特許 6467149 ディーゼルエンジンの制御装置の設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6467149

(24)【登録日】2019年1月18日

(45)【発行日】2019年2月6日

(54)【発明の名称】ディーゼルエンジンの制御装置の設計方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 43/00 20060101AFI20190128BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20190128BHJP

   F02D 41/40 20060101ALI20190128BHJP

   F02M 26/00 20160101ALI20190128BHJP

   F02D 41/02 20060101ALI20190128BHJP

【ＦＩ】

   F02D43/00 301C

   F02D41/04 385B

   F02D41/40 D

   F02M26/00

   F02D43/00 301J

   F02D41/02 385

【請求項の数】3

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-130971(P2014-130971)

(22)【出願日】2014年6月26日

(65)【公開番号】特開2015-194146(P2015-194146A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2017年4月12日

(31)【優先権主張番号】特願2014-63743(P2014-63743)

(32)【優先日】2014年3月26日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 貴史

(72)【発明者】

【氏名】本間 哲治

(72)【発明者】

【氏名】中村 敏之

(72)【発明者】

【氏名】沖中 学

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５１１５６５１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２８９５７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２６５８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１１５８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０２Ｄ ４１／０２

Ｆ０２Ｄ ４１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／４０

Ｆ０２Ｍ ２６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディーゼルエンジンの燃焼を制御する制御装置の設計方法であって、
前記ディーゼルエンジンの筒内を加熱する筒内ヒーターの加熱温度および前記ディーゼルエンジンにおけるＥＧＲ率をパラメータとして、予混合燃焼モードに切り替える際の燃料噴射時期制御の遅角限界を測定し、
前記測定の結果に基づき、前記ディーゼルエンジンを予混合燃焼モードに切り替える際の前記筒内ヒーターによる筒内の加熱温度を所定温度とした場合の、前記ＥＧＲ率毎の前記ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御の進角量を決定し、
前記ディーゼルエンジンを予混合燃焼モードに切り替えた際に、前記決定した進角量で前記ディーゼルエンジンの燃料噴射時期を制御するように、制御ユニットを設計する
ディーゼルエンジンの制御装置の設計方法。

【請求項2】

前記制御ユニットにおける前記燃料噴射時期の制御は、前記予混合燃焼モードに切り替える際に、前記筒内ヒーターの前記加熱温度が前記所定温度であることを前提として、前記ＥＧＲ率毎に、前記燃料噴射時期を前記決定された進角量に制御するものである
請求項１記載のディーゼルエンジンの制御装置の設計方法。

【請求項3】

前記測定された遅角限界に基づいて、前記制御ユニットによる燃料噴射時期の進角量を、前記ディーゼルエンジンの燃焼ノイズ、あるいは排気におけるＮＯｘ、ＣＯ、ＴＨＣ、煤の内の少なくとも１つを抑制するように決定する
請求項１または請求項２記載のディーゼルエンジンの制御装置の設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディーゼルエンジンの制御に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ディーゼルエンジンを、エンジン負荷に応じた燃焼形態で制御しようとするものが提案されている（例えば、下記特許文献１）。こうしたエンジン制御では、燃料の燃焼形態（燃焼モードともいう）として、燃焼室内に燃料を噴射しながら燃料を燃焼させる拡散燃焼モードと、燃料に着火する前に燃焼室内で燃料と空気とを混合させる予混合燃焼モード（予混合圧縮燃焼モードとも呼ぶ）がある。一般に、エンジンが高負荷状態にあるときは拡散燃焼モードを用い、一方でエンジンが低負荷状態にあるときは予混合燃焼モードを用いる。また、予混合燃焼では、排ガス（排気ともいう）を大量に吸気側に還流させるＥＧＲ制御が併用される。燃焼形態を予混合燃焼モードとすることで、ＮＯｘや煤などを低減できることが知られている。

【0003】

拡散燃焼から予混合燃焼に燃焼モードを切り替えるとき、あるいはモータリング状態から予混合燃焼による燃焼モードに切り替えるとき、窒素酸化物（ＮＯｘ）、煤（ＳｏｏｔまたはＯＰＡＣＩＴＹ）、燃焼ノイズ等が発生または増大することがある。そこで、下記特許文献２では、燃料噴射をパイロット噴射とメイン噴射とに分け、こうした過渡時における燃料噴射量の増減をきめ細かく調整して、これらの問題を解決しようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２１１６１２号公報

【特許文献2】特開２０１０−２３６４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

こうしたディーゼルエンジンの予混合燃焼においては、予混合燃焼モードに切り替えた直後にトルク変動や燃焼ノイズが増大することが知られている。拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える、いわゆる過渡時には、燃焼が不安定になるためと考えられる。予混合燃焼に切り替えた直後には、排ガス導入の時間的な遅れなどがあり、ＥＧＲ量を適切に制御することができないといった点も、制御が不安定になる原因の１つと考えられる。

【0006】

予混合燃焼では、燃料噴射時期を調整することにより、ディーゼルエンジンの出力やそのトルク変動、あるいは燃焼ノイズ、ＮＯｘや煤の発生量などを抑制できることが知られている。しかしながら、特に予混合燃焼に切り替える過渡時では、燃料噴射時期の制御可能な範囲が狭く、ディーゼルエンジンの各種特性を満足する燃料噴射時期を見い出すことは困難であった。例えば、燃料噴射時期を遅角すれば、一般に燃焼ノイズやＮＯｘなどは低減できるものの、出力が低下しトルク変動が増大してしまい、場合によっては、失火する可能性も指摘されていた。一方、燃料噴射時期を進角すれば、失火の可能性は低減できるものの、燃焼が急激になり、ノッキングの発生に伴って燃焼ノイズやＮＯｘが増加する可能性があった。このように、燃焼形態を切替える過渡時では、燃料噴射時期の制御可能な領域は常に変化すると共に、燃料噴射時期を適正に制御できる領域も狭いため、燃料噴射時期を適切に制御することは困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

（１）この技術の１つの実施形態として、ディーゼルエンジンの燃焼を制御する制御装置が提供される。このディーゼルエンジンの制御装置は、前記ディーゼルエンジンの筒内を加熱する筒内ヒーターと、ＥＧＲを実施した状態で、予混合燃焼に切り替える際に、前記筒内ヒーターによる筒内の加熱を行なうと共に、少なくとも、前記ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御を行なう制御ユニットとを備えてよい。

