(57)【要約】【課題】  火花点火式燃焼と圧縮自己着火式燃焼を実施可能な内燃機関の制御装置において、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ燃焼形態を切替える際の運転性能の悪化と排気性能の悪化を抑制する。【解決手段】  圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ燃焼形態切替え途中に、一定期間、スロットル開度を切替え直後の火花点火式燃焼の目標スロットル開度よりも小さくすることにより、速やかにスロットル下流の吸気管圧力を下げる。これにより圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え時の吸気量の応答性が向上し、排気悪化およびトルク変動のない燃焼切替えを実現する。【選択図】図１４
2008280875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼形態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替え可能な内燃機関のスロットル開度を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記内燃機関の燃焼状態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替える前及び／又は後の所定期間内に、
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替わるエンジントルク及び回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定するスロットル開度１よりも小さくなるように前記内燃機関のスロットル開度を制御する制御装置。
【請求項２】
前記所定期間を経た後に、前記スロットル開度を前記スロットル開度１になるように制御する請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の燃焼形態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替える制御を行う制御装置であって、
前記制御装置は、前記内燃機関の燃焼状態が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替える前の所定期間に、
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替わるエンジントルク及び回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定するスロットル開度１よりも大きく、
かつ前記エンジントルク及び前記回転速度を圧縮着火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定するスロットル開度２よりも小さくなるように、前記内燃機関のスロットル開度を制御した後に、前記スロットル開度１よりも小さくなるように前記スロットル開度を制御する制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間内に、前記エンジントルク及び前記回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定する燃料量よりも多い燃料量１を噴射するように前記内燃機関の燃料噴射装置を制御する請求項１記載の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間内に、前記エンジントルク及び前記回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定する点火時期よりも点火時期が進角するように点火プラグを制御する請求項１の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間内に、前記エンジントルク及び前記回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定する前記内燃機関の吸気弁のリフト量よりもリフト量が小さくなるように前記吸気弁を制御する請求項１記載の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間内に、火花点火式燃焼から圧縮自己着火式燃焼への切替えを禁止する請求項１記載の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間の長さを、前記エンジントルクおよび前記回転速度に基づいて決定する請求項１記載の制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間の長さを、前記内燃機関のＥＧＲ量，吸気管圧力，吸気量，吸気温度，水温の少なくともひとつを直接的または間接的に検出した結果に基づいて決定する請求項１記載の制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関のスロットル開度を前記スロットル開度１よりも小さくなるように制御する期間内に前記内燃機関の吸気弁の開閉時期を調整する請求項１記載の制御装置。
【請求項１１】
内燃機関の燃焼形態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替える燃焼切替え部を有する制御装置であって、
前記燃焼切替え部は、
前記内燃機関に要求される要求トルクとエンジン回転速度に基づいて圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを判定する燃焼形態切替え判定手段と、
前記燃焼形態切替え判定手段により、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替えると判定された場合に、前記内燃機関の燃焼状態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替える前及び／又は後の所定期間内に、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替えると判定されたエンジントルク及び回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に前記制御装置が設定するスロットル開度１よりも小さくなるように前記内燃機関のスロットル開度を制御する燃焼形態切替え実現部と
を有する制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮自己着火式燃焼と火花点火式燃焼との燃焼形態を切替え可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に使用される内燃機関（以下、エンジン）において、燃費性能の向上と排気性能の向上を両立するものとして、混合気を圧縮して自己着火燃焼（以下、圧縮自己着火式燃焼）させる圧縮自己着火式ガソリンエンジン（以下、圧縮自己着火エンジン）が注目されている。この圧縮自己着火エンジンは、点火プラグの火花で混合気を着火，燃焼させる火花点火式燃焼に比べて、高圧縮による高効率化，希薄燃焼によるポンプ損失低減、および急速燃焼による等容度の向上によって燃料消費量を低減し、また、燃焼温度が低いことにより排出ガス中のＮＯｘ濃度を低減するため、燃費性能と排気性能の両立が実現可能である。
