(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転するとともに、
吸気弁および排気弁のバルブタイミングおよびバルブリフト量のうち少なくとも１つを変化させる可変バルブ機構(15a,15b)を有する圧縮着火式内燃機関において、
圧縮着火式内燃機関の燃焼室入口より上流側で燃焼室への吸入空気量を変化させる吸入空気量調整手段(7;30;32;40,42)と、
圧縮着火燃焼時に、上記可変バルブ機構と、上記吸入空気量調整手段とを制御して、圧縮着火燃焼を行う制御手段(1)を備え、
上記制御手段(1)は、運転条件が低速・低負荷状態においては、吸気弁のリフト量が小さく、そして吸気弁の閉じタイミングを早くなるように上記可変バルブ機構(15a,15b)を制御し、
上記制御手段(1)は、内部ＥＧＲ率を一定のまま、上記吸入空気量調整手段(7;30;32;40,42)による吸入空気量を最大とすることを特徴とする圧縮着火式内燃機関。
【請求項２】
点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転するとともに、
吸気弁および排気弁のバルブタイミングおよびバルブリフト量のうち少なくとも１つを変化させる可変バルブ機構(15a,15b)を有する圧縮着火式内燃機関において、
圧縮着火式内燃機関の燃焼室入口より上流側で燃焼室への吸入空気量を変化させる吸入空気量調整手段(7;30;32;40,42)と、
圧縮着火燃焼時に、上記可変バルブ機構と、上記吸入空気量調整手段とを制御して、圧縮着火燃焼を行う制御手段(1)を備え、
この圧縮着火式内燃機関の機関運転条件，この圧縮着火式内燃機関を搭載した車両の車両走行状態及びこの圧縮着火式内燃機関を搭載して車両のドライバのドライバ意図に応じて、火花点火燃焼と圧縮着火燃焼とを切り換えて運転し、
車速が所定値以上で、ブレーキ踏力が所定値以上の場合には、圧縮着火燃焼による機関運転を禁止することを特徴とする圧縮着火式内燃機関。
【請求項３】
請求項２記載の圧縮着火式内燃機関において、
冷却水温及び吸気温度が所定値以下の場合には、火花点火燃焼により機関運転を行い、
排気温度が所定値以上になると、圧縮着火燃焼による機関運転に切り換えることを特徴とする圧縮着火式内燃機関。
【請求項４】
点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転する圧縮着火式内燃機関において、
この圧縮着火式内燃機関の機関運転条件，この圧縮着火式内燃機関を搭載した車両の車両走行状態及びこの圧縮着火式内燃機関を搭載して車両のドライバのドライバ意図に応じて、火花点火燃焼と圧縮着火燃焼とを切り換えて運転し、
車速が所定値以上で、ブレーキ踏力が所定値以上の場合には、圧縮着火燃焼による機関運転を禁止することを特徴とする圧縮着火式内燃機関。
【請求項５】
点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転する圧縮着火式内燃機関において、
この圧縮着火式内燃機関の機関運転条件，この圧縮着火式内燃機関を搭載した車両の車両走行状態及びこの圧縮着火式内燃機関を搭載して車両のドライバのドライバ意図に応じて、火花点火燃焼と圧縮着火燃焼とを切り換えて運転し、
冷却水温及び吸気温度が所定値以下の場合には、火花点火燃焼により機関運転を行い、
排気温度が所定値以上になると、圧縮着火燃焼による機関運転に切り換えることを特徴とする圧縮着火式内燃機関。
【請求項６】
点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転する圧縮着火式内燃機関において、
この圧縮着火式内燃機関の機関運転条件，この圧縮着火式内燃機関を搭載した車両の車両走行状態及びこの圧縮着火式内燃機関を搭載して車両のドライバのドライバ意図に応じて、圧縮着火燃焼による機関運転を禁止し、
車速が所定値以上で、ブレーキ踏力が所定値以上の場合には、圧縮着火燃焼による機関運転を禁止することを特徴とする圧縮着火式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮着火式内燃機関に係り、特に、圧縮着火燃焼と火花点火燃焼とを切換え可能な圧縮着火式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮着火式内燃機関は、特開平１０−５６４１３号公報に記載されているように、均一予混合気を圧縮して自己着火させる燃焼方式を採用している。圧縮着火式内燃機関は、従来のガソリン機関やディーゼル機関ではなしえない超希薄領域（空燃比８０以上）の機関運転が可能であり、火炎温度低下および均一混合気による着火燃焼を実現することから、ＮＯｘおよび煤の大幅な同時低減を可能とする機関である。
【０００３】
一般に、予混合気が圧縮されてある温度に到達すると、燃料である炭化水素の脱水素反応を創始反応とする「低温酸化反応」と呼ばれる反応が開始する。この反応が進行すると、「青炎」と呼ばれる素反応を経由し、自己着火に至る。この着火は混合気中多点で同時に起こるため、燃焼室内全体でみた燃焼期間は、従来のガソリン機関における火花点火による燃焼、もしくはディーゼル機関における噴霧燃焼の燃焼期間よりもはるかに短いものである。そのため、火炎温度とその継続時間に依存するＮＯｘ生成を抑制する結果となり、圧縮着火式内燃機関において低ＮＯｘを実現する要因となっている。
【０００４】
しかしながら、従来の圧縮着火式内燃機関においては、出力トルク範囲が非常に狭く限定され、圧縮着火による機関運転は低負荷低回転のごく限られた領域でしか実現しない、という問題点があった。その理由は、炭化水素を燃料とする予混合気が自己着火に至る温度は９００Ｋ以上とされており、圧縮比が１０〜１３程度に設定されている現行のガソリン機関では、自己着火できる運転領域はほとんどないことがわかっている。また、ディーゼル機関並みに圧縮比を高く設定（１６〜２２程度）しても、予混合気自己着火による機関運転領域は存在するものの、従来機関では混合気の自己着火時期を制御することが困難であることと、燃焼期間が短いこと、予混合気の圧縮自己着火は空燃比の影響を強く受けること、等の理由により、出力トルク範囲が非常に狭く限定され、圧縮着火による機関運転は低負荷低回転のごく限られた領域でしか実現しないという問題点があった。
【０００５】
それに対して、例えば、特開平１１−２８０５０７号公報に記載されているように、吸排気弁のバルブタイミングを可変にする機構を操作することによって前サイクルまでの高温既燃ガス（内部ＥＧＲ）を逆流させ、高負荷域は火花点火燃焼による機関運転を行い、低負荷域は内部ＥＧＲによって燃焼室内を高温に保ち、この内部ＥＧＲ量と実圧縮比の制御によって、自己着火燃焼による運転領域を実現するという機関が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８０５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開平１１−２８０５０７号公報に記載されている内燃機関では、次のような問題があった。即ち、従来の内燃機関では、内部ＥＧＲを導入するために吸排気弁の開時間をオーバーラップさせているため、内部ＥＧＲ量は吸排気弁オーバーラップ期間に律速される。また、同時に着火時期を制御するために吸気弁を制御している。すなわち、機関運転条件によって吸気弁および排気弁に要求される開閉時期が異なる場合に、両者を独立に制御できないため、自己着火による運転領域が狭くなるという問題があった。
【０００８】
また、従来の自己着火燃焼と火花点火燃焼を両立するエンジンシステムにおいては、自己着火燃焼から火花点火燃焼もしくは火花点火燃焼から自己着火燃焼に燃焼状態を切り換える際に、吸排気弁のバルブタイミングおよびバルブリフト量と吸入空気量を独立に制御できないため、トルク段差を生じ、車両の安定走行が困難になるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、圧縮自己着火運転領域の拡大とこの運転領域内における最適な出力トルク制御を両立し、かつ自己着火燃焼と火花点火燃焼の切り換えもスムーズに行なえる圧縮着火式内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転するとともに、吸気弁および排気弁のバルブタイミングおよびバルブリフト量のうち少なくとも１つを変化させる可変バルブ機構を有する圧縮着火式内燃機関において、圧縮着火式内燃機関の燃焼室入口より上流側で燃焼室への吸入空気量を変化させる吸入空気量調整手段と、圧縮着火燃焼時に、上記可変バルブ機構と、上記吸入空気量調整手段とを制御して、圧縮着火燃焼を行う制御手段を備え、上記制御手段は、運転条件が低速・低負荷状態においては、吸気弁のリフト量が小さく、そして吸気弁の閉じタイミングを早くなるように上記可変バルブ機構を制御し、上記制御手段は、内部ＥＧＲ率を一定のまま、上記吸入空気量調整手段による吸入空気量を最大とするようにしたものである。
【００１１】
かかる構成により、圧縮自己着火運転領域の拡大とこの運転領域内における最適な出力トルク制御を両立し、かつ自己着火燃焼と火花点火燃焼の切り換えもスムーズに行なえる
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧縮自己着火運転領域の拡大とこの運転領域内における最適な出力トルク制御を両立し、かつ自己着火燃焼と火花点火燃焼の切り換えもスムーズに行なえるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１〜図１４を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成及び動作について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成について説明する。  
図１は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。
【００１４】
本実施形態による圧縮着火式内燃機は、点火装置を用いた火花点火燃焼と、ピストン圧縮によって混合気を自己着火させる圧縮着火燃焼とを切り換えて運転することができるものである。
【００１５】
燃焼室１６は、シリンダブロック９，ピストン１７およびシリンダヘッド１０によって囲まれた空間に形成される。ピストン１７の往復動は、コンロッド２０を介してクランク軸２１に伝達され、回転運動に変換される。燃焼室１６には、吸気ポート６および排気ポート１４が連通されている。吸気ポート６と燃焼室１６の間の通路は、吸気弁１９ａによって開閉される。また、排気ポート１４と燃焼室１６との間の通路は、排気弁１９ｂによって開閉される。吸気弁１９ａ及び排気弁１９ｂのバルブリフト量やバルブの開閉タイミングは、それぞれ、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって制御される。
【００１６】
燃焼室１６内には、点火プラグ１３が配置されている。火花点火燃焼時には、エンジンコントロールユニット１（以下、「ＥＣＵ」と称する）からの指示によって、点火プラグ１３からの火花放電する。圧縮着火燃焼時には、点火プラグ１３は、燃焼状態を検出するイオン電流検出装置として機能させることも可能である。ＥＣＵ１は、点火プラグ１３の検出信号によって、燃焼室１６内の燃焼状態および着火時期などを監視する。
【００１７】
ＥＣＵ１には、圧縮着火式内燃機関を搭載した車両を運転するドライバの意図を検出するドライバ意図検出手段として、アクセル開度検出装置２ａおよびブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値が、逐次取り込まれている。また、ＥＣＵ１には、車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段として、車速検出装置２ｃの出力値が、逐次取り込まれている。さらに、ＥＣＵ１には、機関運転条件を検出する機関運転状態検出手段として、エアフローセンサ５，吸気管圧センサ８，機関冷却水温センサ２４，空燃比センサ２２，触媒１２の後ろに設置されている触媒後排温センサ２３やクランク角センサ４からの出力値が、逐次取り込まれている。ここで、エアフローセンサ５は、吸気温度を測定する機能を有するものであることが望ましく、エアフローセンサ５によって検出された吸気温度の値も同時にＥＣＵ１に取り込まれる。
【００１８】
ＥＣＵ１は、アクセル開度検出装置２ａの出力値により、機関負荷を演算する。すなわち、アクセル開度検出装置２ａは、機関負荷検出手段として機能するものでもある。
【００１９】
吸気ポート６内には、燃料噴射弁１１が設置されている。なお、この例では、燃料噴射弁１１は、吸気ポート６内配置するものとしたが、燃焼室１６内に直接燃料噴射できるような筒内噴射形式の燃料噴射弁を用いてもよいものである。
【００２０】
また、吸気ポート６内には、吸入空気量調整装置７が設けられている。吸入空気量調整装置７としては、スロットルを用いている。吸入空気量調整装置７としては、電子制御式スロットルであることが望ましいが、アクセルペダルとワイヤ連結された機械方式のスロットルを用いてもよいものである。
【００２１】