【0009】

かかるディーゼルエンジンの制御装置によれば、予混合燃焼に切り替える際に、グロープラグへ通電することにより、燃料噴射時期制御によるエンジンの特性を改善することができる。

【0010】

（２）こうしたディーゼルエンジンの制御装置において、前記制御ユニットは、予混合燃焼に切り替えられる際の前記ＥＧＲを所定のＥＧＲ率以上に制御するものとして良い。予混合燃焼においてＥＧＲ率を所定以上とすることにより、ＮＯｘの発生量や煤の発生量を抑制することができる。

【0011】

（３）上記ディーゼルエンジンの制御装置において、前記制御ユニットは、前記所定のＥＧＲ率以上でのＥＧＲ制御の下で、前記燃料噴射時期の遅角制御を実施するものとして良い。こうすることで、燃料噴射時期を通常より遅角することができ、筒内ヒーターによる筒内の加熱と相俟って、サイクル変動や燃焼ノイズ、ＮＯｘなどを低減することができる。

【0012】

（４）こうしたディーゼルエンジンの制御装置において、前記筒内ヒーターによる前記加熱は、前記予混合燃焼への切替直前に行なわれるものとして良い。グロープラグは通電してから、所定の温度に達するのに、有意の時間を要するから、その時間を考慮して、加熱を行なうことが望ましい。

【0013】

（５）更に、前記筒内ヒーターは、９００度Ｃ以上に昇温可能なグロープラグでとしてよい。加熱による温度上昇が９００度Ｃを超えると、燃料噴射時期に関して、特に有意の差が見られるからである。

【0014】

（６）このとき、前記グロープラグは、昇温速度が、１２００度Ｃ到達まで、０．５秒から３秒であるものとして良い。短時間のうち必要な温度まで上昇できれば、速やかに予混合燃焼に移行することができる。

【0015】

（７）この技術の他の実施形態として、ディーゼルエンジンの燃焼を制御する制御方法が提供される。かかる制御方法は、ＥＧＲを実施した状態で、予混合燃焼に切り替える際に、筒内ヒーターによって、前記ディーゼルエンジンの筒内の加熱を行なうと共に、少なくとも、前記ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御を行なうものとして良い。かかるディーゼルエンジンの制御方法によれば、予混合燃焼に切り替える際に、グロープラグへ通電することにより、燃料噴射時期制御によるエンジンの特性を改善することができる。

【0016】

（８）本発明の第１の形態として、ディーゼルエンジンの燃焼を制御する制御装置の設計方法が提供される。この設計方法では、前記ディーゼルエンジンの筒内を加熱する筒内ヒーターの加熱温度および前記ディーゼルエンジンにおけるＥＧＲ率をパラメータとして、予混合燃焼モードに切り替える際の燃料噴射時期制御の遅角限界を測定し、前記測定結果に基づき、前記ディーゼルエンジンを予混合燃焼モードに切り替える際の前記筒内ヒーターによる筒内の加熱温度を所定温度とした場合の、前記ＥＧＲ率毎の前記ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御の進角量を決定し、前記ディーゼルエンジンを予混合燃焼モードに切り替えた際に、前記決定した進角量で前記ディーゼルエンジンの燃料噴射時期を制御するように、制御ユニットを設計するものとして良い。

【0017】

かかるディーゼルエンジンの制御装置の設計方法によれば、予混合燃焼に切り替える際の燃料噴射時期の進角量を適正に決定することができる。この場合の進角量は、グロープラグへの通電を行なわない場合と比べると、遅角側に決定される。

【0018】

（９）こうした設計方法において、前記制御ユニットにおける前記燃料噴射時期の制御は、前記予混合燃焼に切り替える際に、前記筒内ヒーターの前記加熱温度が前記所定温度であることを前提として、前記ＥＧＲ率毎に、前記燃料噴射時期を前記決定された進角量に制御するものとして良い。かかる設計方法によれば、ＥＧＲ率毎に適正な燃料噴射時期を決定することができる。

【0019】

（１０）こうした設計方法において、前記測定された遅角限界に基づいて、前記制御ユニットによる燃料噴射時期の進角量を、前記ディーゼルエンジンの燃焼ノイズ、あるいは排気におけるＮＯｘ（窒素酸化物、ノックス）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＴＨＣ（炭化水素の全量）、ＳＯＯＴ（煤）の内の少なくとも１つを抑制するように決定するものとしてよい。かかる設計方法によれば、これらのパラメータの少なくとも１つを抑制するディーゼルエンジンの制御装置を容易に設計することができる。

【0020】

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。

【0021】

本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、燃料噴射制御装置や燃料噴射時期制御方法、あるいはディーゼルエンジンの制御装置の製造方法やディーゼルエンジンの制御装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態としてのディーゼルエンジンの制御装置の概略構成図。

【図2】第１実施形態におけるエンジン制御ルーチンを示すフローチャート。

【図3】予混合燃焼領域および拡散燃焼領域と、各領域に対応する燃焼モードとその遷移期間とを例示する説明図。

【図4】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とトルクとの関係を示すグラフ。

【図5】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とトルク変動との関係を示すグラフ。

【図6】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期と燃焼ノイズとの関係を示すグラフ。

【図7】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とＮＯｘ発生量との関係を示すグラフ。

【図8】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とＣＯ発生量との関係を示すグラフ。

【図9】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とＴＨＣ発生量との関係を示すグラフ。

【図10】グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期と煤発生量（ＯＰＡＣＩＴＹ）との関係を示すグラフ。

【図11】燃料噴射時期と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘおよび図示平均有効圧ＩＭＥＰとの関係を示すグラフ。

【図12】第２実施形態におけるエンジン制御ルーチンを示すフローチャート。

【図13】燃料噴射時期の設計を行なう工程図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

Ａ．エンジン制御装置のハードウェア構成：
本発明の第１実施形態としてのディーゼルエンジンの制御装置について、説明する。ディーゼルエンジンの制御装置１００は、４気筒直噴型のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ）１０と、このエンジン１０に排気再循環を含む吸排気を行なう吸排気系２０、エンジン１０に燃料（軽油）を供給する燃料噴射弁３０、エンジン１０の運転全体を制御するＥＣＵ７０などを中心に構成されている。

