JP2016065487A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ低コストな構成で、火花点火運転と圧縮自着火運転との切替を適切に行うことができる内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】ＳＩ運転とＨＣＣＩ運転とを切替可能な内燃機関の制御装置は、ＨＣＣＩ運転が可能となるＨＣＣＩ運転領域にエンジンの運転領域が含まれ（ステップＳ２でＹＥＳ）、かつ噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上である（ステップＳ３でＹＥＳ）ことを条件に、エンジンの運転をＨＣＣＩ運転に切り替える。【選択図】図７

Description

本発明は、予混合圧縮自着火燃焼を行うことが可能な内燃機関の制御装置に関する。

従来、火花点火運転と予混合圧縮自着火燃焼による圧縮自着火運転とを切替可能な内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置では、内燃機関を火花点火運転で始動させた後、燃焼室の壁面温度が所定温度に達したときに圧縮自着火運転の準備運転を行い、その後、スロットル開度が所定開度より大きくなったときに圧縮自着火運転に切り替えるようにしている。

また、上述の制御装置と圧縮自着火運転への切替条件が異なる内燃機関の制御装置として、燃料カットからの復帰後、火花点火運転を所定時間実行した後に圧縮自着火運転の実行を許可するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。上述の所定時間は、燃料カット実施直前の燃焼室の温度に基づき設定され、燃焼室の温度は、内燃機関の回転数および要求トルクから推定される。

特開２０１３−１３３８１５号公報 特開２００４−３１６５４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置にあっては、火花点火運転と圧縮自着火運転との切替に際して壁面温度を検出するための温度センサを燃焼室の壁面に取り付けたり、当該温度センサを取り付けるためのボス等を燃焼室の壁面に設ける必要がある。このため、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置では、部品点数や工数が増え、内燃機関の重量や製造コストが増加してしまう。

また、特許文献２に記載の内燃機関の制御装置のように燃料カット復帰後の所定時間に基づき圧縮自着火運転の許可判定を行うと、次のような問題がある。例えば、長い下り坂での長時間にわたる燃料カット時と、渋滞等で頻繁に行われるアイドルストップに伴う燃料カット時とでは、燃焼室の温度条件がそれぞれ異なる。このため、燃料カット実施直前の燃焼室の温度に基づき設定される所定時間が必ずしも適切とはいえず、圧縮自着火運転の適切な許可判定を行うことができないおそれがある。この結果、圧縮自着火運転への切替が適切に行われないおそれがあった。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、簡易かつ低コストな構成で、火花点火運転と圧縮自着火運転との切替を適切に行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、点火プラグの火花放電により点火して混合気を燃焼させる火花点火運転と、燃焼室内において前記混合気を圧縮することにより自着火させて燃焼させる圧縮自着火運転とを切替可能な内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関において前記圧縮自着火運転が可能となる圧縮自着火運転領域に前記内燃機関の運転領域が含まれ、かつ前記内燃機関の始動後からの燃料噴射量の積算値である噴射量積算値が所定の閾値以上であることを条件に、前記内燃機関の運転を前記圧縮自着火運転に切り替える制御部を備える。

本発明によれば、簡易かつ低コストな構成で、火花点火運転と圧縮自着火運転との切替を適切に行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置が適用される内燃機関の概略を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、燃焼室壁温と冷却水温との関係を示すグラフである。 図４は、本発明の実施の形態における第１の補正係数マップを示す図である。 図５は、本発明の実施の形態における第２の補正係数マップを示す図である。 図６は、本発明の実施の形態における第３の補正係数マップを示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る制御装置により実行される運転状態切替処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、図７のステップＳ１で示した噴射量積算処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図１〜図８を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関としてのエンジン１は、例えば直列４気筒のガソリンエンジンで構成されている。なお、エンジン１の気筒数は４気筒に限られない。また、エンジン１は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。

エンジン１は、後述する点火プラグ１０によらず、燃焼室７内において混合気を圧縮することにより自着火させて燃焼させる圧縮自着火運転（以下、「ＨＣＣＩ（Homogeneous Charge Compression Ignition）運転」という）が可能な圧縮自着火式内燃機関である。