ＥＣＵ１は、アクセル開度検出装置２ａによって検出されたアクセル開度信号及びクランク角センサ４によって検出された機関回転数の信号に基づいて、機関の出力トルクを決定し、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量および吸入空気量調整装置７によって調整される吸入空気量を決定する。ＥＣＵ１は、決定した吸入空気量に基づいて、吸気弁１９ａおよび排気弁１９ｂの可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御し、また、吸入空気量調整装置７を制御する。なお、燃焼室１６内における混合気の圧縮着火時期は、燃焼室１６の温度履歴および圧力履歴、また混合気の空燃比に依存することがわかっている。
【００２２】
本実施形態における特徴的な構成は、圧縮着火式内燃機関において、吸気弁１９ａおよび排気弁１９ｂの可変バルブ機構１５ａ，１５ｂ及び吸入空気量調整装置７を備え、機関の運転状態に応じて、ＥＣＵ１が可変バルブ機構１５ａ，１５ｂ及び吸入空気量調整装置７を制御するようにしたものである。従来の圧縮着火式内燃機関においては、吸気弁および排気弁の可変バルブ機構のみを制御するようにしていたため、圧縮自己着火運転領域が狭いものであったが、本実施形態では、さらに、吸入空気量を制御することにより、圧縮自己着火運転領域を拡大し得るものである。
【００２３】
次に、図２を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法について説明する。  
図２は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法を示すフローチャートである。
【００２４】
ステップｓ１００において、ＥＣＵ１は、運転モード（燃焼モード）の選択を開始する。
【００２５】
最初に、ステップｓ１１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図検出手段であるアクセル開度検出装置２ａおよびブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値を取り込み、圧縮着火式内燃機関を搭載した車両を運転するドライバの意図を検出する。
【００２６】
次に、ステップｓ１２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態検出手段である車速検出装置２ｃの出力値である車速及びクランク角センサ４によって検出された機関回転数の信号を取り込み、機関の負荷を演算する。
【００２７】
次に、ステップｓ１３０において、ＥＣＵ１は、機関冷却水温センサ２４の出力値である冷却水温を読み込む。また、ステップｓ１４０において、ＥＣＵ１は、触媒後排温センサ２３の出力値である排気温度を読み込む。さらに、ステップｓ１５０において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５が備えている吸気温度測定機能による吸気温度を読み込む。
【００２８】
次に、ステップｓ１６０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ１１０〜ｓ１５０において読みこまれた各センサや検出手段の出力値に基づいて、圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードのいずれとするかの燃焼方法の決定をする。ＥＣＵ１には、燃焼方法の決定するために、あらかじめ圧縮着火燃焼による運転を行なう条件と火花点火燃焼による運転を行なう条件が、アクセル開度，空燃比，機関回転数，吸気温度，機関冷却水温，触媒後排温センサのそれぞれのマップとして書き込まれている。ＥＣＵ１は、予め書き込まれたマップとセンサ等の出力に応じて、燃焼方法を決定する。
【００２９】
ステップｓ１６０において、圧縮着火燃焼モードが選択されると、ステップｓ２００において、圧縮着火燃焼モードの制御に移行する。圧縮着火燃焼モードの制御の詳細については、図３以降を用いて後述する。また、ステップｓ１６０において、火花点火燃焼モードが選択されると、ステップｓ３００において、火花点火燃焼モードの制御に移行する。
【００３０】
内燃機関の出力トルクは、燃料噴射量と吸入空気量によって決定される。従って、ドライバ意図，車両走行状態，機関運転条件および各センサ出力値に応じて定まる機関の出力トルクに対し、燃料噴射量が予めＥＣＵ１に書き込まれている場合には、吸入空気量を制御する。また、吸入空気量が予めＥＣＵ１に書き込まれている場合には、燃料噴射量を制御する。
【００３１】
以下、図３〜図８においては、機関の要求出力トルクに対して、燃料噴射量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、吸入空気量を制御する場合における圧縮着火燃焼モードの第１〜第３の制御方法について説明し、図９〜図１０においては、機関の要求出力トルクに対して、吸入空気量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、燃料噴射量を制御する場合における圧縮着火燃焼モードの第４及び第５の制御方法について説明する。また、図１１〜図１２は、機関の要求出力トルクに対して、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの制御量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御する場合における圧縮着火燃焼モードの第６及び第７の制御方法について説明する。さらに、図１３〜図１４は、機関要求出力トルクに対して、スロットル開度の制御量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、スロットル開度を制御する場合における圧縮着火燃焼モードの第８及び第９の制御方法について説明する。
【００３２】
次に、図３を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第１の制御方法について説明する。  
図３は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第１の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【００３３】
ステップｓ２００において、ＥＣＵ１は、圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【００３４】
最初に、ステップｓ２１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、アクセル開度検出装置２ａおよびブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値を読み込む。
【００３５】
次に、ステップｓ２２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。
【００３６】
次に、ステップｓ２３０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２１０〜ｓ２２０において取り込まれた各出力値に基づいて、出力トルクを決定するとともに、予めＥＣＵ１内に記憶されている燃料噴射量マップ及び目標空燃比マップを検索して、燃料噴射量および目標空燃比を選択する。
【００３７】
次に、ステップｓ２４０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２３０において選択された燃料噴射量および目標空燃比の目標値より、目標となる空気量を決定する。
【００３８】
次に、ステップｓ２５０において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値，エアフローセンサ５内の吸気温度センサの出力値，およびクランク角センサ４の出力値に応じて、スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量を決定する。燃焼室１６内における混合気の圧縮着火時期は、燃焼室１６の温度履歴および圧力履歴、また混合気の空燃比に依存することがわかっていので、これらの各センサ出力値によって、吸気弁および排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂ及び吸入空気量調整装置７の操作量を決定することができる。即ち、決定された吸入空気量、内部ＥＧＲ量および空燃比によって、最適な着火時期を実現する吸気弁１９ａの閉じタイミングを決定する。
【００３９】
次に、ステップｓ２６０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２５０において決定された操作量に基づいて、スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを操作する。
【００４０】
ここで、図４を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁の第１の制御方法について説明する。  
図４は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁のリフト量の説明図である。  
図において、横軸はクランク角度を示しており、縦軸は、吸気弁及び排気弁のバルブリフト量を示している。
【００４１】
火花点火燃焼時、排気弁のリフト量は、図中実線Ｅｘ１で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、Ｌ１とする。また、吸気弁のリフト量は、図中一点鎖線Int１で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、Ｌ１である。
【００４２】
一方、圧縮着火燃焼時、排気弁１９ｂのバルブリフト量は、図中点線Ｅｘ２で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、可変バルブ機構１５ｂによって、火花点火燃焼時に比べて小さい値Ｌ２に制御される。なお、吸気弁１９ａのリフト量は、火花点火燃焼時の同様に、図中一点鎖線Int１で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、Ｌ１である。
【００４３】
即ち、本実施形態においては、排気ポート１４と燃焼室１６の通路面積、すなわち排気開口面積を狭くすることによって排気を所定量だけ閉じ込め、自己着火に必要な熱量を、排気の持つエンタルピにより、確保するようにしている。ここで、内部ＥＧＲが持つ総熱エネルギは、内部ＥＧＲ量そのものと、理論空燃比（例えばガソリンの場合は空燃比１４．７付近）による燃焼時をピークとする排ガス温度の双方によって定義されるため、圧縮着火に必要な熱量確保のために、エアフローセンサ５の出力値と、空燃比センサ２２の出力値を元に、バルブリフト量Ｌを調整するようにする。
【００４４】
なお、排気弁１９ｂが燃焼室１６内に２弁以上設置されている場合は、２つの弁のリフト量をそれぞれ独立に制御して、より精密な内部ＥＧＲ量制御が可能になる。またこのとき、排気ポート１４と燃焼室１６の連結部における排気流速の差を利用して、燃焼室１６内に流動を発生させ、新気と内部ＥＧＲガスの混合状態を制御することで、燃焼室内１６の温度勾配を設けて着火時期を制御することもできる。
【００４５】
ここで、図５を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁の第２の制御方法について説明する。  
図５は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁のリフト量の他の例の説明図である。
【００４６】
排気を閉じ込める別の方法としては、図４において説明したように、排気弁のバルブリフト量を小さくする方法以外に、排気弁１９ｂの開時間を短くするように可変バルブ機構１５ｂを制御することもできる。  
図において、横軸はクランク角度を示しており、縦軸は、吸気弁及び排気弁のバルブリフト量を示している。
【００４７】
圧縮着火燃焼時、排気弁１９ｂのバルブリフト量は、図中点線Ｅｘ３で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、火花点火燃焼時と同じく、リフト量Ｌ１としている。しかし、可変バルブ機構１５ｂによって、排気弁１９ｂの開時間をＴ３としている。排気弁１９ｂの開時間Ｔ３は、図４に示した火花点火燃焼時の排気弁の開時間Ｔ１に比べて小さい値となるように制御する。なお、吸気弁１９ａのリフト量は、火花点火燃焼時の同様に、図中一点鎖線Int１で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、Ｌ１である。
【００４８】
即ち、本実施形態においては、排気ポート１４と燃焼室１６の通路面積、すなわち排気開口面積を狭くすることによって排気を所定量だけ閉じ込め、自己着火に必要な熱量を、排気の持つエンタルピにより、確保するようにしている。ここで、内部ＥＧＲが持つ総熱エネルギは、内部ＥＧＲ量そのものと、理論空燃比（例えばガソリンの場合は空燃比１４．７付近）による燃焼時をピークとする排ガス温度の双方によって定義されるため、圧縮着火に必要な熱量確保のために、エアフローセンサ５の出力値と、空燃比センサ２２の出力値を元に、排気弁の開時間Ｔ３を調整するようにする。
【００４９】
