CN109424419B - 压缩着火式发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种压缩着火式发动机的控制装置，即便在低负荷运行区域中的减缸运行时也能改善燃料消费性，与此同时能够稳定地执行SI燃烧动作，而且能够在所期望的正时执行接下来的CI燃烧动作。发动机的控制部，在发动机以比规定负荷高的高负荷下运行时，向多个汽缸的全部供给燃料并执行全缸运行。另一方面，在规定负荷以下运行时，向多个汽缸中一部分供给燃料而执行减缸运行。控制部在减缸运行中使燃料喷射部对多个汽缸中的一部分喷射燃料，从而以对产生的混合气点火的形式控制点火部。此外，发动机设定为大于理论空燃比的空燃比以及规定值以上的高压缩比，从而通过点火部的点火使混合气开始通过火焰传播的SI燃烧，之后，未燃混合气执行通过压缩着火的CI燃烧。

Description

压缩着火式发动机的控制装置
技术领域
本申请涉及压缩着火式发动机的控制装置。
背景技术
专利文献1记载了火花点火式汽油发动机的控制装置，其具备至少在发动机的部分负荷运行区域执行压缩自动着火运行的HCCI（Homogeneous-Charge CompressionIgnition）执行单元，和在部分负荷运行区域执行压缩自动着火运行时执行着火辅助的着火辅助单元；在部分负荷运行区域中低负荷侧的运行区域执行减缸运行。此外，专利文献1记载了减缸运行时以空气过剩率λ＝1进行燃烧。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开2007-154859号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
然而，具备着火辅助单元和HCCI执行单元的所述现有火花点火式汽油发动机的控制装置采用了减缸运行时以空气过剩率λ＝1进行燃烧的形态，因此存在燃料消费量大的问题。
在低负荷运行区域中，也可以想到使空燃比A/F稀薄化，但是如果进行稀薄化，则SI（Spark Ignition：火花点火）燃烧时的火焰传播变得艰难，而且还发生CI（CompressionIgnition：压缩着火）燃烧时的燃烧时期有偏差的问题。
本申请能够解决上述现有的问题，其目的在于即使在低负荷运行区域时的减缸运行时也能改善燃料消费经济性，并且能够稳定地执行SI燃烧动作，而且能够在期望的正时执行接下来的CI燃烧动作。
解决问题的手段：
SI燃烧是对燃烧室混合气强制点火而开始的火焰传播伴随着的燃烧。另一方面，CI燃烧是使燃烧室中混合气进行压缩自动着火以此开始的燃烧。SI燃烧和CI燃烧组合后的燃烧形态是，对燃烧室内混合气进行强制点火以此开始了通过火焰传播的燃烧时，由于SI燃烧的发热以及火焰传播导致的压力上升，所以燃烧室内未燃混合气通过压缩着火进行燃烧的形态。以下将该燃烧形态称为火花塞点火控制压缩着火（SPCCI：SPark ControlledCompression Ignition）燃烧。
对于通过压缩着火进行的燃烧，如果压缩开始前的燃烧室内温度有差异，则压缩着火正时变化较大。在SPCCI燃烧中，通过调节SI燃烧的发热量，以此能够吸收压缩开始前燃烧室内温度的不均匀。根据压缩开始前的燃烧室内温度，例如可以调节点火正时从而调节SI燃烧的开始正时，这样就能控制压缩着火的正时。
对于通过火焰传播进行的SI燃烧，其压力上升比CI燃烧缓慢，因此SPCCI燃烧能够抑制燃烧噪音的产生。而且，CI燃烧与SI燃烧相比燃烧期间短，因此SPCCI燃烧有利于燃料消费经济性。
发动机在低负荷区域运行时，由于燃料喷射量减少的同时燃烧室内的温度也降低，因此即便想进行SPCCI燃烧也难以通过点火进行着火，而且SI燃烧变得不稳定，与此同时存在因温度不充分而无法进行CI燃烧的担忧。
因此，本申请的发明人试图在这样不利于SPCCI燃烧的低负荷区域中，也能使空燃比A/F稀薄化且实现稳定的SPCCI燃烧。
本申请公开的技术的构成是在低负荷区域中特定条件下，以规定值以上的压缩比进行减缸运行、即燃料仅供给至多个汽缸中一部分汽缸而不向剩余的汽缸供给燃料这样的运行。
具体而言，本申请以压缩着火式发动机的控制装置为对象构想出了如下解决手段。
即，第一形态是具备：具有多个汽缸且各自具有燃烧室的发动机；配置于各燃烧室的点火部；面临各燃烧室配置的燃料喷射部；和与点火部以及燃料喷射部连接，且分别向点火部以及燃料喷射部输出控制信号的控制部。该控制部，在发动机以高于规定负荷的高负荷下运行时，向多个汽缸全体供给燃料并执行全缸运行，另一方面，在以规定负荷以下运行时，向多个汽缸中一部分供给燃料并执行减缸运行。又，该控制部在减缸运行中，使燃料喷射部对多个汽缸中一部分喷射燃料，以对产生的混合气点火的形式控制点火部，发动机设定为大于理论空燃比的值的空燃比以及规定值以上的高压缩比，以此通过点火部的点火使混合气开始通过火焰传播的SI燃烧，之后，未燃混合气进行通过压缩着火的CI燃烧。
在这里，“发动机”可以是通过使燃烧室重复循环进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程以此运转的四冲程发动机。
根据第一形态，在低负荷区域，执行向多个汽缸中一部分供给燃料的减缸运行，与此同时以大于理论空燃比的值的空燃比、即以A/F稀薄且规定值以上的高压缩比（作为一个示例，几何压缩比的值约为13.0以上）执行SI燃烧以及各自接下来的CI燃烧。因此，通过在A/F稀薄的状态下执行减缸运行，以此抑制未处理的NOX（raw NOX）的排出，并且提高燃料消费经济性。又，在减缸运行时，以规定值以上的高压缩比执行CI燃烧，因此CI燃烧的燃烧时期不容易发生差异，能够稳定地执行CI燃烧，即能够在所期望的正时执行。
在第一形态中，也可以使控制部在减缸运行中成为使多个汽缸中剩余部分的进气门以及排气门执行工作的状态。
如此一来，无需设置高成本的阀停止机构。具体而言，混合气处于A/F稀薄的状态，因此为了达到理论空燃比而停止的汽缸中的阀停止变得不需要，借助于此能够减少泵压损失。
第一形态中，在向燃烧室的进气温度小于规定值时，控制部也可以取代减缸运行而执行全缸运行。
如此一来，进气温度为低温时的SI燃烧的不稳定感消失，因此能够抑制接下来的CI燃烧燃烧时期的延迟。
第一形态中，在发动机的冷却水的水温小于规定值的情况下，控制部也可以取代减缸运行而执行全缸运行。
如此一来，在全缸运行中，位于燃烧室内的壁面附近的未燃混合气（尾气）的冷却与减缸运行时相比更快地被解除，因此能够抑制CI燃烧的燃烧开始时期的延迟。
在第一形态中，也可以是还具备向燃烧室内分别产生涡流的涡流发生部，控制部在减缸运行中使涡流发生部在燃烧室内产生涡流。
像这样，通过产生涡流，以此能够实现SI燃烧的稳定化，使CI燃烧适当化。而且，能够抑制行程间的转矩的不均等。
在该情况下，也可以是涡流中的涡流比的值为4以上。
如此一来，如后文所述，能够增强产生于燃烧室内的涡流，因此能够更加稳定地执行SI燃烧。
