(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火花点火燃焼と圧縮自己着火燃焼とを切り替え可能な内燃機関であって、
吸気通路と、
前記吸気通路に設けられた過給機と、
前記過給機よりも下流側に位置するように、前記吸気通路に設けられたコレクタと、
前記過給機と前記コレクタとの間に設けられた充填空間と、
前記充填空間内の圧力を検出する圧力検出手段と、
火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼に切り替える際に、前記圧力検出手段の検出値が所定値未満である場合に、火花点火燃焼を継続させつつ前記過給機により圧縮された吸気を前記充填空間に充填し、前記圧力検出手段の検出値が前記所定値以上となったら、前記充填空間内に充填された圧縮空気を前記コレクタに開放し圧縮自己着火燃焼に切り替えるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関であって、
前記過給機よりも下流側であり且つ前記コレクタよりも上流側に位置するように、前記吸気通路に設けられたスロットルバルブと、
前記充填空間を前記コレクタに対して開閉する開閉弁と、を備え、
前記充填空間は、前記過給機よりも下流側で前記吸気通路から分岐し、前記スロットルバルブをバイパスし、前記コレクタに合流するバイパス路を含んでおり、
前記制御手段は、
前記圧力検出手段の検出値が前記所定値未満である場合に、前記開閉弁を閉じることで、前記過給機により圧縮された吸気を前記バイパス路内に充填し、
前記圧力検出手段の検出値が前記所定値以上となったら、前記開閉弁を開くことで、前記バイパス路内に充填された圧縮吸気を前記コレクタに開放することを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関であって、
前記制御手段は、前記開閉弁を閉じた後に火花点火燃焼を継続させる際に、前記圧力検出手段の検出値に応じて前記スロットルバルブの開度を調整することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火燃焼（以下、ＳＩ（Spark Ignition）燃焼とも称する。）と、圧縮自己着火燃焼（以下、ＨＣＣＩ（Homogeneous-Charge Compression Ignition）燃焼とも称する。）と、を切り替え可能な内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火花点火燃焼と圧縮自己着火燃焼とを切り替え可能な内燃機関として、火花点火燃焼から圧縮自着火燃焼に切り替える際にターボ過給装置の過給圧を高めるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のターボ過給装置では、火花点火燃焼から圧縮自着火燃焼への切替時に、排気管側に設けられたタービンをアシストするために、専用のモータジェネレータを必要とするという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、過給圧を高めるための専用の装置が不要な内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼に切り替える際に、圧力検出手段の検出値が所定値未満である場合に、火花点火燃焼を継続させつつ過給機により圧縮した吸気を充填空間内に充填し、圧力検出手段の検出値が所定値以上となったら、充填空間内に充填された圧縮吸気をコレクタに開放し圧縮自己着火燃焼に切り替えることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧縮自己着火燃焼に備えて、過給機によって圧縮された吸気を一時的に蓄積するので、過給圧を高めるための専用の装置が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態におけるエンジンの概略構成図である。
【図２】図２は、ＳＩ燃焼可能領域とＨＣＣＩ燃焼可能領域との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、ＳＩ燃焼可能領域とＨＣＣＩ燃焼可能領域との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態におけるＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替制御の一例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第１実施形態におけるＳＩ燃焼時の吸気経路を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す状態における過給機出口圧力Ｐ１とコレクタ圧Ｐ２を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第１実施形態におけるＳＩ’燃焼時の吸気経路を示す概略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示す状態における過給機出口圧力Ｐ１及びコレクタ圧Ｐ２を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１実施形態におけるＨＣＣＩ燃焼時の吸気経路を示す概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す状態における過給機出口圧力Ｐ１とコレクタ圧Ｐ２を示すグラフである。
