JP2007321684A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転方式を切り替える際に出力軸トルクが急激に変化して運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することが可能な内燃機関の制御装置を提供すること。
【解決手段】 この制御装置は、第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関１０に適用され、運転状態に基づいて決定された要求出力軸トルクに基づいて運転方式を選択し、選択された運転方式に基づいて電動式の過給機９２を制御する。制御装置は、取得された発電機９１の負荷に基づいて損失トルクを推定する。制御装置は、決定された要求出力軸トルクに推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクを決定し、混合ガスが燃焼することにより決定された目標図示トルクに対応する力がピストン２２に加えられるように各種の制御量を決定する。これにより、運転方式にかかわらず出力軸トルクを要求出力軸トルクに略一致させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力により駆動されるコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の運転方式である２サイクル自着火運転方式（２サイクル予混合圧縮自着火運転方式）と４サイクル火花点火運転方式とを切り替えて運転することが可能な内燃機関が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、コンプレッサを補助的に駆動するモータ（電動機）を有するターボ式過給機を備えた内燃機関が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。この内燃機関においては、排ガス（燃焼ガス、既燃ガス）のエネルギーが小さい低負荷運転時において、モータによりコンプレッサを駆動することにより、十分な過給が行われる。
特開２００４−３６５３８号公報 特開平６−１０６９４号公報

一般に、モータは、内燃機関のクランク軸により駆動される発電機（オルタネータ等）によって発生させられた電力により駆動される。従って、モータに要求される出力（例えば、回転速度）が大きくなるほど、発電機に要求される発電量が多くなる（発電機に対する負荷が大きくなる）ので発電機を駆動することにより生じるトルクであってクランク軸が内燃機関の運転に伴って回転する向きと逆向きのトルクである発電機消費トルクは大きくなる。

ところで、２サイクル自着火運転方式による運転に必要とされる過給圧と４サイクル火花点火運転方式による運転に必要とされる過給圧とは、クランク軸により内燃機関の外部に伝達される出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクが略同じ場合であっても、比較的大きく異なる。従って、低負荷運転時において運転方式が切り替わると、モータに要求される出力が大きく変化するので、上記発電機消費トルクが大きく変化する。

その結果、上記従来の内燃機関においては、低負荷運転時等において運転方式が切り替わる際、出力軸トルクが急激に変化して運転者等にトルクショックを感じさせてしまうという問題があった。また、このような問題は、上述した２サイクル自着火運転方式と４サイクル火花点火運転方式とを切り替えて運転する場合のみに限らず、４サイクル自着火運転方式と４サイクル火花点火運転方式とを切り替えて運転する場合や２サイクル自着火運転方式と４サイクル自着火運転方式とを切り替えて運転する場合等にも共通する問題である。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的の一つは、運転方式を切り替える際に出力軸トルクが急激に変化することに起因して運転者等にトルクショックを感じさせてしまうことを防止することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するため本発明による内燃機関の制御装置は、
シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、コネクティングロッドを介して前記ピストンに連結され同ピストンの往復動作により回転するクランク軸と、前記クランク軸により駆動されることにより電力を発生する発電機と、前記発電機により発生させられた電力により駆動されるコンプレッサを有し且つ少なくとも前記シリンダと前記ピストンとにより構成される燃焼室に同コンプレッサにより空気を過給する過給機と、を備え、前記燃焼室内に燃料と前記空気とを含む混合ガスを形成するとともに同形成された混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関に適用される。

更に、この内燃機関の制御装置は、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記検出された運転状態に基づいて前記クランク軸により前記内燃機関の外部に伝達される出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクを決定する要求出力軸トルク決定手段と、
前記決定された要求出力軸トルクに基づいて前記第１の運転方式及び前記第２の運転方式の何れか一方を選択する運転方式選択手段と、
前記選択された運転方式に基づいて前記過給機を制御する過給機制御手段と、
前記発電機の負荷を取得する発電機負荷取得手段と、
前記クランク軸が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクを前記取得された発電機の負荷に基づいて推定する損失トルク推定手段と、
前記決定された要求出力軸トルクに前記推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクを決定する目標図示トルク決定手段と、
前記選択された運転方式により前記混合ガスを燃焼させることによって前記決定された目標図示トルクに対応する力が前記ピストンに加えられるように前記内燃機関を運転する運転実行手段と、
を備える。

これによれば、出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクが、検出された運転状態に基づいて決定される。そして、決定された要求出力軸トルクに基づいて運転方式が選択される。例えば、第１の運転方式及び第２の運転方式は、それぞれ２サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、４サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、並びに、２サイクル自着火運転方式及び４サイクル自着火運転方式である。

更に、選択された運転方式に基づいて過給機が制御される。加えて、取得された発電機の負荷（発電機が発生した電力量又は発電機を駆動するために消費されるエネルギー等）に基づいて損失トルクが推定される。更に、決定された要求出力軸トルクに推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクが決定される。そして、選択された運転方式により混合ガスを燃焼させることにより決定された目標図示トルクに対応する力がピストンに加えられるように内燃機関が運転される。

これにより、発電機の負荷に基づいて推定された損失トルクを要求出力軸トルクに加えた目標図示トルクに対応する力がピストンに加えられるので、発電機の負荷にかかわらず、実際の出力軸トルクを要求出力軸トルクに略一致させることができる。この結果、運転方式が切り替わる際、コンプレッサを駆動するために消費される電力が変化することにより発電機の負荷が大きく変化しても出力軸トルクが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

また、本発明による他の内燃機関の制御装置は、
シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、コネクティングロッドを介して前記ピストンに連結され同ピストンの往復動作により回転するクランク軸と、電力により駆動されるコンプレッサを有し且つ少なくとも前記シリンダと前記ピストンとにより構成される燃焼室に同コンプレッサにより空気を過給する過給機と、を備え、前記燃焼室内に燃料と前記空気とを含む混合ガスを形成するとともに同形成された混合ガスを燃焼させる内燃機関に適用される。

更に、この内燃機関の制御装置は、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに加えられる力に対応する図示トルクの目標値である目標図示トルクを前記検出された運転状態に基づいて決定する目標図示トルク決定手段と、
前記混合ガスに含まれる前記空気の量の目標値である目標空気量を前記決定された目標図示トルクに基づいて決定する目標空気量決定手段と、
前記過給された空気の圧力である過給圧の目標値である目標過給圧を前記決定された目標空気量に基づいて決定する目標過給圧決定手段と、
実際の過給圧が前記決定された目標過給圧に一致するように前記過給機を制御する過給機制御手段と、
を備える。

従来、電力により駆動されるコンプレッサを有する電動式過給機（モータのみにより駆動される過給機、及び、排ガスのエネルギーとモータとにより駆動されるモータアシストターボ式過給機の両者を含む。）を制御する具体的な手段は知られていない。そこで、従来の過給機の一つであるターボ式過給機のように、必要とされる過給圧よりも高い過給圧を提供できる回転速度となるようにコンプレッサを駆動するとともに、コンプレッサをバイパスする空気量を変化させることにより過給圧を制御することが考えられる。しかしながら、このような制御を電動式過給機に適用すると、コンプレッサが過剰に高い回転速度にて駆動されるので、モータにより無駄な電力を消費してしまうという問題がある。

これに対し、上記構成によれば、検出された運転状態に基づいて目標図示トルクが決定され、決定された目標図示トルクに基づいて目標空気量が決定され、決定された目標空気量に基づいて目標過給圧が決定され、実際の過給圧が目標過給圧に一致するように過給機が制御される。

これにより、過給機を目標図示トルクに応じた最適な状態に制御することができる。この結果、過給機を駆動することにより消費される電力が必要以上に大きくなることを回避することができる。
更に、目標図示トルクを出力させるために適切な目標空気量の空気が燃焼室に供給される。この結果、実際の図示トルク（実図示トルク）を目標図示トルクに一致させることができる。従って、例えば、２つの運転方式を切り替えて運転することが可能な内燃機関に適用すると、運転方式が切り替わる際にも適切な目標空気量の空気が確保されるので、出力軸トルクが急激に変化しない。この結果、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

なお、本発明は、電動式過給機を適切に制御するという上記発明と共通した特別の技術的特徴を有する発明であると言うことができる。

この場合、上記内燃機関の制御装置は、
前記混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関に適用され、
前記検出された運転状態に基づいて前記第１の運転方式及び前記第２の運転方式の何れか一方を選択する運転方式選択手段と、
前記選択された運転方式により前記混合ガスを燃焼させることによって前記内燃機関を運転する運転実行手段と、
を備えることが好適である。

これによれば、この制御装置を好適に用いることができる。

この場合、前記目標空気量決定手段は、
エンジン回転速度を検出するとともに、更に、同検出されたエンジン回転速度に基づいて前記目標空気量を決定することが好適である。

例えば、前回の燃焼サイクルにて生成された燃焼ガスを今回の燃焼サイクルにて形成される混合ガスに含ませる場合、エンジン回転速度が高くなるほど、同燃焼ガスが冷却される期間が短くなるので同燃焼ガスの温度は高くなる。従って、同燃焼ガスを含む混合ガスの温度が高くなるので、同混合ガスの燃焼状態（燃焼期間等）が変化して実図示トルクも変化する。即ち、燃焼室内に導入される空気量（筒内空気量）が一定であっても、エンジン回転速度が変化すると、実図示トルクは変化してしまう。

従って、上記構成のように、目標図示トルクに加えてエンジン回転速度にも基づいて目標空気量を決定することにより、実図示トルクを目標図示トルクにより確実に一致させることができる。

この場合、前記目標空気量決定手段は、
更に、前記選択された運転方式に基づいて前記目標空気量を決定することが好適である。

一般に、火花点火運転方式においては、混合ガスの空燃比は理論空燃比近傍に設定される。一方、自着火運転方式においては、混合ガスの空燃比は理論空燃比よりも極めてリーンな空燃比（超希薄空燃比）に設定される。即ち、運転方式が相違すると、同じ図示トルクを出力させるために必要とされる空気量が相違する。

従って、上記構成のように、目標図示トルクに加えて選択された運転方式にも基づいて目標空気量を決定することにより、実図示トルクを目標図示トルクにより確実に一致させることができる。

この場合、前記目標過給圧決定手段は、
エンジン回転速度を検出するとともに、更に、同検出されたエンジン回転速度に基づいて前記目標過給圧を決定することが好適である。

エンジン回転速度が高くなるほど、燃焼室内に空気を導入するために吸気弁が開弁している時間（吸気弁開弁期間）は短くなる。従って、空気が燃焼室内に導入されにくくなる。即ち、過給圧が一定であっても、エンジン回転速度が変化すると、筒内空気量が変化してしまう。

従って、上記構成のように、目標空気量に加えてエンジン回転速度にも基づいて目標過給圧を決定することにより、実際の筒内空気量を目標空気量により確実に一致させることができる。この結果、実図示トルクを目標図示トルクにより確実に一致させることができる。

この場合、前記目標過給圧決定手段は、
更に、前記選択された運転方式に基づいて前記目標過給圧を決定することが好適である。

一般に、２サイクル運転方式においては、燃焼室内に空気が導入される期間（吸気期間）のうち燃焼室の容積が減少している期間（ピストンが上昇している期間）の割合が４サイクル運転方式の場合よりも高い。また、２サイクル運転方式における吸気期間は、４サイクル運転方式の場合よりも短い。従って、同じ量の空気を導入するためには、２サイクル運転方式における過給圧は、４サイクル運転方式の場合よりも高くされる必要がある。換言すると、過給圧が一定であっても、運転方式が相違すると、筒内空気量が相違する。

従って、上記構成のように、目標空気量に加えて選択された運転方式にも基づいて目標過給圧を決定することにより、実際の筒内空気量を目標空気量により確実に一致させることができる。この結果、実図示トルクを目標図示トルクにより確実に一致させることができる。

この場合、上記内燃機関の制御装置は、
前記混合ガスが燃焼することにより生成された燃焼ガスであって新たに形成される前記混合ガスに含まれるべき燃焼ガスの量の目標値である目標燃焼ガス量を前記決定された目標図示トルクに基づいて決定する目標燃焼ガス量決定手段と、
前記決定された目標燃焼ガス量の燃焼ガスを前記新たに形成される混合ガスに含ませるように前記燃焼室に同燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給手段と、を備え、
前記目標過給圧決定手段は、
更に、前記決定された目標燃焼ガス量に基づいて前記目標過給圧を決定することが好適である。

一般に、自着火運転方式においては、混合ガスの温度を高めるために混合ガスに燃焼ガスを含ませる必要がある。ところで、燃焼室内に導入された燃焼ガスは、燃焼室内への空気の流入を阻害する。従って、過給圧が一定であっても、燃焼室内に導入される燃焼ガス量（筒内燃焼ガス量）が多くなるほど、筒内空気量は少なくなってしまう。

従って、上記構成のように、目標燃焼ガス量だけ燃焼ガスを供給するとともに、目標空気量に加えて目標燃焼ガス量にも基づいて目標過給圧を決定することにより、実際の筒内空気量を目標空気量により確実に一致させることができる。この結果、実図示トルクを目標図示トルクにより確実に一致させることができる。

この場合、前記過給機は、前記内燃機関の排気通路に配設され燃焼ガスが流入することにより駆動されるタービンを備えるとともに、同タービンが駆動されることによって前記コンプレッサが駆動されるように構成され、
前記燃焼ガス供給手段は、
前記排気通路に配設され開度を変更することにより前記タービンに流入する燃焼ガスの流量を調整する可変ノズルと、
前記排気通路のうちの前記可変ノズルよりも上流側の部分に一端が接続され、前記内燃機関の吸気通路に他端が接続された排ガス環流用通路と、
前記排ガス環流用通路に配設され、開度を変更することにより同排ガス環流用通路を通過する燃焼ガスの流量を調整する排ガス環流量制御弁と、を備え、
前記決定された目標燃焼ガス量と、前記決定された目標過給圧と、に基づいて吸気弁を開弁するタイミング、同吸気弁を閉弁するタイミング、排気弁を開弁するタイミング、同排気弁を閉弁するタイミング、前記可変ノズルの開度及び前記排ガス環流量制御弁の開度のうちの少なくとも１つを含む燃焼ガス供給用制御量の目標値を決定するとともに、同燃焼ガス供給用制御量の実際の値を同決定された目標値に制御するように構成されることが好適である。

これによれば、排気通路内の燃焼ガスが排ガス環流用通路を通過して吸気通路に導入される。更に、排ガス環流量制御弁の開度を変更すれば、排ガス環流用通路を通過する燃焼ガス量が調整される。これにより、燃焼室内に導入される燃焼ガス量（筒内燃焼ガス量）が調整される。

加えて、可変ノズルの開度を変更すれば、可変ノズルの上流における燃焼ガスの圧力が調整される。その結果、排ガス環流用通路に流入する燃焼ガス量が調整される。これにより、筒内燃焼ガス量が調整される。

また、吸気弁を開弁するタイミング、同吸気弁を閉弁するタイミング、排気弁を開弁するタイミング又は同排気弁を閉弁するタイミングを変更すれば、燃焼室から排出されることなく燃焼室内に残留する燃焼ガス量が調整され、或いは、一旦燃焼室から排出された後再び燃焼室に導入される燃焼ガス量が調整される。即ち、筒内燃焼ガス量が調整される。
以上のように、上記構成によれば、筒内燃焼ガス量を好適に制御することができる。

ところで、過給圧が高くなると、排ガス環流用通路内の燃焼ガスが吸気通路に流入しにくくなる。また、過給圧が変化すると、吸気通路から燃焼室内に流入する燃焼ガス量が変化し、或いは、２サイクル運転方式においては掃気行程にて燃焼室から排出される燃焼ガス量が変化する。即ち、吸気弁を開弁するタイミング、吸気弁を閉弁するタイミング、排気弁を開弁するタイミング、排気弁を閉弁するタイミング、可変ノズルの開度及び排ガス環流量制御弁の開度等の燃焼ガス供給用制御量が一定であっても、過給圧が変化すると、筒内燃焼ガス量が変化してしまう。

従って、上記構成のように、目標燃焼ガス量及び目標過給圧に基づいて燃焼ガス供給用制御量の目標値を決定することにより、実際の筒内燃焼ガス量を目標燃焼ガス量により確実に一致させることができる。この結果、実図示トルクを目標図示トルクにより確実に一致させることができる。

この場合、上記内燃機関の制御装置は、
前記ピストンの往復動作により変化する前記燃焼室の容積の最小値に対する最大値の比である機械圧縮比を変更可能な機械圧縮比変更手段と、
前記選択された運転方式と前記決定された目標過給圧とに基づいて前記機械圧縮比の目標値を決定するとともに、同機械圧縮比の実際の値を同決定された目標値に制御する機械圧縮比制御手段と、
を備えることが好適である。