ここで、排気弁１９ｂの開時間は、吸気弁１９ａの開時間とオーバーラップしないように可変バルブ機構１５ｂを制御することが望ましいものである。吸気弁１９ａおよび排気弁１９ｂの両方が開いた状態では、吸気ポート６も排気が逆流し、内部ＥＧＲ量制御が困難になるためである。
【００５０】
なお、排気弁１９ｂが燃焼室１６内に２弁以上設置されている場合は、２つの弁の開時間をそれぞれ独立に制御して、より精密な内部ＥＧＲ量制御が可能になる。またこのとき、排気ポート１４と燃焼室１６の連結部における排気流速の差を利用して、燃焼室１６内に流動を発生させ、新気と内部ＥＧＲガスの混合状態を制御することで、燃焼室内１６の温度勾配を設けて着火時期を制御することもできる。
【００５１】
次に、図３に戻り、ステップｓ２７０において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値と目標空燃比によって決定される空気量とを比較し、その値が同じになるように、スロットル７および可変バルブ機構１５ａ，１５ｂをフィードバック制御する。このとき、吸気弁１９ａの閉じタイミングは、ステップｓ２５０において決定しており、以降の吸入空気量制御は、吸気弁１９ａのバルブリフト量もしくはスロットル７を用いて行なわれる。
【００５２】
なお、ステップｓ２４０の目標空気量を実現するスロットル７の開度、吸気弁１９ａおよび排気弁１９ｂのバルブタイミングおよびバルブリフト量の組み合わせは、複数通りある。そこで、この場合は、最も燃費のよい組み合わせとなるように、スロットル７の開度をなるべく大きくする組み合わせに制御することが望ましいものである。なぜならスロットル７の開度が小さい場合、吸気ポート６内の負圧発生に伴いエンジンが負の仕事をする、いわゆるポンピング損失が発生し、燃費を悪化させるためである。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【００５４】
次に、図６〜図８を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第３の制御方法について説明する。  
最初に、図６を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成について説明する。  
図６は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第３の制御方法の実現するための構成を示すシステム構成図である。なお、図６において、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００５５】
本実施形態では、図１に示した構成に加えて、燃焼室１６に圧力センサ２７を設置している。圧力センサ２７は、初期圧力および着火時期検出のために用いられる。圧力センサ２７の出力値は、ＥＣＵ１に取り込まれる。
【００５６】
次に、図７を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第３の制御方法について説明する。  
図７は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第３の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【００５７】
ステップｓ２００Ａにおいて、ＥＣＵ１は、第３の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【００５８】
ステップｓ２１０〜ｓ２６０の制御内容は、図３において説明したものと同様である。本実施形態では、図３のステップｓ２７０に示したように、エアフローセンサ５の出力値と目標空燃比によって決定される空気量とを比較し、その値が同じになるように、スロットル７および可変バルブ機構１５ａ，１５ｂをフィードバック制御するものに対して、ステップｓ２６５とステップｓ２７０Ａを備えている。  
ステップｓ２６５において、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。
【００５９】
ここで、図８を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における着火時検出方法について説明する。  
図８は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における着火時期検出の原理説明図である。
【００６０】
図８において、横軸はクランク角を示し、図８（Ａ）の縦軸は熱発生率を示し、図８（Ｂ）の縦軸は筒内圧力を示している。
【００６１】
図８（Ｂ）に実線で示す筒内圧力波形は、圧力センサ２７の出力値として、ＥＣＵ１に取り込まれる。圧力センサ２７の出力値は、クランク角を基準として取り込まれる。ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値によって着火時期を予測することができる。また、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値を微分することによって得られる熱発生率波形（図８（Ａ））により、圧縮着火時期を正確に検出することができる。即ち、図８（Ａ）は、図８（Ｂ）に示す波形を微分したものであり、時刻ｔ１において熱発生率が立ち上がるタイミングが、圧縮着火時期である。
【００６２】
次に、図７のステップｓ２７０Ａにおいて、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、スロットル７、および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａおよび１５ｂをさらに操作する。ここで、目標着火時期は、予め運転条件に応じた値としてＥＣＵ１に設定されている。そして、目標となる着火時期は、吸気弁１９ａの閉タイミングに等しいものである。
【００６３】
なお、以上の説明では、圧力センサにより着火時期を検出しているが、例えば、点火プラグ１３の放電部両端を電極としてイオン電流を検出し、その出力値より着火時期を検出するようにしてもよいものである。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【００６５】
次に、図９を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第４の制御方法について説明する。  
図９は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第４の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３，図７と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【００６６】
本実施形態においては、機関の要求出力トルクに対して、吸入空気量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、燃料噴射量を制御するようにしている。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図１に示したものと同様である。
【００６７】
ステップｓ２００Ｂにおいて、ＥＣＵ１は、第４の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【００６８】
ステップｓ２１０〜ｓ２２０の制御内容は、図３において説明したものと同様である。また、ステップｓ２５０〜ｓ２６０の制御内容も、図３において説明したものと同様である。
【００６９】
ステップｓ２３０Ｂにおいて、ＥＣＵ１は、予めＥＣＵ１に書き込まれている目標空気量マップを用いて、ステップｓ２１０，ｓ２２０で求められた機関の要求出力トルクに対応する目標空気量を検索により決定する。
【００７０】
次に、ステップｓ２４２において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値を取り込み、吸入空気量を検出する。
【００７１】
ステップｓ２５０，ｓ２６０では、ＥＣＵ１は、図３と同様に、エアフローセンサ５内の吸気温度センサの出力値および機関回転数に応じ、スロットル７，および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量を決定し、さらに、これらを操作する。
【００７２】
次に、ステップｓ２６３において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２４２で取り込まれたエアフローセンサ５の出力値と、予めＥＣＵ１に設定されている目標空燃比に応じて、燃料噴射量を決定し、燃料噴射弁１１によって燃料を噴射する。
【００７３】
次に、ステップｓ２７０Ｂにおいて、ＥＣＵ１は、燃焼室１６内の混合気が圧縮着火により燃焼し、既燃ガスを燃焼室１６の外に排気する際、排気ポート１４内に排気された燃焼ガスの空燃比を空燃比センサ２２で読み取り、その出力値から新たな燃料噴射量，スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量をフィードバックすることにより、機関運転を制御する。なお、この際も、排気弁１９ｂのバルブリフト量を小さくして排気開口面積を絞ることで、着火に必要な熱量を内部ＥＧＲ量制御により確保することができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【００７５】
次に、図１０を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第５の制御方法について説明する。  
図１０は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第５の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３，図７，図９と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【００７６】
本実施形態においては、機関の要求出力トルクに対して、吸入空気量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、燃料噴射量を制御するようにしている。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図６に示したものと同様である。
【００７７】
本実施形態では、図９に示した第４の制御方法に対して、ステップｓ２６５Ｃ，ｓ２７０Ｃの制御を加えたものである。ステップｓ２６５Ｃ，ｓ２７０Ｃの制御内容は、図７のステップｓ２６５，ｓ２７０Ａに相当する制御内容である。
【００７８】
ステップｓ２００Ｃにおいて、ＥＣＵ１は、第５の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【００７９】
ステップｓ２１０〜ｓ２７０Ｂの制御内容は、図７において説明したものと同様である。
【００８０】
ステップｓ２６５Ｃにおいて、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。着火時期の検出方法は、図８において説明したものと同様である。
【００８１】
ステップｓ２７０Ｃにおいて、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、スロットル７，および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御する。なお、目標着火時期は予め運転条件に応じた値としてＥＣＵ１に設定されている。運転中の着火時期の検出は、点火プラグ１３の放電部両端を電極としてイオン電流を検出し、その出力値より着火時期を検出することもできる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【００８３】
次に、図１１を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第６の制御方法について説明する。  
図１１は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第６の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３，図７，図９，図１０と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【００８４】
本実施形態においては、機関の要求出力トルクに対して、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの制御量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御するようにしている。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図６に示したものと同様である。
【００８５】
ステップｓ２００Ｄにおいて、ＥＣＵ１は、第６の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【００８６】
ステップｓ２１０〜ｓ２２０の制御内容は、図１０において説明したものと同様である。
【００８７】
ステップｓ２３０Ｄにおいて、ＥＣＵ１は、予めＥＣＵ１に書き込まれている目標可変バルブ制御量マップを用いて、ステップｓ２１０，ｓ２２０で求められた機関の要求出力トルクに対応する目標可変バルブ制御量を検索により決定する。
