(57)【要約】【課題】グロープラグの劣化に起因する失火及び白煙の発生を防止する。【解決手段】エンジンシステム１０において、ＥＣＵ１００は、エンジン２００においてグロープラグ２１０が劣化した場合における冷間始動時の燃焼性能維持を目的として燃焼性能維持処理を実行する。当該処理において、燃料カット時に微小噴射量学習処理によってインジェクタ２１１の燃料噴射特性が補正された後、同じく燃料カット時に冷間始動時において燃焼性能を向上させるべく設定されるインジェクタ２１１の冷間補正値をグロープラグ２１０の劣化状態に応じて更新するための冷間補正値更新処理が実行される。当該処理では、グロープラグ２１０の作動時及び非作動時に規定量の燃料噴射がなされ、夫々の場合について機関発生トルクが算出される。そしてこの算出された機関発生トルク各々の偏差に基づいてシリンダ毎に冷間補正値が更新される。【選択図】図５
2008280895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する噴射手段及びグロープラグを備えた内燃機関の制御装置であって、
第１の噴射量に相当する前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第１の噴射制御手段と、
少なくとも前記グロープラグを作動させた状態における前記第１の噴射量に相当する燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第１の変動量特定手段と、
前記特定された変動量に基づいて、予め前記グロープラグを使用すべき旨が設定された前記内燃機関の動作期間における、前記内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた前記噴射手段の制御量を補正する制御量補正手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１の変動量特定手段は、前記グロープラグの複数の作動状態について前記変動量を特定し、
前記制御量補正手段は、前記複数の作動状態について特定された変動量の相対関係に基づいて前記制御量を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記複数の作動状態は、前記グロープラグを作動させない状態を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記特定された変動量に基づいて前記グロープラグの劣化状態を特定する劣化状態特定手段を更に具備し、
前記制御量補正手段は、前記特定された劣化状態に応じて前記制御量を補正する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第１の噴射制御手段は、前記内燃機関が所定の燃料カット状態にある場合に前記第１の噴射量に相当する燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御量補正手段は、前記グロープラグを使用すべき旨が設定された動作期間として始動時を含む前記内燃機関の暖機期間における前記制御量を補正する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記第１の噴射制御手段は、前記燃料が燃焼し難いものとして規定された所定の燃焼性悪化条件の下で前記第１の噴射量に相当する燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関は、少なくとも前記グロープラグを使用すべき旨が設定された動作期間において、前記燃料が主噴射及び該主噴射に先立つ副噴射に分割して噴射されるように構成されており、
前記制御量補正手段は、前記制御量として、前記主噴射及び副噴射のうち少なくとも一方の噴射時期並びに前記副噴射に係る副噴射量のうち少なくとも一部を補正する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記燃料の目標噴射量と実噴射量との偏差を特定する偏差特定手段を更に具備し、
前記第１の噴射制御手段は、前記特定された偏差に基づいて前記実噴射量が前記第１の噴射量となるように前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記第１の噴射量に相当する燃料の噴射に先立って第２の噴射量に相当する前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第２の噴射制御手段と、
前記グロープラグの非作動時における前記第２の噴射量に相当する燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第２の変動量特定手段と
を更に具備し、
前記偏差特定手段は、前記特定された第２の噴射量に対応する変動量に基づいて前記偏差を特定する
ことを特徴とする請求項９に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、グロープラグを有する内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野において、内燃機関の出力状態から噴射量を学習するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたディーゼル機関の噴射量制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、無噴射時に単発噴射を実施し、その単発噴射によって上昇するエンジンの回転数の変化量と、単発噴射を実施した時のエンジン回転数との積であるトルク比例量から算出される発生トルクから実噴射量を推定すると共に、当該推定された実噴射量と噴射量の指令値との差を検出することによって、噴射量学習を高精度に実施することが可能であるとされている。
【０００３】
尚、気筒毎のエンジン回転数偏差から、気筒毎の燃料噴射量を補正してエンジン振動を抑制する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３６７８８号公報
