(57)【要約】【課題】ディーセルエンジンの燃焼圧から、圧力上昇率最大値等のパラメータを求める際の精度を高める。【解決手段】内燃機関の燃焼室内の圧力を受圧する受圧部を備えた燃焼圧センサーから受け取った内燃機関の運転中の燃焼圧に対応した信号を、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタ処理を行ない、このローパスフィルタ処理された信号を用いて、内燃機関の燃焼圧の圧力上昇率最大値または燃焼圧から演算される熱発生率最大値を求める。こうして求めた圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、前記内燃機関の運転、特に燃料噴射時期を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室内の圧力を受圧する受圧部を備えた燃焼圧センサーと、
前記燃焼圧センサーからの信号を処理する信号処理回路と、
前記信号処理回路からの処理済みの信号を受け取って、前記内燃機関の燃焼圧の圧力上昇率最大値または前記燃焼圧から演算される熱発生率最大値を求める演算部と、
前記求められた圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、前記内燃機関の運転を制御する運転制御部と
を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記信号処理回路は、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタにより、前記燃焼圧センサーからの信号を処理する
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記運転制御部は、前記圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、内燃機関の燃料噴射時期を制御する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関はディーゼルエンジンである請求項１または請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記運転制御部は、前記ディーゼルエンジンの燃焼モードを、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える遷移状態において、前記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請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃焼圧センサーは、前記ディーゼルエンジンの気筒に設けられたグロープラグに一体に組み込まれた請求項３または請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
ローパスフィルタのカットオフ周波数が２．８ＫＨｚから５．０ＫＨｚである請求項１から請求項５のいずれか一項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関の運転を制御する方法であって、
内燃機関の燃焼室内の圧力を受圧する受圧部を備えた燃焼圧センサーから、前記内燃機関の運転中の燃焼圧に対応した信号を受け取り、
前記燃焼圧センサーから受け取った信号を、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタ処理を行ない、
前記ローパスフィルタ処理された信号を用いて、前記内燃機関の燃焼圧の圧力上昇率最大値または前記燃焼圧から演算される熱発生率最大値を求め、
前記求められた圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、前記内燃機関の運転を制御する
内燃機関の運転制御方法。
【請求項８】
内燃機関の燃焼室内の圧力を受圧する受圧部を備えた燃焼圧センサーからの信号を、燃焼圧から求められる圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて内燃機関の燃料噴射を制御する制御装置に出力する、燃焼圧センサーの信号処理装置であって、
前記燃焼圧センサーからの信号を、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタ処理して、前記内燃機関の制御装置に出力する燃焼圧センサーの信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置、制御方法および燃焼圧センサーの信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の運転状態を検出して、望ましい制御を実現しようとする試みが種々行なわれている。運転状態の１つとして、内燃機関の燃焼室内の圧力（以下、燃焼圧あるいは筒内圧という）に係わる信号が用いられる場合がある。内燃機関の燃焼圧は、内燃機関の燃焼行程の振る舞いを反映しており、例えば燃焼騒ノイズやノッキングなどの低減を図る上で、重要なパラメータになり得るからである。
【０００３】
内燃機関の燃焼圧は、燃焼状態を表すパラメータとして扱えるものの、実際に燃焼圧センサーを内燃機関のシリンダ内に設置すると、その信号には様々な振動成分が重畳されており、そのままでは取り扱いが困難であった。このため、従来から、燃焼圧センサーの出力に対して、様々な信号処理を行なってから、制御に用いるものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした燃焼圧信号から内燃機関の燃焼に係わるどのような情報を取り出し、これをどのような制御に用いるかにより、燃焼圧センサーからの信号をどのように扱うかは異なるものと考えられる。従来、こうした信号の取り扱いについては十分な検討がなされていない。例えば、上記特許文献１では、筒内圧の信号をそのまま利用するか、平均値を利用するかを決定するだけであり、得られた信号の利用範囲は限られていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、内燃機関の制御装置が提供される。この内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室内の圧力を受圧する受圧部を備えた燃焼圧センサーと、前記燃焼圧センサーからの信号を処理する信号処理回路と、前記信号処理回路からの処理済みの信号を受け取って、前記内燃機関の燃焼圧の圧力上昇率最大値または前記燃焼圧から演算される熱発生率最大値を求める演算部と、前記求められた圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、前記内燃機関の運転を制御する運転制御部とを備える。この内燃機関の制御装置において、前記信号処理回路は、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタにより、前記燃焼圧センサーからの信号を処理する。
【０００８】
かかる内燃機関の制御装置は、燃焼圧センサーからの信号を、カットオフ周波数が１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタにより処理する。かかる信号処理を行なうことで、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を精度良く求めることができる。圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を燃焼圧センサーからの信号に基づいて求める際、１．６ＫＨｚ未満の信号だけでは十分な精度が得られない。他方、燃焼圧センサーからの信号に６．０ＫＨｚを超える信号を含めると、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を求める精度が却って低下する。
【０００９】
（２）上記内燃機関の制御装置において、前記運転制御部は、前記圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、内燃機関の燃料噴射時期を制御するものとしてよい。圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を精度良く求めることができるので、燃料噴射時期を適切に制御することができる。
【００１０】
（３）上記内燃機関の制御装置において、前記内燃機関はディーゼルエンジンとしてよい。ディーゼルエンジンの制御においては、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いることが望ましい場合があるからである。
【００１１】
（４）上記内燃機関の制御装置において、前記運転制御部は、前記ディーゼルエンジンの燃焼モードを、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替える遷移状態において、前記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としてよい。拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに遷移する際には、排ガス再循環率を含む燃焼状態が不安定となるが、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いることで、遷移時の燃料噴射時期を精度良く制御することができる。
【００１２】
（５）上記内燃機関の制御装置において、前記燃焼圧センサーは、前記ディーゼルエンジンの気筒に設けられたグロープラグに一体に組み込まれたものとして良い。こうすれば、ディーゼルエンジンの気筒内に効率よく、燃焼圧センサーとグロープラグとを配置することができる。