一般に、混合ガスの圧縮比（圧縮上死点における燃焼室の容積に対する混合ガスが圧縮され始める時点における燃焼室の容積の比）が高いほど、良好な燃費にて内燃機関を運転することができる。ところで、火花点火運転方式においては、混合ガスの燃焼が火炎の伝播により進行するので、混合ガスの圧縮比を高くし過ぎるとノッキングが発生してしまう。一方、自着火運転方式においては、極めて短い期間内に多数の散在する位置にて混合ガスが着火するので、ノッキングは発生しにくい。従って、自着火運転方式においては火花点火運転方式よりも混合ガスの圧縮比を高くすることが好適である。

従って、上記構成のように、選択された運転方式に基づいて機械圧縮比を変更することにより、混合ガスの圧縮比を運転方式に応じて適切に制御することができる。この結果、運転方式にかかわらず、ノッキングの発生を防止することができるとともに、良好な燃費にて内燃機関を運転することができる。

ところで、過給圧が高くなるにつれて、吸気弁が閉弁する時点（混合ガスが圧縮され始める時点）における燃焼室内の混合ガスの圧力（筒内圧力）が高くなる。従って、過給圧が高くなるほど、混合ガスの燃焼が開始する時点（燃焼開始時）における筒内圧力が高くなるのでノッキングが発生しやすくなる。

そこで、上記構成のように、選択された運転方式に加えて、決定された目標過給圧に基づいて機械圧縮比を変更することにより、より確実にノッキングの発生を防止することができる。

この場合、前記過給機制御手段は、
前記決定された目標過給圧に基づいて前記コンプレッサの回転速度の目標値である目標回転速度を決定するとともに、実際の同コンプレッサの回転速度を同決定された目標回転速度に制御することが好適である。

コンプレッサの回転速度と過給圧とは非常に相関が強い。従って、上記構成のようにコンプレッサの回転速度を制御することにより過給圧を制御することが好適である。

一方、本発明による他の内燃機関の制御装置は、
電力により駆動され吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記コンプレッサに流入する空気の流量と前記バイパス通路に流入する空気の流量とを調整するバイパス弁と、を備え、４サイクル火花点火運転と２サイクル自着火運転とを行うことができる内燃機関に適用される。

更に、この内燃機関の制御装置は、
前記４サイクル火花点火運転時、前記コンプレッサの回転速度を所定の火花点火運転用回転速度に制御し、一方、前記２サイクル自着火運転時、同コンプレッサの回転速度を同火花点火運転用回転速度よりも高い自着火運転用回転速度に制御するコンプレッサ回転速度制御手段と、
前記４サイクル火花点火運転から前記２サイクル自着火運転へと運転方式を切り替える火花点火自着火切替え要求の有無を前記内燃機関の運転状態に基づいて判定する火花点火自着火切替え要求判定手段と、
前記４サイクル火花点火運転中に前記火花点火自着火切替え要求があると判定されたとき、所定の切替前過渡期間だけ同４サイクル火花点火運転を継続するとともに、同切替前過渡期間中、前記コンプレッサの回転速度を前記自着火運転用回転速度に向けて増大させ且つ同切替前過渡期間中の過給圧が同切替前過渡期間の開始時の過給圧に維持されるように前記バイパス弁の開度を制御する火花点火自着火切替え準備制御手段と、
前記切替前過渡期間が経過したとき、前記４サイクル火花点火運転から前記２サイクル自着火運転へと運転方式を実際に切り替える火花点火自着火切替え実行手段と、
を備える。

２サイクル自着火運転に必要とされる過給圧（必要過給圧）は、４サイクル火花点火運転の場合よりも高い。従って、２サイクル自着火運転時におけるコンプレッサの回転速度は、４サイクル火花点火運転の場合よりも高い回転速度に制御される。従って、４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転へと運転方式を切り替える際、コンプレッサの回転速度を増加させる必要がある。

ところで、コンプレッサの回転速度の変更は、コンプレッサの慣性等により所定の時間遅れを伴う。従って、４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転へと運転方式を切り替えると同時にコンプレッサの回転速度を火花点火運転用回転速度から自着火運転用回転速度に変更しようとしても、運転方式が切り替わった直後においては、コンプレッサの回転速度が自着火運転用回転速度まで高められないので実際の過給圧が必要過給圧よりも低くなってしまう。従って、２サイクル自着火運転が定常的に行われている場合と異なる出力軸トルクが出力されるという問題があった。

これに対し、上記構成によれば、４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転へ実際に運転方式を切り替える直前の切替前過渡期間中、コンプレッサの回転速度が自着火運転用回転速度に向けて増大させられる。これにより、運転方式が切り替わった直後、コンプレッサの回転速度が自着火運転用回転速度に迅速に一致する。この結果、運転方式が切り替わった直後においても実際の過給圧を２サイクル自着火運転が定常的に行われている場合（２サイクル自着火運転継続時）の過給圧に迅速に一致させることができ、２サイクル自着火運転継続時と略同じ出力軸トルクを出力させることができる。

更に、上記切替前過渡期間においては、実際の過給圧を同切替前過渡期間開始時の過給圧に維持するようにバイパス弁の開度が制御される。これにより、同切替前過渡期間において、実際の過給圧を４サイクル火花点火運転が定常的に行われている場合（４サイクル火花点火運転継続時）の過給圧に一致させることができるので、４サイクル火花点火運転継続時と異なる出力軸トルクが出力されることを防止することができる。

以上により、運転方式の切り替えの前後において出力軸トルクを略一定に維持することができる。従って、運転方式の切り替えに伴って出力軸トルクが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

また、本発明による他の内燃機関の制御装置は、上述した内燃機関に適用され、
前記コンプレッサの回転速度の目標値である目標回転速度を、前記４サイクル火花点火運転時には所定の火花点火運転用回転速度に設定し、一方、前記２サイクル自着火運転時には同火花点火運転用回転速度よりも高い自着火運転用回転速度に設定するとともに、実際のコンプレッサの回転速度を同設定された目標回転速度に制御するコンプレッサ回転速度制御手段と、
前記２サイクル自着火運転から前記４サイクル火花点火運転への運転方式の切り替え後の所定の切替後過渡期間中の前記目標回転速度を同目標回転速度が前記自着火運転用回転速度から前記火花点火運転用回転速度へ時間経過に伴って徐々に減少するように前記コンプレッサ回転速度制御手段に優先して設定する切替過渡時目標回転速度設定手段と、
前記切替後過渡期間中、前記コンプレッサの回転速度が前記火花点火運転用回転速度である状態にて前記４サイクル火花点火運転が定常的に行われた場合の過給圧に実際の過給圧が一致するように前記バイパス弁の開度を制御する切替過渡時バイパス弁開度制御手段と、
を備える。

上述したように、４サイクル火花点火運転時におけるコンプレッサの回転速度は、２サイクル自着火運転の場合よりも低い回転速度に設定される。従って、２サイクル自着火運転から４サイクル火花点火運転へと運転方式を切り替える際、コンプレッサの回転速度を減少させる必要がある。

このとき、上記構成によれば、目標回転速度が時間の経過に伴って徐々に減少するから、運転方式の切り替えと同時に目標回転速度が自着火運転用回転速度から火花点火運転用回転速度へ変更される場合より、実際のコンプレッサの回転速度が穏やかに変更され得る。従って、コンプレッサにより空気が圧縮される程度が穏やかに変化するので、バイパス弁の開度の変更を同変化に十分に追従させることができ、実際の過給圧を必要過給圧により確実に一致させることができる。この結果、運転方式の切り替えに伴って出力軸トルクが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

以下、本発明による内燃機関の制御装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る制御装置を４サイクル火花点火運転方式（第１の運転方式）と２サイクル自着火運転方式（第２の運転方式）とを切り替えて運転することが可能な多気筒（本例では、４気筒）内燃機関に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図１は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。

この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０に空気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガス（燃焼ガス、既燃ガス）を外部に放出するための排気系統５０と、を含んでいる。

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コネクティングロッド（コンロッド）２３及びクランク軸２４を含んでいる。クランク軸２４は、シリンダブロックロワーケースにより回転可能に支持されている。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動作がコネクティングロッド２３を介してピストン２２に連結されたクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドとは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動する吸気弁駆動手段としての吸気弁駆動機構３２ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３３、排気ポート３３を開閉する排気弁３４、排気弁３４を駆動する排気弁駆動手段としての排気弁駆動機構３４ａ、点火プラグ３５、点火プラグ３５に与える高電圧を発生させるイグニッションコイルを含むイグナイタ３６、燃料を燃焼室２５内に噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）３７、インジェクタ３７に高圧燃料を供給する蓄圧室３７ａ及び燃料を蓄圧室３７ａへ圧送する燃料ポンプ３７ｂを備えている。吸気弁駆動機構３２ａ及び排気弁駆動機構３４ａは、駆動回路３８に接続されている。各気筒は、２つの吸気弁３２及び２つの排気弁３４を備えている。

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通したインテークマニホールド４１、インテークマニホールド４１に連通したサージタンク４２、サージタンク４２に一端が接続されインテークマニホールド４１及びサージタンク４２とともに吸気通路（吸気管）を形成する吸気ダクト４３、吸気ダクト４３の他端部から下流（サージタンク４２）に向けて順に吸気ダクト４３に配設されたエアフィルタ（ＡＦ）４４、インタークーラ（ＩＣ）４５及びスロットル弁（ＴＶ）４６を備えている。

インタークーラ４５は水冷式であって、吸気ダクト４３を通過する空気を冷却するようになっている。インタークーラ４５は、インタークーラ４５内の冷却水の熱を大気中に放出するラジエタ４５ａと、インタークーラ４５とラジエタ４５ａの間で冷却水を循環させる循環ポンプ４５ｂとに接続されている。

スロットル弁４６は、吸気ダクト４３に回転可能に支持されている。スロットル弁４６は、スロットル弁アクチュエータ４６ａにより駆動され、スロットル弁４６の開度（スロットル弁開度）を変更して吸気ダクト４３（吸気通路）の開口断面積を変更するようになっている。

排気系統５０は、排気ポート３３に連通し同排気ポート３３とともに排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを含む排気管５１及び排気管５１に配設された三元触媒装置５２を備えている。

排気系統５０は、更に、排ガス環流用通路（ＥＧＲ用通路）５３及び排ガス環流量制御弁（ＥＧＲ制御弁、ＥＧＲＶ）５３ａを備える。
ＥＧＲ用通路５３は、その一端が排気管５１に接続され、他端がサージタンク４２に接続されている。ＥＧＲ用通路５３は、排気管５１（排気通路）内の排ガスをサージタンク４２（吸気通路）へ環流するようになっている。

ＥＧＲ制御弁５３ａは、ＥＧＲ用通路５３に配設されている。ＥＧＲ制御弁５３ａは、図示しない弁体を備えている。ＥＧＲ制御弁５３ａは、図示しないアクチュエータにより駆動され、同弁体のリフト量を変更してＥＧＲ制御弁５３ａの開度（ＥＧＲ制御弁開度）を変更することによりＥＧＲ用通路５３内を通過する排ガスの流量を調整するようになっている。

更に、内燃機関１０は、発電機としてのオルタネータ（ＡＬ）９１、過給機９２、バイパス通路９３、バイパス弁（ＢＶ、空気バイパス弁、ＡＢＶ）９４及び機械圧縮比変更手段としての伸縮部材９５を備えている。

オルタネータ９１は、電気ブロック図である図２に示したように、バッテリＢＴに接続されている。バッテリＢＴは、オルタネータ９１から直流電流が供給されることにより電力を蓄える（充電される）とともに、蓄えられた電力に基づく直流電流をバッテリＢＴに接続された負荷に供給する（放電する）ようになっている。

オルタネータ９１は、バッテリＢＴから供給された直流電流を図示しないフィールドコイル（ロータコイル）に供給することによりフィールドコイルを含む図示しないロータが磁界を形成するようになっている。オルタネータ９１は、図１に示したように、プーリ及びベルトを介してクランク軸２４の回転力が伝達されるようになっていて、ロータがクランク軸２４の回転により回転駆動されるようになっている。

オルタネータ９１は、ロータにより形成される磁界がロータの回転に伴って回転することにより図示しないステータコイルに電力としての三相交流電流（位相が１２０°ずつ異なる３相の交流電流）を発生させるようになっている。オルタネータ９１は、発生した三相交流電流を直流電流に変換してバッテリＢＴに供給するようになっている。

また、オルタネータ９１が三相交流電流を発生している（発電している）とき、ロータに対してロータが回転する向きと逆向きのローレンツ力（ロータの回転を妨げる向きのローレンツ力）が発生する。これにより、クランク軸２４に対してクランク軸２４が回転する向きと逆向きの力が加わる。従って、オルタネータ９１が発電していない期間に対するオルタネータ９１が発電している期間の割合が高くなるほど、即ち、オルタネータ９１の負荷（オルタネータ９１を回転させるために内燃機関１０に加わる負荷）が大きくなる（オルタネータ９１が発生した電力量が多くなる）ほど、クランク軸２４が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクの時間平均値が大きくなる。

過給機９２は、排ガスのエネルギーと電力とにより駆動されるモータアシストターボ式過給機である。過給機９２は、コンプレッサ９２ａ、タービン９２ｂ、シャフト９２ｃ、可変ノズル部９２ｄ及びモータ部９２ｅを備えている。

コンプレッサ９２ａは、エアフィルタ４４よりも下流であってインタークーラ４５よりも上流の位置にて吸気ダクト４３に配設されている。コンプレッサ９２ａは、回転することによりコンプレッサ９２ａに流入する空気を圧縮するようになっている。

タービン９２ｂは、ＥＧＲ用通路５３の一端が排気管５１に接続された位置よりも下流であって三元触媒装置５２よりも上流の位置にて排気管５１に配設されている。タービン９２ｂは、タービン９２ｂに流入する排ガスのエネルギーにより回転するようになっている。シャフト９２ｃは、コンプレッサ９２ａとタービン９２ｂとを相対回転不能に連結している。シャフト９２ｃは、回転可能に支持されている。

このような構成により、コンプレッサ９２ａは、タービン９２ｂが排ガスのエネルギーによって回転させられることにより、タービン９２ｂと一体となって回転する。即ち、過給機９２は、排ガスのエネルギーによりコンプレッサ９２ａを駆動する。

可変ノズル部９２ｄは、排気管５１内であってタービン９２ｂの周囲に配設されている。可変ノズル部９２ｄは、図示しないアクチュエータにより駆動され、可変ノズル部９２ｄの開度（可変ノズル開度）を変更してタービン９２ｂに流入する排ガスの流量及び流速を変更するようになっている。

モータ部９２ｅは、バッテリＢＴに接続されている（図２を参照。）。モータ部９２ｅは、シャフト９２ｃと一体となって回転する図示しないロータ（回転子）と、ロータの外周に配置された図示しないステータ（固定子）と、を備える。

モータ部９２ｅは、バッテリＢＴから供給された直流電流をロータに含まれるフィールドコイル（ロータコイル）に供給することによりロータが磁界を形成するようになっている。

また、モータ部９２ｅは、バッテリＢＴから供給される直流電流を三相交流電流に変換し、変換された三相交流電流をステータに含まれるステータコイルに供給することによりシャフト９２ｃに直交する平面内にて回転する磁界を形成するようになっている。更に、モータ部９２ｅは、三相交流電流の周波数を変更することによって、ステータコイルにより形成される磁界の回転速度をロータ（シャフト９２ｃ）の回転速度よりも大きくするようになっている。換言すると、ロータの回転速度が大きくなるにつれて、三相交流電流の周波数が高くされるので、モータ部９２ｅにより消費される電力は大きくなる。

このような構成により、ロータが回転する向きの力がロータに対して働くので、ロータ（シャフト９２ｃ）の回転速度が増加させられる。即ち、モータ部９２ｅは、電力によりコンプレッサ９２ａを駆動する（又は、コンプレッサの回転速度を増大させる）手段を構成している。

なお、モータ部９２ｅは、内燃機関１０の運転状態が所定の高負荷運転状態となったとき、電力（電流）を生成する（発電する）とともに、生成された電力をバッテリＢＴに供給することによりバッテリＢＴを充電するように構成されていてもよい。この場合、モータ部９２ｅは、フィールドコイルにバッテリＢＴからの直流電流を供給し、一方、ステータコイルに電流を供給せず、且つ、ステータコイルにて発生する三相交流電流を直流電流に変換する。

このようにして、過給機９２は、排ガスのエネルギーと電力とによりコンプレッサ９２ａを駆動することによって内燃機関１０（の燃焼室２５）に空気を過給する。

バイパス通路９３は、その一端がコンプレッサ９２ａの上流にて吸気ダクト４３に接続され、他端がコンプレッサ９２ａの下流にて吸気ダクト４３に接続されている。

バイパス弁９４はバイパス通路９３に回転可能に支持されている。バイパス弁９４は、バイパス弁アクチュエータ９４ａにより駆動され、バイパス弁９４の開度（バイパス弁開度）を変更してバイパス通路９３の開口断面積を変更するようになっている。このような構成により、バイパス弁９４は、コンプレッサ９２ａへ流入する空気量とコンプレッサ９２ａをバイパス（迂回）する空気量（バイパス通路９３へ流入する空気量）とを調整する。

