(57)【要約】【課題】混合気をλ＞１又はλ≦１で形成する空燃比モード切換を伴う火花点火制御圧縮着火燃焼と、車両姿勢制御とを併用するエンジンにおいて、燃焼の不安定化を抑制する。【解決手段】ＥＣＵ６０は、操舵角の増大量が基準増大量を超過している場合に、エンジンの生成トルクを低下させる車両姿勢制御を実行し、所定の運転領域では火花点火制御圧縮着火燃焼を実行させる。火花点火制御圧縮着火燃焼では、混合気をλ＞１で形成する第１空燃比モードと、λ≦１で形成する第２空燃比モードとの間で空燃比モードの切換が行われる。車両姿勢制御のためのトルク低減要求があり（＃３２でＹＥＳ）、且つ空燃比モードの切換が実行中である場合（＃３３でＹＥＳ）、ＥＣＵ６０は車両姿勢制御のためのトルク低減制御を禁止する（＃３４）。一方、ＥＣＵ６０は、前記空燃比モードの切換が実行されていない場合（＃３３でＮＯ）、車両姿勢制御のためのトルク低減を実施させる。【選択図】図１０Ｃ
2019127868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンを制御する方法であって、
前記エンジンの運転状態に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択する燃焼モード設定工程と、
前記燃焼モード設定工程において前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択する空燃比モード設定工程と、
前記空燃比モード設定工程において選択された空燃比モードに基づき、空燃比モードの切換を行う切換工程と、
前記操舵輪の舵角に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定する低減トルク設定工程と、
前記切換工程により前記空燃比モードの切換が行われているときに、前記低減トルク設定工程において設定された前記トルク低減量に基づく、前記エンジンの発生トルクの低減を抑制する抑制工程と、
を有する、エンジンの制御方法。
【請求項２】
操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンを制御する方法であって、
前記エンジンの運転状態に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択する燃焼モード設定工程と、
前記燃焼モード設定工程において前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択する空燃比モード設定工程と、
前記空燃比モード設定工程において選択された空燃比モードに基づく、空燃比モードの切換要求の有無を判定する切換判定工程と、
前記操舵輪の舵角に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定する低減トルク設定工程と、
前記低減トルク設定工程において前記トルク低減量が設定されているときに、前記切換判定工程において空燃比モードの切換要求が有ると判定された場合、当該切換要求に基づく前記空燃比モードの切換を抑制する抑制工程と、
を有する、エンジンの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンの制御方法において、
前記エンジンは、燃料噴射弁を備え、
前記第２空燃比モードから前記第１空燃比モードへの切換中に、前記気筒内へ吸気量を増大する吸気量増大工程と、
前記吸気量増大工程において、前記吸気量の増大に合わせて前記気筒内へ供給する燃料量が増大するように、前記燃料噴射弁を制御する燃料増大工程と、
前記吸気量増大工程において、前記吸気量の増大に応じて、前記エンジンの発生トルクが等トルクとなるよう、前記点火プラグの点火時期をリタードする第１リタード工程と、
を有する、エンジンの制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの制御方法において、
前記第１空燃比モードから前記第２空燃比モードへの切換中に、前記気筒内へ吸気量を減少する吸気量減少工程と、
前記吸気量増大工程において、前記吸気量の減少に応じて、前記エンジンの発生トルクが等トルクとなるよう、前記点火プラグの点火時期をリタードする第２リタード工程と、
を有する、エンジンの制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジンの制御方法において、
前記エンジンの発生トルクの低減を、前記点火プラグの点火時期のリタードによって実現する、エンジンの制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載のエンジンの制御方法において、
前記抑制工程おける前記抑制が、前記エンジンの発生トルクの低減の禁止である、エンジンの制御方法。
【請求項７】
請求項２に記載のエンジンの制御方法において、
前記抑制工程おける前記抑制が、前記空燃比モードの切換の禁止である、エンジンの制御方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のエンジンの制御方法において、
前記第１空燃比モードにおいて形成される混合気の第１空燃比範囲と、前記第２空燃比モードにおいて形成される第２空燃比範囲との間には、前記第１空燃比範囲及び前記第２空燃比範囲のいずれにも属さない空燃比範囲が存在する、エンジンの制御方法。
【請求項９】
操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンと、
前記エンジンの運転状態を検出する運転状態センサと、
前記操舵輪の舵角を検出する舵角センサと、
制御器と、を有するエンジンシステムであって、
前記制御器は、
前記運転状態センサの検出結果に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択し、
前記エンジンの燃焼モードとして前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択し、
前記選択された空燃比モードに基づき、空燃比モードの切換を行い、
前記舵角センサの検出結果に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定し、
前記空燃比モードの切換が行われているときに、前記設定された前記トルク低減量に基づく、前記エンジンの発生トルクの低減を抑制する、
ように構成されるエンジンシステム。
【請求項１０】
操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンと、
前記エンジンの運転状態を検出する運転状態センサと、
前記操舵輪の舵角を検出する舵角センサと、
制御器と、を有するエンジンシステムであって、
前記制御器は、
前記運転状態センサの検出結果に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択し、
前記エンジンの燃焼モードとして前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択し、
前記選択された空燃比モードに基づく、空燃比モードの切換要求の有無を判定し、
前記舵角センサの検出結果に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定し、
前記トルク低減量が設定されているときに、前記空燃比モードの切換要求が有ると判定された場合、当該切換要求に基づく前記空燃比モードの切換を抑制する、
ように構成されるエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合気の一部をＳＩ燃焼させると共に残部を自着火によりＣＩ燃焼させるエンジンであって、操舵角に応じて生成トルクを変化させることが可能なエンジンの制御方法、及び該制御方法が適用されるエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気とガソリン燃料との混合気を十分に圧縮された気筒内で自着火により燃焼させる予混合圧縮着火燃焼が知られている。また、混合気の全てを自着火により燃焼させるのではなく、ＳＩ（Spark Ignition）燃焼とＣＩ（Compression Ignition）燃焼とを組み合わせた部分圧縮着火燃焼（以下、本明細書では「火花点火制御圧縮着火燃焼」という）も提案されている（例えば特許文献１参照）。火花点火制御圧縮着火燃焼では、火花点火を端緒として混合気の一部を火炎伝播により強制的に燃焼（ＳＩ燃焼）させ、残部の未燃混合気を自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）させる。
【０００３】
上記の火花点火制御圧縮着火燃焼において、混合気が理論空燃比よりもリーンに形成される第１空燃比モード（λ＞１）と、理論空燃比以上に形成される第２空燃比モード（λ＝１又はλ＜１）とが採用されることがある。前記第１空燃比モードは、燃料リーンであるためエンジンの熱効率を高めることができる。前記第２空燃比モードは、燃焼安定性を優先させたいシーンで採用される。火花点火制御圧縮着火燃焼にてエンジンを運転させる場合、エンジン負荷や回転数などの条件に応じて、前記第１空燃比モードと前記第２空燃比モードとの間で適宜モード切換を行うことが望ましい。
【０００４】
一方、操舵角に応じて生成トルクを変化させることで、車両の前後方向及び幅方向の加速度（Ｇ）を統合的にコントロールする運転支援制御（以下、本明細書では「車両姿勢制御」という）も知られている（例えば特許文献２参照）。車両姿勢制御では、ドライバーがハンドルを切り始めた瞬間に、エンジンの生成トルクを要求トルクよりも低減させ、その減速Ｇにより前輪への荷重移動を発生させる。これにより、前輪のタイヤグリップが増加し、コーナリングフォースが高められる。車両姿勢制御において、例えば点火プラグによる混合気の点火タイミングの遅角（点火リタード）により、上記のエンジントルクの低減が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７３７７５号公報
【特許文献２】特許第６１１２３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
火花点火制御圧縮着火燃焼が可能なエンジンを搭載した車両において、車両姿勢制御を実行させる要請がある。しかし、火花点火制御圧縮着火燃焼が行われており、且つ、前記第１空燃比モード（λ＞１）と前記第２空燃比モード（λ≦１）との間のモード切換が実行されている状態において、車両姿勢制御の実行のためにエンジントルクの低減の制御が介入されると、燃焼が不安定化する懸念がある。すなわち、空燃比モードの切換のために気筒内への吸気量又は燃料噴射量などを変化させている状態で、前記点火リタード等によるエンジントルクの低減制御が重畳されると、燃焼が不安定となったり、甚だしくは失火に至ったりする虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、混合気をλ＞１又はλ≦１で形成する空燃比モード切換を伴う火花点火制御圧縮着火燃焼と、車両姿勢制御とを併用するエンジンにおいて、燃焼の不安定化を抑制することができるエンジンの制御方法、及び該制御方法が適用されるエンジンシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係るエンジンの制御方法は、操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンを制御する方法であって、前記エンジンの運転状態に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択する燃焼モード設定工程と、前記燃焼モード設定工程において前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択する空燃比モード設定工程と、前記空燃比モード設定工程において選択された空燃比モードに基づき、空燃比モードの切換を行う切換工程と、前記操舵輪の舵角に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定する低減トルク設定工程と、前記切換工程により前記空燃比モードの切換が行われているときに、前記低減トルク設定工程において設定された前記トルク低減量に基づく、前記エンジンの発生トルクの低減を抑制する抑制工程と、を有する。
【０００９】
