(57)【要約】【課題】グロープラグに異常が生じる時、内燃機関の良好な始動性を確保することが困難なこと。【解決手段】ディーゼル機関１０の燃焼室２０内には、グロープラグ２４が設けられている。グロープラグ２４の断線異常の有無は、コントローラ５０を介してＥＣＵ４０によって診断される。グロープラグ２４の異常時には、異常のある気筒の燃料をカットする処理、正常な気筒の燃料噴射量を増量する処理、異常気筒の噴射時期の遅角処理、異常気筒の吸気バルブ１４のバルブタイミングを遅角させる処理のいずれかの処理を行なう。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に突出した発熱手段を備える内燃機関について、その出力を制御する内燃機関の制御装置において、
前記発熱手段に異常が検出される場合、前記内燃機関の始動に際し、前記異常による始動性の低下を補償するように前記内燃機関の燃焼室内の状態量を制御すべく、前記内燃機関のアクチュエータの操作態様を変更する変更手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、
前記変更手段は、前記異常の検出される気筒の燃料をカットするカット手段を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、
前記変更手段は、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段を備えることを特徴とする請求項４又は５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、
前記変更手段は、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えて且つ、前記異常のある気筒数が所定以上であるときには前記上昇手段を用いて前記異常のある気筒の燃焼室内の温度を上昇させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記変更手段は、前記異常の検出される気筒の燃料をカットするカット手段及び前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を備えて且つ、前記異常のある気筒数が所定未満であって且つ前記内燃機関の温度が所定未満であるとき前記増量補正手段を用い、前記異常のある気筒数が所定未満であって且つ前記温度が所定以上であるとき、前記カット手段を用いることを特徴とする請求項７記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段及び前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えて且つ、前記内燃機関の温度が所定未満であるとき前記増大手段を用い、前記温度が所定以上であるとき前記遅角手段を用いることを特徴とする請求項７又は８記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の始動が完了した後、前記異常による前記内燃機関の運転状態の不安定化を補償するように前記内燃機関の燃焼室内の状態量を制御すべく、前記内燃機関のアクチュエータの操作態様を変更する安定化手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、
前記安定化手段は、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記安定化手段は、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えることを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段を備えることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
燃焼室内に突出した発熱手段を備える多気筒内燃機関について、その出力を制御する内燃機関の制御装置において、
前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、該異常の検出される気筒の燃料をカットするカット手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１７】
燃焼室内に突出した発熱手段を備える多気筒内燃機関について、その出力を制御する内燃機関の制御装置において、
前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１８】
燃焼室内に突出した発熱手段を備える内燃機関について、その出力を制御する内燃機関の制御装置において、
前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１９】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えることを特徴とする請求項１８記載の内燃機関の制御装置。
【請求項２０】
前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段を備えることを特徴とする請求項１８又は１９記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に突出した発熱手段を備える内燃機関について、その出力を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、例えば下記特許文献１に見られるものがある。ここでは、発熱手段（グロープラグ）の先端に、発熱体と導通状態とされるイオン検出用電極を備え、イオン検出用電極と、燃焼室の内壁との間を電流が流れるか否かに基づき、グロープラグの断線異常の有無を判断している。これにより、グロープラグの断線異常の有無を適切に判断することができる。
