(57)【要約】      （修正有）【課題】火花点火と予混合圧縮着火との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うこと。【解決手段】エンジンは、空気と燃料を混合した混合気を筒内で圧縮して自己着火させる予混圧縮着火と、点火装置の火花を用いた混合気の火花点火とを切替え可能に構成される。予混合圧縮着火領域では、目標作動線（Ｌｈ）上で変速機の変速制御を行うための第１変速マップを用いて変速機の変速制御を行う一方、火花点火領域では、目標作動線（Ｌｓ）上で変速機の変速制御を行うための第２変速マップを用いて変速機の変速制御を行う。要求エンジン出力が予混合圧縮着火領域内にある場合に、第２変速マップから第１変速マップに切替えて変速機の変速制御を行う。【選択図】図４
2017159734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と燃料を混合した混合気を筒内で圧縮して自己着火させる予混圧縮着火と、点火装置の火花を用いた混合気の火花点火とを切替え可能に構成されるエンジンであって、
予混合圧縮着火領域では、当該予混合圧縮着火領域の目標作動線上で変速機の変速制御を行うための第１変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行う一方、火花点火領域では、当該火花点火領域の目標作動線上で前記変速機の変速制御を行うための第２変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行い、
要求エンジン出力が前記予混合圧縮着火領域内にある場合に、前記第２変速マップから前記第１変速マップに切替えて前記変速機の変速制御を行うことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記予混合圧縮着火領域では、前記要求エンジン出力の変動を見込んで前記変速機の変速制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記予混合圧縮着火領域において、前記要求エンジン出力が予混合圧縮着火可能出力範囲から外れる場合には、前記第１変速マップから前記第２変速マップに切替えて前記変速機の変速制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記予混合圧縮着火可能出力範囲には、ヒステリシスが設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジン。
【請求項５】
空気と燃料を混合した混合気を筒内で圧縮して自己着火させる予混圧縮着火と、点火装置の火花を用いた混合気の火花点火とを切替え可能に構成されるエンジンと、
前記エンジンの要求エンジン出力に応じて変速制御がなされる変速機と、
前記エンジン及び前記変速機の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、予混合圧縮着火領域では、当該予混合圧縮着火領域の目標作動線上で変速機の変速制御を行うための第１変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行う一方、火花点火領域では、当該火花点火領域の目標作動線上で前記変速機の変速制御を行うための第２変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行い、前記要求エンジン出力が前記予混合圧縮着火領域内にある場合に、前記第２変速マップから前記第１変速マップに切替えて前記変速機の変速制御を行うことを特徴とするエンジン制御システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のエンジン又はエンジン制御システムを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン、エンジン制御システム及びこれを備えた車両に関し、特に、予混合圧縮着火式のエンジン、エンジン制御システム及びこれを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今のエンジンにおいては、更なる燃費向上を目的として、予混合圧縮着火式のガソリンエンジンが検討されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のエンジンは、筒内に直接燃料を噴射する直噴式のエンジンであり、点火プラグによる混合気の点火（ＳＩ：Spark  Ignition）と、点火プラグを用いず、予め空気と燃料を混合した混合気を圧縮して自己着火させる予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ：Homogeneous  Charge  Compression  Ignition）とが切替え可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したエンジンにおいて、ＨＣＣＩ運転が可能なエンジン回転数およびエンジントルクの範囲はＳＩ運転時よりも狭い範囲に限定される。