【００１３】
本発明は、上記以外の形態でも実施可能である。例えば、内燃機関の運転を制御する方法や、燃焼圧センサーの信号を処理する装置としても実施することができる。
【００１４】
（６）例えば、本発明内燃機関の運転を制御する方法が提供される。この方法では、内燃機関の燃焼室内の圧力を受圧する受圧部を備えた燃焼圧センサーから、前記内燃機関の運転中の燃焼圧に対応した信号を受け取り、前記燃焼圧センサーから受け取った信号を、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタ処理を行ない、前記ローパスフィルタ処理された信号を用いて、前記内燃機関の燃焼圧の圧力上昇率最大値または前記燃焼圧から演算される熱発生率最大値を求め、前記求められた圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、前記内燃機関の運転を制御する。
【００１５】
（７）本発明の他の形態として、燃焼圧センサーの信号処理装置が提供される。この信号処理装置は、内燃機関の燃焼室内の圧力をうける受圧部を備えた燃焼圧センサーからの信号を、燃焼圧から求められる圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて内燃機関の燃料噴射を制御する制御装置に出力する、燃焼圧センサーの信号処理装置としてよい。この信号処理装置は、前記燃焼圧センサーからの信号を、カットオフ周波数が、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの間であるローパスフィルタ処理して、前記内燃機関の制御装置に出力する。  
【００１６】
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、内燃機関の制御装置の製造方法や、内燃機関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】
【００１７】
【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実施形態で用いた燃焼圧センサー内蔵のグロープラグの構造を示す一部断面図。
【図３】燃焼圧センサーからの信号を処理する回路構成の一例を示すブロック図。
【図４】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５】第１実施形態における燃料噴射時期制御ルーチンを示すフローチャート。
【図６】予混合燃焼における燃料噴射時期と圧力上昇率最大値との関係を、ＥＧＲ率をパラメータとして示すグラフ。
【図７】第１実施形態の制御例を燃焼サイクルに沿って示すグラフ。
【図８】第１実施形態の制御例を時間に沿って示すグラフ。
【図９】ローパスフィルタを介して得られた燃焼圧センサーからの信号の周波数特性を示すグラフ。
【図１０】実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとの関係を、ローパスフィルタのカットオフ周波数をパラメータとして示すグラフ。
【図１１】ディーゼルエンジンの運転条件を変えて、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとの関係を、ローパスフィルタのカットオフ周波数をパラメータとして示すグラフ。
【図１２】カットオフ周波数とｄＰｍａｘの相関係数Ｒとの関係を示すグラフ。
【図１３】第２実施形態における燃料噴射時期制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１４】予混合燃焼における燃料噴射時期とＭＦＢとの関係を、ＥＧＲ率をパラメータとして示すグラフ。
【図１５】第２実施形態の制御例を燃焼サイクルに沿って示すグラフ。
【図１６】第２実施形態の制御例を時間に沿って示すグラフ。
【図１７】圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと燃焼ノイズとの相関を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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以下説明する。これらの実施形態は、ほぼ同一のハードウェア構成において実現されている。ディーゼルエンジンの制御装置２００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。
【００１９】
Ａ．エンジン制御装置のハードウェア構成：
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。
【００２０】
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、燃焼圧センサーを内蔵したグロープラグ１００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。
【００２１】
燃料噴射弁３０と共に設けられたグロープラグ１００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のために用いられる。このグロープラグ１００には、燃焼圧センサーが内蔵されている。燃焼圧センサーの詳しい構造は、図２を用いて後述する。本実施形態で採用されたグロープラグ１００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も短時間に（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１００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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を備える。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２００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。
【００２７】
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ＬＡＮ９０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。
【００２８】
Ｂ．燃焼圧センサーとこれを内蔵したグロープラグの構造：
センサーの一つである燃焼圧センサーを内蔵したグロープラグ１００について説明する。図２は、第１実施例のグロープラグ１００の構成を示す断面図である。図２には、ＸＹＺ軸が図示されている。図２のＸＹＺ軸は、互いに直交する３つの空間軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する。本実施形態では、Ｘ軸は、グロープラグ１００の軸心ＳＣに直交し、かつ、紙面の表裏方向に沿った軸である。＋Ｘ軸方向は、紙面の裏側に向かう方向であり、−Ｘ軸方向は、紙面の表側に向かう方向である。Ｙ軸は、グロープラグ１００の軸心ＳＣに直交し、かつ、紙面の左右方向に沿った軸である。＋Ｙ軸方向は、紙面の左側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面の右側に向かう方向である。Ｚ軸は、グロープラグ１００の軸心ＳＣに沿った軸である。＋Ｚ軸方向は、グロープラグ１００の後端側に向かう方向であり、−Ｚ軸方向は、先端側に向かう方向である。
【００２９】
グロープラグ１００は、熱を発生させるセラミックヒーター１１０を備える。グロープラグ１００は、更に、セラミックヒーター１１０にかかる圧力を検出する圧力センサー３６０を備え、ディーゼルエンジン１０の燃焼室内の圧力を検出可能に構成されている。
【００３０】
グロープラグ１００は、セラミックヒーター１１０および圧力センサー３６０の他、外筒２１０と、リング２６０と、中軸２８０と、弾性部材３１０と、スリーブ３２０と、ダイアフラム３４０と、支持部材３８０と、ハウジング５００と、フロントキャップ６００と、保護筒６１０と、コネクタ部材６２０と、端子バネ６３０と、端子部材６４０とを備える。
【００３１】
グロープラグ１００のセラミックヒーター１１０は、セラミック組成物から成る発熱素子である。セラミックヒーター１１０は、基体１２０と、抵抗発熱体１４０とを備える。
【００３２】
セラミックヒーター１１０の基体１２０は、電気絶縁性を有する絶縁性セラミック材料から成る絶縁性セラミックスである。本実施形態では、基体１２０の主成分は、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）である。基体１２０は、軸心ＳＣ方向に先端側から後端側へと延びた棒状を成す。基体１２０は、抵抗発熱体１４０を内包する。基体１２０は、グロープラグ１００の外部から抵抗発熱体１４０を電気的に絶縁するとともに、抵抗発熱体１４０の熱をグロープラグ１００の外部へと伝達する。
【００３３】
セラミックヒーター１１０の抵抗発熱体１４０は、導電性を有する材料から成る。本実施形態では、抵抗発熱体１４０は、炭化タングステン（ＷＣ）と窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）との混合物を主成分とする。抵抗発熱体１４０は、基体１２０に埋め込まれている。抵抗発熱体１４０は、通電によって発熱する。抵抗発熱体１４０は、先端側で折り返した線状を成す。抵抗発熱体１４０は、折返部１４１と、第１の線状部１４２と、第２の線状部１４４と、第１の端子部１４６と、第２の端子部１４８とを有する。
【００３４】
