压缩着火式发动机的控制装置
阅读说明：本技术 压缩着火式发动机的控制装置 (Control device for compression ignition engine ) 是由 增田雄太 东尾理克 砂流雄刚 伊藤道生 氏原健幸 松岛佑斗 于 2019-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种压缩着火式发动机的控制装置,用于抑制排放性能的降低且实现全缸运行与减缸运行之间的平稳的切换。在具备空气调节部(43)、火花塞(25)及燃料喷射阀(6)的发动机(1)中,对燃烧室(17)的内部形成的混合气点火从而开始压缩着火燃烧。具备在以规定的稀空燃比进行压缩着火燃烧时切换全缸运行与减缸运行的汽缸数控制部(10a)。汽缸数控制部(10a)执行向减缸运行切换的准备控制。在准备控制中进行空气增量处理、燃料增量处理及延迟处理。在规定的空燃比状态下开始减缸运行。(The invention provides a control device for a compression ignition engine, which is used for inhibiting the reduction of emission performance and realizing the smooth switching between the full-cylinder operation and the reduced-cylinder operation. In an engine (1) provided with an air conditioning unit (43), an ignition plug (25), and a fuel injection valve (6), an air-fuel mixture formed inside a combustion chamber (17) is ignited to start compression ignition combustion. The engine is provided with a cylinder number control unit (10 a) that switches between a full-cylinder operation and a reduced-cylinder operation when compression ignition combustion is performed at a predetermined lean air-fuel ratio. A cylinder number control unit (10 a) executes preparatory control for switching to the reduced-cylinder operation. The air increment process, the fuel increment process, and the delay process are performed in the preparation control. The reduced-cylinder operation is started in a predetermined air-fuel ratio state.)
技术领域
公开的技术涉及压缩着火式发动机的控制装置。
背景技术
已知不通过火焰传播而使混合气一下子燃烧的经由压缩自行着火的燃烧由于燃烧期间最小，因此可最大限度提升燃料消耗效率。然而，经由压缩自行着火的燃烧在汽车用发动机中需要解决种种问题。例如，用于汽车时，由于运行状态及环境条件变化很大，要在其中稳定地压缩自行着火是一大问题。在汽车用发动机中，经由压缩自行着火的燃烧尚未实用化。
为了解决该问题，例如专利文献1中提出了SI（Spark Ignition；火花点火）燃烧与CI（Compression Ignition；压缩着火）燃烧相组合的SPCCI（SPark ControlledCompression Ignition；火花点火控制压缩着火）燃烧。SI燃烧是对燃烧室中的混合气强制进行点火从而开始的伴随火焰传播的燃烧。CI燃烧是使燃烧室中的混合气进行压缩自行着火从而开始的燃烧。SPCCI燃烧为如下的形态：在对燃烧室中的混合气强制进行点火并开始经由火焰传播的燃烧时，藉由SI燃烧的放热及火焰传播导致的压力上升，燃烧室中的未燃混合气通过压缩着火进行燃烧。SPCCI燃烧包括CI燃烧，因此是“压缩着火燃烧”的一个形态。
SPCCI燃烧中的CI燃烧在缸内温度到达由混合气的组成决定的着火温度时发生。若在压缩上死点附近缸内温度到达着火温度而引起CI燃烧，则能使燃料消耗效率最大化。缸内温度根据缸内压力的上升而升高。SPCCI燃烧中的缸内压力是压缩行程中活塞的压缩做功导致的压力上升和由SI燃烧的放热产生的压力上升这两个压力上升的结果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/096744号说明书。
发明内容
发明要解决的问题：
SPCCI燃烧是压缩着火燃烧的一个形态，因此如专利文献1所记载在混合气的空燃比稀于理论空燃比时也能稳定地燃烧。进行SPCCI燃烧的发动机使混合气的空燃比为例如25以上，由此能抑制RawNOx（从燃烧室排出且通过催化器之前的NOx）的生成并以较高的热效率运行。
在那样的发动机于低负荷的运行区域内运行时，由于燃料量较少，因此空燃比过稀，难以进行稳定的CI燃烧。因此，本发明人想出了在进行燃烧的多个燃烧室的一部分内停止燃料的喷射（所谓的燃料停供），从全部燃烧室进行燃烧的全缸运行向仅一部分燃烧室进行燃烧的减缸运行切换。
然而，此时全缸运行与减缸运行中，空气量与燃料量大不相同。因此，必须在抑制转矩变动（转矩冲击）的同时使空气量和燃料量与各运行相配合地变更。届时，会有产生RawNOx或燃烧变得不稳定等问题。
例如，在全缸运行向减缸运行的切换时，进行燃烧的燃烧室减少。因此，要维持向发动机供给的燃料的总量并抑制转矩变动需要使向进行燃烧的燃烧室内供给的燃料量相对增加，与之配合地还必须使向发动机供给的空气的总量增加。
与之相对地，空气的增加相对于燃料的增加会产生结构上的延迟。因此，若瞬间切换，则会使混合气的空燃比增大，从而产生RawNOx。另一方面，若设置一定的切换期间（准备期间）等待空气的增加从而切换，则不会产生RawNOx，但是会因为空燃比过稀而难以进行稳定的SPCCI燃烧。
相反地，在减缸运行向全缸运行的切换时，进行燃烧的燃烧室增加。因此，要维持向发动机供给的燃料的总量并抑制转矩变动需要使向各燃烧室供给的燃料量相对减少，与之配合地还必须使向发动机供给的空气的总量减少。
因此，此时若瞬间切换，则混合气的空燃比过稀，从而难以进行稳定的SPCCI燃烧。另一方面，若设置一定的切换期间（准备期间）等待空气的减少再切换，则会产生RawNOx。
因此，此处公开的技术的主要目的是在以稀的空燃比进行规定的压缩着火燃烧的发动机切换全缸运行与减缸运行时，抑制排放性能的降低且平稳进行切换。
解决问题的手段：
公开的技术的一种形态涉及压缩着火式发动机的控制装置，具备：以通过往复的活塞使容积变化的形式在多个缸内各自区划而成的多个燃烧室；调节向各个所述燃烧室的内部供给的空气量的空气调节部；以面朝各个所述燃烧室的形式配置的火花塞；和向各个所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射阀；对向各个所述燃烧室的内部喷射燃料从而形成的混合气点火，由此使压缩着火燃烧开始。
所述压缩着火式发动机的控制装置具备在以空燃比大于理论空燃比的规定的稀空燃比进行所述压缩着火燃烧时，切换全缸运行和减缸运行的汽缸数控制部，所述全缸运行是所有的所述多个燃烧室进行燃烧，所述减缸运行是通过停止燃料的喷射来使一部分的所述燃烧室不进行燃烧的。所述汽缸数控制部在收到所述全缸运行向所述减缸运行的切换要求时，执行所述全缸运行向所述减缸运行切换的准备控制。
另外，燃烧室的个数遵从发动机的规格而不作限定。进行减缸运行的燃烧室的个数也是同样。又，此处所说的稀空燃比可以是例如25以上。
在所述准备控制中进行以下处理：使向各个所述燃烧室供给的空气量增加的空气增量处理；使向各个所述燃烧室喷射的燃料量增加的燃料增量处理；和使所述火花塞的点火时期滞后的延迟处理。并且，在所述空气量到达了规定量的规定的空燃比状态下，结束所述燃料增量处理及所述延迟处理并开始所述减缸运行。
所述压缩着火式发动机的控制装置还能表现为如下形式。
发动机具备：多个汽缸；在所述多个汽缸的内部往复的活塞；以通过所述活塞使容积变化的形式在各个所述汽缸的内部区划而成的多个燃烧室；调节向各个所述燃烧室的内部供给的空气量的空气调节部；以面朝各个所述燃烧室的形式配置的火花塞；和向各个所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射阀。
所述控制装置具备测量与所述发动机的运行相关的参数的测量部；与所述空气调节部、所述火花塞、所述燃料喷射阀及所述测量部分别连接；以通过所述火花塞对所述燃料喷射阀向各个所述燃烧室的内部喷射燃料从而形成的混合气点火来使压缩着火燃烧开始的形式、基于从所述测量部输入的信号向所述空气调节部、所述火花塞及所述燃料喷射阀分别输出信号；还具备在以空燃比大于理论空燃比的规定的稀空燃比进行所述压缩着火燃烧时，切换全缸运行和减缸运行的汽缸数控制部，所述全缸运行是所有的所述多个燃烧室进行燃烧，所述减缸运行是通过停止燃料的喷射来使一部分的所述燃烧室不进行燃烧的。
所述汽缸数控制部在收到所述全缸运行向所述减缸运行的切换要求时，执行所述全缸运行向所述减缸运行切换的准备控制；在所述准备控制中，向所述空气调节部输出信号，由此执行使向各个所述燃烧室供给的空气量增加的空气增量处理，向所述燃料喷射阀输出信号，由此执行使向各个所述燃烧室喷射的燃料量增加的燃料增量处理，向所述火花塞输出信号，由此执行使点火时期滞后的延迟处理，在所述空气量到达了规定量的规定的空燃比状态下，结束所述燃料增量处理及所述延迟处理并开始所述减缸运行。