ＨＣＣＩ運転とＳＩ運転とでは、それぞれの燃焼形態で運転を実現するための条件（例えば、エンジン回転数や要求エンジン出力）が異なる。また、それぞれの燃焼形態で最適な熱効率を得るためのエンジン回転数およびエンジントルクも異なっている。このため、走行中の様々な要求エンジン出力に対し、常に可能な限り高い熱効率で運転するためには、ＳＩ運転とＨＣＣＩ運転を切替えるとともに、燃焼形態に合わせて最適なエンジン回転数およびエンジントルクになるように変速機の変速比とエンジンを制御することが求められている。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、火花点火（ＳＩ）と予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うことが可能なエンジン、エンジン制御システム及びこれを備えた車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るエンジンは、空気と燃料を混合した混合気を筒内で圧縮して自己着火させる予混圧縮着火と、点火装置の火花を用いた混合気の火花点火とを切替え可能に構成されるエンジンであって、予混合圧縮着火領域では、当該予混合圧縮着火領域の目標作動線上で変速機の変速制御を行うための第１変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行う一方、火花点火領域では、当該火花点火領域の目標作動線上で前記変速機の変速制御を行うための第２変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行い、要求エンジン出力が前記予混合圧縮着火領域内にある場合に、前記第２変速マップから前記第１変速マップに切替えて前記変速機の変速制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るエンジン制御システムは、空気と燃料を混合した混合気を筒内で圧縮して自己着火させる予混圧縮着火と、点火装置の火花を用いた混合気の火花点火とを切替え可能に構成されるエンジンと、前記エンジンの要求エンジン出力に応じて変速制御がなされる変速機と、前記エンジン及び前記変速機の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、予混合圧縮着火領域では、当該予混合圧縮着火領域の目標作動線上で変速機の変速制御を行うための第１変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行う一方、火花点火領域では、当該火花点火領域の目標作動線上で前記変速機の変速制御を行うための第２変速マップを用いて前記変速機の変速制御を行い、前記要求エンジン出力が前記予混合圧縮着火領域内にある場合に、前記第２変速マップから前記第１変速マップに切替えて前記変速機の変速制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
これらの構成によれば、予混合圧縮着火のための前提条件が成立している場合に火花点火領域で要求エンジン出力が所定の範囲内に変化すると、第２変速マップから第１変速マップに切替えて変速機の変速制御が行われる。これにより、火花点火から予混合圧縮着火に燃焼形態を切替えることができる。火花点火領域及び予混合圧縮着火領域では、それぞれの領域の目標作動線に沿って変速機の変速制御が行われる。このため、火花点火と予混合圧縮着火との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係る上記エンジンにおいて、前記予混合圧縮着火領域では、前記要求エンジン出力の変動を見込んで前記変速機の変速制御を行うことが好ましい。この構成によれば、例えば、エンジンの出力を駆動源とした補機が駆動されることで要求エンジン出力の急増を受けて変速比を制御した場合、運転状態が予混合圧縮着火領域から外れてしまうような場合であっても、予め変速機の変速制御によりエンジン回転数を増加させ、エンジントルクを目標作動線よりも低くしておくことで、要求エンジン出力が急増した場合にエンジントルクが予混合圧縮着火領域から外れるのを防止することができる。よって、予混合圧縮着火を継続することができる。
【００１０】