【図８】図８は、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替に伴うスロットルバルブ開度等の変化を示すグラフである。
【図９】図９は、過給機出口圧力Ｐ１とスロットルバルブ開度とエンジン出力との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、過給機出口圧力Ｐ１と過給機駆動損失との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態における内燃機関を示す概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３実施形態における内燃機関を示す概略構成図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施形態における内燃機関を示す概略構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４実施形態におけるＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
<<第１実施形態>>
図１は本実施形態におけるエンジンの全体構成図、図２及び図３はＳＩ燃焼可能領域とＨＣＣＩ燃焼可能領域との関係を示すグラフである。
【００１１】
エンジン１は、燃料を燃焼室１２１内に直接噴射する直噴型のガソリンエンジン本体１０を備えている。エンジン１の吸気通路２０には、機械式過給機２１、インタクーラ２３、スロットルバルブ２４１、及びコレクタ２５が順に配置されている。
【００１２】
本実施形態における機械式過給機２１（以下、単に過給機２１とも称する。）は、エンジンの出力軸若しくはカム駆動軸（例えばクランクシャフト１４１など）から駆動エネルギーを得ることで、吸入空気（吸気）を圧縮してエンジンに強制的に送り込む、いわゆるスーパーチャージャである。本例の機械式過給機２１は、例えば所定の回転数領域において、後述する第１及び第２の開閉バルブ３１１，４１１をいずれも閉じることで、過給機をコレクタ２５に送り出力トルクを増加させる。なお、機械式過給機２１に代えて、排気タービンと吸気コンプレッサとが同軸で連結されたターボチャージャを用い、排気量に応じた吸気量制御を実行してもよい。
【００１３】
インタクーラ２３は、吸気通路２０において過給機２１の下流側に設けられている。このインタクーラ２３は、過給機２１によって圧縮され高温となった吸気を、冷却水又は冷却風によって冷却する。
【００１４】
スロットルバルブ２４１は、吸気通路２０においてインタクーラ２３の下流側に設けられている。このスロットルバルブ２４１には、当該スロットルバルブ２４１の開度を調整するＤＣモータ等のスロットルモータ２４２が連結されている。また、スロットルバルブ２４１の近傍には、当該スロットルバルブ２４１の開度を検出するスロットルセンサ（不図示）が設けられている。スロットルモータ２４２及びスロットルセンサは、ＥＣＵ６０にそれぞれ接続されている。
【００１５】
本実施形態における吸気通路２０には、２つのバイパス路３０，４０が連結されている。
【００１６】
第１のバイパス路３０は、過給機２１よりも上流側で吸気通路２０から分岐して、過給機２１の下流側で吸気通路２０に合流しており、過給機２１をバイパスしている。この第１のバイパス路３０には、当該第１のバイパス路３０を開放又は閉塞する第１の開閉バルブ３１１が設けられている。また、この第１の開閉バルブ３１１には、当該第１の開閉バルブ３１１を開閉させる第１のバルブ制御装置３１２が連結されており、この第１のバルブ制御装置３１２はＥＣＵ６０に接続されている。なお、第１の開閉バルブ３１１として、その開度を調整可能なものを用いてもよい。
【００１７】
一方、第２のバイパス路４０は、第１のバイパス路３０の下流側の端部から分岐してコレクタ２５に合流しており、インタクーラ２３及びスロットルバルブ２４１をバイパスしている。この第２のバイパス路４０にも、当該第２のバイパス路４０を開放又は閉塞する第２の開閉バルブ４１１が設けられている。また、この第２の開閉バルブ４１１には、当該第２の開閉バルブ４１１を開閉制御するための第２のバルブ制御装置４１２が連結されており、この第２のバルブ制御装置４１２はＥＣＵ６０に接続されている。なお、第２の開閉バルブ４１１として、その開度を調整可能なものを用いてもよい。また、図１に示す例では、第１のバイパス路３０の下流側端部と第２のバイパス路４０の上流側端部とを共通の通路としたが、これらを独立した通路としてもよい。