【0024】

エンジン１０は、４気筒タイプのものであり、各気筒のシリンダにはピストンが設けられ、燃料の燃焼により押下げられるピストンの運動はコンロッドを介して、クランクシャフトの回転運動に変換される。クランシャフトに結合されたギヤホイール１１の外周には回転角度センサー５４が設けられており、クランクシャフトの回転角度（以下、クランク角ＣＡという）を正確に検出する。ギヤホイールの形状を工夫することにより、各気筒におけるピストンの上死点ＴＤＣおよび下死点ＢＤＣも併せて検出される。

【0025】

エンジン１０のシリンダヘッドには、上述した燃料噴射弁３０や、筒内圧センサーを内蔵したグロープラグ３２が設けられている。また、エンジン１０には、この他、冷却水温を検出する水温センサーなども設けられている。燃料噴射弁３０は、ＥＣＵ７０からの指令を受けて開弁し、燃料供給ポンプ２４からコモンレール２６を介して供給された高圧の燃料を、エンジン１０の筒内に噴射する。この噴射の時期を、上死点ＴＤＣからのクランク角ＣＡで表わしたものが、燃料噴射時期である。一般に、拡散燃焼モードでは、上死点ＴＤＣ近傍で燃料噴射が行なわれ、予混合燃焼モードでは、上死点ＴＤＣより前に燃料噴射が行なわれる。燃料噴射時期を、クランク角ＣＡにおいて早めることを進角側に制御する、と呼び、その逆を遅角側に制御（リタード）する、と呼ぶ。

【0026】

燃料噴射弁３０と共に設けられたグロープラグ３２は、通電により短時間のうち９００度以上に達するヒーターを内蔵しており、燃焼補助または低温時の燃焼安定化するために用いられる。このグロープラグ３２には、筒内圧センサーが内蔵されているが、この筒内圧センサーは、図１には単独では図示されていない。グロープラグ３２は、その先端が受ける筒内圧力により変位するヒーター部を備え、ヒーター部の終端をダイアフラムで受けた構造を有する。ダイアフラムには、ピエゾ素子が設けられており、筒内圧によりヒーター部が変位すると、ダイアフラムが歪み、ピエゾ素子の抵抗値が変化する。筒内圧センサーを備えたグロープラグ３２は、このピエゾ素子の抵抗値の変化を、電気信号に変換して出力する。これが筒内圧に相当する信号である。本実施形態で採用されたグロープラグ３２は、ヒーター部にセラミックヒーターを備え、メタルヒーターより短時間に（本実施形態では、０．５〜３．０秒の間に）、１２００度Ｃに達する。筒内が吸気による冷却環境であっても、このグロープラグ３２により筒内を短時間のうちに、１２００度Ｃ程度に加熱することができる。

【0027】

次に、吸排気系２０について説明する。エンジン１０の燃焼には酸素が必要とされ、この酸素は外部から取り入れられた新気によって賄われる。新気は、図示しないエアフィルタを介して吸気管入口１２から取り入れられ、吸気バルブ１４を介して、吸排気系２０に取り込まれる。エンジン１０は、この新気と、排気再循環により排気系から循環された排気とを吸い込んで燃焼に用いる。このエンジン１０が吸い込むものを「吸気」と呼ぶ。筒内に吸い込まれた吸気が燃料噴射弁３０から燃料が噴射され燃料と混合した状態となったものを、「混合気」と呼ぶ。

【0028】

吸排気系２０には、吸気管入口１２からエンジン１０の吸気ポートまでの間に、上流から順に、ターボチャージャー１５、インタークーラー１７、インタークーラー通路絞り弁１８、インテークマニフォールド（以下単にマニフォールドという）２１が設けられている。他方、エンジン１０の排気ポートから先には、分岐管３３、ターボチャージャー１５の排気側タービン、酸化触媒３４、排気フィルター（ＤＰＦ）３６、排気シャッター３８が設けられている。排気シャッター３８から先は図示していないが、公知のマフラーなどが設けられ、排気は、酸化触媒３４や、ＤＰＦ３６により浄化された上で、大気に放出される。

【0029】

排気シャッター３８の手前で通路は分岐されており、ここに第１ＥＧＲバルブ３７が設けられている。分岐された通路は、吸気管入口１２から新気を導く流路と接続されているから、排気の一部はここで新気と合流する。合流した新気と排気は、ターボチャージャー１５の吸気側通路に導かれる。ターボチャージャー１５は、エンジン１０からの排気通路に配置された排気側タービンを、エンジン１０の排気により回転させる。排気側タービンは、吸気側に配置された吸気側タービンに直結されているから、吸気側タービンが回転して、エンジン１０に吸気を過給する。ターボチャージャー１５による過給を受けると、断熱圧縮により吸気の温度が上昇する。インタークーラー１７は、吸気を冷却するために設けられている。インタークーラー１７で冷却された吸気（新気と排気）は、マニフォールド２１を介して、エンジン１０に吸入されるから、排気が再循環されることになる。排気の再循環量は、第１ＥＧＲバルブ３７の開度を調整することにより制御することができる。この通路を第１ＥＧＲ通路と呼ぶ。

【0030】

他方、エンジン１０の排気ポート直後に設けられた分岐管３３は、ＥＧＲクーラー３５および第２ＥＧＲバルブ２２を介して、マニフォールド２１に連結されている。この管路を、エンジン１０の排気側から吸気側に排気を循環させる第２ＥＧＲ通路と呼ぶ。第２ＥＧＲバルブ２２およびマニフォールド２１の直前に設けられたインタークーラー通路絞り弁１８の開度を調整することにより、ＥＧＲ量を制御することができる。

【0031】

以上説明した吸排気系２０には、多数のセンサーが設けられている。マニフォールド２１には、吸気の温度を検出する吸気温センサー５１、吸気圧を検出する吸気圧センサー５２、更に、吸気の酸素濃度を検出する酸素濃度センサー５３が設けられている。また分岐管３３の下流には排気温度を検出する排気温センサー５５が設けられ、ＤＰＦ３６の手前には排気の不透明度（煤の発生量）を検出する不透明度センサー５７が設けられている。更に、排気シャッター３８の手前にはＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサー５９が設けられている。これらのセンサーのうち、酸素濃度センサー５３、不透明度センサー５７、ＮＯｘセンサー５９などは、後で説明するエンジンの制御装置１００の性能を測定するために設けたものであり、実際に車両に搭載されたエンジン１０の制御のためには、必ずしも必要はない。他のセンサーについても、エンジン制御に必要がなければ、適宜省くことも差し支えない。ＮＯｘセンサーなどの各種センサーを設けない場合には、ベンチテストで、排ガス分析計やオパシメータなどを用いて各種パラメータを測定することにより、実施形態の制御装置の効果を確認するものとしても良い。