在第一形态中，发动机以规定负荷以下运行时，控制部对第一燃烧模式和第二燃烧模式进行切换，所述第一燃烧模式是根据与理论空燃比的值相等的空燃比执行SI燃烧以及接着该SI燃烧进行的CI燃烧的模式，所述第二燃烧模式是根据大于理论空燃比的空燃比执行SI燃烧以及接着该SI燃烧进行的CI燃烧的模式，发动机以第一燃烧模式运行时，也可以不执行减缸运行。
像这样，在以与理论空燃比的值相等的空燃比执行SI燃烧以及接着SI燃烧进行的CI燃烧的第一燃烧模式中，不执行减缸运行而执行全缸运行，因此能够抑制向减缸运行控制过渡时的NOX的产生。
发明效果：
根据本申请公开的压缩着火式发动机的控制装置，即便在低负荷运行区域进行减缸运行时，也能够在改善燃料消费经济性的同时稳定地进行SI燃烧动作，并且能够在期望的正时进行后续的CI燃烧动作。
附图说明
图1是包含根据本申请一种实施形态的发动机以及其辅机类的系统图；
图2是示出根据本申请一种实施形态的发动机燃烧室结构的一种示例的俯视图（上图）以及II-II线剖视图（下图）；
图3是示出根据本申请一种实施形态的发动机燃烧室以及进气系统结构的一种示例的俯视图；
图4是示出根据本申请一种实施形态的发动机的控制装置结构的一种示例的框图；
图5是例示根据本申请一种实施形态的发动机运行区域以及各运行区域的空气过剩率的图表（上图）、和例示发动机运行区域以及各运行区域的涡流阀开度的图表（下图）；
图6是例示根据本申请一种实施形态的发动机各运行区域中的燃料喷射时期和点火时期以及燃烧波形的时序图；
图7是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层（layer）2（运行区域（1）-2）以及包含减缸运行的层3（运行区域（1）-1）中的第一喷射时期和负荷（轴平均有效压力）之间的关系的图表；
图8是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中的第二喷射时期和负荷之间的关系的图表；
图9是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中的第三次喷射时期和负荷之间的关系的图表；
图10是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中每一个循环的第一喷射时期燃料量与负荷之间关系的图表；
图11是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中每一个循环的第二喷射时期燃料量与负荷之间关系的图表；
图12是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中每一个循环的第三喷射时期燃料量与负荷之间关系的图表；
图13是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中每一个循环的总燃料量与负荷之间关系的图表；
图14是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中排气门关闭正时与负荷之间关系的图表；
图15是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中进气门打开正时与负荷之间关系的图表；
图16是示出根据本申请一种实施形态的发动机运行区域的层2以及包含减缸运行的层3中外部EGR的添加量与负荷之间关系的图表；
图17是例示根据本申请一种实施形态的发动机汽缸停止的控制步骤的流程图；
符号说明：
1　 发动机；
10　 ECU（控制部）；
11　 汽缸（cylinder）；
17　 燃烧室；
171　 挤流区域；
25　 火花塞（点火部）；
3　 活塞；
31　 腔室；
312　 浅底部；
401　 主通路（第一进气通路）；
402　 副通路（第二进气通路）；
56　 涡流控制阀（涡流发生部）；
6　 喷射器（燃料喷射部）。
具体实施方式
（一种实施形态）
参照附图说明本发明的一种实施形态。
以下基于附图详细说明预混合压缩着火式发动机的控制装置的一种实施形态。以下说明仅是发动机的控制装置的一个示例。图1是例示发动机的结构的图。图2是例示燃烧室的结构的图，图2中上图是燃烧室的俯视图，下图是II-II线剖视图。图3是例示燃烧室以及进气系统的结构的图。另外，图1中进气侧为纸面左侧，排气侧为纸面右侧。图2以及图3中进气侧为纸面右侧，排气侧为纸面左侧。图4是例示发动机的控制装置的结构的框图。
发动机1是使燃烧室17重复着进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程以此运行的四冲程发动机。发动机1搭载于四轮汽车。通过运行发动机1，汽车可行驶。在该构成例中，发动机1的燃料为汽油。燃料可以是含生物乙醇等的汽油。发动机1的燃料只要至少含有汽油的液体燃料就可以是任意燃料。
（发动机的结构）
发动机1具备汽缸体12、和载置于其上方并固定保持的汽缸盖13。在汽缸体12的内部形成有多个汽缸11。在图1以及图3中，仅示出一个汽缸11。发动机1是多汽缸发动机。
在各汽缸11内滑动自如地内插有活塞3。活塞3通过连杆14与曲轴15连接。活塞3与汽缸11以及汽缸盖13一起划隔燃烧室17。另外，“燃烧室”不限定于活塞3到达压缩上死点时的空间的意思。“燃烧室”这一词汇也可以广义上被应用。即，“燃烧室”不限于活塞3的位置，也可以表示由活塞3、汽缸11以及汽缸盖13形成的空间。
活塞3的上表面为平坦面。在活塞3的上表面形成有腔室31。腔室31从活塞3的上表面凹陷。腔室31与后述喷射器6对置。
腔室31具有凸部311。凸部311设置于从汽缸11中心轴线X1向排气侧稍微偏离的位置。凸部311呈大致圆锥状。凸部311从腔室31的底部沿着平行于汽缸11中心轴线X1的轴线X2向上延伸。凸部311的上端处于与腔室31周缘部上表面大致相同的高度。
腔室31的周侧面是，从该腔室31的底面朝向腔室31的开口相对于轴线X2倾斜。腔室31的内径是从腔室31的底部朝向腔室31的开口逐渐扩大。
腔室31具有底部313。底部313中进气侧的区域与后述火花塞25对置。该底部313如图2中上图所示以俯视时为规定大小的形式朝着水平方向展开。
又，汽缸盖13的下表面、即燃烧室17的顶面，如图2中下图所示由进气侧的倾斜面1311和排气侧的倾斜面1312构成。倾斜面1311形成为从进气侧朝向轴线X2呈现向上倾斜。另一方面，倾斜面1312形成为从排气侧朝向轴线X2呈现向上倾斜。燃烧室17的顶面为所谓“屋脊形状”。
另外，燃烧室17的形状不限于图2中例示的形状。例如，可以适当变更腔室31的形状、活塞3的上表面形状以及燃烧室17的顶面形状等。
又，腔室31可以是相对于汽缸11中心轴线X1对称的形状。倾斜面1311与倾斜面1312可以形成为相对于汽缸11中心轴线X1对称的形状。