また、エンジン１は、点火プラグ１０からの火花放電により点火して強制的に混合気を燃焼させる火花点火運転（以下、「ＳＩ（Spark Ignition）運転」という）も可能な構成となっている。エンジン１は、エンジン回転数Ｎｅやエンジン負荷、後述する噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒなどに応じてＨＣＣＩ運転とＳＩ運転とを切り替えることが可能となっている。

エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に締結されたシリンダヘッド３と、シリンダブロック２の下部に締結されたオイルパン４とを含んで構成されている。オイルパン４には、図示しないエンジンオイルが貯留されている。

シリンダブロック２には、気筒としてのシリンダ５が形成されている。シリンダ５には、シリンダ５内を上下に往復動可能なピストン６が収納されている。また、シリンダ５の上部には、燃焼室７が設けられている。

エンジン１は、シリンダ５内でピストン６が往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルのガソリンエンジンである。

ピストン６は、コネクティングロッド８を介してクランクシャフト９に連結されている。コネクティングロッド８は、ピストン６の往復運動をクランクシャフト９の回転運動に変換する。なお、クランクシャフト９は、図示しないクランクジャーナルを介してシリンダブロック２に回転可能に支持されている。

また、エンジン１は、インジェクタ１３を備えている。インジェクタ１３は、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって圧送された燃料を燃焼室７内に直接噴射する、直噴式の燃料噴射弁である。なお、インジェクタ１３は、直噴式に限らず、吸気ポート１１内に燃料を噴射する、ポート噴射式の燃料噴射弁であってもよい。

シリンダヘッド３には、点火プラグ１０と、吸気ポート１１と、排気ポート１２とが設けられている。点火プラグ１０は、燃焼室７内に電極を突出させた状態でシリンダヘッド３に設けられ、図示しないイグナイタによってその点火時期が調整される。

吸気ポート１１は、燃焼室７と後述する吸気通路１６ａとを連通する。吸気ポート１１には、吸気バルブ１４が設けられている。排気ポート１２は、燃焼室７と後述する排気通路２６ａとを連通する。排気ポート１２には、排気バルブ２４が設けられている。

また、シリンダヘッド３の吸気ポート側には、吸気管１６が接続されている。吸気管１６の内部には、吸気ポート１１と連通する吸気通路１６ａが形成されている。吸気通路１６ａには、電子制御式のスロットルバルブ１８と、エアフロセンサ１９とが設けられている。スロットルバルブ１８は、後述するＥＣＭ１００に電気的に接続されている。

スロットルバルブ１８は、ＥＣＭ１００からの指令信号に応じてスロットル開度が制御されることで、エンジン１の吸入空気量を調整する。エアフロセンサ１９は、吸入空気量を検知する。

一方、シリンダヘッド３の排気ポート側には、排気管２６が接続されている。排気管２６の内部には、排気ポート１２と連通する排気通路２６ａが形成されている。排気通路２６ａには、排気浄化装置２７が設けられている。排気浄化装置２７は、燃焼室７から排出された排気ガス、すなわち既燃ガスを浄化する。

また、エンジン１は、吸気側可変動弁機構１５および排気側可変動弁機構２５を備えている。吸気側可変動弁機構１５および排気側可変動弁機構２５としては、例えばバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング機構、バルブリフト量を調整する可変バルブリフト機構等を用いることができる。なお、これらを組み合わせたものを吸気側可変動弁機構１５および排気側可変動弁機構２５として用いてもよい。

本実施の形態では、吸気側可変動弁機構１５および排気側可変動弁機構２５として可変バルブリフト機構を用いることとした。吸気側可変動弁機構１５および排気側可変動弁機構２５は、ＥＣＭ１００に電気的に接続され、ＥＣＭ１００からの指令信号に応じて作動する。

上述のように構成されたエンジン１は、図２に示すように、ＥＣＭ（Engine Control Module）１００によってその運転状態が制御されるようになっている。ＥＣＭ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