【0032】

上記各種センサーやバルブなどのアクチュエータは、何れもＥＣＵ７０に接続されている。ＥＣＵ７０は、制御を行なうＣＰＵ７１，ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３，車内ＬＡＮ８０との通信を行なうＣＡＮ７４の他、センサーからの信号を受け取る入力ポート７５、各種バルブに駆動信号を出力する出力ポート７６、これらの各素子、ポートを接続するバス７８などを備える。入力ポート７５には、アクセル６２の踏込量（以下、アクセル踏込量αという）を検出するアクセルセンサー６１や、車速センサー６４など、車両の運転状態を検出する各種センサーも接続されている。

【0033】

Ｂ．エンジンの制御：
以上説明したハードウェア構成を前提として、第１実施形態の制御装置１００は、図２に示した処理を行なう。図２は、エンジンの制御ルーチンを示すフローチャートである。ＥＣＵ７０は、エンジン１０の運転が開始されると、図２に示した処理を繰り返し実行する。このルーチンの処理を開始すると、ＥＣＵ７０は、まずアクセルセンサー６１や車速センサー６４などのセンサーからの信号を入力し、アクセル踏込量αや車速Ｖなどを読み込む（ステップＳ１００）。続いて、こうしたアクセル踏込量αや車速Ｖなどから、予混合燃焼モードで運転する領域であるか否かの判断を行なう（ステップＳ１１０）。一般に、予混合燃焼モードは低速・低負荷領域で採用され、エンジンの負荷が高い領域では拡散燃焼モードが選択される。何れの運転領域で、予混合燃焼モードでの運転を行なうかは、予め定め、マップの形式でＲＯＭ７２などに記憶している。このマップの一例を図３（Ａ）に示した。

【0034】

図示するように、ここでは、エンジン１０の負荷を、車速Ｖとアクセル踏込量αとにより定るものとし、車速Ｖとアクセル踏込量αとが小さい領域では、予混合燃焼モードによりエンジン１０を運転し、車速Ｖとアクセル踏込量αとが大きい領域では、拡散燃焼モードによりエンジン１０を運転するものとしている。図３（Ａ）は、エンジン１０に対して要求される負荷を車速Ｖとアクセル踏込量αとにより判断するマップとして構成したが、負荷に対するエンジン１０の出力は、エンジン１０の出力トルクＴと回転数Ｎとの積として捉えることも可能である。この場合には、図３（Ａ）は、トルクＴと回転数Ｎとの二次元マップとして構成することができる。

【0035】

予混合燃焼モードでの運転を行なう領域であると判定すると（ステップＳ１１０：「ＹＥＳ」）、次に、モータリングまたは拡散燃焼モードで運転する領域から遷移したか否かの判断を行なう（ステップＳ１２０）。モータリングまたは拡散燃焼モードで運転する領域から遷移したときは、それまでエンジンがモータリング状態にあったか、または拡散燃焼モードによって運転されており、車両の運転状態が変化して、エンジン負荷が予混合燃焼モードで運転する領域に変化したことを意味する。

【0036】

拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に遷移する場合の一例を、図３に、点Ａ１〜Ａ５として示した。エンジン１０に対する要求負荷が、図３に示した点Ａ１の場合には、拡散燃焼モードにより、エンジン１０を運転し、要求負荷が次第に減少して、点Ａ２→Ａ３→Ａ４と変化し、やがて点Ａ５に至ると、予混合燃焼モードにより運転すると判断することになる。この燃焼領域の変化を時間軸に沿って示したのが、図３（Ｂ）である。この例では、時間と共に、エンジンの負荷は、拡散燃焼領域内で変化し、点Ａ５では、予混合燃焼領域に入ったことが分かる。

【0037】

拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に入った直後、即ち燃焼領域の遷移が起きたと判断された場合には（ステップＳ１２０：「ＹＥＳ」）、グロープラグ３２への通電を行ない（ステップＳ２００）、所定時間（本実施形態では約３秒）の経過を待つ（ステップＳ２１０）。所定時間待つのは、グロープラグ３２の温度が１３００度Ｃまで上昇するのを待つためである。本実施形態で用いたセラミックタイプのグロープラグ３２は、およそ３秒あれば、１３００度Ｃまで達する。この間は、拡散燃焼が継続されることになる。所定時間が経過すると、予混合燃焼モードに切り替える処理と、ＥＧＲ率を増加する処理とを行なう（ステップＳ３００）。予混合燃焼モードに切り替えると、ＥＣＵ７０は、第１，第２ＥＧＲバルブ３７，２２を制御し、ＥＧＲ率を４０〜８０％に増大させる。ＥＧＲ率は、排ガスが、第２ＥＧＲバルブ２２を通る比較的短い経路、もしくは第１ＥＧＲバルブ３７を通る長い経路を介して吸気側に供給されるので、何れの経路を通る場合でも、所定のＥＧＲ率に達するまでには相当の時間を要する。そこで、本実施形態では、ＥＧＲ率が所定の値に達するまでの期間を、遷移期間としている。図３（Ｂ）に示したように、この遷移期間では、グロープラグ３２は１３００度Ｃに保たれる。ＥＧＲを行なった状態でのグロープラグ３２への通電による作用効果については、燃料噴射時期制御（ステップＳ４００）と共に、後述する。

【0038】

他方、上記ステップＳ１１０，Ｓ１２０の判断において、車両の運転状態から見てエンジンが予混合燃焼モードにより運転する領域にないか（ステップＳ１１０：「ＮＯ」）、予混合燃焼モードで運転する領域にあっても、上記遷移期間にない場合（ステップＳ１２０：「ＮＯ」）には、ステップＳ１３０に移行して、それまでの制御を継続する。それまでの制御とは、拡散燃焼モードで運転していた場合には、そのまま拡散燃焼モードでの燃料噴射制御を継続し、予混合燃焼モードで運転していた場合には、そのまま予混合燃焼モードでの燃料噴射制御を継続することを意味している。なお、拡散燃焼モードや予混合燃焼モードでの燃焼は、従来から公知のものなので、詳しくは説明しない。もとより、同じ拡散燃焼モードや予混合燃焼モードにも、様々なバリエーションが存在するが、ステップＳ２００、Ｓ２１０での処理を除けば、何れの制御でも適用可能である。