【００１８】
また、本実施形態では、吸気通路２０において過給機２１とインタクーラ２３との間に、第１の圧力センサ２２が設けられている。この第１の圧力センサ２２は、過給機２１の出口付近における吸気の圧力Ｐ１を検出することが可能となっており、後述する第２の開閉バルブ４１１を閉じている場合には、第２のバイパス路４０を含む充填空間２８（図６Ａ参照）における吸気の圧力を検出する。
【００１９】
また、コレクタ２５には第２の圧力センサ２５１が設けられている。この第２の圧力センサ２５１は、コレクタ２５内における吸気の圧力Ｐ２を検出する。これら第１及び第２の圧力センサ２２，２５１は、それぞれの検出結果を出力可能にＥＣＵ６０に接続されている。
【００２０】
吸気通路２０は、吸気ポート１１１を介してエンジン本体１０の燃焼室１２１に連通しており、この吸気ポート１１１は吸気バルブ１１２によって開閉可能となっている。エンジン本体１０は、シリンダ１２２と、ピストン１２３と、吸気／排気バルブ１１２，１３２が設けられたシリンダヘッド（不図示）と、を備えており、これらによって燃焼室１２１が区画形成されている。また、この燃焼室１２１内には、燃料噴射バルブ１２４の噴射口と点火プラグ１２５の先端とが臨んでいる。さらに、この燃焼室１２１は、排気ポート１３１を介して排気通路に連通しており、この排気ポート１３１は排気バルブ１３２によって開閉可能となっている。
【００２１】
ＥＣＵ６０（Engine Control Unit）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、及びインタフェース等を含んだマイクロコンピュータから構成されており、本実施形態では、火花点火燃焼（ＳＩ燃焼）と圧縮自己着火燃焼（ＨＣＣＩ燃焼）の両方の制御を行うことが可能となっている。
【００２２】
具体的には、ＳＩ燃焼では、燃料噴射バルブ１２４を所定のタイミングで駆動して燃焼室１２１内に所定量の燃料を噴射し、燃焼室１２１内に生成された燃料と吸入空気との混合気を、点火プラグ１２５によって火花点火燃焼させる。このとき、ＥＣＵ６０は、スロットルバルブ２４１の開度や燃料噴射バルブ１２４からの燃料噴射量を制御することで、エンジンが発生するトルクを調整すると共に、点火プラグ１２５を制御することで混合気を着火させる。
【００２３】
一方、ＨＣＣＩ燃焼では、スロットルバルブ２４１や燃料噴射バルブ１２４は制御するが、混合気を自己着火させるので点火プラグの制御は行わない。
【００２４】
また、このＥＣＵ６０は、例えば、エンジン回転速度とエンジン負荷に基づいて、ＳＩ燃焼とＨＣＣＩ燃焼との切り換えを判断する。具体的には、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ１４２からの検出信号に基づいてエンジン回転速度を読み込むと共に、アクセルセンサ６１からアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）を読み込み、これらによって設定される運転点がＳＩ燃焼可能領域にあるかＨＣＣＩ燃焼可能領域にあるかを判断する。
【００２５】
ここで、ＨＣＣＩ燃焼は、高速回転・高負荷領域において燃焼状態が不安定になる傾向が強いことから、例えば、ＨＣＣＩ燃焼可能領域は低速回転且つ低中負荷に設定され、ＳＩ燃焼可能領域がそれ以外の部分に設定されている。なお、本例ではアクセル開度をエンジン負荷として用いているが、特にこれに限定されない。
【００２６】
そして、ＥＣＵ６０は、エンジン回転速度とアクセル開度から定まる運転点がＨＣＣＩ燃焼可能領域にあると判断すると、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼に切り替える制御を実行する。
【００２７】
図２に示すように、ＳＩ燃焼可能領域とＨＣＣＩ燃焼可能領域との間には、失火やノッキングによって燃焼が成立し得ない燃焼不成立領域が存在しており、空燃比（Ａ／Ｆ）や着火前温度を単に連続的に増加させるだけでは、良好な燃焼安定性を確保しつつＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼に切り替えることは難しい。そのため、過給圧を高めることでＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼に切り替える場合には、図３に示すように、過給圧を急激に高める必要がある。
【００２８】
そこで、本実施形態では、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼に切り替える際に、過給機２１とコレクタ２５との間に充填空間２８（図６Ａ参照）を形成し、過給機２１により圧縮された吸気をその充填空間２８に一旦蓄積した後にコレクタ２５に一気に開放することで、過給圧を急激に増加させる。