【０００３】
圧縮自己着火エンジンを自動車に適用する際には、火花点火式燃焼と圧縮自己着火式燃焼の双方を切替えて実施し、ドライバーが要求するエンジントルクを実現することが提案されている。
【０００４】
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態の切替えにかかわる技術を開示する文献として特許文献１および特許文献２がある。
【０００５】
特許文献１には、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替える際、スロットル制御での吸気量の応答遅れ期間に、吸気管圧力に応じて吸気バルブのタイミング（吸気バルブ閉時期）を制御することにより吸気量の応答遅れを改善し、トルク変動，排気悪化のない燃焼切替えを実現する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替える際、スロットル制御での吸気量の応答遅れ期間に、吸気管圧力に応じて燃料噴射量、および点火時期を制御することにより、トルク変動のない燃焼切替えを実現する技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７４９５１号公報
【特許文献２】特開２００４−３６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
主に量論比（ストイキ）で燃焼を行う火花点火式燃焼と、主に希薄燃焼を行う圧縮自己着火式燃焼とを切替える際には、速やかに吸入空気量（以下、吸気量）を変化させる必要がある。吸気量は主に吸気管に設置されたスロットルによって制御され、火花点火式燃焼から圧縮自己着火式燃焼への切替えでは、スロットル開度をステップ的に大きくすることで、スロットル上流から下流へ大気圧の空気が流れ込み、速やかに吸気量が増加する。一方で、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えでは、スロットル開度をステップ的に小さくした後も、スロットル下流に残存する空気がエンジン内に吸入されるまで吸気管圧力が低下しないため、吸気量に著しく応答遅れが生じる。
【０００９】
さらに、圧縮自己着火式燃焼時には、圧縮端の筒内温度を燃料の自己着火温度以上にする必要があるため、多量の内部ＥＧＲを導入している。従って、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替える際には、内部ＥＧＲ量を減少させる必要があり、内部ＥＧＲを減少させた分だけ、吸気量が増大してしまう。
【００１０】
以上の理由により、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え直後の火花点火式燃焼において空気過剰状態となり、燃焼切替え時に排気悪化やトルク変動が生じてしまうという課題がある。
【００１１】
本発明は、前記の如き課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを円滑に行うことができる内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
内燃機関の燃焼状態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替え可能な内燃機関のスロットル開度を制御する制御装置であって、当該制御装置は、内燃機関の燃焼状態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替える前及び／又は後の所定期間内に、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替わるエンジントルク及び回転速度を火花点火式燃焼で実現する場合に制御装置が設定するスロットル開度１よりも小さくなるように内燃機関のスロットル開度を制御する制御装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えにおいて、吸気量の応答性が向上し、円滑な燃焼形態の遷移が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る一実施例の内燃機関の制御装置は、圧縮自己着火式燃焼と火花点火式燃焼とを切替えて実施可能な内燃機関の制御装置であって、所定のエンジントルクと所定の回転速度において前記圧縮自己着火式燃焼から前記火花点火式燃焼へと燃焼形態を切替える際に、前記内燃機関の吸気管に設けられ、内燃機関の燃焼室内に流入する空気量を調整可能なスロットルの開度であるスロットル開度を、燃焼切替えを実施せず、前記火花点火式燃焼のみで前記エンジントルクと前記回転速度を実現する際に設定するスロットル開度１よりも小さくする期間１を設けることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によって、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へ切替える際に、吸気管圧力を速やかに低下させることで、吸気量の応答性を向上させ、切替え直後の火花点火式燃焼におけるトルク変動や排気悪化を抑制することが可能である。
【００１６】
また、本発明に係る一実施例の内燃機関の制御装置の他の態様としては、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと燃焼切替えを実施する際に、前記圧縮自己着火式燃焼で設定する前記スロットル開度の設定値であるスロットル開度２と前記火花点火式燃焼での前記スロットル開度１との範囲内にあるスロットル開度３に設定した前記圧縮自己着火式燃焼を実施した後に、前記スロットル開度１よりも小さくする期間１を設けることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によって、燃焼切替え前の圧縮自己着火式燃焼時に予め吸気量を減少させておくことで、火花点火式燃焼への燃焼切替え時の吸気量の変化を小さく抑えることが可能であるため、燃焼切替え直後の火花点火式燃焼におけるトルク変動や排気悪化の危険性を最小限に抑えることが可能である。
【００１８】
以下本発明に係る実施形態をより詳細に説明する。
【００１９】
圧縮自己着火式燃焼の実施には、吸気加熱，高圧縮化、および内部ＥＧＲ導入などの手段があるが、コストおよび火花点火式燃焼での運転を考慮すると、バルブタイミングの操作による内部ＥＧＲ導入が実現性の高い手段の一つである。内部ＥＧＲ導入による圧縮自己着火式燃焼時には、燃焼室内の内部ＥＧＲ量を多量とする必要がある。これによって筒内に流入する新気量が制限されることと、混合気形成から燃焼に至るまでの化学反応に有限の時間が必要であることから、自然吸気エンジンでは図１に示すように低負荷・低回転速度の作動状態において圧縮自己着火式燃焼を実現可能である。
【００２０】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施形態を示すものであり、該実施形態の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置を自動車用ガソリンエンジンに適用させたシステム構成図である。
【００２２】
