JP2004116446A - 可変燃焼方法エンジンにおける燃焼方法の切換制御 - Google Patents

Abstract

【課題】火花点火と自着火とを併用するエンジンにおいて、自着火への切り換えの安定化、迅速化を図る。
【解決手段】回転数および要求負荷に応じて、エンジンの燃焼方式を、２サイクル自着火、４サイクル火花点火で切り換える。火花点火から自着火への切り換え時において、排気温度が低い場合には、自着火を安定して実現するため、圧縮端温度を上昇させるための処理を適用する。排気温度が高い場合には、この処理をスキップする。排気温度に基づき、圧縮端温度上昇処理の要否を判断することで、自着火を安定して開始させるとともに、速やかな切り換えを実現することができる。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼方法を変更可能なエンジンの運転制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にエンジンにおける混合気の燃焼は、火花点火と自着火の２通りがある。火花点火とは、点火プラグで点火することにより、混合気を燃焼する方法である。自着火とは、混合気を圧縮してガソリンの発火点に至るまで高温にすることにより、混合気を発火させ、燃焼する方法である。自着火の方がエネルギ効率に優れているが、自着火を安定的に行わせるためには燃料と空気の割合などの条件が比較的厳しい。こうした特性を考慮して、エンジンの運転領域に応じて、火花点火と自着火とを使い分ける技術が提案されている。また、火花点火から自着火への切換時に、自着火を安定して開始させるため、燃焼室内の条件を整えるための付加的な操作も種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、自着火を切り換える際に吸気加熱するとともに、その後はノッキングの有無に応じて吸気温度をフィードバック制御する技術が開示されている。特許文献２には、自着火への切換時に、作動ガス温度を上昇させる技術が開示されている。特許文献３には、自着火への切換時に、排気環流（以下、ＥＧＲという）の量を増大して、吸気加熱する技術が開示されている。特許文献４には、自着火への切換時に、バルブタイミングを制御して実効圧縮比を高めると共に、内部ＥＧＲを増大する技術が開示されている。特許文献５には、自着火への切換時に、点火時期を遅角制御する技術が開示されている。特許文献６には、自着火と火花点火を併用することにより、両者の切換を円滑に行う技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−６２５８９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１９２８２８号公報
【特許文献３】
特開平１１−６４３５号公報
【特許文献４】
特開平１１−２８０５０４号公報
【特許文献５】
特開平１１−３３６６４７号公報
【特許文献６】
特開２０００−３１４３１８号公報
【特許文献７】
特開平１０−１０３０９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン出力の応答性向上のためには、火花点火から自着火への切換は、速やかに完了することが好ましい。従来は、自着火への切換時に、種々の付加的な操作を実行していたため、自着火本来の運転が開始されるまでの切換処理に時間を要する場合があった。本発明は、エンジンの燃焼方法の切り換えに要する時間の短縮化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するため、本発明では、燃焼方法を変更可能なエンジンの運転を制御する制御装置を次の通り構成する。本発明の制御装置は、点火プラグを用いた火花点火によって燃料を燃焼する火花点火運転と、燃料の自着火によって燃料を燃焼する自着火運転とを切り換えて、エンジンを運転する。火花点火から自着火への切換時には、自着火における圧縮端温度を上昇させるための遷移動作をエンジンに行わせることもできる。火花点火から自着火への切換に際し、制御装置は、エンジンの運転状態を入力し、この運転状態に基づいて遷移動作を適用するか否かを切り換える。例えば、自着火を起こさせることができる程度の圧縮端温度が達成可能な運転状態にある場合には、遷移動作を省略することができる。