また、本発明の他の局面に係るエンジンシステムは、操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンと、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態センサと、前記操舵輪の舵角を検出する舵角センサと、制御器と、を有するエンジンシステムであって、前記制御器は、前記運転状態センサの検出結果に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択し、前記エンジンの燃焼モードとして前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択し、前記選択された空燃比モードに基づき、空燃比モードの切換を行い、前記舵角センサの検出結果に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定し、前記空燃比モードの切換が行われているときに、前記設定された前記トルク低減量に基づく、前記エンジンの発生トルクの低減を抑制するように構成されている。
【００１０】
上記のエンジンの制御方法若しくはエンジンシステムによれば、操舵輪の舵角に基づきトルク低減量が設定される。これは車両姿勢制御の実行に相当する。また、第１燃焼モードは、ＳＩ燃焼に相当し、第２燃焼モードは、火花点火制御圧縮着火燃焼に相当する。そして、気筒内での混合気の燃焼において前記第１空燃比モードと前記第２空燃比モードとの間で空燃比モードの切換が行なわれているときには、前記低減トルク設定工程で設定された前記トルク低減量に基づく、エンジンの発生トルクの低減が抑制される。
【００１１】
つまり、前記空燃比モードの切換が実行されているときには、車両姿勢制御を実行すべき条件が発生したとしても、車両姿勢制御のためのエンジントルクの低減が抑制される。前記空燃比モード切換の際には、各モードに合致する空燃比に移行するよう気筒内への吸気量又は燃料噴射量などが変化する不安定な状態となる。上記の構成によれば、そのような不安定な状態では、エンジントルクの低減制御の重畳が抑制されるので、燃焼が不安定化したり失火が生じたりする不具合を回避することができる。
【００１２】
本発明のさらに他の局面に係るエンジンの制御方法は、操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンを制御する方法であって、前記エンジンの運転状態に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択する燃焼モード設定工程と、前記燃焼モード設定工程において前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択する空燃比モード設定工程と、前記空燃比モード設定工程において選択された空燃比モードに基づく、空燃比モードの切換要求の有無を判定する切換判定工程と、前記操舵輪の舵角に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定する低減トルク設定工程と、前記低減トルク設定工程において前記トルク低減量が設定されているときに、前記切換判定工程において空燃比モードの切換要求が有ると判定された場合、当該切換要求に基づく前記空燃比モードの切換を抑制する抑制工程と、を有する。
【００１３】
また、本発明のさらに他の局面に係るエンジンシステムは、操舵輪を持つ車両に搭載されると共に前記車両の駆動輪に機械的に連結され、点火プラグを備えるエンジンと、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態センサと、前記操舵輪の舵角を検出する舵角センサと、制御器と、を有するエンジンシステムであって、前記制御器は、前記運転状態センサの検出結果に基づき、当該エンジンの気筒内の混合気の全てが前記点火プラグの生成した火炎の伝搬により燃焼する第１燃焼モードと、前記気筒内の混合気の少なくとも一部が自己着火により燃焼する第２燃焼モードとの間で前記エンジンの燃焼モードを選択し、前記エンジンの燃焼モードとして前記第２燃焼モードが選択されているときに、上記エンジンの運転状態に基づき、前記混合気を理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モードと、理論空燃比若しくは当該理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モードとの間で空燃比モードを選択し、前記選択された空燃比モードに基づく、空燃比モードの切換要求の有無を判定し、前記舵角センサの検出結果に基づき、前記エンジンの発生トルクを低減させるトルク低減量を設定し、前記トルク低減量が設定されているときに、前記空燃比モードの切換要求が有ると判定された場合、当該切換要求に基づく前記空燃比モードの切換を抑制するように構成されている。
【００１４】
上記のエンジンの制御方法若しくはエンジンシステムでは、低減トルク設定工程で前記トルク低減量が設定されている状態において、前記第１空燃比モードと前記第２空燃比モードとの間でモード切換の要求が有ると判定されると、前記空燃比モードの切換が抑制される。つまり、車両姿勢制御が実行されている状態では、前記空燃比モードの切換要求が有ったとしても、そのモード切換の実行が抑制される。前記空燃比モードの切換の際には、各モードに合致する空燃比に移行するよう気筒内への吸気量又は燃料噴射量などが変化する不安定な状態となる。上記の構成によれば、車両姿勢制御が実行されている状態では、そのような不安定な状態の形成が抑制されるので、燃焼が不安定化したり失火が生じたりする不具合を回避することができる。
【００１５】
上記のエンジンの制御方法において、前記エンジンは、燃料噴射弁を備え、前記第２空燃比モードから前記第１空燃比モードへの切換中に、前記気筒内へ吸気量を増大する吸気量増大工程と、前記吸気量増大工程において、前記吸気量の増大に合わせて前記気筒内へ供給する燃料量が増大するように、前記燃料噴射弁を制御する燃料増大工程と、前記吸気量増大工程において、前記吸気量の増大に応じて、前記エンジンの発生トルクが等トルクとなるよう、前記点火プラグの点火時期をリタードする第１リタード工程と、を有することが望ましい。
【００１６】
このエンジンの制御方法によれば、前記第２空燃比モードから前記第１空燃比モードへの切換中に、吸気量の増大に合わせて燃料量を増大させる。このため、ＮＯｘの発生を抑止することができる。これに加え、前記空燃比モードの切換中には、吸気量及び燃料量の増大に伴うトルク変動の抑制のために、第１リタード工程により前記点火プラグの点火時期のリタードが実行される。従って、前記空燃比モードの切換時の運転性能を安定化させることができる。
【００１７】
上記のエンジンの制御方法において、前記第１空燃比モードから前記第２空燃比モードへの切換中に、前記気筒内へ吸気量を減少する吸気量減少工程と、前記吸気量増大工程において、前記吸気量の減少に応じて、前記エンジンの発生トルクが等トルクとなるよう、前記点火プラグの点火時期をリタードする第２リタード工程と、を有することが望ましい。
【００１８】
このエンジンの制御方法によれば、第２リタード工程により前記空燃比モードの切換中におけるトルク変動が抑制されるので、前記空燃比モード切換時の運転性能を安定化させることができる。
【００１９】
上記のエンジンの制御方法において、前記エンジンの発生トルクの低減を、前記点火プラグの点火時期のリタードによって実現することが望ましい。このエンジンの制御方法によれば、点火プラグの点火時期のリタードという比較的簡易な制御によって、車両姿勢制御を実行させることができる。
【００２０】
上記のエンジンの制御方法において、前記抑制工程おける前記抑制が、前記エンジンの発生トルクの低減の禁止とすることが望ましい。これにより、前記空燃比モードの切換が実行されているときには、車両姿勢制御を実行すべき条件が発生したとしても、車両姿勢制御のためのエンジントルクの低減制御の重畳が禁止される。従って、燃焼の不安定化を確実に防止することができる。
【００２１】
上記のエンジンの制御方法において、前記抑制工程おける前記抑制が、前記空燃比モードの切換の禁止であることが望ましい。これにより、車両姿勢制御が実行されている状態では、前記空燃比モードの切換要求が有ったとしても、そのモード切換の実行が禁止される。従って、燃焼の不安定化を確実に防止することができる。
【００２２】
上記のエンジンの制御方法において、前記第１空燃比モードにおいて形成される混合気の第１空燃比範囲と、前記第２空燃比モードにおいて形成される第２空燃比範囲との間には、前記第１空燃比範囲及び前記第２空燃比範囲のいずれにも属さない空燃比範囲が存在する構成を前提とすることができる。
【００２３】
前記第１、第２空燃比モードの各空燃比範囲間に、いずれの空燃比モードにも属さない空燃比範囲が存在する場合、吸気量及び燃料量の変更を伴う空燃比モードの切換は瞬間的には行えず、一定の時間を要する。このため、そのような空燃比モードの切換時に車両姿勢制御のためのエンジントルクの低減制御が重畳されると、燃焼が不安定になり易い。従って、上記の前提下では、上述の本発明の各構成が特に有用となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、混合気をλ＞１又はλ≦１で形成する空燃比モードの切換を伴う火花点火制御圧縮着火燃焼と、車両姿勢制御とを併用するエンジンにおいて、燃焼の不安定化を抑制することができるエンジンの制御方法、及び該制御方法が適用されるエンジンシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係るエンジンの制御方法及びエンジンシステムが適用される車両の概略図である。
【図２】図２は、本発明が適用される圧縮着火式エンジンの全体構成を示すシステム図である。
【図３】図３は、前記圧縮着火式エンジンの制御系統を示すブロック図である。
【図４】図４は、エンジンの回転数及び負荷に応じた燃焼制御の相違を説明するための運転マップである。
【図５】図５は、図４の運転マップの各領域で実行される燃焼制御を概略的に説明するためのタイムチャートである。
【図６】図６は、火花点火制御圧縮着火燃焼の実行時における熱発生率を示すグラフである。
【図７】図７は、車両姿勢制御における制御態様を概略的に示すタイムチャートである。
【図８】図８は、車両姿勢制御の具体的制御例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、操舵速度と目標付加減速度との関係を示すグラフである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、トルク低減の実行方法を設定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、トルク低減の実行方法を設定する処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明に係るエンジン制御方法の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明に係るエンジン制御方法の他の例を概略的に示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係るエンジン制御方法の基本動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、エンジン制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、エンジン制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、エンジン制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、エンジン制御処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、運転モードと、総燃料噴射量及び点火時期との関係を示す表形式の図である。
【図１７】図１７は、第１空燃比モード（λ＞１）と、第２空燃比モード（λ＝１）との間のモード切換の態様を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［車両の構造］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。先ず、図１を参照して、本発明に係るエンジンの制御方法及び車両システムが適用される車両１００の構造について概略的に説明する。本実施形態に係る車両１００はＦＦ駆動車であって、駆動源としてエンジン本体１を備える。エンジン本体１は４つの気筒２を有し、ＳＩ燃焼及び火花点火制御圧縮着火燃焼が可能な直列４気筒ガソリンエンジンである。
【００２７】