エンジン１００は、火花点火式燃焼と圧縮自己着火式燃焼とを実施可能なエンジンである。エンジン１００には、吸入空気量を計測するエアフローセンサ１と、吸気流量を調整する電子制御スロットル２とが吸気管６の各々の適宜位置に備えられている。また、エンジン１００には、シリンダ７とピストン１４とで囲われる燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ３と、点火エネルギーを供給する点火プラグ４と、筒内に流入する吸入ガスを調整する吸気バルブ５ａと筒内より排出される排気ガスを調整する排気バルブ５ｂとから構成される可変バルブ５と、がシリンダ７の各々の適宜位置に備えられている。可変バルブ５を調整することにより筒内のＥＧＲ量を調整する。さらに、排気を浄化する三元触媒１０と、空燃比検出器の一態様であって、三元触媒１０の上流側にて排気の空燃比を検出する空燃比センサ９と、排気温度検出器の一態様あって、三元触媒１０の上流側にて排気の温度を計測する排気温度センサ１１とが排気管８の各々の適宜位置に備えられる。さらに、クランク軸１２には、回転角度を算出するためのクランク角度センサ１３が備えられている。
【００２３】
エアフローセンサ１と空燃比センサ９と排気温度センサ１１とクランク角センサ１３とから得られる信号はコントロールユニット（以下、ＥＣＵ２０と称す）に送られる。また、図には明記しないが、エンジンへの要求トルクを検出するセンサ（以下、要求トルク検出センサ）から得られる信号がＥＣＵ２０に送られ、ＥＣＵ２０内では要求トルク検出センサの出力信号に基づいて、要求トルクが演算される。この要求トルク検出センサは、例えば、エンジンを搭載した自動車においてはアクセル開度センサを示す。また、ＥＣＵ
２０ではクランク角度センサ１３の出力信号に基づいて、エンジンの回転速度を演算する。上記各種センサの出力から得られるエンジンの運転状態に基づき、空気流量，燃料噴射量，点火時期のエンジンの主要な作動量が最適に演算される。
【００２４】
ＥＣＵ２０で演算された燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、インジェクタ３に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算された点火時期で点火されるように、点火プラグ駆動信号が点火プラグ４に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算されたスロットル開度は、スロットル駆動信号として電子制御スロットル２に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算された可変バルブの作動量は、可変バルブ駆動信号として、可変バルブ５へ送られる。
【００２５】
火花点火式燃焼を実施する際には、吸気管６から吸気バルブ５ａを経てシリンダ７内に流入した空気に対し、燃料が噴射され（主燃料噴射）、混合気を形成する。混合気は所定の点火時期で点火プラグ４から発生される火花により爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げてエンジンの駆動力となる。更に、爆発後の排気ガスは排気管８を経て、三元触媒１０に送りこまれ、排気成分は三元触媒１０内で浄化され、外部へと排出される。図３に火花点火式燃焼時のエンジン１００の作動概要を示す。
【００２６】
圧縮自己着式燃焼を実施する際には、排気行程中に可変バルブ５（吸気バルブ５ａ及び排気バルブ５ｂ）が閉じた状態の負のオーバーラップ期間を設けて内部ＥＧＲをシリンダ７内に残留させ、この期間中にインジェクタ３より燃料を噴射する（副燃料噴射）ことで、燃料を改質し、着火剤を生成する。更に、吸気行程にて吸気管６より吸気バルブ５ａを経てシリンダ７内に空気が流入し、再度燃料噴射（主燃料噴射）を実施して混合気を形成し、ピストンの圧縮により混合気が爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げてエンジンの駆動力となる。その後は火花点火式燃焼と同様に、排気ガスは三元触媒１０により浄化され、外部へと排出される。図４に圧縮自己着火式燃焼時のエンジン１００の作動概要を示す。
【００２７】
図５は、ＥＣＵ２０の内部を示したものである。ＥＣＵ２０内では、エアフローセンサ１，空燃比センサ９，排気温度センサ１１，クランク角センサ１３の出力信号が入力回路５０１に入力される。但し、入力信号はこれらだけに限られない。入力された各センサの入力信号は入出力ポート５０２内の入力ポートに送られる。入力ポートに送られた値は、ＲＡＭ５０３に保管され、ＣＰＵ５０５で演算処理される。演算処理内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ５０４に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演算された各アクチュエータの作動量を示す値は、ＲＡＭ５０３に保管された後、入出力ポート
５０２内の出力ポートに送られ、各駆動回路を経て各アクチュエータに送られる。本実施形態の場合は、駆動回路として、電子スロットル回路５０６，インジェクタ駆動回路507，点火出力回路５０８，可変バルブ駆動回路５０９がある。各回路は、それぞれ、電子制御スロットル２，インジェクタ３，点火プラグ４，可変バルブ５の駆動を制御する。
【００２８】
ＥＣＵ２０は、圧縮自己着火式燃焼と火花点火式燃焼との燃焼形態切替えを実施する燃焼形態切替え部２０Ａを備えている。本実施例の燃焼形態切替え部により燃焼形態の切替え時の運転性能悪化と排気性能悪化とを防止できるものである。以下では、燃焼形態切替え部２０Ａによる、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え制御について説明する。特に、本実施例にかかる燃焼形態切替え部２０Ａは、燃焼形態切替え時に、吸気管圧力を速やかに低下させるようにスロットルを制御することにより吸気量の応答性を向上し、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを円滑に行う。その結果、燃焼形態切替え時のトルク変動と排出ガス成分の増大とを低減するものである。
【００２９】
図６は、燃焼形態切替え部２０Ａによる燃焼形態切替え制御の制御ブロック図である。燃焼形態切替え部２０Ａは、燃焼形態切替え判定手段６０１と燃焼形態の切替えのためにエンジン１００の操作量を切替える燃焼形態切替え実現手段６０２とを備えている。
【００３０】
燃焼形態切替え判定手段６０１はエンジン１００に要求される要求エンジントルクとエンジン回転速度に基づいて、燃焼形態の切替えが可能か否かを判定し、燃焼形態切替えフラグをセット後、燃焼形態切替え実現手段６０２に出力する。例えば、燃焼形態切替え判定手段６０１は図１に示すようなエンジントルクとエンジン回転速度に基づくエンジン
１００の作動状態を示すマップを備えている。燃焼形態切替え判定手段６０１は、要求エンジントルクとエンジン回転速度に応じて、図１の作動状態マップに基づき、圧縮自己着火式燃焼が実施可能である作動状態であれば、圧縮自己着火式燃焼が実施可能であると判定し、燃焼形態切替えフラグをＯＮ（＝１）にセットする。これに対し、圧縮自己着火式燃焼が実施不可能である作動状態では、火花点火式燃焼の実施が必要と判定し、燃焼形態切替えフラグをＯＦＦ（＝０）にセットする。
【００３１】
