩ燃焼（部分圧縮着火燃焼）時の熱発生率の波形を示すグラフである。
【図５】各領域の燃料噴射のパターンを示した図である。
【図６】図１の一部を拡大して示した図である。
【図７】エンジンの暖機状態に対する制御の違いを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の制御装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載された４サイクルのガソリン直噴エンジンであり、エンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出される排気が流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気の一部を吸気通路３０に還流するＥＧＲ装置５０を備えている。
【００２６】
エンジン本体１は、気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、気筒２を上から閉塞するようにシリンダブロック３の上面に取り付けられたシリンダヘッド４と、気筒２にそれぞれ往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。エンジン本体１は、典型的には複数の気筒（例えば、図１の紙面と直交する方向に並ぶ４つの気筒）を有する多気筒型のものであるが、ここでは簡略化のため、１つの気筒２のみに着目して説明を進める。
【００２７】
ピストン５の上方には燃焼室６が画成されており、燃焼室６には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ１５からの噴射によって供給される。供給された燃料は燃焼室６で空気と混合して燃焼し、この燃焼による膨張力によってピストン５が押し下げられるとともに上下方向に往復運動する。本実施形態では、燃焼室６に噴射される燃料には、主成分としてガソリンを含有したものが用いられる。この燃料には、ガソリンに加えてバイオエタノール等の副成分が含まれてもよい。
【００２８】
ピストン５の下方には、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸７が設けられている。クランク軸７は、ピストン５とコネクティングロッド８を介して連結され、ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて中心軸回りに回転駆動される。
【００２９】
気筒２の幾何学的圧縮比、つまりピストン５が上死点にあるときの燃焼室６の容積とピストン５が下死点にあるときの燃焼室の容積との比は、後述するＳＰＣＣＩ燃焼（部分圧縮着火燃焼）に好適な値として、１３以上３０以下に設定される。より詳しくは、気筒２の幾何学的圧縮比は、オクタン価が９１程度のガソリン燃料を使用するレギュラー仕様の場合に１４以上１７以下に設定し、オクタン価が９６程度のガソリン燃料を使用するハイオク仕様の場合に１５以上１８以下に設定するのが好ましい。
【００３０】
シリンダブロック３には、クランク軸７の回転角度（クランク角）およびクランク軸７の回転速度（エンジン回転速度）を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。
【００３１】
シリンダヘッド４には、燃焼室６に開口する吸気ポート９および排気ポート１０と、吸気ポート９を開閉する吸気弁１１と、排気ポート１０を開閉する排気弁１２とが設けられている。なお、本実施形態のエンジンのバルブ形式は、吸気２バルブ×排気２バルブの４バルブ形式であり、吸気ポート９、排気ポート１０、吸気弁１１および排気弁１２は、１つの気筒２についてそれぞれ２つずつ設けられている。図示は省略するが、本実施形態では、１つの気筒２に接続された２つの吸気ポート９のうちの一方に、開閉可能なスワール弁（不図示）が設けられており、気筒２内のスワール流（気筒軸線の回りを旋回する旋回流）の強さが変更されるようになっている。
【００３２】
吸気弁１１および排気弁１２は、シリンダヘッド４に配設された一対のカム軸等を含む動弁機構１３、１４により、クランク軸７の回転に連動して開閉駆動される。
【００３３】
吸気弁１１用の動弁機構１３には、吸気弁１１の少なくとも開時期を変更可能な吸気ＶＶＴ１３ａが内蔵されている。同様に、排気弁１２用の動弁機構１４には、排気弁１２の少なくとも閉時期を変更可能な排気ＶＶＴ１４ａが内蔵されている。これら吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａの制御により、吸気弁１１および排気弁１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するバルブオーバーラップ期間は変更される。そして、このバルブオーバーラップ期間の変更により、燃焼室６に残留する既燃ガス（内部ＥＧＲガス）の量が変更されるようになっている。なお、吸気ＶＶＴ１３ａ（排気ＶＶＴ１４ａ）は、吸気弁１１（排気弁１２）の開時期（閉時期）を固定したまま閉時期（開時期）のみを変更するタイプの可変機構であってもよいし、吸気弁１１（排気弁１２）の開時期および閉時期を同時に変更する位相式の可変機構であってもよい。
【００３４】
シリンダヘッド４には、燃焼室６に燃料（主にガソリン）を噴射するインジェクタ１５と、インジェクタ１５から燃焼室６に噴射された燃料と燃焼室６に導入された空気との混合気に点火する点火プラグ１６とが設けられている。シリンダヘッド４には、さらに、燃焼室６の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサＳＮ２が設けられている。このインジェクタ１５は、請求項の「燃料噴射手段」および「空燃比変更手段」に相当する。
【００３５】
インジェクタ１５は、その先端部に複数の噴孔を有した多噴孔型のインジェクタであり、当該複数の噴孔から放射状に燃料を噴射することが可能である。インジェクタ１５は、その先端部がピストン５の冠面の中心部と対向するように設けられている。なお、図示は省略するが、本実施形態では、ピストン５の冠面に、その中央部を含む比較的広い領域をシリンダヘッド４とは反対側（下方）に凹陥させたキャビティが形成されている。
【００３６】
点火プラグ１６は、インジェクタ１５に対し吸気側に幾分ずれた位置に配置されている。
【００３７】
吸気通路３０は、吸気ポート９と連通するようにシリンダヘッド４の一側面に接続されている。吸気通路３０の上流端から取り込まれた空気（新気）は、吸気通路３０および吸気ポート９を通じて燃焼室６に導入される。
【００３８】
本実施形態では、吸気通路３０の上流側部分が２つの通路（低温用通路１３１と高温用通路１３２）に分かれており、各通路の上流端からそれぞれ空気を取り込むことができるようになっている。具体的には、低温用通路１３１は、その上流端が車両の外方を向くように配設されており、低温用通路１３１には車両外部の比較的低温の空気が取り込まれる。高温用通路１３２は、その上流端の開口部が、車両に設けられたラジエータ７２の後方に位置するように配設されており、高温用通路１３２にはラジエータ７２の後方の比較的高温の空気が取り込まれる。詳細には、ラジエータ７２は、エンジン本体１を冷却するためのエンジン冷却水を車両の走行風によって冷却する装置であり、車両の前方に走行風を受けるように設けられている。従って、ラジエータ７２の後方には冷却液から放熱されたエネルギーを受けて昇温された空気が存在し、ラジエータ７２の後方に開口する高温用通路１３２にはこの昇温された比較的高温の空気が導入されることになる。