伸縮部材９５は、シリンダブロック部２０のシリンダブロックとシリンダブロックロワーケースとの間に配設されている。伸縮部材９５は、伸縮部材制御部９５ａにより制御用オイルが供給されるようになっている。伸縮部材制御部９５ａには、図示しないオイルポンプ及びオイルタンクが接続されている。伸縮部材９５は、供給された制御用オイルの圧力（油圧）が高くなるほどシリンダ２１の中心軸方向の長さを長くするようになっている。

このような構成により、伸縮部材９５は、シリンダブロックのシリンダ２１及びシリンダヘッド部３０と、シリンダブロックロワーケースにより支持されたクランク軸２４と、の間の距離を変更して、ピストン２２の往復動作により変化する燃焼室２５の容積の最小値に対する最大値の比である機械圧縮比を変更する。

一方、このシステムは、エアフローメータ６１、吸気温度センサ６２、吸気圧力センサ６３、過給圧センサ６４、コンプレッサ回転速度センサ６５、クランクポジションセンサ６６、冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ６７、エンジンオイル温度検出手段としてのエンジンオイル温度センサ６８、アクセル開度センサ６９、発電機負荷取得手段としての発電機用電流センサＡＭＡ、バッテリ用電圧センサＶＭＢ及び電気制御装置７０を備えている。

エアフローメータ６１は、吸気ダクト４３内を通過する吸入空気の流量Ｇを表す信号を出力するようになっている。吸気温度センサ６２は、吸気ダクト４３内の吸入空気の温度（吸気温度）Ｔａを表す信号を出力するようになっている。吸気圧力センサ６３は、吸気ダクト４３内の吸入空気の圧力（吸気圧力）Ｐａを表す信号を出力するようになっている。

過給圧センサ６４は、サージタンク４２内の空気の圧力（吸気管内圧力、過給圧）ＰＭを表す信号を出力するようになっている。コンプレッサ回転速度センサ６５は、コンプレッサ９２ａの回転軸が３６０°回転する毎に信号を出力するようになっている。この信号は、コンプレッサ回転速度ＮＣを表す。

クランクポジションセンサ６６は、クランク軸２４が５°回転する毎に生じる幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に生じる幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度ＮＥを表す。

冷却水温度センサ６７は、シリンダ２１の側壁内を循環する冷却水の温度（冷却水温度）Ｔｗを表す信号を出力するようになっている。エンジンオイル温度センサ６８は、オイルパン内に溜められたエンジンオイルの温度（エンジンオイル温度）Ｔｏを表す信号を出力するようになっている。

アクセル開度センサ６９は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量（アクセルペダル操作量）Accpを表す信号を出力するようになっている。

発電機用電流センサＡＭＡは、オルタネータ９１に接続されている（図２を参照。）。発電機用電流センサＡＭＡは、オルタネータ９１が生成した電流（発電電流）ＩＡを表す信号を出力するようになっている。バッテリ用電圧センサＶＭＢは、バッテリＢＴに接続されている（図２を参照。）。バッテリ用電圧センサＶＭＢは、バッテリＢＴの電圧であるバッテリ電圧ＶＢを表す信号を出力するようになっている。

電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するプログラム、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納されたデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース７５は、上記センサ６１〜６９、発電機用電流センサＡＭＡ及びバッテリ用電圧センサＶＭＢと接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６９、発電機用電流センサＡＭＡ及びバッテリ用電圧センサＶＭＢからの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じてイグナイタ３６、インジェクタ３７、燃料ポンプ３７ｂ、駆動回路３８、スロットル弁アクチュエータ４６ａ、ＥＧＲ制御弁５３ａ、オルタネータ９１、可変ノズル部９２ｄ、モータ部９２ｅ、バイパス弁アクチュエータ９４ａ及び伸縮部材制御部９５ａに駆動信号又は指示信号を送出するようになっている。

＜作動の概要＞
次に、上記のように構成された制御装置の作動の概要について説明する。
この制御装置は、バッテリ用電圧センサＶＭＢにより検出されたバッテリ電圧ＶＢが所定の電圧閾値よりも低くなったとき、オルタネータ９１のフィールドコイルに所定の大きさの電流を供給する。これにより、オルタネータ９１は、電力を生成してバッテリＢＴに電流を供給することによりバッテリＢＴを充電する。一方、制御装置は、検出されたバッテリ電圧ＶＢが上記電圧閾値よりも高いとき、オルタネータ９１のフィールドコイルに電流を供給しない。

一方、制御装置は、クランク軸２４により内燃機関１０の外部に伝達される出力軸トルクＴＱＯとして要求される要求出力軸トルクＴＱＲを検出された運転状態に基づいて決定する。更に、制御装置は、決定された要求出力軸トルクＴＱＲに基づいて運転方式を４サイクル火花点火運転方式（第１の運転方式）及び２サイクル自着火運転方式（第２の運転方式）から選択（決定）する。

次いで、制御装置は、選択された運転方式、検出された過給圧ＰＭ及び検出されたエンジン回転速度ＮＥに基づいてクランク軸２４が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクＴＱＦを決定する。更に、制御装置は、決定された損失トルクＴＱＦを発電機用電流センサＡＭＡにより検出された発電電流ＩＡの時間平均値である平均発電電流ＩＡａ（オルタネータ９１の負荷）に基づいて補正する。

そして、制御装置は、決定された要求出力軸トルクＴＱＲに補正された損失トルクＴＱＦを加えた値を気筒数ＮＫ（本例では、４）により除することによって各気筒に対する目標図示トルクＴＱＴを決定する。

更に、制御装置は、決定された目標図示トルクＴＱＴに基づいて燃焼室２５内に導入される空気量の目標値（目標空気量）ＡＩＲＴ及び燃焼ガス量の目標値（目標燃焼ガス量）ＥＧＴを決定し、選択された運転方式、決定された目標空気量ＡＩＲＴ及び決定された目標燃焼ガス量ＥＧＴに基づいて過給圧の目標値（目標過給圧）ＰＭＴを決定する。加えて、制御装置は、決定された目標過給圧ＰＭＴに基づいてコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値（目標コンプレッサ回転速度、目標回転速度）ＮＣＴを決定する。

そして、制御装置は、排ガスのエネルギーが小さい運転領域においては、バイパス弁９４を全閉状態に制御するとともに、排ガスのエネルギーの不足を補うために、バッテリＢＴからモータ部９２ｅに電流を供給することにより排ガスのエネルギーに加えて電力によりコンプレッサ９２ａを駆動してコンプレッサ９２ａの回転速度を決定された目標回転速度ＮＣＴに制御する。

これにより、排ガスのエネルギーが小さい運転領域においては、過給機９２が目標図示トルクＴＱＴに応じた最適な状態に制御されるので、コンプレッサ９２ａを駆動することにより消費される電力が必要以上に大きくなることを回避することができる。

一方、制御装置は、排ガスのエネルギーが大きい運転領域においては、モータ部９２ｅへの電流の供給を停止するとともに、コンプレッサ９２ａに流入する空気量を調整するために、バイパス弁９４の開度を変更する。

更に、制御装置は、選択された運転方式にて内燃機関１０を運転するための制御量を決定された目標図示トルクＴＱＴに対応する力が混合ガスの燃焼により各気筒のピストン２２に加えられるように決定する。

これにより、オルタネータ９１の負荷に基づいて補正された損失トルクＴＱＦを要求出力軸トルクＴＱＲに加えた目標図示トルクＴＱＴに対応する力がピストン２２に加えられるので、オルタネータ９１の負荷にかかわらず、実際の出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに略一致させることができる。この結果、運転方式が切り替わる際、コンプレッサ９２ａを駆動するために消費される電力が変化することによりオルタネータ９１の負荷が大きく変化しても出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

更に、この制御装置は、４サイクル火花点火運転方式及び２サイクル自着火運転方式の一方から他方へ運転方式を切り替える際、コンプレッサ９２ａの回転速度及びバイパス弁９４の開度を以下のように制御する。

（４サイクル火花点火運転方式から２サイクル自着火運転方式へ切り替える場合）
４サイクル火花点火運転方式による運転（４サイクル火花点火運転）を継続しているとき、この制御装置は、４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転方式による運転（２サイクル自着火運転）へと運転方式を切り替える火花点火自着火切替え要求の有無を内燃機関１０の運転状態に基づいて判定する。

いま、図３に示したように、時点t0にて火花点火自着火切替え要求があると判定された場合について説明する。この場合、制御装置は、直ちに運転方式を切り替えず、４サイクル火花点火運転を継続する。更に、制御装置は、２サイクル自着火運転時のコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値である自着火運転用回転速度ＮＣ２を内燃機関１０の運転状態に基づいて決定する。

そして、制御装置は、目標回転速度ＮＣＴを決定された自着火運転用回転速度ＮＣ２へ向けて時間の経過とともに所定量ずつ増大させる。加えて、制御装置は、４サイクル火花点火運転が定常的に行われている場合（４サイクル火花点火運転継続時）の過給圧ＰＭ４に実際の過給圧ＰＭが一致するように、バイパス弁９４の開度の目標値である目標バイパス弁開度ＯＢＶを目標回転速度ＮＣＴの増加に対応させて増大させる。これにより、過給圧ＰＭは、４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４にて一定に維持される。

そして、時点t1になると、目標回転速度ＮＣＴは、決定された自着火運転用回転速度ＮＣ２に十分に近しい値となる。この時点にて、制御装置は、実際に運転方式を４サイクル火花点火運転方式から２サイクル自着火運転方式へ切り替える。更に、制御装置は、目標バイパス弁開度ＯＢＶをバイパス弁９４が全閉状態となる開度である全閉開度θ０に設定する。これにより、過給圧ＰＭは、２サイクル自着火運転が定常的に行われている場合（２サイクル自着火運転継続時）の過給圧ＰＭ２になる。

このようにして、この制御装置によれば、運転方式が切り替わった直後において、実際の過給圧ＰＭを２サイクル自着火運転継続時の過給圧ＰＭ２に迅速に一致させることができる。

（２サイクル自着火運転方式から４サイクル火花点火運転方式へ切り替える場合）
２サイクル自着火運転を継続しているとき、この制御装置は、２サイクル自着火運転から４サイクル火花点火運転へと運転方式を切り替える自着火火花点火切替え要求の有無を内燃機関１０の運転状態に基づいて判定する。

いま、図４に示したように、時点t2にて自着火火花点火切替え要求があると判定された場合について説明する。この場合、制御装置は、４サイクル火花点火運転時のコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値である火花点火運転用回転速度ＮＣ４を内燃機関１０の運転状態に基づいて決定する。そして、制御装置は、直ちに運転方式を２サイクル自着火運転方式から４サイクル火花点火運転方式へ切り替えるとともに、目標バイパス弁開度ＯＢＶを全閉開度θ０よりも大きい開度であって、コンプレッサ９２ａの回転速度ＮＣが自着火運転用回転速度ＮＣ２である状態において実際の過給圧ＰＭを４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に一致させる開度θ１に設定する。

その後、制御装置は、目標回転速度ＮＣＴを決定された火花点火運転用回転速度ＮＣ４へ向けて時間の経過とともに所定量ずつ減少させる。加えて、制御装置は、実際の過給圧ＰＭが４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に一致するように、目標バイパス弁開度ＯＢＶを目標回転速度ＮＣＴの減少に対応させて減少させる。これにより、過給圧ＰＭは、４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４にて一定に維持される。そして、時点t3になると、目標回転速度ＮＣＴは、決定された火花点火運転用回転速度ＮＣ４に十分に近しい値となる。また、目標バイパス弁開度ＯＢＶは、全閉開度θ０に略一致する。

このようにして、この制御装置によれば、運転方式が切り替わった直後において、実際の過給圧ＰＭを４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に略一致させることができる。

＜作動の詳細＞
以下、この制御装置の作動の詳細について説明する。
電気制御装置７０のＣＰＵ７１は、図示しないオルタネータ制御ルーチンを、クランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、本ルーチンの処理を開始してバッテリ用電圧センサＶＭＢにより検出されたバッテリ電圧ＶＢを読み込む。そして、ＣＰＵ７１は、読み込まれたバッテリ電圧ＶＢが予め設定された電圧閾値よりも高い場合、目標フィールドコイル供給電流を「０」に設定する。一方、読み込まれたバッテリ電圧ＶＢが同電圧閾値よりも低い場合、ＣＰＵ７１は、目標フィールドコイル供給電流を、所定の値に設定する。

そして、ＣＰＵ７１は、オルタネータ９１のフィールドコイルに実際に供給される電流が設定された目標フィールドコイル供給電流に一致するように、オルタネータ９１に指示信号を送出する。これにより、バッテリ電圧ＶＢが上記電圧閾値よりも低い場合、オルタネータ９１は、電力（電流）を生成し、生成された電流をバッテリＢＴに供給する。この結果、バッテリＢＴは充電される。一方、バッテリ電圧ＶＢが上記電圧閾値よりも高い場合、オルタネータ９１は電力を生成しない。

また、ＣＰＵ７１は、図示しない平均発電電流算出ルーチンを、オルタネータ制御ルーチンに続いて実行するようになっている。

従って、オルタネータ制御ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、本ルーチンの処理を開始して発電機用電流センサＡＭＡにより検出された発電電流ＩＡを読み込む。そして、ＣＰＵ７１は、本ルーチンの前回実行時までにＲＡＭ７３に記憶された発電電流ＩＡであって現時点よりも所定の期間だけ過去の時点から現時点までに検出された発電電流ＩＡと、上記読み込まれた発電電流ＩＡと、に基づいて同期間における発電電流ＩＡの時間平均値である平均発電電流ＩＡａを算出する。

次いで、ＣＰＵ７１は、上記読み込まれた発電電流ＩＡを同発電電流ＩＡが検出された時点と関連付けてＲＡＭ７３に記憶させる。

（要求運転方式決定）
一方、ＣＰＵ７１は、図５にフローチャートにより示した要求運転方式決定ルーチンを、所定の気筒のピストン２２が圧縮上死点の次の下死点に到達する毎に実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、ステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進み、クランクポジションセンサ６６により検出されたエンジン回転速度ＮＥを読み込むとともに、続くステップ５１０にてアクセル開度センサ６９により検出されたアクセルペダル操作量Accpを読み込む。エンジン回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Accpは、内燃機関１０の運転状態を表す。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５１５に進み過給圧センサ６４により検出された過給圧ＰＭを読み込む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５２０に進み現時点のエンジン回転速度ＮＥ及び現時点のアクセルペダル操作量Accpと、エンジン回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Accpとクランク軸２４により内燃機関１０の外部に伝達される出力軸トルクＴＱＯとして要求される要求出力軸トルクＴＱＲとの関係を規定するテーブルMapTQRと、に基づいて要求出力軸トルクＴＱＲ（＝MapTQR(NE,Accp)）を決定する。ここで、テーブルMapTQRは、求められる要求出力軸トルクＴＱＲがエンジン回転速度ＮＥ又はアクセルペダル操作量Accpの変化に伴って連続的に変化するように予め設定されている。なお、要求出力軸トルクＴＱＲ及びエンジン回転速度ＮＥも内燃機関１０の運転状態を表す。また、ステップ５２０の処理が実行されることは、要求出力軸トルク決定手段の機能が達成されることに対応している。

また、以下の説明において、MapXx(a,b)と表記されるテーブルは、変数a及び変数bと値Xとの関係を規定するテーブルを意味することとする。添え字xは、必要に応じてテーブルを特定するために使用される。また、値XをテーブルMapXx(a,b)に基づいて求めるとは、値Xを現時点の変数a及び現時点の変数bと、テーブルMapXx(a,b)と、に基づいて求める（決定する）ことを意味することとする。なお、変数は１つのみでもよいし、３つ以上でもよい。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ５２５に進み現時点の要求出力軸トルクＴＱＲ及び現時点のエンジン回転速度ＮＥと、図６に示した運転領域マップと、に基づいて内燃機関１０の運転状態が火花点火運転領域Ａにあるか否かを判定する。なお、ステップ５２５の処理が実行されることは、運転方式選択手段の機能の一部が達成されることに対応している。

図６に示したように、運転領域は、火花点火運転領域Ａと自着火運転領域Ｂとからなる。火花点火運転領域Ａは、４サイクル火花点火運転方式による運転を行うべき領域である。火花点火運転領域Ａは、全運転領域のうちの所定の高要求出力軸トルク閾値より大きい要求出力軸トルクの領域（高トルク域）、高要求出力軸トルク閾値よりも小さい低要求出力軸トルク閾値よりも小さい要求出力軸トルクの領域（低トルク域）又は所定の高回転速度閾値より高いエンジン回転速度の領域（高回転域）である。

自着火運転領域Ｂは、２サイクル自着火運転方式による運転を行うべき領域である。自着火運転領域Ｂは、低要求出力軸トルク閾値よりも大きく且つ高要求出力軸トルク閾値よりも小さい要求出力軸トルクの領域であって、高回転速度閾値よりも低いエンジン回転速度の領域である。