また、本発明に係る上記エンジンは、前記予混合圧縮着火領域において、記要求エンジン出力が予混合圧縮着火可能出力範囲から外れる場合には、前記第１変速マップから前記第２変速マップに切替えて前記変速機の変速制御を行うことが好ましい。この構成によれば、予混合圧縮着火中に要求エンジン出力が予混合圧縮着火可能出力範囲内から外れる場合、第１変速マップから第２変速マップに切替えて変速機の変速制御が行われる。これにより、エンジン回転数およびエンジントルクが予混合圧縮着火領域から外れると予混合圧縮着火から火花点火に燃焼形態を切替えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る上記エンジンにおいて、前記予混合圧縮着火可能出力範囲には、ヒステリシスが設けられることが好ましい。この構成によれば、ヒステリシスが設けられることで、予混合圧縮着火領域と火花点火領域との境界近傍において、要求エンジン出力が頻繁に変動する場合であっても、燃焼形態が頻繁に切替わるようなハンチングの発生を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る車両は、上記したエンジン又はエンジン制御システムを備えることが好ましい。この構成によれば、上記したエンジン又はエンジン制御システムによる作用効果を車両で享受することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、要求エンジン出力に応じて変速マップを切替えることにより、火花点火と予混合圧縮着火との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係るエンジン（エンジン制御システム）の概念図である。
【図２】本実施の形態に係るエンジンの制御に用いられるテーブルデータの一例を示す図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンの制御に用いられる変速マップの一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るエンジンの制御におけるテーブルデータ上の動作例を示す図である。
【図５】本実施の形態に係るエンジンの制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るエンジン（エンジン制御システム）を自動四輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係るエンジン（エンジン制御システム）を他のタイプの車両（例えば自動二輪車）に適用してもよい。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
【００１６】
図１を参照して、本実施の形態に係るエンジン（エンジン制御システム）の概略構成について説明する。図１は本実施の形態に係るエンジン（エンジン制御システム）の概念図である。なお、本実施の形態において、自動四輪車が通常備えている構成（例えばクランク角センサ等）は備えているものとし、説明は省略する。
【００１７】
本実施の形態に係るエンジン１は、例えば、直列多気筒（本実施の形態では４気筒）のガソリンエンジンであり、点火装置（不図示）による混合気の火花点火（ＳＩ：Spark  Ignition）と、点火装置を用いず予め空気と燃料を混合した混合気を圧縮して自己着火させる予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ：Homogeneous  Charge  Compression  Ignition）とを切替え可能に構成されている。
【００１８】
エンジン１は、シリンダブロック１０の各気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射装置１１を備えている。各気筒内には、筒内の圧力を検知する筒内圧センサ１２が設けられている。また、エンジン１には、吸気バルブや排気バルブの開閉時期を変更する可変バルブタイミング機構や吸気バルブや排気バルブのリフト量を変更する可変リフト機構（不図示）を備えた動弁装置１３が設けられている。動弁装置１３は、エンジン負荷やエンジン回転数に応じて吸気バルブ及び排気バルブ（共に不図示）の開閉タイミングを変更することにより、後述するバルブオーバラップ期間を調整する。
【００１９】
エンジン１の吸気側には、インテークマニホールド１４を介して吸気管１５が接続されている。吸気管１５には、上流側からスロットルバルブ１６、過給機１７（コンプレッサ１７ｂ）、及びインタークーラ１８が設けられている。一方、エンジン１の排気側には、エキゾーストマニホールド１９を介して排気管２０が接続されている。排気管２０には、上流側からＬＡＦセンサ２１、過給機１７（タービン１７ａ）、触媒装置２２が設けられている。
【００２０】
燃料噴射装置１１は、直噴式のインジェクタで構成され、後述するＥＣＵ２７からの命令に応じて筒内に燃料を噴射する。筒内圧センサ１２は、例えば圧電素子を備えたピエゾ式圧力センサであり、筒内の燃焼圧力に応じた電圧信号を出力する。当該電圧信号は、ＥＣＵ２７に出力される。スロットルバルブ１６は、運転者のアクセル操作に応じて開度を調整する弁体である。スロットルバルブ１６の開度が調整されることで吸入空気の流量が調整される。