即，这样的压缩着火式发动机的控制装置中，在全缸运行向减缸运行切换时，不会瞬间切换，而是通过进行规定的准备控制从而切换。因此，空气量、燃料量不会急剧变动。
并且，该控制装置中，在其准备控制中，在使空气量增加的空气增量处理的同时进行使燃料量增加的燃料增量处理和使点火时期滞后的延迟处理。与空气一起使燃料也增加，因此空气及燃料双方接近减缸运行的条件。因此，能进行平稳的切换。空燃比的变化也较小，因此能实现稳定的燃烧、RawNOx的抑制等。
若增加燃料，通常会使发动机输出的转矩变化。与之相对地，在该控制装置中进行延迟处理，因而转矩也保持为一定。因此，也能抑制转矩变动。
并且，若在空气量不充足的状态下切换，恐怕会使空燃比变浓从而产生RawNOx。另一方面，若空气量充足的状态下切换，则空燃比会过稀从而使燃烧不稳定。
与之相对地，该控制装置中在空燃比不浓不稀而是空气量到达了规定量的规定的空燃比状态下，结束燃料增量处理及延迟处理并开始减缸运行。因此，能抑制排放性能的降低并实现平稳的切换。
公开的技术的另一形态是具备：以通过往复的活塞使容积变化的形式在多个缸内各自区划而成的多个燃烧室；调节向各个所述燃烧室的内部供给的空气量的空气调节部；以面朝各个所述燃烧室的形式配置的火花塞；和向各个所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射阀；对向各个所述燃烧室的内部喷射燃料从而形成的混合气点火，由此使压缩着火燃烧开始的压缩着火式发动机的控制装置；具备在以空燃比大于理论空燃比的规定的稀空燃比进行所述压缩着火燃烧时，切换全缸运行和减缸运行的汽缸数控制部，所述全缸运行是所有的所述多个燃烧室进行燃烧，减缸运行是通过停止燃料的喷射来使一部分的所述燃烧室不进行燃烧；所述汽缸数控制部在收到所述全缸运行向所述减缸运行的切换要求时，执行所述全缸运行向所述减缸运行切换的准备控制；在所述准备控制中进行以下处理：使向各个所述燃烧室供给的空气量增加的空气增量处理；和维持向各个所述燃烧室喷射的燃料量的燃料量维持处理；在所述空气量到达了规定量的规定的空燃比状态下，结束所述燃料量维持处理并开始所述减缸运行。
该控制装置中，在准备控制中增加空气量，但不增加而是维持燃料量。因此，由于空燃比持续变稀，如果就这样继续下去，则燃烧会变得不稳定。
与之相对地，该控制装置中在空燃比不浓不稀的规定的空燃比状态下结束燃料量维持处理，并开始减缸运行。因此，能抑制排放性能的降低且实现平稳的切换。
公开的技术的又一形态是具备：以通过往复的活塞使容积变化的形式在多个缸内各自区划而成的多个燃烧室；调节向各个所述燃烧室的内部供给的空气量的空气调节部；以面朝各个所述燃烧室的形式配置的火花塞；和向各个所述燃烧室的内部喷射燃料的燃料喷射阀；对向各个所述燃烧室的内部喷射燃料从而形成的混合气点火，由此使压缩着火燃烧开始的压缩着火式发动机的控制装置；具备在以空燃比大于理论空燃比的规定的稀空燃比进行所述压缩着火燃烧时，切换全缸运行和减缸运行的汽缸数控制部，所述全缸运行在所有的所述多个燃烧室进行燃烧，所述减缸运行是通过停止燃料的喷射来使一部分的所述燃烧室不进行燃烧；所述汽缸数控制部在收到所述减缸运行向所述全缸运行的切换要求时，执行所述减缸运行向所述全缸运行切换的准备控制；在所述准备控制中进行以下处理：使向各个所述燃烧室供给的空气量减少的空气减量处理；和维持向各个所述燃烧室喷射的燃料量的燃料量维持处理；在所述空气量到达了规定量的规定的空燃比状态下，结束所述燃料量维持处理并开始所述全缸运行。
该控制装置中与上述的控制装置相反地，在收到减缸运行向全缸运行的切换要求时，执行减缸运行向全缸运行切换的准备控制。并且，在该准备控制中减少空气量，但不减少而是维持燃料量。
因此，由于空燃比持续变浓，如果就这样继续下去，恐怕会产生RawNOx。
与之相对地，该控制装置中在空燃比不浓不稀的规定的空燃比状态下结束燃料量维持处理，并开始全缸运行。因此，能抑制排放性能的降低且实现平稳的切换。
也可以是所述空燃比状态通过所述汽缸数控制部判定浓空燃比到达了规定的阈值来进行判断，所述浓空燃比基于所述空气量与切换时所述减缸运行下喷射的燃料量来确定。
为了抑制转矩变动而在切换时使向发动机供给的燃料的总量保持为大致一定的情况下，减缸运行下向进行燃烧的燃烧室喷射的燃料量多于全缸运行下这些燃烧室中喷射的燃料量，因而切换中的空燃比相对较浓。因此，判定这样的切换中的空燃比（浓空燃比）到达了规定的阈值，由此判断成为切换正时基准的空燃比状态，从而能抑制RawNOx且进行提早的切换。
也可以是所述阈值由比所述稀空燃比小的值构成。
稀空燃比是大于理论空燃比的空燃比。因此，若燃料量相对空气量增加，恐怕会成为产生RawNOx的空燃比。因此，使阈值成为小于稀空燃比的较浓的恰当的值，由此能在产生RawNOx的界限进行切换。
因此，能更切实地确保燃烧的稳定性且进行RawNOx的抑制。
也可以是在所述延迟处理到达了界限后，进行将点火时期限制在届时的滞后量以下的限制延迟处理。
如果在延迟处理到达了界限后进一步使点火时期滞后，恐怕会发生失火。因此，将点火时期限制在延迟处理到达了界限时的滞后量以下，由此能抑制因延迟处理而发生的失火。
也可以是在所述限制延迟处理的同时进行挪用所述发动机的输出的一部分的负荷调节处理。
在进行了限制延迟处理的状态下，若使燃料继续增加，则由于转矩增加恐怕会产生转矩变动。与之相对地，该控制装置中将发动机的输出的一部分挪用、即用于与产生转矩不同的用途，因此在延迟处理到达了界限后也能抑制转矩变动并继续燃料量的增加。
发明效果：
根据公开的技术，在以较稀的空燃比进行规定的压缩着火燃烧的发动机中，在切换全缸运行与减缸运行时能抑制排放性能的降低且平稳进行切换。
附图说明
图1是例示发动机的结构的图；
图2是例示燃烧室的结构的图，上图相当于燃烧室的俯视图，下图是II-II线剖视图；
图3是例示燃烧室及进气系统的结构的俯视图；
图4是例示发动机的控制装置的结构的框图；
图5是例示SPCCI燃烧的波形的图；
图6是例示发动机的映射图（map）的图，上图是温态时的映射图，中图是半暖机时的映射图，下图是冷态时的映射图；
图7是例示温态时的映射图的详情的图；
图8是说明发动机的映射图的层（Layer）结构的图；
图9是例示映射图的层选择所涉及的控制流程的流程图；
图10是例示与减缸运行和全缸运行之间的切换相关的控制流程的流程图；
图11是示出燃烧时的RawNOx的产生量与A/F的关系的图；
图12是例示发动机的基本控制的流程图；
图13是例示与减缸运行和全缸运行之间的切换相关的ECU的功能块的框图；
图14是例示与减缸运行向全缸运行的切换相关的第一种准备控制模式（pattern）的流程图；
图15是说明延迟界限转矩的计算步骤的图；
图16是说明浓界限转矩的计算步骤的图；
图17是例示第一种准备控制模式的时序图；
图18是例示与减缸运行向全缸运行的切换相关的第二种控制模式的流程图；
图19是例示第二种准备控制模式的时序图；
图20是例示与全缸运行向减缸运行的切换相关的第三种控制模式的流程图；
图21是例示第三种准备控制模式的时序图；
符号说明：
1 发动机；
10 ECU（控制装置）；
10a 汽缸数控制部；
17 燃烧室；
25 火花塞；
3 活塞；
43 节气门（空气调节部）；
57 交流发电机；
6 喷射器（燃料喷射阀）。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明公开的技术的实施形态。不过，以下的说明本质上仅为例示，本发明其适用物或其用途并不受限。以下的说明是发动机及发动机的控制装置的一个例子。
图1是例示压缩着火式的发动机的结构的图。图2是例示发动机的燃烧室的结构的图。图3是例示燃烧室及进气系统的结构的图。另外，图1中的进气侧为纸面左侧，排气侧为纸面右侧。图2及图3中的进气侧为纸面右侧，排气侧为纸面左侧。图4是例示发动机的控制装置的结构的框图。
发动机1是通过燃烧室17重复进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程来运行的四冲程发动机。发动机1装载于四轮汽车。汽车通过发动机1的运行来行驶。本结构例中，发动机1的燃料为汽油。燃料只要是至少含有汽油的液体燃料即可。燃料也可以是含有例如生物乙醇等的汽油。
（发动机的结构）
发动机1具备汽缸体12以及载置于其上的汽缸盖13。汽缸体12的内部形成有多个汽缸11（汽缸）。图1及图2中仅示出了一个汽缸11。发动机1为多缸发动机。
各汽缸11内滑动自如地内插有活塞3。活塞3通过连杆14连结曲轴15。活塞3与汽缸11以及汽缸盖13一起区划出燃烧室17。另外，有时会广义地使用“燃烧室”一词。即，“燃烧室”有时意味着无关活塞3的位置，由活塞3、汽缸11以及汽缸盖13形成的空间。
汽缸盖13的下表面，即燃烧室17的顶面，如图2的下图所示由倾斜面1311和倾斜面1312构成。倾斜面1311是从进气侧朝向后述的喷射器6（燃料喷射阀）的喷射轴心X2的上升斜面。倾斜面1312是从排气侧朝向喷射轴心X2的上升斜面。燃烧室17的顶面是所谓的屋脊形状。
活塞3的上表面向燃烧室17的顶面***。活塞3的上表面上形成有腔室31。腔室31从活塞3的上表面凹陷。本结构例中，腔室31具有浅盘形状。腔室31的中心比汽缸11的中心轴X1向排气侧偏离。
发动机1的几何压缩比设定为10以上30以下。如后所述发动机1在一部分运行区域中，进行SI燃烧与CI燃烧相组合的SPCCI燃烧。SPCCI燃烧利用SI燃烧的放热与压力上升来控制CI燃烧。发动机1是压缩着火式发动机。但是，该发动机1无需提高活塞3到达压缩上死点时的燃烧室17的温度（即压缩端温度）。发动机1能将几何压缩比设定为较低。若降低几何压缩比，则有利于降低冷却损失以及降低机械损失。也可以是使发动机1的几何压缩比在通常规格（燃料的辛烷值在91左右的低辛烷值燃料）下为14～17，在高辛烷值规格（燃料的辛烷值在96左右的高辛烷值燃料）下为15～18。