抵抗発熱体１４０の折返部１４１は、抵抗発熱体１４０の先端側に位置し、円弧状に折り返した線状を成す。折返部１４１は、第１の線状部１４２と第２の線状部１４４との間を接続する。
【００３５】
抵抗発熱体１４０の第１の線状部１４２は、折返部１４１の＋Ｙ軸方向側から後端側へ延びた線状を成す。抵抗発熱体１４０の第２の線状部１４４は、折返部１４１の−Ｙ軸方向側から後端側へ延びた線状を成す。
【００３６】
抵抗発熱体１４０の第１の端子部１４６は、第１の線状部１４２から突出し、基体１２０の表面に露出している。抵抗発熱体１４０の第２の端子部１４８は、第２の線状部１４４から突出し、基体１２０の表面に露出している。本実施形態では、第１の端子部１４６は、第２の端子部１４８より先端側に位置する。
【００３７】
グロープラグ１００の外筒２１０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、外筒２１０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。外筒２１０は、軸心ＳＣを中心に延びた円筒状を成す。外筒２１０には、先端側および後端側にセラミックヒーター１１０を突出させた状態で、圧入によってセラミックヒーター１１０が嵌め込まれている。本実施形態では、外筒２１０は、セラミックヒーター１１０における第１の端子部１４６よりも先端側の位置から、第１の端子部１４６と第２の端子部１４８との間に至る範囲にわたって配置されている。本実施形態では、外筒２１０は、セラミックヒーター１１０の第１の端子部１４６との直接的な接触によって第１の端子部１４６と電気的に接続されている。これによって、第１の端子部１４６に対する導通経路を外筒２１０を介して構成している。
【００３８】
グロープラグ１００のリング２６０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、リング２６０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。リング２６０は、軸心ＳＣを中心に延びた円筒状を成す。リング２６０の先端側には、圧入によってセラミックヒーター１１０の後端側が嵌め込まれている。リング２６０の後端側には、圧入によって中軸２８０の先端側が嵌め込まれている。リング２６０は、直接的な接触によってセラミックヒーター１１０の第２の端子部１４８と電気的に接続される。リング２６０は、セラミックヒーター１１０と中軸２８０との間を機械的に接続するとともに、セラミックヒーター１１０の第２の端子部１４８と中軸２８０との間を電気的に接続する。
【００３９】
グロープラグ１００の中軸２８０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、中軸２８０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０など）である。中軸２８０は、軸心ＳＣを中心に延びた円柱状を成す。中軸２８０は、グロープラグ１００の外部から供給される電力をセラミックヒーター１１０の第２の端子部１４８へと中継する。
【００４０】
グロープラグ１００の弾性部材３１０は、金属製の薄板を成形した筒状の金属体である。本実施形態では、弾性部材３１０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３１６など）である。他の実施形態では、弾性部材３１０の材質は、ニッケル合金（例えば、インコネル７１８（「ＩＮＣＯＮＥＬ」は登録商標））であってもよい。弾性部材３１０は、スリーブ３２０より先端側で外筒２１０に接合されるとともに、外筒２１０とハウジング５００との間を接続する。本実施形態では、弾性部材３１０は、支持部材３８０を介してハウジング５００に接合されている。弾性部材３１０は、軸心ＳＣに沿った軸線方向にセラミックヒーター１１０が変位可能に弾性変形する。
【００４１】
グロープラグ１００のスリーブ３２０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、スリーブ３２０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。スリーブ３２０は、軸心ＳＣを中心に延びた円筒状を成す。スリーブ３２０は、外筒２１０に接合され、セラミックヒーター１１０よりも後端側へと延びている。スリーブ３２０は、図示しない接合部により、外筒２１０に溶接により接合されている。この接合部は、セラミックヒーター１１０の第１の端子部１４６より先端側に位置している。なお、接合は圧入によって実現しても良い。
【００４２】
スリーブ３２０の内側は、筒状とされ、外筒２１０を収容している。本実施形態では、スリープ３２０のこの筒状の部分は、外筒２１０に対向する全域にわたって外筒２１０との間に、僅かな間隙を形成している。スリーブ３２０の後端側は、ダイアフラム３４０に接合されている。スリーブ３２０は、セラミックヒーター１１０の変位をダイアフラム３４０へと伝達する。
【００４３】
グロープラグ１００のダイアフラム３４０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、ダイアフラム３４０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。ダイアフラム３４０は、軸心ＳＣを中心とする円環状を成す。ダイアフラム３４０の内周側には、スリーブ３２０が接合されている。ダイアフラム３４０の外周側には、支持部材３８０が接合されている。ダイアフラム３４０は、スリーブ３２０を介して伝達されるセラミックヒーター１１０の変位に応じて弾性変形する。
【００４４】
グロープラグ１００の圧力センサー３６０は、ダイアフラム３４０に接合されており、スリーブ３２０によってダイアフラム３４０に伝達されるセラミックヒーター１１０の変位を電気信号に変換する。圧力センサー３６０による電気信号は、セラミックヒーター１１０にかかる圧力、すなわち、ディーゼルエンジン１０における燃焼室内の圧力を示す。本実施形態では、圧力センサー３６０は、ピエゾ抵抗素子を用いて構成されている。
【００４５】
グロープラグ１００の支持部材３８０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、支持部材３８０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。支持部材３８０は、軸心ＳＣを中心に延びた円筒状を成す。支持部材３８０の後端側は、ダイアフラム３４０に接合されている。支持部材３８０の先端は、溶接によって、ハウジング５００に接合されている。本実施形態では、支持部材３８０の先端側は、ハウジング５００に接合されるとともに、弾性部材３１０およびフロントキャップ６００とも接合されている。
【００４６】
グロープラグ１００のハウジング５００は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、ハウジング５００の材質は、炭素鋼である。ハウジング５００の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０３など）であってもよい。ハウジング５００は、先端側にセラミックヒーター１１０を突出させた状態で、セラミックヒーター１１０の一部、外筒２１０の少なくとも一部、およびスリーブ３２０の少なくとも一部を、収容する。
【００４７】
ハウジング５００は、軸孔５１０と、工具係合部５２０と、ネジ部５４０とを備える。軸孔５１０は、軸心ＳＣを中心に延びた貫通孔である。軸孔５１０の内側には、中軸２８０が軸心ＳＣ上に位置決めされる。工具係合部５２０は、ディーゼルエンジン１０に対するグロープラグ１００の取り付けおよび取り外しに用いられる工具（図示しない）に係合可能に構成されている。グロープラグ１００は、ネジ部５４０が、ディーゼルエンジン１０のシリンダヘッドに形成された雌ネジに螺合することによって、ディーゼルエンジン１０に対して固定可能である。
【００４８】
グロープラグ１００のフロントキャップ６００は、導電性を有する筒状の金属体である。本実施形態では、フロントキャップ６００の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０３など）である。フロントキャップ６００は、支持部材３８０の先端を介してハウジング５００の先端部に接合されている。フロントキャップ６００は、内部に弾性部材３１０を収容する。
【００４９】
グロープラグ１００の保護筒６１０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、保護筒６１０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。保護筒６１０は、軸心ＳＣを中心に延びた円筒状を成す。保護筒６１０は、ハウジング５００の後端部に接合されている。保護筒６１０の内側には、コネクタ部材６２０を介して端子部材６４０が保持されている。
【００５０】
グロープラグ１００のコネクタ部材６２０は、電気絶縁性を有する部材である。本実施形態では、コネクタ部材６２０の材質は、絶縁樹脂である。コネクタ部材６２０は、円筒状を成す。コネクタ部材６２０の内側には、端子部材６４０が固定されている。
【００５１】
グロープラグ１００の端子バネ６３０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、端子バネ６３０は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４など）である。端子バネ６３０は、中軸２８０と端子部材６４０との間を機械的および電気的に接続するとともに、セラミックヒーター１１０の変位に伴う中軸２８０の変位を吸収する。本実施形態では、端子バネ６３０は、湾曲した板バネである。