【００２１】
過給機１７は、排気ガスの圧力でタービン１７ａを回してコンプレッサ１７ｂを駆動するターボチャージャーであり、コンプレッサ１７ｂで吸入空気を圧縮する。具体的に過給機１７は、排気管２０側に設けられるタービン１７ａと吸気管１５側に設けられるコンプレッサ１７ｂとがターボシャフト１７ｃによって同軸に接続されている。インタークーラ１８は、過給機１７で圧縮された吸入空気を冷却する。
【００２２】
ＬＡＦセンサ２１（Linear  Air-fuel  Ratio  Sensor）は、排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出する。ＬＡＦセンサ２１は、例えば、ジルコニア式酸素センサで構成され、酸素濃度に応じて変化する電流値から空燃比を検出する。当該空燃比は、ＥＣＵ２７に出力される。触媒装置２２は、排気ガスを浄化するものであり、例えば、三元触媒で構成される。触媒装置２２は、排気ガス内の汚染物質（一酸化炭素、炭化水素や窒素酸化物等）を人体に無害な物質（二酸化炭素、水、窒素等）に変換する。
【００２３】
また、本実施の形態に係るエンジン１には、排気ガスの一部を吸気側に戻して再燃焼させるＥＧＲシステム（Exhaust  Gas  Recirculation  system）が採用されている。具体的には、触媒装置２２の下流側の排気管２０とスロットルバルブ１６の下流側の吸気管１５とが配管２３によって接続されている。当該配管２３には、排気側から順に、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ２４と、排気ガスの吸入量を調整するＥＧＲバルブ２５が設けられている。
【００２４】
また、エンジン１には、ＣＶＴ（Continuously  Variable  Transmission）等で構成される自動変速機２６（ＡＴ：Automatic  Transmission、以下、単に変速機２６と記す）が設けられている。変速機２６は、車速や運転者のアクセルペダル操作量であるアクセル開度等に応じて変速比を自動的に変更する。
【００２５】
また、エンジン１には、上記構成の他、エンジン１や変速機２６内の各種動作を統括制御する制御装置としてのＥＣＵ２７が設けられている。ＥＣＵ２７は、エンジン１内の各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、エンジン１の各部を制御する制御プログラム等が記憶されている。
【００２６】
特にＥＣＵ２７は、エンジン回転数毎にＨＣＣＩ運転可能なエンジントルクの上限および下限を定めたテーブルデータ（図２参照）、変速機２６の変速制御に用いられる変速マップ（図３参照）をメモリに記憶している。テーブルデータには、点火装置を用いた点火が可能な火花点火領域（後述するＳＩ領域）と、予混合圧縮着火が可能な予混合圧縮着火領域（後述するＨＣＣＩ領域）とが含まれている。変速マップとして、上記した各燃焼領域に応じて最適な熱効率で変速制御するための第１、第２変速マップＶｈ、Ｖｓ（図３参照）を有している。詳細は後述するが、ＥＣＵ２７は、これらのマップに基づいてエンジンの燃焼形態（火花点火及び予混合圧縮着火）を切替えるようにエンジン１等の各種動作を制御する。
【００２７】
このように構成されるエンジン１では、運転者のアクセル操作に応じてスロットルバルブ１６の開度が調整され、エアクリーナ（不図示）を経由したクリーンな吸入空気が過給機１７に導入される。過給機１７では吸入空気が圧縮され、吸入空気は、インタークーラ１８で冷却された後に筒内へ供給される。筒内では、所定のタイミングで燃料が噴射され、吸入空気と燃料とが混合される。このとき、点火装置による火花点火、又は予混合圧縮自己着火によって混合気が燃焼される。燃焼後の排気ガスは、エキゾーストマニホールド１９から排気管２０及び触媒装置２２を通じて外に排出される。
【００２８】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るエンジンの制御に用いられるテーブルデータについて説明する。図２は、本実施の形態に係るエンジンの制御に用いられるテーブルデータの一例を示す図である。なお、図２に示すテーブルデータは一例を示すものであり、これに限定されず、適宜変更が可能である。また、図２に示すテーブルデータでは、横軸がエンジン回転数を表し、縦軸が要求エンジン出力を表している。
【００２９】
図２に示すテーブルデータは、エンジン回転数が低回転域から中回転域（例えば、５００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ）の範囲で要求エンジン出力が比較的小さい領域の一部を抜き出したものである。このテーブルデータでは、点火装置を用いた点火が可能な火花点火領域Ｓ（ＳＩ領域、以下、単に領域Ｓと記す）と、予混合圧縮着火が可能な予混合圧縮着火領域Ｈ（ＨＣＣＩ領域、以下、単に領域Ｈと記す）とが設定されている。