燃焼形態切替え実現手段６０２は、燃焼形態切替え判定手段６０１の出力である燃焼形態切替えフラグに基づき、エンジン１００を制御するための目標操作量を決定する。目標操作量は、燃焼形態切替えフラグに基づいて、火花点火式燃焼用操作量，圧縮自己着火式燃焼用操作量、および燃焼切替え用操作量から選択される。より具体的には、燃焼形態切替えフラグがＯＦＦ（＝０）である場合には、火花点火式燃焼を実施するために、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットする。燃焼形態切替えフラグがＯＮ（＝１）である場合には、圧縮自己着火式燃焼を実施するために、目標操作量に圧縮自己着火式燃焼用操作量をセットする。また、圧縮自己着火式燃焼を実施中に、燃焼形態切替えフラグが
ＯＮ（＝１）からＯＦＦ（＝０）に切替わった際には、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと燃焼形態を切替えるべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量をセットした後に、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットする。ただし、燃焼切替え制御を実施中に、燃焼形態切替えフラグがＯＦＦ（＝０）からＯＮ（＝１）に切替わった場合には、圧縮自己着火式燃焼へ切替えずに、火花点火式燃焼への燃焼切替え制御を継続すべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量をセットする。
【００３２】
ここで、前述の操作量とはエンジン１００を制御する際に操作する、スロットル２の開度（スロットル開度），インジェクタ３への燃料噴射パルス幅や燃料噴射時期，点火プラグ４への点火時期，吸気バルブ５ａの開閉時期および排気バルブ５ｂの開閉時期である。
【００３３】
以下では、燃焼形態切替え部２０Ａによる圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え制御の一例を示す。図７は、燃焼形態切替え制御実施時の燃焼形態切替えフラグ，負のオーバーラップ量，スロットル開度，副燃料噴射パルス幅，主燃料噴射パルス幅，点火時期を時系列に沿って示したものである（図上方に向かって、それぞれ、燃焼形態切替えフラグＯＮ（＝１），負のオーバーラップ期間増大，スロットル開度大，副燃料噴射パルス幅増大，主燃料噴射パルス幅増大，点火時期早期を示す）。また、破線は圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えにおいて、操作量を時間ｔ1 のタイミングで単純に切替えた場合（単純切替え制御）を示し、実線は本実施形態の燃焼形態切替え制御を適用した場合を示す。なお、時間ｔ1 は圧縮自己着火式燃焼から燃焼切替え制御を開始した時間を示し、ｔ2 は燃焼形態が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替わった時間を示し、ｔ3 は火花点火式燃焼への一連の燃焼切替え制御が完了した時間を示す。
【００３４】
単純切替え制御では、時間ｔ1 に燃焼形態切替えフラグがＯＦＦ（＝０）になると、火花点火式燃焼を実施すべく、負のオーバーラップ量を減少、スロットル開度を小、副燃料噴射を停止し、主燃料噴射パルス幅を増量し、点火をＯＮとしている。
【００３５】
これに対し、本実施形態にかかる燃焼形態切替え制御を適用した場合には、時間ｔ1 にて切替えフラグがＯＦＦ（＝０）になると、負のオーバーラップ量とスロットル開度とを減少する。ただし、その時のスロットル開度は、吸気量の応答性を向上させるべく、切替え後の火花点火式燃焼の目標スロットル開度よりも小さい値とする。同時に、点火をＯＮにするが、点火時期に関しては多量の内部ＥＧＲ存在下での燃焼安定性の低下および燃焼速度の低下によるトルク低下を抑制すべく、切替え後の火花点火式燃焼の目標点火時期よりも早期化する。副燃料噴射はＯＦＦにし、主燃料噴射量を増量する。所定期間(期間Ａ)経過後、スロットルおよび点火時期を火花点火式燃焼の設定とし、燃焼切替え制御を終了する。
【００３６】
このとき、スロットル開度を切替え後の火花点火式燃焼の目標スロットル開度よりも小さくする期間（期間Ａ）は予め試験またはシミュレーションにて決定した設定値であり、図９に示すようにエンジン１００の運転条件に応じて異なるものであってもよいし、シリンダ７内の内部ＥＧＲ量や吸気管６内の圧力を検出するセンサの出力結果に基づいて決定しても良い。
【００３７】
図８は、燃焼形態切替え部２０Ａによる圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え制御を実施した際の燃焼形態，内部ＥＧＲ量，吸気管圧力，吸気量，総燃料噴射量，空燃比，エンジントルク，排出ガス成分中のＮＯｘ濃度，ＨＣ濃度の時系列を示す（図上方に向かって、燃焼形態が圧縮自己着火式燃焼，内部ＥＧＲ量増量，吸気管圧力増大，吸気量増量，総燃料噴射量増量，空燃比増大，エンジントルク増大，ＮＯｘ濃度が増大、ＨＣ濃度が増大を示す）。図８において、破線は単純切替え制御を適用した際のものであり、実線は本実施形態の燃焼形態切替え制御を適用した際のものを示す。
【００３８】
単純切替え制御では、時間ｔ1 において各操作量を火花点火式燃焼を実現するための設定値へ切替える。それに従って内部ＥＧＲ量が減量、吸気管圧力が減少、吸気量が減量、総燃料噴射量が増量、空燃比が減少する。しかしながら、前述のように吸気量を減量させるべくスロットル開度を減少させた後も、スロットル下流に残存する空気がエンジンに吸入されるまで吸気管圧力は減少せず、吸気量には顕著な応答遅れが生じる。さらに、内部ＥＧＲ量が減量する分、シリンダ７内に新気が入りやすい状態になり、一度吸気量が増量してしまう。以上の理由より、各操作量を同タイミングで単純に切替えるのみでは、火花点火式燃焼の目標の吸気量に達するまでに時間がかかるため、空気過剰状態にて火花点火式燃焼を行うことになり、切替え直後は失火によるトルク変動および排気中のＨＣ濃度の増大が生じる。また、切替え後に長期間希薄燃焼を経るため、その間は三元触媒が機能せず、排気中のＮＯｘ濃度の増大が生じる。
【００３９】
前述の単純切替え制御に対し、燃焼形態切替え部２０Ａにより、時間ｔ1 において、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え制御を適用した場合、同様に内部ＥＧＲ量を減量、吸気管圧力を減少、吸気量を減量、総燃料噴射量を増量、空燃比を減少させて火花点火式燃焼を実現するが、所定期間（期間Ａ）だけ、スロットル開度を切替え後の火花点火式燃焼の目標スロットル開度よりも小さくすることにより、吸気管圧力を速やかに低下させ、吸気量の応答性を向上させている。本制御により、燃焼形態切替え後の火花点火式燃焼での失火や不良燃焼を防止できるために、エンジントルクの変動がなく、更にＮＯｘ濃度およびＨＣ濃度の増大を抑制することが可能である。また、このようなシステムでは高性能な可変バルブや高度な制御ロジックを必要としないため、コストを低く抑えることができることや、燃焼切替え制御にかかる時間が短縮されるため、切替え直後のドライバーの操作等にも対応可能である。
【００４０】