在汽缸盖13上，对每个汽缸11形成有进气道18。进气道18如图3所示具有第一进气道181及第二进气道182。进气道18与燃烧室17连通。进气道18是所谓的滚流气道（Tumbleport），详图省略。即，进气道18具有使燃烧室17中形成滚流的形状。
进气道18上配设有进气门21。进气门21对燃烧室17与进气道18之间进行开闭。进气门21通过动阀机构在规定的正时进行开闭。动阀机构是使气门正时和/或气门升程可变的可变动阀机构即可。本结构例中，如图4所示，可变动阀机构具有进气电动S-VT（Sequential-Valve Timing；连续气门正时）23。进气电动S-VT23使进气凸轮轴的旋转相位在规定的角度范围内连续变更。进气门21的开阀正时及闭阀正时连续地变化。另外，也可以是进气动阀机构具有油压式的S-VT而代替电动S-VT。
在汽缸盖13上，还对每个汽缸11形成有排气道19。排气道19也如图3所示具有第一排气道191及第二排气道192。排气道19与燃烧室17连通。
排气道19上配设有排气门22。排气门22对燃烧室17与排气道19之间进行开闭。排气门22通过动阀机构在规定的正时进行开闭。该动阀机构是使气门正时和/或气门升程可变的可变动阀机构即可。本结构例中，如图4所示，可变动阀机构具有排气电动S-VT24。排气电动S-VT24使排气凸轮轴的旋转相位在规定的角度范围内连续变更。排气门22的开阀正时及闭阀正时连续地变化。另外，也可以是排气动阀机构具有油压式的S-VT而代替电动S-VT。
进气电动S-VT23及排气电动S-VT24调节进气门21与排气门22双方开阀的重叠期间的长度。若延长重叠期间的长度，则能对燃烧室17中的残留气体进行扫气。又，通过调节重叠期间的长度，能将内部EGR（Exhaust Gas Recirculation；排气再循环）气体导入燃烧室17中。内部EGR系统由进气电动S-VT23及排气电动S-VT24构成。另外，内部EGR系统不限于由S-VT构成。
在汽缸盖13上，对每个汽缸11安装有喷射器6。喷射器6向燃烧室17中直接喷射燃料。喷射器6是燃料喷射部的一个例子。喷射器6配设于倾斜面1311和倾斜面1312交叉而成的屋脊的谷部。如图2所示，喷射器6的喷射轴心X2位于比汽缸11的中心轴X1靠近排气侧处。喷射器6的喷射轴心X2平行于中心轴X1。喷射器6的喷射轴心X2与腔室31的中心一致。喷射器6与腔室31相向。另外，也可以是喷射器6的喷射轴心X2与汽缸11的中心轴X1一致。在该结构的情况下，也可以是喷射器6的喷射轴心X2与腔室31的中心一致。
喷射器6由具有多个喷口的多喷口型的燃料喷射阀构成，详图省略。喷射器6如图2中双点划线所示，以使燃料喷雾从燃烧室17中央呈放射状扩散的形式喷射燃料。本结构例中，喷射器6具有十个喷孔，喷孔在周向等角度地配置。
喷射器6与燃料供给系统61连接。燃料供给系统61具备形成为积存燃料的结构的燃料箱63、以及与燃料箱63和喷射器6相连结的燃料供给路62。燃料供给路62上介设有燃料泵65和共轨64。燃料泵65向共轨64压送燃料。本结构例中，燃料泵65是由曲轴15驱动的柱塞式的泵。共轨64以高燃料压力储存从燃料泵65压送出的燃料。在喷射器6开阀时，储存于共轨64的燃料从喷射器6的喷口喷射至燃烧室17中。燃料供给系统61能向喷射器6供给30MPa以上高压力的燃料。向喷射器6供给的燃料的压力也可以根据发动机1的运行状态而变更。另外，燃料供给系统61的结构不限于前述的结构。
汽缸盖13上，对每个汽缸11安装有火花塞25。火花塞25对燃烧室17中的混合气进行强制点火。本结构例中，火花塞25配设于比汽缸11的中心轴X1靠近进气侧处。火花塞25位于两个进气道18之间。火花塞25从上方向下方朝接近燃烧室17中央的方向倾斜地安装于汽缸盖13。火花塞25的电极如图2所示面朝燃烧室17中且位于燃烧室17的顶面附近。另外，也可以是将火花塞25配置于比汽缸11的中心轴X1靠近排气侧处。又，也可以是将火花塞25配置在汽缸11的中心轴X1上。
发动机1的一侧面上连接有进气通路40。进气通路40与各汽缸11的进气道18连通。向燃烧室17导入的气体流通于进气通路40。进气通路40的上游端部配设有空气滤清器41。空气滤清器41对新气进行过滤。进气通路40的下游端附近配设有缓冲罐42。比缓冲罐42靠近下游处的进气通路40构成为向每个汽缸11分叉的独立通路。独立通路的下游端与各汽缸11的进气道18连接。
在进气通路40上的空气滤清器41与缓冲罐42之间配设有节气门43。节气门43通过调节阀的开度来调节燃烧室17中新气的导入量。即，节气门43构成了对向各燃烧室17的内部供给的空气量进行增减调节的“空气调节部”。
进气通路40上还在节气门43的下游配设有增压机44。增压机44对向燃烧室17导入的气体增压。本结构例中，增压机44是由发动机1驱动的机械式的增压机。机械式的增压机44可以是鲁兹式（Roots-type）、利斯霍姆式（Lysholm-type；双螺杆式）、叶片式（Vane-type）或离心式。
增压机44与发动机1之间介设有电磁离合器45。电磁离合器45于增压机44与发动机1之间时而将驱动力从发动机1向增压机44传递，时而切断驱动力的传递。如后所述，ECU10切换电磁离合器45的切断及连接，由此增压机44在打开和关闭之间切换。
在进气通路40上的增压机44的下游配设有中冷器46。中冷器46将在增压机44中被压缩的气体冷却。中冷器46可以是例如水冷式或油冷式的结构。
进气通路40上连接有旁通通路47。旁通通路47以绕过增压机44及中冷器46的形式，与进气通路40上的增压机44的上游部和中冷器46的下游部相连接。旁通通路47上配设有空气旁通阀48。空气旁通阀48调节流通于旁通通路47的气体的流量。
ECU10在增压机44关闭时（即切断电磁离合器45时），使空气旁通阀48全开。流通于进气通路40的气体绕过增压机44导入发动机1的燃烧室17。发动机1在非增压、即自然进气的状态下运行。
在增压机44打开时，发动机1在增压状态下运行。ECU10在增压机44打开时（即连接电磁离合器45时），调节空气旁通阀48的开度。通过增压机44的气体的一部分经由旁通通路47逆流至增压机44的上游。若ECU10调节空气旁通阀48的开度，则向燃烧室17导入的气体的增压压力改变。另外，可以定义增压时是指缓冲罐42内的压力超过大气压时，非增压时是指缓冲罐42内的压力在大气压以下时。
本结构例中，增压系统49由增压机44、旁通通路47和空气旁通阀48构成。
发动机1具有使燃烧室17内产生涡流（swirl）的涡流产生部。涡流产生部如图3所示具有安装于进气通路40的涡流控制阀56。涡流控制阀56在与第一进气道181连接的主通路401和与第二进气道182连接的副通路402之中的副通路402内配设。涡流控制阀56是能够对副通路402的截面进行节流的开度调节阀。在涡流控制阀56的开度较小时，从第一进气道181流入燃烧室17的进气流量相对较多且从第二进气道182流入燃烧室17的进气流量相对较少，因此燃烧室17内的涡流变强。在涡流控制阀56的开度较大时，从第一进气道181及第二进气道182分别流入燃烧室17的进气流量变得大致均等，因此燃烧室17内的涡流变弱。在涡流控制阀56全开时，不产生涡流。另外，涡流如白色箭头所示绕图3中的逆时针方向旋转（亦可参见图2的白色箭头）。
发动机1的另一侧面上连接有排气通路50。排气通路50与各汽缸11的排气道19连通。排气通路50是流通有从燃烧室17排出的废气的通路。排气通路50的上游部分形成为向每个汽缸11分叉出独立通路的结构，详图省略。独立通路的上游端与各汽缸11的排气道19连接。
排气通路50上配设有具有多个催化转换器的废气净化系统。上游的催化转换器配设于发动机室内，图示省略。上游的催化转换器具有三元催化器511和GPF（GasolineParticulate Filter；汽油颗粒过滤器）512。下游的催化转换器配设于发动机室外。下游的催化转换器具有三元催化器513。另外，废气净化系统不限于图示例子的结构。例如，也可以省略GPF。又，催化转换器不限于具有三元催化器。此外，也可以适当变更三元催化器及GPF的排列顺序。
进气通路40与排气通路50之间连接有构成外部EGR系统的EGR通路52。EGR通路52是用于使废气的一部分回流至进气通路40的通路。EGR通路52的上游端与排气通路50的上游的催化转换器和下游的催化转换器之间连接。EGR通路52的下游端与进气通路40上的增压机44的上游部连接。流通于EGR通路52的EGR气体不通过旁通通路47的空气旁通阀48地进入进气通路40上的增压机44的上游部。
EGR通路52上配设有水冷式的EGR冷却器53。EGR冷却器53将废气冷却。EGR通路52上还配设有EGR阀54。EGR阀54调节流通于EGR通路52的废气的流量。通过调节EGR阀54的开度，能调节冷却的废气、即外部EGR气体的回流量。
本结构例中，EGR系统55由外部EGR系统和内部EGR系统构成。外部EGR系统能将较内部EGR系统低温的废气供给至燃烧室17。
图1及图4中，符号57是与曲轴15连结的交流发电机。交流发电机57由发动机1驱动。后述的ECU10升高交流发电机57的负荷，由此能调节发动机1输出的转矩。
压缩着火式发动机的控制装置具备用于运行发动机1的ECU（Engine ControlUnit；发动机控制单元）10。ECU10是以公知的微型计算机为基础的控制器，且如图4所示，具备：执行程序的中央运算处理装置（Central Processing Unit：CPU）101；由例如RAM（Random Access Memory；随机存取存储器）、ROM（Read Only Memory；只读存储器）构成且储存程序及数据的存储器102；以及进行电信号的输入输出的输入输出总线103。ECU10为“控制装置”的一个例子。
ECU10上如图1及图4所示连接有各种传感器SW1～SW17。传感器SW1～SW17向ECU10输出信号。传感器包括以下的传感器。这些传感器SW1～SW17是测量与发动机1的运行相关的各种参数的“测量部”的一个例子。
空气流量传感器SW1：配置于进气通路40上的空气滤清器41的下游且测量流通于进气通路40的新气的流量；