【特許文献１】特開平１１−８２２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記構成では、グロープラグの断線を検出することができるとはいえ、断線が実際に生じた場合に、これに対処することはできない。すなわち、断線が生じた場合、グロープラグを交換するまでの間は始動ができなかったり、始動できても不完全燃焼で黒鉛を排出するおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発熱手段の異常時であっても、良好な始動性を確保することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００６】
請求項１記載の発明は、前記発熱手段に異常が検出される場合、前記内燃機関の始動に際し、前記異常による始動性の低下を補償するように前記内燃機関の燃焼室内の状態量を制御すべく、前記内燃機関のアクチュエータの操作態様を変更する変更手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成では、変更手段によってアクチュエータの操作態様を正常時に対して変更することで、燃焼室内の状態量を変更することができる。このため、発熱手段の異常による始動性の低下を補償することができ、ひいては始動性を向上させることができる。
【０００８】
なお、ここで状態量とは、燃焼室内の燃料量や流入空気量、燃焼室内の温度等である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、前記変更手段は、前記異常の検出される気筒の燃料をカットするカット手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
異常の検出される気筒においては、燃料が着火せず、燃焼に供されないか、燃焼に供されたとしても不完全燃焼で黒鉛を排出するおそれがある。この点、上記構成では、異常の検出される気筒の燃料をカットすることで、燃料が無駄に消費されることや黒鉛を排出することを回避することができる。また、燃料噴射をカットすることで、異常の検出される気筒の燃焼室内の更なる温度低下を回避することもできる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、前記変更手段は、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記構成では、増量補正手段を備えることで、異常のある気筒において燃料の燃焼エネルギが生成されない場合であっても、他の気筒における燃焼エネルギによってこれを補償することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記変更手段は、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
発熱手段に異常が生じると、発熱手段により燃焼室内の温度を上昇させることができないため、燃料の着火性が低下する。この点、上記構成では、こうした状況下、上昇手段により燃焼室内の温度を上昇させることができ、ひいては着火性を向上させることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
噴射タイミングを遅角すると、噴射時の燃焼室内の気体の圧縮度合いが増大するために、噴射時の燃焼室内の温度を上昇させることができる。このため、上記構成では、噴射タイミングを遅角させることで燃焼室内の燃料の着火性を高めることができ、ひいては始動性を高めることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
圧縮比を増大させると、噴射時の燃焼室内の温度が上昇する。このため、上記構成では、圧縮比を増大させることで燃焼室内の燃料の着火性を高めることができ、ひいては始動性を高めることができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、前記変更手段は、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えて且つ、前記異常のある気筒数が所定以上であるときには前記上昇手段を用いて前記異常のある気筒の燃焼室内の温度を上昇させることを特徴とする。
【００２０】
発熱手段の異常のある気筒数が多いときには、異常のない気筒のみの燃焼エネルギによっては、内燃機関を始動させることが困難である。この点、上記構成では、異常のある気筒数が所定以上であるときには、上昇手段を用いて異常のある気筒の燃焼室内の温度を上昇させる。これにより、異常のある気筒、及び異常のない気筒の双方の燃焼エネルギによって始動を行なうことができる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記変更手段は、前記異常の検出される気筒の燃料をカットするカット手段及び前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を備えて且つ、前記異常のある気筒数が所定未満であって且つ前記内燃機関の温度が所定未満であるとき前記増量補正手段を用い、前記異常のある気筒数が所定未満であって且つ前記温度が所定以上であるとき、前記カット手段を用いることを特徴とする。
【００２２】
内燃機関の温度が所定以下であるときには、内燃機関のフリクションも大きく、始動のために要求されるエネルギ量も増大する。このため、こうした状況下にあっては、発熱手段に異常がある気筒が存在すると、燃焼エネルギが不足するおそれがある。この点、上記構成では、内燃機関の温度が低いときには異常のない気筒の燃料噴射量を増量することで、燃焼エネルギの不足を好適に回避又は抑制することができる。また、温度が所定以上であるときには、異常のある気筒の燃料をカットすることで、燃料に供されない無駄な燃料消費を回避することができる。なお、異常のない気筒の燃料噴射量を増量する処理を行なう際にも、燃料をカットする処理を併用することが望ましい。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段及び前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えて且つ、前記内燃機関の温度が所定未満であるとき前記増大手段を用い、前記温度が所定以上であるとき前記遅角手段を用いることを特徴とする。