【０００７】
このように運転状態に基づいて、遷移動作を省略することにより、自着火を安定して開始させつつ、速やかに移行させることができる。また、自着火への移行に際し、圧縮端温度を上昇させるための不要な処理に要するエネルギ消費を抑制することができ、エネルギ効率を向上することができる。
【０００８】
本発明において、運転状態は、エンジンの温度に関連した状態量、エンジンへの吸気に関する状態量、エンジンからの排気に関する状態量など、種々のパラメータによって表すことができる。エンジンの温度に関連した状態量には、エンジン水温、潤滑油温、燃焼室の壁面温度が含まれる。吸気に関する状態量には、吸気管温度、吸気温度、過給圧が含まれる。排気に関する状態量には、排気温度、エンジンの圧縮比が含まれる。これらのパラメータを単独で用いても良いし、組み合わせて用いても良い。これらのパラメータに基づいて遷移動作の要否を判定する際、判定基準となる値は、一定値としてもよいし、エンジンの運転状態に応じて変動する値としてもよい。
【０００９】
本発明の遷移動作には、種々の処理を適用可能である。例えば、自着火を誘発するための火花点火を行うものとしてもよい。
【００１０】
エンジンの内部ＥＧＲ量の一時的な増加を行うものとしてもよい。内部ＥＧＲ量は、例えば、排気弁を早めに閉じるとともに吸気弁を早めに開くバルブ制御を行うことにより、増加させることができる。
【００１１】
エンジンの内部ＥＧＲの一時的な昇温を行うものとしてもよい。内部ＥＧＲの温度は、例えば、点火時期を遅角制御したり、混合気の量を増やしたりすることで上昇させることができる。低回転低負荷領域で混合気をリッチ化したり、高回転高負荷領域で混合気をリーン化したりしてもよい。
【００１２】
エンジンへの吸気の一時的な昇温を行っても良い。吸気は、例えば、ヒータ等による吸気加熱、外部ＥＧＲの導入、吸気弁を早めに閉じる等の方法による実圧縮比の向上によって上昇させることができる。上述の各処理は、単独で適用しても良いし、組み合わせて適用してもよい。
【００１３】
本発明は、エンジンの運転サイクルを変化させるか否かに関わらず適用可能であり、例えば、火花点火による４サイクル運転と、自着火による２サイクル運転の切換を行う場合にも適用可能である。一般に、燃焼室内を自着火に適した高い温度に維持することができる点、圧縮端温度を高めるために排気を残留させることができる点などで、自着火には２サイクルの方が好ましい。自着火で２サイクル運転を行う場合には、切換後の初回燃焼が適正に行われれば、その後の燃焼もほぼ安定して行われる。本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて遷移動作を適用することにより、初回燃焼の安定化と、速やかな切換とを両立することができる。
【００１４】
本発明は、エンジンの制御装置としての態様に限らず、制御方法として構成してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき、以下の順序で説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．制御マップ：
Ｃ．運転制御：
Ｄ．４Ｃ→２Ｃ切換処理：
Ｅ．変形例：
【００１６】
Ａ．装置構成：
図１は実施例としてのエンジンシステムを示す説明図である。本実施例のエンジンシステムは、車両に搭載された３気筒のエンジンと、その運転を制御する制御ユニット１００から構成される。図中では、説明の便宜上、エンジンの各気筒に、＃１〜＃３の記号を付した。