【0039】

ステップＳ１３０の後、所定時間が経過したか否かの判断を行ない（ステップＳ１４０）、所定時間が経過していれば、グロープラグ３２への通電をオフする処理を行なう（ステップＳ２２０）。所定の時間の経過は、ここでは、予混合燃焼モードに切り替えられてからの時間により判断している。したがって、通常は遷移期間の終了と共に、グロープラグ３２への通電はオフされる。予混合燃焼モードから拡散燃焼モードに移行したのち、所定期間が経過すれば、グロープラグに通電しておく必要はないと判断するのである。なお、遷移期間とグロープラグの通電時間（ステップＳ１４０：「所定時間」）とは、一致していても良いし、異なっていても差し支えない。

【0040】

上述した処理の後、燃料噴射時期制御（ステップＳ４００）を実行する。ディーゼルエンジン１０にとって、燃料噴射時期は、燃焼状態に大きな影響を与える。もとより、燃料噴射量は、車速Ｖとアクセル踏込量αとにより決定される。本実施形態では、燃料噴射時期は、車両に要求されているトルクを確保できるように予め決定されている。車速Ｖとアクセル踏込量αとにより燃料噴射量を求めた上で、予め定めたマップを参照し、この燃料噴射量で必要なトルクが得られる燃料噴射時期での燃料噴射が行なわれる。この点を、図を用いて説明する。図４は、ＥＧＲ率が約４０％の場合に、グロープラグ３２の加熱温度をパラメータとする燃料噴射時期とトルク（図示平均有効圧ＩＭＥＰ）との関係を示すグラフである。

【0041】

本実施形態では、モータリングまたは拡散燃焼領域から予混合燃焼領域に遷移した直後に、グロープラグ３２への通電を行ない、所定時間待ってから、予混合燃焼モードに切り替えている。つまり、グロープラグ３２への通電は、拡散燃焼モードから拡散燃焼モードに切替える直前に行なわれることになる。グロープラグ３２は、少なくとも所定時間経過すれば、１３００度Ｃまでその温度を上昇する。したがって、同じＩＭＥＰ値同士で比べると、グロープラグ３２を１３００度Ｃに通電した場合の燃料噴射時期は、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、１ＣＡ［ｄｅｇ］程度、燃料噴射時期を遅角（リタード）することができる。図４では、燃料噴射時期を遅角（リタード）−１ＣＡ［ｄｅｇ］に制御できることが分かる。なお、本実施形態では、グロープラグ３２を少なくとも９００度Ｃ程度まで上昇させることができれば、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べてトルク増大の効果は認められる。なお、グロープラグ３２の到達温度を１０００度Ｃ、１３００度Ｃと高めていくと、トルク増大の効果が、より高まることが認められた。

【0042】

このように、本実施形態では、グロープラグ３２への通電を行なうことで、グロープラグ３２の温度が１３００度Ｃまで上昇しているので、燃料噴射時期を遅角（リタード）することができる。燃料噴射時期を遅角すると、種々の望ましい効果をディーゼルエンジン１０に生じさせる。各種特性の改善について、以下、図５ないし図１０を用いて説明する。図５ないし図１０は、何れも図４同様、ＥＧＲ率が約４０％での特性を示している。

【0043】

（Ａ）トルク変動の低減：
図５は、燃料噴射時期とサイクル変動（ＩＭＥＰ ＣＯＶ ％）との関係を示すグラフである。図示するように、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇させた状態で、１ＣＡ［ｄｅｇ］遅角されることで、グロープラグ３２への通電を行なわず、且つ、燃料噴射時期を遅角しない状態と比較して、ディーゼルエンジン１０のトルク変動は、低減される。
（Ｂ）図６は、グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期と燃焼ノイズとの関係を示すグラフである。図示するように、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇させると、発生する燃焼ノイズは、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、増加するが、燃料噴射時期が１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角することにより、遅角せずかつグロープラグ３２への通電を行なわない場合より、燃焼ノイズは低減される。遅角せずかつグロープラグ３２への通電を行なわない場合の燃焼ノイズを、図６に、判定ラインＤＬとして記載した。１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角した場合、１３００度Ｃでも、この判定ラインＤＬを下回っていることが分かる。なお、他の図７ないし図１０においても、同様に、判定ラインＤＬを記載している。

【0044】

（Ｃ）図７はグロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とＮＯｘ発生量との関係を示すグラフである。図示するように、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇させると、発生するＮＯｘの量は、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、増加するが、燃料噴射時期が１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角することにより、遅角せずかつグロープラグ３２への通電を行なわない場合（判定ラインＤＬ）と同程度まで、ＮＯｘの発生量は低減される。
（Ｄ）図８は、グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とＣＯ発生量との関係を示すグラフである。図示するように、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇させると、発生するＣＯの量は、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、低減する。もとより、燃料噴射時期を遅角側に制御すると、ＣＯの発生量は増加するが、燃料噴射時期を１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角しても、遅角せずかつグロープラグ３２への通電を行なわない場合（判定ラインＤＬ）より、ＣＯの発生量は低減される。

【0045】

（Ｅ）図９は、グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期とＴＨＣ発生量との関係を示すグラフである。図示するように、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇させると、発生するＴＨＣの量は、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、低減する。もとより、燃料噴射時期を遅角側に制御すると、ＴＨＣの発生量は増加するが、燃料噴射時期を１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角しても、遅角せずかつグロープラグ３２への通電を行なわない場合（判定ラインＤＬ）より、ＴＨＣの発生量は低減される。
（Ｆ）図１０は、グロープラグの加熱温度をパラメータとして、燃料噴射時期と煤発生量（ＯＰＡＣＩＴＹ）との関係を示すグラフである。図示するように、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇させると、発生する煤の量は、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、増加するが、燃料噴射時期が１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角することにより、遅角せずかつグロープラグ３２への通電を行なわない場合（判定ラインＤＬ）と比べて、発生する煤の量をほぼ同程度にすることができる。