【００３９】
高温用通路１３２には、これを開閉する高温用開閉弁１３４が設けられている。また、低温用通路１３１にも、これを開閉する低温用開閉弁１３３が設けられている。
【００４０】
吸気通路３０には、低温用通路１３１と高温用通路１３２とが合流する位置から下流側に向かって、順に、吸気中の異物を除去するエアクリーナ３１と、吸気の流量を調整する開閉可能なスロットル弁３２と、吸気を圧縮しつつ送り出す過給機３３と、過給機３３により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ３５と、サージタンク３６とが設けられている。
【００４１】
吸気通路３０には、過給機３３をバイパスするためのバイパス通路３８が設けられている。つまり、吸気通路３０の途中部は２つの通路に分かれており、吸気通路３０は、過給機３３が設けられた過給通路３７と、これと並設されたバイパス通路３８とを有する。バイパス通路３８は、スロットル弁３２と過給機３３の間の部分と、サージタンク３６とをつないでおり、インタークーラ３５は過給通路３７に設けられている。バイパス通路３８には、これを開閉するバイパス弁３９が設けられている。このバイパス弁３９は、請求項の「開閉弁」に相当する。
【００４２】
過給機３３は、エンジン本体１と機械的に連係されてエンジン本体１により回転駆動される機械式の過給機（スーパーチャージャ）である。過給機３３の具体的な形式は特に問わないが、例えばリショルム式、ルーツ式、または遠心式といった公知の過給機のいずれかを過給機３３として用いることができる。
【００４３】
過給機３３とエンジン本体１との間には、両者の連結状態を、エンジン本体１によって過給機３３が回転駆動されるように両者が連結された締結状態と、過給機３３の駆動が停止されるように両者の連結が解除された解放状態とに切り替えることが可能な電磁クラッチ３４が介設されている。電磁クラッチ３４は、前記の連結状態の切替を電気的に行う電磁式のクラッチである。電磁クラッチ３４が締結されて過給機３３とエンジン本体１とが締結状態にされると、つまり、両者が連結されると、エンジン本体１から過給機３３に駆動力が伝達される。これにより、過給機３３は回転駆動され、過給機３３による過給が行われる。一方、電磁クラッチ３４が解放されて、過給機３３とエンジン本体１とが解放状態にされると、つまり、両者の連結が解除されると、上記駆動力の伝達が遮断される。これにより、過給機３３の駆動は停止され、過給機３３による過給が停止される。前記の電磁クラッチ３４は、請求項の「クラッチ」および「過給機駆動手段」に相当する。
【００４４】
インタークーラ３５は水冷式であり、過給後の吸気はインタークーラ３５を流通する冷媒（以下、インタークーラ用冷媒という）によって冷却される。具体的に、車両には、エンジン冷却水を冷却するための前記のラジエータ７２の側方に、インタークーラ用冷媒を冷却するためのサブラジエータ７１が設けられている。サブラジエータ７１は、前記のラジエータ７２と同様に、走行風によってインタークーラ用冷媒を冷却する装置である。サブラジエータ７１とインタークーラ３５とは、インタークーラ用冷媒通路６０によって接続されている。インタークーラ用冷媒通路６０には、インタークーラ用冷媒を圧送するための冷媒ポンプ６１が設けられている。この冷媒ポンプ６１が駆動することで、インタークーラ用冷媒通路６０を介してサブラジエータ７１とインタークーラ３５との間でインタークーラ用冷媒が循環し、サブラジエータ７１で冷却された低温のインタークーラ用冷媒がインタークーラ３５に供給される。そして、インタークーラ３５内で、インタークーラ用冷媒によって過給機後の吸気が冷却される。本実施形態では、冷媒ポンプ６１として、電動式で、且つ、その吐出量を変更可能なポンプが用いられている。前記の冷媒ポンプ６１は、請求項の「冷媒供給手段」に相当する。
【００４５】
吸気通路３０の各部には、吸気の流量を検出するエアフローセンサＳＮ３と、吸気の温度を検出する吸気温センサＳＮ４と、吸気の圧力を検出する吸気圧センサＳＮ５とが設けられている。エアフローセンサＳＮ３および吸気温センサＳＮ４は、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とスロットル弁３２との間の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の流量および温度を検出する。吸気圧センサＳＮ５は、サージタンク３６に設けられ、当該サージタンク３６内の吸気の圧力を検出する。
【００４６】
また、インタークーラ用冷媒通路６０には、これを流通するインタークーラ用冷媒の温度を検出するための冷媒温度センサＳＮ７が設けられている。
【００４７】
排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。燃焼室６で生成された既燃ガス（排気）は、排気ポート１０および排気通路４０を通じて外部に排出される。
【００４８】
排気通路４０には触媒コンバータ４１が設けられている。触媒コンバータ４１には、三元触媒４１ａと、ＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）４１ｂとが、この順で上流側から内蔵されている。
【００４９】
三元触媒４１ａは、排気通路４０を流通する排気に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を浄化するためのものである。具体的には、三元触媒４１ａは、これを通過する排気の空燃比が理論空燃比近傍のときおよび理論空燃比よりも高い（リーンである）ときに、ＨＣ、ＣＯを高い浄化率で浄化（酸化）し、排気の空燃比が理論空燃比近傍のときおよび理論空燃比よりも低い（リッチである）ときに、ＮＯｘを高い浄化率で浄化（還元）する。ＧＰＦ４１ｂは、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのものである。
【００５０】
ＥＧＲ装置５０は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲ通路５１に設けられたＥＧＲクーラ５２およびＥＧＲ弁５３とを有している。ＥＧＲ通路５１は、排気通路４０における触媒コンバータ４１よりも下流側の部分と、吸気通路３０におけるスロットル弁３２と過給機３３との間の部分であって過給通路３７とバイパス通路３８とが分岐する部分とを接続している。ＥＧＲクーラ５２は、ＥＧＲ通路５１を通じて排気通路４０から吸気通路３０に還流される排気（外部ＥＧＲガス）を熱交換により冷却する。ＥＧＲ弁５３は、ＥＧＲクーラ５２よりも下流側（吸気通路３０に近い側）のＥＧＲ通路５１に開閉可能に設けられ、ＥＧＲ通路５１を流通する排気の流量を調整する。
【００５１】
ＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲ弁５３の上流側の圧力と下流側の圧力との差を検出するための差圧センサＳＮ６が設けられている。
【００５２】
（２）制御系統
図２は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるＥＣＵ１００は、エンジンを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。