【００８８】
次に、ステップｓ２６１において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２３０Ｄの決定に基づき、吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御する。即ち、図１０のステップｓ２５０，ｓ２６０では、スロットル７及び吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量を決定し、さらに、これらを操作するようにしていたのに対して、本実施形態では、両者を独立して制御するようにしている。
【００８９】
次に、ステップｓ２６３において、ＥＣＵ１は、機関の要求出力トルクに基づいて、燃料噴射量を決定し、燃料噴射弁１１によって燃料を噴射する。
【００９０】
次に、ステップｓ２７０Ｄにおいて、ＥＣＵ１は、燃焼室１６内の混合気が圧縮着火により燃焼し、既燃ガスを燃焼室１６の外に排気する際、排気ポート１４内に排気された燃焼ガスの空燃比を空燃比センサ２２で読み取り、その出力値から新たな燃料噴射量，スロットル７の操作量をフィードバックすることにより、機関運転を制御する。
【００９１】
ステップｓ２６５Ｃにおいて、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。着火時期の検出方法は、図８において説明したものと同様である。
【００９２】
ステップｓ２７０Ｃにおいて、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、スロットル７，および燃料噴射量を制御する。なお、目標着火時期は予め運転条件に応じた値としてＥＣＵ１に設定されている。運転中の着火時期の検出は、点火プラグ１３の放電部両端を電極としてイオン電流を検出し、その出力値より着火時期を検出することもできる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【００９４】
次に、図１２を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第７の制御方法について説明する。  
図１２は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第７の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図１１と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【００９５】
本実施形態においては、機関の要求出力トルクに対して、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの制御量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御するようにしている。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図６に示したものと同様である。
【００９６】
本実施形態では、図１１のステップｓ２７０Ｄ，ｓ２７０Ｃに変えて、ステップｓ２７０Ｅ１，ｓ２７０Ｅ２の制御内容としたものである。  
ステップｓ２００Ｅにおいて、ＥＣＵ１は、第７の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【００９７】
ステップｓ２１０〜ｓ２６７の制御内容は、図１１において説明したものと同様である。
【００９８】
次に、ステップｓ２７０Ｅ１において、ＥＣＵ１は、燃焼室１６内の混合気が圧縮着火により燃焼し、既燃ガスを燃焼室１６の外に排気する際、排気ポート１４内に排気された燃焼ガスの空燃比を空燃比センサ２２で読み取り、その出力値から新たな燃料噴射量，可変バルブ機構１５ａ，１５ｂ及びスロットル７の操作量をフィードバックすることにより、機関運転を制御する。このとき、ステップｓ２６１の前までフィードバックするようにしている。従って、図１１による制御内容に加えて、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量もフィードバックするようにしている。
【００９９】
ステップｓ２６５Ｃにおいて、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。着火時期の検出方法は、図８において説明したものと同様である。
【０１００】
ステップｓ２７０Ｅ２において、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、スロットル７，可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量および燃料噴射量を制御する。このとき、ステップｓ２６１の前までフィードバックするようにしている。従って、図１１による制御内容に加えて、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量もフィードバックするようにしている。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【０１０２】
なお、図１１もしくは図１２に記載した第６若しくは第７の制御方法によれば、複雑な可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの制御量演算を予めＲＯＭに書き込んでおくことができ、目標空燃比に対してスロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、低排気低燃費の機関運転性能を確保しながら、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができ、かつＥＣＵ１の演算負荷を少なくすることができる。
【０１０３】
次に、図１３を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第８の制御方法について説明する。  
図１３は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第８の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３〜図１２と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【０１０４】
本実施形態においては、機関の要求出力トルクに対して、スロットル開度の制御量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、スロットル開度を制御するようにしている。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図１に示したものと同様である。
【０１０５】
ステップｓ２００Ｆにおいて、ＥＣＵ１は、第８の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【０１０６】
ステップｓ２１０〜ｓ２２０の制御内容は、図３において説明したものと同様である。
【０１０７】
ステップｓ２３０Ｆにおいて、ＥＣＵ１は、予めＥＣＵ１に書き込まれている目標スロットル開度制御量マップを用いて、ステップｓ２１０，ｓ２２０で求められた機関の要求出力トルクに対応する目標スロットル開度の制御量を検索により決定する。
【０１０８】
次に、ステップｓ２６２において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２３０Ｆで決定されたスロットル開度の制御量に基づいて、スロットル７の開度を制御する。
【０１０９】
次に、ステップｓ２６３において、ＥＣＵ１は、機関の要求出力トルクに対応する燃料噴射量を決定し、燃料噴射弁１１によって燃料を噴射する。
【０１１０】
次に、ステップｓ２６７において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値，エアフローセンサ５内の吸気温度センサの出力値および機関回転数に応じて、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量を決定する。
【０１１１】
次に、ステップｓ２７０Ｆにおいて、ＥＣＵ１は、燃焼室１６内の混合気が圧縮着火により燃焼し、既燃ガスを燃焼室１６の外に排気する際、排気ポート１４内に排気された燃焼ガスの空燃比を空燃比センサ２２で読み取り、その出力値から新たな燃料噴射量，および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量をフィードバックすることにより、機関運転を制御する。なお、この際も、排気弁１９ｂのバルブリフト量を小さくして排気開口面積を絞ることで、着火に必要な熱量を内部ＥＧＲ量制御により確保することができる。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【０１１３】
次に、図１４を用いて、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第９の制御方法について説明する。  
図１４は、本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第９の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３〜図１３と同一符号のステップは、同一制御内容を示している。
【０１１４】
本実施形態においては、機関の要求出力トルクに対して、スロットル開度の制御量が予めＥＣＵ１に書き込まれており、スロットル開度を制御するようにしている。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図６に示したものと同様である。
【０１１５】
本実施形態では、図１３に示した第８の制御方法に対して、ステップｓ２６５Ｇ，ｓ２７０Ｇの制御を加えたものである。ステップｓ２６５Ｇ，ｓ２７０Ｇの制御内容は、図７のステップｓ２６５，ｓ２７０Ａに相当する制御内容である。
【０１１６】
ステップｓ２００Ｇにおいて、ＥＣＵ１は、第９の制御内容の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【０１１７】
ステップｓ２１０〜ｓ２７０Ｆの制御内容は、図１３において説明したものと同様である。
【０１１８】
ステップｓ２６５Ｇにおいて、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。着火時期の検出方法は、図８において説明したものと同様である。
【０１１９】
ステップｓ２７０Ｇにおいて、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、燃料噴射量，および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御する。なお、目標着火時期は予め運転条件に応じた値としてＥＣＵ１に設定されている。運転中の着火時期の検出は、点火プラグ１３の放電部両端を電極としてイオン電流を検出し、その出力値より着火時期を検出することもできる。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態によっても、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、要求トルクに対して最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【０１２１】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態の各制御方法によると、スロットル７、吸気弁１９ａおよび排気弁１９ｂの可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの制御によって、着火時期の設定、内部ＥＧＲ量（燃焼室１６内温度）および吸入空気量の各パラメータを独立に制御することができるため、トルク段差を生じることなく、低排気，低燃費の最適な機関運転を継続することができる。
【０１２２】
次に、図１５〜図２３を用いて、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成及び動作について説明する。  
本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図６に示したものと同様である。本実施形態では、圧縮着火燃焼モードにおいて、機関の運転条件に応じて、スロットルや可変バルブ機構の制御を変えるようにしている。
【０１２３】
最初に、図１５〜図１７を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御方法について説明する。
【０１２４】
図１５は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御内容を示すフローチャートである。また、図１６は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの可変バルブの制御量の説明図であり、図１７は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モード時の機関の状態の説明図である。なお、図１７中の符号において、図６と同一符号は、同一部分を示している。