車両１００は、エンジン本体１を搭載する車体１０１と、駆動輪及び操舵輪としての前輪１０２と、従動輪としての後輪１０３とを含む。エンジン本体１で生成された駆動力は、トランスミッション１０４を介して前輪１０２に伝達される。また、車両１００には、前輪１０２を操舵するステアリング１０５と、ステアリング１０５の操作を補助するパワーステアリング装置１０６とが備えられている。さらに車両１００には、ドライバーによって操作され、後述のスロットル弁３２の開度を調整するアクセル１０７が備えられている。
【００２８】
車両１００には、エンジン本体１の電子制御を行うＥＣＵ６０（制御器）が搭載されている。本実施形態に係るＥＣＵ６０は、ドライバーがステアリング１０５を操作した際に車両姿勢制御を実行可能である。車両姿勢制御では、ドライバーがステアリング１０５を切り始めた瞬間に、エンジン本体１の生成トルクを、アクセル１０７の開度などによって定まる要求トルクよりも低減させ、その減速Ｇにより前輪１０２への荷重移動を発生させる。これにより、前輪１０２のタイヤグリップが増加し、コーナリングフォースが高められる。この車両姿勢制御及び上述の火花点火制御圧縮着火燃焼については、後記で詳述する。
【００２９】
［エンジンシステム］
続いて、車両１００に搭載されるエンジンシステムについて説明する。図２は、本実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を示す図である。エンジンシステムは、４サイクルのガソリン直噴エンジンからなるエンジン本体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ガスが流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気ガスの一部を吸気通路３０に還流させるＥＧＲ装置５０とを備えている。
【００３０】
エンジン本体１は、車両１００の駆動源として利用される。本実施形態では、エンジン本体１は、ガソリンを主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジンである。なお、燃料は、バイオエタノール等を含むガソリンであってもよい。エンジン本体１は、シリンダブロック３、シリンダヘッド４及びピストン５を備える。シリンダブロック３は、上述の４つの気筒を形成するシリンダライナを有する。シリンダヘッド４は、シリンダブロック３の上面に取り付けられ、気筒２の上部開口を塞いでいる。ピストン５は、各気筒２に往復摺動可能に収容されており、コネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。ピストン５の往復運動に応じて、クランク軸７はその中心軸回りに回転する。
【００３１】
ピストン５の上方には燃焼室６が形成されている。燃焼室６には前記燃料が、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。そして、供給された燃料と空気との混合気が燃焼室６で燃焼され、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。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６の容積との比は、後述する火花点火制御圧縮着火燃焼に好適となるように、１３以上３０以下（例えば２０程度）の高圧縮比に設定されている。
【００３２】
シリンダブロック３には、クランク角センサＳＮ１及び水温センサＳＮ２が取り付けられている。クランク角センサＳＮ１は、クランク軸７の回転角度（クランク角）及びクランク軸７の回転速度（エンジン回転速度）を検出する。水温センサＳＮ２は、シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の内部を流通する冷却水の温度（エンジン水温）を検出する。
【００３３】
シリンダヘッド４には、燃焼室６と連通する吸気ポート９及び排気ポート１０が形成されている。シリンダヘッド４の底面は、燃焼室６の天井面となる。この燃焼室天井面には、吸気ポート９の下流端である吸気側開口と、排気ポート１０の上流端である排気側開口とが形成されている。シリンダヘッド４には、前記吸気側開口を開閉する吸気弁１１と、前記排気側開口を開閉する排気弁１２とが組み付けられている。なお、図示は省いているが、エンジン本体１のバルブ形式は、吸気２バルブ×排気２バルブの４バルブ形式であって、吸気ポート９及び排気ポート１０は、各気筒２につき２つずつ設けられるとともに、吸気弁１１及び排気弁１２も２つずつ設けられている。
【００３４】
シリンダヘッド４には、カムシャフトを含む吸気側動弁機構１３及び排気側動弁機構１４が配設されている。吸気弁１１及び排気弁１２は、これら動弁機構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。吸気側動弁機構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、排気側動弁機構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及び排気ＶＶＴ１４ａの制御により、吸気弁１１及び排気弁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を調整することが可能である。また、このバルブオーバーラップ期間の調整により、燃焼室６に残留する既燃ガス（内部ＥＧＲガス）の量を調整することが可能である。
【００３５】
シリンダヘッド４には、さらにインジェクタ１５（燃料噴射弁）及び点火プラグ１６が取り付けられている。インジェクタ１５は、気筒２（燃焼室６）内に燃料を噴射（供給）する。インジェクタ１５としては、その先端部に複数の噴孔を有し、これらの噴孔から放射状に燃料を噴射することが可能な多噴孔型のインジェクタを用いることができる。インジェクタ１５は、その先端部が燃焼室６内に露出し、且つ、ピストン５の冠面の径方向中心部と対向するように配置されている。
【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、その先端部（電極部）が気筒２内に臨む位置に配置されている。点火プラグ１６は、気筒２（燃焼室６）内に形成される燃料と空気との混合気に点火する強制点火源である。
【００３７】
シリンダヘッド４には、センシング要素として、筒内圧センサＳＮ３、吸気カム角センサＳＮ１２及び排気カム角センサＳＮ１３は配設されている。筒内圧センサＳＮ３は、燃焼室６の圧力を検出する。吸気カム角センサＳＮ１２は、吸気側動弁機構１３のカムシャフトの回転位置を、排気カム角センサＳＮ１３は、排気側動弁機構１４のカムシャフトの回転位置を、各々検出する。
【００３８】
吸気通路３０は、図２に示すように、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。吸気通路３０には、その上流側から順に、エアクリーナ３１、スロットル弁３２、過給機３３、電磁クラッチ３４、インタークーラ３５及びサージタンク３６が配置されている。
【００３９】
エアクリーナ３１は、吸気中の異物を除去して吸気を清浄化する。スロットル弁３２は、アクセル１０７の踏み込み動作と連動して吸気通路３０を開閉し、吸気通路３０における吸気の流量を調整する。過給機３３は、吸気を圧縮しつつ吸気通路３０の下流側へ当該吸気を送り出す。過給機３３は、エンジン本体１と機械的に連係されたスーパーチャージャであり、電磁クラッチ３４によりエンジン本体１との締結及びその締結解除が切換られる。電磁クラッチ３４が締結されると、エンジン本体１から過給機３３に駆動力が伝達されて、過給機３３による過給が行われる。インタークーラ３５は、過給機３３により圧縮された吸気を冷却する。サージタンク３６は、図略のインテークマニホールドの直上流に配置され、複数の気筒２に吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクである。
【００４０】
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ＳＮ４と、吸気の温度を検出する第１・第２吸気温センサＳＮ５，ＳＮ７と、吸気の圧力を検出する第１・第２吸気圧センサＳＮ６，ＳＮ８とが設けられている。エアフローセンサＳＮ４及び第１吸気温センサＳＮ５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との間の部分に配置され、当該部分を通過する吸気の流量、温度を各々検出する。第１吸気圧センサＳＮ６は、吸気通路３０におけるスロットル弁３２と過給機３３との間（後述するＥＧＲ通路５１の接続口よりも下流側）の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の圧力を検出する。第２吸気温センサＳＮ７は、吸気通路３０における過給機３３とインタークーラ３５との間の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の温度を検出する。第２吸気圧センサＳＮ８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。
【００４１】
吸気通路３０には、過給機３３をバイパスして吸気を燃焼室６に送るためのバイパス通路３８が設けられている。バイパス通路３８は、サージタンク３６と後述するＥＧＲ通路５１の下流端付近とを互いに接続している。バイパス通路３８には、当該バイパス通路３８を開閉可能なバイパス弁３９が設けられている。
【００４２】
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（排気ガス）は、排気ポート１０及び排気通路４０を通して車両１００の外部に排出される。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、排気通路４０を流通する排気ガス中に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を浄化するための三元触媒４１ａと、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）４１ｂとが内蔵されている。
【００４３】
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とを備える。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との間の部分とを互いに接続している。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に還流される排気ガス（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を流通する排気ガスの流量を調整する。なお、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ＳＮ９が設けられている。
【００４４】
アクセル１０７には、そのアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＮ１０（運転状態センサの一つ）が付設されている。アクセル開度センサＳＮ１０は、アクセル１０７のペダル踏み込み具合を検出するセンサであり、ドライバーの加減速を検出するセンサでもある。ステアリング１０５には、操舵角センサＳＮ１１（舵角センサ）が付設されている。操舵角センサＳＮ１１は、ステアリング１０５による前輪１０２の操舵角を検出する。なお、前輪１０２の舵角を検出可能な他の舵角センサを適用しても良い。
【００４５】
［制御構成］
図３は、前記エンジンシステムの制御構成を示すブロック図である。本実施形態のエンジンシステムは、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・モジュール）６０によって統括的に制御される。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。
【００４６】
ＥＣＵ６０には車両１００に搭載された各種センサからの検出信号が入力される。ＥＣＵ６０は、上述したクランク角センサＳＮ１、水温センサＳＮ２、筒内圧センサＳＮ３、エアフローセンサＳＮ４、第１・第２吸気温センサＳＮ５，ＳＮ７、第１・第２吸気圧センサＳＮ６，ＳＮ８、差圧センサＳＮ９、アクセル開度センサＳＮ１０、操舵角センサＳＮ１１、吸気カム角センサＳＮ１２及び排気カム角センサＳＮ１３と電気的に接続されている。これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ１３によって検出された情報、すなわち、クランク角、エンジン回転速度、エンジン水温、筒内圧力、吸気流量、吸気温、吸気圧、ＥＧＲ弁５３の前後差圧、アクセル開度、操舵角、吸気・排気カム角等の情報がＥＣＵ６０に逐次入力される。