【００２９】
以下に、図４を参照しながらその切替制御について詳述する。なお、本実施形態では、説明の便宜上、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼に切り替わる途中の遷移状態を「ＳＩ’（エスアイダッシュ）燃焼」と称する。後述するように、このＳＩ’燃焼では、スロットルバルブ２４１の制御がＳＩ燃焼と相違するが、燃料噴射バルブ１２４や点火プラグ１２５の制御についてはＳＩ燃焼と基本的に同じである。
【００３０】
図４は本実施形態におけるＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替制御の一例を示すフローチャート、図５ＡはＳＩ燃焼時における吸気経路を示す図、図６ＡはＳＩ’燃焼時における吸気経路を示す図、図７ＡはＨＣＣＩ燃焼時における吸気経路を示す図であり、図５Ｂ〜図７Ｂは図５Ａ〜図７Ａのそれぞれの状態における過給機出口圧力Ｐ１とコレクタ圧Ｐ２を示すグラフである。また、図８はＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替に伴うスロットルバルブ開度等の変化を示すグラフ、図９は過給機出口圧力Ｐ１とスロットルバルブ開度とエンジン出力との関係を示すグラフ、図１０は過給機出口圧力Ｐ１と過給機駆動損失との関係を示すグラフである。
【００３１】
ＳＩ燃焼を行っている状態において、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ１４２及びアクセルセンサ６１の検出信号に基づいて運転点がＨＣＣＩ燃焼可能領域にあると判断すると、図４のステップＳ１１において、ＳＩ燃焼をＨＣＣＩ燃焼に切り替える制御を開始する。
【００３２】
なお、ＳＩ燃焼時には、図５Ａに示すように、第１の開閉バルブ３１１を開く（図８（ｂ）参照）と共に第２の開閉バルブ４１１を閉じ（図８（ｃ）参照）、アクセルセンサ６１により検出されたアクセル開度に基づいて、スロットルバルブ２４１の開度が調整される。
【００３３】
この状態では、吸気通路２０に導入された吸気は第１のバイパス路３０を通って過給機２１をバイパスし、インタクーラ２３及びコレクタ２５を通って（すなわち第２のバイパス路４０を通らずに）エンジン本体１０に至る。この際、図５Ｂや図８（ｄ）に示すように、第１の圧力センサ２２によって検出される過給機２１の出口圧力Ｐ１と、第２の圧力センサ２５１によって検出されるコレクタ２５における圧力Ｐ２は、いずれも低圧となっている。
【００３４】
次いで、ＥＣＵ６０は、図２のステップＳ２１において、第２の開閉バルブ４１１は閉じたままで（図８（ｃ）参照）、第１の開閉バルブ３１１も閉じる（図８（ｂ）参照）。これにより、図６Ａに示すように、吸気通路２０に導入された空気は、第１のバイパス路３０を通らずに、過給機２１、インタクーラ２３、及びコレクタ２５を通ってエンジン本体１０に至る。
【００３５】
この際、第１及び第２の開閉バルブ３１１，４１１が閉じられているので、過給機２１、第１及び第２の開閉バルブ３１１，４１１、及びスロットルバルブ２４１によって充填空間２８が形成され、過給機２１によって過給された吸気がこの充填空間２８内に充填される。これにより、図６Ｂや図８（ｄ）に示すように、過給機出口圧力Ｐ１がコレクタ圧Ｐ２よりも相対的に高くなる。
【００３６】
なお、このＳＩ’燃焼においては、過給機２１の圧縮によって吸入空気の密度が高くなるので、図９に示すように、等出力線上において、過給機出口圧力Ｐ１が増大するほどスロットルバルブ２４１の開度を小さくする必要がある。また、図１０に示すように、過給機出口圧力Ｐ１の上昇に伴って過給機によるエンジンの駆動損失が大きくなる。
【００３７】
そこで、本実施形態では、このＳＩ’燃焼時において、通常のＳＩ燃焼とは異なり、アクセル開度に加えて、過給機出口圧力Ｐ１及びコレクタ圧Ｐ２に基づいて、スロットルバルブ２４１の開度を調整する（図４のステップＳ２２）。
【００３８】
具体的には、例えば、図９に示すようなマップを参照して、アクセル開度より演算されるエンジン出力と、過給機出口圧力Ｐ１と、に対応したスロットルバルブ開度を求める。次いで、図１０に示すようなマップを参照して、過給機出口圧力Ｐ１に対応した過給機駆動損失を求め、この過給機駆動損失を相殺するように、先に求めたスロットルバルブ開度を補正する。そして、第２の圧力センサ２５１によってコレクタ圧Ｐ２を監視しつつ、スロットルバルブ２４１の開度を調整する。これにより、過給機２１による吸気密度増大と過給機駆動損失の拡大とを考慮して、スロットルバルブ２４１の開度を制御することができる。
【００３９】
次いで、ＥＣＵ６０は、図４のステップＳ２３において、過給機出口圧力Ｐ１が所定値Ｐ０以上となったか判断する。なお、この所定値Ｐ０は、ＨＣＣＩ燃焼を可能とする着火前温度を確保することが可能な吸気圧力である。