【００３０】
図２に示すように、領域Ｓに対して領域Ｈは限られた領域で設定されている。具体的に、比較的要求エンジン出力が低い範囲で領域Ｈが設定されており、領域Ｈより要求エンジン出力が高い範囲で領域Ｓが設定されている。また、図２では、予混合圧縮着火要の変速マップを使用する要求エンジン出力の範囲（予混合圧縮着火可能出力範囲Ｒ（以下、単に範囲Ｒと記す））がＯ１、Ｏ２との間に設定されている。なお、説明の便宜上、要求エンジン出力が小さい方をＯ１、出力が高い方をＯ２とする。
【００３１】
このように、２つの燃焼領域が設定されたテーブルデータにおいて、各領域Ｈ、Ｓには、それぞれの領域Ｈ、Ｓ上で最適な熱効率で燃焼を実現可能な目標作動線Ｌｈ、Ｌｓを設定している。この目標作動線Ｌｈ、Ｌｓは、各領域Ｈ、Ｓ内で、正味熱効率が最も高くなるポイントを結んだ線で表されている。
【００３２】
通常、火花点火のみ実施されるエンジンでは、目標作動線上で燃焼が実施されるようにエンジントルク制御と変速機の変速制御がなされる。しかしながら、上記のように２つの異なる燃焼領域が設定されたエンジン１では、各領域Ｈ、Ｓでそれぞれ熱効率が最大となるポイントが、同一の要求エンジン出力において異なっている。
【００３３】
具体的には、図２に示すように、範囲Ｒ内の所定の要求エンジン出力Ｏにおいては、領域Ｈ内で熱効率が最も高いポイントＰｈと、領域Ｓ内で熱効率が最も高いポイントＰｓが存在する。このため、両方のポイントＰｈ、Ｐｓを通るように共通の変速マップを設定することは不可能である。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、燃焼形態毎に異なる変速マップ（後述する第１、第２変速マップＶｈ、Ｖｓ）を設け、要求エンジン出力が予混合圧縮着火可能出力範囲Ｒ内にあるか否かで当該変速マップを切替えるようにしている。これにより、２つの燃焼領域（ＨＣＣＩ領域、ＳＩ領域）のそれぞれの目標作動線Ｌｈ、Ｌｓに沿ってエンジン回転数とエンジントルクを制御することができる。このため、火花点火と予混合圧縮着火との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うことができると共に、予混合圧縮着火運転の実施頻度を高めることが可能になった。
【００３５】
また、本実施の形態では、上記した予混合圧縮着火可能出力範囲Ｒの上下端にヒステリシスＲｈ１、Ｒｈ２が設けられている。具体的には、要求エンジン出力Ｏ１より僅かに大きい要求エンジン出力Ｏ３を設定し、要求エンジン出力Ｏ３と要求エンジン出力Ｏ１との差を下側のヒステリシスＲｈ１とする。また、要求エンジン出力Ｏ２より僅かに小さい要求エンジン出力Ｏ４を設定し、要求エンジン出力Ｏ２と要求エンジン出力Ｏ４との差を上側のヒステリシスＲｈ２とする。ヒステリシスＲｈ１、Ｒｈ２が設けられたことにより、領域Ｈ、Ｓの境界近傍において、要求エンジン出力が頻繁に変動する場合であっても、燃焼形態が頻繁に切替わるようなハンチングの発生を防止することができる。
【００３６】
次に、図３を参照して、本実施の形態に係るエンジンの制御に用いられる変速マップについて説明する。図３は、本実施の形態に係るエンジンの制御に用いられる変速マップの一例を示す図である。なお、図３に示す変速マップは、これに限定されず、適宜変更が可能である。また、図３に示す変速マップでは、横軸が要求エンジン出力を表し、縦軸が変速比を表している。
【００３７】
図３に示す変速マップは、変速機２６（図１参照）の変速制御に用いられるものである。この変速マップとして、領域Ｈ（図２参照）で用いられる第１変速マップＶｈと、領域Ｓ（図２参照）で用いられる第２変速マップＶｓとを有している。具体的に、第１変速マップＶｈは、領域Ｈの目標作動線Ｌｈ（図２参照）上で燃焼が実施されるように変速機２６の変速比を調整するためのマップである。また、第２変速マップＶｓは、領域Ｓの目標作動線Ｌｓ（図２参照）上で燃焼が実施されるように変速機２６の変速比を調整するためのマップである。
【００３８】
本実施の形態では、要求エンジン出力が範囲Ｒ内にあるか否かに応じて第１変速マップＶｈ、第２変速マップＶｓのいずれかが選択され、いずれかの変速マップに基づいて変速機２６の変速比が調整される。
【００３９】
次に、図３及び図４を参照して、本実施の形態に係るエンジンの燃焼形態の切替え動作について説明する。図４は、本実施の形態に係るエンジンの制御におけるテーブルデータ上の動作例を示す図である。以下においては、ＳＩ領域からＨＣＣＩ領域に切り替わる際の動作、具体的には、テーブルデータ上のＡ点からＢ点（変速マップ上のａ点からｂ点）に移行する際の動作について説明する。