【００４７】
ＥＣＵ６０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ１３他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、ＥＣＵ６０は、吸気ＶＶＴ１３ａ、排気ＶＶＴ１４ａ、インジェクタ１５、点火プラグ１６、スロットル弁３２、電磁クラッチ３４、バイパス弁３９及びＥＧＲ弁５３等と電気的に接続されており、上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。
【００４８】
ＥＣＵ６０は、機能的に燃焼制御部６１、車両姿勢制御部６２及び判定部６３を備えている。燃焼制御部６１は、インジェクタ１５による燃料噴射動作及び点火プラグ１６の点火動作を制御する。例えば燃焼制御部６１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と、アクセル開度センサＳＮ１０により検出されるアクセル１０７の開度から特定されるエンジン負荷（要求トルク）と、エアフローセンサＳＮ４により検出される吸気流量とに基づいて、インジェクタ１５からの燃料の噴射量及び噴射タイミングと、点火プラグ１６の点火タイミングとを決定し、それらの決定に従ってインジェクタ１５及び点火プラグ１６を駆動する。この際、燃焼制御部６１は、予め定められた運転マップを参照（図４に一例を示す）し、燃焼モードを選択する。後記で詳述するが、前記燃焼モードには、気筒２内の混合気が所定時期に自己着火するようにインジェクタ１５及び点火プラグ１６が駆動される燃焼モード（火花点火制御圧縮着火燃焼）が含まれる。
【００４９】
車両姿勢制御部６２は、ステアリング１０５による前輪１０２の操舵角に応じて、エンジン本体１の生成トルクを変化させる車両姿勢制御を実行する（低減トルク設定工程）。車両姿勢制御部６２は、例えば操舵角センサＳＮ１１の検出値を参照し、操舵角が所定時間内に所定量増大した場合に、車両１００が旋回（コーナリング）走行状態であると判定し、生成トルクを低下させる制御を行う。トルク低下の手法は特に限定はないが、本実施形態では点火プラグ１６の点火（駆動）タイミングのリタード制御、又は、気筒２内へ供給する燃料を減量させる減量制御のいずれかが、運転モード等に応じて採用される。なお、車両姿勢制御部６２は、車両姿勢制御によるトルク低減量が大きい程、点火タイミングが遅角するように、若しくは燃料噴射量が減量されるように、各々制御を行う。
【００５０】
判定部６３は、燃焼室６において燃焼が安定しない状態若しくは失火の恐れが有る状態（燃焼不安定状態）に至り得るか否かを判定する。本実施形態では、燃焼制御部６１による火花点火制御圧縮着火燃焼を含む燃焼制御と、車両姿勢制御部６２による車両姿勢制御とが重畳的に実行される。ある条件下で両制御が重畳実行されると、上記の燃焼不安定状態が招来され得る。判定部６３は、さらに、上記の燃焼不安定状態に至り得ると判定した場合に、前記燃焼制御又は前記車両姿勢制御の制御態様を変更させる制御を行う。
【００５１】
後記で詳述するが、本実施形態では運転状態に応じて火花点火制御圧縮着火燃焼を、理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モード（λ＞１）と、理論空燃比若しくは理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モード（λ≦１）との間で空燃比モードを切換させる（空燃比モード設定工程及び切換工程）。この空燃比モードの切換中に車両姿勢制御によるトルク低減制御が重畳されると、やはり燃焼不安定状態が招来され得る。この点に鑑み、判定部６３は、前記空燃比モードの切換が実行されている場合には車両姿勢制御の実行を抑制する、或いは、車両姿勢制御が実行されている場合には前記空燃比モードの切換を抑制する指示を、燃焼制御部６１又は車両姿勢制御部６２に与える（抑制工程）。
【００５２】
［燃焼制御］
続いて、燃焼制御部６１が実行する燃焼制御について詳述する。図４は、エンジンの回転数及び負荷に応じた燃焼制御の相違を説明するための簡易的な運転マップである。この運転マップには、４つの運転領域；第１領域Ａ１、第２領域Ａ２、第３領域Ａ３及び第４領域Ａ４が示されている。第１領域Ａ１は、エンジン回転数が低速・中速の領域におけるエンジン負荷が低い（無負荷を含む）低負荷の領域と、エンジン回転数が高速の領域における中負荷・高負荷の領域である。第２領域Ａ２は、低速・中速の領域における、第１領域Ａ１よりも負荷が高い領域（低速・中速／中負荷領域）である。第３領域Ａ３は、低速・中速の領域における、第２領域Ａ２よりも負荷が高い領域（低速・中速／高負荷領域）である。第４領域Ａ４は、低速の領域における、全開ラインに近い領域である。
【００５３】
第１領域Ａ１及び第４領域Ａ４では、ＳＩ燃焼（第１燃焼モード）が実行される。ＳＩ燃焼は、点火プラグ１６を用いた火花点火により燃焼室６内の混合気に点火し、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燃焼形態である。つまり、気筒２内の混合気の全てが、点火プラグ１６が生成した火炎の伝搬により燃焼する燃焼モードである。
【００５４】
第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３では、火花点火制御圧縮着火燃焼（第２燃焼モード）が実行される。火花点火制御圧縮着火燃焼は、上記のＳＩ燃焼と、ＣＩ燃焼とをミックスした燃焼である。ＣＩ燃焼は、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己着火により燃焼させる燃焼形態である。火花点火制御圧縮着火燃焼は、混合気が自己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己着火によりＣＩ燃焼させる、という燃焼形態である。つまり、気筒２内の混合気の少なくとも一部が、自己着火により燃焼する燃焼モードである。
【００５５】
本実施形態では、この火花点火制御圧縮着火燃焼において、燃焼室６に形成される混合気が、理論空燃比よりもリーンとする第１空燃比モード（λ＞１）と、理論空燃比若しくは理論空燃比よりもリッチとする第２空燃比モード（λ≦１）とを有する。詳しくは、前記第１空燃比モードは、燃焼室６内の空気（新気）と燃料との重量比である空燃比（Ａ／Ｆ）を、理論空燃比（１４．７）よりも大きい値に設定しつつ火花点火制御圧縮着火燃焼を行うモードである。一方、前記第２空燃比モードは、空燃比を理論空燃比（λ＝１）若しくはその近傍（λ＜１）に設定しつつ火花点火制御圧縮着火燃焼を行うモードである。本実施形態では、前記第１空燃比モードにおいて形成される混合気の空燃比Ａ／Ｆは、２５〜３０／１程度の範囲（第１空燃比範囲）に設定される。前記第２空燃比モードの空燃比Ａ／Ｆは、言うまでもなくλ＝１の１４．７／１（第２空燃比範囲）である。火花点火制御圧縮着火燃焼時において、上記の第１空燃比モード（λ＞１）又は第２空燃比モード（λ≦１）のいずれかが、エンジンの運転状態に基づいて選択される（空燃比モード設定工程）。
【００５６】
図５は、図４の運転マップの各領域Ａ１〜Ａ４で実行される燃焼制御を概略的に説明するためのタイムチャートである。図５のチャート（ａ）は、図４に示す第２領域Ａ２に含まれる運転ポイントＰ１でエンジンが運転されているときの、燃料噴射タイミング、点火タイミング及び燃焼の態様（熱発生率の波形）を示している。第２領域Ａ２では、火花点火制御圧縮着火燃焼のうち、上記第１空燃比モード（λ＞１）での燃焼が実行される。
【００５７】
この運転ポイントＰ１において燃焼制御部６１が実行する燃焼する燃焼制御は次の通りである。インジェクタ１５には、チャート（ａ）に示すように、圧縮行程の中期から後期にかけて、燃料噴射（１回目）及び燃料噴射（２回目）の２回に分けて燃料を噴射させる。点火プラグ１６には、圧縮上死点の近傍であってやや進角側のタイミングで混合気に点火させる。この点火をきっかけに火花点火制御圧縮着火燃焼が開始され、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。
【００５８】
図６を参照して、火花点火制御圧縮着火燃焼の利点を説明する。図６は、火花点火制御圧縮着火燃焼の実行時における熱発生率を示すグラフである。火花点火制御圧縮着火燃焼では、ＳＩ燃焼が発現しているときよりもＣＩ燃焼が発現しているときの方が、熱発生が急峻になるという性質がある。すなわち、図６に示すように、ＳＩ燃焼に対応する燃焼初期の立ち上がりの傾きが、その後のＣＩ燃焼に対応して生じる立ち上がりの傾きよりも小さくなる。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己着火し、ＣＩ燃焼が開始される。このＣＩ燃焼が開始するタイミング（図６の変曲点Ｘ＝クランク角θｃｉ）で、熱発生率の波形の傾きが小から大へと変化する。また、このような熱発生率の傾向に対応して、火花点火制御圧縮着火燃焼では、ＳＩ燃焼時に生じる燃焼室６内の圧力上昇率（ｄｐ／ｄθ）がＣＩ燃焼時のそれよりも小さくなる。
【００５９】
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燃焼よりも混合気の燃焼速度が速いため、熱発生率は相対的に大きくなる。ただし、ＣＩ燃焼は、圧縮上死点の後に発現するため、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、火花点火制御圧縮着火燃焼では、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。
【００６０】
ＣＩ燃焼の終了に伴い火花点火制御圧縮着火燃焼も終了する。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、火花点火制御圧縮着火燃焼では、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、火花点火制御圧縮着火燃焼では、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。
【００６１】
図５に戻って、チャート（ｂ）は、図４に示す第３領域Ａ３に含まれる運転ポイントＰ２（第３領域Ａ３において比較的負荷が低い領域内のポイント）でエンジンが運転されているときの、燃焼制御部６１による燃焼制御の態様を示している。第３領域Ａ３内の低負荷領域では、火花点火制御圧縮着火燃焼のうち、上記第２空燃比モード（λ≦１）の範疇であってλ＝１に調製された混合気の燃焼が実行される。
【００６２】
運転ポイントＰ２において燃焼制御部６１は、インジェクタ１５には、比較的多量の燃料を噴射する１回目の燃料噴射を吸気行程中に実行させ、次いで当該１回目の燃料噴射よりも少量の燃料を噴射する２回目の燃料噴射を圧縮行程中に実行させる。また、燃焼制御部６１は、点火プラグ１６には、圧縮上死点よりもやや進角側のタイミングで混合気に点火させる。この点火をきっかけに火花点火制御圧縮着火燃焼が開始される点は、上記の運転ポイントＰ１と同様である。
【００６３】
図５のチャート（ｃ）は、第３領域Ａ３に含まれる運転ポイントＰ３（第３領域Ａ３において比較的負荷が高い領域内のポイント）でエンジンが運転されているときの、燃焼制御部６１による燃焼制御の態様を示している。第３領域Ａ３の高負荷領域では、火花点火制御圧縮着火燃焼のうち、燃焼室６内の空燃比が理論空燃比よりもややリッチ（λ≦１）とされた混合気を火花点火制御圧縮着火燃焼させる制御が実行される。
【００６４】
運転ポイントＰ３において燃焼制御部６１は、インジェクタ１５には、１サイクル中に噴射すべき燃料の全部または大半を吸気行程中に噴射させる。例えば、チャート（ｃ）のように、吸気行程の後半から圧縮行程の初期にかけた一連の期間にわたって燃料を噴射させる。また、燃焼制御部６１は、点火プラグ１６には、圧縮上死点の近傍であってやや遅角側のタイミングで混合気に点火させる。この点火をきっかけに火花点火制御圧縮着火燃焼が開始される点は、上記の運転ポイントＰ１、Ｐ２と同様である。
【００６５】
ここでは、第３領域Ａ３において、混合気を理論空燃比のλ＝１で形成させる場合と、理論空燃比よりもややリッチなλ≦１で形成させる場合とを、負荷に応じて使い分ける例を示している。これに代えて、第３領域Ａ３の全域において、混合気を理論空燃比のλ＝１で形成させるようにしても良い。後述の実施形態では、第３領域Ａ３で実行される上記第２空燃比モードが、λ＝１の混合気を火花点火制御圧縮着火燃焼させる態様について説明している。
【００６６】