【００１７】
制御ユニット１００は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに備えられたプログラムに従って、ソフトウェア的にエンジンの動作を制御する。制御ユニット１００には、この制御を行うために種々の信号が入出力される。図中では、代表的なもののみを示した。入力信号としては、アクセル開度センサ２１によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量、回転数センサ２３によって検出されるエンジンの回転数、排気温センサ２４によって検出される排気温度などが含まれる。出力信号については、エンジンの構成と併せて順次説明する。
【００１８】
＃１の気筒を例にとって、エンジンの構造を説明する。エンジンは、燃焼室で燃料を燃焼させて動力を出力する。燃焼室に空気を吸入するための吸気管１７には、吸気弁１１が設けられている。空気は、吸気弁１１が開いている間、燃焼室に導入される。本実施例では、吸気弁１１の開閉は、制御ユニット１００からの制御信号に基づき、電磁駆動されるアクチュエータ１４によって制御される。
【００１９】
吸気管１７には、燃料を噴射するためのインジェクタ１６が設けられている。本実施例では、気筒内に直接燃料を噴射するいわゆる直噴タイプのエンジンを例示しているが、吸気管内に噴射するいわゆるポート噴射タイプのエンジンを用いても構わない。制御ユニット１００は、吸入空気量に応じてインジェクタ１６を制御し、正常な燃焼が行われるよう適量の燃料を噴射させる。
【００２０】
燃焼室内には、点火プラグ１３が設けられている。燃料と空気との混合気は、燃焼室内で圧縮された後、点火プラグ１３によって点火される。制御ユニット１００は、エンジンの回転数、要求負荷等に応じて、点火時期を制御する。
【００２１】
燃焼後の排気は、排気管１８から排出される。排気管１８には、排気弁１２が設けられている。排気弁１２の開閉は、電磁駆動されるアクチュエータ１５によって制御される。
【００２２】
煩雑化を避けるため、図示を省略したが、＃２〜＃３の気筒も、＃１と同様の構造である。
【００２３】
エンジンから出力される動力は、燃焼室への吸気量によって変動する。本実施例では、吸気量は、吸気管１７の負圧によって制御される。＃１〜＃３の吸気管は、上流でインテークマニホールド１１１に接続されている。インテークマニホールドの上流の吸気管内には、スロットル弁２２が設けられている。制御ユニット１００がスロットル弁２２の開度を制御すると、吸気管の負圧が変動し、吸入空気量が変動する。例えば、スロットル弁２２がほぼ全開の場合には、吸気管内は大気圧となり、燃焼室内に吸気されやすくなるため、吸気量が大きくなる。スロットル弁２２を絞ると、吸気管内は大気圧よりも低い負圧となるため、燃焼室への吸気量は抑制される。この他、吸気量は、スロットル弁２２の開度の他、吸気弁１１が開いている期間およびリフト量によっても制御可能である。スロットル弁２２の他、吸気弁１１を用いた吸気量制御を併用してもよい。
【００２４】
スロットル弁２２の上流側には、吸気管の圧力を大気圧よりも高めることによって、吸気を促進する過給器１１２が設けられている。過給器１１２には、ターボ、スーパーチャージャなど、種々のタイプを適用可能である。
【００２５】
Ｂ．制御マップ：
図２はエンジンの制御に利用される制御マップを示す説明図である。各マップは、制御ユニット１００に予め記憶されている。
【００２６】
本実施例のエンジンは、２サイクル、４サイクルの２種類を使い分けて運転する。本実施例のエンジンは、＃１〜＃３の３つの気筒を有しており、クランクシャフトを円滑に回転させるために、各気筒において燃焼を行う順序が次の通り設定されている。
４サイクル運転時…＃３→＃２→＃１；
２サイクル運転時…＃１→＃２→＃３；