【００４０】
このステップＳ２３の判断において、過給機出口圧力Ｐ１が所定値Ｐ０未満である限り（Ｐ１＜Ｐ０）、ＳＩ’燃焼を継続する（ステップＳ２３においてＮＯ）。
【００４１】
一方、ステップＳ２３において、過給機出口圧力Ｐ１が所定値Ｐ０以上である（Ｐ１≧Ｐ０）と判断した場合には（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、図４のステップＳ３１において、スロットルバルブ２４１を全閉する（図８（ａ）参照）と共に、第２の開閉バルブ４１１を開く（図８（ｃ）参照）。
【００４２】
これにより、図７Ａに示すように、充填空間２８に一時的に蓄積されていた圧縮吸気が、第２のバイパス路４０を介してコレクタ２５内に一気に開放され、図７Ｂや図８（ｄ）に示すように、コレクタ圧Ｐ２が、過給機出口圧力Ｐ１と同程度まで急激に上昇し、その圧縮吸気がエンジン本体１０の燃焼室１２１に供給される。これにより、エンジン本体１０における着火前温度（図８（ｆ）参照）が十分に高くなるので、ＥＣＵ６０はＨＣＣＩ燃焼を開始させる。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替の際に、過給機２１によって圧縮された吸気を、充填空間２８に一時的に蓄積した後にコレクタ２５に一気に開放するので、過給圧を急激に増加させることができ、当該切替時に安定した燃焼を確保することができる。また、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替時間を短縮することができるので、失火等の運転性の不具合を回避することもできる。
【００４４】
また、本実施形態では、ＨＣＣＩ燃焼に備えて、過給機２１によって圧縮された吸気を、ＳＩ’燃焼の間に充填空間２８に一時的に蓄積するので、モータジェネレータ等の過給圧を高めるための専用の装置が不要となる。
【００４５】
因みに、この第１実施形態では、第２のバイパス路４０がコレクタ２５に直接接続されているので、以下に説明する第２〜第４実施形態と比較して応答性に優れている。
【００４６】
<<第２実施形態>>
図１１は本発明の第２実施形態におけるエンジンの概略構成図である。本実施形態では、第２のバイパス路４０が、スロットルバルブ２４１よりも上流側で吸気通路２０に合流している点で第１実施形態と相違し、それ以外の構成については第１実施形態と同様である。
【００４７】
第１実施形態では、ＳＩ’燃焼からＨＣＣＩ燃焼に移行する際（図４のステップＳ３１）に、スロットルバルブ２４１を全閉しつつ第２の開閉バルブ４１１を開くことで充填空間２８をコレクタ２５に開放したが、本実施形態では、ＳＩ’燃焼からＨＣＣＩ燃焼に移行する際に、第２の開閉バルブ４１１を開くと共にスロットルバルブ２４１を全開にする。この際、インタクーラ２３が流路抵抗となり、充填空間内に充填された圧縮吸気はスロットルバルブ２４１及び第２の開閉バルブ４１１を介してコレクタ２５内に一気に開放される。
【００４８】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替の際に、過給機２１によって圧縮された吸気を、充填空間に一時的に蓄積した後にコレクタ２５に一気に開放するので、過給圧を急激に上昇させることができ、当該切替時に安定した燃焼を確保することができる。また、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替時間を短縮することができるので、失火等の運転性の不具合を回避することもできる。
【００４９】
また、本実施形態では、ＨＣＣＩ燃焼に備えて、過給機２１によって圧縮された吸気を、ＳＩ’燃焼の間に充填空間に一時的に蓄積するので、モータジェネレータ等の過給圧を高めるための専用の装置が不要となる。
【００５０】
<<第３実施形態>>
図１２は本発明の第３実施形態におけるエンジンの概略構成図である。本実施形態では、（１）スロットルバルブ２４１がインタクーラ２３の上流側に設けられていると共に、（２）第２のバイパス路４０がインタクーラ２３とコレクタ２５との間で吸気通路２０に合流している点で、第１実施形態と相違し、それ以外の構成については第１実施形態と同様である。また、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替制御も第１実施形態と同様である。
【００５１】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替の際に、過給機２１によって圧縮された吸気を、充填空間に一時的に蓄積した後にコレクタ２５に一気に開放するので、過給圧を急激に上昇させることができ、当該切替時に安定した燃焼を確保することができる。また、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替時間を短縮することができるので、失火等の運転性の不具合を回避することもできる。
【００５２】