【0046】

以上説明したように、本実施形態によれば、車両の負荷が低下して、ディーゼルエンジン１０を予混合燃焼すべき領域に遷移すると、グロープラグ３２への通電を行なってグロープラグ３２の温度を上昇し、かつ燃料噴射時期を１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角側に制御している。この結果、必要なエンジントルクを確保したまま、トルク変動（図５）、燃焼ノイズ（図６）、ＮＯｘの発生量（図７）、ＣＯの発生量（図８）、ＴＨＣの発生量（図９）などを、グロープラグ３２への通電を行なわない場合と比べて、低減することができるという優れた効果を奏する。

【0047】

Ｃ．変形例：
Ｃ−１）変形例１：
上記実施例では、グロープラグ３２としてセラミックタイプのものを用い、グロープラグ３２の温度を１３００度Ｃまで上昇するものとしたが、各図に示したように、グロープラグによる加熱温度は、少なくとも９００度Ｃあれば良く、１１００度Ｃ以上であれば、なお好ましい。９００度Ｃ程度の加熱温度であれば、メタルタイプのグロープラグによっても達成可能である。

【0048】

Ｃ−２）変形例２：
上記実施形態では、グロープラグへの通電を行なうと共に、燃料噴射時期を遅角したが、燃料噴射時期を遅角せず、大きなトルクを取り出すものとしても良い。あるいは、エンジン１０から取り出すトルクはそのままに燃料噴射量を、その分低減しても良い。

【0049】

Ｃ−３）変形例３：
上記実施形態では、車速Ｖとアクセル踏込量αとにより予混合燃焼領域か否かの判断を行ない、グロープラグ３２への通電を行なった後、温度上昇に必要な時間（例えば３秒）だけ待機してから、予混合燃焼モードでの運転に切り替えた。これに対して、待機する時間を３秒未満、例えば０．１秒〜２．５秒程度まで短縮しても差し支えない。特に、グロープラグの性能が高く、短時間に高温に達するものを採用していれば、その分だけ待機時間を短くすることができる。また、グロープラグに加熱時より小さい電力を供給して予熱しておき、短時間のうちに所定の温度まで上昇させるものとしても良い。

【0050】

Ｃ−４）変形例４：
グロープラグへの通電は、予混合燃焼領域（図３（Ａ））に入ってから行なうのではなく、エンジンへの要求負荷の変化を予測して、予混合燃焼領域に入る前に行っても良い。図３（Ａ）に示した例では、車速Ｖとアクセル踏込量αとが、点Ａ１→Ａ２→Ａ３→Ａ４と変化してくれば、やがて予混合燃焼領域に入るであろうと予測することができる。こうした予測を行なってグロープラグへの通電を行なえば、早期に予混合燃焼モードでの運転に切り替えることができ、燃費の改善に資することができる。また、上記実施形態では、図３（Ｂ）に実線ＧＡとして示したように、遷移期間が終わると、グロープラグ３２への通電をオフしたが、必ずしも遷移期間の終了と共に、直ちに通電をオフする必要はない。予混合燃焼モードでの運転中、グロープラグ３２への通電をそのまま継続しても良いし、図３（Ｂ）に、破線ＧＢとして示したように、供給する電力量を下げて、上昇温度を１３００度Ｃ以下、例えば９００度Ｃ程度に抑えて継続しても良い。暖気運転時など、エンジンや触媒がまだ十分に暖気されていない場合には、グロープラグ３２への通電を継続すると、ＴＨＣの発生量を低減できる。あるいは、一旦電力の供給をオフとし、必要に応じて、一点鎖線ＧＣとして示したように、再通電して、グロープラグ３２を所定温度まで加熱するものとしても良い。例えば、排気通路に設けられたセンサーからの信号により、触媒が十分な活性を示していないと判断された場合に、グロープラグ３２への通電を再開するものとしても良い。

【0051】

Ｃ−５）変形例５：
上記実施形態では、予混合燃焼モードでの燃料噴射時期は、予め定めておくものとしたが、各種パラメータを用いたフィードバック制御により決定するものとしても良い。フィードバック制御のためのパラメータとしては、トルクやトルク変動、ＮＯｘ発生量なども用いることができるが、グロープラグ３２に設けられた筒内圧センサーからの信号を利用して、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを演算し、これを所定の範囲とするようにフィードバック制御することも望ましい。圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘは、予混合燃焼時の燃料噴射時期を制御する指標として、優れているからである。圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘは、ＥＧＲ率をパラメータとして、燃料噴射時期に強い相関を示す。したがって、この圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘが目標値ｄＰｍａｘとなるように燃料噴射時期をフィードバック制御すると、燃焼ノイズ、ＮＯｘの発生量、ＣＯの発生量、煤（ＯＰＡＣＩＴＹ）などを抑制することができる。

【0052】

しかも、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射時期のフィードバック制御を、グロープラグ３２を加熱して温度上昇させた状態で行なうと、更に好ましいことが見い出された。図１１は、グロープラグ３２の上昇温度をパラメータとして、燃料噴射時期と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘとの関係を示すグラフ（図１１上段）と、同じくグロープラグ３２の上昇温度をパラメータとして、燃料噴射時期とトルク（図示平均有効圧ＩＭＥＰ）との関係を示すグラフ（図１１下段）である。なお、ＥＧＲ率は、この例では、３０％であった。

【0053】

図１１から分かるように、グロープラグ３２の上昇温度が変わると、燃料噴射時期と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘとの関係は変化するものの、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを目標範囲に制御するための燃料噴射時期の制御範囲ＣＡａ，ＣＡｂは、グロープラグ３２の上昇温度に寄らず、略同一である。しかし、燃料噴射時期の制御範囲ＣＡａ，ＣＡｂにおける図示平均有効圧ＩＭＥＰの変動ΔＩａ，ΔＩｂは、図１１下段に示したように、グロープラグ３２の上昇温度が高いほど小さくなる（ΔＩｂ＜ΔＩａ）。したがって、予混合燃焼モードでエンジン１０を制御する際、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを用いて燃料噴射時期をフィードバック制御することで、エンジン１０を好適に運転でき、更にグロープラグ３２への通電を行なうことで、燃焼ノイズの低減を初めとして、ＮＯｘの発生量、ＣＯの発生量、煤（ＯＰＡＣＩＴＹ）、トルク変動などを一層低減することができる。