【００５３】
ＥＣＵ１００には各種センサによる検出信号が入力される。例えば、ＥＣＵ１００は、前述したクランク角センサＳＮ１、筒内圧センサＳＮ２、エアフローセンサＳＮ３、吸気温センサＳＮ４、吸気圧センサＳＮ５、差圧センサＳＮ６、冷媒温度センサＳＮ７、と電気的に接続されており、これらのセンサによって検出された情報（つまりクランク角、エンジン回転速度、筒内圧、吸気流量、吸気温、吸気圧、ＥＧＲ弁５３の前後差圧、インタークーラ用冷媒の温度等）がＥＣＵ１００に逐次入力されるようになっている。エンジン本体１には、さらに、エンジン本体１を冷却するためのエンジン冷却水の温度（以下、エンジン水温という）を検出するためエンジン水温センサＳＮ８が設けられている。また、車両には、当該車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサＳＮ９が設けられている。このエンジン水温センサＳＮ８による検出信号およびアクセルセンサＳＮ９による検出信号もＥＣＵ１００に入力される。
【００５４】
ＥＣＵ１００は、上記各センサからの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気ＶＶＴ１３ａ、排気ＶＶＴ１４ａ、インジェクタ１５、点火プラグ１６、スワール弁１８、スロットル弁３２、電磁クラッチ３４、低温用開閉弁１３３、高温用開閉弁１３４、バイパス弁３９、ＥＧＲ弁５３、冷媒ポンプ６１等と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。このＥＣＵ１００は、請求項の「制御手段」に相当する。
【００５５】
（３）通常制御
エンジン暖機後に行われる通常制御について次に説明する。本実施形態では、エンジン水温が所定の第１判定水温（例えば８０℃程度）以上であり、且つ、吸気の温度が所定の第１判定吸気温（例えば６０℃程度）以上のときに、以下に説明する通常制御が実施される。なお、この判定には、燃焼室６に流入する直前の吸気の温度の予測値が用いられる。
【００５６】
図３は、エンジン回転速度／エンジン負荷に応じた制御の相違を説明するためのマップ図である。本図に示すように、エンジンの運転領域は、６つの領域Ａ１〜Ａ６（第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３、第４領域Ａ４、第５領域Ａ５、第６領域Ａ６）に大別される。
【００５７】
第１領域Ａ１は、エンジン回転速度が予め設定された第１回転速度Ｎ１以下且つエンジン負荷が予め設定された第１負荷Ｔ１以下の領域である。第２領域Ａ２は、エンジン回転速度が第１回転速度Ｎ１より高い値に予め設定された第２回転速度Ｎ２以下、且つ、エンジン負荷が第１負荷Ｔ１より高い値に予め設定された第２負荷Ｔ２以下の領域のうち第１領域Ａ１を除く領域である。第３領域Ａ３は、エンジン回転速度が第２回転速度Ｎ２以下、且つ、エンジン負荷が第２負荷Ｔ２よりも高い領域である。第４領域Ａ４は、エンジン回転速度が第２回転速度Ｎ２以上で第３回転速度Ｎ３未満、且つ、エンジン負荷が第２負荷Ｔ２未満の領域である。なお、第３回転速度Ｎ３は第２回転速度Ｎ２よりも高い値に予め設定されている。第５領域Ａ５は、エンジン回転速度が第２回転速度Ｎ２以上で第３回転速度Ｎ３未満、且つ、エンジン負荷が第２負荷Ｔ２以上の領域である。第６領域Ａ６は、エンジン回転速度が第３回転速度Ｎ３以上の領域である。
【００５８】
前記の第１回転速度Ｎ１は請求項の「第１基準速度」に相当し、前記の第１負荷Ｔ１は請求項の「基準負荷」に相当し、前記の第１領域Ａ１は請求項の「低速低負荷領域」に相当する。前記の第２回転速度Ｎ２は請求項の「第２基準速度」に相当し、前記の第４領域Ａ４と第５領域Ａ６とを合わせた運転領域Ｂが請求項の「高速領域」に相当する。
【００５９】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１により検出されるエンジン回転速度およびエンジン負荷に基づいて、現在の運転ポイントが第１〜第６領域Ａ１〜Ａ６のいずれに含まれるのかを判定し、以下に説明する制御を実施する。なお、ＥＣＵ１００は、アクセルセンサＳＮ９により検出されたアクセルペダルの開度、エンジン回転速度等に基づいてエンジン負荷を算出する。
【００６０】
（３−１）第１領域Ａ１〜第５領域Ａ５
第１〜第５領域Ａ１〜Ａ５つまり第６領域Ａ６を除いた領域では、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とをミックスした部分圧縮着火燃焼（以下、これをＳＰＣＣＩ燃焼という）が実行される。なお、ＳＰＣＣＩ燃焼における「ＳＰＣＣＩ」とは、「Ｓｐａｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ」の略である。
【００６１】
ＳＩ燃焼とは、点火プラグ１６により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる形態のことであり、ＣＩ燃焼とは、ピストン５の圧縮により高温・高圧化された環境下で混合気を自着火により燃焼させる形態のことである。そして、これらＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とをミックスしたＳＰＣＣＩ燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室６内の混合気の一部をＳＩ燃焼させ、当該ＳＩ燃焼の後に（ＳＩ燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により）燃焼室６内の残りの混合気を自着火によりＣＩ燃焼させる、という燃焼形態のことである。
【００６２】
図４は、ＳＰＣＣＩ燃焼が起きたときのクランク角に対する熱発生率（Ｊ／ｄｅｇ）の変化を示したグラフである。ＳＰＣＣＩ燃焼では、ＳＩ燃焼時の熱発生がＣＩ燃焼時の熱発生よりも穏やかになる。例えば、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われたときの熱発生率の波形は、図４に示すように、立ち上がりの傾きが相対的に小さくなる。また、燃焼室６における圧力変動（つまりｄＰ／ｄθ：Ｐは筒内圧  θはクランク角度）も、ＳＩ燃焼時はＣＩ燃焼時よりも穏やかになる。言い換えると、ＳＰＣＣＩ燃焼時の熱発生率の波形は、ＳＩ燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが小さい第１熱発生率部（Ｑ１で示した部分）と、ＣＩ燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが大きい第２熱発生部（Ｑ２で示した部分）とが、この順に連続するように形成される。
【００６３】
ＳＩ燃焼によって、燃焼室６内の温度および圧力が高まると、これに伴い未燃混合気が自着火し、ＣＩ燃焼が開始される。図４に例示するように、この自着火のタイミング（つまりＣＩ燃焼が開始するタイミング）で、熱発生率の波形の傾きが小から大へと変化する。すなわち、ＳＰＣＣＩ燃焼における熱発生率の波形は、ＣＩ燃焼が開始するタイミングθｃｉで現れる変曲点（図４のＸ）を有している。
【００６４】