发动机1的几何压缩比设定为13以上且20以下。如后文所述，发动机1在一部分运行区域执行组合了SI燃烧和CI燃烧的SPCCI燃烧动作。SPCCI燃烧利用SI燃烧的发热和压力上升执行CI燃烧动作。该发动机1无需为了混合气的自动着火而提高活塞3到达压缩上死点时的燃烧室17温度（即，压缩端温度）。即，发动机1执行CI燃烧动作，但其几何压缩比的值设定得较低。通过降低几何压缩比的值，从而有利于冷却损失的减少以及机械损失的减少。发动机1的几何压缩比的值在常规规格（燃料的辛烷值为91左右）下为14～17，高辛烷值规格（燃料的辛烷值为96左右）下为15～18。
在汽缸盖13上，对每个汽缸11分别形成有进气道18。进气道18如图3所示具有第一进气道181以及第二进气道182这两个进气道。第一进气道181以及第二进气道182在曲轴15的轴方向、即发动机1的前后方向上排列。进气道18与燃烧室17连通。进气道18是所谓滚流道（tumble port），详细图示被省略。即，进气道18具有在燃烧室17中形成滚流（tumbleflow）的形状。
在进气道18上配设有进气门21。进气门21对燃烧室17和进气道18之间进行开闭。进气门21通过配气机构在规定的正时开闭。该配气机构为可以改变气门正时和/或气门升程的可变配气机构。在该构成示例中，如图1以及图4所示，可变配气机构具有进气电动S-VT（Sequential-Valve Timing；可变气门正时机构）23。进气电动S-VT23形成为在规定角度范围内能连续地变更进气凸轮轴的旋转相位的结构。借助于此，进气门21的开阀时期以及闭阀时期会连续地变化。另外，代替电动S-VT，进气门21的配气机构可以具有液压式S-VT。
又，在汽缸盖13上，对每个汽缸11分别形成有排气道19。排气道19也如图3所示具有第一排气道191以及第二排气道192这两个排气道。第一排气道191以及第二排气道192在发动机1的前后方向上排列。排气道19与燃烧室17连通。在排气道19上配设有排气门22。排气门22对燃烧室17和排气道19之间开闭。排气门22通过配气机构在规定的正时开闭。该配气机构为可以改变气门正时和/或气门升程的可变配气机构。在该构成例中，如图1以及图4所示，可变配气机构具有排气电动S-VT24。排气电动S-VT24形成为在规定角度范围内连续变更排气凸轮轴的旋转相位的结构。借助于此，排气门22的开阀时期以及闭阀时期连续地变化。另外，代替电动S-VT，排气门22的配气机构可以具有液压式S-VT。
该发动机1通过进气电动S-VT23以及排气电动S-VT24调节有关进气门21的开阀时期和排气门22的闭阀时期的重叠期间长度。借助于此，能够在燃烧室17中封入热的已燃气体。即，可以将内部EGR（Exhaust Gas Recirculation；排气再循环）气体导入至燃烧室17中。又，通过调节重叠期间的长度，可以对燃烧室17中的残留气体进行扫气。
在汽缸盖13上，在每个汽缸11安装有喷射器6。喷射器6形成为向燃烧室17中直接喷射燃料的结构。在进气侧的倾斜面1311和排气侧的倾斜面1312交叉的屋脊的谷部上，面向燃烧室17配设有喷射器6。喷射器6如图2所示其喷射轴心与汽缸的中心轴线X1平行配设。喷射器6的喷射轴心与轴线X2一致，喷射器6的喷射轴心与腔室31的凸部311位置一致。喷射器6与腔室31对置。另外，也可以是喷射器6的喷射轴心与汽缸11的中心轴线X1一致。在该情况下，优选的也仍是喷射器6的喷射轴心与腔室31的凸部311的位置一致。
对于喷射器6，尽管详细图示省略，但由具有多个喷口的多喷口型燃料喷射阀构成。喷射器6如由图2中双点划线构成的多个区域所示，燃料喷雾从燃烧室17中央以辐射状展开，且以从燃烧室17顶部朝向斜下方扩展的形式喷射燃料。喷射器6在本构成示例中具有10个喷口，各喷口分别在周方向上以相等角度配置。另外，喷口数量可以是8个。喷口的轴线如图2的上图所示相对于后述的火花塞25在周方向上错开了位置。即，火花塞25被夹在相邻的两个喷口的轴线之间。借助于此，能够避免从喷射器6喷射出的燃料喷雾与火花塞25直接接触而润湿电极。
喷射器6与燃料供给系统61连接。燃料供给系统61具备：形成为贮留燃料的结构的燃料箱63；和将该燃料箱63和喷射器6相连接的燃料供给通路62。燃料供给通路62中介设有燃料泵65和共轨64。燃料泵65向共轨64压送燃料。燃料泵65在本构成示例中例如为电动式泵，配设于燃料箱63内部。又，燃料泵65与燃料泵控制器651连接。共轨64形成为将从燃料泵65压送的燃料以较高的燃料压力进行储存的结构。在共轨64上配设有高压燃料压力传感器SW16、和燃料温度传感器SW161。当喷射器6开阀时，储存于共轨64的燃料从喷射器6的各喷口分别向燃烧室17内喷射。燃料供给系统61形成为能将30MPa以上的较高压力的燃料供给至喷射器6的结构。燃料供给系统61的最高燃料压力例如可以设定为约120MPa。供给至喷射器6的燃料压力可以根据发动机1的运行状态进行变更。另外，燃料供给系统61的结构不限于所述结构。
又，在燃料供给通路62中共轨64和燃料泵65之间配设有高压燃料泵641、和位于其上游的低压燃料压力传感器SW20。在高压燃料泵641上配设有燃料温度传感器SW21。
在汽缸盖13上，对各汽缸11分别地安装有火花塞25。火花塞25对燃烧室17中混合气强制点火。火花塞25在本构成例中如图2所示配设于相对汽缸11中心轴线X1的进气侧。火花塞25与喷射器6相邻。火花塞25位于两个进气道18之间。火花塞25以从上向下朝着靠近燃烧室17中央的方向倾斜的形式安装于汽缸盖13。火花塞25的电极面向燃烧室17，且位于燃烧室17的顶面附近。
在汽缸盖13上，相对各汽缸11的中心轴线X1位于火花塞25相反侧（即排气侧）上分别配设有检测燃烧室17内压力的指压传感器SW6。
发动机1的一侧面与进气通路40连接。进气通路40与各汽缸11的进气道18连通。进气通路40是向各燃烧室17导入的气体所流通的通路。在进气通路40的上游端部配设有过滤新气的空气滤清器41。在进气通路40的下游端附近配设有缓冲罐（未图示）。比缓冲罐位于下游的进气通路40构成为向各汽缸11分别分支的独立通路。独立通路的下游端与各汽缸11的进气道18连接。
在进气通路40中的空气滤清器41和缓冲罐之间配设有节气门43。节气门43形成为通过调节阀开度以此调节向燃烧室17内的新气导入量的结构。
在进气通路40中，在节气门43下游还配设有增压器44。增压器44形成为对导入至燃烧室17的气体进行增压的结构。在本构成例中，增压器44是被发动机1驱动的机械式增压器。机械式增压器44例如可以是鲁式。机械式增压器44的结构可以是任何一种形式。例如机械式增压器44可以是利斯霍姆式、叶片式、或者离心式。