【０１２５】
ステップｓ２００Ｈにおいて、ＥＣＵ１は、低速・低負荷状態の圧縮着火燃焼モードにおける可変バルブ機構・スロットル制御量決定ルーチンを開始する。
【０１２６】
最初に、ステップｓ２１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、アクセル開度検出装置２ａおよびブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値を読み込む。
【０１２７】
次に、ステップｓ２２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。機関運転状条件が、低速・低負荷の場合には、ステップｓ２３０に進み、高速・低負荷の場合には、図１８のステップｓ２２２Ｉに進み、低速・高負荷の場合には、図２１のステップｓ２２２Ｊに進む。
【０１２８】
低速・低負荷の場合には、ステップｓ２３０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２１０〜ｓ２２０において取り込まれた各出力値に基づいて、出力トルクを決定するとともに、予めＥＣＵ１内に記憶されている燃料噴射量マップ及び目標空燃比マップを検索して、燃料噴射量および目標空燃比を選択する。
【０１２９】
次に、ステップｓ２４０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２３０において選択された燃料噴射量および目標空燃比の目標値より、目標となる空気量を決定する。
【０１３０】
次に、ステップｓ２５０において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値，エアフローセンサ５内の吸気温度センサの出力値，およびクランク角センサ４の出力値に応じて、スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量を決定する。燃焼室１６内における混合気の圧縮着火時期は、燃焼室１６の温度履歴および圧力履歴、また混合気の空燃比に依存することがわかっていので、これらの各センサ出力値によって、吸気弁および排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂ及び吸入空気量調整装置７の操作量を決定することができる。即ち、決定された吸入空気量、内部ＥＧＲ量および空燃比によって、最適な着火時期を実現する吸気弁１９ａの閉じタイミングを決定する。
【０１３１】
次に、ステップｓ２６０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２５０において決定された操作量に基づいて、スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを操作する。
【０１３２】
ここで、図１６及び図１７を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁の制御方法について説明する。  
図１７に示すようにスロットル７の開度は、比較的小さく設定されている。これは、圧縮着火式内燃機関が低負荷低速領域であるので、充填効率を小さくする必要があるためである。
【０１３３】
また、図１６において、横軸はクランク角度を示しており、縦軸は、吸気弁及び排気弁のバルブリフト量を示している。
【０１３４】
火花点火燃焼時、排気弁のリフト量は、図中実線Ｅｘ１で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、Ｌ１とする。また、吸気弁のリフト量は、図中一点鎖線Int１で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、Ｌ１である。
【０１３５】
一方、低速・低負荷の運転条件における圧縮着火燃焼時、吸気弁１９ａのバルブリフト量は、図中二点鎖線Int２で示すようになっており、吸気弁１９ａの閉じタイミング（時刻ｔ２）を比較的早くし、吸気弁１９ａのリフト量はＬ３として、比較的小さくしている。排気弁１９ｂのバルブリフト量は、図中点線Ｅｘ２で示すようになっており、そのバルブリフト量の最大値は、可変バルブ機構１５ｂによって、火花点火燃焼時に比べて小さい値Ｌ２に制御する。圧縮着火燃焼時の排気弁１９ｂのバルブリフト量を、火花点火燃焼時よりも小さくすることで、排気絞りの効果を持たせて内部ＥＧＲ制御を行なっており、低速低負荷の場合は、さらに排気弁１９ｂのバルブリフト量を小さくすることで、吸入空気の充填効率を下げ、多くの内部ＥＧＲを確保している。このバルブリフトを小さく制御することは、例えばカム式の可変バルブ機構を用いている場合は、カム駆動力現象に伴うフリクションロスが低減できるため、燃費の大幅な低減が可能になり、かつ圧縮着火燃焼領域が高負荷側に拡大できる。
【０１３６】
次に、ステップｓ２７０において、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値と目標空燃比によって決定される空気量とを比較し、その値が同じになるように、スロットル７および可変バルブ機構１５ａ，１５ｂをフィードバック制御する。このとき、吸気弁１９ａの閉じタイミングは、ステップｓ２５０において決定しており、以降の吸入空気量制御は、吸気弁１９ａのバルブリフト量もしくはスロットル７を用いて行なわれる。
【０１３７】
次に、ステップｓ２８０において、ＥＣＵ１は、低負荷低速領域において、スロットル７の開度が比較的大きくても、可変バルブ機構１５ａおよび１５ｂと燃料噴射量を制御することで要求トルクを満たす運転条件が存在するか否かを判定し、そのような運転条件が存在する場合には、機関の燃焼室１６内は内部ＥＧＲ率一定のまま、スロットル７の開度が最も大きい、すなわち最も燃費の良い組み合わせを選択する。
【０１３８】
次に、図１８〜図２０を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御方法について説明する。
【０１３９】
図１８は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御内容を示すフローチャートである。また、図１９は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの可変バルブの制御量の説明図であり、図２０は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モード時の機関の状態の説明図である。なお、図１９中の符号において、図１６と同一符号は、同一部分を示す。図２０中の符号において、図６と同一符号は、同一部分を示している。
【０１４０】
図１５のステップｓ２２０において、機関運転条件の中で、機関回転数が増加して、高速・低負荷となると、図１８のステップｓ２２２Ｉに進む。
【０１４１】
機関回転数が増加すると、１サイクル経過時間が短縮することによって混合気の高温滞留時間が短期化するため、圧縮着火させるためには圧縮比を大きくして燃焼室１６内の最高到達温度を高くするか、圧縮はじめの燃焼室１６内温度を高く設定する必要がある。同時に吸入空気の持つ運動エネルギが大きくなるため、吸気ポート６内の脈動流が変化し、充填効率が最大となる吸気弁１９ａのバルブ閉タイミングが遅角側に遷移する。
【０１４２】
そこで、ステップｓ２６１Ｉにおいて、ＥＣＵ１は、機関回転数増大に伴い、排気開口面積を大きくするよう、可変バルブ機構１５ｂを用いて排気弁１９ｂのリフト量を操作する。
【０１４３】
即ち、図１９に示すように、高速・低負荷の運転条件における圧縮着火燃焼時、排気弁１９ｂのバルブリフト量は、図中破線Ex３で示すようになっており、排気弁１９ｂのリフト量はＬ４としており、低速・低負荷の運転条件における排気弁１９ｂのリフト量Ｌ２よりも大きくしている。
【０１４４】
次に、ステップｓ２６７Ｉにおいて、ＥＣＵ１は、機関運転条件によって予め定められた燃料噴射量に対し、混合気の空燃比を理論空燃比に近づけるように、スロットル７の開度を大きくして、吸入空気量を制御する。混合気の空燃比を理論空燃比に近づけることによって、燃焼ガス温度を高くし、吸入空気量の増大により内部ＥＧＲ率が減少するため、それに伴って圧縮着火燃焼に必要な圧縮はじめの燃焼室内１６温度が低下するのを防止するためである。
【０１４５】
次に、ステップｓ２６２Ｉにおいて、ＥＣＵ１は、着火時期を適正化するように吸気側の可変バルブ機構１５ａを制御する。高速・低負荷の運転条件における圧縮着火燃焼時、吸気弁１９ａのバルブリフト量は、図中二点鎖線Int３で示すようになっており、吸気弁１９ａの閉じタイミング（時刻ｔ３）は、低速・低負荷時の閉じタイミング（時刻ｔ２）よりも遅くするとともに、吸気弁１９ａのリフト量はＬ１として、低速・低負荷時のリフト量Ｌ３よりも大きくしている。
【０１４６】
次に、ステップｓ２６３Ｉにおいて、ＥＣＵ１は、ステップｓ２６７Ｉによって制御される吸入空気量と、予めＥＣＵ１に設定されている目標空燃比に応じて、燃料噴射量を決定し、燃料噴射弁１１によって燃料を噴射する。
【０１４７】
次に、ステップｓ２７０Ｉにおいて、ＥＣＵ１は、燃焼ガスの空燃比を空燃比センサ２２で読み取り、その出力値から新たな燃料噴射量，スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量をフィードバックすることにより、機関運転を制御する。
【０１４８】
次に、ステップｓ２６５Ｉにおいて、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。そして、ステップｓ２７０Ｉ２において、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、スロットル７，および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御する。なお、目標着火時期は予め運転条件に応じた値としてＥＣＵ１に設定されている。
【０１４９】
またこのとき、機関に振動等を起こさないよう、スロットル７，可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作中に吸入空気量の不連続変化を起こさないように、エアフローセンサ５の出力値を一定に保つように制御する必要がある。なぜなら、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの時間応答性によって、吸入空気量または空燃比が大きく変化してしまい、運転者が違和感を覚えたり、失火による排気悪化が起こるためである。すなわち機関回転数変化に対し正常な機関運転を保つためには、上記のようなスロットル７と可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの協調制御を行なう必要がある。
【０１５０】
次に、図２１〜図２３を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御方法について説明する。
【０１５１】
図２１は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御内容を示すフローチャートである。また、図２２は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モードの可変バルブの制御量の説明図であり、図２３は、本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モード時の機関の状態の説明図である。なお、図２２中の符号において、図１６と同一符号は、同一部分を示す。図２３中の符号において、図６と同一符号は、同一部分を示している。
【０１５２】
図１５のステップｓ２２０において、機関運転条件の中で、機関負荷が増加して、高速・低負荷となると、図１８のステップｓ２２２Ｉに進む。負荷が増加すると、要求トルクが増大するので、機関への充填効率を大きくする必要がある。
【０１５３】
そこで、ステップｓ２６１Ｊにおいて、ＥＣＵ１は、負荷の増大に伴い、排気開口面積を大きくするよう、可変バルブ機構１５ｂを用いて排気弁１９ｂのリフト量を操作する。
【０１５４】
即ち、図２２に示すように、低速・高負荷の運転条件における圧縮着火燃焼時、排気弁１９ｂのバルブリフト量は、図中破線Ex４で示すようになっており、排気弁１９ｂのリフト量はＬ４としており、低速・低負荷の運転条件における排気弁１９ｂのリフト量Ｌ２よりも大きくしている。
【０１５５】
次に、ステップｓ２６７Ｊにおいて、ＥＣＵ１は、機関運転条件によって予め定められた燃料噴射量に対し、混合気の空燃比を理論空燃比に近づけるように、スロットル７の開度を大きくして、吸入空気量を制御する。混合気の空燃比を理論空燃比に近づけることによって、燃焼ガス温度を高くし、吸入空気量の増大により内部ＥＧＲ率が減少するため、それに伴って圧縮着火燃焼に必要な圧縮はじめの燃焼室内１６温度が低下するのを防止するためである。
【０１５６】
次に、ステップｓ２６２Ｊにおいて、ＥＣＵ１は、着火時期を適正化するように吸気側の可変バルブ機構１５ａを制御する。低速・高負荷の運転条件における圧縮着火燃焼時、吸気弁１９ａのバルブリフト量は、図中二点鎖線Int４で示すようになっており、吸気弁１９ａの閉じタイミング（時刻ｔ４）は、低速・低負荷時の閉じタイミング（時刻ｔ２）よりも遅くするとともに、吸気弁１９ａのリフト量はＬ１として、低速・低負荷時のリフト量Ｌ３よりも大きくしている。