【００２４】
上記構成は、内燃機関の温度が所定未満であるときには、増大手段を用いることで、遅角手段を用いる場合よりも燃焼室内の温度を上昇させることができる。このため、発熱手段の異常のある気筒の着火性をより適切に向上させることができる。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記内燃機関の始動が完了した後、前記異常による前記内燃機関の運転状態の不安定化を補償するように前記内燃機関の燃焼室内の状態量を制御すべく、前記内燃機関のアクチュエータの操作態様を変更する安定化手段を更に備えることを特徴とする。
【００２６】
発熱手段に異常があるときには、始動完了後であっても、異常のある気筒における燃料の着火性が低下していることなどから、運転状態が不安定化することがある。この点、上記構成では、安定化手段を備えることで、不安定化を好適に抑制又は回避することができる。
【００２７】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、前記安定化手段は、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
発熱手段に異常が生じる気筒があると、その気筒における燃料の着火性が低下するため、燃料の燃焼エネルギが不足して運転状態が不安定となるおそれがある。この点、上記構成では、異常の検出されない気筒、すなわち、燃料が燃焼に供されると想定される気筒における噴射量を増量することで、燃料エネルギに不足が生じることを好適に抑制又は回避することができる。
【００２９】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は１１記載の発明において、前記安定化手段は、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
発熱手段に異常が生じる気筒があると、始動完了後であっても、異常のある気筒の燃焼室内の温度が低く着火性が未だ低下していることがある。この点、上記構成では、こうした状況下、上昇手段によって異常のある気筒の燃焼室内の温度を上昇させることができ、ひいては異常のある気筒の着火性を上昇させることができる。
【００３１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えることを特徴とする。
【００３２】
噴射タイミングを遅角すると、噴射時の燃焼室内の気体の圧縮度合いが増大するために、噴射時の燃焼室内の温度を上昇させることができる。このため、上記構成では、噴射タイミングを遅角させることで燃焼室内の燃料の着火性を高めることができる。
【００３３】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段を備えることを特徴とする。
【００３４】
圧縮比を増大させると、噴射時の燃焼室内の温度が上昇する。このため、上記構成では、圧縮比を増大させることで燃焼室内の燃料の着火性を高めることができ、ひいては始動性を高めることができる。
【００３５】
請求項１５記載の発明は、前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、該異常の検出される気筒の燃料をカットするカット手段を備えることを特徴とする。
【００３６】
異常の検出される気筒においては、燃料が着火せず、燃焼に供されないおそれがある。この点、上記構成では、異常の検出される気筒の燃料をカットすることで、燃料が無駄に消費されることを回避することができる。
【００３７】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の発明において、前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する増量補正手段を更に備えることを特徴とする。
【００３８】
上記構成では、増量補正手段を備えることで、異常のある気筒において燃料の燃焼エネルギが生成されない場合であっても、他の気筒における燃焼エネルギによってこれを補償することができる。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、前記異常の検出されない気筒の燃料を増量補正する手段を更に備えることを特徴とする。
【００４０】
上記構成では、増量補正手段を備えることで、異常のある気筒において燃料の燃焼エネルギが生成されない場合であっても、他の気筒における燃焼エネルギによってこれを補償することができる。
【００４１】
請求項１８記載の発明は、前記発熱手段に異常がある場合、前記内燃機関の始動に際し、前記内燃機関のアクチュエータの操作によって前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させる上昇手段を備えることを特徴とする。
【００４２】
発熱手段に異常が生じると、燃焼室内の温度を上昇させることができないため、燃料の着火性が低下する。この点、上記構成では、こうした状況下、上昇手段により燃焼室内の温度を上昇させることができ、ひいては着火性を向上させることができる。
【００４３】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての燃料噴射弁を介した燃料の噴射タイミングを遅角する遅角手段を備えることを特徴とする。
【００４４】