在增压器44和发动机1之间介设有电磁离合器45。电磁离合器45在增压器44和发动机1之间从发动机1向增压器44传递驱动力，或者切断驱动力的传递。如后文叙述，ECU10通过切换电磁离合器45的脱开与接合，从而使增压器44在开启与关闭之间切换。发动机1形成为能够在增压器44对燃烧室17内导入的气体进行增压、和增压器44对燃烧室17内导入的气体不增压之间进行切换。
在进气通路40中增压器44的下游配设有中冷器46。中冷器46形成为对增压器44中被压缩的气体进行冷却的结构。中冷器46例如可以形成为水冷式结构。
进气通路40上连接有旁通通路47。旁通通路47以绕过增压器44以及中冷器46的形式使进气通路40中增压器44的上游部和中冷器46的下游部相连接。在旁通通路47中配设有空气旁通阀48。空气旁通阀48调节流通于旁通通路47中的气体流量。
在关闭了增压器44时，即在切断了电磁离合器45时，空气旁通阀48为全开。借助于此，流通于进气通路40中的气体绕过增压器44导入至发动机1的燃烧室17内。该情况下的发动机1以不增压、即自然进气的状态运行。
在开启了增压器44时，即在电磁离合器45被接合时，通过了增压器44的气体的一部分通过旁通通路47逆流至增压器44的上游。通过调节空气旁通阀48的开度，能够调节该逆流量，因此能够调节导入至燃烧室17的气体的增压压力。在本构成示例中，使增压系统49由增压器44、旁通通路47和空气旁通阀48构成。
发动机1具有在燃烧室17内引起涡流的涡流发生部。作为涡流发生部的一个示例，具有如图3所示的安装于进气通路40的涡流控制阀56。涡流控制阀56在与第一进气道181连通的主通路401和与第二进气道182连通的副通路402中配设于副通路402。涡流控制阀56是能够节流副通路402的截面的开度调节阀。在涡流控制阀56的开度较小的情况下，在发动机1前后方向上排列的第一进气道181以及第二进气道182中，从第一进气道181流入燃烧室17的进气流量相对增加，另一方面，从第二进气道182流入燃烧室17的进气流量相对减少，因此燃烧室17内的涡流增强。在涡流控制阀56的开度较大时，分别从第一进气道181以及第二进气道182各自流入燃烧室17的进气流量大致均等，因此燃烧室17内的涡流减弱。当涡流控制阀56全开时，不发生涡流。另外，如箭头所示，涡流绕着图3中的逆时针方向旋转（还参照图2中空心箭头）。
另外，对于涡流发生部，代替在进气通路40中安装有涡流控制阀56的结构，可以采用能够错开两个进气门21的开阀期间且仅从一方的进气门21向燃烧室17内导入进气的结构；或者在进气通路40中安装涡流控制阀56的基础上，可以采用能够错开两个进气门21的开阀期间且仅从一方的进气门21向燃烧室17内导入进气的结构。在两个进气门21中仅一方的进气门21开阀，以此进气不均等地导入至燃烧室17内，因此可以在燃烧室17内产生涡流。此外，对于涡流发生部，也可以采用通过改进进气道18的形状以此在燃烧室17内产生涡流的结构。
在发动机1的另一侧面上连接有排气通路50。排气通路50与各汽缸11的排气道19分别连通。排气通路50是从燃烧室17排出的排气所流通的通路。尽管省略了详细图示，但是排气通路50的上游部分构成了向各汽缸11分支的独立通路。独立通路的上游端与各汽缸11的排气道19连接。
在排气通路50中配设有具备多个催化转化器的排气净化系统。尽管图示省略，但是上游的催化转化器配设于发动机室内。上游的催化转化器具有三元催化器511和GPF（Gasoline Particulate Filter；汽油微粒过滤器）512。下游的催化转化器配设于发动机室外。下游的催化转化器具有三元催化器513。另外，排气净化系统不限于图中示例的结构。
在进气通路40和排气通路50之间连接有构成外部EGR系统的EGR通路52。EGR通路52是用于将已燃气体的一部分回流至进气通路40的通路。EGR通路52的上游端连接于排气通路50中上游的催化转化器和下游的催化转化器之间。EGR通路52的下游端与进气通路40中增压器44的上游侧连接。
在EGR通路52中配设有水冷式EGR冷却器53。EGR冷却器53形成为冷却已燃气体的结构。EGR通路52中还配设有EGR阀54。EGR阀54形成为调节流通于EGR通路52的已燃气体流量的结构。通过调节EGR阀54的开度，以此能够调节已冷却的已燃气体、即外部EGR气体的回流量。
在本构成例中，EGR系统55由外部EGR系统和内部EGR系统构成，外部EGR系统包含EGR通路52以及EGR阀54构成，内部EGR系统包含上述进气电动S-VT23以及排气电动S-VT24而构成。
压缩自动着火式发动机的控制装置具备用于运行发动机1的ECU（Engine ControlUnit；发动机控制单元）10。ECU10是以周知的微型计算机为基础的控制器，如图4所示具备：执行程序的中央运算处理装置（Central Processing Unit：CPU）101；例如由RAM（RandomAccess Memory；随机存取存储器）以及ROM（Read Only Memory；只读存储器）构成并存储程序以及数据的存储器102；和进行电气信号的输入输出的输入输出总线103。ECU10是控制部的一个示例。
如图1以及图4所示，在ECU10中连接有各种传感器、例如SW1～SW17，SW20～SW24，SW31，SW51，SW101，SW102以及SW161。以上各传感器向ECU10输出检测信号。传感器例如包括下述多个传感器。
即，包括：在进气通路40中配置于空气滤清器41的下游，检测进气通路40中流通的新气流量的空气流量传感器SW1；以及检测新气温度的第一进气温度传感器SW2；在进气通路40中比EGR通路52的连接位置靠近下游，且配置于增压器44的上游侧，而且检测流入增压器44的气体压力的进气压传感器SW3以及检测该气体的温度的第二进气温度传感器SW31；在进气通路40中位于增压器44的下游，配置于中冷器46的上游侧，而且检测从增压器44流出的气体的温度的第三进气温度传感器SW4；安装于中冷器46下游的缓冲罐，检测增压器44下游的气体压力的增压压力传感器SW5以及检测该气体的温度的第四进气温度传感器SW51；对应于各汽缸11分别安装于汽缸盖13，检测各燃烧室17内的压力的指压传感器SW6；对应于各汽缸11分别安装于汽缸盖13，检测各燃烧室17内的压力的指压传感器SW6；配置于排气通路50，检测从燃烧室17排出的排气的温度的排气温度传感器SW7；配置于排气通路50中比上游的催化转化器还上游的位置，检测排气中的氧气浓度的线性氧气传感器SW8；配置于上游催化转化器中三元催化器511的下游侧，检测出通过三元催化器511后的排气中氧气浓度的λ氧气传感器SW9；安装于汽缸盖13，检测冷却水温度的第一水温传感器SW10（参照右上图）；安装于汽缸盖13中朝向主散热器的排出口附近，检测冷却水温度的第二水温传感器SW101；安装于主散热器中朝向水泵W/P的排出口附近，检测冷却水温度的第三水温传感器SW102；安装于发动机1，检测曲轴15的旋转角度的曲轴角传感器SW11；安装于加速器踏板机构，检测对应于该加速器踏板操作量的加速器开度的加速器开度传感器SW12；安装于发动机1，检测进气凸轮轴的旋转角度的进气凸轮角传感器SW13；安装于发动机1，检测排气凸轮轴的旋转角度的排气凸轮角传感器SW14；配置于EGR通路52，检测EGR阀54的上游以及下游的压差的EGR压差传感器SW15；安装于燃料供给系统61的共轨64，检测向喷射器6供给的燃料的压力的高压燃料压力传感器SW16以及检测该燃料的温度的燃料温度传感器SW161；以及安装于节气门43的驱动马达，检测该节气门43的开度的节气门开度传感器SW17。