いま、内燃機関１０の運転状態が火花点火運転領域Ａであって火花点火運転領域Ａと自着火運転領域Ｂとの境界近傍の運転領域において略一定である状態にて、内燃機関１０が運転されていると仮定して説明を続ける。この仮定に従えば、ＣＰＵ７１はステップ５２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５３０に進んで要求運転方式フラグＸＹＱの値を「４」に設定する。ここで、要求運転方式フラグＸＹＱは、内燃機関１０が運転されるべき（使用すべき）運転方式を表すフラグである。要求運転方式フラグＸＹＱの値は、４サイクル火花点火運転方式による運転が要求されているときに「４」となり、２サイクル自着火運転方式による運転が要求されているときに「２」となる。
そして、ＣＰＵ７１はステップ５９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

（切替過渡開始判定）
更に、ＣＰＵ７１は、図７にフローチャートにより示した切替過渡開始判定ルーチンを、要求運転方式決定ルーチンに続いて実行するようになっている。

従って、要求運転方式決定ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、ステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値と、要求運転方式フラグＸＹＱの値と、が一致しているか否かを判定する。ここで、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１は、前回の燃焼サイクルにおいて使用された運転方式を表すフラグである。前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値は、後述するように、前回の燃焼サイクルにおいて４サイクル火花点火運転方式が使用されたときに「４」となり、２サイクル自着火運転方式が使用されたときに「２」となる。

上記仮定に従えば、前回の燃焼サイクルにおいて、内燃機関１０は、４サイクル火花点火運転方式により運転されている。従って、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値は、「４」である。従って、ＣＰＵ７１は、上記ステップ７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１０に進み運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値を「０」に設定する。

ここで、運転方式切替過渡フラグＸＫＴは、演算時点が運転方式を切り替える際の切替過渡期間（切り替え前の所定の切替前過渡期間又は切り替え後の所定の切替後過渡期間）内にあるか否か、及び、いずれの運転方式からいずれの運転方式へ切り替えるか、を表すフラグである。運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は、切替過渡期間ではないときに「０」となり、後述するように、４サイクル火花点火運転方式から２サイクル自着火運転方式へ切り替える際の切替過渡期間（切替前過渡期間）であるときに「４２」となり、及び、２サイクル自着火運転方式から４サイクル火花点火運転方式へ切り替える際の切替過渡期間（切替後過渡期間）であるときに「２４」となる。
そして、ＣＰＵ７１はステップ７９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

（４２切替過渡終了判定）
更に、ＣＰＵ７１は、図８にフローチャートにより示した４２切替過渡終了判定ルーチンを、切替過渡開始判定ルーチンに続いて実行するようになっている。

従って、切替過渡開始判定ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、ステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定する。この時点では、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は、「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９９に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

（２４切替過渡終了判定）
加えて、ＣＰＵ７１は、図９にフローチャートにより示した２４切替過渡終了判定ルーチンを、４２切替過渡終了判定ルーチンに続いて実行するようになっている。

従って、４２切替過渡終了判定ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、ステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「２４」であるか否かを判定する。この時点では、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は、「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９９に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

（運転方式決定）
加えて、ＣＰＵ７１は、図１０にフローチャートにより示した運転方式決定ルーチンを、２４切替過渡終了判定ルーチンに続いて実行するようになっている。

従って、２４切替過渡終了判定ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、ステップ１０００から処理を開始してステップ１００５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定する。この時点では、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は、「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０２０に進んで今回使用運転方式フラグＸＣＹの値を要求運転方式フラグＸＹＱの値（この時点では、「４」）に設定する。

ここで、今回使用運転方式フラグＸＣＹは、今回の燃焼サイクルにおいて使用する運転方式を表すフラグである。今回使用運転方式フラグＸＣＹの値は、今回の燃焼サイクルにおいて４サイクル火花点火運転方式が使用されるときに「４」となり、２サイクル自着火運転方式が使用されるときに「２」となる。
そして、ＣＰＵ７１はステップ１０９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

（制御量決定）
加えて、ＣＰＵ７１は、図１１にフローチャートにより示した制御量決定ルーチンを、運転方式決定ルーチンに続いて実行するようになっている。

従って、運転方式決定ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、ステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、今回使用運転方式フラグＸＣＹの値が「４」であるか否かを判定する。この時点では、今回使用運転方式フラグＸＣＹの値は、「４」である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１１０に進んで火花点火運転用の損失トルクＴＱＦをテーブルMapTQFh(NE,PM)に基づいて求める。ここで、エンジン回転速度ＮＥ及び過給圧ＰＭは、図５のルーチンの実行時に読み込まれた値である。

ところで、エンジン回転速度ＮＥが高くなるにつれてクランク軸２４が回転する際のクランク軸２４に対する抵抗が大きくなるので損失トルクＴＱＦは増加する。

一方、過給がほとんど行われていない場合、過給圧ＰＭは、スロットル弁開度が小さくされるにつれて、大気圧（約１００ｋＰａ）より小さくなる。ところで、スロットル弁開度が小さくされるにつれて、吸気抵抗（吸気に伴うガスの流れに対する抵抗）が大きくなるので、損失トルクＴＱＦは大きくなる。従って、過給圧ＰＭが大気圧より小さくなるにつれて、損失トルクＴＱＦは大きくなる。

また、過給が行われることにより過給圧ＰＭが大気圧より大きくなるにつれて吸気行程終了時における燃焼室２５内のガスの圧力は増加する。これにより、吸気行程に続く圧縮行程においても燃焼室２５内のガスの圧力が高くなるので、燃焼室２５からピストン２２の下方に漏れるガスの量が増加する。従って、燃焼ガスがピストン２２を押し下げる期間においてピストン２２に加えられる力がこの漏れたガスの分だけ減少するので、損失トルクＴＱＦが増加する。即ち、過給圧ＰＭが大気圧より大きくなるにつれて、損失トルクＴＱＦは大きくなる。

従って、テーブルMapTQFhは、図１２の（Ａ）に示したように、ある過給圧ＰＭに対してエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて損失トルクＴＱＦが大きくなるように、且つ、あるエンジン回転速度ＮＥに対して過給圧ＰＭが大気圧となるときに損失トルクＴＱＦが極小値となるように、予め設定されている。
なお、ステップ１１１０の処理が実行されることは、損失トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１１１５に進み上記テーブルMapTQFhに基づいて推定された損失トルクＴＱＦと、実際の損失トルクＴＱＦと、の間の差であって、上記テーブルMapTQFhを予め決定する際に前提とした所定の基準状態と実際の状態との相違により生じる差を補正するため、図１３のフローチャートに示したステップ１３００に進む。

ここで、所定の基準状態は、冷却水温度Ｔｗが所定の基準冷却水温度（本例では、８０℃）であり、エンジンオイル温度Ｔｏが所定の基準エンジンオイル温度（本例では、８０℃）であり、及び、平均発電電流ＩＡａが所定の基準発電電流（本例では、１０Ａ）である状態である。なお、基準冷却水温度、基準エンジンオイル温度及び基準発電電流のそれぞれは、内燃機関１０の運転状態に応じて変化する値を有していてもよい。

ステップ１３００に進んだＣＰＵ７１は、ステップ１３０５に進み冷却水温度センサ６７により検出された冷却水温度Ｔｗを読み込む。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１３１０に進み冷却水温度Ｔｗに基づく補正係数ＫＴＷを図１４に示したテーブルMapKTWhに基づいて求める。

ところで、冷却水温度Ｔｗが変化すると、内燃機関１０の構成部材の温度が変化するので、同構成部材の大きさが変化する。従って、構成部材間に生じる摩擦力が変化するので、損失トルクＴＱＦが変化する。従って、テーブルMapKTWhは、求められる補正係数ＫＴＷが基準冷却水温度（本例では、８０℃）にて１となり、且つ、求められる補正係数ＫＴＷが冷却水温度Ｔｗとともに変化するように（図１４の例では、冷却水温度Ｔｗが低くなるにつれて補正係数ＫＴＷが大きくなるように）予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１３１５に進みエンジンオイル温度センサ６８により検出されたエンジンオイル温度Ｔｏを読み込む。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１３２０に進みエンジンオイル温度Ｔｏに基づく補正係数ＫＴＯを図１５に示したテーブルMapKTOh(To)に基づいて求める。

ところで、エンジンオイル温度Ｔｏが低くなると、エンジンオイルの粘度が高くなる。従って、構成部材間（シリンダ２１とピストン２２との間等）の摩擦力が増加するので、損失トルクＴＱＦが増加する。従って、テーブルMapKTOhは、図１５に示したように、求められる補正係数ＫＴＯが基準エンジンオイル温度（本例では、８０℃）にて１となり、且つ、エンジンオイル温度Ｔｏが低くなるにつれて補正係数ＫＴＯが大きくなるように予め設定されている。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１３２５に進み平均発電電流ＩＡに基づく補正係数ＫＩＡを図１６に示したテーブルMapKIAh(IAa)に基づいて求める。

ところで、上述したように、平均発電電流ＩＡａが大きくなるほど、損失トルクＴＱＦの時間平均値が大きくなる。従って、テーブルMapKIAhは、図１６に示したように、求められる補正係数ＫＩＡが基準発電電流（本例では、１０Ａ）にて１となり、且つ、平均発電電流ＩＡａが大きくなるにつれて補正係数ＫＩＡが大きくなるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１３３０に進み上記ステップ１３１０、上記ステップ１３２０及び上記ステップ１３２５にて求められた補正係数ＫＴＷ、補正係数ＫＴＯ及び補正係数ＫＩＡを図１１のルーチンのステップ１１１０にて推定された損失トルクＴＱＦに乗じることにより損失トルクＴＱＦを補正（推定）する。なお、ステップ１３２５及びステップ１３３０の各処理が実行されることは、損失トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１３９９を経由して図１１のステップ１１２０に進んで、図５のステップ５２０にて決定された要求出力軸トルクＴＱＲに上記ステップ１１１５にて補正された損失トルクＴＱＦを加えた値を気筒数ＮＫにより除することにより火花点火運転用の目標図示トルクＴＱＴを決定する。なお、ステップ１１２０の処理が実行されることは、目標図示トルク決定手段の機能が達成されることに対応している。

このように、目標図示トルクＴＱＴは、要求出力軸トルクＴＱＲに損失トルクＴＱＦを加えた値に基づいて決定される。損失トルクＴＱＦは、オルタネータ９１による発電に起因する損失トルク（オルタネータ９１の負荷としての平均発電電流ＩＡａに基づく損失トルク分）を含んでいる。従って、以下に述べるように、目標図示トルクＴＱＴに対応する力が各ピストン２２に加えられるように内燃機関１０を制御すれば、オルタネータ９１の負荷にかかわらず、内燃機関１０の実際の出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに一致させることができる。

次に、ＣＰＵ７１はステップ１１２５に進み、火花点火運転用の一次制御量を決定するため、図１７のフローチャートに示したステップ１７００に進む。なお、図１７のルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

ステップ１７００に進んだＣＰＵ７１は、ステップ１７０５に進み火花点火運転用の燃料噴射量τをテーブルMapτh(NE,TQT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapτhは、目標図示トルクＴＱＴが大きくなるほど求められる火花点火運転用の燃料噴射量τが多くなるように予め設定されている。

ところで、後述するように、燃焼室２５内には燃焼ガスが導入される。一方、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃焼ガスが生成されてから混合ガスに含められるまでの期間が短くなるので、燃焼ガスの温度は高くなる。従って、燃焼ガスを含む混合ガスの温度が高くなるので、混合ガスの燃焼期間は短くなる。これにより、実図示トルクは大きくなる。従って、テーブルMapτhは、更に、エンジン回転速度ＮＥが高くなるにつれて求められる火花点火運転用の燃料噴射量τが少なくなるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１７１０に進み火花点火運転用の目標空気量ＡＩＲＴをテーブルMapAIRTh(NE,TQT)に基づいて求める。

ところで、目標図示トルクＴＱＴが所定の高目標図示トルク閾値TQTthよりも小さいとき、排ガス中の有害成分が十分に少ない量（エミッションが良好）となるように、混合ガスの空燃比は理論空燃比に設定される。一方、目標図示トルクＴＱＴが所定の高目標図示トルク閾値TQTthよりも大きいとき、実図示トルクが大きくなるように、混合ガスの空燃比は理論空燃比よりもリッチな（リッチ側の）リッチ空燃比に設定される。

従って、テーブルMapAIRThは、図１８の（Ａ）に示したように、目標図示トルクＴＱＴが所定の高目標図示トルク閾値TQTthよりも小さいとき、任意の運転状態において、求められる目標空気量ＡＩＲＴがテーブルMapτhに基づいて求められる火花点火運転用の燃料噴射量τに理論空燃比を乗じた値となるように予め設定されている。更に、テーブルMapAIRThは、目標図示トルクＴＱＴが高目標図示トルク閾値TQTthよりも大きいとき、任意の運転状態において、求められる目標空気量ＡＩＲＴがテーブルMapτhに基づいて求められる火花点火運転用の燃料噴射量τにリッチ空燃比を乗じた値となるように予め設定されている。

また、上述したように、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃料噴射量τは少なくされる。従って、上記テーブルMapAIRThによれば、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、求められる目標空気量ＡＩＲＴは少なくなる。

また、テーブルMapAIRThは、後述するように、２サイクル自着火運転時に参照されるテーブルMapAIRTjと相違している。このように、目標図示トルクＴＱＴに加えて運転方式及びエンジン回転速度ＮＥにも基づいて目標空気量ＡＩＲＴを決定することにより、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより確実に一致させることができる。
なお、ステップ１７１０の処理が実行されることは、目標空気量決定手段の機能が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１７１５に進み火花点火運転用の目標燃焼ガス量ＥＧＴをテーブルMapEGTh(NE,TQT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapEGThは、任意の運転状態において、目標図示トルクＴＱＴが大きくなるほど、求められる目標空気量ＡＩＲＴに対する求められる目標燃焼ガス量ＥＧＴの割合が低くなるように予め設定されている。なお、ステップ１７１５の処理が実行されることは、目標燃焼ガス量決定手段の機能が達成されることに対応している。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１７２０に進んで火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪをテーブルMapINJh(NE,TQT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapINJhは、求められる火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが吸気行程の初期のタイミングとなるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１７２５に進んで火花点火運転用の火花発生タイミングＳをテーブルMapSh(NE,TQT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapShは、求められる火花点火運転用の火花発生タイミングＳが圧縮上死点近傍の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１７９９を経由して図１１のステップ１１３０に進み、火花点火運転用の二次制御量を決定するため、図１９のフローチャートに示したステップ１９００に進む。なお、図１９のルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

ステップ１９００に進んだＣＰＵ７１は、ステップ１９０５に進み火花点火運転用の目標過給圧ＰＭＴをテーブルMapPMTh(NE,AIRT,EGT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapPMThは、図２０の（Ａ）に示したように、目標空気量ＡＩＲＴが多くなるほど求められる目標過給圧ＰＭＴが高くなるように予め設定されている。

このように、本実施形態によれば、目標図示トルクＴＱＴに基づいて目標空気量ＡＩＲＴが決定され、決定された目標空気量ＡＩＲＴに基づいて目標過給圧ＰＭＴが決定されるので、過給機９２（コンプレッサ９２ａ）を目標図示トルクＴＱＴに応じた最適な状態に制御することができる。この結果、過給機９２を駆動することにより消費される電力が必要以上に大きくなることを回避することができる。

また、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃焼室２５内に空気を導入するために吸気弁３２が開弁している時間（吸気弁開弁期間）は短くなる。従って、空気が燃焼室２５内に導入されにくくなる。即ち、過給圧ＰＭが一定であっても、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、筒内空気量ＡＩＲは少なくなる。そこで、テーブルMapPMThは、更に、任意の目標空気量ＡＩＲＴに対して、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど求められる目標過給圧ＰＭＴが高くなるように予め設定されている。

ところで、燃焼室２５内に導入された燃焼ガスは、燃焼室２５内への空気の流入を阻害する。従って、過給圧ＰＭが一定であっても、燃焼室２５内に導入される燃焼ガス量（筒内燃焼ガス量）ＥＧが多くなるほど、筒内空気量ＡＩＲは少なくなる。そこで、テーブルMapPMThは、更に、任意の目標空気量ＡＩＲＴに対して、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど求められる目標過給圧ＰＭＴが高くなるように予め設定されている。

また、テーブルMapPMThは、後述するように、２サイクル自着火運転時に参照されるテーブルMapPMTjと相違している。このように、目標空気量ＡＩＲＴに加えて運転方式、エンジン回転速度ＮＥ及び目標燃焼ガス量ＥＧＴにも基づいて目標過給圧ＰＭＴを決定することにより、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより確実に一致させることができる。
なお、ステップ１９０５の処理が実行されることは、目標過給圧決定手段の機能が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１９１０に進み火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯをテーブルMapEOh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapEOhは、図２１に示したように、求められる火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯが膨張下死点（ＥＢＤＣ）よりも前（進角側）の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、本明細書においては、火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯは、膨張下死点を原点としクランク軸２４の回転方向と逆の向きを正の向きとするクランク角ＢＥＢＤＣにより表される。