図１０乃至図１２は燃焼形態切替え部２０Ａによる燃焼形態切替え制御のフローチャートである。図１０は図６の制御ブロックをフローチャートで表現したものである。ステップＳ１００１では、現在の運転状態には火花点火式燃焼または圧縮自己着火式燃焼のどちらが適当であるかを判定し、燃焼形態切替えフラグＦＬＧ（ｔ）にＯＦＦ（＝０）またはＯＮ（＝１）をセットする。ここで、変数ｔは時間を示す。また、ステップＳ１００２では、ステップＳ１００１の結果である燃焼形態切替えフラグＦＬＧ（ｔ）に応じた燃焼形態を実施すべく、操作量を選択された燃焼形態に適した操作量をセットすると共に、運転性能と排気性能の悪化を抑制しながら燃焼形態の切替えを実現するように操作量を切替える。
【００４１】
図１１はステップＳ１００１の燃焼形態切替え手段のフローチャートである。ステップＳ１１０１では、要求トルクとエンジン回転速度で決定される運転状態に応じた図１に示すマップに基づいて、実施可能な燃焼状態を判定し、圧縮自己着火式燃焼を実施可能な運転状態である場合には、ステップＳ１１０２に進み、火花点火式燃焼を実施するべき運転状態である場合には、ステップＳ１１０３に進む。ステップＳ１１０２では圧縮自己着火式燃焼を実施すべく、燃焼形態切替えフラグＦＬＧ（ｔ）にＯＮ（＝１）をセットして一連の作動を終了する。また、ステップＳ１１０３では火花点火式燃焼を実施すべく、燃焼形態切替えフラグＦＬＧ（ｔ）にＯＦＦ（＝０）をセットして一連の作動を終了する。
【００４２】
図１２は、燃焼形態切替え実現手段Ｓ１００２のフローチャートである。ステップ
Ｓ１２０１では、ステップＳ１００１でセットされた燃焼形態切替えフラグＦＬＧ（ｔ）がＯＮ（＝１）であるか否かを判断し、ＦＬＧ（ｔ）＝０である場合、すなわち、火花点火式燃焼への切替え、または、火花点火式燃焼を継続する場合には、ステップＳ１２０２に進む。これに対し、ＦＬＧ（ｔ）＝１である場合、すなわち、圧縮自己着火式燃焼への切替え、または、圧縮自己着火式燃焼を継続する場合には、ステップＳ１２０７へと進む。
【００４３】
まず、ステップ１２０２以下のフローチャートに関して説明する。ステップＳ１２０２は、ＦＬＧ（ｔ）が現在の時刻ｔにおいて切替わったか否か、すなわち、ＦＬＧ（ｔ）が制御周期Δｔだけ以前の状態ＦＬＧ（ｔ−Δｔ）から変化して、ＦＬＧ（ｔ）＝０となったか否かを判断するステップであり、ＦＬＧ（ｔ−Δｔ）＝１からＦＬＧ（ｔ）＝０へと変化した場合には、燃焼形態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替えるべく、ステップＳ１２０３に進む。また、ＦＬＧ（ｔ−Δｔ）とＦＬＧ（ｔ）の値が双方とも０である場合には、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを継続する、または、火花点火式燃焼を継続すべく、ステップＳ１２０５に進む。
【００４４】
ステップＳ１２０３では、ＥＣＵ２０に備えられた燃焼切替え制御用のタイマーの出力値Ｔ1 を０にセットする。このタイマーは圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御開始後の経過時間を示すものであり、この時点から燃焼切替え制御開始となる。その後、ステップＳ１２０４に進む。
【００４５】
ステップＳ１２０４では、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを実施すべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００４６】
ステップＳ１２０５では、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御が既に完了しているか否かを判定する。すなわち、燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1が燃焼切替えに必要な所定期間ＴA(図７中の期間Ａに相当) よりも小さい場合は、現在燃焼切替えの途中であると判断し、燃焼切替えを継続すべく、ステップＳ１２０４に進み、ステップＳ１２０４にて、目標操作量に燃焼切替え用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００４７】
一方、燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1が燃焼切替えに必要な所定期間ＴAよりも大きい場合は、既に燃焼切替えが完了していると判断し、火花点火式燃焼を実施すべく、ステップＳ１２０６に進み、ステップＳ１２０６にて、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００４８】
次に、ステップ１２０７以下のフローチャートに関して説明する。
【００４９】
ステップ１２０７以下では、現在の状況が圧縮自己着火式燃焼への切替えが可能な状況にあるかを判断し、エンジン内の燃焼が不安定な状況下からの圧縮自己着火式燃焼への切替えを回避するための制御である。
【００５０】
ステップＳ１２０７では、現在の状況が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え途中段階であるか否かを判断する。
【００５１】
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が燃焼切替えに必要な所定期間ＴA よりも小さい場合は、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御の途中段階であると判断し、圧縮自己着火式燃焼への切替えを行わず、火花点火式燃焼への燃焼切替えを継続するべく、Ｓ１２１０に進む。ステップ
Ｓ１２１０にて、目標操作量に燃焼切替え用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００５２】
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が燃焼切替えに必要な所定期間ＴA よりも大きい場合は、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えは既に完了していると判断し、ステップＳ１２０８に進む。
【００５３】
ステップＳ１２０８では、現在の状態が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え直後の火花点火式燃焼であるか否かを判定する。
【００５４】
燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が、燃焼切替え制御開始から安定した火花点火式燃焼が実現できるまでの所定期間ＴD よりも小さい場合は、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え直後の不安定な状況下での火花点火式燃焼であると判断し、圧縮自己着火式燃焼への切替えを行わず、火花点火式燃焼を継続するべく、Ｓ１２０６に進む。ステップＳ１２０６にて、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００５５】
燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が、燃焼切替え制御開始から安定した火花点火式燃焼が実現できるまでの所定期間ＴD よりも大きい場合は、現在の状態が圧縮自己着火式燃焼もしくは安定した火花点火式燃焼であると判断し、圧縮自己着火式燃焼を継続もしくは火花点火式燃焼から圧縮自己着火式燃焼への切替えを実施するべく、Ｓ１２０９に進む。ステップＳ１２０９にて、目標操作量に圧縮自己着火式燃焼用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００５６】