【００５２】
グロープラグ１００の端子部材６４０は、導電性を有する金属体である。本実施形態では、端子部材６４０の材質は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ６３０など）である。端子部材６４０は、グロープラグ１００の外部から供給される電力を受電する。端子部材６４０に供給される電力は、中軸２８０およびリング２６０を介してセラミックヒーター１１０の第２の端子部１４８に供給される。圧力センサー３６０からの信号を外部出力する信号線（図示せず）は、図示しない信号用端子を介して、外部に引き出され、図１に示したＥＣＵ７０に接続されている。なお、グロープラグ１００には、集積回路１６６（図３参照）が内蔵されており、圧力センサー３６０からの信号は、後述するように、集積回路１６６において、圧力に応じた電圧信号に変換されてから、外部に出力される。
【００５３】
かかる構造を有するグロープラグ１００は、端子部材６４０を介した通電により、セラミックヒーター１１０が発熱し、短期間の内にその表面温度が１０００℃以上に達する。この結果、このグロープラグ１００が取り付けられたディーゼルエンジンの気筒内の混合気が加熱される。また、気筒内の混合気が自己着火して膨張すると、その圧力により、セラミックヒーター１１０は押圧される。セラミックヒーター１１０が押圧されると、その力は、スリーブ３２０を介して圧力センサー３６０に伝達され、燃焼圧として検出される。圧力センサー３６０は、燃焼圧に応じてその抵抗値が変化し、その抵抗値の変化は、集積回路１６６により、燃焼圧に対応する電気信号に変換される。一般に、電気抵抗の微少な変化を大きな電気信号として取り出すには、ブリッジ回路が用いられ、圧力センサー３６０の抵抗値の変化により生じるブリッジに流れる電流の変化は、オペアンプなどの増幅回路を介して、電圧信号として取り出される。その電圧信号は、信号用端子を介して外部に取り出される。なお、燃焼行程が終了して、吸気行程になれば、気筒内の圧力は低下してセラミックヒーター１１０はもはや圧力センサー３６０を押圧せず、圧力センサー３６０の抵抗値は、元に戻る方向に変化する。こうした吸気行程での圧力センサー３６０の抵抗値に基づく信号や、ノッキングなどによりエンジンに生じる圧力変動の結果、圧力センサー３６０の出力に重畳するノイズ成分なども、圧力センサー３６０からの電気信号として外部に取り出される。従って、圧力センサー３６０からの電気信号は、燃焼圧以外の信号（ノイズ）成分も含んでいるが、圧力センサー３６０は、燃焼圧を検出するためのセンサーとして働いているものとみなして良い。以下、必要に応じて、圧力センサー３６０を、燃焼圧センサー３６０とも呼ぶ。
【００５４】
Ｃ．ローパスフィルタの構成と機能：
圧力センサー３６０の抵抗値の変化は、図３に示すように、圧力センサー３６０に接続された集積回路１６６により電気信号に変換され、ＥＣＵ７０に入力される。ＥＣＵ７０の入力ポート７５の前段には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０が設けられており、集積回路１６６からの電気信号は、ここで高周波成分を除去されてから、入力ポート７５に入力される。
【００５５】
図３に示したＬＰＦ８０は、カットオフ周波数が、３ＫＨｚである。カットオフ周波数を３ＫＨｚとしている理由とその効果について、後で詳しく説明する。ＥＣＵ７０のＣＰＵ７１は、３ＫＨｚ以上の高周波成分が除去された信号を、高速で読み取り、燃焼圧として処理している。ＣＰＵ７１は、グロープラグ１００からの電気信号を、所定の繰り返しサイクルで読み取っており、読み取った値を、燃焼圧Ｐ［ｎ］として扱っている。［ｎ］は、データの読み込みを開始してからｎ番目のタイミングのデータであることを示すサフィックスである（ｎの初期値は０とする）。従って、［ｎ−１］はその１回前のデータであることを、［ｎ−２］は更にその１回前のデータ（着目しているデータから見れば２回前のデータ）であることを示している。なお、演算の都合上、データの数が３以上（ｎ≧２）で演算を開始するものとし、ｎが２未満ではｄＰ［ｎ］は、ｄＰ［２］により代替する。また、サイクルの終了時も、データ列として存在しないデータは、最後のデータの値で代替する。
【００５６】
ＣＰＵ７１は、この燃焼圧Ｐから、次式（１）に基づいて、圧力上昇率ｄＰを求めている。
dP[n]={P[n-2]-8・P[n-1]+8P[n+1]-P[n+2]}／(12・Ddeg)    ・・（１）
ここで、Ｄｄｅｇは、回転角度センサー５４からの信号に基づいて演算できるクランク角の角度分解能を示している。式（１）により求められる圧力上昇率の単位は、Ｐａ／クランク角、である。こうして求めた圧力上昇率ｄＰ［ｎ］のうちで、最も大きな値を圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと呼ぶ。ＣＰＵ７１は、各気筒毎に、各燃焼サイクル毎の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを求める。
【００５７】
Ｄ．第１実施形態：
Ｄ−１）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２００は、図４に示した処理を行なう。図４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４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などに記憶しておけば良い。
【００５８】
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。このような遷移状態にあると判断された場合には（ステップＳ１２０：「ＹＥＳ」）、上述した圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射制御を実施する（ステップＳ２００）。この制御については、後で詳しく説明する。
【００５９】
他方、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、遷移状態にない場合（ステップＳ１２０：「ＮＯ」）には、ステップＳ３００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での処理を除けば、何れの制御でも適用可能である。
【００６０】
Ｄ−２）燃料噴射時期のフィードバック制御：
次にステップＳ２００として示した燃料噴射制御について説明する。図５は、ステップＳ２００として実行される燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンが開始されると、まずグロープラグ１００に内蔵された燃焼圧センサー３６０からのデータのサンプリングを行なう（ステップＳ２０２）。実際には、グロープラグ１００、ひいては燃焼圧センサー３６０は、気筒毎に設けられているので、各気筒毎に得られた燃焼圧センサー３６０からの信号は、ＬＰＦ８０により高周波成分をカットされた上で、所定のインターバルで入力ポート７５において燃焼圧Ｐ［ｎ］として読み取られる構成となっている。ステップＳ２０２では、燃焼行程にある気筒について、所定インターバルでサンプリングされた筒内圧のデータ列を読み込んでいる。
【００６１】
次に、読み込んだデータ列に対する変換処理を行なう（ステップＳ２０４）。サンプリングされるデータは、所定インターバルで取り込まれたデータなので、時間軸上で読み込まれたものである。そこで、回転角度センサー５４から取得したクランク角ＣＡを用いて、このデータをクランク角度上のデータに変換するのである。後述するように、燃料噴射時期の制御は、クランク角ＣＡに基づいて実施されるので、以後の処理は、クランク角ＣＡに基づいて行なわれる。
【００６２】
次に、グロープラグ１００に内蔵された燃焼圧センサー３６０からの信号に基づいて得られた筒内圧のデータを用いて、圧力の０点補正を行なう（ステップＳ２０５）。燃焼圧センサー３６０からの信号には、いわゆる０点ドリフトなどの誤差が含まれている。そこでクランク角ＣＡから、ピストンが下死点（ＢＤＣ）にあるとき、筒内の圧力を基準値（０点）とするように、補正を行なうのである。この処理により、信号に含まれる０点ドリフトなどの誤差やノイズを除くことができる。
【００６３】
続いて、燃焼解析の処理を行なう（ステップＳ２１０）。この処理では、少なくとも、筒内圧の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを求めるために必要となる燃焼状態の解析を行なう。なお、燃焼解析（ステップＳ２１０）では、後述する筒内圧の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを求めるための解析以外にも、燃焼に関する種々のパラメータ、例えばを求めても差し支えない。例えば圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと等価な熱発生率最大値ｄＱｍａｘや、後述する燃焼質量割合（ＭＦＢ）あるいはこれを求めるためのパラメータを求めるなどしても良い。
【００６４】
続いて、燃料噴射量ｑとＥＧＲ率とを決定する処理を行なう（ステップＳ２２１）。燃料噴射量ｑは、エンジンに対する要求出力に基づいて定めるものであり、吸気管負圧やアクセル踏込量α、更には車速Ｖなどに基づいて求める。燃料噴射量ｑを求める手法は、周知のものなので、ここではその処理については説明を省略する。
【００６５】