【００４０】
図３及び図４に示すように、Ａ点は範囲Ｒ外であるため、変速マップとして第２変速マップＶｓが選択されている。例えば、Ａ点から運転者のアクセル操作によって要求エンジン出力が低下すると、第２変速マップＶｓに基づいて変速機２６（図１参照）の変速比が小さくなるように調整される。これにより、領域Ｓの目標作動線Ｌｓ上に沿うようにエンジン回転数が低下する。なお、エンジントルクは、要求エンジン出力を実際のエンジン回転数で割った要求エンジントルクに従い制御される。
【００４１】
徐々に要求エンジン出力及びエンジン回転数が低下し、要求エンジン出力が範囲Ｒ内においてヒステリシスＲｈ２の下端（Ｏ４）まで低下すると、変速マップが第２変速マップＶｓから第１変速マップＶｈに切替えられる。このとき、変速比が直前の変速比に対して大きくなるように調整され、エンジン回転数が増加する。この結果、テーブルデータでは、運転状態が領域Ｈの目標作動線Ｌｈ上に沿って変化し、エンジン回転数と要求エンジン出力が領域Ｈに入ったら、燃焼形態を火花点火から予混合圧縮着火に切替える。これ以降は、第１変速マップＶｈを用いた変速制御が実施される。
【００４２】
さらに要求エンジン出力が低下すると、第１変速マップＶｈに基づいて変速比が小さくなるように調整される。これにより、領域Ｈの目標作動線Ｌｈ上に沿うようにエンジン回転数が低下する。この結果、Ｂ点まで予混合圧縮着火が継続される。なお、変速機２６の応答性の関係上、要求エンジン出力が急激に変化するような場合、実際の運転状態は、曲線Ｌｒ（図３では曲線Ｖｒ）に沿って変化する。
【００４３】
以上のように、要求エンジン出力が範囲Ｒ外にある場合には、最適な熱効率で火花点火を実施することができる一方、要求エンジン出力が範囲Ｒ内にある場合には、最適な熱効率で予混合圧縮着火を実施することができる。
【００４４】
なお、逆の動作の場合、すなわち、領域Ｈから要求エンジン出力が増加して領域Ｓに移行する場合は、要求エンジン出力がヒステリシスＲｈ２の下端（Ｏ４）ではなくヒステリシスＲｈ２の上端（Ｏ２）に達したところで、変速マップが第１変速マップＶｈから第２変速マップＶＳに切替えられる。この結果、エンジン回転数と要求エンジン出力が領域Ｈから抜け、燃焼形態が予混合圧縮着火から火花点火に移行する。このように、ヒステリシスＲｈ２を設けたことで、燃焼形態が短期間に何度も切替わるようなハンチングの発生を防止することができる。
【００４５】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係るエンジンの燃焼形態切替え時の制御フローについて説明する。図５は、本実施の形態に係るエンジンの制御フローを示す図である。なお、以下に示す制御フローでは、特に明示が無い限り、動作（判定）の主体はＥＣＵとする。なお、制御開始時においては、第２変速マップＶＳにより変速が制御され、ＳＩ運転が実施されているものとする。
【００４６】
図５に示すように、制御が開始されると、先ず、ＨＣＣＩ運転実行前提条件が成立するか否かが判定される（ステップＳＴ１０１）。ＨＣＣＩ運転実行前提条件が成立するか否かは、例えば、エンジン水温に基づいて判定される。ＨＣＣＩ運転実行前提条件が成立しない、すなわち、エンジン水温が所定温度より小さい場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、第２変速マップＶＳの選択とＳＩ運転を継続するとして（ステップＳＴ１０２）、制御が終了する。
【００４７】
一方、ＨＣＣＩ運転実行前提条件が成立する、すなわち、エンジン水温が所定温度以上の場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、要求エンジン出力が範囲Ｒ（図２参照）内にあるか否かが判定される（ステップＳＴ１０３）。要求エンジン出力が範囲Ｒ内にない場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）、第２変速マップＶＳの選択とＳＩ運転を継続するとして（ステップＳＴ１０２）、制御が終了する。
【００４８】
一方、要求エンジン出力が範囲Ｒ内にある場合（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）、ＨＣＣＩ運転が可能であるとして、変速マップが第２変速マップＶｓから第１変速マップＶｈに切替えられ、ＨＣＣＩ運転用に変速比が変化する。その後、エンジン回転数と要求エンジン出力が領域Ｈ内に入ったら、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転に切替えられる（ステップＳＴ１０４）。