【０１５７】
次に、ステップｓ２６３Ｊにおいて、ＥＣＵ１は、ステップｓ２６７Ｊによって制御される吸入空気量と、予めＥＣＵ１に設定されている目標空燃比に応じて、燃料噴射量を決定し、燃料噴射弁１１によって燃料を噴射する。
【０１５８】
次に、ステップｓ２７０Ｊにおいて、ＥＣＵ１は、燃焼ガスの空燃比を空燃比センサ２２で読み取り、その出力値から新たな燃料噴射量，スロットル７および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作量をフィードバックすることにより、機関運転を制御する。
【０１５９】
次に、ステップｓ２６５Ｊにおいて、ＥＣＵ１は、圧力センサ２７の出力値により、着火時期検出する。そして、ステップｓ２７０Ｊ２において、ＥＣＵ１は、目標となる着火時期と実際の着火時期を比較して、実際の着火時期が目標着火時期と同じになるように、スロットル７，および吸排気弁の可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを制御する。なお、目標着火時期は予め運転条件に応じた値としてＥＣＵ１に設定されている。
【０１６０】
またこのとき、機関に振動等を起こさないよう、スロットル７，可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの操作中に吸入空気量の不連続変化を起こさないように、エアフローセンサ５の出力値を一定に保つように制御する必要がある。なぜなら、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの時間応答性によって、吸入空気量または空燃比が大きく変化してしまい、運転者が違和感を覚えたり、失火による排気悪化が起こるためである。すなわち機関回転数変化に対し正常な機関運転を保つためには、上記のようなスロットル７と可変バルブ機構１５ａ，１５ｂの協調制御を行なう必要がある。
【０１６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量の確保と着火時期の適正化を図り、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正することができるため、機関の負荷や機関の回転数に応じて最適な機関運転を行なうことができる。したがって、圧縮着火燃焼運転領域を拡大することができる。
【０１６２】
次に、図２４〜図２７を用いて、本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成及び動作について説明する。  
本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成は、図６に示したものと同様である。本実施形態では、圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードを機関回転巣や機関負荷に応じて切り換えるようにしている。
【０１６３】
図２４は、本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードの切換制御の内容を示すフローチャートである。また、図２５及び図２６は、本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードの切換制御の説明図である。
【０１６４】
ステップｓ２００Ｋにおいて、ＥＣＵ１は、運転モード切換制御を開始する。
【０１６５】
最初に、ステップｓ２１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、アクセル開度検出装置２ａおよびブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値を読み込む。
【０１６６】
次に、ステップｓ２２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。機関運転状条件が、
次に、ステップｓ２２５Ｋにおいて、ＥＣＵ１は、燃焼状態の切換が必要が否かを判断する。必要な場合には、ステップｓ２６１Ｋに進む。
【０１６７】
ここで、図２５を用いて、機関条件と運転モードの関係について説明する。  
図２５において、横軸は機関回転数を示しており、縦軸は機関負荷を示している。圧縮着火燃焼領域と火花点火燃焼領域は、機関回転数と機関負荷によって予め定められており、ＥＣＵ１に記憶されている。図示する例では、例えば、アイドル回転領域に相当する低負荷・低速の条件下では、火花点火燃焼領域とし、また、高負荷域も火花点火燃焼領域としている。それ以外の低負荷域が圧縮着火運転領域としている。
【０１６８】
例えば、機関回転数Ｒａで、機関負荷Ｌａの機関運転条件Ａでは、圧縮着火燃焼が選択され、機関回転数Ｒｂで、機関負荷Ｌｂの機関運転条件Ｂでは、圧縮着火燃焼が選択される。例えば、機関運転条件Ａは平地の走行状態であり、機関運転条件Ｂは登り坂の走行状態である。従って、平地走行状態から登り坂道走行状態になると、圧縮着火燃焼モードから火花点火燃焼モードへの運転モードの切換が必要となる。
【０１６９】
燃焼状態の切換が必要が場合には、ステップｓ２６１Ｋにおいて、ＥＣＵ１は、排気弁リフト量操作による内部ＥＧＲ量を制御する。圧縮着火燃焼時と火花点火燃焼時とでは、燃焼室１６内の内部ＥＧＲ率が大きく異なっている。例えば、条件Ａと条件Ｂ間で、圧縮着火燃焼から火花点火燃焼に切り換える場合、内部ＥＧＲ量を大きく減少させる必要がある。
【０１７０】
図２６は、圧縮着火燃焼領域の条件Ａ点から火花点火燃焼領域内の条件Ｂ点間を機関運転条件が変化する場合の（Ａ）吸入空気量、（Ｂ）排気開口面積および（Ｃ）内部ＥＧＲ率の変化を示している。図２６（Ｃ）に示すように、条件Ａと条件Ｂ間で、圧縮着火燃焼から火花点火燃焼に切り換える場合、その切換点Ｏにおいて、内部ＥＧＲ量を大きく減少させる。内部ＥＧＲ量を減少させるには、図２６（Ｂ）に示すように、排気開口面積を大きくする。排気開口面積を大きくするためには、排気バルブ１９ｂのリフト量またはリフト量とバルブ開時間を大きくすることで、内部ＥＧＲの閉じ込め量を減らすようにする。
【０１７１】
次に、ステップｓ２６４Ｋにおいて、ＥＣＵ１は、スロットル７及び可変バルブ機構１５ａ，１５ｂを操作して、吸入空気量を制御する。ここで、吸入される空気量が変化するとトルク変動を発生するため、図２６（Ａ）に示すように、燃焼切り換え中もエアフローセンサ５の出力値が不連続変化を起こさないように、スロットル７の開度もしくは可変バルブ機構１５ａおよび１５ｂを制御する。
【０１７２】
次に、ステップｓ２４２Ｋにおいて、ＥＣＵ１は、エアフローセンサ５の出力値により、吸入空気量を読み込む。そして、ステップｓ２７０Ｋにおいて、ＥＣＵ１は、読み込まれた空気量が目標空気量となるように、フィードバック制御する。
【０１７３】
ここで、図２７を用いて、本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モード時の空燃比について説明する。
図２７は、本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モード時の空燃比の説明図である。
【０１７４】
図２７において、横軸は機関回転数を示しており、縦軸は機関負荷を示している。圧縮着火燃焼領域と火花点火燃焼領域は、機関回転数と機関負荷によって予め定められており、ＥＣＵ１に記憶されている。図示する例では、例えば、アイドル回転領域に相当する低負荷・低速の条件下では、火花点火燃焼領域とし、また、高負荷域も火花点火燃焼領域としている。それ以外の低負荷域が圧縮着火運転領域としている。
【０１７５】
本実施形態の圧縮着火式内燃機関では、燃焼方式として、火花点火燃焼を選択した場合、混合気の空燃比は理論空燃比もしくはそれよりも過濃な状態で運転する。また、圧縮着火燃焼が選択されている場合は、前述までの制御により極低ＮＯｘ極低ＨＣである燃焼を実現できる。しかし、火花点火燃焼時の機関排出後の排気レベルは従来機関の火花点火燃焼による運転中の排気レベルとほとんど差がなく、触媒制御による排気浄化が必要になる。そこで、本実施形態の圧縮着火式内燃機関では、機関運転が火花点火燃焼時には触媒浄化性能の最もよい理論空燃比、もしくはそれよりも燃料過濃な空燃比による機関運転を行なうことにより、火花点火燃焼領域における機関排気低減を実現する。本発明により、排気低減のために従来機関に搭載されていたような複雑な触媒構成が必要なくなり、低コストな機関を提供することができる。
【０１７６】
以上のようにして、本実施形態によれば、運転モードの切換時には、可変バルブ機構１５ａ，１５ｂによって内部ＥＧＲ量を制御するとともに、さらに、スロットル７によって吸入空気量を補正して、吸入される空気量が切換点Ｏで大きく変化しないように制御することにより、運転モード切換時のトルク変動を低減して、スムーズな運転切換をすることができる。
【０１７７】
次に、図２８を用いて、本発明の第４の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成について説明する。  
図２８は、本発明の第４の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７８】
本実施形態では、吸入空気量調整装置として、図１にも示したスロットル７に加えて、バイパス流量制御装置３０を備えている。バイパス流量制御装置３０は、スロットル７の上流と下流を接続するバイパス流路３０ａと、このバイパス流路３０ａの中に設けられたバルブ３０ｂとから構成される。バルブ３０ｂは、ＥＣＵ１によって開度を制御され、バイパス流路３０ａ中を流れる微小な吸入空気流量を制御する。
【０１７９】
図１５〜図１７において説明したように、機関運転条件が比較的低負荷低回転時などでは、機関に要求される空気量は比較的少ない場合、スロットル７は閉じるとともに、微小空気流量をバイパス流量制御装置３０によって制御することにより、精密に微小吸入空気量を制御することが可能となる。
【０１８０】
本実施形態によれば、低負荷・低速条件のような場合でも、微小吸入空気量を精密に制御して、圧縮着火燃焼を精密に制御することが可能となる。
【０１８１】
次に、図２９を用いて、本発明の第５の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成について説明する。  
図２９は、本発明の第５の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１８２】
本実施形態では、吸入空気量調整装置として、図１にも示したスロットル７に加えて、過給空気流量制御装置３２を備えている。過給空気流量制御装置３２は、スロットル７の上流に設けられた過給機３２ａと、この過給機３２ａの上流とと下流を接続するバイパス流路３２ｂと、このバイパス流路３２ｂの中に設けられたバルブ３２ｃとから構成される。過給機３２ａは、ＥＣＵ１によって過給圧を制御される。バルブ３２ｃは、ＥＣＵ１によって開度を制御され、バイパス流路３２ｂ中を流れる吸入空気流量を制御する。
【０１８３】
機関運転条件が高負荷高回転の場合、燃焼室１６内の混合気温度を制御するために内部ＥＧＲを利用すると、要求される吸入空気量が通常のスロットル７の制御だけでは不足する場合がある。そこで、過給空気流量制御装置３２を、スロットル７の上流側に設けて、ドライバ意図、車両走行状態および機関運転条件に応じてＥＣＵ１が制御することにより、吸入空気量を制御することができる。
【０１８４】
圧縮初期の燃焼室内圧力と圧縮着火時期の関係は、燃焼室内圧力が高いと着火時期を早めることができ、また、燃焼室内圧力が低いと着火時期が遅くなる。そこで、ＥＣＵ１によって、過給空気量制御装置３２を制御することにより、機関の圧縮着火時期を制御することができる。
【０１８５】
本実施形態によれば、高負荷・高速条件のような場合でも、要求される空気量を供給可能となるとともに、圧縮着火時期の制御も可能となる。
【０１８６】
次に、図３０を用いて、本発明の第６の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成について説明する。  
図３０は、本発明の第６の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１８７】
本実施形態では、吸入空気量調整装置として、通路４０及び弁４２を備えている。通路４０は、排気通路１４と吸気通路６を接続して設けられた外部ＥＧＲ用のバイパスであり、排気通路１４中の排気ガスを吸気通路６に環流する。弁４２は、ＥＣＵ１によって制御され、環流される排気ガスの流量を調整する。即ち、外部ＥＧＲ用のバイパスとして通路４０を設けることで、内部ＥＧＲとの併用で着火および燃焼を制御するようにしている。ＥＣＵ１は、運転条件、車両走行条件およびドライバ意図に応じて、弁４２の開度を変化させることで、外部ＥＧＲ量を制御する。外部ＥＧＲは、内部ＥＧＲのような高い熱量は保持しておらず、かつ燃焼を長期化させる不活性化学種、例えばＣＯ２の濃度が高くなることから、着火時期を遅延化、もしくは燃焼期間を長期化させたい場合には、外部ＥＧＲ流量を増加させるように制御することができる。
【０１８８】