ＥＧＲ率は、予混合燃焼において行なわれる排気再循環の割合、新気に対する排気の割合である。一般に、ターボチャージャー１５を用いて過給を行なうことで吸気における酸素量を確保できるのであれば、ＥＧＲ率は高いほど、ＮＯｘを低減することができる。拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替えると、ＥＧＲ率は、拡散燃焼モードにおけるＥＧＲ率（例えば２５％程度）から、比較的短時間のうちに、例えば最大８０％程度まで上昇される。ここでは、予混合燃焼モードでの要求トルク、燃料噴射量などから、エンジンの一サイクルに必要とされる酸素量を計算し、この酸素量を十分に確保でき、煤の発生を抑制可能なＥＧＲ率の最大値を、マップなどから求めるのである。
【００６６】
こうして燃料噴射量ｑとＥＧＲ率とを求めた後、筒内圧のデータに基づいて、１つの気筒の一燃焼サイクルにおける筒内圧の圧力上昇率の最大値ｄＰｍａｘを演算する処理を行なう（ステップＳ２２２）。圧力上昇率なので、圧力の絶対値ではなく、クランク角ＣＡ当たりの上昇の割合である。通常、圧力上昇率は、燃焼行程の初期において最も大きな値、即ち最大値ｄＰｍａｘとなる。
【００６７】
次に、この圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射時期のフィードバック制御を行なう（ステップＳ２２３）。フィードバック制御ではあるが、エンジン１０における燃焼は連続的な現象ではなく、１つの気筒について、吸気・圧縮・燃焼・排気の４つの行程からなる離散的な現象である。このため、フィードバック制御は、次の燃焼サイクルにおける燃料噴射時期を決定するという形で行なう。燃料噴射時期のフィードバック制御は次のようにして行なう。
【００６８】
図６は、燃料噴射時期と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘとの関係を、ＥＧＲ率をパラメータとして求めたグラフである。図において、例えば「Ｅ５０」として記載したグラフは、ＥＧＲ率が５０％の場合の関係を示している。このグラフは、ＥＧＲ率を一定とした条件下で、燃料噴射時期を少しずつ変えながら、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを求めたものである。この例では、ＥＧＲ率が低い場合（５５％以下）では、燃料噴射時期を遅角させるほど（上死点ＴＤＣに近づけるほど）、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘが小さくなる関係が成り立っていることがわかる。
【００６９】
そこで、ステップＳ２２３では、燃焼サイクルが完了したばかりの気筒についての燃料噴射時期と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘとから、図６にしたがって、現在のＥＧＲ率を推定し、かつ次の燃焼サイクルにおける圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを所定値未満とする燃料噴射時期を求めるのである。例えば、燃焼サイクルが完了したばかりの気筒での予混合燃焼モードでの燃料噴射時期が、−１４［ｄｅｇ］であり、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘが１０００［ｋＰａ／ｄｅｇ］であったとすれば（図６、燃焼点Ａ１）、ＥＧＲ率は凡そ５０％と想定できる。そこで、次の燃焼サイクルにおいて、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを５００［ｋＰａ／ｄｅｇ］程度に制御しようとすれば、燃料噴射時期は、−６［ｄｅｇ］程度とすれば良いことが分かる（燃焼点Ａ２）。ステップＳ２２３での燃料噴射時期のフィードバック制御は、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを、おおよそ３００から５００［ｋＰａ／ｄｅｇ］の間となるように、燃料噴射時期を制御することを目標としている。
【００７０】
予混合燃焼モードに遷移する際の初期において、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘが目標範囲より高いとして、燃料噴射時期を遅角側に制御し、燃焼サイクルを繰り返していると、次第にＥＧＲ率は高くなっていくから、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘは次第に小さくなっていく。燃料噴射時期を−６［ｄｅｇ］としていると、図６に示したように、ＥＧＲ率が７０％程度まで高まると、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘは２００［ｋＰａ／ｄｅｇ］以下になってしまう（燃焼点Ａ２→Ａ３→Ａ４）。この場合、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘが目標範囲の下限から外れてしまうので、今度は燃料噴射時期を進角させ、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを高めることになる（燃焼点Ａ４→Ａ５）。これが、ステップＳ２２３として示した圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射時期のフィードバック制御である。なお、図６では、ＥＧＲ率を５％ずつ変化させて、データを計測しているので、燃焼点も飛び飛びに示されている。実際の燃焼においては、ＥＧＲ率、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘ、燃料噴射時期などは、連続した値をとり、燃焼点も図６に示したＥＧＲ率の相違する制御線上に限られない。
【００７１】
Ｄ−３）第１実施形態の効果：
以上説明した燃料噴射時期の制御を行なった場合の燃焼の様子を図７、図８を用いて説明する。図７は、横軸を燃焼サイクルとして、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと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。また図８は、横軸を時間として、窒化酸化物（ＮＯｘ）の発生量と、煤の発生量を示す不透明度ＯＰＡＣＩＴＹと、排気再循環率（ＥＧＲ率）との関係を示すグラフである。図７は、５０サイクルのあたりで、拡散燃焼モードから予混合燃焼モードに切り替えられた場合を例示している。図７、図８に示したデータのうち、燃焼ノイズは外部に設置した騒音計により測定した。また、ＮＯｘはＮＯｘセンサー５９により、不透明度（ＯＰＡＣＩＴＹ）は不透明度センサー５７により、それぞれ測定した。ＥＧＲ率は、酸素濃度センサー５３により測定した酸素濃度を用いて演算した。これらのセンサーは、吸排気系２０の各所に配置されているので、予混合燃焼モードに切り替えられてからその影響が現れるまでのサイクル数や時間には、ずれが存在する。図７、図８では、そのずれを補正して示している。
【００７２】
図７（Ａ）には、本実施形態により、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを目標範囲とするように燃料噴射時期をフィードバック制御した場合を、実線ＪＰＩとして示した。また圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射時期のフィードバック制御を行なっていない場合を、実線ＪＰＰとして示した。燃料噴射時期のフィードバック制御を行なっていない場合は、燃料噴射時期は、図７（Ｂ）に実線ＪＦＰとして示したように、上死点ＴＤＣから見て−１４［ｄｅｇ］に固定されている。これに対して、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘに基づく燃料噴射時期のフィードバック制御が行なわれている場合には、燃料噴射時期は、実線ＪＦＩとして示したように、すぐに進角量の小さな値に制御される。
【００７３】
このように予混合燃焼モードに切り替えられると、ＥＧＲ率は、２５％程度から７０％程度まで、短期間のうちに変化する。この様子を、図８（Ｃ）の実線ＪＥＩ，ＪＥＰに示した。なお、予混合燃焼モードに切り替えた直後のＥＧＲ率の上昇は、上述したように、第１ＥＧＲバルブ３７、第２ＥＧＲバルブ２２、インタークーラー通路絞り弁１８の開度を変更したことにより生じる。ＥＧＲ率は、各バルブの切替により漸増する。ＥＧＲ率が７０％まで変化するのには、所定の時間（少なくとも数秒）を要する。更に、排気再循環を実施することにより排気に残存する酸素量は減るので、ＥＧＲ率は徐々に高くなっていく。予混合燃焼モードでの最終的なＥＧＲ率は、例えば約８０％である。
【００７４】
上述したように、拡散燃焼モード（またはモータリング）から予混合燃焼モードに切り替え、ＥＧＲ率を増大しつつ、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実施すると、図７（Ｃ）に実線ＪＣＩとして示したように、燃焼ノイズは低下する。図７（Ｃ）において、実線ＪＣＰは、燃料噴射時期のフィードバック制御を実施しない場合の燃焼ノイズである。図示するように、燃焼ノイズは、燃料噴射時期のフィードバック制御を実施することにより、燃料噴射時期のフィードバック制御を実施しない場合より、１０［ｄＢ］程度低下した。
【００７５】
また、燃料噴射時期のフィードバック制御を実施することにより、図８（Ａ）（Ｂ）に示したように、ＮＯｘや煤の発生を低減することができる。図８（Ａ）において、実線ＪＮＩは、フィードバック制御を実施した場合のＮＯｘの発生量を、実線ＪＮＰはフィードバック制御を実施しない場合のＮＯｘの発生量を、それぞれ示している。予混合燃焼モードに切り替えてから、約１０秒に亘って、ＮＯｘ発生の増加が抑制されることが分かる。