このように、エンジン水温や要求エンジン出力に応じてＳＩ運転かＨＣＣＩ運転かを選択することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係るエンジン１（エンジン制御システム）によれば、要求エンジン出力が予混合圧縮着火可能出力範囲（範囲Ｒ）内に入ると、第２変速マップＶｓから第１変速マップＶｈに切替えて変速機２６の変速制御が行われる。これにより、変速比を火花点火用から予混合圧縮着火用に変化させ、エンジン回転数と要求エンジン出力が予混合圧縮着火領域（領域Ｈ）に入ったら、火花点火から予混合圧縮着火に燃焼形態を切替えることができる。火花点火領域（領域Ｓ）及び予混合圧縮着火領域（領域Ｈ）では、それぞれの領域の目標作動線Ｖｓ、Ｖｈに沿って変速機２６の変速制御とエンジントルクの制御が行われる。このため、火花点火と予混合圧縮着火との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うことができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００５１】
また、上記した実施の形態においては、ＳＩ運転からＨＣＣＩに切替える動作について説明したが、これに限定されない。ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り替える動作についても適用可能である。例えば、要求エンジン出力が範囲Ｒから外れる場合には、変速マップを第２変速マップＶｓから第１変速マップＶｈに切替えて変速機２６の変速制御を行うことができる。これにより、エンジン回転数および要求エンジン出力が予混合圧縮着火領域から外れ、ＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り替え、ＳＩ運転において熱効率の高い条件で運転することができる。
【００５２】
また、上記した実施の形態においては、要求エンジン出力を範囲Ｒより高い状態から低下させる場合について説明したが、これに限定されない。要求エンジン出力を範囲Ｒより低い状態から増加させる場合にも適用可能である。この場合、下側にもヒステリシスＲｈ１が設けられているため、燃焼形態が短期間に何度も切替わるようなハンチングの発生を防止することができる。
【００５３】
また、上記した実施の形態においては、要求エンジン出力の変動を運転者のアクセル操作で行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、要求エンジン出力の変動は、エンジンの出力を用いて駆動する補機の駆動又は停止によっても発生する。エンジンの出力を用いる補機としては、エアコンコンプレッサやオルタネータ、モータジェネレータが挙げられる。また、横滑り防止装置等からの要求によっても要求エンジン出力の変動は発生する。領域Ｈでは、これらの要求エンジン出力の変動を見込んで変速機２６の変速制御を行うことが好ましい。この場合、例えば、上記した補機が駆動されることで要求エンジン出力が増加し、運転状態が領域Ｈから外れてしまうような場合であっても、予め変速機２６の変速制御によりエンジン回転数を増加させることで、要求エンジン出力が急増した際にも運転状態が領域Ｈから外れるのを防止することができる。よって、ＨＣＣＩ運転を継続することができる。また、予混合圧縮着火時おいては、要求エンジントルクから吸入空気量を制御するスロートルクと、点火時期を制御するファーストトルクとを算出し、そのスロートルクに実エンジン回転数を掛けたスロー出力値に基づいて変速比を制御し、ファーストトルクでエンジントルクを制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記した実施の形態においては、変速マップを２次元のマップとして説明したが、これに限定されない。例えば、変速マップを他のパラメータを含めた３次元のマップとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、火花点火（ＳＩ）と予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）との相互間で、それぞれの燃焼形態に適した変速制御を行うことができるという効果を有し、特に、予混合圧縮着火式のエンジン、エンジン制御システム及びこれを備えた車両に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１  エンジン
１１  燃料噴射装置
２６  変速機（ＡＴ）
２７  ＥＣＵ
Ｈ  ＨＣＣＩ領域（予混合圧縮着火領域）
Ｓ  ＳＩ領域（火花点火領域）
Ｌｈ  ＨＣＣＩ領域の目標作動線
Ｌｓ  ＳＩ領域の目標作動線
Ｖｈ  第１変速マップ
Ｖｓ  第２変速マップ
Ｒ  予混合圧縮着火可能出力範囲
Ｒｈ１、Ｒｈ２  ヒステリシス
【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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