図５のチャート（ｄ）は、低回転高負荷の第４領域Ａ４に含まれる運転ポイントＰ４でエンジンが運転されているときの、燃焼制御部６１による燃焼制御の態様を示している。第４領域Ａ４では、火花点火制御圧縮着火燃焼ではなく、点火タイミングをリタードさせたＳＩ燃焼（リタード＿ＳＩ）が実行される。
【００６７】
運転ポイントＰ４において燃焼制御部６１は、インジェクタ１５には、比較的多量の燃料を噴射する１回目の燃料噴射を吸気行程中に実行させ、続いて当該１回目の燃料噴射よりも少量の燃料を噴射する２回目の燃料噴射を圧縮行程の後期（圧縮上死点の直前）に実行させる。また、燃焼制御部６１は、点火プラグ１６にはリタード点火を実行させる。混合気への点火タイミングは、例えば圧縮上死点から５〜２０°ＣＡ程度経過した比較的遅めのタイミングとされる。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。なお、第４領域Ａ４での点火時期が上記のように遅角されるのは、ノッキングやプリイグニッション等の異常燃焼を防止するためである。
【００６８】
図５のチャート（ｅ）は、第１領域Ａ１における高負荷高回転領域に含まれる運転ポイントＰ５でエンジンが運転されているときの、燃焼制御部６１による燃焼制御の態様を示している。第１領域Ａ１では、火花点火制御圧縮着火燃焼ではなく、オーソドックスなＳＩ燃焼（吸気＿ＳＩ）が実行される。
【００６９】
運転ポイントＰ５において燃焼制御部６１は、インジェクタ１５には、吸気行程から圧縮行程にかけた一連の期間にわたって燃料を噴射させる。なお、運転ポイントＰ５は、高負荷高回転の条件であるため、１サイクル中に噴射すべき燃料の量がそもそも多い上に、所要量の燃料を噴射するのに要するクランク角期間が長期化する。なお、第１領域Ａ１における中・低負荷領域では、燃料噴射量はチャート（ｅ）よりも低減される。また、燃焼制御部６１は、点火プラグ１６には圧縮上死点よりもやや進角側のタイミングで混合気に点火させる。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。
【００７０】
［車両姿勢制御］
続いて、車両姿勢制御部６２が実行する車両姿勢制御について詳述する。図７は、本実施形態に係る車両姿勢制御の制御態様を概略的に示すタイムチャートである。図７には、ステアリング１０５による前輪１０２の操舵角と、車両姿勢制御による車両１００の減速度及びその減速を実現する生成トルクとの関係が示されている。
【００７１】
車両姿勢制御部６２は、操舵角センサＳＮ１１で検出されたステアリング１０５の操舵角の変化量が予め設定された基準変化量以上になると（操舵速度が所定値以上となると）、車両１００がコーナリング中であるとみなして、減速度を徐々に増加させる。既述の通り本実施形態では、点火プラグ１６の点火タイミングのリタード制御若しくは気筒２内へ供給する燃料の減量制御によってエンジン本体１が生成するトルクを低減し、これによって車両１００の駆動力を低下させて減速度を増加させる。
【００７２】
具体的には、車両姿勢制御部６２は、通常運転時の要求エンジントルクであって、クランク角センサＳＮ１により検出される車速とアクセル開度センサＳＮ１０により検出されるアクセル１０７の開度とに基づいて決定される目標基本エンジントルクに対して、エンジントルクを低減する。また、車両姿勢制御部６２は、操舵速度が所定値未満となると、減速度を徐々に低下させる。このようにすれば、コーナリング時に、前輪１０２のコーナリングフォースを高めることができ、車両１００を円滑に旋回させることができる。
【００７３】
図８に示すフローチャートを参照して、車両姿勢制御の具体的な制御例を説明する。図８では、目標基本エンジントルクに対するトルク低減によって減速度を付加するという意味合いにおいて、車両姿勢制御を「付加減速度設定処理」と称している。付加減速度設定処理が開始されると、車両姿勢制御部６２は、操舵角センサＳＮ１１の検出結果より取得された操舵角の絶対値が増大中か否かを判定する（ステップ＃１）。操舵角の絶対値が増大中である場合（ステップ＃１でＹＥＳ）、車両姿勢制御部６２は、前記取得された操舵角より操舵速度を算出する（ステップ＃２）。
【００７４】
続いて車両姿勢制御部６２は、ステップ＃２で求めた操舵速度の絶対値が減少しているか否かを判定する（ステップ＃３）。操舵速度の絶対値が減少していない場合（ステップ＃３でＹＥＳ）、すなわち操舵速度の絶対値が増大している、若しくは、操舵速度の絶対値が変化していない場合、車両姿勢制御部６２は、操舵速度に基づき目標付加減速度を設定する（ステップ＃４）。この目標付加減速度は、ドライバーが意図したステアリング１０５の操作に応じて車両１００に付加すべき減速度である。
【００７５】
具体的には、車両姿勢制御部６２は、図９のマップに示された目標付加減速度と操舵速度との関係に基づき、ステップ＃２で算出された操舵速度に対応する目標付加減速度を取得する。図９を参照して、操舵速度が所定の閾値Ｔｓ以下である場合、対応する目標付加減速度は０である。すなわち、車両姿勢制御部６２は、操舵速度が閾値Ｔｓ以下である場合には、ステアリング１０５の切り込み操作があっても、車両１００に減速度を付加するためにエンジントルクを低減する制御（車両姿勢制御）を実行しない。一方、操舵速度が閾値Ｔｓを超過する場合には、その操舵速度が増大するに従って、当該操舵速度に対応する目標付加減速度は、所定の上限値Ｄｍａｘ（例えば１ｍ／ｓ２）に漸近する。すなわち、操舵速度が増大するほど目標付加減速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。
【００７６】
次に車両姿勢制御部６２は、今回の処理において車両１００に減速度を付加する際の、付加減速度の閾値である最大増大率Ｒｍａｘを決定する。そして、車両姿勢制御部６２は、付加減速度の増大率が最大増大率Ｒｍａｘ以下となる範囲で、今回の処理における付加減速度を決定する（ステップ＃５）。
【００７７】
具体的には、車両姿勢制御部６２は、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理のステップ＃４において設定した目標付加減速度への増大率が、上記最大増大率Ｒｍａｘ以下である場合には、ステップ＃４において決定した目標付加減速度を今回の処理における付加減速度として決定する。一方、前回の付加減速度から今回の処理のステップ＃４において決定した目標付加減速度への増大率がＲｍａｘより大きい場合、車両姿勢制御部６２は、前回決定の付加減速度を増大率＝Ｒｍａｘで増大させた値を、今回の処理における付加減速度として決定する。
【００７８】
上記ステップ＃３において、操舵速度の絶対値が減少している場合（ステップ＃３でＹＥＳ）、車両姿勢制御部６２は、前回の処理において決定した付加減速度を今回の処理における付加減速度として決定する（ステップ＃６）。すなわち、操舵速度の絶対値が減少している場合、操舵速度の最大時における付加減速度（付加減速度の最大値）が保持される。
【００７９】
上記ステップ＃１において、操舵角の絶対値が増大中ではない場合（ステップ＃１でＮＯ）、車両姿勢制御部６２は、前回の処理において決定した付加減速度を今回の処理において減少させる量（減速度減少量）を設定する（ステップ＃７）。この減速度減少量は、予めＥＣＵ６０が備えるメモリ等に記憶されている一定の減少率（例えば０．３ｍ／ｓ３）に基づき算出される。或いは減速度減少量は、各種センサから得られる車両１００の運転状態、又はステップ＃２で算出された操舵速度に応じて決定された減少率等に基づき算出される。そして、車両姿勢制御部６２は、前回の処理において決定した付加減速度からステップ＃７で設定した減速度減少量を減算することにより、今回の処理における付加減速度を決定する（ステップ＃８）。
【００８０】
しかる後、車両姿勢制御部６２は、ステップ＃５、＃６又は＃８において決定した今回の付加減速度に基づき、トルク低減量を決定する（ステップ＃９；低減トルク設定工程）。具体的には、車両姿勢制御部６２は、今回の付加減速度を実現するために必要となるトルク低減量を、現在の車速、ギア段、路面勾配等に基づき決定する。そして、車両姿勢制御部６２は、決定されたトルク低減量に相当する分だけエンジントルクを低減させるよう、燃焼制御部６１を介して、点火プラグ１６の点火タイミングのリタード制御、又は気筒２内へ供給する燃料の減量制御を実行させるものである。
【００８１】
［トルク低減の実行方法の切換制御］
上述の通り、本実施形態のエンジン本体１は、操舵角の単位時間当たりの変化量が予め設定された基準変化量以上になると（ここでは「第１条件の成立」という）、エンジン本体１の生成トルクを低下させる車両姿勢制御が実行される。他方、エンジン本体１は、燃焼室６における混合気の燃焼形態として、ＳＩ燃焼（第１燃焼モード）だけでなく、火花点火制御圧縮着火燃焼（第２燃焼モード）も実行する。すなわち、アクセル開度及び車速で定まる要求トルクが、図４に示した第２領域Ａ２及び第３領域Ａ３の範疇に入る場合（ここでは「第２条件の成立」という）では、混合気を所定時期に自己着火させる火花点火制御圧縮着火燃焼が実行される。これらＳＩ燃焼又は火花点火制御圧縮着火燃焼のいずれかが、エンジンの運転状態に応じて選択される（燃焼モード設定工程）。
【００８２】
車両姿勢制御部６２は、上記第１条件の成立を判定したとき、車両姿勢制御を実行する（図８参照）。また、燃焼制御部６１は、上記第２条件の成立を判定したとき、火花点火制御圧縮着火燃焼が発現するよう、インジェクタ１５の燃料噴射タイミング及び点火プラグ１６の駆動（点火）タイミングを制御する（図５参照）。さらに、火花点火制御圧縮着火燃焼では、混合気が理論空燃比よりもリーンに形成される第１空燃比モード（λ＞１）と、混合気が理論空燃比若しくは理論空燃よりもリッチに形成される第２空燃比モード（λ≦１）との間でのモード切換が行われることになる（切換工程；図５のチャート（ｂ）（ｃ）参照）。
【００８３】
上記の第１条件及び第２条件が同時に成立した場合、車両姿勢制御と火花点火制御圧縮着火燃焼とが重畳的に実行されることになる。つまり、火花点火制御圧縮着火燃焼が行われている状態において、車両姿勢制御の実行のためにエンジントルクの低減が行われる場合がある。トルク低減の手法として最も簡易であるのが、点火プラグ１６の点火タイミングの遅角（点火リタード）である。しかし、火花点火制御圧縮着火燃焼が行われている状態において、車両姿勢制御の実行のために点火リタードが実行されると、燃焼が不安定化する恐れがある。すなわち、点火リタードによって火花点火制御圧縮着火燃焼におけるＳＩ燃焼の開始タイミングが遅角すると、燃焼室６内の筒内圧力が燃焼後半のＣＩ燃焼のために必要な筒内圧力まで上昇しないことが起こり得る。この場合、燃焼室６において燃焼が安定しない状態若しくは失火の恐れが有る状態（燃焼不安定状態）が発生することがある。
【００８４】
上記の点に鑑みて本実施形態では、判定部６３が、上記燃焼不安定状態に至り得る運転状態であるか否かを判定する。具体的には、上記の第１条件及び第２条件が同時に成立しているかが判定される。そして、判定部６３は、燃焼不安定状態に至り得ると判定した場合に、車両姿勢制御の実行のためのエンジントルク低減手法を、点火リタードから気筒２内へ供給する燃料を減量させる減量制御に切り換える。要求トルクに対して設定される燃料噴射量よりも減量させれば、点火リタードを行わずとも、自ずとエンジントルクは低下する。一方で、点火プラグ１６による混合気への強制点火のタイミングは、火花点火制御圧縮着火燃焼用に設定されたタイミングに維持されるので、ＳＩ燃焼はレギュラータイミングで開始される。従って、所定の火花点火制御圧縮着火燃焼を発現させることができる。
【００８５】
判定部６３による上記のトルク低減手段の切換制御について、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。図１０Ａの制御例は、火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されているか否か、つまり図４の運転マップの第２領域Ａ２又は第３領域Ａ３でエンジンが運転されているか否かに応じて、車両姿勢制御の実行のためのエンジントルク低減の手法を切り換える例である。
【００８６】
エンジンの制御処理が開始されると、ＥＣＵ６０（図３）は、車両１００の運転状態に関する各種のセンサ信号を読み込む（ステップ＃１１）。具体的にはＥＣＵ６０は、クランク角センサＳＮ１の検出値から得られる車速、アクセル開度センサＳＮ１０によって検出されるアクセル１０７の開度、操舵角センサＳＮ１１によって検出されるステアリング１０５の操舵角、車両１００の変速機に現在設定されているギア段等を含む、各種の情報を取得する。
【００８７】