第一进气温度传感器SW2：配置于进气通路40上的空气滤清器41的下游且测量流通于进气通路40的新气的温度；
第一压力传感器SW3：配置于增压机44的上游且比进气通路40上的EGR通路52的连接位置靠近下游处，并测量向增压机44流入的气体的压力；
第二进气温度传感器SW4：配置于进气通路40上的增压机44的下游且比旁通通路47的连接位置靠近上游处，并测量从增压机44流出的气体的温度；
第二压力传感器SW5：安装于缓冲罐42且测量增压机44下游的气体的压力；
压力指示传感器SW6：与各汽缸11对应地安装于汽缸盖13且测量各燃烧室17内的压力；
排气温度传感器SW7：配置于排气通路50且测量从燃烧室17排出的废气的温度；
线性O2传感器SW8：配置于比排气通路50上的上游的催化转换器靠近上游处且测量废气中的氧浓度；
λO2传感器SW9：配置于上游的催化转换器中的三元催化器511的下游且测量废气中的氧浓度；
水温传感器SW10：安装于发动机1且测量冷却水的温度；
曲轴角传感器SW11：安装于发动机1且测量曲轴15的旋转角；
加速器开度传感器SW12：安装于加速踏板机构且测量与加速踏板的操作量对应的加速器开度；
进气凸轮角传感器SW13：安装于发动机1且测量进气凸轮轴的旋转角；
排气凸轮角传感器SW14：安装于发动机1且测量排气凸轮轴的旋转角；
EGR压差传感器SW15：配置于EGR通路52且测量EGR阀54的上游及下游的压差；
燃压传感器SW16：安装于燃料供给系统61的共轨64且测量向喷射器6供给的燃料的压力；
第三进气温度传感器SW17：安装于缓冲罐42且测量缓冲罐42内气体的温度、换言之测量向燃烧室17导入的进气的温度。
ECU10基于这些传感器SW1～SW17的信号判断发动机1的运行状态，且按照预先设定的控制逻辑计算各装置的控制量。控制逻辑存储于存储器102内。控制逻辑包括使用存储器102中存储的映射图计算目标量和/或控制量。
ECU10向喷射器6、火花塞25、进气电动S-VT23、排气电动S-VT24、燃料供给系统61、节气门43、EGR阀54、增压机44的电磁离合器45、空气旁通阀48、涡流控制阀56以及交流发电机57输出计算得到的控制量的电信号。
例如，ECU10基于加速器开度传感器SW12的信号和映射图设定发动机1的目标转矩且决定目标增压压力。并且，ECU10基于目标增压压力和从第一压力传感器SW3及第二压力传感器SW5的信号得到的增压机44的前后压差来进行调节空气旁通阀48的开度的反馈控制，由此使增压压力变为目标增压压力。
又，ECU10基于发动机1的运行状态和映射图设定目标EGR率（即，EGR气体相对燃烧室17中的全部气体的比率）。并且，ECU10基于目标EGR率和根据加速器开度传感器SW12的信号的吸入空气量来决定目标EGR气体量，且基于从EGR压差传感器SW15的信号得到的EGR阀54的前后压差来进行调节EGR阀54的开度的反馈控制，由此使向燃烧室17中导入的外部EGR气体量变为目标EGR气体量。
此外，ECU10在规定的控制条件成立时执行空燃比反馈控制。具体地，ECU10基于线性O2传感器SW8以及λO2传感器SW9测量到的排气中的氧浓度，以使混合气的空燃比变为期望值的形式调节喷射器6的燃料喷射量。
另外，其他由ECU10执行的发动机1的控制的详情后述。
（SPCCI燃烧的概念）
发动机1以燃料消耗率的改善以及排气性能的改善为主要目的，在规定的运行状态时进行经由压缩自行着火的燃烧。经由自行着火的燃烧若压缩开始前燃烧室17中的温度不均，则自行着火的正时变化很大。因此，发动机1进行SI燃烧与CI燃烧相组合的SPCCI燃烧。
SPCCI燃烧是如下形态：火花塞25对燃烧室17中的混合气强制点火，由此混合气通过火焰传播进行SI燃烧，并且燃烧室17中的温度因SI燃烧的放热而升高，且燃烧室17中的压力因火焰传播而上升，从而使未燃混合气进行经由自行着火的CI燃烧。
通过调节SI燃烧的放热量，能吸收压缩开始前燃烧室17中温度的不均。ECU10调节点火正时，由此能使混合气在目标的正时自行着火。
SPCCI燃烧中，SI燃烧时的放热比CI燃烧时的放热平缓。SPCCI燃烧中的放热率的波形如图5所例示上升的斜率小于CI燃烧的波形中的上升的斜率。又，SI燃烧时燃烧室17中的压力变动（dp/dθ）也比CI燃烧时平缓。
SI燃烧开始后，若未燃混合气自行着火，则在自行着火的正时放热率的波形的斜率有时会从小向大变化。放热率的波形在CI燃烧开始的正时θci有时具有拐点X。
CI燃烧开始后，SI燃烧与CI燃烧同时进行。CI燃烧的放热大于SI燃烧，因此放热率相对增大。但是，CI燃烧是在压缩上死点后进行，因此避免了放热率的波形的斜率变得过大。CI燃烧时的压力变动（dp/dθ）也较为平缓。
压力变动（dp/dθ）能用作表示燃烧噪音的指标。如前所述SPCCI燃烧能使压力变动（dp/dθ）变小，因此能避免燃烧噪音过大。能将发动机1的燃烧噪音抑制在容许水平以下。
SPCCI燃烧因CI燃烧的结束而结束。CI燃烧与SI燃烧相比，燃烧期间较短。SPCCI燃烧的燃烧结束时期早于SI燃烧。
SPCCI燃烧的放热率波形以SI燃烧形成的第一放热率部QSI和CI燃烧形成的第二放热率部QCI按该顺序连接的形式形成。
此处，将SI率定义为示出SPCCI燃烧的特性的参数。SI率定义为与SI燃烧产生的热量相对于SPCCI燃烧产生的全部热量的比例相关的指标。SI率是燃烧形态不同的两种燃烧所产生的热量比率。SI率高则SI燃烧的比例高，SI率低则CI燃烧的比例高。也可以是SI率定义为SI燃烧产生的热量相对于CI燃烧产生的热量的比率。即，也可以是在SPCCI燃烧中，将CI燃烧开始的曲轴角作为CI燃烧开始时期θci，在图5所示的波形801中，根据位于比θci靠提前侧处的SI燃烧的面积QSI和位于包括θci的滞后侧处的CI燃烧的面积QCI，使SI率＝QSI/QCI。
发动机1有时在进行SPCCI燃烧时使燃烧室17内产生强涡流。更详尽地，发动机1在使稀于理论空燃比的混合气进行SPCCI燃烧时，使燃烧室17内产生强涡流。可将强涡流定义为具有例如4以上的涡流比的流动。涡流比可以定义为用对每个气门升程测定进气流横向角速度并求积分的值除以发动机角速度得到的值。进气流横向角速度可基于使用公知的台架（rig）试验装置的测定求出，图示省略。
在使燃烧室17内产生强涡流时，燃烧室17的外周部变为强涡流流动，而中央部的涡流相对较弱。喷射器6向形成有强涡流的燃烧室17内喷射燃料，由此燃烧室17中央部的混合气燃料相对较浓，外周部的混合气燃料相对较稀，从而能使混合气分层化。
（发动机的运行区域）
图6及图7例示了发动机1的控制的映射图。映射图存储于ECU10的存储器102内。映射图包括映射图501、映射图502、映射图503三种。ECU10根据燃烧室17的壁温（或发动机水温）和进气的温度各自的高低以及大气压，将从三种映射图501、502、503中选出的映射图用于发动机1的控制。另外，三映射图501、502、503的选择的详情后述。
第一映射图501是发动机1的所谓的温态时的映射图。第二映射图502是发动机1的所谓的半暖机时的映射图。第三映射图503是发动机1的所谓的冷态时的映射图。
各映射图501、502、503由发动机1的负荷及转速规定。第一映射图501针对负荷的高低以及转速的高低，大致分为三个区域。具体地，三个区域如下：包括怠速运行且向低旋转及中旋转的区域展开的低负荷区域A1；负荷高于低负荷区域A1的中高负荷区域A2、A3、A4；以及转速高于低负荷区域A1、中高负荷区域A2、A3、A4的高旋转区域A5。中高负荷区域A2、A3、A4还分为中负荷区域A2、负荷高于中负荷区域A2的高负荷中旋转区域A3、和转速低于高负荷中旋转区域A3的高负荷低旋转区域A4。
第二映射图502大致分为两个区域。具体地，两个区域是低中旋转区域B1、B2、B3；以及转速高于低中旋转区域B1、B2、B3的高旋转区域B4。低中旋转区域B1、B2、B3还分为与前述低负荷区域A1及中负荷区域A2相当的低中负荷区域B1、高负荷中旋转区域B2、和高负荷低旋转区域B3。
第三映射图503未被分成多个区域，而是仅具有一个区域C1。
此处，低旋转区域、中旋转区域以及高旋转区域可以分别是在将发动机1的全运行区域沿转速方向大致三等分为低旋转区域、中旋转区域以及高旋转区域时的低旋转区域、中旋转区域以及高旋转区域。图6的示例中，令低于转速N1为低旋转、转速N2以上为高旋转、转速N1以上且低于N2为中旋转。也可以是令转速N1为例如1200rpm左右，转速N2为例如4000rpm左右。
又，也可以是令低负荷区域为包括轻负荷的运行状态的区域，高负荷区域为包括全开负荷的运行状态的区域，中负荷为低负荷区域与高负荷区域之间的区域。又，低负荷区域、中负荷区域以及高负荷区域也可以分别是在将发动机1的全运行区域沿负荷方向大致三等分为低负荷区域、中负荷区域以及高负荷区域时的低负荷区域、中负荷区域以及高负荷区域。
图6的映射图501、502、503分别示出了各区域中混合气的状态及燃烧形态。图7的映射图504相当于第一映射图501，且示出了该映射图中的各区域中混合气的状态及燃烧形态、各区域中涡流控制阀56的开度、和增压机44的驱动区域及非驱动区域、和进行减缸运行的区域（A/F稀低负荷区域）。发动机1在低负荷区域A1、中负荷区域A2、高负荷中旋转区域A3和高负荷低旋转区域A4、以及低中负荷区域B1、高负荷中旋转区域B2和高负荷低旋转区域B3中进行SPCCI燃烧。发动机1还在除此以外的区域、具体而言在高旋转区域A5、高旋转区域B4及区域C1中进行SI燃烧。
（各区域中发动机的运行）
以下，详细说明图7的映射图504的各区域中发动机1的运行。
（低负荷区域）
在发动机1于低负荷区域A1内运行时，发动机1进行SPCCI燃烧。
为了改善发动机1的燃料消耗性能，EGR系统55向燃烧室17中导入EGR气体。具体地，进气电动S-VT23及排气电动S-VT24在排气上死点附近设置使进气门21及排气门22双方开阀的正重叠期间。将从燃烧室17向进气道18及排气道19排出的废气的一部分再导入燃烧室17中。由于向燃烧室17中导入较热的废气，因此燃烧室17中的温度升高。有利于SPCCI燃烧的稳定化。另外，也可以是进气电动S-VT23及排气电动S-VT24设置使进气门21及排气门22双方闭阀的负重叠期间。