【００２７】
制御ユニット１００には、エンジンの運転を制御するために、多種多様なマップを備えているが、図中には、運転サイクルの使い分けを実現するために使用されるマップを示した。エンジンの運転制御を行うメインルーチンに相当する運転制御部１０１は、エンジンの回転数、アクセル開度、エンジンの水温などのパラメータに基づき、各種マップを参照して、燃料噴射量、点火時期、バルブタイミング、吸気量などを制御する。
【００２８】
バルブ制御マップ１０６は、各サイクルでの運転時における吸気弁および排気弁の開閉タイミングの基準値を与えるマップである。吸気弁、排気弁の開閉タイミングは、各サイクルで固定ではなく、この基準値に対して、エンジンの回転数、要求負荷などに応じた補正が加えられる。
【００２９】
図中の各符号は、次の事項を意味する。
破線…吸気弁が開いている期間；　実線…排気弁が開いている期間；
ＴＤＣ…上死点；　ＢＤＣ…下死点；
Ｐｏ…爆発行程；　Ｅｘ…排気行程および掃気行程；
Ｉｎ…吸気行程；　Ｃｏ…圧縮行程；
★…点火または自着火；
【００３０】
４サイクルでは、ピストンがＴＤＣからＢＤＣに移行する行程、またはＢＤＣからＴＤＣに移行する行程に、ほぼ対応して、いずれかの燃焼行程を実行する。
【００３１】
２サイクルでは、爆発行程においてピストンがＴＤＣからＢＤＣに移行する途中で、排気弁を開き排気行程を開始する。燃焼ガスは高圧であるため、シリンダ容積が拡大している最中でも、排気弁を開くことにより、排気が行われる。次に、ＢＤＣ近傍で、排気弁を開いた状態で、吸気弁を開く。吸気管１７の圧力は過給器１１２によって十分高められているから、吸気弁を開くことにより、吸気が行われる。この吸気は燃焼ガスを排気する作用も奏するため、排気弁と吸気弁の双方が開いている期間を掃気行程と称することもある。本実施例では、排気行程と掃気行程とを併せて、単に排気行程と称するものとする。吸気弁が、ピストンがＢＤＣからＴＤＣに移行する途中で閉じることにより、吸気行程が完了し、圧縮行程が開始される。ＴＤＣ近傍で、混合気は、燃焼し、爆発行程が始まる。
【００３２】
４サイクルから２サイクルへの遷移運転（図中の「４Ｃ→２Ｃ遷移」）では、４サイクルと同様、エンジンが２回転する間に１回の割合で点火を行う。吸気弁の開期間は、４サイクル時よりも短く設定される。この開期間は、燃焼室内の混合気が２サイクル運転時の初回燃焼を実現可能な状態となるよう調整された期間である。本実施例では、排気弁は４サイクル時と同じ開期間としたが、吸気弁と同様に調整してもよい。
【００３３】
一般にエンジンにおける混合気の燃焼は、火花点火と自着火の２通りがある。火花点火とは、点火プラグで点火することにより、混合気を燃焼する方法である。自着火とは、混合気を圧縮してガソリンの発火点に至るまで高温にすることにより、混合気を発火させ、燃焼する方法である。ガソリンに代えて、軽油その他の代替燃料を用いてもよい。自着火では、点火プラグによる点火は不要であるが、発火を促進する等の目的で補助的に点火プラグを使用してもよい。本実施例では、４サイクルは火花点火、２サイクルは自着火を適用するものとした。
【００３４】
サイクルマップ１０２は、エンジンの回転数および負荷に応じて、運転サイクルを決定するためのマップである。本実施例では、中負荷、中回転数領域で２サイクル、その他の領域で４サイクルを適用するものとした。各領域の境界近傍でサイクルが頻繁に切り替わることを回避するため、各領域間には、ヒステリシスが設けられている。サイクルマップ１０２は、各サイクルでの特徴を考慮して、種々の設定が可能である。
【００３５】
燃料噴射量マップ１０３は、エンジンの回転数および負荷に応じて、燃料噴射量を決定するためのマップである。図中には、燃料噴射量一定の複数の曲線を示した。燃料噴射量には、理想的な空燃比を実現するよう、吸気量に応じた補正を考慮してもよい。燃料噴射量マップ１０３は、２サイクル、４サイクルに対して、個別に用意される。