ところで、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃焼ガスを排出するために排気弁３４が開弁している時間（排気弁開弁期間）は短くなる。従って、燃焼ガスが燃焼室２５から排出されにくくなる。従って、テーブルMapEOhは、更に、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、求められる火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯがより進角側のタイミングとなるように予め設定されている。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１９１５に進んで火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯをテーブルMapIOh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapIOhは、図２２に示したように、求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯが排気上死点（ＥＴＤＣ）近傍の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、本明細書においては、火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯは、排気上死点を原点としクランク軸２４の回転方向と逆の向きを正の向きとするクランク角ＢＥＴＤＣにより表される。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９２０に進んで火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣをテーブルMapECh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapEChは、図２３に示したように、求められる火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣが排気上死点（ＥＴＤＣ）近傍の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、本明細書においては、火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣは、排気上死点を原点としクランク軸２４の回転方向を正の向きとするクランク角ＡＥＴＤＣにより表される。

ところで、目標過給圧ＰＭＴが低い運転領域（即ち、負荷が小さい運転領域）においては、排ガス中の有害成分を少なくする（エミッションを良好にする）ために混合ガスに燃焼ガスを含めることが好適である。従って、テーブルMapIOh及びテーブルMapEChは、目標過給圧ＰＭＴが所定の低過給圧閾値よりも低い任意の状態のときに、テーブルMapEChに基づいて求められる火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣが、テーブルMapIOhに基づいて求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯよりも進角側のタイミングとなるように予め設定されている。これにより、排気行程から吸気行程へ移行する際に排気弁３４及び吸気弁３２が両方とも閉弁されている期間である負のオーバーラップ期間が設けられる。その結果、燃焼ガスが燃焼室２５内に残留させられるので、混合ガスに燃焼ガスを含めることができる。

一方、燃焼室２５内に導入された燃焼ガスは燃焼室２５への空気の流入を阻害する。従って、目標過給圧ＰＭＴが高く（即ち、負荷が大きく）なるほど、より多くの空気を燃焼室２５内に導入するために、筒内空気量ＡＩＲに対する筒内燃焼ガス量ＥＧの割合を小さくすることが好適である。従って、テーブルMapIOh及びテーブルMapEChは、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、任意の状態のときに、テーブルMapEChに基づいて求められる火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣが遅角されるとともにテーブルMapIOhに基づいて求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯが進角されるように、予め設定されている。

これにより、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、負のオーバーラップ期間が短くされる。更に、目標過給圧ＰＭＴが上記低過給圧閾値よりも高い状態においては、排気行程から吸気行程へ移行する際に排気弁３４及び吸気弁３２が両方とも開弁されている期間である正のオーバーラップ期間が設けられる。

また、テーブルMapIOh及びテーブルMapEChは、更に、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど、負のオーバーラップ期間が長くなるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１９２５に進んで火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣをテーブルMapICh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapIChは、図２４に示したように、求められる火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣが吸気下死点（ＩＢＤＣ）近傍の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、本明細書においては、火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣは、吸気下死点を原点としクランク軸２４の回転方向を正の向きとするクランク角ＡＩＢＤＣにより表される。

ところで、上述したように、燃焼室２５内に導入された燃焼ガスは、空気の導入を阻害する。従って、筒内燃焼ガス量ＥＧが多くなるほど、目標空気量ＡＩＲＴの空気を燃焼室２５内に導入するために必要とされる吸気弁開弁期間は長くなる。従って、テーブルMapIOhは、更に、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど、求められる火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣが遅角されるように、予め設定されている。

また、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃焼室２５内に空気を導入するために吸気弁３２が開弁している時間（吸気弁開弁期間）は短くなる。従って、空気が燃焼室２５内に導入されにくくなる。従って、テーブルMapIChは、更に、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、求められる火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣが遅角されるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１９３０に進み火花点火運転用のＥＧＲ制御弁開度の目標値である目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶをテーブルMapOEGRVh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapOEGRVhは、図２５に示したように、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど求められる火花点火運転用の目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶが大きくなるように予め設定されている。

ところで、過給圧ＰＭが高くなるほど、ＥＧＲ用通路５３の吸気通路側の端部の圧力と、ＥＧＲ用通路５３の排気通路側の端部の圧力と、の圧力差が小さくなるので、ＥＧＲ用通路５３を通過する燃焼ガスの流量は小さくなる。従って、テーブルMapOEGRVhは、更に、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど求められる火花点火運転用の目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶが大きくなるように予め設定されている。

また、過給圧ＰＭが所定の高過給圧閾値よりも高くなると、ＥＧＲ用通路５３の吸気通路側の端部の圧力がＥＧＲ用通路５３の排気通路側の端部の圧力よりも高くなるので、サージタンク４２内の空気が排気管５１へ流出する恐れがある。従って、テーブルMapOEGRVhは、更に、目標過給圧ＰＭＴが所定の高過給圧閾値よりも高いとき、火花点火運転用の目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶが０となるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９３５に進み火花点火運転用の可変ノズル開度の目標値である目標可変ノズル開度ＯＶＮをテーブルMapOVNh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。

ところで、可変ノズル開度が小さくなると、タービン９２ｂに流入する排ガスの流量が小さくなる。これにより、可変ノズル部９２ｄの上流における排ガスの圧力が高くなる。その結果、ＥＧＲ用通路５３を通過して排気管５１からサージタンク４２へ流入する燃焼ガスの量が多くなるので、筒内燃焼ガス量ＥＧが増大する。従って、テーブルMapOVNhは、図２６に示したように、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど、求められる火花点火運転用の目標可変ノズル開度ＯＶＮが小さくなるように予め設定されている。

一方、上述したように、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、筒内燃焼ガス量ＥＧが少なくされることが好適である。従って、テーブルMapOVNhは、更に、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、求められる火花点火運転用の目標可変ノズル開度ＯＶＮが大きくなるように予め設定されている。

また、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、単位時間あたりに燃焼室２５から排出される燃焼ガスの量が多くなるので、可変ノズル部９２ｄの上流における排ガスの圧力が高くなる。この圧力が過度に高くなると、燃焼室２５内の燃焼ガスが排出されにくくなる。従って、テーブルMapOVNhは、更に、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、求められる火花点火運転用の目標可変ノズル開度ＯＶＮが大きくなるように予め設定されている。

なお、ステップ１９１０からステップ１９３５までの各処理が実行されることは、燃焼ガス供給手段の機能の一部が達成されることに対応している。また、排気弁開弁タイミングＥＯ、吸気弁開弁タイミングＩＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶ及び目標可変ノズル開度ＯＶＮは、燃焼ガス供給用制御量の目標値を構成している。

このように、目標燃焼ガス量ＥＧＴ及び目標過給圧ＰＭＴに基づいて燃焼ガス供給用制御量の目標値を決定することにより、実際の筒内燃焼ガス量ＥＧを目標燃焼ガス量ＥＧＴにより確実に一致させることができる。この結果、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより確実に一致させることができる。

その後、ＣＰＵ７１は、ステップ１９４０に進み火花点火運転用の機械圧縮比の目標値である目標機械圧縮比ＭＣＲをテーブルMapMCRh(NE,EGT,PMT)に基づいて求める。

ところで、過給圧ＰＭが高くなるにつれて、吸気弁３２が閉弁する時点（混合ガスが圧縮され始める時点）における燃焼室２５内の混合ガスの圧力（筒内圧力）が高くなる。従って、過給圧ＰＭが高くなるほど、混合ガスの燃焼が開始する時点（燃焼開始時）における筒内圧力が高くなるのでノッキングが発生しやすくなる。

従って、テーブルMapMCRhは、図２７の（Ａ）に示したように、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、求められる火花点火運転用の目標機械圧縮比ＭＣＲが小さくなるように予め設定されている。このように、目標過給圧ＰＭＴに基づいて機械圧縮比を変更することにより、ノッキングの発生を確実に防止することができる。

また、テーブルMapMCRhは、後述するように、２サイクル自着火運転時に参照されるテーブルMapMCRjと相違している。このように、選択された運転方式に基づいて機械圧縮比を変更することにより、混合ガスの圧縮比を運転方式に応じて適切に制御することができる。この結果、運転方式にかかわらず、ノッキングの発生を防止することができるとともに、良好な燃費にて内燃機関１０を運転することができる。
なお、ステップ１９４０の処理が実行されることは、機械圧縮比制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１９４５に進み運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「０」であるか否かを判定する。この時点では、上述したように、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９５０に進み、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴを決定するため、図２８のフローチャートに示したステップ２８００に進む。なお、図２８のルーチンの処理が実行されることは、過給機制御手段及びコンプレッサ回転速度制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。

ステップ２８００に進んだＣＰＵ７１は、ステップ２８０５に進み吸気温度センサ６２により検出された吸気温度Ｔａを読み込むとともに、続くステップ２８１０にて吸気圧力センサ６３により検出された吸気圧力Ｐａを読み込む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２８１５に進み火花点火運転用の基準コンプレッサ回転速度ＮＣ０をテーブルMapNC0h(PMT/Pa)に基づいて求める。ここで、圧力比ＰＭＴ／Ｐａは、図１９のステップ１９０５にて決定された目標過給圧ＰＭＴを上記ステップ２８１０にて読み込まれた吸気圧力Ｐａにより除した値である。また、テーブルMapNC0hは、図２９に示したように、基準温度Ｔ０（例えば、２８８．１６Ｋ）下において、コンプレッサ回転速度ＮＣと、過給圧ＰＭを吸気圧力Ｐａにより除した圧力比ＰＭ／Ｐａと、の関係を実験により求め、その結果に基づいて予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２８２０に進み同ステップ２８２０内に示した式と、上記ステップ２８１５にて決定された火花点火運転用の基準コンプレッサ回転速度ＮＣ０と、上記ステップ２８０５にて読み込まれた吸気温度Ｔａと、上記基準温度Ｔ０と、に基づいて火花点火運転用の目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴを算出する。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２８９９を経由して図１９のステップ１９５５に進んで、火花点火運転用のバイパス弁開度の目標値である目標バイパス弁開度ＯＢＶをテーブルMapOBVh(NE,AIRT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapOBVhは、目標空気量ＡＩＲＴが所定の高負荷空気量閾値よりも少ないときに求められる火花点火運転用の目標バイパス弁開度ＯＢＶが全閉開度（バイパス弁９４が全閉状態となる開度）となるとともに、目標空気量ＡＩＲＴが同高負荷空気量閾値よりも多いときに求められる火花点火運転用の目標バイパス弁開度ＯＢＶが最小よりも大きい所定の開度となるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１９６０に進んで火花点火運転用のスロットル弁開度の目標値である目標スロットル弁開度ＯＴＶをテーブルMapOTVh(NE,AIRT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapOTVhは、目標空気量ＡＩＲＴが所定の低負荷空気量閾値よりも少ないときに求められる火花点火運転用の目標スロットル弁開度ＯＴＶが全開開度（スロットル弁４６が全開状態となる開度）よりも小さい所定の開度となるとともに、目標空気量ＡＩＲＴが同低負荷空気量閾値よりも多いときに求められる火花点火運転用の目標スロットル弁開度ＯＴＶが全開開度となるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９９９を経由して図１１のステップ１１３５に進み、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値を「４」に設定する。
そして、ＣＰＵ７１はステップ１１９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上により、火花点火運転用の各種の制御量（燃料噴射量τ、燃料噴射開始タイミングＩＮＪ、火花発生タイミングＳ、排気弁開弁タイミングＥＯ、吸気弁開弁タイミングＩＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶ、目標可変ノズル開度ＯＶＮ、目標機械圧縮比ＭＣＲ、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴ、目標バイパス弁開度ＯＢＶ及び目標スロットル弁開度ＯＴＶ）が決定される。

（機関駆動制御）
一方、ＣＰＵ７１は、図３０にフローチャートにより示した内燃機関１０のすべての気筒により共用される部材を駆動制御するための機関駆動制御ルーチンを、クランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に実行するようになっている。なお、図３０のルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、ステップ３０００から本ルーチンの処理を開始してステップ３００５に進み、ＥＧＲ制御弁５３ａに駆動信号を送出してＥＧＲ制御弁５３ａの実際の開度を図１９のステップ１９３０にて決定された目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶに制御する。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３０１０に進み可変ノズル部９２ｄに駆動信号を送出して可変ノズル部９２ｄの実際の開度を図１９のステップ１９３５にて決定された目標可変ノズル開度ＯＶＮに制御する。なお、ステップ３００５及びステップ３０１０の各処理が実行されることは、燃焼ガス供給手段の機能の一部が達成されることに対応している。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ３０１５に進み伸縮部材制御部９５ａに駆動信号を送出してシリンダ２１の中心軸方向の伸縮部材９５の長さを図１９のステップ１９４０にて決定された目標機械圧縮比ＭＣＲに対応する長さに制御する。なお、ステップ３０１５の処理が実行されることは、機械圧縮比制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ３０２０に進みバイパス弁アクチュエータ９４ａに駆動信号を送出してバイパス弁９４の実際の開度を図１９のステップ１９５５にて決定された目標バイパス弁開度ＯＢＶに制御するとともに、続くステップ３０２５にてスロットル弁アクチュエータ４６ａに駆動信号を送出してスロットル弁４６の実際の開度を図１９のステップ１９６０にて決定された目標スロットル弁開度ＯＴＶに制御する。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ３０３０に進みモータ部９２ｅに供給する電流の大きさを変更することによりコンプレッサ９２ａの実際の回転速度を図２８のステップ２８２０にて決定された目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴに制御する。ただし、コンプレッサ９２ａの実際の回転速度が同決定された目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴよりも高い場合においてモータ部９２ｅに供給される電流の大きさが０となったとき、ＣＰＵ７１は、同ステップ３０３０におけるコンプレッサ９２ａの回転速度の制御を行わない。

なお、ステップ３０３０の処理が実行されることは、過給機制御手段及びコンプレッサ回転速度制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。
そして、ＣＰＵ７１はステップ３０９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

（各気筒駆動制御）
また、ＣＰＵ７１は、図３１にフローチャートにより示した内燃機関１０の各気筒に備えられた部材を気筒毎に独立に駆動制御するための火花点火運転用の各気筒駆動制御ルーチンを、クランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に第ｎ気筒専用に実行するようになっている。なお、図３１のルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ３１００から本ルーチンの処理を開始してステップ３１０５に進み、第ｎ気筒の現時点のクランク角が図１９のルーチンにより決定された第ｎ気筒の排気弁開弁タイミングＥＯと一致しているか否かを判定する。そして、第ｎ気筒の現時点のクランク角が第ｎ気筒の排気弁開弁タイミングＥＯと一致していると、ＣＰＵ７１はステップ３１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１１０に進み、排気弁駆動機構３４ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の排気弁３４を開弁させる（図３２の（１）を参照。）。これにより、前回の燃焼サイクルにおける燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２５から排出され始める（排気が開始する）。

以降、ＣＰＵ７１は、ステップ３１１５からステップ３１６０までの処理に従って、排気弁３４を開弁させる場合と同様に各種の駆動信号を適当なタイミングにて発生し、以下に記述する各種の動作を行わせる。

ステップ３１１５及びステップ３１２０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図１９のルーチンにより決定された第ｎ気筒の吸気弁開弁タイミングＩＯと一致したとき、吸気弁駆動機構３２ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の吸気弁３２を開弁させる（図３２の（２）を参照。）。これにより、燃焼室２５内へ空気が導入され始める（吸気が開始する）。更に、ＥＧＲ用通路５３を通過してサージタンク４２内に導入されていた燃焼ガスが空気とともに燃焼室２５内に導入され始める。

ステップ３１２５及びステップ３１３０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図１９のルーチンにより決定された第ｎ気筒の排気弁閉弁タイミングＥＣと一致したとき、排気弁駆動機構３４ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の排気弁３４を閉弁させる（図３２の（３）を参照。）。これにより、排気が終了する。

上述したように、負のオーバーラップ期間が設けられている場合には、先ず、排気行程にて開弁していた排気弁３４が閉弁し、その後、吸気弁３２が開弁する。これにより、燃焼室２５内に燃焼ガスが残留する。一方、正のオーバーラップ期間が設けられている場合には、先ず、吸気弁３２が開弁し、その後、排気弁３４が閉弁する。これにより、燃焼室２５内の燃焼ガスは十分に排出される。

ステップ３１３５及びステップ３１４０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図１７のルーチンにより決定された第ｎ気筒の燃料噴射開始タイミングＩＮＪと一致したとき、第ｎ気筒のインジェクタ３７を図１７のルーチンにより決定された燃料噴射量τに応じた時間だけ開弁させ、燃料噴射量τの燃料を燃焼室２５内に噴射させる（図３２の（４）を参照。）。噴射された燃料は、燃焼室２５内に続いて吸入される空気の流れにより同燃焼室２５にて拡散する。

ステップ３１４５及びステップ３１５０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図１９のルーチンにより決定された第ｎ気筒の吸気弁閉弁タイミングＩＣと一致したとき、吸気弁駆動機構３２ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の吸気弁３２を閉弁させる（図３２の（５）を参照。）。これにより、吸気が終了する。