次に、判定部６３は、付加減速度の要求が有るか否か、つまり、車両姿勢制御の実行のためのトルク低減の要求が存在するか否か（第１条件が成立しているか否か）を判定する（ステップ＃１２）。操舵角の増大量が基準増大量を超過している場合、車両姿勢制御部６２は付加減速度の要求を出す（ステップ＃１２でＹＥＳ）。この場合、判定部６３は、さらに燃焼制御部６１が火花点火制御圧縮着火燃焼を実行中であるか否か（第２条件が成立しているか否か）を判定する（ステップ＃１３）。なお、付加減速度の要求が無い場合（ステップ＃１２でＮＯ）は、判定部６３は処理を終える（ステップ＃１１へリターン）。
【００８８】
火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されている場合（ステップ＃１３でＹＥＳ）、判定部６３は、車両姿勢制御部６２において、インジェクタ１５の燃料噴射量を減量させる減量制御にて、車両姿勢制御のためのトルク低減が行われるよう設定する（低減トルク設定工程；ステップ＃１４）。つまり、上記第１条件及び第２条件が成立している場合、判定部６３は、エンジン本体１の生成トルクを低下させるために、気筒２内に供給する燃料を減量させる減量制御を実行させる。なお、トルク低減量が大きい程、燃料噴射量の減量度合いが大きく設定される。
【００８９】
これに対し、火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されていない場合（ステップ＃１３でＮＯ）、すなわち図４の運転マップの第１領域Ａ１又は第４領域Ａ４でエンジンが運転されている場合、判定部６３は、車両姿勢制御部６２において、点火プラグ１６による混合気への点火タイミングをリタードさせる点火リタード制御にて、車両姿勢制御のためのトルク低減が行われるよう設定する（ステップ＃１５）。つまり、前記第１条件が成立する一方で前記第２条件が不成立の場合、判定部６３は、エンジン本体１の生成トルクを低下させるために、点火プラグ１６の駆動のタイミングをリタードさせる。なお、トルク低減量が大きい程、点火タイミングのリタード度合いが大きく設定される。ステップ＃１４又は＃１５の実行後、判定部６３は処理を終える（ステップ＃１１へリターン）。
【００９０】
以上の通り、図１０Ａの制御例では、判定部６３が前記第１条件及び前記第２条件の成立を判定したときには、点火リタードではなく、燃料を減量させる減量制御によってエンジンの生成トルクを低下させる。つまり、火花点火制御圧縮着火燃焼時には、車両姿勢制御を点火リタードではなく燃料の減量制御によって実行させる。このため、火花点火制御圧縮着火燃焼におけるＳＩ燃焼の開始タイミングが遅角されないので、当該ＳＩ燃焼によって発生する熱によって筒内温度及び圧力が十分に高められ、失火を発生させることなく燃焼後半のＣＩ燃焼を良好に発生させることができる。一方、火花点火制御圧縮着火燃焼ではなくＳＩ燃焼が実行されている場合、失火の問題は実質的に生じない。このようなケースでは、車両姿勢制御が点火リタードによって実行されるので、制御を簡素化することができる。
【００９１】
図１０Ｂの制御例は、火花点火制御圧縮着火燃焼が実行され、且つ、当該火花点火制御圧縮着火燃焼が空燃比リーンの混合気で実行される第１空燃比モード（λ＞１）にて実行されているか否か、つまり図４の運転マップの第２領域Ａ２でエンジンが運転されているか否かに応じて、車両姿勢制御の実行のためのエンジントルク低減の手法を切り換える例である。
【００９２】
ステップ＃２１及び＃２２の処理は、上述のステップ＃１１及び＃１２と同様であるので説明を省く。車両姿勢制御部６２が付加減速度の要求を出している場合（ステップ＃２２でＹＥＳ）、判定部６３は、燃焼制御部６１が前記第１空燃比モード（λ＞１）の火花点火制御圧縮着火燃焼を実行中であるか否か（第２条件が成立し且つ第１モードが実行されているか否か）を判定する（ステップ＃２３）。
【００９３】
前記第１空燃比モードの火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されている場合（ステップ＃２３でＹＥＳ）、判定部６３は、車両姿勢制御部６２において、インジェクタ１５の燃料噴射量を減量させる減量制御にて、車両姿勢制御のためのトルク低減が行われるよう設定する（ステップ＃２４）。つまり、上記第１条件及び第２条件が成立し、且つ、第１空燃比モード（λ＞１）が実行されている場合、判定部６３は、エンジン本体１の生成トルクを低下させるために、気筒２内に供給する燃料を減量させる減量制御を実行させる。
【００９４】
これに対し、前記第１モードの火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されていない場合（ステップ＃２３でＮＯ）、すなわち図４の運転マップの第１領域Ａ１又は第４領域Ａ４のＳＩ燃焼、若しくは第３領域Ａ３における第２空燃比モード（λ≦１）の火花点火制御圧縮着火燃焼でエンジンが運転されている場合、判定部６３は、車両姿勢制御部６２において、点火プラグ１６による混合気への点火タイミングをリタードさせる点火リタード制御にて、車両姿勢制御のためのトルク低減が行われるよう設定する（ステップ＃２５）。つまり、前記第１条件が成立する一方で前記第２条件が不成立の場合、及び、前記第１条件及び前記第２条件が成立し、且つ、前記第２モードが実行されている場合に、判定部６３は、エンジン本体１の生成トルクを低下させるために、点火プラグ１６の駆動のタイミングをリタードさせる。
【００９５】
以上の通り、図１０Ｂの制御例では、判定部６３が上記第１条件及び第２条件の成立を判定し、且つ、第１空燃比モード（λ＞１）が実行されていると判定したときには、点火リタードではなく、燃料を減量させる減量制御によってエンジンの生成トルクを低下させる。つまり、空燃比リーンの混合気を用いる火花点火制御圧縮着火燃焼時には、車両姿勢制御を点火リタードではなく燃料の減量制御によって実行させる。第１空燃比モード（λ＞１）で燃焼中において点火リタードを行うと、混合気がリーンであることから自己着火が起こり難くなり、失火の可能性が一層高くなる。しかし、上記制御例によれば、第１空燃比モード（λ＞１）での火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されている状況で車両姿勢制御を実行する場合においては燃料の減量制御が実行されるので、失火を効果的に抑止することができる。
【００９６】
一方、混合気が空燃比リーンである場合に失火の可能性が高くなる裏返しとして、混合気が理論空燃比以上に形成される第２空燃比モードでは、上記点火リタードを行っても相対的に失火の可能性が低くなる。上記制御例によれば、第２空燃比モードでの火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されている状況で車両姿勢制御を実行する場合には、点火リタードによるトルク低減が採用される。従って、点火プラグ１６の駆動タイミング（点火タイミング）の制御という比較的簡易な制御によって、車両姿勢制御を実行させることができる。
【００９７】
［モード切換のための制御］
次に、車両姿勢制御と火花点火制御圧縮着火燃焼のモード変換とが重畳する場合の処理について説明する。本実施形態では、火花点火制御圧縮着火燃焼が第１空燃比モード（λ＞１）又は第２空燃比モード（λ≦１）にて実行される。例えば前記第１空燃比モードは、空燃比リーンとしてエンジンの熱効率を高める目的で採用され、前記第２空燃比モードは、燃焼安定性を優先させたいシーン等で採用される。ここで、火花点火制御圧縮着火燃焼の前記第１空燃比モードと前記第２空燃比モードとの間のモード切換が実行されている状態において、車両姿勢制御の実行のためにエンジントルクの低減の制御が介入されると、燃焼が不安定化する懸念がある。すなわち、空燃比モードの切換のために気筒２内への吸気量又は燃料噴射量などを変化させている状態で、エンジントルクの低減制御が重畳されると、燃焼が不安定となったり、甚だしくは失火に至ったりする虞がある。
【００９８】
先述の通り、火花点火制御圧縮着火燃焼が第１空燃比モードで実行される場合、空燃比Ａ／Ｆは２５〜３０／１程度（第１空燃比範囲）のリーンに設定され、第２空燃比モードでは空燃比Ａ／Ｆ＝１４．７／１（第２空燃比範囲）に設定される。このため、両モード間には、第１空燃比範囲及び第２空燃比範囲のいずれにも属さない第３空燃比範囲が存在する。この第３空燃比範囲は、ＮＯｘを発生させるリーン燃焼の範囲となるので、使用が回避される。しかし、当該第３空燃比範囲が存在する場合、空燃比調整のための吸気量及び燃料噴射量の変更を伴う第１、第２空燃比モード間のモード切換は瞬間的には行えず、一定の時間を要する。また、モード切換が実行される際には、各空燃比モードに合致する空燃比に移行するよう気筒内への吸気量又は燃料噴射量などが変化する不安定な状態となる。このような状態において車両姿勢制御のためのトルク低減制御が重畳されると、燃焼が不安定化したり失火が生じたりする不具合が生じ得る。
【００９９】
上記の点に鑑みて本実施形態では、判定部６３が、車両姿勢制御と火花点火制御圧縮着火燃焼の燃焼モード切換とが重畳する状況が発生しているか否かを判定する。そして、判定部６３は、前記重畳する状況が発生する場合には、両者の重畳回避の制御を実行させる。この重畳回避制御の態様としては、
（１）モード切換が実行されている場合には、車両姿勢制御のためのトルク低減を抑制（禁止）する・・・モード変換優先制御；
（２）車両姿勢制御が実行されている場合には、モード切換の要求があっても、当該モード変換を抑制（禁止）する・・・車両姿勢制御優先制御；
の２つが挙げられる。
【０１００】
図１０Ｃは、上記態様（１）のモード変換優先制御を簡易的に示すフローチャートである。ステップ＃３１及び＃３２の処理は、図１０Ａで説明したステップ＃１１及び＃１２と同様であるので説明を省く。車両姿勢制御部６２が付加減速度の要求を出している場合（ステップ＃３２でＹＥＳ）、判定部６３は、火花点火制御圧縮着火燃焼において、第１空燃比モード（λ＞１）と第２空燃比モード（λ≦１）との間で切り換える空燃比モード切換（切換工程）が実行されているか否かを判定する（ステップ＃３３）。
【０１０１】
前記モード切換が実行中である場合（ステップ＃３３でＹＥＳ）、判定部６３は車両姿勢制御のためのトルク低減制御を禁止する（抑制工程）。この場合、車両姿勢制御部６２は、トルク低減を行うべき状況であっても、燃焼安定性を優先して車両姿勢制御を行わない（ステップ＃３４）。一方、前記モード切換が実行されていない場合（ステップ＃３３でＮＯ）、つまり、前記第１空燃比モード又は第２空燃比モードでの火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されている、或いはＳＩ燃焼が実行されている場合、判定部６３はトルク低減制御を禁止しない。この場合、車両姿勢制御部６２は、トルク低減を行うべき状況において、所定の車両姿勢制御を実施する（ステップ＃３５）。
【０１０２】
以上の通り、図１０Ｃの制御例では、前記第１空燃比モードと前記第２空燃比モードとの間でモード切換が実行されているときには、車両姿勢制御を実行すべき条件が発生したとしても、車両姿勢制御のためのエンジントルクの低減が禁止（抑制）される。従って、気筒２内への吸気量又は燃料噴射量などが変化する不安定な状態に至る前記モード切換の間には、エンジントルクの低減制御の重畳が抑制される。従って、燃焼室６において燃焼が不安定化したり失火が生じたりする不具合を回避することができる。
【０１０３】
次に図１０Ｄは、上記態様（２）の車両姿勢制御優先制御を簡易的に示すフローチャートである。ＥＣＵ６０が、車両１００が備える各種センサ信号の読み込み（ステップ＃４１）を終えた後、判定部６３は、第１空燃比モード（λ＞１）と第２空燃比モード（λ≦１）との間で空燃比モードを切り換えるモード切換要求が有るか否かを判定する（切換判定工程；ステップ＃４２）。つまり判定部６３は、現状では第１空燃比モード又は第２空燃比モードのいずれかの火花点火制御圧縮着火燃焼が実行されている場合であって、燃焼制御部６１が前記空燃比モードの切換を行うべき状況であるか否かを判定する。前記空燃比モードの切換要求が無い場合（ステップ＃４２でＮＯ）は、判定部６３は処理を終える（ステップ＃４１へリターン）。
【０１０４】
前記空燃比モードの切換要求が有る場合（ステップ＃４２でＹＥＳ）、続いて判定部６３は、車両姿勢制御部６２が付加減速度（トルク低減）の要求を出しているか否か、つまり車両姿勢制御の実行中か否かを判定する（ステップ＃４３）。車両姿勢制御部６２が車両姿勢制御の実行中（第１条件の成立）である場合（ステップ＃４３でＹＥＳ）、判定部６３は、前記空燃比モードの切換を禁止する（抑制工程；ステップ＃４４）。これに対し、車両姿勢制御部６２が車両姿勢制御を実行していない場合には（ステップ＃４３でＮＯ）、判定部６３は、前記空燃比モードの切換を許容し、燃焼制御部６１は所要のモード切換を実施する（ステップ＃４５）。
【０１０５】