【００７６】
また、図８（Ｂ）において、実線ＪＯＩは、フィードバック制御を実施した場合の不透明度（ＯＰＡＣＩＴＹ）を、実線ＪＯＰはフィードバック制御を実施しない場合の不透明度を、それぞれ示している。予混合燃焼モードに切り替える際の不透明度が改善されることが分かる。なお、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘに基づく燃料噴射時期のフィードバック制御を実施しても、トルクの低下は見られなかった。
【００７７】
Ｄ−４）ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０による効果：
上述した圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射時期のフィードバック制御は、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を適正に選択したことによって得られた。この点について、以下説明する。
【００７８】
本実施形態では、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数は、３ＫＨｚである。このことは、燃焼圧センサー３６０から、集積回路１６６を介して得られた電気信号から、３ＫＨｚ以上の高周波成分を除いた信号により、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを求めていることを意味している。実際に、燃焼圧センサー３６０から得られた電気信号の一例を図９に示した。図において、グラフＡ１〜Ａ６は、ディーゼルエンジンの負荷が異なる条件下で得られたパワースペクトルを示している。条件Ａ１ないしＡ６は、以下の通りであった。
条件Ａ１：エンジン回転数１０００ｒｐｍ、出力トルク２４Ｎ・ｍ
条件Ａ２：エンジン回転数１０００ｒｐｍ、出力トルク４７Ｎ・ｍ
条件Ａ３：エンジン回転数１０００ｒｐｍ、出力トルク９４Ｎ・ｍ
条件Ａ４：エンジン回転数１０００ｒｐｍ、出力トルク７６Ｎ・ｍ
条件Ａ５：エンジン回転数１０００ｒｐｍ、出力トルク１５３Ｎ・ｍ
条件Ａ６：エンジン回転数１０００ｒｐｍ、出力トルク１５６Ｎ・ｍ
【００７９】
図９によれば、燃焼圧センサー３６０からの電気信号には、幅広い周波数成分が含まれていることが分かる。このうち、高周波領域の大部分の信号は、エンジンの振動やノッキングなどに起因するノイズであると考えられる。ディーゼルエンジン１０の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを求めるため、これまでは、周波数成分が１ＫＨｚまでの信号を処理していた。高周波成分まで取り込んで処理すると、燃焼圧センサー３６０からの電気信号に含まれるノイズにより、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの演算精度が低下すると考えられるからである。
【００８０】
ところが発明者等は、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を所定の周波数に設定すると、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの演算精度が大幅に上昇することを見出した。実際、図６に示した圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘは、カットオフ周波数が３ＫＨｚのＬＰＦ８０を用いて求めたものであり、図７、図８は、そのＬＰＦ８０を用いて、ディーゼルエンジン１０を制御した場合の各特性を示している。ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を１ＫＨｚとしたのでは、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの誤差が大きくなり、燃料噴射時期の制御にも誤差が生じた。
【００８１】
図１０は、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数と圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの演算精度との関係を示すグラフである。このグラフは次のようにして求めた。図１に示したディーゼルエンジン１０に計測用の燃焼圧センサー（キスラー社製、ポリステーブル・クォーツ素子を用いた筒内圧センサー）を取り付け、その出力を燃焼圧測定装置に接続した。この燃焼圧センサーと燃焼圧測定装置との組合わせは、燃焼圧を精度良く測定する専用の装置を構成し、ディーゼルエンジン１０の実際の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘ（図１０の横軸に示す実ｄＰｍａｘ）を測定しているとみなせる程度の精度を有する。
【００８２】
同時に、グロープラグ１００に内蔵された燃焼圧センサー３６０を用い、ＬＰＦ８０を介して読み取った燃焼圧から、ＥＣＵ７０において圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを演算した。この演算値ｄＰｍａｘを、図１０の縦軸にとり、専用の燃焼圧測定装置により求めた実ｄＰｍａｘに対して、その時の演算ｄＰｍａｘの値を、図１０にプロットした。図１０において、「△」は、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を３ＫＨｚとした場合（条件Ｂ１）のデータを、「◇」はカットオフ周波数１ＫＨｚの場合（条件Ｂ２）のデータを、それぞれ示している。図１０には、それぞれの条件のデータに基づいて、最小二乗法を用いて求めた回帰直線ＲＶ１、ＲＶ２も示した。
【００８３】
図１０に示した回帰直線ＲＶ１の場合のデータの相関係数の二乗（Ｒ２  ：寄与率）は、条件Ｂ１では、０．９９３３であったのに対し、条件Ｂ２では、０．７７２５であった。即ち、条件Ｂ１（カットオフ周波数３ＫＨｚ）では、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとは極めて高い相関を示したのに対して、条件Ｂ２（カットオフ周波数１ＫＨｚ）では、相関はかなり低下した。しかも、回帰直線の傾きは、条件Ｂ１では、係数０．９６であって、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとは、ほぼ一対一の関係が見られたのに対して、条件Ｂ２では、係数は０．６８であり、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとの間に十分な対応関係があるとは言えなかった。
【００８４】
発明者等は、図９に示したグラフから、どのような周波数成分が支配的であるかを検討するために、ディーゼルエンジン１０の運転条件を変えて、同様の測定を行なった。この結果を、図１１に示した。図１１は、条件Ｃ１、条件Ｄ１ないしＤ６における実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとの関係をプロットしたものである。エンジンの運転条件は以下の通りである。なお、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数は、条件Ｃ１では３ＫＨｚとし、条件Ｄ１ないしＤ６では１ＫＨｚとした。
エンジンの運転条件：
条件Ｃ１：エンジンの出力トルク２４Ｎｍ、図中符号△
条件Ｄ１：エンジンの出力トルク２４Ｎｍ、図中符号◇
条件Ｄ２：エンジンの出力トルク４７Ｎｍ、図中符号□
条件Ｄ３：エンジンの出力トルク９４Ｎｍ、図中符号×
条件Ｄ４：エンジンの出力トルク７６Ｎｍ、図中符号＊
条件Ｄ５：エンジンの出力トルク１５３Ｎｍ、図中符号○
条件Ｄ６：エンジンの出力トルク１５６Ｎｍ、図中符号＋
【００８５】
図１１において、直線ＲＶ３は、条件Ｃ１でのデータに基づいて、図１０と同様に求めた回帰直線である。また直線ＲＶ４は、条件Ｄ１，Ｄ３、Ｄ４のデータ（図中、◇、×、＊）に基づいて同様に求めた回帰直線である。図１１に領域ａｄ５６で示した範囲のデータ（符号○、＋）は、条件Ｄ５と条件Ｄ６でのデータであり、一見、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとが、カットオフ周波数が３ＫＨｚの場合と同様の相関を示すように見えるが、実際には、相関係数の二乗（Ｒ２  ：寄与率）が小さいだけでなく、回帰直線の傾きも小さな値となり、両者の間に一対一の関係が成り立っていないことが分かる。また、条件Ｄ２でのデータは、図１１に領域ａｄ２として示したように、他のデータとは重ならない領域に分布していた。つまり、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を１ＫＨｚとしたのでは、ディーゼルエンジン１０の運転条件により、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとの相関関係が変化した。このため、実際の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを適切に求めるには、少なくとも１ＫＨｚを超える帯域のデータが必要なことが分かった。そこで、発明者等は、更にＬＰＦ８０のカットオフ周波数を変えて、実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとを求め、両者の相関係数がどのような値を取るかを検討した。この結果を図１２に示す。
【００８６】