ＥＣＭ１００の入力側には、前述したエアフロセンサ１９、水温センサ２８、スロットル開度センサ２９、カム角センサ３０、３１、アクセル開度センサ３２およびクランク角センサ３３等の各種センサ類、さらにイグニッションスイッチ３４が接続されている。

水温センサ２８は、エンジン１の冷却水の温度、すなわち冷却水温を検知する。スロットル開度センサ２９は、スロットル開度を検知する。カム角センサ３０、３１は、それぞれ吸気側および排気側のカムシャフト（図示省略）のカム角を検知する。

アクセル開度センサ３２は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検知する。クランク角センサ３３は、クランクシャフト９の回転角度を検知する。ＥＣＭ１００は、クランク角センサ３３から入力される検知結果に基づきエンジン回転数Ｎｅを算出する。また、イグニッションスイッチ３４は、エンジン１の始動操作の有無を検知する。

一方、ＥＣＭ１００の出力側には、前述した点火プラグ１０、インジェクタ１３、スロットルバルブ１８、吸気側可変動弁機構１５および排気側可変動弁機構２５等の各種装置が接続されている。

ＥＣＭ１００は、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン１を自動停止させ、所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジン１を再始動させるアイドルストップ制御を実行するようになっている。

エンジン停止条件としては、例えば車速が所定車速以下であること、アクセル開度が「０」またはブレーキＯＮであること等が含まれる。また、エンジン再始動条件としては、例えばアクセル操作がなされたこと、ブレーキＯＦＦとなったこと等が含まれる。

また、ＥＣＭ１００は、所定のフューエルカット条件が成立したことを条件にエンジン１への燃料の供給を停止する、すなわちインジェクタ１３による燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行する燃料供給停止部１０１としての機能を有する。

フューエルカット条件としては、例えば上述したエンジン停止条件が成立したこと、またはアクセル開度が「０」で車両が減速していること等が含まれる。ここで、前述したような車両減速時に実行されるフューエルカットは、減速時フューエルカットと称される。

また、ＥＣＭ１００は、エンジン回転数Ｎｅやエンジン負荷に基づき、エンジン１においてＨＣＣＩ運転が可能となるＨＣＣＩ運転領域にエンジン１の運転領域が含まれるか否かを判定するようになっている。

具体的には、ＥＣＭ１００は、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷をパラメータとする運転領域マップを参照することにより、エンジン１の運転領域がＳＩ運転領域およびＨＣＣＩ運転領域のいずれにあるかを判定する。運転領域マップは、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷に応じて、エンジン１をどのような燃焼形態により運転すべきかを規定したものであり、予め実験的に求めてＲＯＭに記憶されている。

さらに、ＥＣＭ１００は、上述の運転領域の判定の結果、ＨＣＣＩ運転領域にエンジン１の運転領域が含まれ、かつ噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上であることを条件に、エンジン１の運転をＳＩ運転からＨＣＣＩ運転に切り替える制御部１０２としての機能を有する。

噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒは、エンジン１の始動後からの燃料噴射量の積算値であり、ＥＣＭ１００によって算出される。ここでいうエンジン１の始動には、イグニッションＯＮ時の始動のほか、アイドルストップ制御からの復帰時における再始動が含まれる。

また、所定の閾値Ｑｔｈは、実際にＨＣＣＩ運転が可能とされる温度まで燃焼室７の壁面温度（以下、「燃焼室壁温」という）が上昇していると判断できる燃料噴射量の積算値である。なお、所定の閾値Ｑｔｈは、予め実験的に求めた固定値であってもよいし、例えばエンジン１の運転状態に応じて変動する値であってもよい。

本実施の形態では、上述のように、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域にあり、かつ噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上である場合に、エンジン１の運転が実際にＳＩ運転からＨＣＣＩ運転に切り替えられる。

ここで、ＨＣＣＩ運転が可能となるためには、燃焼室壁温が所定温度以上である必要がある。前述の所定温度は、ＨＣＣＩ運転が可能とされる燃焼室壁温である。このため、従来、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切替が可能か否かは、燃焼室壁温に基づき判断されていた。