而且包括：燃料供给通路62中安装于高压燃料泵641和燃料泵65之间的低压燃料压力传感器SW20；安装于该高压燃料泵641的燃料温度传感器SW21；安装于GPF512的GPF压力传感器SW23以及安装于汽缸体22的油压传感器SW23；以及安装于油底壳底部的油位传感器SW24。
ECU10基于这些检测信号判断发动机1的运行状态，并且计算出各设备的控制量。ECU100将计算出的控制量相关的控制信号分别输出至喷射器6、火花塞25、进气电动S-VT23、排气电动S-VT24、燃料供给系统61、节气门43、EGR阀54、增压器44的电磁离合器45、空气旁通阀48、以及涡流控制阀56。例如ECU10基于从进气压传感器SW3以及增压压力传感器SW5的检测信号中获得的增压器44的前后压差调节空气旁通阀48的开度，从而调节增压压力。又，ECU10基于从EGR压差传感器SW15的检测信号获得的EGR阀54的前后压差调节EGR阀54的开度，从而调节向燃烧室17内导入的外部EGR气体量。通过ECU10进行的发动机1的具体控制在后文叙述。
（发动机的运行区域）
图5例示发动机1的运行区域映射图501、502。发动机1的运行区域映射图501、502是根据负荷以及转速确定的，而且对于负荷的高低以及转速的高低划分为五个区域。具体而言，该五个区域为：包含怠速运行，且扩展至低旋转以及中旋转区域的低负荷区域（1）-1；负荷比低负荷区域高，且扩展至低旋转以及中旋转区域的中负荷区域（1）-2；位于负荷比该中负荷区域（1）-2高的区域，而且是包含全开负荷的高负荷区域的中旋转区域（2）；位于高负荷区域，且转速比中旋转区域（2）低的低旋转区域（3）；以及比低负荷区域（1）-1、中负荷区域（1）-2、高负荷中旋转区域（2）和高负荷低旋转区域（3）转速高的高旋转区域（4）。在这里，低旋转区域、中旋转区域以及高旋转区域分别是，将发动机1的全运行区域在转速方向上划分为低旋转区域、中旋转区域以及高旋转区域大致三等份时的低旋转区域、中旋转区域以及高旋转区域。在图5的示例中，小于转速N1作为低旋转，转速N2以上作为高旋转，转速N1以上且小于转速N2 作为中旋转。转速N1例如大致是1200rpm，转速N2例如大致是4000rpm。又，高负荷中旋转区域（2）可以是燃烧压力为900kPa以上的区域。在图5中，为了便于理解，而将发动机1的运行区域映射图501、502划分成两部分。映射图501示出各区域中混合气体的状态以及燃烧形态、和增压器44的驱动区域以及非驱动区域。映射图502示出各区域中涡流控制阀56的开度。另外，图5中双点划线示出发动机1的道路负荷线（Road-LoadLine））。
发动机1以改善燃料消费经济性以及排气气体性能为主要目的，在低负荷区域（1）-1、中负荷区域（1）-2以及高负荷中旋转区域（2），执行通过压缩自动着火进行的燃烧动作（SPCCI燃烧）。
SPCCI燃烧是火花塞25对燃烧室17内的混合气强制点火，以此使混合气通过火焰传播进行SI燃烧，与此同时由于SI燃烧的发热导致燃烧室17内的温度增高，而且通过火焰传播提升燃烧室17内的压力，从而使未燃混合气通过自动着火进行CI燃烧的形态。
通过调节SI燃烧的发热量，可以吸收压缩开始前的燃烧室17内温度的差异化。即便压缩开始前的燃烧室17内温度有差异，但例如通过调节点火正时来调节SI燃烧的开始正时时，以此能够在目标正时使混合气自动着火。
在SPCCI燃烧中，SI燃烧时的热发生与CI燃烧时的热发生相比更温和。SPCCI燃烧中的热发生率波形是如图6中用符号6014、6024、6034以及6063例示，竖立的倾斜度相对小。而且，燃烧室17内的压力变动（dp/dθ）也同样是SI燃烧时比CI燃烧时更温和。换言之，SPCCI燃烧的热发生率波形是第一热发生率部和第二热发生率部以第一热发生率部和第二热发生率部的顺序连续地形成，所述第一热发生率部是由SI燃料形成且竖立的倾斜度相对小，所述第二热发生率部是由CI燃烧形成且竖立的倾斜度相对大。
由于SI燃烧而导致燃烧室17内的温度以及压力增高时，未燃混合气自动着火。在图6所示的热发生率波形6014、6024、6034以及6063示例中，在自动着火正时波形的斜率由小变大。即，热发生率的波形在CI燃烧开始的正时具有拐点。
在CI燃烧开始后，并列进行SI燃烧和CI燃烧。CI燃烧与SI燃烧相比，热发生大，因此热发生率相对大。然而，CI燃烧是在压缩上死点后进行的，因此活塞3通过马达转动而下降。能够避免CI燃烧导致的热发生率波形6014、6024、6034以及6063的斜率变得过大。CI燃烧时的dp/dθ也变得比较平稳。
dp/dθ是可以用作表示燃烧噪音的指标，而如上所述SPCCI燃烧能够减小dp/dθ，因此能够避免燃烧噪音变得过大。燃烧噪音可以被抑制为容许水平以下。
由于CI燃烧结束，从而SPCCI燃烧终止。CI燃烧相比于SI燃烧，燃烧期间短。SPCCI燃烧与SI燃烧相比，燃烧终止时期提前。换言之，SPCCI燃烧可以将膨胀行程中的燃烧终止时期接近于压缩上死点。SPCCI燃烧与SI燃烧相比有利于发动机1燃料消费经济性的改善。
又，在SPCCI燃烧中，根据发动机的运行状态改变SI燃烧（第一热发生率部）的热发生量，从而以CI燃烧（第二热发生率部）的开始时期成为根据发动机运行状态设定的目标CI燃烧开始时期的形式控制燃烧控制单元（EGR、VVT、进气量控制单元）。
而且，发动机1在其他区域、即高负荷低旋转区域（3）以及高旋转区域（4），执行通过火花点火的SI燃烧动作。以下，对于各区域中发动机1的运行，参照图6所示的燃料喷射时期以及点火时期进行详细说明。
图6示出在图5运行区域映射图501、502中各区域的燃烧喷射时期以及点火时期。图6的符号601、602、603、604、605以及606分别对应于图5的运行状态601、602、603、604、605以及606。运行状态606在高负荷中旋转区域（2）相当于转速高的运行状态。
（低负荷区域（1）-1）
发动机1在低负荷区域（1）-1运行时，发动机1如上所述执行CI燃烧动作。对于通过自动着火进行的燃烧，当压缩开始前的燃烧室17内温度有差异时，自动着火的正时较大变化。因此，发动机1在低负荷区域（1）-1执行SI燃烧与CI燃烧被组合的SPCCI燃烧动作。