上述したように、本実施形態においては、目標図示トルクＴＱＴに基づいて目標空気量ＡＩＲＴが決定され、決定された目標空気量ＡＩＲＴに基づいて目標過給圧ＰＭＴが決定され、実際の過給圧ＰＭが決定された目標過給圧ＰＭＴとなるようにコンプレッサ回転速度ＮＣが制御されている。従って、燃焼室２５内に導入されている筒内空気量ＡＩＲは、目標図示トルクＴＱＴを出力させるために適切な目標空気量ＡＩＲＴに略一致している。この結果、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴに一致させることができる。

そして、空気と燃料と燃焼ガスとからなる混合ガスの圧縮が開始する。
なお、ステップ３１０５からステップ３１３０までの各処理、並びに、ステップ３１４５及びステップ３１５０の各処理が実行されることは、燃焼ガス供給手段の機能の一部が達成されることに対応している。

ステップ３１５５及びステップ３１６０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図１７のルーチンにより決定された第ｎ気筒の火花発生タイミングＳと一致したとき、イグナイタ３６に駆動信号を送出して第ｎ気筒の燃焼室２５内にて火花を発生させる。これにより、混合ガスが着火され火炎の伝播により同混合ガスは燃焼する。
その後、ＣＰＵ７１はステップ３１９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このようにして、内燃機関１０は４サイクル火花点火運転方式により運転される。

（４サイクル火花点火運転方式から２サイクル自着火運転方式への切り替え）
次に、運転者がアクセルペダル操作量Accpを変更することにより、内燃機関１０の運転状態が火花点火運転領域Ａ内の状態から自着火運転領域Ｂ内の状態へ変化した場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図５のルーチンの処理を開始してステップ５２５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、同ステップ５２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５４０に進んで要求運転方式フラグＸＹＱの値を「２」に設定する。

なお、４サイクル火花点火運転時において、要求運転方式フラグＸＹＱの値が「２」に設定されることは、４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転へと運転方式を切り替える火花点火自着火切替え要求があると判定されることに対応している。即ち、ステップ５２５及びステップ５４０の処理が実行されることは、火花点火自着火切替え要求判定手段の機能が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５９９に進んで同ルーチンを一旦終了し、続いて図７のルーチンの処理を開始する。この時点では、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値は「４」であり、要求運転方式フラグＸＹＱの値は「２」である。

従って、ＣＰＵ７１は、ステップ７０５に進んだとき、同ステップ７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７１５に進み、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値が「４」であり且つ要求運転方式フラグＸＹＱの値が「２」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ７１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値を「４２」に設定する。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ７９９に進んで同ルーチンを一旦終了し、続いて図８のルーチンの処理を開始してステップ８０５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１０に進み、２サイクル自着火運転時のコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値である自着火運転用回転速度ＮＣ２をテーブルMapNC2(NE,TQR)に基づいて求める。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ８１５に進みコンプレッサ回転速度センサ６５により検出されたコンプレッサ回転速度ＮＣを読み込む。次に、ＣＰＵ７１は、ステップ８２０に進み上記ステップ８１５にて読み込まれたコンプレッサ回転速度ＮＣが上記ステップ８１０にて決定された自着火運転用回転速度ＮＣ２から予め設定された微小な回転速度変化量ΔＮＣを減じた値ＮＣ２−ΔＮＣよりも大きいか否かを判定する。

この時点t0では、図３に示したように、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣは、４サイクル火花点火運転時のコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値（火花点火運転用回転速度）ＮＣ４に略一致している。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９９に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

次に、ＣＰＵ７１は、図９のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「２４」であるか否かを判定するステップ９０５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、上述した場合と同様に、同ステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９９に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

その後、ＣＰＵ７１は、図１０のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定するステップ１００５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１０に進み、今回使用運転方式フラグＸＣＹの値を「４」に設定する。なお、ステップ１００５及びステップ１０１０の処理が実行されることは、火花点火自着火切替え準備制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

次に、ＣＰＵ７１は、図１１のルーチンの処理を開始して今回使用運転方式フラグＸＣＹの値が「４」であるか否かを判定するステップ１１０５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、上述した場合と同様に、同ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０からステップ１１２５までの処理を実行する。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１１３０に進んで図１９のルーチンの処理を開始し、上述した場合と同様に、ステップ１９０５からステップ１９４０までの処理を実行する。次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１９４５に進んで運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「０」であるか否かを判定する。この時点では、上述したように、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は「４２」である。

従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１９７０に進み、切替過渡期間における制御量を決定するため、図３３のフローチャートに示したステップ３３００に進む。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ３３０５に進みコンプレッサ回転速度センサ６５により検出されたコンプレッサ回転速度ＮＣを読み込む。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ３３１０に進み運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ３３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３１５に進み目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴを上記ステップ３３０５にて読み込まれたコンプレッサ回転速度ＮＣに回転速度変化量ΔＮＣを加えた値ＮＣ＋ΔＮＣに設定する。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ３３２０に進み目標バイパス弁開度ＯＢＶをテーブルMapOBVNC(NCT,PMT)に基づいて求める。ここで、テーブルMapOBVNCは、コンプレッサ回転速度ＮＣが目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴに一致し続けている状態にて過給圧ＰＭとバイパス弁開度との関係を実験により求め、その結果に基づいて予め設定されている。なお、ステップ３３１５及びステップ３３２０の処理が実行されることは、火花点火自着火切替え準備制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ３３９９を経由して図１９のステップ１９６０以降のステップに進んで、上述したように火花点火運転用の目標スロットル弁開度ＯＴＶを決定した後、本ルーチンを一旦終了する。

以上の処理は、図８のステップ８２０にてコンプレッサ回転速度ＮＣが自着火運転用回転速度ＮＣ２から回転速度変化量ΔＮＣを減じた値ＮＣ２−ΔＮＣよりも大きいと判定されるまで繰り返し実行される。即ち、図３３のステップ３３１５の処理が繰り返し実行されることにより、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴは、火花点火運転用回転速度ＮＣ４から自着火運転用回転速度ＮＣ２に向けて徐々に増大させられる。これにより、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣが徐々に増大させられる。

一方、コンプレッサ回転速度ＮＣが増大している期間において、目標バイパス弁開度ＯＢＶは、実際の過給圧ＰＭが４サイクル火花点火運転継続時（即ち、時点t0）の過給圧ＰＭ４にて一定に維持されるように、コンプレッサ回転速度ＮＣの増加に合わせて増大させられる。これにより、この期間において、実際の過給圧ＰＭは、図３に示したように、４サイクル火花点火運転継続時の過給圧（即ち、同期間の開始時の過給圧）ＰＭ４に一致する。この結果、４サイクル火花点火運転継続時と異なる出力軸トルクＴＱＯが出力されることを防止することができる。

そして、時点t1になると、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣは、自着火運転用回転速度ＮＣ２に十分に近しい値となる。また、実際のバイパス弁開度は、全閉開度θ０よりも大きい所定の開度であって、コンプレッサ回転速度ＮＣが自着火運転用回転速度ＮＣ２である状態において実際の過給圧ＰＭを４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に一致させる開度θ１となる。

この時点にて、ＣＰＵ７１が図８のルーチンの処理を開始してステップ８２０に進んだとき、ＣＰＵ７１は、同ステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値を「０」に設定する。なお、ステップ８２０及びステップ８２５の処理が実行されることは、火花点火自着火切替え実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ８９９に進んで同ルーチンを一旦終了し、続いて図９のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「２４」であるか否かを判定するステップ９０５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、上述した場合と同様に、同ステップ９０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９９に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

その後、ＣＰＵ７１は、図１０のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定するステップ１００５に進む。この時点では、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は「０」である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０２０に進み、今回使用運転方式フラグＸＣＹの値を要求運転方式フラグＸＹＱの値（この時点では、「２」）に設定する。

これにより、後述するように、４サイクル火花点火運転方式から２サイクル自着火運転方式へ運転方式が実際に切替えられる。なお、火花点火自着火切替え要求があると判定された時点（図３の時点t0）から実際に運転方式を切り替える時点（図３の時点t1）までの期間ＴＣｂは、本明細書において切替前過渡期間とも呼ばれる期間である。
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

次に、ＣＰＵ７１は、図１１のルーチンの処理を開始して今回使用運転方式フラグＸＣＹの値が「４」であるか否かを判定するステップ１１０５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１５０に進み、自着火運転用の損失トルクＴＱＦをテーブルMapTQFj(NE,PM)に基づいて求める。なお、ステップ１１５０の処理が実行されることは、損失トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

図１２の（Ｂ）に示したように、このテーブルMapTQFjは、上記ステップ１１１０にて参照される火花点火運転用のテーブルMapTQFh（図１２の（Ａ）を参照。）と同様に、ある過給圧ＰＭに対してエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて損失トルクＴＱＦが大きくなるように、且つ、あるエンジン回転速度ＮＥに対して過給圧ＰＭが大気圧より大きくなるにつれて損失トルクＴＱＦが大きくなるように予め設定されている。

ところで、２サイクル自着火運転方式においては、燃焼ガスの排出及び空気の導入を同時に行う掃気期間が設けられる。掃気期間においては、大気圧より高い圧力の空気をサージタンク４２へ供給しないと燃焼室２５内に十分な量の空気を導入することができない。従って、２サイクル自着火運転時においては、過給機９２により過給が行われる。即ち、２サイクル自着火運転時においては、過給圧ＰＭは大気圧より高くされている。このため、テーブルMapTQFjは、火花点火運転用のテーブルMapTQFhと異なり、過給圧ＰＭが大気圧以上となる条件においてのみ設定されている。

また、内燃機関１０を自着火運転方式により運転するためには、圧縮上死点における燃焼室２５内の混合ガスの温度（圧縮端温度）を所定の自着火温度（例えば、１０００Ｋ）より高くする必要がある。従って、後述するように、２サイクル自着火運転時の機械圧縮比は、実圧縮比（上死点における燃焼室２５の容積に対する圧縮開始時における燃焼室２５の容積の比）が４サイクル火花点火運転時の実圧縮比よりも高くなるように、４サイクル火花点火運転時の機械圧縮比よりも大きくされている。

その結果、２サイクル自着火運転時における圧縮行程中の燃焼室２５内の混合ガスの圧力は、４サイクル火花点火運転時における同圧力より高くなる。従って、燃焼室２５からピストン２２の下方に漏れる混合ガスの量が増加するので、燃焼ガスがピストン２２を押し下げる期間においてピストン２２に加えられる力がこの漏れたガスの分だけ減少して損失トルクＴＱＦが増加する。従って、自着火運転用のテーブルMapTQFjは、任意の過給圧ＰＭ及びエンジン回転速度ＮＥにおいて求められる損失トルクＴＱＦがテーブルMapTQFhに基づいて求められる火花点火運転用の損失トルクＴＱＦよりも大きくなるように、予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１１５５に進み、上記ステップ１１１５と同様に、上記テーブルMapTQFjに基づいて推定された損失トルクＴＱＦと、実際の損失トルクＴＱＦと、の間の差であって、上記テーブルMapTQFjを予め決定する際に前提とした所定の基準状態（本例では、上記テーブルMapTQFhを予め決定する際に前提とした上記基準状態と同一の基準状態）と実際の状態との相違により生じる差を補正するため、上記図１３に示した火花点火運転用の損失トルク補正ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の損失トルク補正ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、ＣＰＵ７１が参照するテーブルが異なる点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、上記ステップ１３２５及び上記ステップ１３３０の処理に対応するこの自着火運転用のルーチンのステップの処理が実行されることは、損失トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

この自着火運転用のルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、テーブルMapKTWh及びテーブルMapKTOhに代えてテーブルMapKTWj及びテーブルMapKTOjをそれぞれ参照する。これらのテーブルMapKTWj及びテーブルMapKTOjは、テーブルMapKTWh及びテーブルMapKTOhとそれぞれ同一である（図１４及び図１５を参照。）。なお、冷却水温度Ｔｗが損失トルクＴＱＦに及ぼす影響の運転方式による相違を考慮に入れて、テーブルMapKTWjは、テーブルMapKTWhと異なるように設定されていてもよい。また、エンジンオイル温度Ｔｏが損失トルクＴＱＦに及ぼす影響の運転方式による相違を考慮に入れて、テーブルMapKTOjは、テーブルMapKTOhと異なるように設定されていてもよい。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapKIAhに代えてテーブルMapKIAjを参照する。このテーブルMapKIAjは、テーブルMapKIAhと同一である（図１６を参照。）。なお、平均発電電流ＩＡａが損失トルクＴＱＦに及ぼす影響の運転方式による相違を考慮に入れて、テーブルMapKIAjは、テーブルMapKIAhと異なるように設定されていてもよい。

そして、ＣＰＵ７１は、本ルーチンの処理を終了した後、図１１のステップ１１６０に進み、上記ステップ１１２０と同様に、図５のステップ５２０にて決定された要求出力軸トルクＴＱＲに上記ステップ１１５５にて補正された損失トルクＴＱＦを加えた値を気筒数ＮＫにより除することにより自着火運転用の目標図示トルクＴＱＴを決定する。なお、ステップ１１６０の処理が実行されることは、目標図示トルク決定手段の機能が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ１１６５に進み、自着火運転用の一次制御量を決定するため、上記図１７に示した火花点火運転用の一次制御量決定ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の一次制御量決定ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、ＣＰＵ７１が参照するテーブルが異なる点及び火花発生タイミングＳを決定しない点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、この自着火運転用の一次制御量決定ルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

この自着火運転用のルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、テーブルMapτhに代えてテーブルMapτjを参照する。このテーブルMapτjは、テーブルMapτhと同様に、目標図示トルクＴＱＴが大きくなるほど求められる自着火運転用の燃料噴射量τが多くなるとともに、エンジン回転速度ＮＥが高くなるにつれて求められる自着火運転用の燃料噴射量τが少なくなるように、予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapAIRThに代えてテーブルMapAIRTjを参照する。２サイクル自着火運転方式においては、ＮＯｘの生成量を減少させるために混合ガスの空燃比は理論空燃比よりもリーンな空燃比（リーン空燃比）に設定される。ところで、負荷（目標図示トルクＴＱＴ）が小さくなるほど、燃焼ガスの温度が低くなるので、混合ガスの温度が高められにくくなり、混合ガスは自着火しにくくなる。従って、混合ガスの空燃比は、更に、目標図示トルクＴＱＴが小さくなるほど、理論空燃比に近づくように設定される。

従って、テーブルMapAIRTjは、図１８の（Ｂ）に示したように、任意の運転状態において、求められる目標空気量ＡＩＲＴが、テーブルMapτjに基づいて求められる自着火運転用の燃料噴射量τに目標図示トルクＴＱＴが小さくなるほど理論空燃比に近づくリーン空燃比を乗じた値となるように予め設定されている。

また、上述したように、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃料噴射量τは少なくされる。従って、上記テーブルMapAIRTjによれば、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、求められる目標空気量ＡＩＲＴは少なくなる。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapEGThに代えてテーブルMapEGTjを参照する。このテーブルMapEGTjは、テーブルMapEGThと同様に、任意の運転状態において、目標図示トルクＴＱＴが大きくなるほど、求められる目標空気量ＡＩＲＴに対する求められる目標燃焼ガス量ＥＧＴの割合が低くなるように予め設定されている。

上述したように、２サイクル自着火運転方式においては、混合ガスの温度が十分に（自着火温度よりも）高くならないと混合ガスが自着火されない。このため、２サイクル自着火運転方式においては、４サイクル火花点火運転方式よりも多くの燃焼ガスを混合ガスに含ませることが好適である。従って、テーブルMapEGTjは、任意の運転状態において、自着火運転用の目標燃焼ガス量ＥＧＴが火花点火運転用の目標燃焼ガス量ＥＧＴよりも多くなるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapINJhに代えてテーブルMapINJjを参照する。このテーブルMapINJjは、テーブルMapINJhと異なり、任意の運転状態のときに同テーブルMapINJjに基づいて求められる自着火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが後述する自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯから後述する自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣまでの期間（掃気期間）中の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

次に、ＣＰＵ７１はステップ１１７０に進み、自着火運転用の二次制御量を決定するため、上記図１９に示した火花点火運転用の二次制御量決定ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の二次制御量決定ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、ＣＰＵ７１が参照するテーブルが異なる点、並びに、ステップ１９４５及びステップ１９７０に対応する処理を含まない点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、この自着火運転用の二次制御量決定ルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

この自着火運転用のルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、テーブルMapPMThに代えてテーブルMapPMTjを参照する。図２０の（Ｂ）に示したように、このテーブルMapPMTjは、テーブルMapPMThと同様に、目標空気量ＡＩＲＴが多くなるほど求められる目標過給圧ＰＭＴが高くなるように予め設定されている。更に、テーブルMapPMTjは、テーブルMapPMThと同様に、任意の目標空気量ＡＩＲＴに対して、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど求められる目標過給圧ＰＭＴが高くなるとともに、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど求められる目標過給圧ＰＭＴが高くなるように、予め設定されている。