しかしながら、このような場合には、燃焼室壁温を直接検出、または冷却水温やエンジン油温から推定する必要があった。この場合、燃焼室壁温を検出するためのセンサが必要であったり、エンジンの運転状態によっては冷却水温またはエンジン油温と燃焼室壁温との間にずれが生じてしまい、ＨＣＣＩ運転への切替を適切に行うことができないなど、種々の問題があった。

そこで、本実施の形態では、燃焼室壁温によらずに、上述したように噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒに基づきＨＣＣＩ運転への切替を行うこととした。また、本実施の形態の場合では、燃焼室壁温や冷却水温またはエンジン油温の変化を考慮することで、より適切なＨＣＣＩ運転への切替を行うようにしている。

例えば、図３に示すように、エンジン１の冷間始動時は、図中、破線で示す冷却水温の上昇に伴い図中、実線で示す燃焼室壁温が上昇するが、熱伝達の遅れにより燃焼室壁温は冷却水温に対して先行して上昇する。この場合、燃焼室壁温と冷却水温またはエンジン油温との温度差が大きくなる。

このようなとき、例えば冷却水温またはエンジン油温から推定した燃焼室壁温を用いてＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切替の判定を行うと、当該判定に遅れが生じてしまう。この場合、効率的にＨＣＣＩ運転を行うことができず、燃費性能が悪化するおそれがある。一方、例えばアイドルストップ制御などからの復帰による暖機後再始動時は、燃焼室壁温が冷間始動時よりも早く上昇する。なお、冷間始動時とは、所定の冷却水温以下でのイグニッションＯＮによる始動時を指す。

このため、本実施の形態では、ＥＣＭ１００は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出するにあたって、図４に示す第１の補正係数マップＭａｐ＿ｓｔを参照することにより補正係数Ｃｓｔを設定する。第１の補正係数マップＭａｐ＿ｓｔは、エンジン１の始動時、すなわちイグニッションＯＮ時の冷却水温（以下、「始動時冷却水温」という）Ｔｂｌ＿ｓｔと補正係数Ｃｓｔとの関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１００のＲＯＭに記憶されている。補正係数Ｃｓｔは、始動時冷却水温Ｔｂｌ＿ｓｔが高いほど大きな値に設定される。

また、図３に示すように、冷間始動時と暖機後再始動時とでは、燃焼室壁温がＨＣＣＩ運転可能な燃焼室壁温に達するまでの時間が異なる。さらに、フューエルカット制御により燃料の供給停止期間、すなわちＦｃ継続時間Ｔｆｃが長いほど燃焼室壁温は低下するため、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出するにあたってＦｃ継続時間Ｔｆｃも考慮する必要がある。

このため、ＥＣＭ１００は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出するにあたって、図５に示す第２の補正係数マップＭａｐ＿ｆｃを参照することにより補正係数Ｃｆｃを設定する。第２の補正係数マップＭａｐ＿ｆｃは、フューエルカットからの復帰時の冷却水温（以下、「Ｆｃ復帰時冷却水温」という）Ｔｂｌ＿ｒｓｔとＦｃ継続時間Ｔｆｃとをパラメータに決定される補正係数Ｃｆｃを予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１００のＲＯＭに記憶されている。補正係数Ｃｆｃは、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃが長いほど、またはＦｃ復帰時冷却水温Ｔｂｌ＿ｒｓｔが低いほど、小さな値に設定される。