又，涡流产生部在燃烧室17中形成强涡流。涡流比为例如4以上。涡流控制阀56为全闭或关闭侧的规定的开度。如前所述，进气道18是滚流气道，因此在燃烧室17中形成有具有滚流成分与涡流成分的斜涡流。
喷射器6在进气行程中向燃烧室17中多次喷射燃料。混合气藉由多次燃料喷射和燃烧室17中的涡流而分层化。
燃烧室17中央部的混合气的燃料浓度浓于外周部的燃料浓度。具体地，中央部的混合气的A/F在20以上30以下，外周部的混合气的A/F在35以上。另外，空燃比的值是点火时的空燃比的值，在以下的说明中亦相同。使靠近火花塞25的混合气的A/F为20以上30以下，由此能抑制SI燃烧时RawNOx的产生。又，使外周部的混合气的A/F为35以上，由此使CI燃烧稳定化。
混合气的空燃比（A/F）在整个燃烧室17中稀于理论空燃比（即空气过剩率λ＞1、“稀空燃比”）。更详尽地，整个燃烧室17中混合气的A/F为25以上31以下。由此，能抑制RawNOx的产生，从而能改善排气性能。
燃料喷射结束后，在压缩上死点前规定的正时，火花塞25对燃烧室17中央部的混合气点火。点火正时可以是压缩行程的末期。压缩行程的末期可以是将压缩行程三等分为初期、中期以及末期时的末期。
如前所述，中央部的混合气燃料浓度相对较高，因此改善了着火性且使经由火焰传播的SI燃烧稳定化。通过使SI燃烧稳定化，由此在恰当的正时开始CI燃烧。在SPCCI燃烧中，改善了CI燃烧的控制性。抑制了燃烧噪音的产生。又，使混合气的A/F稀于理论空燃比地进行SPCCI燃烧，由此能大幅改善发动机1的燃料消耗性能。另外，低负荷区域A1与后述的层3对应。层3展开至轻负荷运行区域且包括最低负荷运行状态。
（减缸运行）
如图7所示，低负荷区域A1（“层3”的区域）中，在其负荷最低的低负荷区域（A/F稀低负荷区域）内进行减缸运行。在负荷在其以上的其他的低负荷区域内如通常那样进行全缸运行。A/F稀低负荷区域以轴平均有效压力（BMEP）来表示时例如可以是200kPa以下的区域。另外，轴平均有效压力（BMEP：BreakMeanEffectivePressure）并非表示负荷自身，而是该BMEP乘以排气量得到的值与轴转矩成比例。
像这样，在BMEP为例如200kPa以下的运行区域中，发动机1燃烧时的节流损失（泵气损失）相对较大。因此，在这样的A/F稀低负荷区域内，在多个燃烧室17中的一部分燃烧室17（本实施形态中四汽缸中的两汽缸的燃烧室17）执行不进行SPCCI燃烧的减缸运行（变缸运行）。
全缸运行中，在所有的燃烧室17进行SPCCI燃烧。与之相对地，减缸运行中，在多个燃烧室17中的一部分燃烧室17进行SPCCI燃烧，而在其他燃烧室17停止燃料的喷射（所谓的燃料停供），由此执行不进行SPCCI燃烧的减缸运行。
减缸运行中，在不进行SPCCI燃烧的燃烧室17中也与进行SPCCI燃烧的燃烧室17同样地，驱动进气门21及排气门22，进行进气及排气的处理。通过进行这样的减缸运行，由此在进行SPCCI燃烧的燃烧室17中使燃料量相对增加，因此即使在根据目标转矩而整体供给的燃料量非常少的情况下也能抑制节流损失，从而实现稳定的SPCCI燃烧。
另外，减缸运行与全缸运行之间的切换的处理另行后述。
（中高负荷区域）
在发动机1于中高负荷区域A2～A4内运行时也与低负荷区域A1同样地，发动机1进行SPCCI燃烧。
EGR系统55向燃烧室17中导入EGR气体。具体地，进气电动S-VT23及排气电动S-VT24在排气上死点附近设置使进气门21及排气门22双方开阀的正重叠期间。将内部EGR气体导入燃烧室17中。又，EGR系统55通过EGR通路52将EGR冷却器53冷却的废气导入燃烧室17中。即，将与内部EGR气体相比温度较低的外部EGR气体导入燃烧室17中。外部EGR气体将燃烧室17中的温度调节为恰当的温度。EGR系统55随着发动机1的负荷升高而减少EGR气体的量。也可以是EGR系统55在全开负荷时使包括内部EGR气体及外部EGR气体的EGR气体为零。
又，在中高负荷区域A2及高负荷中旋转区域A3内，涡流控制阀56为全闭或关闭侧规定的开度。另一方面，在高负荷低旋转区域A4内，涡流控制阀56为开。
混合气的空燃比（A/F）在整个燃烧室17中为理论空燃比（A/F≒14.7）。三元催化器511、513净化从燃烧室17排出的排气，由此发动机1的排气性能变好。混合气的A/F能落在三元催化器的净化区间（window）之内即可。混合气的空气过剩率λ可为1.0±0.2。另外，也可以是发动机1在包括全开负荷（即最高负荷）的高负荷中旋转区域A3内运行时，整个燃烧室17中混合气的A/F为理论空燃比或浓于理论空燃比（即，混合气的空气过剩率λ为λ≦1）。
由于向燃烧室17内导入EGR气体，因此作为燃烧室17中的全部气体与燃料的重量比的G/F稀于理论空燃比。混合气的G/F可以是18以上。由此，能避免所谓的爆震的产生。也可以是G/F设定为18以上30以下。又，还可以是G/F设定为18以上50以下。
在发动机1的负荷为中负荷时，喷射器6在进气行程中进行多次燃料喷射。喷射器6可以在进气行程的前半期进行第一喷射，在进气行程的后半期进行第二喷射。
又，在发动机1的负荷为高负荷时，喷射器6在进气行程喷射燃料。
燃料喷射后，火花塞25在压缩上死点附近规定的正时对混合气点火。在发动机1的负荷为中负荷时，火花塞25可以在压缩上死点前进行点火。在发动机1的负荷为高负荷时，火花塞25可以在压缩上死点后进行点火。
使混合气的A/F为理论空燃比地进行SPCCI燃烧，由此能利用三元催化器511、513来净化从燃烧室17排出的排气。又，将EGR气体导入燃烧室17从而使混合气稀释化，由此改善发动机1的燃料消耗性能。另外，中高负荷区域A2、A3、A4与后述的层2对应。层2展开至高负荷区域且包括最高负荷运行状态。
（增压机的动作）
此处，如图7的映射图504所示，在低负荷区域A1的一部分以及中高负荷区域A2的一部分内，关闭增压机44（参照S/C OFF、标了圆点的区域）。详细而言，在低负荷区域A1中的低旋转侧的区域内，关闭增压机44。在低负荷区域A1中的高旋转侧的区域内，为了应对发动机1转速的升高而确保所需的进气填充量，打开增压机44。又，在中高负荷区域A2中的低负荷低旋转侧的一部分区域内，关闭增压机44。在中高负荷区域A2中的高负荷侧的区域内，为了应对燃料喷射量的增加而确保所需的进气填充量，打开增压机44。又，在中高负荷区域A2中的高旋转侧的区域内也打开增压机44。
另外，在高负荷中旋转区域A3、高负荷低旋转区域A4以及高旋转区域A5的各区域中，在其整个区域内均打开增压机44（参照S/C ON）。
（高旋转区域）
在发动机1的转速较高时，曲轴角变化1°所需要的时间较短。难以在燃烧室17内使混合气分层化。若发动机1的转速升高，则难以进行SPCCI燃烧。
因此，在发动机1于高旋转区域A5内运行时，发动机1进行SI燃烧而非SPCCI燃烧。另外，高旋转区域A5从低负荷至高负荷在负荷方向的整个区域上展开。
EGR系统55向燃烧室17中导入EGR气体。EGR系统55随着负荷增大而减少EGR气体的量。EGR系统55可以在全开负荷下令EGR气体为零。
涡流控制阀56为全开。燃烧室17内无涡流产生而仅有滚流产生。通过使涡流控制阀56全开，能提高填充效率且能降低泵气损失。
混合气的空燃比（A/F）基本上在整个燃烧室17中为理论空燃比（A/F≒14.7）。混合气的空气过剩率λ可为1.0±0.2。另外，也可以是在发动机1于全开负荷的附近运行时，使混合气的空气过剩率λ低于1。
喷射器6在进气行程中开始燃料喷射。喷射器6将燃料一次性喷射。在进气行程中开始燃料喷射，由此在燃烧室17中形成均质或大致均质的混合气。又，能较长地确保燃料的气化时间，因此能谋求未燃损失的降低。
燃料喷射结束后，火花塞25在压缩上死点前恰当的正时对混合气点火。
（映射图的层结构）
图6所示的发动机1的映射图501、502、503如图8所示由层1、层2及层3三个层的组合构成。
层1是作为基底的层。层1展开至发动机1的整个运行区域。层1相当于整个第三映射图503。
层2是重叠在层1上的层。层2与发动机1的运行区域的一部分相当。具体地，层2相当于第二映射图502的低中旋转区域B1、B2、B3。
层3是重叠在层2上的层。层3相当于第一映射图501的低负荷区域A1。
根据燃烧室17的壁温（或发动机水温）和进气的温度各自的高低以及大气压选择层1、层2及层3。
在大气压为规定的大气压阈值（例如95kPa）以上、燃烧室17的壁温为第一规定壁温（例如80℃）以上且进气温为第一规定进气温（例如50℃）以上时选择层1、层2及层3，通过将这些层1、层2及层3重叠来构成第一映射图501。在第一映射图501中的低负荷区域A1内最上层的层3有效，在中高负荷区域A2、A3、A4内最上层的层2有效，在高旋转区域A5内层1有效。
在燃烧室17的壁温低于第一规定壁温且为第二规定壁温（例如30℃）以上，而且进气温低于第一规定进气温且为第二规定进气温（例如25℃）以上时，选择层1与层2。通过将这些层1及层2重叠来构成第二映射图502。在第二映射图502中的低中旋转区域B1、B2、B3内最上层的层2有效，在高旋转区域B4内层1有效。
在燃烧室17的壁温低于第二规定壁温且进气温低于第二规定进气温时，仅选择层1，从而构成第三映射图503。
另外，燃烧室17的壁温例如也可由水温传感器SW10测量到的发动机1的冷却水的温度代替。又，也可以是基于冷却水的温度、其他测量信号等推算燃烧室17的壁温。又，进气温例如能由测量缓冲罐42内的温度的第三进气温度传感器SW17进行测量。又，也可以是基于各种测量信号推算向燃烧室17中导入的进气温。
如前所述SPCCI燃烧在燃烧室17内产生强涡流从而进行。SI燃烧沿燃烧室17的壁传播火焰，因此SI燃烧的火焰传播受壁温的影响。若壁温较低，则SI燃烧的火焰被冷却，压缩着火的正时会延迟。
SPCCI燃烧中的CI燃烧从燃烧室17的外周部至中央部进行，因此受燃烧室17中央部的温度的影响。若中央部的温度较低，则CI燃烧不稳定。燃烧室17中央部的温度取决于导入燃烧室17的进气的温度。即，在进气温度较高时，燃烧室17中央部的温度升高，在进气温度较低时，中央部的温度降低。