ＣＩ燃焼の開始後は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とが並行して行われる。ＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼よりも熱発生が大きいため、熱発生率は相対的に大きくなる。ただし、ＣＩ燃焼は、圧縮上死点の後に行われるため、熱発生率の波形の傾きが過大になることはない。すなわち、圧縮上死点を過ぎるとピストン５の下降によりモータリング圧力が低下するので、このことが熱発生率の上昇を抑制する結果、ＣＩ燃焼時のｄｐ／ｄθが過大になることが回避される。このように、ＳＰＣＣＩ燃焼では、ＳＩ燃焼の後にＣＩ燃焼が行われるという性質上、燃焼騒音の指標となるｄＰ／ｄθ（クランク角に対する筒内圧の上昇速度）が過大になり難く、単純なＣＩ燃焼（全ての燃料をＣＩ燃焼させた場合）に比べて燃焼騒音を抑制することができる。
【００６５】
ＣＩ燃焼の終了に伴いＳＰＣＣＩ燃焼も終了する。ＣＩ燃焼はＳＩ燃焼に比べて燃焼速度が速いので、単純なＳＩ燃焼（全ての燃料をＳＩ燃焼させた場合）に比べて燃焼終了時期を早めることができる。言い換えると、ＳＰＣＣＩ燃焼では、燃焼終了時期を膨張行程内において圧縮上死点に近づけることができる。これにより、ＳＰＣＣＩ燃焼では、単純なＳＩ燃焼に比べて燃費性能を向上させることができる。
【００６６】
（ａ）第１領域Ａ１
ＳＰＣＣＩ燃焼が行われる領域のうちエンジン回転速度およびエンジン負荷の低い第１領域Ａ１では、燃費性能を高めるべく、燃焼室６内の燃料量（重量）の割合が小さくなるように、インジェクタ１５から噴射される燃料の量や燃焼室６に導入される空気の量等が調整される。具体的には、燃焼室６内の燃料の重量をＦとし、燃焼室６内の全てのガスの重量をＧとし、これらの比率Ｇ／Ｆをガス燃料比としたとき、第１領域Ａ１では、このＧ／Ｆつまりガス燃料比が２４以上とされる。また、第１領域Ａ１では、燃焼室６内の空燃比（燃焼室６内の燃料の重量をＦとし、燃焼室６内の空気の重量をＡとしたときに、Ａ／Ｆで表される燃料重量に対する空気重量の割合）が理論空燃比よりも高く（リーンに）される。例えば、第１領域Ａ１では、ガス空燃比が３０程度とされ、空燃比が少なくとも２０以上（例えば３０程度）とされる。このように空燃比が十分に高い値とされることで、第１領域Ａ１では、前記のように燃費性能が高められるとともに、燃焼室６でのＮＯｘの生成量が小さく抑えられる。
【００６７】
第１領域Ａ１では、スロットル弁３２は全開とされる。
【００６８】
第１領域Ａ１では、インジェクタ１５は、前記のガス空燃比および空燃比が実現される量の燃料を燃焼室６内に噴射するように駆動される。例えば、ＥＣＵ１００は、エアフローセンサＳＮ３の検出値等から燃焼室６内の空気量や内部ＥＧＲガス量を推定し、これらの推定値に基づいて目標とするガス空燃比および空燃比が実現される燃料の量を算出して、算出した量の燃料をインジェクタ１５に噴射させる。
【００６９】
図５は、図３に示す運転ポイントＰ１〜Ｐ４における燃料噴射のパターンを示した図である。運転ポイントＰ１の図に示すように、第１領域Ａ１では、１サイクル中に噴射すべき燃料の全量が吸気行程中に燃焼室６に噴射される（Ｍ１）。本実施形態では、吸気行程の前半に全ての燃料が噴射される。なお、本明細書において吸気行程等の行程の前半、後半は、この行程を２等分したときの前半、後半のことを指す。
【００７０】
点火プラグ１６は、圧縮上死点（ＴＤＣ）の近傍で混合気に点火が行われるように駆動される。第１領域Ａ１では、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【００７１】
ここで、前記のようにガス燃料比および空燃比を高くすれば燃費性能およびＮＯｘの生成量を小さくすることができるが、燃焼が不安定になりやすい。特に、第１領域Ａ１ではエンジン負荷が低いために燃焼室６内の温度が低くなりやすく、燃焼安定性が悪化しやすい。これより、第１領域Ａ１では、ほぼ全ての吸気がインタークーラ３５で冷却されることなく燃焼室６に導入されるようにする。
【００７２】
具体的には、第１領域Ａ１では、電磁クラッチ３４が解放されて過給機３３の駆動が停止されるとともに、バイパス弁３９が開弁される。本実施形態では、第１領域Ａ１においてバイパス弁３９は全開とされる。
【００７３】
過給通路３７は過給機３３が配設されていることでバイパス通路３８よりも流通抵抗が大きい。これより、過給機３３の駆動が停止している状態では、ほぼ全ての吸気（スロットル弁３２を通過した後の吸気）は、過給通路３７に流入せずバイパス通路３８を通過することになる。従って、第１領域Ａ１では、バイパス弁３９が開弁している状態で過給機３３の駆動が停止されることで、ほぼ全ての吸気がバイパス通路３８を通って燃焼室６に導入される。バイパス通路３８にはインタークーラ３５は設けられていない。そのため、第１領域Ａ１では、インタークーラ３５で冷却されることなく比較的高温に維持された吸気が燃焼室６に導入されることになる。
【００７４】
また、第１領域Ａ１では、低温用開閉弁１３３が閉弁され且つ高温用開閉弁１３４が開弁される。これより、吸気通路３０に比較的高温の空気が取り込まれるようになり、十分に高い温度の空気が燃焼室６に導入されることになる。
【００７５】
また、第１領域Ａ１では、ＥＧＲ弁５３が全閉とされて、低温の外部ＥＧＲガスの燃焼室６への導入が停止される。また、第１領域Ａ１では、燃焼室６内に高温の内部ＥＧＲガスを残存させるべく、吸・排気弁１１、１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するように吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａが駆動される。ただし、前記のような高いガス空燃比が実現されるように、吸・排気弁１１、１２のバルブオーバーラップ期間は比較的短くされて、内部ＥＧＲガス量は小さく抑えられる。例えば、吸・排気弁１１、１２のバルブオーバーラップ期間は６０°ＣＡ（クランク角）程度とされる。
【００７６】
スワール弁１８は全閉もしくは全閉に近い低開度まで閉じられる。これにより、燃焼室６内に強いスワール流が形成されて、燃焼安定性が高められる。
【００７７】
第１領域Ａ１では、冷媒ポンプ６１の吐出量が小さくされる。
【００７８】
具体的には、エンジン本体１の稼働中、冷媒ポンプ６１は常に稼働しており、ＥＣＵ１００は、冷媒温度センサＳＮ７で検出されたインタークーラ用冷媒の温度が所定の基準温度に維持されるように冷媒ポンプ６１の吐出量を変更する。詳細には、ＥＣＵ１００は、インタークーラ用冷媒の温度の基準温度からの増加量が多いときは少ないときよりも冷媒ポンプ６１の吐出量を多くして、サブラジエータに導入されるインタークーラ用冷媒の流量を大きくし、インタークーラ用冷媒の温度がより早期に基準温度にまで低下するようにする。インタークーラ用冷媒は、インタークーラ３５で吸気を冷却すること、つまり、インタークーラ３５において吸気から熱の供給を受けることで昇温する。そのため、インタークーラ３５を通過する吸気の量が多いときは、インタークーラ用冷媒の基準温度からの昇温量も多くなり、冷媒ポンプ６１の吐出量は大きくなる。一方、インタークーラ３５を通過する吸気の量が少ないときは、インタークーラ用冷媒の基準温度からの昇温量は小さく抑えられ、冷媒ポンプ６１の吐出量は小さくなる。第１領域Ａ１では、前記のようにバイパス通路３８およびインタークーラ３５を通過する吸気の量は少なく抑えられる。従って、第１領域Ａ１では、インタークーラ用冷媒の昇温量は小さく抑えられ、これに伴い、前記のように冷媒ポンプ６１の吐出量は小さくなる。