また、エンジン１の要求トルクＴｒｑやエンジン回転数Ｎｅが大きいほど、エンジン１に発生する熱量は大きく、燃焼室壁温は上昇しやすい。このため、ＥＣＭ１００は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出するにあたって、図６に示す第３の補正係数マップＭａｐ＿ｌｏａｄを参照することにより補正係数Ｃｌｏａｄを設定する。第３の補正係数マップＭａｐ＿ｌｏａｄは、要求トルクＴｒｑとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータに決定される補正係数Ｃｌｏａｄを予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１００のＲＯＭに記憶されている。補正係数Ｃｌｏａｄは、要求トルクＴｒｑが大きいほど、またはエンジン回転数Ｎｅが高いほど、大きな値に設定される。この要求トルクＴｒｑは、例えば、アクセル開度に基づいて求められる。なお、補正係数Ｃｌｏａｄを算出するにあたっては、要求トルクＴｒｑに代えてエンジン負荷を用いてもよい。このエンジン負荷は、例えば、エンジン１の吸入空気量に基づいて求められる。

本実施の形態に係るＥＣＭ１００は、暫定的な噴射量積算値（以下、「暫定噴射量積算値」という）Ｑｔに対して上述した各補正係数Ｃｓｔ、Ｃｆｃ、Ｃｌｏａｄを用いた補正を行うことにより、最終的な積算値として噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出する。

ここで、補正係数Ｃｌｏａｄは、上述した通り、要求トルクＴｒｑが大きいほど、またはエンジン回転数Ｎｅが高いほど、大きな値に設定される。したがって、ＥＣＭ１００は、要求トルクＴｒｑが大きいほど、またはエンジン回転数Ｎｅが高いほど、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが大きくなるよう、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを補正する。

また、補正係数Ｃｆｃは、上述した通り、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃが長いほど、またはＦｃ復帰時冷却水温Ｔｂｌ＿ｒｓｔが低いほど、小さな値に設定される。したがって、ＥＣＭ１００は、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃが長いほど、またはＦｃ復帰時冷却水温Ｔｂｌ＿ｒｓｔが低いほど、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが小さくなるよう、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを補正する。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係るＥＣＭ１００によって実行される運転状態切替処理について説明する。なお、運転状態切替処理は、乗員によってエンジン１の始動操作（例えば、イグニッションスイッチ３４のオン）が行われた後、ＥＣＭ１００によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。

図７に示すように、まず、ＥＣＭ１００は、図８に示す噴射量積算処理を実行する（ステップＳ１）。この処理において、ＥＣＭ１００は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出する。噴射量積算処理の詳細については、後述する。

次いで、ＥＣＭ１００は、エンジン回転数Ｎｅやエンジン負荷に基づき、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２）。ＥＣＭ１００は、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域に含まれないと判定した場合には、エンジン１の運転をＳＩ運転に制御して（ステップＳ５）、運転状態切替処理を終了する。

例えば、ＥＣＭ１００は、ＳＩ運転中に、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域に含まれないと判定した場合には、ＳＩ運転を継続する。これに対して、ＥＣＭ１００は、ＨＣＣＩ運転中に、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域に含まれないと判定した場合には、エンジン１の運転をＨＣＣＩ運転からＳＩ運転に切り替える。

一方、ＥＣＭ１００は、ステップＳ２において、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域に含まれると判定した場合には、ステップＳ１の噴射量積算処理で算出した噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

ＥＣＭ１００は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上でないと判定した場合には、エンジン１の運転領域がＨＣＣＩ運転領域に含まれる場合であってもエンジン１の運転をＳＩ運転に制御して（ステップＳ５）、運転状態切替処理を終了する。

一方、ＥＣＭ１００は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上であると判定した場合には、エンジン１の運転をＨＣＣＩ運転に制御して（ステップＳ４）、運転状態切替処理を終了する。

例えば、ＥＣＭ１００は、ＨＣＣＩ運転中に、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上であると判定した場合には、ＨＣＣＩ運転を継続する。これ対して、ＥＣＭ１００は、ＳＩ運転中に、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上であると判定した場合には、エンジン１の運転をＳＩ運転からＨＣＣＩ運転に切り替える。

次に、図８を参照して、図７のステップＳ１で行われる噴射量積算処理について説明する。なお、本実施の形態では、エンジン１が有する複数の気筒のうち特定の気筒について、噴射量積算処理を行う例について説明するが、噴射量積算処理は各気筒ごとに行われてもよい。