【００３６】
点火時期マップ１０４は、エンジンの回転数および負荷に応じて、点火時期の基準値を与えるためのマップである。点火時期は、ＴＤＣからのクランクシャフトの進角量で与えることができる。点火時期には、この基準値から、ノッキングの有無等に基づく補正を加えてもよい。先に説明した通り、２サイクルでは自着火を適用しているため、点火時期マップ１０４は、４サイクルに対して用意される。
【００３７】
吸気量マップ１０５は、エンジンの回転数および負荷に応じて、吸気量を決定するためのマップである。吸気量マップ１０５は、２サイクル、４サイクルに対して、個別に用意される。
【００３８】
上述した各マップについては、エンジン水温などをパラメータに含めて、多次元的に設定してもよい。
【００３９】
Ｃ．運転制御：
図３は運転サイクルの切換タイミングを示す説明図である。エンジンの運転中に制御ユニット１００が繰り返し実行する処理である。この処理が開始されると、制御ユニット１００は、アクセル開度、回転数など制御に必要なパラメータ値を入力する（ステップＳ１０）。エンジンが暖機済みである場合には、これらのパラメータ値に基づき、サイクルマップ１０２を参照して、エンジンの運転サイクルを決定する（ステップＳ１２）。エンジンが未暖機の場合には、自着火が困難であるため、アクセル開度、回転数に関わらず、４サイクル運転を行う。
【００４０】
こうして決定された運転サイクルと現状の運転サイクルとの異同に基づいて、制御ユニット１００は、運転サイクルの切換の要否を判断する（ステップＳ１４）。４サイクル運転中に、２サイクル運転を行うよう決定された場合には、「４Ｃ→２Ｃ切換処理」を実行する（ステップＳ２０）。２サイクル運転中に、４サイクル運転を行うよう決定された場合には、「２Ｃ→４Ｃ切換処理」を実行する（ステップＳ４０）。これらの処理内容については、後述する。切換不要と判断された場合には、これらの処理は、スキップされる。
【００４１】
こうして、運転サイクルが決まると、制御ユニット１００は、運転サイクル、アクセル開度、回転数に応じて、先に図２に示した各マップを参照して、エンジンの出力制御を行う（ステップＳ６０）。
【００４２】
Ｄ．４Ｃ→２Ｃ切換処理：
図４は４サイクル運転から２サイクル運転への切換シーケンスを例示する説明図である。＃１〜＃３の各気筒の運転状態の時間変化を示した。本実施例では、４サイクルから、図２で説明した遷移運転を経て２サイクルに遷移する。この遷移は、各気筒につき、４サイクルの爆発行程から開始される。
【００４３】
図示する通り、＃１〜＃３が４サイクル運転されている最中に、＃１気筒の排気行程の途中で切換指示が行われたものとする。この時、＃２気筒は圧縮行程の途中であり、＃３気筒は爆発行程の途中である。遷移運転への切り換えは、爆発行程から開始されるから、図の例では、＃３気筒で最も早く遷移運転が開始される。遷移運転の期間をハッチングで図示した。遷移運転中は、先に示した通り、吸気弁の開き期間の制御によって、２サイクル運転時の初回燃焼が安定して実現可能な状態に、燃焼室内の雰囲気が整えられる。４サイクルでは「＃３→＃２→＃１」の順序で燃焼が行われるから、遷移運転にも、この順序で移行する。こうしてエンジンが２回転する期間に相当する遷移運転が終了すると、各気筒はそれぞれ２サイクル運転に移行する。区間Ｄでは、燃焼順序は、「＃３→＃２→＃３→＃１→＃２→＃３」という変則的な順序となるが、その後は、２サイクル運転の正常な燃焼順序「＃１→＃２→＃３」が実現される。図４には、切換の一例を示したが、切換指示がいかなるタイミングで行われても、同様の考え方により、順次、運転サイクルを切り換えることができる。
【００４４】
図５は「４Ｃ→２Ｃ切換処理」のフローチャートである。図４で説明した切換を実現するための処理内容を示した。制御ユニット１００は、この処理を＃１〜＃３の気筒それぞれについて実行する。
【００４５】