【００７９】
（ｂ）第３領域Ａ３
第３領域Ａ３は、第１領域Ａ１と同様にエンジン回転速度は低い一方、第１領域Ａ１に比べてエンジン負荷が高く燃焼室６内に供給される燃料の量が多い領域である。そのため、第３領域Ａ３では、燃焼室６内のガス燃料比および空燃比を高くするのが困難となる。これより、第３領域Ａ３では、燃焼室６内の空燃比が理論空燃比近傍とされる。詳細には、第３領域Ａ３において、空燃比は１４．５以上１５．０以下とされる。また、燃焼室６内のガス燃料比が第１領域Ａ１よりも低くされる。詳細には、ガス燃料比は、２０以下とされる。つまり、第３領域Ａ３では、この空燃比およびガス燃料比が前記のようになるようにインジェクタ１５の燃料量が調整される。なお、このように空燃比が比較的高くされると燃焼室６内で生成されるＮＯｘの量が多くなりやすいが、燃焼室６内の空燃比が理論空燃比近傍とされることで、生成されたＮＯｘを三元触媒４１ａにおいて適切に浄化することができ、車両から排出されるＮＯｘの量は少なく抑えられる。
【００８０】
第３領域Ａ３では、高いエンジン負荷に対応した多量の空気が燃焼室６に導入されるように、電磁クラッチ３４が締結されて過給機３３が駆動される。これにより、吸気通路３０に取り込まれた吸気は過給通路３７に導入されて過給機３３により過給され、多量の空気が燃焼室６に導入される。
【００８１】
ここで、バイパス弁３９が開弁している状態で過給機３３が駆動されると、過給通路３７の下流端およびバイパス通路３８の下流端の圧力が高くなることで、図１の一部を拡大して示した図である図６の矢印Ｙ１に示すように、過給された吸気の一部がバイパス通路３８を逆流することになる。バイパス弁３９の開度が小さい（閉じ側である）方が、このバイパス通路３８を逆流する吸気の量は少なくなり、燃焼室６に導入される吸気の量は多くなる。これより、第３領域Ａ３では、エンジン負荷が高いほどつまり必要な空気が多くなるほどバイパス弁３９の開度は小さくされて、エンジン負荷が高いほど燃焼室６に導入される吸気の量は多くされる。本実施形態では、第３領域Ａ３のうちエンジン負荷が最大となる運転ポイントおよびその近傍において、バイパス弁３９は全閉とされる。以下では、適宜、エンジン負荷が最大となる運転ポイントおよびその近傍の領域を全負荷領域という。
【００８２】
第３領域Ａ３でも、第１領域Ａ１と同様に、スロットル弁３２は全開とされる。また、第３領域Ａ３でも、吸・排気弁１１、１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するように吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａが駆動される。ただし、第３領域Ａ３では、第１領域Ａ１と異なり、過給機３３によって吸気が過給されて、燃焼室６に多量の吸気が高圧で導入される状態で吸・排気弁１１、１２の双方が開弁することで、掃気性が向上することになり、内部ＥＧＲガスの量は小さく抑えられる。
【００８３】
第３領域Ａ３では、エンジン負荷が高くなるに従ってＥＧＲ弁５３の開度は低減され、全負荷領域においてＥＧＲ弁５３は全閉とされる。つまり、第３領域Ａ３のうちエンジン負荷が低い領域ではＥＧＲ弁５３は開弁されて低温の外部ＥＧＲガスが燃焼室６に導入される一方、全負荷領域ではＥＧＲ弁５３は全閉とされて外部ＥＧＲガスの燃焼室６への導入が停止される。
【００８４】
第３領域Ａ３では、スワール弁１８は開弁され、その開度は、エンジン負荷が高いほど大きくされる。
【００８５】
第３領域Ａ３では、低温用開閉弁１３３が開弁され且つ高温用開閉弁１３４が閉弁される。これより、吸気通路３０には比較的低温の空気が取り込まれる。
【００８６】
ここで、第３領域Ａ３では、過給によって高圧の空気が燃焼室６に導入されることおよび燃焼室６で高い燃焼エネルギーが生成されることで、燃焼室６内の混合気の温度が過度に高くなってノッキング等の異常燃焼が生じるという事態が起こりやすい。これに対して、過給通路３７にはインタークーラ３５が設けられており、過給された後の吸気の温度が低く抑えられるようになっている。また、前記のように、第３領域Ａ３では、燃焼室６に残留する高温の内部ＥＧＲガスの量が少なく抑えられるようになっているとともに、吸気通路３０自体に低温の空気が取り込まれるようになっている。そのため、これらの制御によって、基本的には、混合気の温度は適切な範囲に抑えられて異常燃焼の発生は抑制される。しかしながら、前記のように、第３領域Ａ３よりもエンジン負荷が低い第１領域Ａ１では、高温用通路１３２を介して吸気通路３０に比較的高温の空気が取り込まれるとともに、この空気がインタークーラ３５で冷却されることなく燃焼室６に導入されるようになっており、吸気通路３０内の空気の温度は比較的高い値に維持されている。そのため、第１領域Ａ１から第３領域Ａ３への移行時、つまり、加速に伴ってエンジン負荷が増大して運転ポイントが第１領域Ａ１から第３領域Ａ３に移行したときには、吸気通路３０に残っている比較的高温の空気が燃焼室６に導入されることになり、混合気の温度が過度に高くなるおそれがある。
【００８７】
そこで、本実施形態では、第３領域Ａ３において異常燃焼が発生するのを確実に回避するべく、第３領域Ａ３において、圧縮行程の後半に燃焼室６内に燃料を噴射する圧縮行程後半噴射を実施する。具体的には、図５の運転ポイントＰ２のグラフに示したように、第３領域Ａ３では、インジェクタ１５は、１サイクル中に燃焼室６に噴射すべき燃料の大半をまず吸気行程中に噴射し（Ｍ１）、その後、圧縮行程の後半に残りのわずかな燃料を噴射する（Ｍａ）。本実施形態では、吸気行程の中期（排気上死点後６０°ＣＡ〜１２０°ＣＡ）付近に主たる燃料噴射Ｍ１が実施され、圧縮上死点前６０°ＣＡ付近で圧縮行程後半噴射Ｍａが実施される。なお、吸気行程等の行程の前期・中期・後期は、この行程を３つに等分したときの前から順に期間をそれぞれ指す。
【００８８】
このように圧縮行程の後半に燃料を噴射すれば、噴射された燃料を気化させてその気化潜熱によって混合気の温度の上昇を抑制することができる。従って、前記の圧縮行程後半噴射Ｍａの実施によって、第３領域Ａ３において混合気の温度が過度に高くなることが確実に回避され異常燃焼の発生が確実に防止される。
【００８９】
第１領域Ａ１と同様に、第３領域Ａ３においても、点火プラグ１６は圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。第３領域Ａ３でも、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【００９０】
第３領域Ａ３では、冷媒ポンプ６１の吐出量が第１領域Ａ１よりも大きくされる。具体的には、前記のように、第３領域Ａ３では吸気の少なくとも一部がインタークーラ３５に導入される。これに伴い、インタークーラ３５を流通する冷却液の温度は低下する。この結果、冷却液の温度を前記の所定の温度に戻そうとして、冷媒ポンプ６１の吐出量は大きくされる。
【００９１】
（ｃ）第５領域Ａ５
第５領域Ａ５では、燃焼室６内の空燃比およびガス燃料比等について、第３領域Ａ３と同様の制御がなされる。
【００９２】
具体的には、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、エンジン負荷が高いことに伴い、燃焼室６内の空燃比が理論空燃比近傍、具体的には、１４．５以上１５．０以下とされる。また、燃焼室６内のガス燃料比が２０以下とされる。