在燃烧室17的壁温低于第二规定壁温且进气温度低于第二规定进气温时，无法稳定进行SPCCI燃烧。因此，仅选择执行SI燃烧的层1，ECU10基于第三映射图503运行发动机1。通过在所有运行区域内使发动机1进行SI燃烧，能确保燃烧稳定性。
在燃烧室17的壁温为第二规定壁温以上以及进气温度为第二规定进气温以上时，能使大致理论空燃比（即，λ≒1）的混合气稳定地SPCCI燃烧。因此，除层1外还选择层2，ECU10基于第二映射图502运行发动机1。使发动机1在一部分运行区域内进行SPCCI燃烧，由此改善发动机1的燃料消耗性能。
在燃烧室17的壁温为第一规定壁温以上以及进气温度为第一规定进气温以上时，能使稀于理论空燃比的混合气稳定地SPCCI燃烧。因此，除层1及层2外还选择层3，ECU10基于第一映射图501运行发动机1。发动机1在一部分运行区域内使稀混合气SPCCI燃烧，由此进一步改善发动机1的燃料消耗性能。
但是，若大气压较低，则燃烧室17内填充的空气量较少。难以使混合气为规定的燃料较稀的空燃比。因此，在大气压为规定的大气压阈值以上时选择层3。
（层的选择控制）
接着，参照图9的流程图说明与ECU10执行的映射图的层选择相关的控制例。首先，在开始后的步骤S91中，ECU10读取各传感器SW1～SW17的信号。ECU10在接下来的步骤S92中，判断是否燃烧室17的壁温为30℃以上且进气温为25℃以上。步骤S92的判定为是时流程进至步骤S93，为否时流程进至步骤S95。ECU10在步骤S95中仅选择层1。ECU10基于第三映射图503运行发动机1。之后流程返回。
在步骤S93中，ECU10判断是否燃烧室17的壁温为80℃以上且进气温为50℃以上。步骤S93的判定为是时流程进至步骤S94，为否时流程进至步骤S96。
ECU10在步骤S96中选择层1与层2。ECU10基于第二映射图502运行发动机1。之后流程返回。
在步骤S94中，ECU10判断大气压是否在大气压阈值以上。步骤S94的判定为是时流程进至步骤S97，为否时流程进至步骤S96。如前所述ECU10在步骤S96中选择层1与层2。
ECU10在步骤S97中选择层1、层2及层3。ECU10基于第一映射图501运行发动机1。之后流程返回。
（汽缸数的切换控制）
如上所述，该发动机1在低负荷区域A1的A/F稀低负荷区域内，在一部分燃烧室17中停止燃料的喷射（燃料停供），由此进行减缸运行。因此，低负荷区域A1内，在全缸运行与减缸运行之间执行切换运行状态的处理。接着，参照图10的流程图说明这样的汽缸数的切换控制。
首先，ECU10判断发动机1是否在低负荷区域A1内运行。即，ECU10判定在先前说明的层的选择控制中是否选择了层3、换言之判定发动机1是否在第一映射图501的低负荷区域A1内运行（步骤S101）。并且，ECU10在选择了层3的情况下，判定发动机负荷是否小于规定负荷、例如判定BMEP是否小于200kPa（步骤S102）。
其结果是，在发动机负荷小于规定负荷时，ECU10判断发动机1的运行区域进一步为A/F稀低负荷区域（参照图7）并进行减缸运行（步骤S103）。另一方面，在发动机负荷为规定负荷以上时，ECU10判断发动机1的运行区域并非A/F稀低负荷区域并进行全缸运行（步骤S104）。
（全缸运行与减缸运行之间的切换中的问题）
在进行切换控制时，以不发生大幅的转矩变动（转矩冲击）的形式、使向发动机1供给的燃料的总量保持为大致一定。
这种情况下，在减缸运行和全缸运行之间，在进行燃烧的各燃烧室17中空气量与燃料量大不相同，因此若想在保持SPCCI燃烧的运行状态的同时进行切换，会有产生RawNOx或是燃烧变得不稳定等问题。
例如，在从四汽缸的全缸运行切换至两汽缸的减缸运行的情况下，为了使向发动机1供给的燃料量为一定，需要对减缸运行下进行燃烧的各燃烧室17喷射两倍量的燃料。与之相对地，为了维持稀空燃比需要供给两倍量的空气。
燃料通过喷射器6向燃烧室17直接喷射，因此时间延迟（时间滞后；time lag）极小。与之相对地，空气在节气门43动作之后经由进气通路40向燃烧室17导入，因此产生了时间滞后。
因此，若瞬间切换，则会在空气量不增加的状态下喷射两倍量的燃料，因而会使空燃比一下子变小。
图11示出了燃烧时RawNOx的产生量与A/F的关系。如山形的实线所示，RawNOx具有A/F在大致10～25的范围内且在其中位数产生高峰的倾向。在进行切换的低负荷区域A1中，在大致空燃比保持在稀空燃比的范围（以箭头“A/F稀”示出的范围）内的状态下进行SPCCI燃烧。该范围几乎不产生RawNOx。又，能实现稳定的SPCCI燃烧。
然而，如箭头Y1所示，若从该状态一下子使空燃比减小成为较浓，则会使RawNOx产生并且急剧增加。
另一方面，若在维持燃料量的同时等待空气的增加并切换，则如箭头Y2所示空燃比从稀空燃比进一步增大成为更稀，因此虽然不会产生RawNOx，但会因为变得过稀而难以进行稳定的SPCCI燃烧。
相反地，在减缸运行向全缸运行切换时，进行燃烧的燃烧室17倍增。为了使向发动机1供给的燃料量为一定，需要在进行燃烧的燃烧室17中使燃料的喷射量减为一半，使空气量也减为一半。
因此，此时若瞬间切换，则会在空气量不减少的状态下燃料减半，因而空燃比一下子增大。因此，虽然不会产生RawNOx，但是会成为过稀从而难以进行稳定的SPCCI燃烧。
另一方面，若在维持燃料量的同时等待空气的减少并切换，则在该过程中如箭头Y1所示会因为空燃比变小而会产生RawNOx。
因此，该发动机1中如后所述进行如下的特别设计：ECU10具备汽缸数控制部10a，从而在全缸运行与减缸运行之间切换运行状态时能抑制排放性能的降低且平稳地进行切换。
（发动机的基本控制）
图12示出了ECU10执行的发动机1的基本控制的流程。ECU10按照存储器102内存储的控制逻辑运行发动机1。具体地，ECU10基于各传感器SW1～SW17的信号判断发动机1的运行状态，且设定目标转矩，并以使发动机1输出目标转矩的形式进行用于进行燃烧室17中状态量的调节、喷射量的调节、喷射正时的调节及点火正时的调节的运算。
ECU10还在进行SPCCI燃烧时使用SI率与θci这两个参数来控制SPCCI燃烧。具体地，ECU10确定与发动机1的运行状态对应的目标SI率及目标θci，以使实际的SI率与目标SI率一致且实际的θci变为目标θci的形式进行燃烧室17内温度的调节和点火时期的调节。ECU10在发动机1的负荷较低时将目标SI率设定为较低，在发动机1的负荷较高时将目标SI率设定为较高。发动机1的负荷较低时，提高SPCCI燃烧中CI燃烧的比例，由此兼顾燃烧噪音的抑制和燃料消耗性能的改善。发动机1的负荷较高时，提高SPCCI燃烧中SI燃烧的比例，由此有利于燃烧噪音的抑制。
在图12的流程的步骤S121中，ECU10读取各传感器SW1～SW17的信号，在接下来的步骤S122中，ECU10基于加速器开度设定目标加速度。在步骤S123中，ECU10为了实现设定的目标加速度而设定所需的目标转矩。
在步骤S124中，ECU10判断发动机1的运行状态，判定混合气的空燃比是否为理论空燃比或大致理论空燃比（即，是否空气过剩率λ＝1）。ECU10在步骤S124中判断发动机1是在层1或层2中运行（λ＝1）还是在层3中运行（λ≠1）。λ＝1时流程进至步骤S125，λ≠1时流程进至步骤S129。
步骤S125～步骤S128相当于在发动机1于层1或层2中运行时设定各装置的控制目标值的步骤。在步骤S125中，ECU10基于设定的目标转矩设定火花塞25的目标点火时期。在接下来的步骤S126中，ECU10基于设定的目标转矩设定向燃烧室17内填充的目标空气量。在步骤S127中，ECU10基于设定的目标空气量，以使混合气的空燃比为理论空燃比或大致理论空燃比的形式设定燃料的目标喷射量。并且，在步骤S128中，ECU10基于设定的目标空气量设定节气门43的目标节气门开度、涡流控制阀56的目标SCV开度、EGR阀54的目标EGR阀开度、以及进气电动S-VT23的目标S-VT相位和排气电动S-VT24的目标S-VT相位。
步骤S129～步骤S1212相当于在发动机1于层3中运行时设定各装置的控制目标值的步骤。在步骤S129中，ECU10基于设定的目标转矩设定火花塞25的目标点火时期。在接下来的步骤S1210中，ECU10基于设定的目标转矩设定燃料的目标喷射量。在步骤S1211中，ECU10基于设定的目标喷射量，以使混合气的空燃比为规定的稀空燃比的形式设定向燃烧室17内填充的目标空气量。混合气的空燃比如前所述在25～31之间。并且，在步骤S1212中，ECU10基于设定的目标空气量设定节气门43的目标节气门开度、涡流控制阀56的目标SCV开度、EGR阀54的目标EGR阀开度、以及进气电动S-VT23的目标S-VT相位和排气电动S-VT24的目标S-VT相位。
在步骤S1213中，ECU10调节节气门43的节气门开度、涡流控制阀56的SCV开度、EGR阀54的EGR阀开度、以及进气电动S-VT23的S-VT相位和排气电动S-VT24的S-VT相位，以成为步骤S128或步骤S1212中设定的目标值。
在步骤S1214中，ECU10按照设定的目标喷射量使喷射器6在规定的正时喷射燃料，在接下来的步骤S1215中，ECU10使火花塞25在设定的目标点火时期执行点火。
（汽缸数控制部10a）
图13示出了与全缸运行和减缸运行之间的切换相关的ECU10的功能块的结构。功能块包括汽缸数控制部10a、全缸运行部10b、减缸运行部10c及判定部10d。
汽缸数控制部10a在接收到切换要求时，基于各传感器SW1～SW17的信号向喷射器6、火花塞25、节气门43、交流发电机57等输出信号，执行在全缸运行与减缸运行之间切换的准备控制。全缸运行部10b在低负荷区域A1中规定的负荷以上的运行区域内在四汽缸所有的燃烧室进行SPCCI燃烧。减缸运行部10c在低负荷区域A1中的A/F稀低负荷区域内在四汽缸中的两汽缸的燃烧室17停止燃料喷射且不进行SPCCI燃烧，在两汽缸的燃烧室17喷射燃料且进行SPCCI燃烧。