【0054】

上述した圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘに代えて、あるいは圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと共に、熱発生率最大値ｄＱｍａｘを用いても良い。また、これらのパラメータを用いて制御する場合、予め、ＥＧＲ率と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘ（あるいは熱発生率最大値ｄＱｍａｘ）と燃料噴射時期との相関を求めてマップ用意し、これに基づいて、フィードバック制御を行なってもよいが、例えば以下のように、簡便な制御を用いても良い。この場合、まず、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの目標値を定めておき、筒内圧センサーからの信号を処理して得られた圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと目標値との大小を比較する。圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘが、目標値を超えていれば予混合燃焼モードにおける燃料噴射時期を所定ＣＡ角度だけ遅角側に制御し、目標値未満であれば所定ＣＡ角度だけ進角側に制御する。こうした簡便な制御によって、適正な燃料噴射時期を実現実現することができる。

【0055】

Ｃ−６）変形例６：
上記実施形態では、グロープラグへの通電は予混合燃焼モードへの遷移時に行なったが、ＥＧＲ率が所定以上、例えば６０％以上となったときに実施するものとして良い。ＥＧＲ率は、酸素濃度センサー５３からの信号に基づいて求めることができる。あるいは、第１，第２ＥＧＲバルブ３７，２２の開度から予測しても良い。またグロープラグへの通電を行なうＥＧＲ率としては、６０％より小さくても大きくても良い。ディーゼルエンジンの特性に応じて、決定すればよい。

【0056】

Ｄ．第２実施形態：
次に本願発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のエンジンの制御装置１００は、第１実施形態の制御装置と同一の構成を備え、エンジン制御ルーチンのみ異なる。第２実施形態におけるエンジン制御ルーチンを図１２に示した。

【0057】

第２実施形態のエンジンの制御装置１００を構成するＥＣＵ７０は、エンジン１０が起動すると、図１２に示した制御ルーチンを繰り返し実行する。このルーチンを起動すると、ＥＣＵ７０は、第１実施形態と同様に、まず車両におけるアクセルセンサー６１や車速センサー６４などのセンサーからの信号を入力し、アクセル踏込量αや車速Ｖなどを読み込む（ステップＳ５００）。続いて、こうしたアクセル踏込量αや車速Ｖなどから、燃焼形態についての判断を行なう（ステップＳ５１０）。

【0058】

ここでいう燃焼形態についての判断は、現在の燃焼形態と、次に実現すべき燃焼形態（目標燃焼形態）とがどのようなものであるか、という判断である。図３に示したように、一般に、予混合燃焼モードは低速・低負荷領域で採用され、エンジンの負荷が高い領域では拡散燃焼モードが選択される。何れの運転領域で、予混合燃焼モードでの運転を行なうかは、予め定め、マップの形式でＲＯＭ７２などに記憶している。図３には、エンジン１０の挙動の一例を示しているが、この例に沿って例示すると、燃焼形態の判断は次のようになる。

【0059】

（１）例えば図３にＡ３で示した状態から負荷が変化しなかったり、変化したとしてもＡ４に示した状態に移行したとすれば、現在の燃焼形態は拡散燃焼であり、目標燃焼形態も拡散燃焼、となる。
（２）例えば図３にＡ４で示した状態からＡ５に示した状態に移行したとすれば、現在の燃焼形態は拡散燃焼であり、目標燃焼形態は予混合燃焼、となる。
（３）例えば図３にＡ５で示した状態から負荷が変化しなかったり、変化したとしてもＡ５より更に負荷の小さな状態に移行したとすれば、現在の燃焼形態は予混合燃焼であり、目標燃焼形態も予混合燃焼、となる。
（４）例えば図３にＡ５で示した状態からＡ４に示した状態に移行したとすれば、現在の燃焼形態は予混合燃焼であり、目標燃焼形態は拡散燃焼、となる。但し、本実施形態では、（４）は、拡散燃焼である制御を行なうものとして、（１）と同様に制御する。

【0060】

（１）（４）のケースでは、拡散燃焼の制御を継続する（ステップＳ５３０）。拡散燃焼では、上死点（ＴＤＣ）付近で筒内に燃料を噴射する。燃料噴射量や噴射時期は、要求負荷（車速とアクセル踏み込み量など）に応じて予め定められているものとして良い。なお、拡散燃焼においては、ＥＧＲ率は低い値とされている。

【0061】

（２）のケース、即ち、現在の燃焼形態が拡散燃焼であり、目標燃焼形態が予混合燃焼である場合には、第１実施形態と同様、グロープラグ３２への通電をオン状態とする（ステップＳ５５０）。通電が開始されると、本実施形態で用いたセラミックヒーターを用いたグロープラグ３２では、その温度は急速に上昇する。こうしたセラミックヒーターと圧力センサーとを備えたグロープラグ３２としては、例えば特開２０１３−２５７１３３号公報などに示されたグロープラグがある。こうしたグロープラグ３２では、所定温度（例えば１０００℃）まで達する時間は、数秒程度で済む。そこで、続いて、グロープラグ３２への通電時間について判定する（ステップＳ５６０）。グロープラグ３２への通電時間が所定時間経過していなければ、既に説明した拡散燃焼の制御（ステップＳ５３０）に移行し、拡散燃焼を継続するものとし、「ＮＥＸＴ」に抜けて、本制御ルーチンを一旦終了する。

【0062】

図１２に示した制御ルーチンが繰り返し実行されていると、グロープラグ３２への通電時間は、やがて所定時間を経過する。所定時間は、グロープラグ３２が通電開始から１０００℃に達するまでの時間を目安に、例えば３秒程度に設定されている。グロープラグ３２への通電が開始されてから所定時間が経過すると、ステップＳ５６０では、「所定時間経過」と判断し、予混合燃焼モードへの切り替えとＥＧＲ率を増大する処理とを行なう（ステップＳ５７０）。この処理は、第１実施形態で示した処理（図２、ステップＳ３００）と基本的に同じである。その後、更にステップＳ６００に進み、過渡時の燃料噴射時期制御を実施する。ステップＳ６００の過渡時の燃料噴射時期制御は、第１実施形態のＣ−５）変形例５として説明した処理、即ち圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、燃料噴射時期をフィードバック制御するものである。制御としては、基本的に第１実施形態の制御（図２、ステップＳ４００）に対応している。過渡時の燃料噴射時期制御を実行した後、「ＮＥＸＴ」に抜けて本制御ルーチンを一旦終了する。