【００９３】
また、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、電磁クラッチ３４が締結されて過給機３３が駆動されるとともにバイパス弁３９が全開よりも閉じ側の開度とされて、吸気の少なくとも一部が過給機３３によって過給された後インタークーラ３５で冷却され、これにより多量の空気が燃焼室６に導入される。バイパス弁３９の開度はエンジン負荷が高いほど小さくされ、エンジン負荷が高いほど過給通路３７に導入される吸気の量が多くされる。本実施形態では、第３領域Ａ３と同様に、第５領域Ａ５の全負荷領域においてバイパス弁３９は全閉とされ、全ての吸気が過給機３３により過給される。
【００９４】
このように、インタークーラ３５を多量の空気が流通することで、インタークーラ３５を流通する冷却液の温度は低下する。これより、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、冷媒ポンプ６１の吐出量が第１領域Ａ１よりも大きくされる。つまり、インタークーラ３５を流通する冷却液の温度低下量が増大することで、冷却液の温度を前記の所定の温度に戻すべく冷媒ポンプ６１の吐出量が大きくされる。
【００９５】
また、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、スロットル弁３２は全開とされる。また、第５領域Ａ５でも、吸・排気弁１１、１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するように吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａが駆動される。ただし、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に過給機３３によって吸気が過給されている状態で吸・排気弁１１、１２の双方が開弁することで、掃気性が向上するため、内部ＥＧＲガスの量は小さく抑えられる。
【００９６】
また、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、エンジン負荷が高くなるに従ってＥＧＲ弁５３の開度は低減されるようになっており、エンジン負荷が低い領域ではＥＧＲ弁５３が開弁されて低温の外部ＥＧＲガスが燃焼室６に導入される一方、全負荷領域ではＥＧＲ弁５３は全閉とされて外部ＥＧＲガスの燃焼室６への導入が停止される。
【００９７】
また、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、スワール弁１８は開弁され、その開度はエンジン負荷が高いほど大きくされる。
【００９８】
また、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、低温用開閉弁１３３が開弁され且つ高温用開閉弁１３４が閉弁されて、吸気通路３０に比較的低温の空気が取り込まれる。
【００９９】
また、第５領域Ａ５でも、第３領域Ａ３と同様に、点火プラグ１６は圧縮上死点の近傍で混合気に点火し、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【０１００】
一方、第３領域Ａ３と異なり、第５領域Ａ５では、圧縮行程後半噴射の実施は停止される。つまり、第５領域Ａ５では、圧縮行程の後半に燃焼室６に燃料は噴射されない。第５領域Ａ５は第３領域Ａ３よりもエンジン回転速度が高い領域であり、第３領域Ａ５に比べて１クランク角あたりの時間が短い。そのため、仮に第５領域Ａ５で圧縮行程の後半に燃焼室６に燃料を圧縮行程後半噴射すると、噴射された燃料が圧縮上死点付近で混合気が燃焼を開始するまでの間に十分に気化せず、混合気の温度を低下する効果が十分に得られないとともに、圧縮行程後半噴射された燃料が十分に燃焼しないことで排気性能が悪化するおそれがある。これより、第５領域Ａ５では、圧縮行程の後半に燃焼室６に燃料を噴射する圧縮行程後半噴射を停止する。ただし、第５領域Ａ５においても、加速に伴ってエンジン負荷が低い第４領域Ａ４から第５領域Ａ５への移行時に吸気通路３０内に高温の吸気が残留していると、燃焼室６内の混合気の温度が過度に高くなってノッキング等の異常燃焼が生じるおそれがある。これに対して、本実施形態では、後述するように、第４領域Ａ４での運転時において吸気通路３０内の吸気の温度を低く抑えるようにする。
【０１０１】
本実施形態では、図５の運転ポイントＰ４のグラフに示したように、第５領域Ａ５でも、２段階に分けてインジェクタ１５から燃料が噴射される。ただし、１サイクル中に燃焼室６に供給すべき燃料の全てが圧縮行程の前期の終了時点（吸気下死点後６０°ＣＡ）までに噴射される。具体的には、インジェクタ１５は、１サイクル中に燃焼室６に噴射すべき燃料の大半をまず吸気行程の後半に噴射し（Ｍ１）、その後、圧縮行程の前半（例えば、吸気下死点後すぐ）に残りのわずかな燃料を噴射する（Ｍ２）。
【０１０２】
（ｄ）第４領域Ａ４
第４領域Ａ４は、エンジン負荷が低いことで燃焼室６に導入すべき空気の量は比較的少なくてもよい。従って、第４領域Ａ４では、吸気を過給する必要はない。しかし、本実施形態では、前記のように吸気通路３０内の吸気の温度を低く抑えるべく、第４領域Ａ４においても、過給機３３を稼働させる。つまり、過給機３３を稼働させれば、過給通路３７に吸気が導入されてインタークーラ３５で吸気が冷却される。従って、吸気通路３０内に存在する吸気の温度を低く抑えることができる。そして、このように、吸気通路３０内に存在する吸気の温度が低く抑えられれば、第４領域Ａ４から第５領域Ａ５への移行時に、混合気の温度を低く抑えることができ、異常燃焼の発生を回避できる。
【０１０３】
ただし、前記のように第４領域Ａ４では燃焼室６に導入すべく空気の量は少なくてよいため、バイパス弁３９を全開にする。これによりバイパス通路３８を逆流する吸気の量が多くなり燃焼室６に導入される吸気の量はエンジン負荷に応じた少ない量とされる。  このように、第４領域Ａ５において吸気の温度を低く抑えれば第５領域Ａ５において異常燃焼の発生を回避できる。しかしながら、エンジン負荷が低い第４領域Ａ４では燃焼室６の壁面温度が比較的低いことから、吸気の温度が低くなると混合気の温度も低くなって燃焼が不安定になるおそれがある。
【０１０４】
そこで、本実施形態では、同じようにエンジン負荷が低い第１領域Ａ１と異なり、第４領域Ａ４では混合気のガス燃料比を２０以下にするとともに空燃比を１４．５以上１５以下の理論空燃比近傍にして、燃焼室６内の燃料質量の割合を多くする。つまり、インジェクタ１５は、混合気のガス燃料比が２０以下且つ空燃比が１４．５以上１５以下となるような量の燃料を噴射する。また、第４領域Ａ４では、スロットル弁３２の開度が全開よりも閉じ側の開度とされて燃焼室６に導入される空気の量が少なくされる。
【０１０５】
また、第４領域Ａ４では、スワール弁１８は開弁されるが、燃焼室６内に比較的強いスワール流が形成されて燃焼安定性が高められるように、スワール弁１８の開度は小さい（閉じ側の）開度とされる。
【０１０６】
また、第４領域Ａ４では、第１領域Ａ１と同様に、低温用開閉弁１３３が閉弁され且つ高温用開閉弁１３４が開弁されて、吸気通路３０に比較的高温の空気が取り込まれ、インタークーラ３５での冷却によって燃焼室６に導入される吸気の温度が過度に低くなるのが回避されるようになっている。
【０１０７】