また、本実施形態では、ＨＣＣＩ燃焼に備えて、過給機２１によって圧縮された吸気をＳＩ’燃焼の間に充填空間に一時的に蓄積するので、モータジェネレータ等の過給圧を高めるための専用の装置が不要となる。
【００５３】
<<第４実施形態>>
図１３は本発明の第４実施形態におけるエンジンの概略構成図である。本実施形態では、（１）スロットルバルブ２４１が過給機２１の上流側に設けられており、（２）第１のバイパス路３０及び第１の開閉バルブ３１１が存在せず、（３）吸気通路２０においてインタクーラ２３とコレクタ２５との間に調整バルブ２７１が設けられ、（４）第２のバイパス路４０がインタクーラ２３とコレクタ２５との間で吸気通路２０に合流している点で、第１実施形態と相違する。なお、調整バルブ２７１には、当該バルブ２７１の開度を調整するＤＣモータ等の調整モータ（不図示）が連結されており、この調整モータは、ＥＣＵ６０に接続されている。
【００５４】
図１４は本実施形態におけるＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替制御の一例を示すフローチャートである。
【００５５】
ＳＩ燃焼をＨＣＣＩ燃焼に切り替える制御を開始すると（図１４のステップＳ５１）、ＥＣＵ６０は、図１４のステップＳ６１において、スロットルバルブ２４１を全開にすると共に第２の開閉バルブ４１１を閉じる。これにより、吸気通路２０に導入された空気は、過給機２１、インタクーラ２３、及びコレクタ２５を通って（すなわち第２のバイパス路４０を通らずに）エンジン本体１０に至る。
【００５６】
この際、第２の開閉バルブ４１１が閉じられているので、過給機２１、第２の開閉バルブ４１１、及び調整バルブ２７１によって充填空間が形成され、過給機２１によって過給された吸気がこの充填空間内に充填される。なお、このＳＩ’燃焼において、第１実施形態のステップＳ２２と同様に、アクセル開度に加えて、過給機出口圧力Ｐ１及びコレクタ圧Ｐ２に基づいて、調整バルブ２７１の開度を調整する（図１４のステップＳ６２）。
【００５７】
次いで、ＥＣＵ６０は、図１４のステップＳ６３において、過給機出口圧力Ｐ１が所定値Ｐ０以上となったか判断し、過給機出口圧力Ｐ１が所定値Ｐ０以上であると判断した場合には（Ｐ１≧Ｐ０）、図１４のステップＳ７１において、第２の開閉バルブ４１１を開くと共に調整バルブ２７１を全開にする。これにより、充填空間に一時的に蓄積されていた圧縮吸気がコレクタ２５に一気に開放される。
【００５８】
以上のように、本実施形態では、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替の際に、過給機２１によって圧縮された吸気を、充填空間に一時的に蓄積した後にコレクタ２５に一気に開放するので、過給圧を急激に増加させることができ、当該切替時に安定した燃焼を確保することができる。また、ＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼への切替時間を短縮することができるので、失火等の運転性の不具合を回避することもできる。
【００５９】
また、本実施形態では、ＨＣＣＩ燃焼に備えて、過給機２１によって圧縮された吸気を、ＳＩ’燃焼の間に充填空間に一時的に蓄積するので、モータジェネレータ等の過給圧を高めるための専用の装置が不要となる。
【００６０】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００６１】
第１〜第４実施形態におけるＥＣＵ６０が本発明における制御手段の一例に相当し、第１〜第４実施形態における第１の圧力センサ２２が本発明における圧力検出手段の一例に相当し、第１実施形態における第２の開閉弁４１１が本発明における開閉弁の一例に相当し、第１実施形態における第２のバイパス路４０が本発明におけるバイパス路の一例に相当する。
【符号の説明】
【００６２】
１…エンジン
１０…エンジン本体
１１１…吸気ポート
１１２…吸気バルブ
１２１…燃焼室
１２２…シリンダ
１２３…ピストン
１２４…燃料噴射バルブ
１２５…点火プラグ
１３１…排気ポート
１３２…排気バルブ
１４１…クランクシャフト
１４２…クランク角センサ
２０…吸気通路
２１…機械式過給機
２２…第１の圧力センサ
２３…インタクーラ
２４１…スロットルバルブ
２４２…スロットルモータ
２５…コレクタ
２５１…第２の圧力センサ
２８…充填空間
３０…第１のバイパス路
３１１…第１の開閉バルブ
３１２…第１のバルブ制御装置
４０…第２のバイパス路
４１１…第２の開閉バルブ
４１２…第２のバルブ制御装置
６０…ＥＣＵ
６１…アクセルセンサ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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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