噴射タイミングを遅角すると、噴射時の燃焼室内の気体の圧縮度合いが増大するために、噴射時の燃焼室内の温度を上昇させることができる。このため、上記構成では、噴射タイミングを遅角させることで燃焼室内の燃料の着火性を高めることができる。
【００４５】
請求項２０記載の発明は、請求項１８又は１９記載の発明において、前記上昇手段は、前記アクチュエータとしての吸気バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変手段を操作することで圧縮比を増大させる増大手段を備えることを特徴とする。
【００４６】
圧縮比を増大させると、噴射時の燃焼室内の温度が上昇する。このため、上記構成では、圧縮比を増大させることで燃焼室内の燃料の着火性を高めることができ、ひいては始動性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を車載ディーゼル機関の制御装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。
【００４９】
図示されるように、ディーゼル機関１０の吸気通路１２は、吸気バルブ１４の開動作によって、シリンダブロック１６及びピストン１８にて区画される燃焼室２０と連通される。燃焼室２０には、燃料噴射弁２２の先端部が突出して配置されている。これにより、燃焼室２０に燃料の噴射供給が可能となっている。なお、燃焼室２０には、燃焼室２０内に突出した発熱手段としてのグロープラグ２４が設けられている。
【００５０】
燃焼室２０に燃料が噴射されると、燃焼室２０の圧縮によって燃料が自己着火し、エネルギが発生する。このエネルギは、ピストン１８を介して、ディーゼル機関１０の出力軸（クランク軸２６）の回転エネルギとして取り出される。なお、クランク軸２６近傍には、クランク軸２６の回転角度を検出するクランク角センサ２８が設けられている。また、上記燃料の燃焼によるディーゼル機関１０の温度上昇を抑制すべく、シリンダブロック１６には、冷却水が流れている。そして、シリンダブロック１６には、この冷却水の温度を検出するための水温センサ３０が設けられている。
【００５１】
上記燃料噴射弁２２を介して燃料が燃焼室２０に噴射され、燃焼が生じた後、燃焼に供された気体は、排気バルブ３１の開動作によって、排気として、排気通路３２に排出される。
【００５２】
上記吸気バルブ１４及び排気バルブ３１は、共にクランク軸２６の回転力によって開閉駆動されるものである。特に、吸気バルブ１４については、クランク軸２６に対する吸気側カム軸３４の回転位相差を可変とする可変バルブタイミング装置３６が設けられている。なお、吸気側カム軸３４の近傍にはその回転角度を検出するカム角センサ３７が設けられている。
【００５３】
電子制御装置（ＥＣＵ４０）は、ディーゼル機関１０の運転状態やユーザの要求を検出する各種センサの検出値に基づき、燃料噴射弁２２等の各種アクチュエータを操作することで、ディーゼル機関１０の出力特性（出力トルク、排気特性）を制御する。特にＥＣＣ４０は、コントローラ５０を介してグロープラグ２４の温度状態を操作する。更に、ＥＣＵ４０は、コントローラ５０を介してグロープラグ２４の異常診断を行い、異常時にはその旨を表示器４５に出力する。
【００５４】
図２に、ＥＣＵ４０及びコントローラ５０の構成を示す。
【００５５】
図示されるように、本実施形態では、ディーゼル機関１０として４気筒を想定しているため、グロープラグ２４も各気筒に対応して４つ備えられている。そしてコントローラ５０には、バッテリＢ及び各グロープラグ２４間を導通及び遮断すべく、ＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４が設けられている。一方、制御回路５１は、イグニッションスイッチＩＧがオン状態となることで起動される。そして、制御回路５１は、ＥＣＵ４０からの指令信号に基づき、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４の導通制御端子（ゲート）を操作することで、これら各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４の導通状態を制御する。
【００５６】
上記各気筒のグロープラグ２４には、これらと並列に抵抗体Ｒ１〜Ｒ４が接続されている。そして、これら抵抗体Ｒ１〜Ｒ４による電圧降下量は、電流検出回路５２に取り込まれる。電流検出回路５２では、電圧降下量に基づき、各気筒のグロープラグ２４を流れる電流量を検出する。そして、これらの検出結果は、温度検出回路５３及び断線検出回路５４に出力される。
【００５７】
温度検出回路５３では、各気筒のグロープラグ２４を流れる電流に基づき、各気筒のグロープラグ２４の温度を間接的に検出する。すなわち、グロープラグ２４の抵抗値は、図３に示すように温度依存性を有するため、これに基づき温度を間接的に検出することができる。詳しくは、グロープラグ２４に印加する電圧値とグロープラグ２４に流れる電流値とからグロープラグ２４の抵抗値を算出し、これに基づきグロープラグ２４の温度を間接的に検出する。ちなみに図３は、グロープラグ２４の温度の上昇に伴いその抵抗値が増大することを示している。
【００５８】
断線検出回路５４は、各気筒のグロープラグ２４を電流が流れるか否かに基づき、グロープラグ２４を有して構成される閉ループ回路の断線異常の有無を検出する。なお、この断線異常の有無の検出結果は、制御回路５１を介して、診断情報としてＥＣＵ４０に出力される。
【００５９】
ＥＣＵ４０は、上記グロープラグ２４の温度に関する信号や、上記水温センサ３０の出力信号、更にはバッテリＢの電圧値を取り込み、これらをＡ／Ｄ変換器４１によってディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器４１の出力するディジタルデータは、マイクロコンピュータ（マイコン４２）に取り込まれる。マイコン４２では、これら入力データに基づき、上記指令信号を生成し、出力回路４３を介してコントローラ５０に出力する。一方、コントローラ５０の出力する診断情報やイグニッションスイッチＩＧの状態は、入力回路４４を介してマイコン４２に取り込まれる。