図１２では、横軸にＬＰＦ８０のカットオフ周波数を取り、縦軸に実ｄＰｍａｘと演算ｄＰｍａｘとの相関係数Ｒを取っている。図から分かるように、カットオフ周波数が１．６ＫＨｚ以上では、相関係数Ｒは高い値を示すのに対して、カットオフ周波数が１．６ＫＨｚを下回ると急減に悪化することが分かる。特に、カットオフ周波数が１．６ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの範囲ＧＬでは、相関係数Ｒは、０．９５を上回る高い値を示した。カットオフ周波数が６ＫＨｚを上回る場合に、相関係数Ｒは漸減しているが、これはディーゼルエンジン１０に生じるノッキングや、エンジンの振動から生じる高調波などのノイズ成分によるものと考えられる。こうしたノイズは、実際のエンジン制御では、完全に除去することはできないので、カットオフ周波数を１．６〜６．０ＫＨｚとすることは、実際のディーゼルエンジン制御において有効である。図１２から分かるように、ローパスフィルタ８０のカットオフ周波数を２．８〜５．０ＫＨｚの間とした場合の相関係数は、極めて高く、カットオフ周波数は、この間の値に設定することが特に好ましい。
【００８７】
本実施形態のディーゼルエンジン制御装置２００によれば、上記効果に加えて、あるいは上記効果とは別に、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを精度良く検出する構成を簡略化できることから、装置の小型化、低コスト化、省資源化に資することができ、延いては制御装置の製造の容易化を図ることができる。更に、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を精度良く求めることができることから、これらのパラメータを用いた制御設計の容易化、制御上の自由度の向上などを図ることも容易である。
【００８８】
Ｅ．第２実施形態：
Ｅ−１）燃料噴射時期のフィードバック制御：
第２実施形態では、第１実施形態と同じハードウェア構成を用い、燃料噴射時期のフィードバック制御のみ異なる。第２実施形態における燃料噴射時期のフィードバック制御の詳細を図１３に示した。図１３に示した制御ルーチンは、図５に示した制御ルーチンのステップＳ２２２までは、第１実施形態と同様なので、制御ルーチンの前半部分は、図示を省略している。
【００８９】
第２実施形態では、ステップＳ２２２において、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの演算を行なった後、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる制御範囲を超えたか否かの判断を行なう（ステップＳ２３０）。圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの演算は、第１実施形態同様、カットオフ周波数が３ＫＨｚのＬＰＦ８０を介して読み取ったデータに基づいて行なう。演算した圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる燃料噴射時期のフィードバック制御によって上死点ＴＤＣ側に制御された燃料噴射時期が、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの低下に伴って、進角側に制御され、クランク角で、−１４［ｄｅｇ］を超えて進角された場合、制御範囲を超えたと判断される。
【００９０】
ステップＳ２３０での判断が、「ＮＯ」であれば、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる制御範囲にあるとして、第１実施形態と同様、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実施する（ステップＳ２２３）。他方、ステップＳ２３０での判断が「ＹＥＳ」、つまり圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘでの制御範囲を超えたと判断された場合には、燃焼質量割合（ＭＦＢ）を演算する処理を行なう（ステップＳ２３１）。燃焼質量割合（ＭＦＢ）は、一つの燃焼サイクルにおける最大熱発生Ｑｍａｘに対する、あるクランク角ｃａまでの熱発生Ｑｃａの割合を示す。つまり、
ＭＦＢｃａ＝１００・Ｑｃａ／Ｑｍａｘ
である。第２実施形態では、燃焼質量割合（ＭＦＢ）として、クランク角３０度までの割合であるＭＦＢ３０を用いた。なお、燃焼質量割合（ＭＦＢ）も、燃焼圧センサー３６０からの信号を用いて演算しており、その値も、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を３ＫＨｚとすることにより、精度良く求めることができる。
【００９１】
燃料噴射時期とＭＦＢ３０との関係を、ＥＧＲ率をパラメータとして示したのが図１４である。図示するように、ＭＦＢ３０は、クランク角ｃａが−２２度以上の広範囲に亘って、燃料噴射時期に対して単調増加の関係を有する。しかも、高いＥＧＲ率において、この傾向は一層明確である。従って、ＭＦＢ３０を演算すると、次にこのＭＦＢ３０を用いて燃料噴射時期のフィードバック制御を実施する（ステップＳ２３２）。その後、「ＮＥＸＴ」に抜けて、本制御ルーチンを終了する。
【００９２】
以上説明した第２実施形態のエンジンの制御装置によれば、ＥＧＲ率を高める制御を伴って予混合燃焼モードによる燃焼に切り替えられた場合、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを精度良く求め、これによる燃料噴射時期のフィードバック制御に移行する。その後、ＥＧＲ率が高まり、燃料噴射時期が−１４［ｄｅｇ］程度まで進角された後は、ＭＦＢ３０による燃料噴射時期のフィードバック制御に切り替えられる。ＥＧＲ率が高くなると、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを一定に保つように燃料噴射時期を制御することで、燃料噴射時期は進角側に制御される。その後、ＥＧＲ率（吸気酸素濃度）が一定値に収束すると、燃料噴射時期を制御した際の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの変化は相対的に小さくなる。他方、この領域では、燃料噴射時期の変化に対してＭＦＢ３０は、十分な感度を有している。そこで、この領域では、ＭＦＢ３０を用いて燃料噴射時期のフィードバック制御を行なうことにより、熱効率の更に良い予混合燃焼を行なうことができる。
【００９３】
Ｅ−２）第２実施形態の効果：
第２実施形態における制御例を、図１５、図１６に示した。各図は、第１実施形態と同様に、予混合燃焼モードに切り替えられた際の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘ、燃料噴射時期、燃焼ノイズ、ＮＯｘの発生量、不透明度、ＥＧＲ率の変化を示す。また、図１６（Ｂ）には、未燃炭化水素の全量であるＴＨＣを示した。また、各図の実線のうち、末尾がＩのものは第２実施形態での特性を、末尾がＰのものは１実施形態での特性を、それぞれ示している。
【００９４】
図１５（Ｂ）に示したように、２２０サイクル近傍で、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる制御から、ＭＦＢ３０による制御に切り替わっている。この結果、燃料噴射時期は、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘによる制御を継続した場合（実線ＫＦＰ）と比べて、大幅に進角側に制御することができることが分かる。また、ＴＨＣが改善されていることが分かる。なお、燃焼ノイズ、ＮＯｘ、不透明度、などは第１実施形態と比べて、有意の差は認められなかった。
【００９５】
従って、第２実施形態のエンジンの制御装置によれば、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを精度良く求めて、予混合燃焼モードへの過渡時において、燃料噴射時期の制御を効果的に行なうことができ、第１実施形態と同様の効果を奏する上、更に、ＴＨＣを改善できるという優れた効果を奏する。また、燃料噴射時期を、第１実施例と比べて一層進角側に制御することができる。
【００９６】
Ｆ．変形例：
Ｆ−１）変形例１：
上記各実施形態では、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数を３ＫＨｚとしたが、図１２に示したように、ＬＰＦ８０のカットオフ周波数は、１．６ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの間であれば、適宜選択可能である。なお、ノッキングなどの振動ノイズを低減できれば、カットオフ周波数は、更に高い値とすることも可能である。また、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０は、ＥＣＵ７０内に設ける代わりに、集積回路１６６内に設けても良い。また、ＥＣＵ７０内の入力ポート７５内に設けるものとしても良い。更に、ディスクリートな回路構成によるローパスフィルタの構成に代えて、ＣＰＵ７１がソフトウェアによりデータの移動平均を取るといった手法により、同様のローパスフィルタを構成することも差し支えない。また、カットオフ周波数に下限と上限を設け、ローパスフィルタを、見かけ上、バンドパスフィルタとして構成することも可能である。カットオフ周波数の上限は、上述したように、１．６ＫＨｚ〜６．０ＫＨｚの間とし、下限を０．１ＫＨｚ等にして、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘなどの演算に不要な領域の周波成分を除くものとしても良い。
【００９７】
Ｆ−２）変形例２：