前記の通り、本実施形態では、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替えの途中段階でのスロットル開度を、火花点火時のスロットル開度より小さくすることを基本とした燃焼切替え制御を行うことによって、吸気量の応答性を改善し、比較的簡素な制御ロジックで、トルク変動や排気悪化のない迅速な燃焼切替えを実現することが可能である。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について以下で説明する。本実施形態の内燃機関のシステム構成（図２参照）やＥＣＵの内部構成（図５参照），燃焼切替え判定部の機能（図
１１参照）は第１実施形態と同様であり、燃焼形態切替え実現手段の機能のみが異なる。
【００５８】
図１３は、燃焼形態切替え部２０Ａによる燃焼形態切替え制御の制御ブロック図である。燃焼形態切替え部２０Ａは、燃焼形態切替え判定手段６０１と燃焼形態の切替えのためにエンジン１００の操作量を切替える燃焼形態切替え実現手段６０２とを備えている。
【００５９】
燃焼形態切替え判定手段６０１は、前述の実施形態１での燃焼形態切替え判定手段601と同一の機能を持つ。
【００６０】
燃焼形態切替え実現手段６０２は、燃焼形態切替え判定手段６０１の出力である燃焼形態切替えフラグに基づき、エンジン１００を制御するための目標操作量を決定する。目標操作量は、燃焼形態切替えフラグに基づいて、火花点火式燃焼用操作量，圧縮自己着火式燃焼用操作量，燃焼切替え用操作量Ａおよび燃焼切替え用操作量Ｂから選択される。より具体的には、燃焼形態切替えフラグがＯＦＦ（＝０）である場合には、火花点火式燃焼を実施するために、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットする。燃焼形態切替えフラグがＯＮ（＝１）である場合には、圧縮自己着火式燃焼を実施するために、目標操作量に圧縮自己着火式燃焼用操作量をセットする。また、圧縮自己着火式燃焼を実施中に、燃焼形態切替えフラグがＯＮ（＝１）からＯＦＦ（＝０）に切替わった際には、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと燃焼形態を切替えるべく、目標操作量にまず燃焼切替え用操作量Ａをセットし、所定期間経過後、目標操作量に燃焼切替え用操作量Ｂをセットした後に、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットする。
【００６１】
ここで、前述の操作量とはエンジン１００を制御する際に操作する、スロットル２の開度（スロットル開度），インジェクタ３への燃料噴射パルス幅や燃料噴射時期，点火プラグ４への点火時期，吸気バルブ５ａの開閉時期および排気バルブ５ｂの開閉時期である。
【００６２】
図１４は、本実施形態での燃焼形態切替え制御実施時の各操作量を時系列に沿って示したものである。また、破線は火花点火式燃焼から圧縮自己着火式燃焼への切替えにおいて、操作量を時間ｔ4 のタイミングで単純に切替えた場合（単純切替え制御）を示し、実線は本実施形態の燃焼形態切替え制御を適用した場合を示す。なお、時間ｔ4 は圧縮自己着火式燃焼から燃焼切替え制御を開始した時間を示し、ｔ5 は燃焼形態が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替わった時間、本実施例では、主燃料パルス幅と副燃料パルス幅とが火花点火式燃焼の目標値へと切替わった時を示し、ｔ6 は火花点火式燃焼への一連の燃焼切替え制御が完了した時間を示す。
【００６３】
単純切替え制御では、時間ｔ1に燃焼形態切替えフラグがＯＦＦ（＝０）になると、火花点火式燃焼を実施すべく、負のオーバーラップ量を減少、スロットル開度を小、副燃料噴射を停止し、主燃料噴射パルス幅を増量し、点火をＯＮとしている。
【００６４】
本実施形態にかかる燃焼形態切替え制御を適用した場合には、時間ｔ4 にて切替えフラグがＯＦＦ（＝０）になると、まずスロットル開度を減少して、吸気量を減量し、通常よりも空燃比の小さい状態（量論比に近い状態）で圧縮自己着火式燃焼を行う。その時、スロットル開度減少により生じるポンプロスに起因するトルク低下を補うべく、主燃料噴射量を僅かに増量する。所定期間（期間Ｂ）経過後、火花点火式燃焼に切替えるべく、負のオーバーラップ量を減少するが、それに伴う内部ＥＧＲ量減量によって生じる吸気量の増大を抑制するべく、スロットル開度を減少する。その時のスロットル開度は、切替え後の火花点火式燃焼の目標スロットル開度よりも小さい値とする。同時に、点火をＯＮにするが、点火時期に関しては多量の内部ＥＧＲ存在下での燃焼安定性の低下および燃焼速度低下によるトルク低下を抑制すべく、切替え後の火花点火式燃焼の目標点火時期よりも早期化する。副燃料噴射はＯＦＦにし、主燃料噴射量を増量する。所定期間（期間Ｃ）経過後、スロットルおよび点火時期を火花点火式燃焼の設定とし、燃焼切替え制御を終了する。
【００６５】
このとき、通常よりも空燃比の小さい状態（量論比に近い状態）で圧縮自己着火式燃焼を行う期間（期間Ｂ）および火花点火式燃焼時の目標スロットル開度よりもスロットル開度を小さくする期間（期間Ｃ）は、予め試験またはシミュレーションにて決定した設定値であり、エンジン１００の運転条件に応じて異なるものであってもよいし、シリンダ７内の内部ＥＧＲ量や吸気管６内の圧力を検出するセンサの出力結果に基づいて決定しても良い。
【００６６】
図１５は、燃焼形態切替え部２０Ａによる圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え制御を実施した際の燃焼形態，内部ＥＧＲ量，吸気管圧力，吸気量，総燃料噴射量，空燃比，エンジントルク，排出ガス成分中のＮＯｘ濃度，ＨＣ濃度の時系列を示す。図１５において、破線は単純切替え制御を適用した際のものであり、実線は本実施形態の燃焼形態切替え制御を適用した際のものを示す。
【００６７】
単純切替え制御を適用した際の結果は、図８と同じである。
【００６８】
燃焼形態切替え部２０Ａにより、時間ｔ4 において、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替え制御を適用した場合、まず、スロットル開度を小さくすることにより吸気管圧を減少させて吸気量を減量し、空燃比を量論比に近い状態にして圧縮自己着火式燃焼を行う。所定期間（期間Ｂ）経過後、内部ＥＧＲ量を減量、総燃料噴射量を増量させて火花点火式燃焼を実現するが、この時、所定期間（期間Ｃ）だけ、スロットル開度を切替え後の火花点火式燃焼の目標スロットル開度よりも小さくすることにより、吸気管圧力を速やかに低下させるとともに内部ＥＧＲ量の減量による吸気量の増量を抑制している。本制御により、燃焼形態切替え時の吸気流量の過渡状態を最小限に抑えられ、失火や不良燃焼を防止できるために、エンジントルクの変動がなく、更にＮＯｘ濃度および
ＨＣ濃度の増大を抑制することが可能である。
【００６９】