【００６０】
図４に、グロープラグ２４に対する通電処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、イグニッションスイッチＩＧがオン状態となることで起動され実行される。
【００６１】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、水温センサ３０によって検出される冷却水温に基づき、通電時間ｔｐ，ｔａを算出する。ここで通電時間ｔｐは、イグニッションスイッチＩＧがオンとされてからスタータが起動されない状態が継続した場合に、グロープラグ２４の通電を継続する上限時間を定める。すなわち、イグニッションスイッチＩＧがオン状態となると、グロープラグ２４の通電を開始することで燃焼室２０を暖機し、始動に備えるものの、その後スタータが起動されないことがある。この場合には、消費電力の低減及びグロープラグ２４の過熱の回避の観点から、通電を停止する。この通電停止のための上限時間を定めるのが通電時間ｔｐである。一方、通電時間ｔａは、始動完了後の通電時間を定めるものである。すなわち、始動後ある程度グロープラグ２４の通電を継続した後には、ディーゼル機関１０も十分に暖気され、もはやグロープラグ２４に頼ることなく着火性を良好に保つことができると考えられる。このように、始動完了後の通電の継続が必要な時間を定めるのが通電時間ｔａである。詳しくは、これら通電時間ｔｐ，ｔａは、冷却水温との関係を定めた図５に示すマップによって算出される。図示されるように、冷却水温が高いほど通電時間ｔｐ，ｔａは短く設定される。
【００６２】
続くステップＳ１２においては、冷却水温が所定温度ＴＨＷ１以上であるか否かを判断する。この処理は、グロープラグ２４の通電を行なう必要がないか否かを判断するものである。すなわち、ディーゼル機関１０の温度が十分に高いときにはグロープラグ２４の通電が必要ないことから、ディーゼル機関１０の温度状態に基づき通電の必要性について判断する。ここで、冷却水温はディーゼル機関１０の温度状態を示すパラメータであり、所定温度ＴＨＷ１は、グロープラグ２４の通電の必要の有無の境界を定めるものである。
【００６３】
ステップＳ１２において冷却水温が所定温度ＴＨＷ１未満であると判断されるときには、ディーゼル機関１０の燃焼室２０内の温度を上昇させる必要があるとして、ステップＳ１４においてグロープラグ２４の通電処理を行なう。ここでは例えば、先の図２に示した温度検出回路５３の出力する温度情報に基づき、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４をＰＷＭ制御することで、グロープラグ２４の通電量を操作し、ひいてはその温度を制御すればよい。
【００６４】
ステップＳ１４においてグロープラグ２４の通電処理がなされると、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、図示しないスタータがオン状態となっているか否かを判断する。この処理は、上述したように、イグニッションスイッチＩＧがオン状態となってから通電時間ｔｐの経過までにスタータがオン状態とならないときには、グロープラグ２４の通電処理を中止するために設けられる設定である。そして、スタータがオン状態となっていないときには、ステップＳ１８において、グロープラグ２４の通電時間、すなわちイグニッションスイッチＩＧがオン状態となることで開始された通電時間が上記通電時間ｔｐ以上となったか否かを判断する。
【００６５】
一方、上記ステップＳ１６においてスタータがオン状態となっていると判断されるときには、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０においては、スタータ起動後、始動が完了してからの通電時間が上記通電時間ｔａとなったか否かを判断する。そして、上記ステップＳ１８やステップＳ２０において否定判断されるときには、ステップＳ１２に戻る。これに対し、ステップＳ１２や、ステップＳ１８、ステップＳ２０において肯定判断されるときには、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２においては、全気筒の通電を終了する。
【００６６】
このように、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオン状態となってから通電時間ｔｐ以内にスタータが起動されないときや、始動完了後通電時間ｔａが経過したとき、冷却水温が所定温度ＴＨＷ１以上となったときに、通電を終了する。
【００６７】
図６に、グロープラグ２４の温度制御の態様を示す。図示されるように、ディーゼル機関１０の始動がなされるときには、始動完了後通電時間ｔａの経過に伴いグロープラグ２４の通電が終了し、グロープラグ２４の温度が低下する。
【００６８】
ところで、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４がオン状態であるにもかかわらず、グロープラグ２４及びバッテリＢ間を接続する閉ループ回路に断線が生じるときには、グロープラグ２４によって燃焼室２０内を暖めることができない。このため、冷却水温が所定温度ＴＨＷ１未満であるときには、ディーゼル機関１０の始動性の低下が問題となる。以下、これに対処するための処理について説明する。
【００６９】
図７に、本実施形態にかかるグロープラグ２４の断線異常の診断処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００７０】