【0063】

次に、本制御ルーチンが起動されると、燃焼モードは、予混合燃焼モードに切り替えられているから（ステップＳ５７０）、ステップＳ５１０での判断は、（３）のケース、即ち現在の燃焼状態が予混合燃焼であり、目標燃焼状態も予混合燃焼となる。この場合には、まず制御が収束しているか否かの判断を行なう（ステップＳ６１０）。予混合燃焼に切り替えられると、次第にＥＧＲ率は上昇し、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値による制御は収束して行くが、収束までには一定の時間を要する。制御が収束するまでは、過渡時の燃料噴射時期制御（ステップＳ６００）を継続する。本実施形態において、制御が収束したとは、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値が目標範囲に収まった場合、あるいは燃料噴射時期の変更に対して圧力上昇率最大値などの感度がなくなった場合を意味している。

【0064】

他方、制御が収束したと判断された場合には（ステップＳ６１０：「ＹＥＳ」）、これまで通電を継続していたグロープラグ３２への通電を停止する（ステップＳ６２０）。その後、過渡時の制御は終了したとして、予混合燃焼の制御を開始・継続する（ステップＳ６３０）。予混合燃焼では、低負荷時の燃料噴射量を求め、これをパイロット噴射とメイン噴射に分けて、予め定めた噴射時期で噴射する。その後、「ＮＥＸＴ」に抜けて、本制御ルーチンを一旦終了する。以後も、ディーゼルエンジン１０が運転されている限り、本制御ルーチンを繰り返し実行し、燃焼状態とその遷移に基づき、グロープラグ３２への通電や、ＥＧＲ率の制御、更には、拡散燃焼、予混合燃焼および過渡時の制御のいずれかを実行する。

【0065】

以上説明した第２実施形態としてのエンジン制御装置１００によれば、図１２に示した制御ルーチンを繰り返し実行しながら、ディーゼルエンジン１０の運転状態により、拡散燃焼モードで制御、予混合燃焼モードでの制御、過渡時の燃焼制御を適切に行ない、かつグロープラグ３２への通電を的確に制御することができる。この結果、第１実施形態と同様の効果を奏する上、制御を、より的確に行なうことができる。

【0066】

Ｅ．燃料噴射時期の設計：
次に本発明の第３の実施形態として、燃料噴射時期を設計する方法について説明する。図１３は、燃料噴射時期の設計の工程を示す工程図である。所定のエンジンにおける燃料噴射時期を設計する場合、まず図１に示したように、エンジン１０を、実際に運転される吸排気系２０に組み込み、グロープラグの温度を制御する（ステップＴ１００）。ここでは、グロープラグの実際の温度が分かるように、熱電対などの温度検出手段をエンジンに組み込んでおくことも望ましい。

【0067】

次に、予混合燃焼モードでエンジンを運転する（ステップＴ１１０）。運転に際して、ＥＧＲ率を実際と同様に漸増させる。そして、エンジン１０に設けた各種センサーからのデータを収集する（ステップＴ２００）。各種データには、図１に示したセンサーの他、計測のために特に設けられたセンサーからのデータが含まれても良い。例えば、燃料のセタン価を検出するセンサーなどが考えられる。

【0068】

次に、得られたデータから、エンジンの出力、トルク変動、燃焼ノイズ、ＮＯｘ、ＣＯ、ＴＨＣ、煤の各発生量を総合的に判断して、各ＥＧＲ率での燃料噴射時期を決定する（ステップＴ３１０）。かかる処理を、繰り返し、また更に、グロープラグの温度を変えて、実行し、予混合燃焼モードとなった際の遷移状態での燃料噴射時期を、マップの形にして、設定する（ステップＴ３２０）。こうして得られたマップは、実際にエンジン１０を制御する制御装置であるＥＣＵ７０のＲＯＭ７２に書き込んで提供される。ＥＣＵ７０は、予混合燃焼モードへ遷移したとき、ＲＯＭ７２に書き込まれたマップを参照して、燃料噴射時期を制御する。

【0069】

以上説明した燃料噴射時期の設計方法によれば、予混合燃焼モードへ遷移する際の燃料噴射時期を、グロープラグの加熱温度に合わせて、好ましい特性が得られるように決定することができる。この結果、第１実施形態で説明したように、必要なトルクを確保した上で、トルク変動や燃焼ノイズ等を低減した予混合燃焼モードでのエンジンの運転が可能となる。

【0070】

Ｆ．変形例：
上記燃料噴射時期の設計方法では、燃料噴射時期の決定に、エンジンの出力、トルク変動、燃焼ノイズ、ＮＯｘ、ＣＯ、ＴＨＣ、煤の各発生量を総合的に考慮したが、これらのパラメータのうち、少なくとも１つを考慮して決定してすれば良い。あるいは、更に多くのパラメータを考慮しても良い。例えば、燃焼質量割合（ＭＦＢ）や熱発生率などを考慮してもよい。

【0071】

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0072】

１０…ディーゼルエンジン
１１…ギヤホイール
１２…吸気管
１４…吸気パルプ
１５…ターボチャージャー
１７…インタークーラー
１８…インタークーラー通路絞り弁
２０…吸排気系
２１…マニフォールド
２２…第２ＥＧＲバルブ
２４…燃料供給ポンプ
２６…コモンレール
３０…燃料噴射弁
３２…グロープラグ
３３…分岐管
３４…酸化触媒
３６…ＤＰＦ
３７…第１ＥＧＲバルブ
３８…排気シャッター
５１…吸気温センサー
５２…吸気圧センサー
５３…酸素濃度センサー
５５…排気温センサー
５７…不透明度センサー
５９…ＮＯｘセンサー
６１…アンクセルセンサー
６２…アクセル
６４…車速センサー
７０…ＥＣＵ
７１…ＣＰＵ
７２…ＲＯＭ
７３…ＲＡＭ
７４…ＣＡＮ
７５…入力ポート
７６…出力ポート
８０…車内ＬＡＮ
１００…ディーゼルエンジンの制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】