一般に、２サイクル運転方式においては、燃焼室２５内に空気が導入される期間（吸気期間）のうち燃焼室２５の容積が減少している期間（ピストン２２が上昇している期間）の割合が４サイクル運転方式の場合よりも高い。また、２サイクル運転方式における吸気期間は、４サイクル運転方式の場合よりも短い。従って、同じ量の空気を導入するためには、２サイクル運転方式における過給圧ＰＭは、４サイクル運転方式の場合よりも高くされる必要がある。

従って、テーブルMapPMTjは、更に、任意の状態において、テーブルMapPMTjに基づいて求められる目標過給圧ＰＭＴがテーブルMapPMThに基づいて求められる目標過給圧ＰＭＴよりも高くなるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapEOhに代えてテーブルMapEOjを参照する。図３４に示したように、このテーブルMapEOjは、テーブルMapEOhと異なり、求められる自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯが上死点（ＴＤＣ）と同上死点の次の下死点（ＢＤＣ）との間の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、本明細書においては、自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯは、下死点を原点としクランク軸２４の回転方向と逆の向きを正の向きとするクランク角ＢＢＤＣにより表される（後述する自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯも同様。）。

更に、テーブルMapEOjは、テーブルMapEOhと同様に、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、求められる自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯが進角されるように予め設定されている。加えて、テーブルMapEOjは、排気弁開弁期間が略一定に維持されるように、後述するテーブルMapECjに基づいて予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapIOhに代えてテーブルMapIOjを参照する。図３５に示したように、このテーブルMapIOjは、テーブルMapIOhと異なり、任意の状態のときに、同テーブルMapIOjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯがテーブルMapEOjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯより後（遅角側）のタイミングであって上記下死点より前の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

加えて、ＣＰＵ７１は、テーブルMapEChに代えてテーブルMapECjを参照する。図３６に示したように、このテーブルMapECjは、テーブルMapEChと異なり、任意の状態のときに、同テーブルMapECjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣがテーブルMapIOjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯより後の所定のタイミングであって上記下死点より後の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、本明細書においては、自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣは、下死点を原点としクランク軸２４の回転方向を正の向きとするクランク角ＡＢＤＣにより表される（後述する自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣも同様。）。

上述したように、燃焼室２５内に導入された燃焼ガスは燃焼室２５への空気の流入を阻害する。従って、目標過給圧ＰＭＴが高く（即ち、負荷が大きく）なるほど、より多くの空気を燃焼室２５内に導入するために、筒内空気量ＡＩＲに対する筒内燃焼ガス量ＥＧの割合を小さくすることが好適である。従って、テーブルMapIOj及びテーブルMapECjは、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、テーブルMapIOjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯが進角されるとともにテーブルMapECjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣが遅角されるように、予め設定されている。これにより、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、掃気期間が長くされる。

ところで、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、燃焼室２５から燃焼ガスを排出するとともに燃焼室２５内に空気を導入する（掃気を行う）ために吸気弁３２及び排気弁３４が開弁している時間（掃気期間）は短くなる。従って、掃気が行われにくくなる。従って、テーブルMapIOj及びテーブルMapECjは、更に、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、掃気期間が長くなるように予め設定されている。

また、テーブルMapIOj及びテーブルMapECjは、更に、目標燃焼ガス量ＥＧＴが多くなるほど、掃気期間が短くなるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapIChに代えてテーブルMapICjを参照する。図３７に示したように、このテーブルMapICjは、テーブルMapIChと異なり、任意の状態のときに、同テーブルMapICjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣがテーブルMapECjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣより遅角側のタイミングとなるように予め設定されている。加えて、テーブルMapICjは、吸気弁開弁期間が略一定に維持されるように、上記テーブルMapIOjに基づいて予め設定されている。

加えて、ＣＰＵ７１は、テーブルMapOEGRVhに代えてテーブルMapOEGRVjを参照する。２サイクル運転方式においては掃気が行われるために、過給圧ＰＭは排気管５１内の圧力よりも高い。従って、サージタンク４２内の空気がＥＧＲ用通路５３を通過して排気管５１へ流出する恐れがある。従って、テーブルMapOEGRVjは、図２５に示したように、テーブルMapOEGRVhと異なり、求められる自着火運転用の目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶが０となるように予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapOVNhに代えてテーブルMapOVNjを参照する。このテーブルMapOVNjは、テーブルMapOVNhと異なり、タービン９２ｂに流入する排ガスの流量がタービン９２ｂの駆動効率を最大とする流量となるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapMCRhに代えてテーブルMapMCRjを参照する。図２７の（Ｂ）に示したように、このテーブルMapMCRjは、テーブルMapMCRhと同様に、目標過給圧ＰＭＴが高くなるほど、求められる自着火運転用の目標機械圧縮比ＭＣＲが小さくなるように予め設定されている。

ところで、火花点火運転方式においては、混合ガスの燃焼が火炎の伝播により進行するので、混合ガスの圧縮比を高くし過ぎるとノッキングが発生してしまう。一方、自着火運転方式においては、極めて短い期間内に多数の散在する位置にて混合ガスが着火（自着火）するので、ノッキングは発生しにくい。従って、テーブルMapMCRjは、更に、任意の運転状態のときに、テーブルMapMCRjに基づいて求められる自着火運転用の目標機械圧縮比ＭＣＲがテーブルMapMCRhに基づいて求められる火花点火運転用の目標機械圧縮比ＭＣＲよりも大きくなるように予め設定されている。

加えて、ＣＰＵ７１は、テーブルMapOBVhに代えてテーブルMapOBVjを参照する。このテーブルMapOBVjは、テーブルMapOBVhと異なり、求められる自着火運転用の目標バイパス弁開度ＯＢＶが全閉開度（バイパス弁９４が全閉状態となる開度）となるように予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapOTVhに代えてテーブルMapOTVjを参照する。このテーブルMapOTVjは、テーブルMapOTVhと異なり、求められる自着火運転用の目標スロットル弁開度ＯＴＶが全開開度（スロットル弁４６が全開状態となる開度）となるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、上記ステップ１９５０に対応する本ルーチンのステップに進んだとき、自着火運転用の目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴを決定するため、上記図２８に示した火花点火運転用の目標コンプレッサ回転速度決定ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の目標コンプレッサ回転速度決定ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、ＣＰＵ７１が参照するテーブルが異なる点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、このルーチンの処理が実行されることは、過給機制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。

この自着火運転用のルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、テーブルMapNC0hに代えてテーブルMapNC0jを参照する。図２９に示したように、このテーブルMapNC0jは、テーブルMapNC0hと同様に、基準温度Ｔ０下において、コンプレッサ回転速度ＮＣと、過給圧ＰＭを吸気圧力Ｐａにより除した圧力比ＰＭ／Ｐａと、の関係を実験により求め、その結果に基づいて予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、自着火運転用の二次制御量決定ルーチン及び自着火運転用の目標コンプレッサ回転速度決定ルーチンの処理を終了した後、図１１のステップ１１７５に進んで前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値を「２」に設定する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ１１９９に進み本ルーチンを一旦終了する。

以上により、自着火運転用の各種の制御量（燃料噴射量τ、燃料噴射開始タイミングＩＮＪ、火花発生タイミングＳ、排気弁開弁タイミングＥＯ、吸気弁開弁タイミングＩＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶ、目標可変ノズル開度ＯＶＮ、目標機械圧縮比ＭＣＲ、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴ、目標バイパス弁開度ＯＢＶ及び目標スロットル弁開度ＯＴＶ）が決定される。

（機関駆動制御）
一方、４サイクル火花点火運転時と同様に、ＣＰＵ７１が上記図３０に示した機関駆動制御ルーチンを実行することにより、実際のＥＧＲ制御弁開度が自着火運転用の目標ＥＧＲ制御弁開度ＯＥＧＲＶに制御され、実際の可変ノズル開度が自着火運転用の目標可変ノズル開度ＯＶＮに制御される。

加えて、シリンダ２１の中心軸方向の伸縮部材９５の長さが自着火運転用の目標機械圧縮比ＭＣＲに対応する長さに制御され、実際のスロットル弁開度が自着火運転用の目標スロットル弁開度ＯＴＶに制御される。

また、実際のバイパス弁開度が自着火運転用の目標バイパス弁開度ＯＢＶに制御される。これにより、図３に示したように、実際のバイパス弁開度は、全閉開度θ０となる。更に、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣが自着火運転用の目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴに制御される。

上述したように、切替前過渡期間ＴＣｂにおいて、コンプレッサ回転速度ＮＣは、自着火運転用回転速度ＮＣ２に近しい回転速度まで増大させられている。従って、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣは、自着火運転用の目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴに迅速に一致する。これにより、実際の過給圧ＰＭを２サイクル自着火運転継続時の過給圧ＰＭ２に迅速に一致させることができる。この結果、運転方式が切り替わった直後においても、２サイクル自着火運転継続時と略同じ出力軸トルクＴＱＯを出力させることができる。

更に、上述したように、上記切替前過渡期間ＴＣｂにおいて、バイパス弁開度を制御することにより実際の過給圧ＰＭが４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に一致しているので、４サイクル火花点火運転継続時と略同じ出力軸トルクＴＱＯが出力されている。従って、運転方式の切り替え直前及び直後のいずれの期間においても、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに一致させることができる。この結果、運転方式の切り替えに伴って出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

更に、ＣＰＵ７１は、内燃機関１０の各気筒に備えられた部材を気筒毎に独立に駆動制御するため、上記図３１に示した火花点火運転用の各気筒駆動制御ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の各気筒駆動制御ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、点火プラグ３５により火花を発生させない（ステップ３１５５及びステップ３１６０に対応する処理を含まない）点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。なお、このルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

ＣＰＵ７１がこの自着火運転用のルーチンを実行することにより、自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯにて排気弁３４が開弁する（図３８の（１）を参照。）。これにより、排気が開始する。次に、吸気弁開弁タイミングＩＯにて吸気弁３２が開弁する（図３８の（２）を参照。）。これにより、燃焼室２５内に空気が導入されるとともに、燃焼室２５内の燃焼ガスが燃焼室２５から排出される掃気が開始する。

次いで、自着火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪにてインジェクタ３７が燃料噴射量τに応じた時間だけ開弁して燃料噴射量τの燃料が燃焼室２５内に噴射される（図３８の（３）を参照。）。噴射された燃料は、燃焼室２５内に続いて吸入される空気の流れにより同燃焼室２５にて拡散する。

そして、自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣにて開弁している排気弁３４が閉弁する（図３８の（４）を参照。）。これにより、排気（掃気）が終了する。一方、燃焼室２５内への空気の導入（過給）は継続される。次いで、自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣにて開弁している吸気弁３２が閉弁する（図３８の（５）を参照。）。これにより、燃焼室２５内への空気の導入が終了する。

上述したように、本実施形態においては、目標図示トルクＴＱＴに基づいて目標空気量ＡＩＲＴが決定され、決定された目標空気量ＡＩＲＴに基づいて目標過給圧ＰＭＴが決定され、実際の過給圧ＰＭが決定された目標過給圧ＰＭＴとなるようにコンプレッサ回転速度ＮＣが制御されている。従って、燃焼室２５内に導入されている筒内空気量ＡＩＲは、目標図示トルクＴＱＴを出力させるために適切な目標空気量ＡＩＲＴに略一致している。

そして、燃焼室２５内に形成された混合ガスが圧縮され始める。その後、ピストン２２が上死点に近づくにつれて混合ガスの温度が上昇する。そして、ピストン２２が上死点近傍位置に到達したとき、混合ガスが自着火されて燃焼を開始する。
このようにして、内燃機関１０は２サイクル自着火運転方式により運転される。

このように、本実施形態によれば、オルタネータ９１の負荷に基づいて推定された損失トルクＴＱＦを要求出力軸トルクＴＱＲに加えた目標図示トルクＴＱＴに対応する力がピストン２２に加えられるので、オルタネータ９１の負荷にかかわらず、実際の出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに略一致させることができる。この結果、運転方式が切り替わる際、コンプレッサ９２ａを駆動するために消費される電力が変化することによりオルタネータ９１の負荷が大きく変化しても出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

更に、本実施形態によれば、４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転へ実際に運転方式を切り替える直前の切替前過渡期間ＴＣｂ中、コンプレッサ９２ａの回転速度が自着火運転用回転速度ＮＣ２に向けて増大させられる。これにより、運転方式が切り替わった直後においても実際の過給圧ＰＭを２サイクル自着火運転継続時の過給圧ＰＭ２に迅速に一致させることができる。この結果、運転方式が切り替わった直後においても、２サイクル自着火運転継続時と略同じ出力軸トルクＴＱＯを出力させることができる。

更に、上記切替前過渡期間ＴＣｂにおいては、実際の過給圧ＰＭを同切替前過渡期間ＴＣｂ開始時の過給圧ＰＭ４に維持するようにバイパス弁開度が制御される。これにより、同切替前過渡期間ＴＣｂにおいて、実際の過給圧ＰＭを４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に一致させることができるので、４サイクル火花点火運転継続時と異なる出力軸トルクＴＱＯが出力されることを防止することができる。

以上により、運転方式の切り替えに際して出力軸トルクＴＱＯを略一定に維持することができる。従って、運転方式の切り替えに伴って出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることをより確実に防止することができる。

（２サイクル自着火運転方式から４サイクル火花点火運転方式への切り替え）
次に、運転者がアクセルペダル操作量Accpを変更することにより、内燃機関１０の運転状態が自着火運転領域Ｂ内の状態から火花点火運転領域Ａ内の状態へ変化した場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図５のルーチンの処理を開始してステップ５２５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、同ステップ５２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５３０に進んで要求運転方式フラグＸＹＱの値を「４」に設定する。

なお、２サイクル自着火運転時において、要求運転方式フラグＸＹＱの値が「４」に設定されることは、２サイクル自着火運転から４サイクル火花点火運転へと運転方式を切り替える自着火火花点火切替え要求があると判定されることに対応している。即ち、ステップ５２５及びステップ５３０の処理が実行されることは、自着火火花点火切替え要求判定手段の機能が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５９９に進んで同ルーチンを一旦終了し、続いて図７のルーチンの処理を開始する。この時点では、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値は「２」であり、要求運転方式フラグＸＹＱの値は「４」である。

従って、ＣＰＵ７１は、ステップ７０５に進んだとき、同ステップ７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７１５に進み、前回使用運転方式フラグＸＣＹ１の値が「４」であり且つ要求運転方式フラグＸＹＱの値が「２」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ７１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３０に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値を「２４」に設定する。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ７９９に進んで同ルーチンを一旦終了し、続いて図８のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定するステップ８０５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、直接ステップ８９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

次に、ＣＰＵ７１は、図９のルーチンの処理を開始してステップ９０５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「２４」であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ９０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９１０に進み、４サイクル火花点火運転時のコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値である火花点火運転用回転速度ＮＣ４をテーブルMapNC4(NE,TQR)に基づいて求める。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ９１５に進みコンプレッサ回転速度センサ６５により検出されたコンプレッサ回転速度ＮＣを読み込む。次に、ＣＰＵ７１は、ステップ９２０に進み上記ステップ９１５にて読み込まれたコンプレッサ回転速度ＮＣが上記ステップ９１０にて決定された火花点火運転用回転速度ＮＣ４に上記回転速度変化量ΔＮＣを加えた値ＮＣ４＋ΔＮＣよりも小さいか否かを判定する。

この時点t2では、図４に示したように、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣは、２サイクル自着火運転時のコンプレッサ９２ａの回転速度の目標値（自着火運転用回転速度）ＮＣ２に略一致している。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９９に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

その後、ＣＰＵ７１は、図１０のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定するステップ１００５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０２０に進み、今回使用運転方式フラグＸＣＹの値を要求運転方式フラグＸＹＱの値（この時点では、「４」）に設定する。これにより、後述するように、２サイクル自着火運転方式から４サイクル火花点火運転方式へ運転方式が実際に切り替えられる。
次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。

次に、ＣＰＵ７１は、図１１のルーチンの処理を開始して今回使用運転方式フラグＸＣＹの値が「４」であるか否かを判定するステップ１１０５に進む。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０からステップ１１２５までの処理を実行する。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１１３０に進んで図１９のルーチンの処理を開始し、上述した場合と同様に、ステップ１９０５からステップ１９４０までの処理を実行する。次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１９４５に進んで運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「０」であるか否かを判定する。この時点では、上述したように、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値は「２４」である。

従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１９７０に進む。そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９７０にて図３３のルーチンの処理を開始して運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値が「４２」であるか否かを判定するステップ３３１０に進んだとき、同ステップ３３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３３５０に進む。

そして、ＣＰＵ７１は、同ステップ３３５０にて目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴを上記ステップ３３０５にて読み込まれたコンプレッサ回転速度ＮＣから回転速度変化量ΔＮＣを減じた値ＮＣ−ΔＮＣに設定する。なお、ステップ３３５０の処理が実行されることは、切替過渡時目標回転速度設定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ３３２０にステップに進み、上述したように火花点火運転用の目標バイパス弁開度ＯＢＶを決定する。なお、ステップ３３２０の処理が実行されることは、切替過渡時バイパス弁開度制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。これにより、図４に示したように、実際のバイパス弁開度は、全閉開度θ０よりも大きい所定の開度であって、コンプレッサ回転速度ＮＣが自着火運転用回転速度ＮＣ２である状態において実際の過給圧ＰＭを４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４に一致させる開度θ１となる。この結果、実際の過給圧ＰＭは、４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４となる。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ３３９９を経由して図１９のステップ１９６０以降のステップに進んで、上述したように火花点火運転用の目標スロットル弁開度ＯＴＶを決定した後、本ルーチンを一旦終了する。