发动机1在低负荷区域（1）-1的运行状态601中运行时，喷射器6在压缩行程中分多次向燃烧室17内喷射燃料（参照符号6015、6016）。通过燃料的分次喷射和燃烧室17内的较强涡流，使混合气在燃烧室17的中央部和外周部实现成层化。
在燃料喷射结束后，在压缩上死点前的规定正时，火花塞25对燃烧室17中央部的混合气点火（参照符号6013）。中央部的混合气是由于燃料浓度相对高，因此着火性得到改善，并且实现通过火焰传播的SI燃烧的稳定化。通过使SI燃烧稳定化，以此在适当的正时开始CI燃烧（参照燃烧波形6014）。在SPCCI燃烧中，CI燃烧的控制得到改善。其结果是，发动机1在低负荷区域（1）-1运行时，能够同时实现抑制燃烧噪音的发生和通过缩短燃烧期间的缩短导致的燃料消费经济性的改善。
低负荷区域（1）-1中，发动机1在比理论空燃比稀薄的状态下使混合气执行SPCCI燃烧动作，因此低负荷区域（1）-1可以被称为“SPCCI λ＞1区域”。即，是“第二燃烧模式”。
（中负荷区域（1）-2）
发动机1在中负荷区域（1）-2运行时，与低负荷区域（1）-1一样，发动机1同样执行SPCCI燃烧动作。
发动机1在中负荷区域（1）-2以运行状态602运行时，喷射器6执行进气行程中的燃料喷射（参照符号6025）、和压缩行程中的燃料喷射（参照符号6026）。在进气行程中执行第一喷射6025，以此能够将燃料大致均等地分布于燃烧室17。通过在压缩行程中执行第二喷射6026，以此在中负荷区域（1）-2内负荷较高时通过燃料的气化潜热降低燃烧室17内的温度，从而能够防止爆震等异常燃烧。作为一个示例，第一喷射6025的喷射量与第二喷射6026的喷射量的比例可以是95:5。
喷射器6执行进气行程中的第一喷射6025和压缩行程中的第二喷射6026，以此在燃烧室17内形成整体上空气过剩率λ为1.0±0.2的混合气。由于混合气的燃料浓度大致均质，因此通过未燃损耗的减少以此实现了燃料消费经济性的改善，并且通过避免烟雾的产生从而实现了排出气体性能的改善。空气过剩率λ优选的是1.0～1.2。
在压缩上死点前的规定正时，火花塞25对混合气点火（参照符号6023），从而混合气通过火焰传播燃烧。在通过火焰传播的燃烧开始后，未燃混合气在目标正时自动着火，从而进行CI燃烧（参照燃烧波形6024）。
在中负荷区域（1）-2，发动机1对混合气以理论空燃比执行SPCCI燃烧动作，因此中负荷区域（1）-2可以被称为“SPCCI λ＝1区域”。即“第一燃烧模式”。
在此，如图5中映射图501所示，在低负荷区域（1）-1的一部分、以及中负荷区域（1）-2的一部分，增压器44被关闭（参照图中“S/C OFF”的记载）。具体地，在低负荷区域（1）-1中的低旋转侧的区域，增压器44被关闭。在低负荷区域（1）-1中的高旋转侧的区域，为了应对发动机1的转速增高并确保所需的进气填充量，增压器44被开启而提高增压压力。又，在中负荷区域（1）-2中的低负荷低旋转侧的区域，增压器44被关闭，在中负荷区域（1）-2中的高负荷侧的区域，为了应对燃料喷射量增加并确保所需的进气填充量，而增压器44被开启。又，在高旋转侧的区域，为了应对发动机1转速的增高并确保所需的进气填充量，而增压器44被开启。
另外，在高负荷中旋转区域（2）、高负荷低旋转区域（3）以及高旋转区域（4）的各区域，在全区域上增压器44被开启。
（高负荷中旋转区域（2））
发动机1在高负荷中旋转区域（2）运行时，发动机1也与低负荷区域（1）-1以及中负荷区域（1）-2一样执行SPCCI燃烧动作。
发动机1以高负荷中旋转区域（2）中低旋转侧的运行状态603运行时，喷射器6在进气行程中喷射燃料（参照符号6035）的同时在压缩行程末期喷射燃料（参照符号6036）。
进气行程中开始的前段喷射6035可以在进气行程的前半期开始燃料喷射。进气行程的前半期可以是将进气行程划分为前半期和后半期这二等份时的前半期。具体而言，前段喷射可以在上死点前280°CA开始燃料喷射。
在将前段喷射6035的喷射开始放在进气行程的前半期时，燃料喷雾与腔室31的开口缘部抵接，从而一部分燃料进入燃烧室17的挤流区域171，剩余的燃料流入腔室31的内部。涡流在燃烧室17的外周部较强，在中央部较弱。因此，流入挤流区域171的一部分燃料流入涡流，流入腔室31内部的剩余燃料流入涡流内侧。流入涡流的燃料在从进气行程至压缩行程期间停留在涡流中，在燃烧室17的外周部形成CI燃烧用混合气。流入涡流内侧的燃料也在从进气行程至压缩行程期间停留在涡流内侧，在燃烧室17的中央部形成SI燃烧用混合气。
对于配置有火花塞25的中央部的混合气，优选的是空气过剩率λ为1以下，而对于外周部的混合气，空气过剩率λ为1以下，优选的是小于1。中央部的混合气空燃比（A/F）例如可以为13以上且理论空燃比（14.7）以下。中央部的混合气空燃比可以比理论空燃比稀薄。又，外周部的混合气空燃比例如可以为11以上且理论空燃比以下，优选的是11以上且12以下。燃烧室17的整体混合气的空燃比可以为12.5以上且理论空燃比以下，优选的是12.5以上且13以下。
在压缩行程的末期进行的后段喷射6036例如可以在上死点前10°CA开始燃料喷射。在临近上死点前执行后段喷射，以此能够通过燃料的气化潜热降低燃烧室内温度。通过前段喷射6035喷射出的燃料在压缩行程期间进行低温酸化反应，在上死点前转移至高温酸化反应。此时，在临近上死点前执行后段喷射6036，降低燃烧室内温度，从而能够抑制从低温酸化反应向高温酸化反应的转移，能够抑制过早着火的发生。另外，作为一个示例，前段喷射6035的喷射量与后段喷射6036的喷射量的比例可为95:5。
火花塞25在压缩上死点附近对燃烧室17中央部的混合气点火（参照符号6037）。火花塞25例如在压缩上死点以后执行点火。火花塞25配置于燃烧室17的中央部，因此中央部的混合气通过火花塞25的点火开始了通过火焰传播的SI燃烧。SI燃烧的火焰随着燃烧室17内的强涡流在周方向上传播。在燃烧室17外周部的周方向规定位置上，未燃混合气被压缩着火，并且开始CI燃烧（参照燃烧波形6034）。
相对于此，发动机1在高负荷中旋转区域（2）中高旋转侧的运行状态606下运行时，喷射器6在进气行程中开始燃料喷射（参照符号6061）。
在进气行程中开始的前段喷射6061可以与运行状态603的前段喷射6035相同地在进气行程前半期开始燃料喷射。具体而言，前段喷射6061也可以在上死点前280°CA开始燃料喷射。前段喷射6061的终止可以发生在压缩行程中且超过进气行程。通过使前段喷射6061的喷射开始设在进气行程前半期，从而在燃烧室17的外周部形成CI燃烧用混合气，与此同时可以在燃烧室17的中央部形成SI燃烧用混合气。由于转速高，所以难以发生异常燃烧，因此能够省略后段喷射。
火花塞25在压缩上死点附近对燃烧室17中央部的混合气点火（参照符号6062）。火花塞25例如在压缩上死点以后执行点火。借助于此，执行SPCCI燃烧（参照燃烧波形6063）。