図１６は、本実施形態における燃焼形態切替え実現手段Ｓ１００２のフローチャートである。ステップＳ１６０１では、ステップＳ１００１でセットされた燃焼形態切替えフラグＦＬＧ（ｔ）がＯＮ（＝１）であるか否かを判断し、ＦＬＧ（ｔ）＝０である場合、すなわち、火花点火式燃焼への切替え、または、火花点火式燃焼を継続する場合には、ステップＳ１６０２に進む。これに対し、ＦＬＧ（ｔ）＝１である場合、すなわち、圧縮自己着火式燃焼への切替え、または、圧縮自己着火式燃焼を継続する場合には、ステップ
Ｓ１６０８へと進む。
【００７０】
まず、ステップ１６０２以下のフローチャートに関して説明する。ステップＳ１６０２は、ＦＬＧ（ｔ）が現在の時刻ｔにおいて切替わったか否か、すなわち、ＦＬＧ（ｔ）が制御周期Δｔだけ以前の状態ＦＬＧ（ｔ−Δｔ）から変化して、ＦＬＧ（ｔ）＝０となったか否かを判断するステップであり、ＦＬＧ（ｔ−Δｔ）＝１からＦＬＧ（ｔ）＝０へと変化した場合には、燃焼形態を圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼へと切替えるべく、ステップＳ１６０３に進む。また、ＦＬＧ（ｔ−Δｔ）とＦＬＧ（ｔ）の値が双方とも０である場合には、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを継続する、または、火花点火式燃焼を継続すべく、ステップＳ１６０５に進む。
【００７１】
ステップＳ１６０３では、ＥＣＵ２０に備えられた燃焼切替え制御用のタイマーの出力値Ｔ1 を０にセットする。このタイマーは圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御開始後の経過時間を示すものであり、この時点から燃焼切替え制御開始となる。その後、ステップＳ１６０４に進む。
【００７２】
ステップＳ１６０４では、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えを実施すべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量Ａをセットして一連の作動を終了する。
【００７３】
ステップＳ１６０５では、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え制御が既に完了しているか否かを判定する。すなわち、燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が燃焼切替えに必要な所定期間ＴC （図１４中の期間Ｂと期間Ｃを足したものに相当）よりも小さい場合は、現在燃焼切替えの途中段階であると判断し、燃焼切替えを継続すべく、ステップＳ１６０６に進む。
【００７４】
燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1が燃焼切替えに必要な所定期間ＴCよりも大きい場合は、燃焼切替えが既に完了していると判断し、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００７５】
ステップＳ１６０６では、現在燃焼切替えのどの段階であるかを判定する。燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が空燃比の低い（量論比に近い）状態での圧縮自己着火式燃焼を実施する期間ＴB （図１４中の期間Ｂに相当）よりも小さい場合は、空燃比が低い状態（量論比に近い状態）での圧縮自己着火式燃焼を実施するべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量Ａをセットして一連の作動を終了する。燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が空燃比の低い（量論比に近い）状態での圧縮自己着火式燃焼を実施する期間ＴB よりも大きい場合は、火花点火式燃焼への切替えを行うべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量Ｂをセットして一連の作動を終了する。
【００７６】
次に、ステップ１６０８以下のフローチャートに関して説明する。
【００７７】
ステップ１６０８以下では、現在の状況が圧縮自己着火式燃焼への切替えが可能な状況にあるかを判断し、エンジン内の燃焼が不安定な状況からの圧縮自己着火式燃焼への切替えを回避するための制御である。
【００７８】
ステップＳ１６０８では、現在の状況が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え途中段階であるか否かを判断する。
【００７９】
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が燃焼切替えに必要な所定期間ＴC よりも小さい場合は、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御の途中段階であると判断し、圧縮自己着火式燃焼への切替えを行わず、火花点火式燃焼への燃焼切替えを継続するべく、Ｓ１６１２に進む。
【００８０】
圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が燃焼切替えに必要な所定期間ＴC よりも大きい場合は、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替えは既に完了していると判断し、ステップＳ１６０９に進む。
【００８１】
ステップＳ１６１２では、現在燃焼切替えのどの段階であるかを判定する。燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が空燃比の低い（量論比に近い）状態での圧縮自己着火式燃焼を実施する期間ＴB よりも小さい場合は、ステップＳ１６１３に進み、空燃比の低い（量論比に近い）状態での圧縮自己着火式燃焼を実施するべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量Ａをセットして一連の作動を終了する。燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が空燃比の低い（量論比に近い）状態での圧縮自己着火式燃焼を実施する期間ＴB よりも大きい場合は、ステップＳ１６１４に進み、火花点火式燃焼への切替えを実施するべく、目標操作量に燃焼切替え用操作量Ｂをセットして一連の作動を終了する。
【００８２】
ステップＳ１６０９では、現在の状態が圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え直後の火花点火式燃焼であるか否かを判定する。
【００８３】
燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が、燃焼切替え制御開始から安定した火花点火式燃焼が実現できるまでの所定期間ＴD よりも小さい場合は、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への切替え直後の不安定な状況下での火花点火式燃焼であると判断し、圧縮自己着火式燃焼への切替えを行わず、火花点火式燃焼を継続するべく、Ｓ１６１０に進む。ステップＳ１６１０にて、目標操作量に火花点火式燃焼用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００８４】