図８に示すように、ＥＣＭ１００は、燃料噴射量Ｑｉｎｊを算出する（ステップＳ１１）。ここで、ＥＣＭ１００は、種々の方法により燃料噴射量Ｑｉｎｊを算出可能であるが、例えばエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷とに基づき燃料噴射量Ｑｉｎｊを算出することができる。なお、燃料噴射量Ｑｉｎｊは、前回算出時から今回までの間に噴射された燃料量である。

次いで、ＥＣＭ１００は、フューエルカット中か否かを判定する（ステップＳ１２）。本ステップで判定されるフューエルカットには、アイドルストップ制御に伴うフューエルカットおよび減速時フューエルカットが含まれる。

ＥＣＭ１００は、フューエルカット中でないと判定した場合には、要求トルクＴｒｑとエンジン回転数Ｎｅとに基づき第３の補正係数マップＭａｐ＿ｌｏａｄを参照することにより補正係数Ｃｌｏａｄを設定する（ステップＳ１３）。

その後、ＥＣＭ１００は、ステップＳ１１で算出した燃料噴射量Ｑｉｎｊに補正係数Ｃｌｏａｄを乗じた値を、前回算出した暫定噴射量積算値Ｑｔ（ｎ−１）に加算することにより、今回の暫定噴射量積算値Ｑｔ（ｎ）を算出する（ステップＳ１４）。なお、暫定噴射量積算値Ｑｔの初期値は「０」である。

次いで、ＥＣＭ１００は、エンジン１の始動時冷却水温Ｔｂｌ＿ｓｔに基づき第１の補正係数マップＭａｐ＿ｓｔを参照することにより補正係数Ｃｓｔを設定する（ステップＳ１５）。エンジン１の始動時とは、イグニッションスイッチ３４がオンとされて、エンジン１が始動された時を指す。その後、ＥＣＭ１００は、エンジン１の始動後の経過時間Ｔ０が所定の閾値Ｔ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ＥＣＭ１００は、エンジン１の始動後の経過時間Ｔ０が所定の閾値Ｔ１を超えていると判定した場合には、補正係数Ｃｓｔを「１」に設定して（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に処理を移す。この補正係数Ｃｓｔを「１」に設定する理由は、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒの算出誤差が大きくなることを防止するためである。エンジン１の冷却水温は、エンジン１の駆動時間長さが長いほど上昇するので、始動時冷却水温Ｔｂｌ＿ｓｔと、実際のエンジン１の冷却水温との差が大きくなる。しかし、エンジン１の始動後にある程度の時間（経過時間Ｔ０）が経過した後も、エンジン１の始動時冷却水温Ｔｂｌ＿ｓｔに応じた補正係数Ｃｓｔを用いると、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒの算出誤差が大きくなってしまう。本実施の形態では、この算出誤差の発生を防止するために、補正係数Ｃｓｔを「１」に設定することとした。なお、この補正係数Ｃｓｔは、「１」以外のある定数に設定してもよい。

一方、ＥＣＭ１００は、エンジン１の始動後の経過時間Ｔ０が所定の閾値Ｔ１を超えていないと判定した場合には、Ｆｃ継続時間ＴｆｃとＦｃ復帰時冷却水温Ｔｂｌ＿ｒｓｔとに基づき第２の補正係数マップＭａｐ＿ｆｃを参照することにより補正係数Ｃｆｃを設定して（ステップＳ１７）、ステップＳ１９に処理を移す。

ステップＳ１９において、ＥＣＭ１００は、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃを「０」にリセットする。次いで、ＥＣＭ１００は、ステップＳ１４で算出した今回の暫定噴射量積算値Ｑｔ（ｎ）に補正係数Ｃｓｔおよび補正係数Ｃｆｃを乗じた値を、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒとして算出して（ステップＳ２０）、噴射量積算処理を終了する。

他方、ステップＳ１２において、ＥＣＭ１００は、フューエルカット中であると判定した場合には、フューエルカットによって燃料の供給が停止されているので、暫定噴射量積算値Ｑｔを「０」にリセットする（ステップＳ２１）。その後、ＥＣＭ１００は、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃを更新して（ステップＳ２２）、噴射量積算処理を終了する。