この一連の処理では、まずステップＳ３０において、グロープラグ２４の通電処理中であるか否かを判断する。そして、通電処理中であると判断されるときには、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２においては、グロープラグ２４の断線異常の診断を行なう。ここでは、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４がオン状態であるにもかかわらず、該当するグロープラグ２４を流れる電流が閾値以下であるときに断線と判断すればよい。この閾値はノイズの影響によりグロープラグ２４に電流が流れたと誤判断することを回避する値に設定する。ステップＳ３４においては、ステップＳ３２の診断の結果、グロープラグ２４の異常のある気筒があるか否かを判断する。そして、異常気筒ありと判断されるときには、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６においては、異常気筒の通電をカットすると共に、表示器４５によって異常である旨外部に通知する（異常ランプを点灯させる）。
【００７１】
なお、ステップＳ３０、Ｓ３４において否定判断されるときや、ステップＳ３６の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。
【００７２】
図８に、本実施形態にかかるグロープラグ２４の断線異常時の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００７３】
この一連の処理は、スタータがオン状態となってから（ステップＳ４０：ＹＥＳ）始動が完了するまで（ステップＳ４２：ＹＥＳ）の間、断線異常による始動性の低下を補償すべく、冷却水温及び異常気筒数に応じた最適な制御を行なう（ステップＳ５０）。
【００７４】
図９に、ステップＳ５０の詳細を示す。
【００７５】
ここでは、異常のある気筒数が所定数以下であるか否か（ステップＳ５１）、冷却水温が所定温度α以上であるか否か（ステップＳ５２、Ｓ５３）に応じて、以下の４つの処理を選択して行なう。
【００７６】
ステップＳ５４…異常気筒数が所定数以下であって且つ冷却水温が所定温度α以上であるときに行なう処理である。具体的には、異常のある気筒の燃料をカットする処理を行なう。すなわち、グロープラグ２４の断線異常のある気筒にあっては、燃焼室２０内の温度が低いために燃料を着火させることができず、燃焼室２０内において燃料が燃焼に供されないおそれがある。また、燃料が燃焼に供されたとしても不完全燃焼となり、黒鉛を排出するおそれもある。このため、噴射を停止することで燃料の無駄な消費や黒鉛の排出を回避する。また、燃料の噴射を停止することで、燃料噴射によって燃焼室２０が更に冷却されることを回避する。
【００７７】
ステップＳ５５…異常気筒数が所定数以下であって且つ冷却水温が所定温度α未満であるときに行なう処理である。具体的には、異常のない気筒の燃料噴射量を増量する処理を行なう。すなわち、グロープラグ２４に異常がある気筒があると、その気筒においては燃焼エネルギを得ることができないため、ディーゼル機関１０全体として燃焼エネルギが不足するおそれがある。特に冷却水温が低いときには、ディーゼル機関１０のピストン１８及びシリンダブロック１６内壁間等のフリクションが増大するため、燃焼エネルギが不足しやすい。このため、こうした状況下、異常のない気筒の燃料噴射量を増量する。なお、この際、異常のある気筒の燃料噴射はカットすることが望ましい。
【００７８】
ステップＳ５６…異常気筒数が所定数よりも大きく且つ冷却水温が所定温度α以上であるときに行なう処理である。具体的には、異常気筒の噴射タイミングを遅角する処理を行なう。これにより、噴射時の燃焼室２０内の気体の圧縮度合いが増大するために、噴射時の燃焼室２０内の温度を上昇させることができる。これにより、グロープラグ２４に異常のある気筒であっても、燃料の着火性を上昇させることができ、ひいては異常気筒の燃焼エネルギを始動に用いることができる。すなわち、異常気筒数が所定数以上であるときには、正常気筒のみでは始動に必要なエネルギを確保することが困難となるおそれがある。このため、こうした状況下、異常気筒における着火性を向上させる。
【００７９】
ステップＳ５７…異常気筒数が所定数よりも大きく且つ冷却水温が所定温度α未満であるときに行なう処理である。具体的には、異常気筒の吸気バルブ１４のバルブタイミングを遅角させる処理を行なう。より望ましくは、全ての気筒の吸気バルブ１４のバルブタイミングを遅角させる処理を行なう。これにより、異常気筒等の燃焼室２０の圧縮比を増大させることができ、ひいては噴射時の燃焼室２０内の温度を上昇させることができる。これにより、グロープラグ２４に異常のある気筒であっても、燃料の着火性を上昇させることができ、ひいては異常気筒の燃焼エネルギを始動に用いることができる。すなわち、異常気筒数が所定数以上であるときには、正常気筒のみでは始動に必要なエネルギを確保することが困難となるおそれがある。しかも、冷却水温が所定温度α未満であるときには、噴射時期の遅角では着火性を十分向上させることが困難となるおそれがある。このため、こうした状況下、バルブタイミングを遅角させることで異常気筒における着火性を向上させる。
【００８０】
なお、上記所定数は、正常気筒のみで始動を行なうことのできる境界値に応じて設定される。また、所定温度αは、上記所定温度ＴＨＷ１よりも低い温度に設定されている。なお、図９に示す処理において、所定温度ＴＨＷ１よりも温度が高いときには、ステップＳ５４、Ｓ５６の処理を行なわないようにすることが望ましい。
【００８１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００８２】
（１）グロープラグ２４に異常が検出される場合、ディーゼル機関１０の始動に際し、異常による始動性の低下を補償すべく、ディーゼル機関１０の出力制御のためのアクチュエータの操作態様を変更した。これにより、グロープラグ２４の異常による始動性の低下を補償することができ、ひいては始動性を向上させることができる。