以上の処理は、図９のステップ９２０にてコンプレッサ回転速度ＮＣが火花点火運転用回転速度ＮＣ４に回転速度変化量ΔＮＣを加えた値ＮＣ４＋ΔＮＣよりも小さいと判定されるまで繰り返し実行される。即ち、図３３のステップ３３５０の処理が繰り返し実行されることにより、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴは、自着火運転用回転速度ＮＣ２から火花点火運転用回転速度ＮＣ４に向けて徐々に減少させられる。これにより、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣが時間経過に伴って徐々に減少させられる。

一方、コンプレッサ回転速度ＮＣが減少している期間において、目標バイパス弁開度ＯＢＶは、実際の過給圧ＰＭが４サイクル火花点火運転継続時の過給圧ＰＭ４にて一定に維持されるように、コンプレッサ回転速度ＮＣの減少に合わせて減少させられる。これにより、この期間において、実際の過給圧ＰＭは、図４に示したように、４サイクル火花点火運転継続時の過給圧（必要過給圧）ＰＭ４に一致する。この結果、４サイクル火花点火運転継続時と異なる出力軸トルクＴＱＯが出力されることを防止することができる。

更に、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴが時間の経過に伴って徐々に減少するから、運転方式の切り替えと同時に目標回転速度が自着火運転用回転速度ＮＣ２から火花点火運転用回転速度ＮＣ４へ変更される場合より、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣが穏やかに変更される。従って、コンプレッサ９２ａにより空気が圧縮される程度が穏やかに変化するので、バイパス弁開度の変更を同変化に十分に追従させることができ、実際の過給圧ＰＭを必要過給圧ＰＭ４により確実に一致させることができる。この結果、運転方式の切り替えに伴って出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

そして、時点t3になると、実際のコンプレッサ回転速度ＮＣは、火花点火運転用回転速度ＮＣ４に十分に近しい値となる。この時点にて、ＣＰＵ７１が図９のルーチンの処理を開始してステップ９２０に進んだとき、ＣＰＵ７１は、同ステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２５に進み、運転方式切替過渡フラグＸＫＴの値を「０」に設定する。なお、実際に運転方式が切り替えられた時点（図４の時点t2）から目標回転速度ＮＣＴが火花点火運転用回転速度ＮＣ４に一致した時点（図４の時点t3）までの期間ＴＣａは、本明細書において切替後過渡期間とも呼ばれる期間である。

従って、以後、ＣＰＵ７１が図１９のステップ１９４５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９４５にて「Ｙｅｓ」と判定するので、図３３のルーチンを実行することなく、目標コンプレッサ回転速度ＮＣＴ及び目標バイパス弁開度ＯＢＶをステップ１９５０及びステップ１９５５にてそれぞれ決定する。このように、４サイクル火花点火運転継続時と同様の４サイクル火花点火運転が行われる。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の実施形態によれば、オルタネータ９１の負荷に基づいて推定された損失トルクＴＱＦを要求出力軸トルクＴＱＲに加えた目標図示トルクＴＱＴに対応する力がピストン２２に加えられるので、オルタネータ９１の負荷にかかわらず、実際の出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに略一致させることができる。この結果、運転方式が切り替わる際、コンプレッサ９２ａを駆動するために消費される電力が変化することによりオルタネータ９１の負荷が大きく変化しても出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

更に、本実施形態によれば、運転方式を切り替える際にコンプレッサ回転速度ＮＣ及びバイパス弁開度が適切に制御されるので、運転方式の切り替え直前及び直後のいずれの期間においても、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに一致させることができる。この結果、運転方式の切り替えに伴って出力軸トルクＴＱＯが急激に変化しないので、運転者等にトルクショックを感じさせることをより確実に防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、２サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式は、それぞれ４サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、２サイクル自着火運転方式及び４サイクル自着火運転方式、２サイクル火花点火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、２サイクル火花点火運転方式及び４サイクル自着火運転方式、若しくは、２サイクル火花点火運転方式及び２サイクル自着火運転方式であってもよい。

また、上記実施形態は、開閉動作させる吸気弁３２の数又は開閉動作させる排気弁３４の数を内燃機関１０の運転状態に応じて変更するように構成されていてもよい。この場合、開閉動作する吸気弁３２の数及び開閉動作する排気弁３４の数に応じて損失トルクＴＱＦを補正することが好適である。

本発明の実施形態に係る制御装置を４サイクル火花点火運転方式による運転と２サイクル自着火運転方式による運転とが可能な内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。 図１に示した内燃機関を制御する制御装置の電気ブロック図である。 ４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転へ運転方式を切り替える際の目標コンプレッサ回転速度、目標バイパス弁開度及び過給圧の変化を示したタイムチャートである。 ２サイクル自着火運転から４サイクル火花点火運転へ運転方式を切り替える際の目標コンプレッサ回転速度、目標バイパス弁開度及び過給圧の変化を示したタイムチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する使用されるべき運転方式を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが図５のフローチャートを実行する際に参照する運転領域マップである。 図１に示したＣＰＵが実行する切替過渡期間の開始を判定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する４サイクル火花点火運転から２サイクル自着火運転への運転方式の切り替えに伴う切替過渡期間の終了を判定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する２サイクル自着火運転から４サイクル火花点火運転への運転方式の切り替えに伴う切替過渡期間の終了を判定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する実際に使用する運転方式を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する各種の制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する過給圧及びエンジン回転速度と損失トルクとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが実行する火花点火運転用の損失トルクを補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する冷却水温度と冷却水温度に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照するエンジンオイル温度とエンジンオイル温度に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する平均発電電流と平均発電電流に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが実行する火花点火運転用の一次制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する目標図示トルク及びエンジン回転速度と目標空気量との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが実行する火花点火運転用の二次制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する目標空気量、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と目標過給圧との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と火花点火運転用の排気弁開弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧及び目標燃焼ガス量と目標ＥＧＲ制御弁開度との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と火花点火運転用の目標可変ノズル開度との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧及びエンジン回転速度と目標機械圧縮比との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが実行する火花点火運転用の目標コンプレッサ回転速度を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する圧力比と基準コンプレッサ回転速度との関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが実行する、すべての気筒により共用される部材を駆動制御するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する、各気筒に備えられた部材を気筒毎に独立に駆動制御するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示した内燃機関を４サイクル火花点火運転方式により運転しているときの吸気弁開弁タイミング、吸気弁閉弁タイミング、排気弁開弁タイミング、排気弁閉弁タイミング、燃料噴射開始タイミング及び火花発生タイミング等を概念的に示した説明図である。 図１に示したＣＰＵが実行する切替過渡期間における制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と自着火運転用の排気弁開弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と自着火運転用の吸気弁開弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と自着火運転用の排気弁閉弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが参照する目標過給圧、エンジン回転速度及び目標燃焼ガス量と自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示した内燃機関を２サイクル自着火運転方式により運転しているときの吸気弁開弁タイミング、吸気弁閉弁タイミング、排気弁開弁タイミング、排気弁閉弁タイミング及び燃料噴射開始タイミング等を概念的に示した説明図である。

符号の説明

１０…内燃機関、２０…シリンダブロック部、２１…シリンダ、２２…ピストン、２４…クランク軸、２５…燃焼室、３２…吸気弁、３４…排気弁、３５…点火プラグ、３７…インジェクタ、４２…サージタンク、４６…スロットル弁、５１…排気管、５３…ＥＧＲ用通路、５３ａ…ＥＧＲ制御弁、６２…吸気温度センサ、６３…吸気圧力センサ、６４…過給圧センサ、６５…コンプレッサ回転速度センサ、６６…クランクポジションセンサ、６７…冷却水温度センサ、６８…エンジンオイル温度センサ、６９…アクセル開度センサ、７１…ＣＰＵ、９１…オルタネータ、９２…過給機、９２ａ…コンプレッサ、９２ｂ…タービン、９２ｄ…可変ノズル部、９２ｅ…モータ部、９３…バイパス通路、９４…バイパス弁、９５…伸縮部材、ＡＭＡ…発電機用電流センサ、ＶＭＢ…バッテリ用電圧センサ、ＢＴ…バッテリ。

Claims (13)

1. シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、コネクティングロッドを介して前記ピストンに連結され同ピストンの往復動作により回転するクランク軸と、前記クランク軸により駆動されることにより電力を発生する発電機と、前記発電機により発生させられた電力により駆動されるコンプレッサを有し且つ少なくとも前記シリンダと前記ピストンとにより構成される燃焼室に同コンプレッサにより空気を過給する過給機と、を備え、前記燃焼室内に燃料と前記空気とを含む混合ガスを形成するとともに同形成された混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記検出された運転状態に基づいて前記クランク軸により前記内燃機関の外部に伝達される出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクを決定する要求出力軸トルク決定手段と、
   前記決定された要求出力軸トルクに基づいて前記第１の運転方式及び前記第２の運転方式の何れか一方を選択する運転方式選択手段と、
   前記選択された運転方式に基づいて前記過給機を制御する過給機制御手段と、
   前記発電機の負荷を取得する発電機負荷取得手段と、
   前記クランク軸が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクを前記取得された発電機の負荷に基づいて推定する損失トルク推定手段と、
   前記決定された要求出力軸トルクに前記推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクを決定する目標図示トルク決定手段と、
   前記選択された運転方式により前記混合ガスを燃焼させることによって前記決定された目標図示トルクに対応する力が前記ピストンに加えられるように前記内燃機関を運転する運転実行手段と、
   を備えた内燃機関の制御装置。
2. シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、コネクティングロッドを介して前記ピストンに連結され同ピストンの往復動作により回転するクランク軸と、電力により駆動されるコンプレッサを有し且つ少なくとも前記シリンダと前記ピストンとにより構成される燃焼室に同コンプレッサにより空気を過給する過給機と、を備え、前記燃焼室内に燃料と前記空気とを含む混合ガスを形成するとともに同形成された混合ガスを燃焼させる内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに加えられる力に対応する図示トルクの目標値である目標図示トルクを前記検出された運転状態に基づいて決定する目標図示トルク決定手段と、
   前記混合ガスに含まれる前記空気の量の目標値である目標空気量を前記決定された目標図示トルクに基づいて決定する目標空気量決定手段と、
   前記過給された空気の圧力である過給圧の目標値である目標過給圧を前記決定された目標空気量に基づいて決定する目標過給圧決定手段と、
   実際の過給圧が前記決定された目標過給圧に一致するように前記過給機を制御する過給機制御手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関に適用され、
   前記検出された運転状態に基づいて前記第１の運転方式及び前記第２の運転方式の何れか一方を選択する運転方式選択手段と、
   前記選択された運転方式により前記混合ガスを燃焼させることによって前記内燃機関を運転する運転実行手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記目標空気量決定手段は、
   エンジン回転速度を検出するとともに、更に、同検出されたエンジン回転速度に基づいて前記目標空気量を決定する内燃機関の制御装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記目標空気量決定手段は、
   更に、前記選択された運転方式に基づいて前記目標空気量を決定する内燃機関の制御装置。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記目標過給圧決定手段は、
   エンジン回転速度を検出するとともに、更に、同検出されたエンジン回転速度に基づいて前記目標過給圧を決定する内燃機関の制御装置。
7. 請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記目標過給圧決定手段は、
   更に、前記選択された運転方式に基づいて前記目標過給圧を決定する内燃機関の制御装置。
8. 請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記混合ガスが燃焼することにより生成された燃焼ガスであって新たに形成される前記混合ガスに含まれるべき燃焼ガスの量の目標値である目標燃焼ガス量を前記決定された目標図示トルクに基づいて決定する目標燃焼ガス量決定手段と、
   前記決定された目標燃焼ガス量の燃焼ガスを前記新たに形成される混合ガスに含ませるように前記燃焼室に同燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給手段と、を備え、
   前記目標過給圧決定手段は、
   更に、前記決定された目標燃焼ガス量に基づいて前記目標過給圧を決定する内燃機関の制御装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記過給機は、前記内燃機関の排気通路に配設され燃焼ガスが流入することにより駆動されるタービンを備えるとともに、同タービンが駆動されることによって前記コンプレッサが駆動されるように構成され、
   前記燃焼ガス供給手段は、
   前記排気通路に配設され開度を変更することにより前記タービンに流入する燃焼ガスの流量を調整する可変ノズルと、
   前記排気通路のうちの前記可変ノズルよりも上流側の部分に一端が接続され、前記内燃機関の吸気通路に他端が接続された排ガス環流用通路と、
   前記排ガス環流用通路に配設され、開度を変更することにより同排ガス環流用通路を通過する燃焼ガスの流量を調整する排ガス環流量制御弁と、を備え、
   前記決定された目標燃焼ガス量と、前記決定された目標過給圧と、に基づいて吸気弁を開弁するタイミング、同吸気弁を閉弁するタイミング、排気弁を開弁するタイミング、同排気弁を閉弁するタイミング、前記可変ノズルの開度及び前記排ガス環流量制御弁の開度のうちの少なくとも１つを含む燃焼ガス供給用制御量の目標値を決定するとともに、同燃焼ガス供給用制御量の実際の値を同決定された目標値に制御するように構成された内燃機関の制御装置。
10. 請求項３乃至請求項９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
    前記ピストンの往復動作により変化する前記燃焼室の容積の最小値に対する最大値の比である機械圧縮比を変更可能な機械圧縮比変更手段と、
    前記選択された運転方式と前記決定された目標過給圧とに基づいて前記機械圧縮比の目標値を決定するとともに、同機械圧縮比の実際の値を同決定された目標値に制御する機械圧縮比制御手段と、
    を備える内燃機関の制御装置。
11. 請求項２乃至請求項１０のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
    前記過給機制御手段は、
    前記決定された目標過給圧に基づいて前記コンプレッサの回転速度の目標値である目標回転速度を決定するとともに、実際の同コンプレッサの回転速度を同決定された目標回転速度に制御する内燃機関の制御装置。
12. 電力により駆動され吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記コンプレッサに流入する空気の流量と前記バイパス通路に流入する空気の流量とを調整するバイパス弁と、を備え、４サイクル火花点火運転と２サイクル自着火運転とを行うことができる内燃機関の制御装置であって、
    前記４サイクル火花点火運転時、前記コンプレッサの回転速度を所定の火花点火運転用回転速度に制御し、一方、前記２サイクル自着火運転時、同コンプレッサの回転速度を同火花点火運転用回転速度よりも高い自着火運転用回転速度に制御するコンプレッサ回転速度制御手段と、
    前記４サイクル火花点火運転から前記２サイクル自着火運転へと運転方式を切り替える火花点火自着火切替え要求の有無を前記内燃機関の運転状態に基づいて判定する火花点火自着火切替え要求判定手段と、
    前記４サイクル火花点火運転中に前記火花点火自着火切替え要求があると判定されたとき、所定の切替前過渡期間だけ同４サイクル火花点火運転を継続するとともに、同切替前過渡期間中、前記コンプレッサの回転速度を前記自着火運転用回転速度に向けて増大させ且つ同切替前過渡期間中の過給圧が同切替前過渡期間の開始時の過給圧に維持されるように前記バイパス弁の開度を制御する火花点火自着火切替え準備制御手段と、
    前記切替前過渡期間が経過したとき、前記４サイクル火花点火運転から前記２サイクル自着火運転へと運転方式を実際に切り替える火花点火自着火切替え実行手段と、
    を備える内燃機関の制御装置。
13. 電力により駆動され吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサと、前記コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記コンプレッサに流入する空気の流量と前記バイパス通路に流入する空気の流量とを調整するバイパス弁と、を備え、４サイクル火花点火運転と２サイクル自着火運転とを行うことができる内燃機関の制御装置であって、
    前記コンプレッサの回転速度の目標値である目標回転速度を、前記４サイクル火花点火運転時には所定の火花点火運転用回転速度に設定し、一方、前記２サイクル自着火運転時には同火花点火運転用回転速度よりも高い自着火運転用回転速度に設定するとともに、実際のコンプレッサの回転速度を同設定された目標回転速度に制御するコンプレッサ回転速度制御手段と、
    前記２サイクル自着火運転から前記４サイクル火花点火運転への運転方式の切り替え後の所定の切替後過渡期間中の前記目標回転速度を同目標回転速度が前記自着火運転用回転速度から前記火花点火運転用回転速度へ時間経過に伴って徐々に減少するように前記コンプレッサ回転速度制御手段に優先して設定する切替過渡時目標回転速度設定手段と、
    前記切替後過渡期間中、前記コンプレッサの回転速度が前記火花点火運転用回転速度である状態にて前記４サイクル火花点火運転が定常的に行われた場合の過給圧に実際の過給圧が一致するように前記バイパス弁の開度を制御する切替過渡時バイパス弁開度制御手段と、
    を備える内燃機関の制御装置。
    

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