また、図５のＰ３に示すように、第４領域Ａ４でも、第１領域Ａ１と同様に、１サイクル中に噴射すべき燃料の全量が吸気行程中に燃焼室６に噴射される（Ｍ１）。本実施形態では、吸気行程の前半に全ての燃料が噴射される。
【０１０８】
また、第４領域Ａ４でも、第１領域Ａ１と同様に、点火プラグ１６は圧縮上死点の近傍で混合気に点火し、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【０１０９】
なお、第４領域Ａ４では、第１領域Ａ１と同様に、吸・排気弁１１、１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するように吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａが駆動される。第４領域Ａ４では、過給機３３が稼働しているが、過給後の吸気の多くがバイパス通路３８に逆流するように構成されているため、第５領域Ａ５と異なり、吸・排気弁１１、１２のオーバーラップによって燃焼室６内に高温の内部ＥＧＲガスが残存することになる。第４領域Ａ４では、例えば、吸・排気弁１１、１２のバルブオーバーラップ期間は６０°ＣＡ（クランク角）程度とされる。
【０１１０】
（ｅ）第２領域Ａ２
第２領域Ａ２は、第１領域Ａ１と第３領域Ａ３の境界の領域および第１領域Ａ１と第４領域Ａ４の境界の領域に設定されており、第２領域Ａ２では、第１領域Ａ１と同様に、過給機３３の駆動が停止され且つバイパス弁３９が全開にされるとともに高温用開閉弁１３４が開弁されて低温用開閉弁１３３が閉弁される一方、第３領域Ａ３および第４第２領域Ａ２と同様に、燃焼室６内の空燃比が理論空燃比近傍とされる。また、第２領域Ａ２では、エンジン負荷が低い状態で空燃比を理論空燃比近傍にするべく、第４領域Ａ４と同様にスロットル弁３２が全開よりも閉じ側とされる。また、第２領域Ａ２では、第３領域Ａ３のエンジン負荷が低い領域および第４領域Ａ４と同様に、吸・排気弁１１、１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するように吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａが駆動され、スワール弁１８の開度が全開よりも小さい（閉じ側の）開度とされ、１サイクル中に燃焼室６に供給すべき燃料の全てが吸気行程中に噴射されるようにインジェクタ１５が駆動される。また、第２領域Ａ２でも、第１領域Ａ１および第４領域Ａ４と同様に、点火プラグ１６は圧縮上死点の近傍で混合気に点火し、この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。
【０１１１】
（３−２）第６領域Ａ６
第４領域Ａ４および第５領域Ａ５よりもエンジン回転速度の高い第６領域Ａ６では、比較的オーソドックスなＳＩ燃焼が実行される。このＳＩ燃焼の実現のために、第６領域Ａ６では、ＥＣＵ１００によってエンジンの各部が次のように制御される。
【０１１２】
インジェクタ１５は、少なくとも吸気行程と重複する所定の期間にわたって噴射を噴射する。点火プラグ１６は、圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。第３領域Ａ３では、この点火をきっかけにＳＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の混合気の全てが火炎伝播により燃焼する。
【０１１３】
過給機３３は稼働される。スロットル弁３２は全開とされる。ＥＧＲ弁５３は、燃焼室６内の空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比もしくはこれよりややリッチとなるように、その開度が制御される。一方、燃焼室６内のガス燃料比は、全負荷領域を除いていずれも理論空燃比よりも高い値とされる。スワール弁１８は全開とされる。
【０１１４】
（４）エンジン暖機前の制御
図７は、エンジンの暖機状態に対する制御内容の違いを示したフローチャートである。この図７を参照しつつ、エンジン暖機前の制御について簡単に説明する。
【０１１５】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１にて、エンジン水温が第１判定水温よりも低い所定の第２判定水温（例えば３０℃）以上、且つ、吸気の温度が第１判定吸気温よりも低い所定の第２判定吸気温（例えば−１０℃）以上であるか否かを判定する。この判定がＮＯであってエンジン水温が第２判定水温未満あるいは吸気の温度が第２判定吸気温未満のときは、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２に進み、極冷間制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ１００は、全運転領域において、過給機３３を稼働させ、燃焼室６内の空燃比を理論空燃比近傍にし、ＥＧＲ弁５３を全閉にし、燃焼室６内に高温の内部ＥＧＲガスが残留するように吸気弁１１と排気弁１２とを排気上死点を跨いでオーバーラップさせるとともに、混合気をＳＩ燃焼させる極冷間制御を実施する。なお、エンジン水温が特に低いときは、内部ＥＧＲガスを０にし、燃焼室６内の空燃比を理論空燃比よりも小さくしてもよい。ステップＳ２の後はステップＳ１に戻る。
【０１１６】
一方、ステップＳ１の判定がＹＥＳのときは、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３に進む。ＥＣＵ１００は、ステップＳ３にて、エンジン水温が第１判定水温以上、且つ、吸気の温度が第１判定吸気温以上であるか否かを判定する。この判定がＮＯであってエンジン水温が第１判定水温未満あるいは吸気の温度が第１判定吸気温未満のときは、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４に進み、冷間制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ１００は、前記の第１〜第５領域Ａ１〜Ａ５において、つまり、エンジン回転速度が第３回転速度Ｎ３未満の領域において、過給機３３を稼働させ、燃焼室６内の空燃比を理論空燃比近傍にし、ＥＧＲ弁５３を開弁させ、且つ、内部ＥＧＲガスが０よりも大きくなるように吸気弁１１と排気弁１２とを排気上死点を跨いでオーバーラップさせるとともに、混合気をＳＰＣＣＩ燃焼させる冷間制御を実施する。なお、第６領域Ａ６においては、ＥＣＵ１００は、混合気をＳＩ燃焼させる制御を実施する。
【０１１７】
そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３の判定がＹＥＳであってエンジン水温が第１判定水温未満あるいは吸気の温度が第１判定吸気温未満のときにのみ、ステップＳ５に進み、前記の通常制御を実施する。
【０１１８】
（５）作用等
以上のように、本実施形態では、エンジン回転速度およびエンジン負荷が低い第１領域Ａ１において、ＳＰＣＣＩ燃焼が実施されるとともに混合気のガス燃料比が２４以上とされて燃焼室６内の全ガス量に対する燃料の割合が小さくされる。そのため、燃費性能を高めることができる。しかも、第１領域Ａ１において過給機３３の駆動が停止され且つバイパス弁３９が開弁されるようになっている。そのため、吸気通路３０に取り込まれたほぼ全ての吸気を、インタークーラ３５を通さずに燃焼室６に導入することができ、燃焼室６内の混合気の温度を高くして燃焼安定性を高めることができる。従って、前記のようにガス燃料比を大きくしつつ適切な部分圧縮着火燃焼を実現することができ、より確実に燃費性能を高めることができる。