本実施形態によれば、外部ＥＧＲ量を制御して、着火および燃焼の制御も可能となる。
【０１８９】
次に、図３１〜図３３を用いて、本発明の第７の実施形態による圧縮着火式内燃機関について説明する。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法は、図２に示したフローチャートと同様である。
【０１９０】
本実施形態では、図２のステップｓ１６０における圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードとの燃焼方法の決定方法の一具体例について説明する。本実施形態では、アクセル開度と車両加速度に基づいて、圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードとを選択するようにしている。
【０１９１】
図３１は、本発明の第７の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼方法決定のための運転領域マップを示し、図３２は、熱発生曲線の説明図であり、図３３は、本発明の第７の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火禁止時の動作を示すフローチャートである。
【０１９２】
図２のステップｓ１６０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ１１０〜ｓ１５０において読みこまれた各センサや検出手段の出力値に基づいて、圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードのいずれとするかの燃焼方法の決定をするわけであるが、このとき、図３１に示す運転領域マップを参照して、燃焼方法を決定する。
図３１に示すように、アクセル開度が所定値以上若しくは車両の加速度（の絶対値）が所定値以上の運転領域Ｚ１は、火花点火燃焼ゾーンとしている。また、アクセル開度が所定値以下で、かつ車両の加速度（の絶対値）が所定値以下の運転領域Ｚ２は、圧縮着火燃焼ゾーンとしている。なお、アクセル開度が所定値以下で、かつ、車両加速度（の絶対値）が所定値以上の運転領域Ｚ３は、圧縮着火禁止ゾーンとしており、この点については、図３３を用いて後述する。
【０１９３】
図３２は、熱発生率曲線について、横軸をクランク角として示している。圧縮着火燃焼は、多点同時の自己着火燃焼であることが知られており、圧縮着火燃焼は着火制御が困難であるのと同時に、図３２に示すように、火花点火燃焼に比べて熱発生期間が短くなる。また、混合気の空燃比を理論空燃比に近づけても、熱発生のピークは大きくなるが、燃焼期間はほとんど変わらないという圧縮着火燃焼独自の性質を有するため、急激な圧力上昇に伴う打音が発生するなど、安定した機関運転が困難になる。
【０１９４】
そこで、図３１に示すように、運転領域Ｚ１については、定常走行時に比べて大きなトルクが必要になることと，機関運転条件が大きく変化するため安定した圧縮着火燃焼運転を行なうことが困難となること，などの理由から、火花点火による燃焼を選択して、急激な熱発生を避け、穏やかな機関運転を行なうようにする。そして、運転領域Ｚ２については、圧縮着火燃焼を選択する。
【０１９５】
次に、図３３を用いて、アクセル開度が所定値以下で、かつ、車両加速度（の絶対値）が所定値以上の運転領域Ｚ３の制御について説明する。  
最初に、ステップｓ４１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、アクセル開度検出装置２ａの出力値を読み込む。
【０１９６】
次に、ステップｓ４２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。
【０１９７】
次に、ステップｓ４３０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ４１０で取り込まれたアクセル開度が所定値以下で、かつ、車両加速度（の絶対値）が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以下であるときは、ステップｓ４４０に進む。
【０１９８】
アクセル開度が所定値以下のときは、ステップｓ４４０において、ＥＣＵ１は、圧縮着火燃焼中か否かを判断し、圧縮着火燃焼時にはステップｓ４７０に進み、そうでない場合にはステップｓ４５０に進む。
【０１９９】
圧縮着火燃焼中でない場合には、ステップｓ４５０において、ＥＣＵ１は、火花点火燃焼中であるか否かを判断し、火花点火燃焼時にはステップｓ４６０に進む。
【０２００】
次に、ステップｓ４６０において、ＥＣＵ１は、点火信号を遮断して、火花点火を禁止する。
【０２０１】
また、ステップｓ４７０において、ＥＣＵ１は、燃料噴射を停止する。
【０２０２】
このように、アクセル開度が所定値以下で、かつ、車両加速度（の絶対値）が所定値以上である場合には、機関の要求トルクはゼロもしくはマイナスであるため、圧縮着火燃焼を禁止する指令をＥＣＵ１より送り、点火信号を遮断もしくは燃料噴射をストップする。これにより余分な燃料消費を抑えることができ、ＨＣ排出低減と燃費低減することができる。
【０２０３】
また、車速がある所定値以上にキープされており、車両のドライバが再びアクセルを踏んだと判断された場合には再度燃料噴射を開始し、ドライバ意図、車両走行状態、機関運転条件および各センサ値に基づいて、圧縮着火もしくは火花点火運転モードをＥＣＵ１より指令する。すなわち、本実施形態によって、機関への余分な燃料消費を抑えることができ、かつスムーズな車両走行を行なうことが可能となる。
【０２０４】
本実施形態によれば、機関の要求トルクはゼロもしくはマイナスである場合、燃料噴射を停止して、ＨＣ排出低減と燃費低減することができる。
【０２０５】
次に、図３４及び図３５を用いて、本発明の第８の実施形態による圧縮着火式内燃機関について説明する。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法は、図２に示したフローチャートと同様である。
【０２０６】
本実施形態では、図２のステップｓ１６０における圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードとの燃焼方法の決定方法の他の具体例について説明する。本実施形態では、アクセル開度と車両速度に基づいて、圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードとを選択するようにしている。
【０２０７】
図３４は、本発明の第８の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼方法決定のための運転領域マップを示し、図３５は、本発明の第８の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火禁止時の動作を示すフローチャートである。
【０２０８】
図２のステップｓ１６０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ１１０〜ｓ１５０において読みこまれた各センサや検出手段の出力値に基づいて、圧縮着火燃焼モードと、火花点火燃焼モードのいずれとするかの燃焼方法の決定をするわけであるが、このとき、図３４に示す運転領域マップを参照して、燃焼方法を決定する。
図３４に示すように、アクセル開度が所定値以上若しくは車両の速度が所定値以上の運転領域Ｚ４は、火花点火燃焼ゾーンとしている。また、アクセル開度が所定値以下で、かつ車両の速度が所定値以下の運転領域Ｚ５は、圧縮着火燃焼ゾーンとしている。なお、アクセル開度が所定値以下で、かつ、車速が所定値より大きい運転領域Ｚ６は、圧縮着火禁止ゾーンとしており、この点については、図３５を用いて後述する。
【０２０９】
図３４に示すように、運転領域Ｚ４については、定常走行時に比べて大きなトルクが必要になることと，機関運転条件が大きく変化するため安定した圧縮着火燃焼運転を行なうことが困難となること，などの理由から、火花点火による燃焼を選択して、急激な熱発生を避け、穏やかな機関運転を行なうようにする。そして、運転領域Ｚ５については、圧縮着火燃焼を選択する。
【０２１０】
次に、図３５を用いて、アクセル開度が所定量以下の運転領域Ｚ３の制御について説明する。  
最初に、ステップｓ４１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、アクセル開度検出装置２ａの出力値を読み込む。
【０２１１】
次に、ステップｓ４２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。
【０２１２】
次に、ステップｓ４３０Ａにおいて、ＥＣＵ１は、ステップｓ４１０で取り込まれたアクセル開度が所定値以下で、かつ、車速が所定値より大きいか否かを判断し、この条件を満たす場合には、ステップｓ４４０に進む。
【０２１３】
アクセル開度が所定値以下、かつ、車速が所定値より大きいのときは、ステップｓ４４０において、ＥＣＵ１は、圧縮着火燃焼中か否かを判断し、圧縮着火燃焼時にはステップｓ４７０に進み、そうでない場合にはステップｓ４５０に進む。
【０２１４】
圧縮着火燃焼中でない場合には、ステップｓ４５０において、ＥＣＵ１は、火花点火燃焼中であるか否かを判断し、火花点火燃焼時にはステップｓ４６０に進む。
【０２１５】
次に、ステップｓ４６０において、ＥＣＵ１は、点火信号を遮断して、火花点火を禁止する。
【０２１６】
また、ステップｓ４７０において、ＥＣＵ１は、燃料噴射を停止する。
【０２１７】
このように、アクセル開度が所定量以下で、かつ、車速が所定値より大きい場合には、車両が急な下り坂を走行するような条件であり、機関の要求トルクはゼロもしくはマイナスであるため、圧縮着火燃焼を禁止する指令をＥＣＵ１より送り、点火信号を遮断もしくは燃料噴射をストップする。これにより余分な燃料消費を抑えることができ、ＨＣ排出低減と燃費低減することができる。
【０２１８】
本実施形態によれば、機関の要求トルクはゼロもしくはマイナスである場合、燃料噴射を停止して、ＨＣ排出低減と燃費低減することができる。
【０２１９】
次に、図３６を用いて、本発明の第９の実施形態による圧縮着火式内燃機関について説明する。なお、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成は、図１に示したものと同様である。また、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法は、図２に示したフローチャートと同様である。
【０２２０】
本実施形態では、圧縮着火式内燃機関を搭載した車両のドライバが走行中にブレーキを踏んだときの制御内容のその他の具体例について説明する。  
図３６は、本発明の第９の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火禁止時の動作を示すフローチャートである。
【０２２１】
最初に、ステップｓ４１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、ブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値を読み込む。
【０２２２】
次に、ステップｓ４２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。
【０２２３】
次に、ステップｓ４３０Ｂにおいて、ＥＣＵ１は、ステップｓ４１０で取り込まれたブレーキ踏力が所定値以上で、かつ、車両速度が所定値以上であるか否かを判断し、その条件を満たす場合には、ステップｓ４４０に進む。
【０２２４】
ブレーキ踏力が所定値以上、かつ、車両速度が所定値以上のときは、ステップｓ４４０において、ＥＣＵ１は、圧縮着火燃焼中か否かを判断し、圧縮着火燃焼時にはステップｓ４７０に進み、そうでない場合にはステップｓ４５０に進む。
【０２２５】
圧縮着火燃焼中でない場合には、ステップｓ４５０において、ＥＣＵ１は、火花点火燃焼中であるか否かを判断し、火花点火燃焼時にはステップｓ４６０に進む。
【０２２６】
次に、ステップｓ４６０において、ＥＣＵ１は、点火信号を遮断して、火花点火を禁止する。
【０２２７】
また、ステップｓ４７０において、ＥＣＵ１は、燃料噴射を停止する。
【０２２８】
通常の走行状態から車両を運転するドライバが減速しようとするとき、アクセルから足を外し、ブレーキを踏む。この際、ブレーキ踏力が所定値以上である場合、機関を搭載した車両のドライバが適当なブレーキ力を必要としていることを示しているため、吸気ポート６内にはブレーキアシスト用のために負圧をかける必要があり、スロットル７の開度を全閉近くまで下げる必要がある。また、このときの目標駆動力はゼロもしくはマイナスであるため、圧縮着火燃焼を禁止する指令をＥＣＵ１より送り、点火信号を遮断もしくは燃料噴射をストップする。これにより余分な燃料消費を抑えることができ、ＨＣ排出低減と燃費低減することができる。
【０２２９】
また、車速がある所定値以上にキープされており、車両のドライバが再びアクセルを踏んだと判断された場合には再度燃料噴射を開始し、ドライバ意図、車両走行状態、機関運転条件および各センサ値に基づいて、圧縮着火もしくは火花点火運転モードをＥＣＵ１より指令する。すなわち、本実施形態によって、機関への余分な燃料消費を抑えることができ、かつスムーズな車両走行を行なうことが可能となる。