【００８３】
（２）グロープラグ２４の異常の検出される気筒の燃料をカットした。これにより、燃料が無駄に消費されることや、黒鉛が排出されることを回避することができる。また、燃料の噴射をカットすることで、異常の検出される気筒の燃焼室２０内の更なる温度低下を回避することもできる。
【００８４】
（３）グロープラグ２４の異常の検出されない気筒の燃料を増量補正した。これにより、異常のある気筒において燃料の燃焼エネルギが生成されない場合であっても、他の気筒における燃焼エネルギによってこれを補償することができる。
【００８５】
（４）グロープラグ２４の異常時、異常気筒において燃料噴射弁２２を介した燃料の噴射タイミングを遅角した。これにより、燃焼室２０内の燃料の着火性を高めることができ、ひいては始動性を高めることができる。
【００８６】
（５）吸気バルブ１４のバルブタイミングを遅角させた。これにより、異常気筒の燃焼室２０内の燃料の着火性を高めることができ、ひいては始動性を高めることができる。
【００８７】
（６）異常のある気筒数が所定数より大きいときには異常気筒の着火性を促進する処理を行い、所定数未満であるときには、異常気筒の燃料カット又は正常気筒の噴射量増量を行なった。これにより、より適切な始動制御を行うことができる。
【００８８】
（７）異常のある気筒数が所定数未満である場合、冷却水温が所定温度α未満であるとき正常気筒の噴射量増量を行ない、所定温度α以上であるとき異常気筒の燃料をカットした。これにより、より適切な始動制御を行うことができる。
【００８９】
（８）異常のある気筒数が所定数より大きい場合、冷却水温が所定温度α未満であるとき吸気バルブ１４のバルブタイミングを遅角し、所定温度α以上であるとき噴射タイミングを遅角した。これにより、より適切な始動制御を行うことができる。
【００９０】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９１】
図１０に、本実施形態にかかるディーゼル機関１０の始動に伴う出力制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１０において、先の図９に示した処理と対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。
【００９２】
図示されるように、本実施形態では、始動完了後、ディーゼル機関１０の運転状態が安定するか否かを判断する（ステップＳ４４）。ここで、ディーゼル機関１０の運転状態が安定したか否かは、例えばクランク軸２６の回転変動量が所定以下となるか否かによって判断すればよい。また例えば、ディーゼル機関１０が燃焼室２０内の圧力を検出する筒内圧センサを備える場合、その検出値に基づき着火時期を検出し、同着火時期に基づき運転状態の安定性（燃焼の安定性）を判断してもよい。ディーゼル機関１０の運転状態が安定しない間は、グロープラグ２４に異常がある気筒の着火性が低いと考えられる。このため、本実施形態では、こうした状況下、ステップＳ６０の処理を行なう。
【００９３】
図１１に、ステップＳ６０の処理の詳細を示す。図示されるように、異常気筒数が所定数以下であるときには（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、先の図９のステップＳ５５同様、ステップＳ６５において正常気筒の噴射量を増量する処理を行なう。これに対し、異常気筒数が所定数よりも多いときには（ステップＳ６１：ＮＯ）、ステップＳ６３において、冷却水温が所定温度α以上であるか否かを判断する。そして所定温度α以上であるときには、ステップＳ６６において、先の図９のステップＳ５６と同様の処理を行なう。一方、所定温度α未満であるときには、ステップＳ６７において、先の図９のステップＳ５７の処理と同様の処理を行なう。
【００９４】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（８）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００９５】
（９）ディーゼル機関１０の始動完了後、グロープラグ２４の異常によるディーゼル機関１０の運転状態の不安定化を補償すべく、ディーゼル機関１０のアクチュエータの操作態様を変更することで、異常に起因する不安定化を好適に抑制又は回避することができる。
【００９６】
（１０）始動完了後においてディーゼル機関１０の運転状態を安定化させるべく、異常の検出されない気筒の燃料を増量補正した。これにより、燃料エネルギに不足が生じることを好適に抑制又は回避することができる。
【００９７】
（１１）始動完了後においてディーゼル機関１０の運転状態を安定化させるべく、燃料噴射弁２２を介した燃料の噴射タイミングを遅角した。これにより、燃焼室２０内の燃料の着火性を高めることができる。
【００９８】
（１２）始動完了後においてディーゼル機関１０の運転状態を安定化させるべく、吸気バルブ１４のバルブタイミングを遅角した。これにより、燃焼室２０内の燃料の着火性を高めることができる。
【００９９】
（１３）異常気筒数が所定数以下であるか否かに応じて、また冷却水温が所定温度α以上であるか否かに応じて、運転状態を安定化させるための制御を切り替えた。これにより、ディーゼル機関１０の運転状態をより適切に安定化させることができる。
【０１００】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１０１】
・上記第１及び第２の実施形態において、スタータオン状態から始動完了までの処理として、先の図９のステップＳ５４〜Ｓ５７の処理を併用してもよい。すなわち例えば、状況に応じて、バルブタイミングの遅角処理と正常気筒の燃料噴射量の増量処理とを併用してもよい。また例えば、状況に応じて、異常気筒の噴射タイミングの遅角処理と正常気筒の燃料噴射量の増量処理とを併用してもよい。また例えば、状況に応じて、異常気筒の噴射タイミングの遅角処理と異常気筒のバルブタイミングの遅角処理とを併用してもよい。更に例えば、状況に応じて、異常気筒の噴射タイミングの遅角処理と異常気筒のバルブタイミングの遅角処理と正常気筒の噴射量増量処理とを併用してもよい。