在高负荷中旋转区域（2），发动机1在比理论空燃比浓厚的状态下对混合气执行SPCCI燃烧动作，因此高负荷中旋转区域（2）可以被称为“SPCCI λ≤1区域”。
（高负荷低旋转区域（3））
在发动机1的转速低的情况下，曲轴角仅改变1°所需的时间变长。在高负荷低旋转区域（3），与高负荷中旋转区域（2）相同地例如在进气行程以及压缩行程前半期向燃烧室17内喷射燃料时，燃料的反应过度进行，存在过早着火的担忧。发动机1在高负荷低旋转区域（3）运行时，难以执行上述SPCCI燃烧动作。
因此，发动机1在高负荷低旋转区域（3）运行时，发动机1不执行SPCCI燃烧动作，而执行SI燃烧动作。
发动机1在高负荷低旋转区域（3）中的运行状态604下运行时，喷射器6在进气行程当中以及从压缩行程末期至膨胀行程初期的延迟期间的各正时，向燃烧室17内喷射燃料（参照符号6044、6045）。像这样，分两次喷射燃料，能够减少在延迟期间内喷射的燃料量。通过在进气行程中喷射燃料（参照符号6044），以此能够充分确保混合气的形成时间。而且，在延迟期间喷射燃料（参照符号6045），以此能够在临近点火前提高燃烧室17内的流动，因此有利于SI燃烧的稳定化。该燃料喷射的形态在发动机1的几何压缩比的值较低时尤其有效。
火花塞25在喷射燃料后，在压缩上死点附近的正时对混合气点火（参照符号6042）。火花塞25例如可以在压缩上死点后进行点火。混合气在膨胀行程中进行SI燃烧。SI燃烧在膨胀行程中开始，因此CI燃烧不会开始（参照燃烧波形6043）。
在高负荷低旋转区域（3），发动机1在从压缩行程末期至膨胀行程初期的延迟期间喷射燃料从而执行SI燃烧动作，因此高负荷低旋转区域（3）可以被称为“延迟-SI区域”。
（高旋转区域（4））
当发动机1的转速较高时，曲轴角仅变化1°所需的时间变短。因此，例如在高负荷区域中的高旋转区域，在压缩行程中进行分次喷射，从而难以在燃烧室17内实现混合气的成层化。即，当发动机1的转速增高时，难以执行上述SPCCI燃烧动作。因此，发动机1在高旋转区域（4）运行时，发动机1执行SI燃烧动作而不执行SPCCI燃烧动作。另外，高旋转区域（4）从低负荷至高负荷的负荷方向全区域上扩展。
图6中符号605示出发动机1在高旋转区域（4）中负荷高的区域运行时的燃料喷射时期（参照符号6051）及点火时期（参照符号6052），以及燃烧波形（参照符号6053）的各自一个示例。
EGR系统55在发动机1的运行状态位于高旋转区域（4）时，EGR气体被导入至燃烧室17内。发动机1中，随着负荷的增高而减少EGR气体的量。在全开负荷中，只要将EGR气体设为“0”即可。
发动机1在高旋转区域（4）运行时，使涡流控制阀（SCV）56全开。在燃烧室17内不产生涡流，仅产生湍流。通过使涡流控制阀56全开，以此能够在高旋转区域（4）提高填充效率，并且能够减少泵损失。
发动机1在高旋转区域（4）运行时，混合气空燃比（A/F）的值在整个燃烧室17中基本上为理论空燃比（A/F＝14.7）。即，混合气的空气过剩率λ只要1.0±0.2即可。另外，在高旋转区域（4）内包含全开负荷的高负荷区域，也可以使混合气的空气过剩率λ小于1。
发动机1在高旋转区域（4）运行时，喷射器6在进气行程中开始燃料喷射。喷射器6为使燃料一次喷射。另外，图6中符号6051例示发动机1的负荷高且燃料喷射量多时的燃料的喷射状态，并且燃料的喷射期间随着燃料的喷射量而变化。通过在进气行程中开始燃料喷射，以此可以在燃烧室17中形成均质或大致均质的混合气。又，在发动机1的转速高时，将燃料的气化时间尽量确保得较长，因此还能谋求未燃损失的减少以及抑制黑烟的产生。
火花塞25在燃料喷射终止后，在压缩上死点前的适当正时对混合气进行点火（参照符号6052）。
在高旋转区域（4），发动机1在进气行程中开始燃料喷射并执行SI燃烧动作，因此高旋转区域（4）可以被称为“进气-SI区域”。
（低负荷区域（1）-1中的“减缸运行”）
在本实施形态中，如图5所示，在低负荷区域（1）-1（在这里，为了方便称为“层3”。）中最低的低负荷区域执行减缸运行。如果以轴平均有效压力（BMEP；Break Mean EffectivePressure）表示，则层3中最低的低负荷区域例如可以是200kPa以下的区域。另外，轴平均有效压力并不表示负荷本身，而该BMEP乘以排气量得到的值与轴转矩成比例。
像这样，BMEP例如在200kPa以下的运行区域，发动机1燃烧时的节气门损失（泵损失）增大，因此执行多汽缸中的一部分、作为一个示例四汽缸中的两个汽缸被停止的减缸运行（停缸运行）。此时，停止中的汽缸的节气门43处于打开的状态。又，对于工作中的汽缸，可以将混合气的压缩比（几何压缩比）的值设定为如上所述的13.0以上，设定得比较高。
通过这样的减缸运行，对于运行中的其他两个汽缸而言，各自的负荷增高，因此能够抑制节气门损失。
另外，对于停止中的汽缸，可以使进气门以及排气门处于工作的状态。如此一来，无需设置阀停止机构，因此能够降低可减缸运行的发动机的制造成本。
尽管在减缸运行中不进行通过增压器44的增压，但是可以使增压器44的电磁离合器45保持接合的状态。这是因为，无论发动机1的转速如何，预先连接电磁离合器45这种方式有利于减少电磁离合器45的接合与脱开导致的机械负荷。
又，如图5中映射图502所示，在减缸运行中，相对于工作中的汽缸，也可以产生涡流。在该情况下，也可以将涡流中的涡流比的值设定为4以上。借助于此，可以稳定地执行空气过剩率λ＞1、即A/F稀薄的SI燃烧，而且，能够增强产生于燃烧室内的涡流，因此能够使SI燃烧进一步稳定化。
当向燃烧室的进气温度小于规定值时，代替减缸运行可以执行全缸运行。借助于此，消除了进气温度为低温的情况下SI燃烧的不稳定，因此能够抑制后续CI燃烧的燃烧时期的延迟。
此外，当发动机1的冷却水水温小于规定值的情况下，也可以代替减缸运行而执行全缸运行。借助于此，在全缸运行中，与减缸运行情况相比，能快速消除位于燃烧室内壁面以及其附近的尾气（未燃混合气）的冷却，因此能够抑制CI燃烧的燃烧开始时期的延迟。
又，如图5所示，在中负荷区域（1）-2（在这里，为了方便而称为“层2”。），通过与理论空燃比的值相等的空燃比（即λ=1），执行SI燃烧以及接着该SI燃烧进行的CI燃烧。
在这里，根据发动机1的运行状态，从与空气过剩率λ＝1相同的空燃比进行的层2转移至层3的情况下，也可以设定为不执行减缸运行。即，发动机1在层3以与λ＝1相当的值运行的情况下，即便过度至层3也不会过度至减缸运行，而以该状态继续进行全缸运行。借助于此，能够抑制控制向减缸运行过度时的NOx的产生。
接着，参照附图说明层2以及层3中负荷与燃料量之间的关系。
图7～图9示出包含减缸运行（汽缸停止）的层3、和层2中的第一喷射时期、第二喷射时期以及第三喷射时期与各负荷之间关系的一个示例。又，图10～图12示出多个燃料喷射时期中各时期的每一个循环中燃料量与负荷之间关系的一个示例。在这里，图7～图12各图表中的发动机1转速例如为3500rpm。这一点在后述的图13～图16中也一样。