処理が開始されると、制御ユニット１００は、処理対象となっている気筒について、現状の運転サイクルについて判断する（ステップＳ２１）。２サイクル運転をしている場合には、切り換え不要と判断して、２サイクル運転を継続する（ステップＳ２９）。４サイクル運転をしている場合には、爆発行程において、遷移運転への移行を行う（ステップＳ２３）。その他の行程中である場合には、４サイクル運転を継続する（ステップＳ２７）。
【００４６】
遷移運転をしている場合には、遷移運転が完了すれば、２サイクル運転への移行を行う（ステップＳ２２、Ｓ２９）。未完了の場合には、遷移運転を継続する（ステップＳ２２）。本実施例では、遷移運転の期間をエンジン２回転に相当する期間と設定しているため、遷移運転を開始した後の回転数によって、遷移運転の完了を判断することができる。遷移運転の期間を予め規定せず、圧縮端温度に関するパラメータ、例えば、排気温度などが、２サイクル運転に適した条件を満足しているか否かによって、遷移運転の完了を判断してもよい。
【００４７】
遷移運転を行う場合、制御ユニット１００は、排気温度Ｔｅｘを入力する（ステップＳ２４）。この排気温度Ｔｅｘが予め設定された基準温度Ｔｌｉｍに満たない場合には（ステップＳ２５）、圧縮端温度上昇処理を実行する（ステップＳ２６）。排気温度Ｔｅｘが基準温度Ｔｌｉｍ以上の場合には、この処理はスキップされる。
【００４８】
圧縮端温度上昇処理とは、気筒内でピストンが上死点に来た時点の混合気の温度を上昇させるための処理である。自着火を行うためには、圧縮端温度が所定値以上である必要があり、排気温度Ｔｅｘが十分高くない場合には、この条件を満足しない可能性がある。従って、圧縮端温度を十分に高めるための処理を施して、自着火の誘発を図る。基準温度Ｔｌｉｍは、このような圧縮端温度上昇処理を施さなくても自着火に必要な圧縮端温度が実現されるか否かの判断基準値であり、エンジンに応じて、実験等に基づき設定することができる。基準値Ｔｌｉｍは、一定値としてもよいし、エンジンの運転状態に応じて変動する値としてもよい。
【００４９】
圧縮端温度上昇処理は、種々の態様で行うことができる。本実施例では、内部ＥＧＲ量を増量する方法を採るものとした。本実施例では、図２の遷移運転中のバルブタイミングを基準として、排気弁を早めに閉じるとともに、吸気弁を早めに開くことにより、内部ＥＧＲ量を増大させるものとした。
【００５０】
制御ユニット１００は、以上の判断結果に基づき、４サイクル運転（ステップＳ２７）、遷移運転（ステップＳ２８）、２サイクル運転（ステップＳ２９）のいずれかを実行する。制御ユニット１００は、運転サイクルの遷移時におけるトルクショックを緩和するため、各気筒について、各運転時の目標出力を次の通り設定する。
【００５１】
４サイクル運転時、２サイクル運手時には、回転数、アクセル開度に応じて定まる総出力が得られるよう、各気筒の目標出力が均等に設定される。２サイクル運転時には４サイクル運転時の倍の頻度で爆発行程が実行されるから、２サイクル運転時の各気筒の目標出力は４サイクル運転時の概ね半分程度となる。遷移運転中の目標出力は、４サイクル運転時の目標出力（以下、「４サイクル出力」と呼ぶ）と、２サイクル運転時の目標出力（以下、「２サイクル出力」と呼ぶ）の補間値に設定する。本実施例では、補間値として、両者の平均値、即ち、「（４サイクル出力＋２サイクル出力）／２」を用いた。
【００５２】
補間値は、遷移運転中に目標出力が、４サイクル出力から２サイクル出力に漸近するように、各気筒で異なる値としてもよい。例えば、目標出力の変化量ΔＰを設定し、ｎ番目（ｎは自然数）に遷移運転を開始する気筒の目標出力を、「４サイクル出力＋ｎ×ΔＰ」と設定することができる。変化量ΔＰを、「（２サイクル出力−４サイクル出力）／気筒数」と設定すれば、最後に遷移運転を行う気筒の目標出力は、２サイクル出力と一致する。変化量ΔＰを、「（２サイクル出力−４サイクル出力）／（気筒数＋１）」と設定すれば、遷移運転が完了した後、次に爆発行程を実行する気筒から、目標出力が２サイクル出力と一致するようになる。