以上の通り、図１０Ｄの制御例では、車両姿勢制御が実行されている状態であれば、前記第１空燃比モードと前記第２空燃比モードとの間で空燃比モードの切換要求が有ったとしても、そのモード切換の実行が抑制（禁止）される。前記空燃比モードの切換の際には、各空燃比モードに合致する空燃比に移行するよう気筒２内への吸気量又は燃料噴射量などが変化する不安定な状態となる。しかし、上記実施形態によれば、車両姿勢制御が実行されている状態では、そのような不安定な状態の形成が抑制される。従って、燃焼室６において燃焼が不安定化したり失火が生じたりする不具合を回避することができる。
【０１０６】
［エンジンの制御方法の具体例］
続いて、本発明に係るエンジンの制御方法が適用された、運転制御の具体的実施形態を説明する。図１１は、本実施形態に係るエンジン制御方法の基本動作を示すフローチャートである。処理が開始されると、ＥＣＵ６０（図３）は、各種のセンサＳＮ１〜ＳＮ１３が出力する車両１００の運転状態に関するセンサ信号を読み込む（ステップＳ１）。次にＥＣＵ６０（車両姿勢制御部６２）は、ステップＳ１で読み込まれたセンサ信号から得られる車速（クランク角センサＳＮ１）、アクセル開度（アクセル開度センサＳＮ１０）、操舵角（操舵角センサＳＮ１１）、車両１００の変速機に現在設定されているギア段等を参照して、車両姿勢制御のための付加減速度（トルク低減量）を設定する処理を行う（ステップＳ２；低減トルク設定工程）。この付加減速度設定処理の具体例は、先に図８のフローチャートに基づき説明した通りである。次にＥＣＵ６０は、ステップＳ２で設定された付加減速度を加味して、エンジン制御処理を実行する（ステップＳ３）。以下、図１２〜図１５に示すフローチャートを参照して、ステップＳ３のエンジン制御処理を詳述する。
【０１０７】
＜燃焼動作の制御目標値の設定＞
図１２は、エンジン制御処理の詳細を示すフローチャートであって、主に燃焼動作の制御目標値の設定するステップを示している。制御処理が開始されると、ＥＣＵ６０（燃焼制御部６１）は、図１１のステップＳ１で取得された車速及びアクセル開度、現状の変速機ギア段等を参照して、車両１００の目標加速度（目標Ｇ）を設定する（ステップＳ１１）。次にＥＣＵ６０は、設定された目標加速度を実現するための、目標基本エンジントルクを設定する（ステップＳ１２）。この目標基本エンジントルクは、車両姿勢制御によるトルク低減を考慮する前の、ドライバーによるアクセル１０７の踏み込み量に基づいて算出される要求トルクである。
【０１０８】
続いてＥＣＵ６０は、上記目標基本エンジントルクと、クランク角センサＳＮ１が検出するエンジン回転数とから、目標燃焼モードを設定する（ステップＳ１３；燃焼モード設定工程）。この目標燃焼モードの設定には、エンジン回転数と負荷との関係で予め定められている、例えば図４に示す運転マップが参照される。すなわちＥＣＵ６０は、現状のエンジン回転数及びステップＳ１２で設定された目標基本エンジントルク（負荷）が、前記運転マップの第１領域Ａ１〜第４領域Ａ４のいずれに属するかを判定し、図５のチャート（ａ）〜（ｅ）に示したいずれかの燃焼モードを、目標燃焼モードとして設定する。
【０１０９】
そして、ＥＣＵ６０（判定部６３）は、ステップＳ１３で設定された目標燃焼モードに応じて、車両姿勢制御におけるトルク低減の実行方法を設定する（ステップＳ１４）。上述の通り本実施形態では、トルク低減の実行方法として、インジェクタ１５から噴射させる燃料噴射量の減量、又は、点火プラグ１６の駆動のタイミングをリタードさせる点火リタードのいずれかが採用される。これらのいずれを選択するかの制御例は、先に図１０Ａ及び図１０Ｂのフローチャートに例示した通りである。例えば、図１０Ｂに示した制御例を採用する場合、目標燃焼モードとトルク低減の実行方法との関係は、下記の表１の通りとなる。
【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
次にＥＣＵ６０（判定部６３）は、火花点火制御圧縮着火燃焼において、第１空燃比モード（λ＞１）と、第２空燃比モード（λ＝１）との間で切り換えの要求が有るか否かを判定する（切換判定工程；ステップＳ１５）。なお、第１空燃比モード（λ＞１）と第２空燃比モード（λ＝１）との切換判定は、ステップＳ１２で設定された、車両姿勢制御によるトルク低減量を減算する前の目標基本エンジントルクに基づいて実行される。
【０１１２】
ステップＳ１５の判定ステップは、先に図１０Ｃ及び図１０Ｄに基づき説明した重畳回避制御を実行するステップに相当する。ここでは、図１０Ｃに基づいて説明した「モード変換優先制御」が適用される例を示す。判定部６３は、前記モード切換の要求が無い場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）には、車両姿勢制御のためのトルク低減制御を実行させるが（次述のステップＳ１６〜Ｓ１８）、前記モード切換の要求が有る場合（ステップＳ１５でＮＯ）には、車両姿勢制御のためのトルク低減制御を禁止する（抑制工程）。後者の場合、前記モード切換をトルク変動なしに実行させる等トルクモード切換制御（後述の図１４又は図１５の制御）が実行される。
【０１１３】
ＥＣＵ６０（燃焼制御部６１）は、前記モード切換の要求が無い場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１２で設定した目標基本エンジントルクと、図１１のステップＳ２（図８のステップ＃９）で設定されたトルク低減量とから、目標最終エンジントルクを設定する（ステップＳ１６）。この目標最終エンジントルクは、要求トルクから車両姿勢制御によるトルク低減分を差し引いたトルクである。もちろん、車両姿勢制御の実行要求が存在しない場合は、差し引くトルク低減分はゼロである。そして、ＥＣＵ６０は、目標最終エンジントルクに基づいて、燃焼室６内における目標燃焼圧を設定する（ステップＳ１７）。
【０１１４】
しかる後、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１７で設定した目標燃焼圧及びステップＳ１３で設定した目標燃焼モードから、燃焼動作の制御目標値を設定する（ステップＳ１８）。具体的には、燃焼室６に供給する目標空気量、ＣＩ燃焼を発現させる目標自己着火時期、目標ＳＩ率、目標空燃比、点火プラグ１６による混合気の目標点火時期などを設定する。
【０１１５】
なお、上記のＳＩ率は、火花点火制御圧縮着火燃焼による全熱発生量に対するＳＩ燃焼による熱発生量の割合である。図６を参照して、図中の変曲点Ｘは、燃焼形態がＳＩ燃焼からＣＩ燃焼に切り替わる時点である。この変曲点Ｘに対応するクランク角θｃｉよりも進角側に位置する熱発生率の波形の面積Ｒ１をＳＩ燃焼による熱発生量とし、θｃｉよりも遅角側に位置する熱発生率の波形の面積Ｒ２をＣＩ燃焼による熱発生率とする。ＳＩ率は、上記各面積Ｒ１，Ｒ２を用いて、ＳＩ率＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）で表すことができる。
【０１１６】
図１６は、ステップＳ１４のトルク低減の実行方法の設定において、図１０Ｂに示した制御例を採用した場合の、目標燃焼モードと、総燃料噴射量及び点火時期との関係示す表形式の図である。車両姿勢制御のための「トルク低減無し」の場合、火花点火制御圧縮着火燃焼の第１空燃比モード７１Ａ（λ＞１）、ＳＰＣＣＩ燃焼の第２空燃比モード７２Ａ（λ＝１）及びＳＩ燃焼モード７３Ａでは、それぞれ所定の総燃料噴射量ｆ１、ｆ２、ｆ３に設定され、点火時期も所定のクランク角ＣＡ１に設定される。
【０１１７】
これに対し、車両姿勢制御のための「トルク低減有り」の場合、火花点火制御圧縮着火燃焼の第１空燃比モード７１Ｂ（λ＞１）では、総燃料噴射量が「トルク低減無し」の場合ｆ１よりも所定量だけ減量されたｆ４に変更される。一方、目標点火時期はクランク角ＣＡ１のタイミングに維持され、点火リタードは行われない。火花点火制御圧縮着火燃焼の第２空燃比モード７２Ｂ（λ＝１）では、「トルク低減有り」の場合、総燃料噴射量はｆ２に維持される一方で、目標点火時期をクランク角ＣＡ１からＣＡ２へ遅角させる点火リタードが行われる。同様に、ＳＩ燃焼モード７３Ｂでも、「トルク低減有り」の場合、総燃料噴射量はｆ３に維持される一方で、目標点火時期をクランク角ＣＡ１からＣＡ２へ遅角させる点火リタードが行われる。
【０１１８】
＜火花点火制御圧縮着火燃焼制御の詳細＞
図１３は、エンジン制御処理の詳細を示すフローチャートであって、主に火花点火制御圧縮着火燃焼の詳細制御に関わるステップを示している。図１２のステップＳ１８に続いて、ＥＣＵ６０は、上述のＳＩ率が１００％未満であるか否か、つまり、目標燃焼モードが火花点火制御圧縮着火燃焼（ＳＩ率＝１００％はＳＩ燃焼）であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【０１１９】
目標燃焼モードが火花点火制御圧縮着火燃焼（第２燃焼モード）である場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、先ずはインジェクタ１５及び点火プラグ１６以外のアクチュエータの制御値を設定する処理が為される（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。具体的には、ＥＣＵ６０（燃焼制御部６１）は、ステップＳ１８で設定した目標空気量と、目標自己着火時期に想定される筒内温度とから、目標ＥＧＲ率を設定する（ステップＳ２１）。本実施形態ではＥＧＲとして、吸気弁１１及び排気弁１２（図２参照）の開閉タイミング操作（吸気弁１１の早開け又は排気弁１２の遅閉じ）により実行される内部ＥＧＲと、ＥＧＲ通路５１を通して排気ガスを還流させる外部ＥＧＲとが実行される。このため、ステップＳ２１では、目標内部ＥＧＲ率と、目標外部ＥＧＲ率とが設定される。そして、目標内部ＥＧＲ率を実現するための吸気弁１１の開閉タイミングである目標吸気弁開閉時期及び排気弁１２の開閉タイミングである目標排気弁開閉時期と、目標外部ＥＧＲ率を実現するためのＥＧＲ弁５３の開度である目標ＥＧＲ弁開度とが設定される（ステップＳ２２）。
【０１２０】
次にＥＣＵ６０は、上記目標空気量を実現するためのスロットル弁３２の開度である目標スロットル開度、バイパス通路３８のバイパス弁３９の開度である目標バイパス弁開度、及び、過給機３３の電磁クラッチ３４の締結の程度である目標クラッチ締結度合を設定する（ステップＳ２３）。そして、ＥＣＵ６０は、上掲の目標スロットル開度、目標吸気弁開閉時期、目標排気弁開閉時期、目標バイパス弁開度、目標ＥＧＲ弁開度及び目標クラッチ締結度合の各目標を達成するよう、制御対象の各々が備えるアクチュエータに対して動作指令を発信する（ステップＳ２４）。つまり、ステップＳ１８で設定された火花点火制御圧縮着火燃焼を達成する目標値に応じて、各アクチュエータを動作させる。
【０１２１】
続いて、上記目標値に対する実際の燃焼応答性に応じて、インジェクタ１５による燃焼噴射量及び噴射時期、並びに、点火プラグ１６の点火時期の補正処理が実行される（ステップＳ２５〜Ｓ２９）。アクチュエータで駆動される弁等は、目標値通りに即時には動かない、応答性が比較的悪いデバイスである。これらデバイスの動作遅延は、例えば目標空燃比の達成に影響を及ぼす。ＥＣＵ６０は、前記動作遅延に起因する、目標燃焼状態に対する実際の燃焼状態の乖離度合いを把握し、その乖離を是正するべく応答性に優れるインジェクタ１５の燃焼噴射量及び噴射時期と、同じく応答性に優れる点火プラグ１６の点火時期とを、燃焼室６で実際に形成されている内部ガスの状態に応じて補正する。
【０１２２】
具体的には、ＥＣＵ６０は、実際の吸気閉弁時点での気筒２の筒内温度、吸気充填量、筒内の酸素濃度を算出する（ステップＳ２５）。この算出には、エアフローセンサＳＮ４の検出値、第１、第２吸気温センサＳＮ５、ＳＮ７及び外部ＥＧＲ率等により求められる実際の吸気ガスの状態量、吸気カム角センサＳＮ１２及び排気カム角センサＳＮ１３の検出値等により求められる実際の気筒２内の内部ガスの状態量と、前回の燃焼結果とが参照される。前回の燃焼結果としては、筒内圧センサＳＮ３が検出値から導出される実際の筒内圧の波形から得られる自己着火時期等が用いられる。
【０１２３】
次にＥＣＵ６０は、ステップＳ２５で求めた吸気充填量及び筒内の酸素濃度に基づき、ステップＳ１８で設定された目標空燃比となるように、インジェクタ１５の目標燃焼噴射量及び目標噴射時期を設定する（ステップＳ２６）。図５のチャート（ａ）、（ｂ）に例示したように、火花点火制御圧縮着火燃焼の第１空燃比モード（λ＞１）及び第２空燃比モード（λ＝１）では、２回に分けて燃料噴射が実行される。従って、ＥＣＵ６０は、目標空燃比が得られるように、１回目及び２回目の燃焼噴射の噴射量及び噴射時期をそれぞれ決定する。そしてＥＣＵ６０は、目標燃焼噴射量及び目標噴射時期を達成するよう、インジェクタ１５に指令を発信する（ステップＳ２７）。