如图7所示，例如三次喷射时期中第一喷射时期在层3的执行全缸运行的低负荷区域中，可以位于压缩上死点前（bTDC）约88°CA。在过度至执行更低负荷汽缸停止的层3的负荷正时，第一喷射时期可以是压缩上死点前约320°CA，并且提前至进气行程的初期阶段。随着负荷的降低，该第一喷射时期可以延迟至压缩上死点前约90°CA。
另一方面，第一喷射燃料量如图10所示在执行全缸运行的层3中，随着负荷降低而减少，在过度至汽缸停止的负荷时刻，增大至约6倍。随着负荷进一步降低，该第一喷射燃料量也减少。
如图8所示，在三次喷射时期中第二喷射时期在层3的执行全缸运行的低负荷区域，可以位于压缩上死点前约60°CA～50°CA。在过度至执行更低负荷的汽缸停止的层3的负荷时刻，第二喷射时期可以位于压缩上死前约250°CA。随着负荷降低，该第二喷射时期可以延迟至压缩上死点前约60°CA。
另一方面，第二喷射燃料量如图11所示在层3中执行全缸运行的低负荷区域减少，在过度至汽缸停止的负荷时刻，进一步减少一层。随着负荷进一步降低，该第二喷射燃料量反而增大。
如图9所示，三次喷射时期中第三喷射时期在层3中执行全缸运行的低负荷区域，可位于压缩上死点前约45°CA。在过度至执行更低负荷的汽缸停止的层3的负荷时刻，第三喷射时期可以位于压缩上死点前约200°CA。随着负荷降低，该第三喷射时期可以延迟至压缩上死点前约55°CA。
另一方面，第三喷射燃料量如图12所示在层3的执行全缸运行的低负荷区域减少，在过度至汽缸停止的负荷时刻，进一步减少一阶。随着负荷进一步降低，该第三喷射燃料量反而增大。
图13示出每行程的从第一喷射燃料量至第三喷射燃料量的加和得到的总燃料量与负荷之间的关系。如图13所示，从第一喷射燃料量至第三喷射燃料量的每行程的总燃料量在过度至汽缸停止的负荷时刻增大。借助于此，减缸运行、即第二汽缸运行中的节气门损失得到抑制，并且在不利于SPCCI燃烧的低负荷区域中，也可以使空燃比A/F稀薄化而实现稳定的SPCCI燃烧。
图14示出层2以及层3中轴平均有效压力（与负荷相当的值）与排气门闭合正时（EVC）之间关系的一个示例，图15示出层2以及层3中轴平均有效压力（与负荷相当的值）与进气门打开正时（IVO）之间关系的一个示例。而且，图16中示出层2以及层3中轴平均有效压力（与负荷相当）与外部EGR添加率之间关系的一个示例。
排气门闭合正时如图14所示，在层3中上死点后的闭合正时与层2中上死点后的闭合正时相比，早闭合一半左右。
相对于此，进气门打开正时如图15所示在层2以及包含汽缸停止的层3中，均设定为一定值。
又，如图16所示，外部EGR的添加率在层2中逐渐减少至与层3的邻接区域。另一方面，包含汽缸停止的层3从整体上为0%，因此不添加外部EGR。
（发动机的汽缸停止的控制程序）
接着，参照图17的流程图说明由ECU10执行的发动机1的运行控制。首先，在开始后的步骤S21中，图4所示的ECU10读取各传感器SW1～SW17、SW20～SW24、SW31、SW51、SW101、SW102以及SW161的各信号。ECU10在后续的步骤S22中，判断发动机1的运行区域。在这里，判定运行区域是否为图5所示的层3、具体而言是否为低负荷区域（1）-1（SPCCI λ＞1区域），此外，在位于层3时，判定进气温度以及冷却水的温度是否均为规定值以上。在不为层3的情况下，以及即便是层3但进气温度以及冷却水温中任意一方为小于规定值，则返回至步骤S21。
如果运行区域为层3，且进气温度以及冷却水温中的任意一方均为规定值以上，则进行下一个步骤S23。
在步骤S23中，判定是否为减缸运行（汽缸停止运行）区域。作为一个示例，对于是否为减缸运行区域的判定，根据BMEP是否为200kPa以下来进行判定。具体而言，例如可以使用加速器开度传感器SW12和/或节气门开度传感器SW17等进行判定。
在这里，当判定为减缸运行区域的情况下，进行下一个步骤S24。在步骤S24中，ECU10如上所述对涡流控制阀56以其开度为开口比率达到0％～15％的形式输出控制信号。借助于此，涡流比的值为4以上且6以下。
接着，在步骤S25中实施减缸运行。即，ECU10对燃料供给系统61以例如对四汽缸中规定的两个汽缸停止燃料供给的形式输出控制信号。此外，ECU10对于继续运行的其他两个汽缸，根据图7～图9所示的总共三次的喷射时期、和图10～图12所示的其对应的喷射时期的燃料量喷射燃料。之后，回到步骤21。
（其他实施形态）
另外，在这里公开的技术不限于应用于上述结构的发动机1。发动机1的结构可以采用各种结构。
又，发动机1可具备涡轮增压器以代替机械式增压器44。

Claims (6)

1.一种压缩着火式发动机的控制装置，其特征在于，
具备：
具有多个汽缸且各自具有燃烧室的发动机；
配置于各所述燃烧室的点火部；
面临各所述燃烧室配置的燃料喷射部；和
与所述点火部以及燃料喷射部连接，且分别向所述点火部以及燃料喷射部输出控制信号的控制部；
所述控制部，在所述发动机以比规定负荷高的高负荷运行时，向所述多个汽缸的全体供给燃料并执行全缸运行，另一方面，在以所述规定负荷以下运行时，向所述多个汽缸中一部分供给燃料并执行减缸运行；
所述控制部在所述减缸运行中，使所述燃料喷射部对所述多个汽缸中一部分喷射燃料，并且以对产生的混合气点火的形式控制所述点火部；
所述发动机设定为比理论空燃比的值大的空燃比以及规定值以上的高压缩比，以此通过所述点火部的点火使混合气开始通过火焰传播的SI燃烧，之后，使未燃混合气执行通过压缩着火的CI燃烧；
所述发动机在所述规定负荷以下运行时，所述控制部对第一燃烧模式、和第二燃烧模式进行切换，
所述第一燃烧模式为以与理论空燃比的值相等的空燃比执行SI燃烧以及接着该SI燃烧进行的CI燃烧，
所述第二模式是以大于理论空燃比的空燃比执行SI燃烧以及接着该SI燃烧进行的CI燃烧；
所述发动机在所述第一燃烧模式下运行时，不执行减缸运行。
2.根据权利要求1所述的压缩着火式发动机的控制装置，其特征在于，
所述控制部在减缸运行中成为使所述多个汽缸中剩余部分的进气门以及排气门执行工作的状态。
3.根据权利要求1或2所述的压缩着火式发动机的控制装置，其特征在于，
在向所述燃烧室的进气温度小于规定值的情况下，所述控制部取代减缸运行而执行全缸运行。
4.根据权利要求1或2所述的压缩着火式发动机的控制装置，其特征在于，
在所述发动机的冷却水的水温小于规定值的情况下，所述控制部取代减缸运行而执行全缸运行。
5.根据权利要求1或2所述的压缩着火式发动机的控制装置，其特征在于，
还具备在所述燃烧室内分别产生涡流的涡流发生部；
所述控制部在减缸运行中使所述涡流发生部在所述燃烧室内产生涡流。
6.根据权利要求5所述的压缩着火式发动机的控制装置，其特征在于，
所述涡流中的涡流比的值为4以上。
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