【０１０２】
・上記第２の実施形態において、始動完了から運転状態が安定するまでの処理として、先の図１１のステップＳ６５〜Ｓ６７の処理を併用してもよい。すなわち例えば、状況に応じて、バルブタイミングの遅角処理と正常気筒の燃料噴射量の増量処理とを併用してもよい。また例えば、状況に応じて、異常気筒の噴射タイミングの遅角処理と正常気筒の燃料噴射量の増量処理とを併用してもよい。また例えば、状況に応じて、異常気筒の噴射タイミングの遅角処理と異常気筒のバルブタイミングの遅角処理とを併用してもよい。更に例えば、状況に応じて、異常気筒の噴射タイミングの遅角処理と異常気筒のバルブタイミングの遅角処理と正常気筒の噴射量増量処理とを併用してもよい。
【０１０３】
・ディーゼル機関１０の温度状態を把握するためのパラメータとしては、冷却水温に限らない。例えばディーゼル機関１０を循環するエンジンオイルの温度でもよい。
【０１０４】
・燃焼室２０内の温度を上昇させる手段としては、上記のものに限らない。例えば燃焼室２０に流入する空気量を低減させることで低減させない場合と比較して燃焼室２０内の温度を上昇させてもよい。
【０１０５】
・バルブ特性可変手段としては、上述した可変バルブタイミング装置３６に限らない。例えばバルブのリフト量を可変とするものであってもよい。この場合であっても、バルブ特性を変更することで圧縮比を増大させることができ、ひいては着火性を高めることができる。
【０１０６】
・上記各実施形態では、グロープラグ２４の異常時、始動性の低下や運転状態の不安定化を補償する処理として、複数の処理の中から状況に応じて適宜選択された処理を用いたがこれに限らない。例えば、グロープラグ２４の断線異常が検出される場合、異常気筒の燃料をカットするなら、無駄な燃料の消費を回避することはできる。また例えば、グロープラグ２４の断線異常が検出される場合、正常気筒の燃料噴射量を増量するなら、燃焼エネルギの不足を補償することはできる。また例えば、グロープラグ２４の断線異常が検出される場合、噴射タイミングを遅角させるなら、異常気筒の着火性を高めることはできる。更に例えば、グロープラグ２４の断線異常が検出される場合、バルブタイミングを遅角させるなら、異常気筒の着火性を高めることはできる。
【０１０７】
・グロープラグ２４の断線異常による始動性の低下を補償するようにディーゼル機関１０の燃焼室２０内の状態量を制御すべく、ディーゼル機関１０のアクチュエータの操作態様を変更する変更手段としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、正常気筒の噴射タイミングを進角させることで出力トルクの増大を図ってもよい。
【０１０８】
・グロープラグ２４の温度情報の取得手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば温度センサを用いてグロープラグ２４の温度を直接検出してもよい。また、グロープラグ２４の断線異常の診断手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らず、例えば上記特許文献１に記載された手法でもよい。
【０１０９】
・ディーゼル機関としては、４気筒のものに限らない。また、ディーゼル機関にも限らず、燃焼室内に噴射される燃料を圧縮によって着火させる圧縮着火式内燃機関であれば、低温状態での始動時に燃料の着火性が特に問題となりやすいため、本発明は特に有効である。なお、圧縮着火式内燃機関に限らず、例えばガソリン機関等の火花点火式内燃機関であっても、低温状態での始動時に燃料の着火性の低下を補償するために燃焼室内に突出した発熱手段を備えるなら、その異常時には本発明を適用することが有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】第１の実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態にかかるグロープラグの駆動装置の構成を示す図。
【図３】同実施形態にかかるグロープラグの温度の推定手法を示す図。
【図４】同実施形態にかかるグロープラグの通電処理の手順を示す流れ図。
【図５】同実施形態にかかるグロープラグの通電時間の設定手法を示す図。
【図６】同実施形態にかかるグロープラグの温度制御態様を示すタイムチャート。
【図７】同実施形態にかかるグロープラグの異常診断処理の手順を示す流れ図。
【図８】同実施形態にかかるグロープラグの異常時の始動処理の手順を示す流れ図。
【図９】上記始動処理の詳細を示す流れ図。
【図１０】第２の実施形態にかかるグロープラグの異常時の処理の手順を示す流れ図。
【図１１】上記処理の詳細を示す流れ図。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…ディーゼル機関、２０…燃焼室、２４…グロープラグ、３６…可変バルブタイミング装置、４０…ＥＣＵ（内燃機関の制御装置の一実施形態）。
【図１】
2008115808.tif 000003
【図２】
2008115808.tif 000004
【図３】
2008115808.tif 000005
【図４】
2008115808.tif 000006
【図５】
2008115808.tif 000007
【図６】
2008115808.tif 000008
【図７】
2008115808.tif 000009
【図８】
2008115808.tif 000010
【図９】
2008115808.tif 000011
【図１０】
2008115808.tif 000012
【図１１】
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