【０２３０】
本実施形態によれば、機関の要求トルクはゼロもしくはマイナスである場合、燃料噴射を停止して、ＨＣ排出低減と燃費低減することができる。
【０２３１】
次に、図３７〜図３９を用いて、本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関について説明する。  
最初に、図３７を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成について説明する。  
図３７は、本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。なお、図３７において、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０２３２】
本実施形態では、図１に示した構成に加えて、排気ポート１４に温度センサ４４を設置している。温度センサ４４は、排気ガスの温度検出のために用いられる。温度センサ４４の出力値は、ＥＣＵ１に取り込まれる。
【０２３３】
次に、図３８を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法について説明する。  
図３８は、本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法を示すフローチャートである。
【０２３４】
ＥＣＵ１が、エンジン始動制御を開始すると、最初に、ステップｓ１０５において、ＥＣＵ１は、機関運転条件として、機関冷却水温センサ２４の出力である冷却水温及び、エアフローセンサ５によって検出される吸気温度を読み込む。
【０２３５】
次に、ステップｓ１６５において、ＥＣＵ１は、ステップｓ１０５において読みこまれた冷却水温若しくは吸気温度が所定値以下であるか否かを判断し、所定値以下であればステップｓ３００に進み、火花点火燃焼モードの制御に移行する。また、所定値より大きければ、ステップｓ２００に進み、圧縮着火燃焼モードの制御に移行する。
【０２３６】
圧縮着火燃焼における着火時期は、温度，圧力，空燃比などのパラメータに強く依存しており、冷間始動時のように機関の温度が低く、かつ各測定用センサ機能が立ち上がっていないことから空気量演算が困難な状態においては、着火時期および燃焼期間の制御、ひいては機関の出力トルクを十分に制御することが非常に困難である。よって、このような機関の冷却水温および吸気温度のうちどちらか一方が所定値以下である冷間始動時には、火花点火燃焼を選択することによって、スムーズな機関始動を実現できる。
【０２３７】
次に、図３９を用いて、本実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モード切換制御方法について説明する。  
図３９は、本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モード切換制御方法を示すフローチャートである。
【０２３８】
ステップｓ５００において、ＥＣＵ１は、エンジン始動後の燃焼切換制御ルーチンを開始する。
【０２３９】
最初に、ステップｓ５１０において、ＥＣＵ１は、ドライバ意図として、アクセル開度検出装置２ａおよびブレーキ踏力検出装置２ｂの出力値を読み込む。
【０２４０】
次に、ステップｓ５２０において、ＥＣＵ１は、車両走行状態として、車速検出装置２ｃの出力値を取り込み、また、機関運転条件として、アクセル開度検出装置２ａ，空燃比センサ２２，クランク角センサ４，エアフローセンサ５およびエアフローセンサ５に搭載された吸気温度センサ，機関冷却水温センサ２４，触媒後排温センサ２３の各出力値を取り込む。
【０２４１】
次に、ステップｓ５３０において、ＥＣＵ１は、ステップｓ２１０〜ｓ２２０で取り込まれた情報から、冷却水温及び吸気温度が所定値以上であるか否かを判断し、共に所定値以上であれば、ステップｓ５６０に進む。そうでない場合には、ステップｓ５５０に進み、排気温度センサの出力が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以上であれば、ステップｓ５６０に進む。
【０２４２】
そして、冷却水温および吸気温度が所定値以上になるか、温度センサ４４の出力値が所定値以上になった場合は、ステップｓ５６０において、ＥＣＵ１は、圧縮始め，すなわち吸気弁１９ａが閉じるタイミングでの燃焼室１６内の初期温度が着火に必要なだけ確保されることから、火花点火燃焼から圧縮着火燃焼に切り換える。このとき、温度センサ４４の出力値の代わりに、触媒後排温センサ２３の出力値を用いてもよく、これらの利用によって着火に至らしめるだけの圧縮始めの温度を確保できたかどうかについて、判定することが可能となる。
【０２４３】
本実施形態によれば、始動時の冷却水温や排気温によって、燃焼モードを選択して、始動性を向上できるとともに、始動後は条件が整えば速やかに圧縮着火燃焼モードに移行することができる。
【０２４４】
以上説明したように、各実施形態の圧縮着火式内燃機関は、自己着火燃焼と火花点火燃焼を両立するエンジンシステムであり、吸入空気量調整装置と可変バルブ機構を、ドライバ意図，車両走行状態および機関運転条件に応じて制御することにより、内部ＥＧＲ量，吸入空気量および圧縮着火時期を独立に制御できる。すなわち、圧縮自己着火運転領域の拡大とこの運転領域内における最適な出力トルク制御を両立し、かつ自己着火燃焼と火花点火燃焼の切り換えもスムーズに行なうことができるという優れた利点を有しており、低ＮＯｘ低ＨＣ低燃費を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０２４５】
【図１】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第１の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁のリフト量の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モード時の吸排気弁のリフト量の他の例の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第３の制御方法の実現するための構成を示すシステム構成図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第３の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における着火時期検出の原理説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第４の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第５の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第６の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第７の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第８の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードの第９の制御方法の制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御内容を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの可変バルブの制御量の説明図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モード時の機関の状態の説明図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御内容を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モードの可変バルブの制御量の説明図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、高速・低負荷状態における圧縮着火燃焼モード時の機関の状態の説明図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モードの制御内容を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モードの可変バルブの制御量の説明図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態による圧縮着火式内燃機関において、低速・高負荷状態における圧縮着火燃焼モード時の機関の状態の説明図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードの切換制御の内容を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードの切換制御の説明図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードの切換制御の説明図である。
【図２７】本発明の第３の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モード時の空燃比の説明図である。
【図２８】本発明の第４の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。
【図２９】本発明の第５の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。
【図３０】本発明の第６の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。
【図３１】本発明の第７の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼方法決定のための運転領域マップである。
【図３２】熱発生曲線の説明図である。
【図３３】本発明の第７の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火禁止時の動作を示すフローチャートである。
【図３４】本発明の第８の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼方法決定のための運転領域マップである。
【図３５】本発明の第８の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火禁止時の動作を示すフローチャートである。
【図３６】本発明の第９の実施形態による圧縮着火式内燃機関における圧縮着火禁止時の動作を示すフローチャートである。
【図３７】本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関の構成を示すシステム構成図である。
【図３８】本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モードの決定方法を示すフローチャートである。
【図３９】本発明の第１０の実施形態による圧縮着火式内燃機関における燃焼モード切換制御方法を示すフローチャートである。
【図１】
0003980477.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003980477.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003980477.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003980477.tif 000008
【図８Ａ】
0003980477.tif 000009
【図８Ｂ】
0003980477.tif 000010
【図９】
0003980477.tif 000011
【図１０】
0003980477.tif 000012
【図１１】
0003980477.tif 000013
【図１２】
0003980477.tif 000014
【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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【図１８】
0003980477.tif 000020
【図１９】
0003980477.tif 000021
【図２０】
0003980477.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
0003980477.tif 000026
【図２５】
0003980477.tif 000027
【図２６Ａ】
0003980477.tif 000028
【図２６Ｂ】
0003980477.tif 000029
【図２６Ｃ】
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【図２７】
0003980477.tif 000031
【図２８】
0003980477.tif 000032
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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