【００５３】
図４の区間Ｄにおける＃３気筒のように、遷移運転中に変則的な順序で２サイクル運転が行われる場合には、この２サイクル運転も遷移運転の一過程とみなして、目標出力を設定してもよい。例えば、区間Ｄにおける目標出力を次の通り設定することができる。
＃３（遷移運転）の目標出力＝４サイクル出力＋ΔＰ；
＃２（遷移運転）の目標出力＝４サイクル出力＋２×ΔＰ；
＃３（２サイクル運転）の目標出力＝４サイクル出力＋３×ΔＰ；
＃１（遷移運転）の目標出力＝４サイクル出力＋４×ΔＰ；
＃２、＃３（２サイクル運転）の目標出力＝２サイクル出力；
ΔＰ＝（２サイクル出力−４サイクル出力）／５；
【００５４】
以上で説明した実施例のエンジンシステムによれば、４サイクル火花点火から２サイクル自着火への遷移時に、圧縮端温度上昇処理を行うことにより、自着火を安定して開始させることができる。この圧縮端温度上昇処理は、排気温度が高い場合には省略されるため、この場合には、自着火の本来の出力に素早く移行させることができる。こうして、本実施例のエンジンシステムでは、燃焼の安定と、速やかなサイクルの移行を両立することができる。
【００５５】
Ｅ．変形例：
本実施例については、種々の変形例としての構成が可能である。
（１）　実施例では、排気温度に基づいて、圧縮端温度上昇処理の有無を判断した。この判断には、排気温度に限らず、圧縮端温度に関連する種々のパラメータを用いることができる。例えば、エンジン水温、潤滑油温、燃焼室の壁面温度などエンジンの温度に関連した状態量としてもよい。吸気管温度、吸気温度、過給圧など吸気に関する状態量としてもよい。エンジンの圧縮比としてもよい。これらのパラメータを単独で用いても良いし、組み合わせて用いても良い。
【００５６】
（２）　実施例では、遷移運転時には、火花点火を行うものとした。圧縮端温度上昇処理が不要な場合には、自着火を開始できる状態にあるから、火花点火を省略してもよい。これは、自着火運転開始前の火花点火を、圧縮端温度上昇処理の一つとして扱うのと同等である。
【００５７】
（３）　実施例では、排気温度に関わらず遷移運転を介した後、２サイクル運転に移行する場合を例示した。これに対し、圧縮端温度上昇処理が不要な場合には、遷移運転を省略し、直接、２サイクル運転制御を開始してもよい。この場合でも、４サイクル運転での燃焼が完了した後の爆発行程から、２サイクル運転を開始することが好ましい。例えば、図５に示した処理において、爆発行程完了（ステップＳ２３）、かつ、排気温度Ｔｅｘが基準値Ｔｌｉｍ以上（ステップＳ２５）の条件が共に満たされる時に、２サイクル運転に移行すればよい。
【００５８】
（４）　圧縮端温度上昇処理は、実施例で例示した他、種々の処理を適用可能である。例えば、４サイクル運転時に比較して、点火時期を遅角制御してもよい。混合気の量を増やしてもよい。低回転低負荷領域で混合気をリッチ化したり、高回転高負荷領域で混合気をリーン化するように空燃比を変化させてもよい。これらの処理によって、内部ＥＧＲの一時的な昇温を行うことができ、圧縮端温度を上昇させることができる。
【００５９】
別の処理として、ヒータ等による吸気加熱、外部ＥＧＲの導入を行っても良い。外部ＥＧＲとは、排気管から排出された排気を吸気管側に環流することを意味する。外部ＥＧＲの途中に、排気温度を上昇させるヒータを設けても良い。これらの処理によって、吸気温度を上昇させることができ、圧縮端温度を上昇させることができる。
【００６０】
更に別の処理として、４サイクル運転時に比較して、実圧縮比を増大させてもよい。実圧縮比は、例えば、吸気弁のバルブタイミングを制御してもよいし、過給器による過給圧を増大させてもよい。機械的に圧縮比を変更可能な機構をエンジンに備えても良い。実圧縮比を増大させることによって、圧縮端温度を上昇させることができる。