上記各実施形態において、予混合燃焼モードへの過渡時に、グロープラグ１００への通電を行なうものとしても良い。予混合燃焼モードに切り替える際に、グロープラグ１００への通電を行なって、１０００℃以上（好ましくは１３００℃）程度にグロープラグ１００を加熱すると、ディーゼルエンジン１０のサイクル変動が小さくなることが確認された。グロープラグ１００を通電しない場合と比べて、グロープラグ１００への通電を行なった場合に、トルクが上昇し、トルクのサイクル変動が抑えられるのである。このため、同じトルク、同じトルクのサイクル変動を実現するために、燃料噴射時期の制御範囲を幾分か（例えば１ＣＡ［ｄｅｇ］程度）、遅角側に広げることができる。予混合燃焼モードにおいて、燃料噴射時期を１ＣＡ［ｄｅｇ］だけ遅角側に制御できると、燃焼ノイズ、ＮＯｘ、ＴＨＣ、不透明度を低減することができる。
【００９８】
Ｆ−３）変形例３：
上記各実施形態では、筒内圧に関連するパラメータとして、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを用いたが、他のパラメータを用いることも可能である。例えば、熱発生率最大値ｄＱｍａｘを用いることも差し支えない。熱発生率ｄＱは、所定のクランク角ＣＡ毎の熱の発生量に相当し、測定された筒内圧力Ｐから所定のクランク角ＣＡ毎に演算して求めることができる。この熱発生率ｄＱのうち、燃焼サイクル中で最も大きな値を、熱発生率最大値ｄＱｍａｘと呼んでいる。この熱発生率最大値ｄＱｍａｘは、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘと強い相関を示すパラメータなので、熱発生率最大値ｄＱｍａｘを用いても、第１、第２実施形態と同様の燃料噴射時期制御を実施することができる。
【００９９】
この他、熱発生量Ｑなども用いることができる。これらの値を計算し、その値が、所定の目標範囲となるように燃料噴射時期をフィードバック制御することにより、燃焼ノイズ、ＮＯｘ、不透明度のうち、少なくとも１つを改善することができる。
【０１００】
Ｆ−４）変形例４：
上記実施形態では、筒内圧は、燃焼圧センサー３６０を内蔵したグロープラグ１００により測定したが、燃焼圧センサー３６０は、グロープラグ１００とは独立に設けるものとしても良い。この場合には、燃焼圧センサー３６０の配置を自由に設定することができる。
【０１０１】
Ｆ−５）変形例５：
上記実施例では、燃料噴射時期のフィードバック制御は、図６、図１４などの制御特性を前提とし、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを所定の範囲（例えば４００ないし８００ｋＰａ／ｄｅｇの範囲）とするように行なった。これに対して、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘの上限値（例えば８００ｋＰａ／ｄｅｇ）を決めておき、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘがこの上限値を上回ったら、燃料噴射時期を、所定クランク角ＣＡ（例えば２ＣＡｄｅｇ）だけ遅角側に制御し、この上限値を下回っていれば、所定クランク角ＣＡ（例えば、１ＣＡｄｅｇ）だけ進角側に制御する、といった手法で、燃料噴射時期をフィードバック制御しても良い。この手法によれば、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘを上限値と比較するだけの単純な判断により、燃料噴射時期を制御することができる。なお、上限値には、所定の幅のヒステリシスを設けても良い。
【０１０２】
Ｆ−６）変形例６：
上記実施例では、各気筒毎に設けられたグロープラグ１００に燃焼圧センサー３６０を設けたが、多気筒エンジンの場合、全ての気筒に燃焼圧センサーを設ける必要は必ずしもなく、例えば４気筒のうちの１気筒のみ、あるいは２気筒のみに燃焼圧センサーを設ける構成としても良い。燃焼圧センサーの設けられていない気筒の筒内圧あるいは圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘは、他の気筒について求めた値を用いて推定すれば良い。あるいは、燃焼圧センサーの設けられていない気筒の燃料噴射時期は燃焼圧センサーが設けられている気筒の燃料噴射時期に倣って制御するものとしても良い。
【０１０３】
Ｆ−７）変形例７：
上記実施例では、燃料噴射時期のフィードバック制御は、着目した気筒の圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘや熱発生率最大値ｄＱｍａｘを用いて、その気筒の次の燃焼サイクルの燃料噴射時期を制御するものとしたが、同じ気筒の次の燃焼サイクルではなく、他の気筒、例えば次に燃料噴射を行なう気筒の燃料噴射時期のフィードバック制御に用いるものとしても良い。また燃料噴射時期の演算が間に合わなければ、次の次の燃焼サイクルに適用しても良い。なお、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘなどを用いた燃料噴射時期の制御は、必ずしもフィードバック制御に限られず、ＰＩＤ制御全般が適用でき、燃料噴射時期の変更に対するパラメータの変化の再現性が十分に得られる場合には、オープン制御であっても差し支えない。
【０１０４】
Ｆ−８）変形例８：
上記実施形態では、圧力上昇率最大値または熱発生率最大値により燃料噴射時期を制御したが、本発明のローパスフィルタを用いて得られた圧力上昇率最大値または熱発生率最大値を用いて、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の他の運転状態、例えば燃焼ノイズを制御しても良い。図１７は、上記実施形態においてＥＣＵ７０が求めた演算ｄＰｍａｘと燃焼ノイズとの関係を示したグラフである。図におる演算ｄＰｍａｘは、カットオフ周波数が３ＫＨｚのローパスフィルタを介して得られた圧力センサー３６０の信号から求めた圧力上昇率最大値である。図示するように、演算ｄＰｍａｘと燃焼ノイズとは、強い相関を示した。従って、演算ｄＰｍａｘを求めることで、ディーゼルエンジン１０の実際の燃焼ノイズを知ることができる。このため、ディーゼルエンジン１０に対する要求出力を満たしつつ、演算ｄＰｍａｘを制御すれば、燃焼ノイズを低減することができる。かかる制御は、予混合燃焼モードで運転する場合はもとより、拡散燃焼モードで運転する場合でも実施することができる。もとより、両燃焼モードの過渡時にも実施することができる。
【０１０５】
こうした燃焼ノイズの制御を行なう場合のローパスフィルタ８０のカットオフ周波数は、上述した実施形態同様、１．６ＫＨｚから６．０ＫＨｚの範囲であれば良く、より好ましくは２．８ＫＨｚから５．０ＫＨｚである。カットオフ周波数が１ＫＨｚのローパスフィルタを用いた場合には、演算ｄＰｍａｘと燃焼ノイズとの間には、十分な相関が得られず、演算ｄＰｍａｘにより燃焼ノイズを制御することはできなかった。
【０１０６】
Ｆ−９）その他の変形例：
上記実施形態では、グロープラグ１００はセラミックヒーターを用いたが、メタルヒーターを用いるものでも差し支えない。
上記実施形態のように、ディーゼルエンジン制御装置２００や制御方法として実施する以外に、燃焼圧センサー３６０からの信号を処理する独立の処理装置として実施することも可能である。
ディーゼルエンジンは、４気筒に限定されず、何気筒であっても良い。例えば、単気筒であっても良いし、６気筒などの多気筒の構成であっても差し支えない。
上記実施形態では、燃焼ノイズ、ＮＯｘ、不透明度の少なくとも１つが改善されるように、圧力上昇率最大値ｄＰｍａｘをフィードバック制御する目標範囲を定めたが、他のパラメータ、例えば一酸化炭素ＣＯなどのパラメータを低減するように、目標範囲を定めても良い。
【０１０７】
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】
【０１０８】
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
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…ローパスフィルタ
９０…車内ＬＡＮ
１００…グロープラグ
１１０…セラミックヒーター
１２０…基体
１４０…抵抗発熱体
１４１…折返部
１４２…第１の線状部
１４４…第２の線状部
１４６…第１の端子部
１４８…第２の端子部
１６６…集積回路
２００…ディーゼルエンジンの制御装置
２１０…外筒
２６０…リング
２８０…中軸
３１０…弾性部材
３２０…スリーブ
３４０…ダイアフラム
３６０…圧力センサー（燃焼圧センサー）
３８０…支持部材
５００…ハウジング
５１０…軸孔
５２０…工具係合部
５４０…ネジ部
６００…フロントキャップ
６１０…保護筒
６２０…コネクタ部材
６３０…端子バネ
６４０…端子部材
【図１】
2015218690.tif 000003
【図２】
2015218690.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015218690.tif 000009
【図８】
2015218690.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015218690.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2015218690.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2015218690.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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