燃焼切替え制御開始後の経過時間Ｔ1 が、燃焼切替え制御開始から安定した火花点火式燃焼が実現できるまでの所定期間ＴD よりも大きい場合は、現在の状態が圧縮自己着火式燃焼もしくは安定した火花点火式燃焼であると判断し、圧縮自己着火式燃焼を継続もしくは火花点火式燃焼から圧縮自己着火式燃焼への切替えを実施するべく、Ｓ１６１１に進む。ステップＳ１６１１にて、目標操作量に圧縮自己着火式燃焼用操作量をセットして一連の作動を終了する。
【００８５】
前記の通り、本実施形態では、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替えの途中で、まず量論比に近い状態での圧縮自己着火式燃焼を行って吸気量および吸気管圧力を予め小さくしたおき、その後に、スロットル開度を、火花点火式燃焼時のスロットル開度より小さくすることを基本とした燃焼切替え制御を行うことによって、燃焼切替え直後の火花点火式燃焼における吸気管圧力および吸気量の過渡変化を小さくし、燃焼切替え時のトルク変動や排気悪化の危険性を最小限に抑えることが可能である。
【００８６】
以上、本発明の二つの実施形態について詳説したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができる。
【００８７】
例えば、燃焼形態切替え判定手段６０１において、要求トルクとエンジン回転速度のみではなく、水温、または、排気温度、または、吸気温度、または、燃料温度を直接または間接的に検出するセンサの出力信号の少なくとも１つに基づいて、火花点火式燃焼と圧縮自己着火式燃焼との切替え可否を判断するものであっても良い。
【００８８】
また、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え時の空気過剰下または多量の内部ＥＧＲ存在下でのトルクの低下を防ぐため、燃焼切替え制御中もしくは直後の火花点火式燃焼において燃料噴射量を増量するようにしてもよい。
【００８９】
また、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼切替え制御時に、吸気バルブのリフト量を小さくすることで最適な吸気量に制御し、トルク変動および排気の悪化を抑制することも可能である。
【００９０】
また、通常の圧縮自己着火式燃焼から空燃比の低い状態での圧縮自己着火式燃焼に移る際に、スロットル開度を、空燃比の低い状態での圧縮自己着火式燃焼での目標スロットル開度よりも小さくする期間を設けることにより、吸気量の応答性を向上させて、速やかに空燃比の低い状態での圧縮自己着火式燃焼に移行させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】火花点火式燃焼と圧縮自己着火式燃焼の運転領域或いは切替え可能領域を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態である内燃機関の制御装置を筒内噴射エンジンに適用した場合のシステム構成図。
【図３】本発明の第１実施形態である内燃機関の制御装置による火花点火式燃焼時の１サイクルの圧力プロフィールと燃料噴射タイミングを示す図。
【図４】本発明の第１実施形態である内燃機関の制御装置による圧縮自己着火式燃焼時の１サイクルの圧力プロフィールと燃料噴射タイミングを示す図。
【図５】本発明の第１実施形態における、ＥＣＵの内部構成図。
【図６】本発明の第１実施形態における、図２の燃焼形態切替え部２０Ａの制御ブロック図。
【図７】本発明の第１実施形態における、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替えを実施した際の、燃焼形態切替えフラグ，負のオーバーラップ量，スロットル開度，副燃料噴射パルス幅，主燃料噴射パルス幅、および点火信号のタイムチャート図。
【図８】本発明の第１実施形態における、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替えを実施した際の、燃焼形態，内部ＥＧＲ量，吸気管圧力，吸気量，総燃料噴射量，空燃比，エンジントルク，ＮＯｘ濃度、およびＨＣ濃度のタイムチャート図。
【図９】本発明の第１実施形態における、燃焼切替え時にスロットル開度を火花点火式燃焼の目標スロットル開度より小さくする期間（期間Ａ）を示すマップ。
【図１０】本発明の第１実施形態における、図２の燃焼形態切替え部２０Ａを示すフローチャート図。
【図１１】本発明の第１実施形態における、図１０の燃焼形態切替え手段を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第１実施形態における、図１０の燃焼形態切替え実現手段を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第２実施形態における、図２の燃焼形態切替え部２０Ａの制御ブロック図。
【図１４】本発明の第２実施形態における、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替えを実施した際の、燃焼形態切替えフラグ，負のオーバーラップ量，スロットル開度，副燃料噴射パルス幅，主燃料噴射パルス幅、および点火信号のタイムチャート図。
【図１５】本発明の第２実施形態における、圧縮自己着火式燃焼から火花点火式燃焼への燃焼形態切替えを実施した際の、燃焼形態，内部ＥＧＲ量，吸気管圧力，吸気量，総燃料噴射量，空燃比，エンジントルク，ＮＯｘ濃度、およびＨＣ濃度のタイムチャート図。
【図１６】本発明の第２実施形態における、図１０の燃焼形態切替え実現手段を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９２】
１  エアフローセンサ
２  電子制御スロットル
３  インジェクタ
４  点火プラグ
５  可変バルブ
５ａ  吸気バルブ
５ｂ  排気バルブ
６  吸気管
７  シリンダ
８  排気管
９  空燃比センサ
１０  三元触媒
１１  排気温度センサ
１２  クランク軸
１３  クランク角度センサ
１４  ピストン
２０  ＥＣＵ
２０Ａ  燃焼形態切替え部
１００  エンジン
５０１  入力回路
５０２  入出力ポート
５０３  ＲＡＭ
５０４  ＲＯＭ
５０５  ＣＰＵ
５０６  電子スロットル回路
５０７  インジェクタ駆動回路
５０８  点火出力回路
５０９  可変バルブ駆動回路
６０１  燃焼形態切替え判定手段
６０２  燃焼形態切替え実現手段
【図１】
2008280875.tif 000003
【図２】
2008280875.tif 000004
【図３】
2008280875.tif 000005
【図４】
2008280875.tif 000006
【図５】
2008280875.tif 000007
【図６】
2008280875.tif 000008
【図７】
2008280875.tif 000009
【図８】
2008280875.tif 000010
【図９】
2008280875.tif 000011
【図１０】
2008280875.tif 000012
【図１１】
2008280875.tif 000013
【図１２】
2008280875.tif 000014
【図１３】
2008280875.tif 000015
【図１４】
2008280875.tif 000016
【図１５】
2008280875.tif 000017
【図１６】
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