【００６１】
これらの処理は、単独で用いても良いし、組み合わせて用いても良い。また、各処理は、オープンループ制御で実行してもよいし、排気温度など圧縮端温度に関するパラメータに基づいてフィードバック制御してもよい。
【００６２】
（５）　４サイクル火花運転と２サイクル自着火との切り換えを例示した。本発明は、エンジンの運転サイクルを変化させるか否かに関わらず適用可能である。
【００６３】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。例えば、以上の制御処理はソフトウェアで実現する他、ハードウェア的に実現するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としてのエンジンシステムを示す説明図である。
【図２】エンジンの制御に利用される制御マップを示す説明図である。
【図３】運転サイクルの切換タイミングを示す説明図である。
【図４】４サイクル運転から２サイクル運転への切換シーケンスを例示する説明図である。
【図５】「４Ｃ→２Ｃ切換処理」のフローチャートである。
【符号の説明】
１１…吸気弁
１２…排気弁
１３…点火プラグ
１４…アクチュエータ
１５、１６…アクチュエータ
１７…吸気管
１８…排気管
２１…アクセル開度センサ
２２…スロットル弁
２３…回転数センサ
２４…排気温センサ
１００…制御ユニット
１０１…運転制御部
１０２…サイクルマップ
１０３…燃料噴射量マップ
１０４…点火時期マップ
１０５…吸気量マップ
１０６…バルブ制御マップ
１１１…インテークマニホールド
１１２…過給器

Claims (5)

1. 燃焼方法を変更可能なエンジンの運転を制御する制御装置であって、
   点火プラグを用いた火花点火によって燃料を燃焼して前記エンジンを運転する火花点火運転制御部と、
   燃料の自着火によって燃料を燃焼して前記エンジンを運転する自着火運転制御部と、
   前記エンジンの運転状態を入力する運転状態入力部と、
   前記火花点火から自着火への切換時に、該自着火における圧縮端温度を上昇させるための遷移動作を前記エンジンに行わせる遷移制御部と、
   前記火花点火から自着火への切換に際し、前記運転状態に基づいて前記遷移動作を適用するか否かを切り換える切換制御部とを備える制御装置。
2. 請求項１記載の制御装置であって、
   前記運転状態は、前記エンジンの温度に関連した状態量、エンジンへの吸気に関する状態量、エンジンからの排気に関する状態量の少なくとも一つである制御装置。
3. 請求項１記載の制御装置であって、
   前記遷移動作は、前記自着火を誘発するための火花点火、前記エンジンの内部ＥＧＲ量の一時的な増加、前記エンジンの内部ＥＧＲの一時的な昇温、前記エンジンへの吸気の一時的な昇温の少なくとも一つである制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の制御装置であって、
   前記火花点火運転制御部は、前記エンジンを４サイクル運転し、
   前記自着火運転制御部は、前記エンジンを２サイクル運転する制御装置。
5. 燃焼方法を変更可能なエンジンの運転を制御する制御方法であって、
   点火プラグを用いた火花点火によって燃料を燃焼して前記エンジンを運転するステップと、
   燃料の自着火によって燃料を燃焼して前記エンジンを運転するステップと、
   前記エンジンの運転状態を入力するステップと、
   前記火花点火から自着火への切換時に、該自着火における圧縮端温度を上昇させるための遷移動作を前記エンジンに行わせるステップと、
   前記火花点火から自着火への切換に際し、前記運転状態に基づいて前記遷移動作を適用するか否かを切り換えるステップとを備える制御方法。

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