【０１２４】
続いてＥＣＵ６０は、実際の吸気閉弁時点での気筒２の筒内温度に基づいて、点火プラグ１６の目標点火時期を設定する（ステップＳ２８）。この目標点火時期は、ステップＳ１８で設定された目標自己着火時期にＣＩ燃焼が開始されるように、同じくステップＳ１８で設定された目標点火時期が補正されたものとなる。そしてＥＣＵ６０は、補正された目標点火時期に混合気に点火するよう、点火プラグ１６を駆動する（ステップＳ２９）。
【０１２５】
以上に対し、ステップＳ２０でＳＩ率が１００％未満ではないと判定された場合、つまり目標燃焼モードがＳＩ燃焼（第１燃焼モード）である場合（ステップＳ２０でＮＯ）、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１８で設定された目標空気量に応じて、目標スロットル弁開度、目標吸気弁開閉時期、目標排気弁開閉時期、目標バイパス弁開度、目標クラッチ締結度合及び目標ＥＧＲ弁開度等を設定する（ステップＳ３０）。続いてＥＣＵ６０は、上記目標空気量と、同じくステップＳ１８で設定された目標燃焼圧との基づき、インジェクタ１５のための目標燃料噴射量及び目標噴射時期と、点火プラグ１６の目標点火時期とを設定する（ステップＳ３１）。そしてＥＣＵ６０は、上掲の目標値を達成するよう、各アクチュエータと、インジェクタ１５及び点火プラグ１６とを駆動する（ステップＳ３２）。
【０１２６】
＜モード切換制御＿λ＝１からリーンへの切換＞
次に、ステップＳ１５において、火花点火制御圧縮着火燃焼における第１空燃比モード（λ＞１）と、第２空燃比モード（λ＝１）との間のモード切換要求が有る場合に実行される、等トルクモード切換制御（空燃比モード設定工程）について説明する。図１４は、第２空燃比モードから第１空燃比モードへのモード切換要求が有る場合のモード切換制御を示すフローチャート、図１７は、前記モード切換と、吸気量、燃料量、点火時期、エンジントルク及び空燃比との関係を示すタイムチャートである。
【０１２７】
図１２に示すステップＳ１５でモード切換要求が有る場合（ステップＳ１５でＮＯ）、処理は図１４のステップＳ４１に移行する。この段階で車両姿勢制御のためのトルク低減要求が存在している場合は、そのトルク低減は禁止され、モード切換が優先されることになる。ＥＣＵ６０（判定部６３）は、前記モード切換要求が第２空燃比モードから第１空燃比モードへのモード切換要求であるか否か、つまり火花点火制御圧縮着火燃焼をλ＝１からリーンに変更するモード切換要求であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。第２空燃比モードから第１空燃比モードへのモード切換要求である場合（ステップＳ４１でＹＥＳ）、判定部６３は燃焼制御部６１に、エミッションを悪化させることなく、空燃比Ａ／Ｆをλ＝１からリーンへ移行させ、且つ、モード切換の間のエンジントルクを一定に維持する制御を実行するよう指示を与える。
【０１２８】
具体的にはＥＣＵ６０（燃焼制御部６１）は、スロットル弁３２の開度を調整して吸気量を増大させ（ステップＳ４２）、インジェクタ１５からの燃料噴射量を増大させる（ステップＳ４３）。図１７を参照すると、時刻Ｔ０〜Ｔ１が第２モードの実行期間、時刻Ｔ１〜Ｔ２間が第２空燃比モードから第１空燃比モードへのモード切換の期間である。ＥＣＵ６０は、第１空燃比モード（λ＝１）を達成している時刻Ｔ０〜Ｔ１の吸気量及び燃料量を、時刻Ｔ１〜Ｔ２間のチャートに示すように、比例的に増大させる（吸気量増大工程及び燃料増大工程）。吸気量を徐々に増大させてリーンを指向させながら、この間に燃料量も徐々に増大させるのは、ＮＯｘが発生する空燃比状態が形成されないようにするためである。
【０１２９】
これらと並行してＥＣＵ６０は、時刻Ｔ１〜Ｔ２間に点火プラグ１６の点火時期をリタードさせる（ステップＳ４４）。これは、時刻Ｔ１〜Ｔ２間に燃料量が増加することで、エンジントルクも増加側に変動してしまうことを抑止するためである（第１リタード工程）。点火時期のリタードは、燃料量が徐々に増加するに伴い、点火時期が徐々に遅角側にシフトするように実行される。このような点火リタードによりエンジントルクが低減するので、燃料量の増大分を相殺でき、時刻Ｔ１〜Ｔ２間を等トルクに維持することができる。
【０１３０】
ＥＣＵ６０は、吸気量が第１空燃比モード（λ＞１）用に設定された吸気量の目標値に到達したか否かを確認する（ステップＳ４５）。この吸気量目標値は、ＮＯｘを実質的に発生させない空燃比を形成可能な吸気量である。本実施形態では、空燃比Ａ／Ｆ＝２５／１が、第１モードのリーン燃焼におけるＮＯｘを発生させないリッチ限界とされ、空燃比Ａ／Ｆ＝３０／１が第１空燃比モードの所定の空燃比とされている。従って、ステップＳ４５では、空燃比＝２５に到達したか否かを判定し、未達の場合（ステップＳ４５でＮＯ）には、ステップＳ４２〜Ｓ４４がリピートされる。すなわち、吸気量及び燃料量がさらに増量され、点火時期がさらにリタードされる。
【０１３１】
一方、空燃比＝２５を形成できる吸気量に到達すると（ステップＳ４５でＹＥＳ）、ＥＣＵ６０は、燃料量を第１空燃比モードのリーンの混合気の形成に必要とされる量まで急降下させる（ステップＳ４６）。図１７のタイムチャートの時刻Ｔ２が、その急降下の時点である。これにより、第１空燃比モード（λ＞１）であって、ＮＯｘを発生させない空燃比の混合気が燃焼室６に形成されるようになる。この時点でトルク低減の操作は不必要になるので、ＥＣＵ６０は、点火リタードを終了させる（ステップＳ４７）。なお、吸気量は時刻Ｔ２を過ぎても増量される。すなわち、所定の空燃比＝３０を形成可能な吸気量に到達する時刻Ｔ２Ａまで、吸気量が増量される。
【０１３２】
＜モード切換制御＿リーンからλ＝１への切換＞
次に、図１５及び図１７を参照して、第１空燃比モード（λ＞１）から第２空燃比モード（λ＝１）への切換要求が有る場合に実行される、等トルクモード切換制御について説明する。図１５は、第１空燃比モードから第２空燃比モードへのモード切換要求が有る場合のモード切換制御を示すフローチャートである。
【０１３３】
図１４のステップＳ４１において、第２空燃比モードから第１空燃比モードへのモード切換要求ではない場合（ステップＳ４１でＮＯ）、処理を図１５のステップＳ５１へ移行させる。この場合、ＥＣＵ６０の判定部６３は燃焼制御部６１に、エミッションを悪化させることなく、空燃比Ａ／Ｆをリーンからλ＝１へ移行させ、且つ、モード切換の間のエンジントルクを一定に維持する制御を実行するよう指示を与える。
【０１３４】
具体的にはＥＣＵ６０（燃焼制御部６１）は、スロットル弁３２の開度を調整して吸気量を減少させる（吸気量減少工程；ステップＳ５１）。一方、インジェクタ１５からの燃料噴射量は維持される（ステップＳ５２）。図１７を参照すると、時刻Ｔ２〜Ｔ３が第１モードの実行期間、時刻Ｔ３〜Ｔ５間が第１空燃比モードから第２空燃比モードへのモード切換の期間である。ＥＣＵ６０は、第１空燃比モード（λ＞１）を達成している時刻Ｔ２Ａ〜Ｔ３の吸気量を、時刻Ｔ３〜Ｔ４間のチャートに示すように減少させる。一方、時刻Ｔ３〜Ｔ４間の燃料噴射量は、時刻Ｔ２Ａ〜Ｔ３と同じである。
【０１３５】
続いてＥＣＵ６０は、吸気量が所定の減量吸気量（空燃比）まで到達したか否かを確認する（ステップＳ５３）。この減量吸気量は、第１空燃比モードのリーン燃焼においてＮＯｘを発生させないリッチ限界である空燃比Ａ／Ｆ＝２５／１を達成する吸気量である。空燃比＝２５に到達しない場合（ステップＳ５３でＮＯ）、ステップＳ５１に戻ってさらに吸気量が減量される。
【０１３６】
これに対し、空燃比＝２５に到達する時刻Ｔ４に至ると（ステップＳ５３でＹＥＳ）、ＮＯｘの発生を防止する制御が実行される。具体的には、ＥＣＵ６０は、吸気量の減少を継続しながら（ステップＳ５４）、その時刻Ｔ４時点の吸気量にて空燃比＝１４．７（λ＝１）の混合気が形成されるように、インジェクタ１５の燃料噴射量を急激に増大させる（ステップＳ５５）。λ＝１を維持するために、時刻Ｔ４以降は、吸気量の減少に合わせて燃料噴射量も減少される。これにより、ＮＯｘが発生する空燃比状態の形成を回避することができる。さらにＥＣＵ６０は、上述のステップＳ４４と同様に、燃料量の増大によるエンジントルクの増加を相殺するために、点火プラグ１６の点火時期を時刻Ｔ４における吸気量及び燃料噴射量に応じて急激にリタード（第２リタード工程）させる（ステップＳ５６）。これにより、時刻Ｔ４前後でのトルク変動を防止することができる。
【０１３７】
ＥＣＵ６０は、吸気量が第２空燃比モード（λ＝１）用に設定された吸気量の目標値に到達したか否かを確認する（ステップＳ５７）。つまり、時刻Ｔ４の時点で空燃比＝１４．７に低下しているが、吸気量が第２空燃比モードを実行できる量まで低下したか否かが確認される。未達の場合（ステップＳ５７でＮＯ）には、ステップＳ５４〜Ｓ５６がリピートされる。すなわち、吸気量及び燃料量がさらに減量され、一方で点火時期のリタードが徐々に復元される。これにより、時刻Ｔ４〜Ｔ５間を等トルクに維持することができる。
【０１３８】
一方、第２空燃比モード（λ＝１）用の吸気量に到達すると（ステップＳ５７でＹＥＳ）、ＥＣＵ６０は、吸気量及び燃料噴射量のさらなる減量を停止させる（ステップＳ５８）。図１７のタイムチャートの時刻Ｔ５が、その停止の時点である。これにより、第２空燃比モード用の吸気量を満たしたλ＝１の混合気が燃焼室６に形成されるようになる。またＥＣＵ６０は、時刻Ｔ５で点火リタードを終了させる（ステップＳ５９）。なお、時刻Ｔ５の直前の時点で、点火リタードによるトルク低減は自ずと極小に至っている。以上説明した図１４のステップＳ４７又は図１５のステップＳ５９を終えたら、処理は図１３の「リターン」、つまり図１２のステップＳ１１に戻り、同様な処理が繰り返される。
【０１３９】
［変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。
【０１４０】
（１）上記実施形態では、車両の例としてＦＦ駆動車からなる車両１００を例示した。本発明に係るエンジンの制御方法及び車両システムは、ＦＲ駆動車、４輪駆動車、さらにはバッテリー又はキャパシターから供給される電力により駆動されるモータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド車両にも適用することができる。
【０１４１】
（２）上記実施形態では、第１空燃比モード（λ＞１）と第２空燃比モード（λ＝１）との間の空燃比モードの切換が実行されている場合には、車両姿勢制御のためのトルク低減を全面的に禁止する例を示した。これに代えて、車両姿勢制御のために必要なトルク低減量うちの一部のトルク低減を禁止するような、エンジンの生成トルクの低下を抑制する制御を採用しても良い。
【０１４２】
（３）図１０Ｄに示した車両姿勢制御の優先制御では、車両姿勢制御が実行されている状態では第１空燃比モードと第２空燃比モードとの間のモード切換を禁止する例を示した（ステップ＃４４）。空燃比モードの切換を禁止するのではなく、例えば車両姿勢制御の終了後、或いは車両姿勢制御の合間のタイミングまで前記空燃比モードの切換を遅延させるような、前記抑制制御を採用しても良い。
【０１４３】
（４）図１７のタイムチャートでは、前記モード切換の期間（図１７の時刻Ｔ１〜Ｔ２及び時刻Ｔ３〜Ｔ５）にエンジントルクが一定の「等トルク」に維持される例を示した。この「等トルク」は、微細なトルク変動すら許容しない状態を指すものではなく、事実上トルクが一定と扱うことができる範囲において、トルク変動が生じていても良い。
【０１４４】
（５）上記実施形態では、火花点火制御圧縮着火燃焼時（図１０（Ａ）の例）、又は第１モードの火花点火制御圧縮着火燃焼時（図１０（Ｂ）及び図１２〜図１５の例）には、車両姿勢制御のためのトルク低減を、点火リタードではなく燃料の減量制御に完全に切り換える例を示した。これに代えて、車両姿勢制御のために必要なトルク低減の一部を点火リタード（点火リタードの程度を抑制する制御）に担わせ、残部を燃料の減量制御に担わせるようにしても良い。
【符号の説明】
【０１４５】
１  エンジン本体
２  気筒
１５  インジェクタ（燃料噴射弁）
１６  点火プラグ
６０  ＥＣＵ（制御器）
６１  燃焼制御部
６２  車両姿勢制御部
６３  判定部
１００  車両
１０２  前輪（操舵輪／駆動輪）
１０７  アクセル
ＳＮ１０  アクセル開度センサ（運転状態センサ）
ＳＮ１１  操舵角センサ（舵角センサ）
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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