【０１１９】
そして、第１領域Ａ１よりもエンジン回転速度が高い第４領域Ａ４と第５領域Ａ５とを合わせた領域Ｂ（以下、適宜、高速領域Ｂという）においては、過給機３３が駆動されて、ほぼ全ての吸気が過給機３３およびインタークーラ３５を通過するようになっている。そのため、エンジン回転速度およびエンジン負荷が高い第５領域Ａ５において、燃焼室６に導入される吸気の量を適切に確保できるとともに燃焼室６内の温度が過度に高くなるのを抑制することができる。しかも、第５領域Ａ５よりもエンジン負荷が低い第４領域Ａ５においても吸気通路３０内に存在する吸気の温度が低く抑えられることで、車両の加速等に伴って第４領域Ａ４から第５領域Ａ５に移行した直後においても燃焼室６に導入される吸気の温度ひいては混合気の温度が過度に高くなるのを防止でき、第５領域Ａ５にて異常燃焼が生じるのを確実に回避することができる。
【０１２０】
さらに、このようにエンジン負荷が低い第４領域Ａ４において吸気通路３０内の温度つまり吸気の温度を低く抑えた場合には燃焼安定性が悪化するおそれがあるのに対して、本実施形態では、第４領域Ａ４を含む高速領域Ｂにおいてガス燃料比を２０以下にし且つ空燃比を１４．５以上１５以下にしている。つまり、気筒内の全ガス重量および空気重量に対して燃料重量の割合を比較的大きくしている。そのため、第４領域Ａ４において混合気の燃焼を促進することができ、第４領域Ａ４において燃焼安定性を確保しつつ第５領域Ａ５での異常燃焼の発生を回避することができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、第１領域Ａ１に加えて第２〜第５領域Ａ２〜Ａ５においてもＳＰＣＣＩ燃焼が実施されており、燃費性能を格段に高めることができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、高速領域Ｂでエンジン本体１が運転されているときの方が第１領域Ａ１で運転されているときよりも、冷媒ポンプ６１の吐出量が大きくなるように構成されている。そのため、高速領域Ｂにおいて吸気の温度を低くすることができ、異常燃焼の発生をより確実に防止できる。
【０１２３】
また、本実施形態では、第１領域Ａ１よりもエンジン回転速度の高い第３領域Ａ３では、圧縮行程後半噴射Ｍａが実施されて、圧縮行程の後半に燃焼室６に燃料が噴射されるようになっている。そのため、この圧縮行程後半噴射Ｍａに係る燃料の気化潜熱の作用によって混合気の温度を効果的に低下させることができ、第３領域Ａ３においても異常燃焼が発生するのを防止することができる。
【０１２４】
そして、エンジン回転速度が高いことで圧縮行程の後半に燃焼室６に燃料を噴射すると排気性能が悪化するおそれがある第５領域Ａ５では、この圧縮行程後半噴射Ｍａを停止して前記のように第４領域Ａ４における吸気温度の低下により異常燃焼の発生を防止しており、排気性能を悪化させることなくＳＰＣＣＩ燃焼の実施時に異常燃焼が生じるのを確実に回避できる。
【０１２５】
（６）変形例
前記実施形態では、第１領域Ａ１においてバイパス弁３９を全開にした場合について説明したが、第１領域Ａ１においてバイパス弁３９は開弁されていればよく、具体的な開度は全開に限らない。ただし、第１領域Ａ１においてバイパス弁３９を全開にしておけば、インタークーラ３５を通過する吸気の量を確実に少なくすることができ、燃焼室６に導入される吸気の温度を確実に高めて燃焼安定性を高くすることができる。また、前記実施形態では高速領域Ｂにおいてエンジン負荷が高いときの方が低いときよりもバイパス弁３９の開度を小さくする場合について説明したが、第４領域Ａ４において一部の吸気がバイパス通路３８に逆流するようにバイパス弁３９が開弁されている限りにおいて、エンジン負荷とバイパス弁３９の開度との関係はこれに限らない。ただし、高速領域Ｂにおいてエンジン負荷が高い方がバイパス弁３９の開度が小さくなるようにこれを制御すれば、エンジン負荷に応じた量の吸気を燃焼室６に確実に導入することができる。
【０１２６】
また、バイパス弁３９は省略してもよい。バイパス弁３９を省略した場合でも、第１領域Ａ１において過給機３３を停止すれば吸気の多くをバイパス通路３８を通過させることができるので、第１領域Ａ１の燃焼安定性を高めることができる。また、第４領域Ａ４において吸気通路３０内に低温の吸気を存在させて第５領域Ａ５への移行時に混合気の温度を低くさせることができる。
【０１２７】
前記実施形態では、過給機３３を電磁クラッチ３４を介してエンジン本体１と連結し、電磁クラッチ３４の締結・解除によって過給機３３の駆動・停止を切り替えた場合を説明したが、過給機３３を電気エネルギーによって駆動させるように構成し、過給機３３への電気エネルギーの供給量の調整によって過給機３３の駆動と停止とを切り替えるようにしてもよい。ただし、電磁クラッチ３４を介して過給機３３とエンジン本体１とを連結する前記実施形態の構造によれば、エンジン本体１の回転力を利用して過給機３３を駆動できエネルギー効率を高めることができるとともに、電磁クラッチ３４の締結・解除によって容易に過給機３３の駆動・停止を切り替えることができる。
【０１２８】
ここで、電磁クラッチ３４を介して過給機３３とエンジン本体１とを連結する構造では、エンジン回転速度が高いときに電磁クラッチ３４の締結と解除との切り替えを行うと電磁クラッチ３４の損傷が促進されるおそれがある。これに対して、前記実施形態では、高速領域Ｂではエンジン負荷によらず電磁クラッチ３４が締結されて過給機３３が駆動されるようになっている。つまり、高速領域Ｂでエンジン本体１が運転されているときは、エンジン負荷が変化しても電磁クラッチ３４の締結と解除とが切り替えられないようになっている。そのため、高速領域Ｂのうちの第５領域Ａ５では電磁クラッチ３４を締結して過給機３３を駆動させて高速領域Ｂのうちの第４領域Ａ４では電磁クラッチ３４を開放して過給機３３の駆動を停止させる構成に比べて、前記の実施形態では、電磁クラッチ３４の締結と解除との切替機会を少なくすることができ、クラッチの信頼性を高めることができる。
【０１２９】
前記実施形態では、第３領域Ａ３および第４領域Ａ４と第１領域Ａ１との間に第２領域Ａ２が設定された場合について説明したが、第２領域Ａ２は省略してもよい。つまり、エンジン回転速度が第２回転速度Ｎ２未満で且つエンジン負荷が第３負荷Ｔ２未満の領域に第１領域Ａ１を設定してもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１  エンジン本体
２  気筒
６  燃焼室
１５  インジェクタ（燃料噴射手段、空燃比変更手段）
１６  点火プラグ
３３  過給機
３４  電磁クラッチ（クラッチ、過給機駆動手段）
３５  インタークーラ
３７  過給通路
３８  バイパス通路
３９  バイパス弁
６１  冷媒ポンプ（冷媒供給手段）
１００  ＥＣＵ（制御手段）
Ａ１  第１領域（低速低負荷領域）
Ｂ  高速領域
【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】
2020122425.tif 000008
【図７】
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