判定部10d判定需要全缸运行与减缸运行之间的切换。判定部10d在需要切换时将该判定结果输出至汽缸数控制部10a，进行切换要求。从判定部10d接收到切换要求的汽缸数控制部10a执行与该切换要求对应的准备控制。
（第一种准备控制的模式：全缸运行向减缸运行切换）
图14示出了全缸运行向减缸运行切换的准备控制的一个例子（第一种准备控制的模式）。ECU10读取各传感器SW1～SW17的信号（步骤S141）。接着，ECU10判定是否需要全缸运行向减缸运行的切换（步骤S142）。
具体地，ECU10的判定部10d根据发动机1的运行状态判定是否需要全缸运行向减缸运行的切换。该判定的结果是需要该切换时，判定部10d使减缸运行切换旗标为1。ECU10判定减缸运行切换旗标是否为1，在旗标为1时流程转移至准备控制的步骤，在旗标不为1时不向准备控制的流程转移而是返回。
在准备控制的流程具体开始时，首先，ECU10在切换时维持向各燃烧室17喷射的燃料量（燃料量维持处理）。即，以遵从切换时全缸运行下设定的目标喷射量的燃料量向所有燃烧室17喷射燃料（步骤S143）。
与此同时，由于用于发动机1燃烧的燃料的总量为一定，因此输出的转矩保持为大致一定。
ECU10设定减缸运行下的目标空气量（步骤S144）。此外，ECU10基于设定的目标空气量设定目标节气门开度（步骤S145）。然后，ECU10调节节气门43的开度以成为设定的目标节气门开度（步骤S146）。
具体而言，ECU10向节气门43输出信号，使向各个燃烧室17供给的空气量增加（空气增量处理）。在全缸运行向减缸运行切换时，目标空气量相对较多，节气门43的开度由小向大变化。此时，燃烧室17内填充的空气量不会瞬间增多。因此，直至空气量到达目标空气量为止产生了时间延迟（时间滞后）。
ECU10读取燃烧室17内实际填充的空气量（步骤S147）。接着，ECU10基于读取到的实际空气量计算浓界限转矩（步骤S148）。
（浓界限转矩、延迟界限转矩）
低负荷区域A1内以几乎不产生RawNOx的稀空燃比运行，而浓界限转矩意味着相对于实际的空气量，在从上述那样的稀空燃比增加燃料至不产生RawNOx的限度为止时的空燃比（相当于浓界限A/F、后述的阈值）的状态下，进行SPCCI燃烧时发动机1中能得到的转矩。
换言之，浓界限A/F（阈值）是比低负荷区域A1内作为目标的稀空燃比小的值的空燃比，若超过了它恐怕会产生RawNOx。浓界限转矩相当于基于实际空气量使空燃比为上述那样的浓界限A/F的条件下所能产生的转矩的上限值。浓界限转矩是ECU10计算得到的假想的转矩。
另一方面，延迟界限转矩（在后述的第二种准备控制模式下使用）意味着在使点火时期尽可能滞后的状态下通过使稀空燃比的混合气SPCCI燃烧而得到的发动机1的转矩。若使点火时期过于滞后，会使SPCCI燃烧中的CI燃烧不发生或是使SI燃烧的稳定性降低等。进行SPCCI燃烧的发动机1具有点火时期的滞后界限。延迟界限转矩相当于在基于实际空气量使空燃比为稀空燃比的条件下，能通过点火时期的滞后化所能降低到的发动机的转矩的下限。延迟界限转矩也是ECU10计算得到的假想的转矩。
图15是示出延迟界限转矩的计算步骤的框图。ECU10根据延迟界限时发动机1的热效率计算延迟界限转矩。延迟界限时发动机1的热效率根据MBT（Minimum advance forBest Torque；最大扭矩的最小点火提前角）下发动机1的热效率与延迟界限的mfb50位置来计算。延迟界限的mfb50位置是在使点火时期尽可能滞后时的燃烧波形中，使质量燃烧比例（Mass Fraction Burnt：mfb）为50%的曲轴角。
ECU10根据发动机转速、填充效率及预先设定的映射图151计算得到延迟界限的mfb50位置。映射图151规定了发动机的运行状态（转速及填充效率（即，与发动机1的负荷对应））与延迟界限的mfb50位置的关系。发动机1的转速越低负荷越高（即，填充效率越高）时，燃料量越多燃烧稳定性越高，而且即使点火时期滞后，由于从点火至燃烧的时间较长，所以也能抑制失火等。发动机1的转速越低负荷越高越能使点火时期大幅滞后。延迟界限的mfb50位置在发动机1的转速越低负荷越高时越滞后，在转速越高负荷越低（即，填充效率越低）时越提前。
另外，此处使用映射图151来决定延迟界限的mfb50位置，但也可以使用考虑了LNV（Lowest Normalized Value；最小归一化值）的模型来计算延迟界限的mfb50位置。
ECU10根据延迟界限的mfb50位置与预先设定的映射图152设定相对于MBT的效率。映射图152规定了延迟界限的mfb50位置与相对于MBT的效率的关系。相对于MBT的效率在延迟界限的mfb50位置为提前侧的规定曲轴角时为“1”，在延迟界限的mfb50位置越滞后时越趋近于零。
映射图152规定了基准曲线（参照实线），该曲线根据发动机1的运行状态进行修正。映射图153与对映射图152的基准曲线进行修正的效率斜率相关。映射图153规定了发动机1的转速、填充效率及效率斜率的关系。效率斜率在发动机1的转速越低负荷越低时越小，在转速越高负荷越高时越大。
以实线示出的映射图152的基准曲线在基于映射图153决定的效率斜率越大时如虚线所示那样越向下下降，在效率斜率越小时越向上上升。ECU10基于由效率斜率修正的映射图152，决定延迟界限时的相对于MBT的效率（参照点划线的箭头）。
ECU10根据相对于MBT的效率和预先设定的映射图154决定延迟界限时的热效率。映射图154规定了发动机1的转速、填充效率及MBT下的热效率的关系。MBT下的热效率在发动机1的转速越低负荷越低时越低，在转速越高负荷越高时越高。ECU10根据发动机1的转速、填充效率及映射图154决定发动机1的运行状态中的MBT下的热效率，且根据MBT下的热效率与映射图152中确定的相对于MBT的效率计算延迟界限时的热效率。
ECU10若计算出延迟界限时的热效率，则基于延迟界限时的热效率、每个汽缸的体积、以及使混合气的空燃比为稀空燃比的喷射量的放热量，计算与该热效率对应的转矩（即，延迟界限转矩）。
图16是示出浓界限转矩的计算步骤的框图。ECU10根据浓界限时发动机1的热效率计算浓界限转矩。浓界限时发动机1的热效率根据MBT下发动机1的热效率与浓界限的mfb50位置来计算。浓界限的mfb50位置在能抑制RawNOx生成的空燃比的混合气燃烧时的波形中，示出了使质量燃烧比例为50%的曲轴角。
ECU10根据发动机转速、浓界限喷射量及预先设定的映射图161计算浓界限的mfb50位置。映射图161规定了发动机转速、浓界限喷射量及mfb50位置的关系。浓界限喷射量是能抑制RawNOx的生成的上限的喷射量。浓界限的mfb50位置在发动机1的转速越低负荷越低时越滞后，在转速越高负荷越高时越提前。
图16的映射图162、映射图163及映射图164分别与图15的映射图152、映射图153及映射图154相同。
ECU10根据浓界限的mfb50位置与预先设定的映射图162设定相对于MBT的效率（参照点划线的箭头）。
映射图162的基准曲线（实线）由根据映射图163与发动机1的运行状态确定的效率斜率来修正。
ECU10根据相对于MBT的效率和预先设定的映射图164确定浓界限时的热效率。映射图164规定了发动机1的转速、填充效率及MBT下的热效率的关系。
若计算出了浓界限时的热效率，则ECU10基于浓界限时的热效率、每个汽缸的体积、浓界限喷射量（切换时的减缸运行下的燃料喷射量）的放热量计算与该热效率对应的转矩（即，浓界限转矩）。
回到图14的流程。
ECU10将计算出的浓界限转矩与目标转矩进行比较。并且，判定浓界限转矩是否小于目标转矩（步骤S149）。其结果是，在浓界限转矩小于目标转矩时，准备控制的流程返回。准备控制的流程重复上述步骤S141～步骤S149的处理直至浓界限转矩为目标转矩以上。另一方面，在浓界限转矩为目标转矩以上时，向减缸运行转移（步骤S150）。
如果在浓界限转矩小于目标转矩时、即目标转矩高于浓界限转矩时向减缸运行转移，则进行燃烧的燃烧室17减少，该燃烧室17内喷射的燃料量会增加与之相应的程度。藉此，A/F相对较浓，从而变成会产生RawNOx的状态。
与之相对地，如果在浓界限转矩为目标转矩以上时、即目标转矩小于浓界限转矩时向减缸运行转移，则能够保持能抑制RawNOx的产生的状态，因此能抑制排放性能的降低。
又，如果在即使浓界限转矩为目标转矩以上、即超出了浓界限转矩达到目标转矩时的状态下仍不向减缸运行转移，则混合气的空燃比过稀，SPCCI燃烧变得不稳定，在某些情况下会变成失火的状态（超过稀界限）。
ECU10在空气量既不过多也不过少而是到达了规定量的规定的空燃比的状态下，结束上述的燃料量维持处理并开始减缸运行。即，在浓界限转矩为目标转矩以上时向减缸运行转移，由此能短时间切换，在过渡时也能实现稳定的SPCCI燃烧。因此，能进行平稳的切换。
藉由向减缸运行的转移，进行SPCCI燃烧的汽缸数从四汽缸减少为两汽缸，ECU10使进行SPCCI燃烧的燃烧室17中喷射的燃料量变更（增加）为减缸运行下作为目标的燃料量。又，ECU10使减缸运行切换旗标为0（步骤S151）。藉此，完成全缸运行向减缸运行的切换。
（第一种准备控制的模式的时序图）
图17示出了从全缸运行向减缸运行切换的第一种准备控制的模式的时序图的一个例子。时序图中时间从纸面左边向右边移动。时序图例示出了准备控制中使用的主要的参数的变化。
为了在准备控制的期间以及连接其前后的一部分期间内抑制转矩冲击，发动机1的目标转矩、换言之向发动机1供给的燃料的总量维持为一定或大致一定（参照17f）。开始准备控制前的发动机1在低负荷区域A1内以规定的稀空燃比通过四汽缸所有的燃烧室17中的SPCCI燃烧来运行（参照17b、17e）。
在时刻t11若减缸运行切换旗标切换为1（参照17a），则节气门43的开度由小向大变化。若节气门43的开度变大，则向各燃烧室17供给的空气量逐渐增加（参照17c）。
各燃烧室17内喷射的燃料量维持在切换时的全缸运行下作为目标的燃料量（参照17d）。藉此，各燃烧室17的混合气的空燃比增大，从而逐渐稀化（参照17e）。由于稀于稀空燃比，因此不用担心会产生RawNOx。