以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン１においてＨＣＣＩ運転が可能となるＨＣＣＩ運転領域にエンジン１の運転領域が含まれ、かつ噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが所定の閾値Ｑｔｈ以上であることを条件に、エンジン１の運転をＳＩ運転からＨＣＣＩ運転に切り替えるよう構成されている。

したがって、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、燃焼室壁温を検出するための温度センサを必要とせず、またエンジン回転数や要求トルクから燃焼室壁温を推定することなく、ＳＩ運転とＨＣＣＩ運転との切替の可否を判定することができる。この結果、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、簡易かつ低コストな構成で、ＳＩ運転とＨＣＣＩ運転との切替を適切に行うことができる。

また、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、要求トルクＴｒｑが大きいほど、またはエンジン回転数Ｎｅが高いほど、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが大きくなるよう、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを補正するよう構成されている。

したがって、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、要求トルクＴｒｑやエンジン回転数Ｎｅが大きいほど、エンジン１に発生する熱量が大きく、燃焼室壁温が上昇しやすいという特性を考慮して、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出することができる。これにより、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、実際にＨＣＣＩ運転が可能か否かを精度よく判定できる。

本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃが長いほど、またはＦｃ復帰時冷却水温Ｔｂｌ＿ｒｓｔが低いほど、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒが小さくなるよう、噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを補正するよう構成されている。

ここで、燃焼室壁温は、Ｆｃ継続時間Ｔｆｃが長いほど低下する。このため、燃焼室壁温を例えばＨＣＣＩ運転可能な燃焼室壁温まで上昇させるには、多くの燃料噴射量が必要とされる。本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、こうした特性を考慮して噴射量積算値Ｑｔｃｏｒｒを算出することができる。これにより、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、実際にＨＣＣＩ運転が可能か否かを精度よく判定できる。

なお、本実施の形態において、エンジン１は、気筒別に制御可能な例えば可変動弁機構などを備え、気筒休止制御を実行可能な構成であってもよい。この場合、気筒休止状態からの復帰時は、休止していた気筒（休止気筒）と、運転していた気筒（運転気筒）とで、所定の閾値Ｑｔｈを異ならせるようにしてもよい。このように、休止気筒および運転気筒別に異なる所定の閾値Ｑｔｈを設定することによって、ＨＣＣＩ運転への切替を最小時間で行うことができる。

上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ エンジン（内燃機関）
７ 燃焼室
１０ 点火プラグ
１３ インジェクタ
１４ 吸気バルブ
１５ 吸気側可変動弁機構
１８ スロットルバルブ
１９ エアフロセンサ
２４ 排気バルブ
２５ 排気側可変動弁機構
２８ 水温センサ
２９ スロットル開度センサ
３０、３１ カム角センサ
３２ アクセル開度センサ
３３ クランク角センサ
３４ イグニッションスイッチ
１００ ＥＣＭ
１０１ 燃料供給停止部
１０２ 制御部

Claims (3)

1. 点火プラグの火花放電により点火して混合気を燃焼させる火花点火運転と、燃焼室内において前記混合気を圧縮することにより自着火させて燃焼させる圧縮自着火運転とを切替可能な内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関において前記圧縮自着火運転が可能となる圧縮自着火運転領域に前記内燃機関の運転領域が含まれ、かつ前記内燃機関の始動後からの燃料噴射量の積算値である噴射量積算値が所定の閾値以上であることを条件に、前記内燃機関の運転を前記圧縮自着火運転に切り替える制御部を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御部は、前記内燃機関に対する要求トルクが大きいほど、前記噴射量積算値が大きくなるよう前記噴射量積算値を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 所定のフューエルカット条件が成立したことを条件に前記内燃機関への燃料の供給を停止する燃料供給停止部を、さらに備え、
   前記制御部は、前記燃料の供給停止期間が長いほど、前記噴射量積算値が小さくなるよう前記噴射量積算値を補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。