但是，若继续这样的状态，则会到达SPCCI燃烧不稳定、恐怕会发生失火的状态（稀界限），从而无法进行平稳的切换。
与之相对地，该发动机1中ECU10在到达稀界限之前的能抑制RawNOx的产生的恰当的正时结束准备控制，向减缸运行切换。即，ECU10如上所述在浓界限转矩为目标转矩以上时向减缸运行转移。换言之、ECU10（汽缸数控制部10a）在增加中的实际空气量到达了规定量的规定的空燃比状态下，结束燃料量维持处理并开始减缸运行（时刻t12）。在结束准备控制的时刻t12，减缸运行切换旗标切换为0（参照17a）。
具体而言，成为RawNOx抑制的基准的规定的阈值（浓界限A/F）由与目标转矩同值的浓界限转矩对应的假想的空燃比决定。ECU10藉由基于实际空气量与切换时减缸运行下喷射的燃料量而确定的规定的空燃比（浓空燃比）（在切换为减缸运行时，因向每个汽缸供给的燃料量瞬间增加而瞬间成为浓状态时的假想的空燃比）到达该阈值，从而向减缸运行转移。
另一方面，如果在例如时刻t13所示的浓界限转矩还未成为目标转矩以上的较早的正时向减缸运行切换，则如符号Z所示由于浓空燃比小于阈值，因此恐怕会产生RawNOx。因此，无法抑制排放性能的降低。
与之相对地，该发动机1中ECU10在到达稀界限之前的能抑制RawNOx的产生的不早不晚的恰当的正时向减缸运行切换，因此能抑制排放性能的降低且平稳地切换。
在该时间点如图所示，虽然有时实际空气量也会未到达目标空气量，但是之后的空燃比会变得更稀，因此不用担心会产生RawNOx（参照17e）。并且，在时刻t14实际空气量到达目标空气量，由此全缸运行向减缸运行的切换完成。
（第二种准备控制的模式：全缸运行向减缸运行切换）
图18示出了全缸运行向减缸运行切换的准备控制的另外一个例子（第二种准备控制的模式）。步骤S181～步骤S186的各内容与上述第一种准备控制的模式中的步骤S141～步骤S147的各内容（除了步骤S143）相同。因此，省略它们的说明。
该准备控制的模式中，ECU10在读取燃烧室17内实际填充的空气量后（步骤S186），基于读取到的实际空气量计算延迟界限转矩及浓界限转矩（步骤S187）。
ECU10基于实际空气量设定准备控制下作为目标的目标燃料喷射量（步骤S188）。此处设定的目标燃料喷射量是为了维持稀空燃比（目标A/F）而与实际空气量的增加对应的燃料量。比发动机1在全缸运行下输出目标转矩所需的喷射量要多。即，ECU10（汽缸数控制部10a）向喷射器6输出信号，执行使各个燃烧室17内喷射的燃料量增加的处理（燃料增量处理）。
接着，基于设定的目标燃料喷射量与目标转矩设定目标点火时期（步骤S189）。此处设定的目标点火时期以减少因燃料量的增加而相应升高的转矩量的形式滞后。即，ECU10（汽缸数控制部10a）向火花塞25输出信号并使点火时期滞后（延迟处理）。在SPCCI燃烧中，使点火时期滞后，由此使SI燃烧的时期滞后，同时使CI燃烧开始的时期也滞后。能有效降低发动机1的转矩。
接着，ECU10判定计算出的延迟界限转矩是否在目标转矩以下（步骤S190）。若延迟界限转矩在目标转矩以下，则使点火时期滞后，由此能增加喷射的燃料量。藉此，能使燃料量也配合着空气量的增加而增加，因此能抑制空燃比变稀（能保持稀空燃比）。其结果是，能实现稳定的SPCCI燃烧。
若延迟界限转矩在目标转矩以下，ECU10按照目标喷射量使喷射器6喷射燃料，且按照设定的目标点火时期使火花塞25执行点火（步骤S192、S193）。
另一方面，在延迟界限转矩超过目标转矩时，无法使点火时期进一步滞后。
因此，ECU10（汽缸数控制部10a）在上述那样延迟处理到达界限后，执行将点火时期限制在届时的滞后量以下的处理（限制延迟处理）。
若在上述那样限制点火时期的滞后的状态下使喷射的燃料量增加，则发动机1输出的转矩也增加，会产生转矩冲击。如果为了抑制转矩冲击也限制喷射的燃料量的增加，则混合气的空燃比变稀，恐怕SPCCI燃烧会变得不稳定。
因此，在那种情况下，理想是ECU10（汽缸数控制部10a）在限制延迟处理的同时进行挪用发动机1输出的转矩的一部分的处理（负荷调节处理）（步骤S191）。
例如，ECU10向作为辅机的交流发电机57输出信号使其负荷增大即可。藉此，能抑制转矩冲击的产生且继续进行喷射的燃料量的增加。其结果是，即使在延迟处理到达界限后也能抑制空燃比变稀（能保持稀空燃比）。其结果是，能继续实现稳定的SPCCI燃烧。另外，也可以是只要还未到达稀界限，就允许空燃比变稀且继续延迟处理或限制延迟处理。
接着，ECU10将计算出的浓界限转矩与目标转矩进行比较。并且，判定浓界限转矩是否小于目标转矩（步骤S194）。其结果是，在浓界限转矩小于目标转矩时准备控制的流程返回。准备控制的流程重复上述步骤S181～步骤S194的处理直至浓界限转矩为目标转矩以上。
另一方面，在浓界限转矩为目标转矩以上时向减缸运行转移（步骤S195）。即，ECU10在空气量既不过多也不过少而是到达了规定量的规定的空燃比的状态下，结束上述的燃料增量处理及延迟处理（或限制延迟处理）并开始减缸运行。
藉由向减缸运行的转移，进行SPCCI燃烧的汽缸数从四汽缸减少为两汽缸，ECU10使进行SPCCI燃烧的燃烧室中喷射的燃料量变更（增加）为减缸运行下作为目标的燃料量。与第一种准备控制的模式相比，切换时的空气量及燃料量是与减缸运行下作为目标的空气量及燃料量接近的值，因此减缸运行开始时状态变化较小，从而能平稳地切换。又，ECU10使减缸运行切换旗标为0（步骤S196）。藉此，完成全缸运行向减缸运行的切换。
（第二种准备控制的模式的时序图）
图19与图17同样地，示出了全缸运行向减缸运行切换的第二种准备控制的模式的时序图的一个例子。
此处，点火延迟量意味着从基于通常的发动机控制的点火时期滞后的量。另外，由于在空燃比变稀时SI燃烧的速度变慢，因此控制通常的点火时期以提前与之对应的程度。
为了在准备控制的期间以及连接其前后的一部分期间内抑制转矩冲击，发动机1的目标转矩、换言之向发动机1供给的燃料的总量维持为一定或大致一定（参照19h）。开始准备控制前的发动机1在低负荷区域内以规定的稀空燃比通过四汽缸所有的燃烧室17中的SPCCI燃烧来运行（参照19b、19e）。
在时刻t21若减缸运行切换旗标切换为1（参照19a），则节气门43的开度由小向大变化，向各燃烧室17供给的空气量逐渐增加（参照19c）。
各燃烧室17内喷射的燃料量以使空燃比维持为稀空燃比的形式配合着实际空气量而增加（参照19d）。为了维持目标转矩，配合着该燃料量的增加而使点火时期滞后（参照19f）。随着空气量及燃料量增加，该滞后量增大。
图示的准备控制的模式中，在时刻t22目标转矩会超过延迟界限转矩。即，点火延迟量会到达延迟界限（参照19f）。点火时期无法进一步滞后，因此ECU10维持点火时期的滞后量。藉此，能确保SPCCI燃烧的稳定性。
ECU10继续进行喷射的燃料量的增加，因此在这样的限制延迟处理的同时升高交流发电机57的负荷，执行负荷调节处理（参照19g）。其结果是，能将空燃比保持在稀空燃比且继续进行喷射的燃料量的增加，从而能将转矩保持为一定。
并且，在时刻t23浓界限转矩成为目标转矩以上时（假想的浓空燃比到达规定的阈值时），结束上述的燃料增量处理及延迟处理（限制延迟处理），开始减缸运行。在结束准备控制的时刻t23，减缸运行切换旗标切换为0（参照19a）。之后，在时刻t24实际空气量到达目标空气量，从而全缸运行向减缸运行的切换完成。
（第三种准备控制的模式：减缸运行向全缸运行切换）
图20示出了减缸运行向全缸运行切换的准备控制的一个例子（第三种准备控制的模式）。
第三种准备控制的模式的内容只是在全缸运行与减缸运行之间替换了作为对象的运行条件，实质上与第一种准备控制的模式相同。即，图14中的步骤S141～步骤S151的各内容与图20中的步骤S201～步骤S211的各内容对应。并且这些内容中除了燃料量及空气量的增减颠倒且处理的内容也随之颠倒之外，内容上并无显著差异。因此，省略该内容的说明，在下张时序图中说明有区别的内容。
（第三种准备控制的模式的时序图）
图21与图17同样地，示出了减缸运行向全缸运行切换的第三种准备控制的模式的时序图的一个例子。
为了在准备控制的期间以及连接其前后的一部分期间内抑制转矩冲击，发动机1的目标转矩、换言之向发动机1供给的燃料的总量维持为一定或大致一定（参照21f）。开始准备控制前的发动机1在低负荷区域内以规定的稀空燃比通过两汽缸的燃烧室17中的SPCCI燃烧来运行（参照21b、21e）。
在时刻t31若全缸运行切换旗标切换为1（参照21a），则节气门43的开度由大向小变化，向各燃烧室17供给的空气量逐渐减少（参照21c）。
两汽缸的燃烧室17内喷射的燃料量维持为切换时的减缸运行下作为目标的燃料量（参照21d）。藉此，进行SPCCI燃烧的燃烧室17内的空燃比变小，从而逐渐浓化（参照21e）。
因此，如果就这样继续下去，恐怕会产生RawNOx。
与之相对地，该发动机1中，ECU10在发生RawNOx的产生之前的恰当的正时结束准备控制，向全缸运行切换。即，ECU10如上所述在浓界限转矩为目标转矩以上时向全缸运行转移。换言之，ECU10（汽缸数控制部10a）在减少中的实际空气量到达规定量的规定的空燃比状态下，结束燃料量维持处理并开始全缸运行（时刻t32）。
藉由向全缸运行切换，减缸运行下进行SPCCI燃烧的燃烧室17内喷射的燃料量减少，因此空燃比变稀。因此，能抑制RawNOx的产生。在不多不少的提早的正时平稳地切换，因而能进行稳定的切换。在结束准备控制的时刻t32，全缸运行切换旗标切换为0（参照21a）。
在该时间点如图所示，虽然有时实际空气量也会未到达目标空气量，但是之后的空燃比会变得更稀，因此不用担心会产生RawNOx（参照21e）。并且，在时刻t33实际空气量到达目标空气量，由此减缸运行向全缸运行的切换完成。
（其他实施形态）
另外，此处公开的技术不限于应用于前述结构的发动机1。发动机1的结构可以采用各种不同的结构。
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