【特許文献２】特開２００１−３４９２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の内燃機関においてグロープラグが劣化した場合、燃料の着火性が悪化し、例えば冷間始動時等に失火や白煙の発生等の問題が生じる可能性がある。ところが、従来の技術では、噴射量の学習により噴射手段に生じ得る機械的なバラツキは補正し得ても、グロープラグの劣化については考慮されておらず、この種の問題を回避することが困難である。即ち、従来の技術には、グロープラグの劣化に起因する失火及び白煙発生への対策が不十分であるという技術的な問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、グロープラグの劣化に起因する失火及び白煙の発生等を防止し得る内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料を噴射する噴射手段及びグロープラグを備えた内燃機関の制御装置であって、第１の噴射量に相当する前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第１の噴射制御手段と、少なくとも前記グロープラグを作動させた状態における前記第１の噴射量に相当する燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第１の変動量特定手段と、前記特定された変動量に基づいて、予め前記グロープラグを使用すべき旨が設定された前記内燃機関の動作期間における、前記内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた前記噴射手段の制御量を補正する制御量補正手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該各々の燃焼室において、例えば軽油等の燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関であって、特に熱エネルギの付与により燃焼室、混合気或いは噴射された燃料（以下、適宜「噴射燃料」と称する）を幾らかなり昇温せしめることが可能な手段を包括する概念としてのグロープラグを備えた機関を指し、例えば２サイクル或いは４サイクル型のディーゼルエンジン等を指す。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、少なくともグロープラグの作動時（作動している状態として連続的又は段階的な状態を採り得る場合には、少なくとも非作動状態にない場合）における、第１の噴射量に相当する燃料の噴射に伴う内燃機関のトルクの変動量（以下、適宜「トルク変動量」と略称する）が、例えば内燃機関に備わる複数の気筒の各々について、又は複数の気筒群毎に、或いは気筒の別なく一括して特定される。
【００１０】
ここで、グロープラグが、燃焼室、混合気或いは噴射燃料に対し、直接的に或いは間接的に熱エネルギを付与し得ることに鑑みれば、燃焼室、混合気或いは噴射燃料の熱状態と相関する、始動性能及び着火性能を含む概念としての内燃機関の燃焼性能は、グロープラグの作動の有無といった二値的状態、或いはグロープラグが連続的な又は段階的な作動状態を採り得る場合には、その連続的又は段階的な状態を含み得る概念としてのグロープラグの作動状態に幾らかなり影響を受ける。特に、冷間始動時等、燃焼室及び混合気の温度が低く、始動性能及び着火性能が相対的に低下し易い条件においては、その傾向は顕著である。
【００１１】
従って、内燃機関の燃焼性能は、少なくとも制御上グロープラグが幾らかなり作動せしめられる状況においては、グロープラグに生じる経時的な劣化及び何らかの外的又は内的理由に起因する故障の有無や度合い等を含む概念としての劣化状態に幾らかなり影響を受け、典型的には当該劣化状態に応じて（即ち、劣化や故障等の度合いが大きい程）悪化する。
【００１２】
このため、当該燃焼性能に少なからず依存する、第１の噴射量に相当する燃料の噴射に伴う内燃機関のトルク変動も、グロープラグの劣化状態に影響を受ける。即ち、第１の変動量特定手段により特定されるトルク変動量は、各々相互間に如何なる対応付けがなされるにせよ、気筒各々における、又は複数の気筒群毎の、或いは気筒の別なく一括した、グロープラグの劣化状態を規定する指標値として実践上有効となる。
【００１３】
一方、例えば冷間始動時等、グロープラグを使用すべき旨が設定される内燃機関の動作期間においてグロープラグが正常に機能しない場合、或いはグロープラグの性能が予め想定されるよりも劣る場合、必然的に内燃機関の燃焼性能は低下し、失火や白煙の発生といった、実践上看過し難い問題が生じ得る。
【００１４】
そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、第１の変動量特定手段により特定されたトルク変動量に基づいて、グロープラグを使用すべき旨が設定された内燃機関の動作期間における、内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた（即ち、内燃機関の燃焼性能を向上させるものとして規定された）噴射手段の制御量が、例えば気筒各々について、又は複数の気筒群毎に、或いは気筒の別無く一括して補正される。
【００１５】
上述したように、このトルク変動量は、グロープラグの劣化状態を規定する指標として有効であり、このトルク変動量に基づいてなされる当該制御量の補正は、即ちグロープラグの劣化状態に基づいた補正と等価となり得る。
【００１６】
従って、制御量補正手段は、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、例えばグロープラグの劣化状態に応じて生じ得る上述した内燃機関の燃焼性能の低下が幾らかなり抑制されるように、又は例えばこのような燃焼性能の低下が相殺されるように、或いは例えば内燃機関の気筒各々又は気筒群各々におけるグロープラグの劣化状態のバラツキが解消されるように定められた各種の対応関係等に従ってマップ等から然るべき補正量や補正係数を選択的に取得することにより、或いはこのように定められたアルゴリズム、算出式又は論理式等に従ってその都度個別具体的な演算処理を行うこと等によりなされる当該制御量の補正を介して、グロープラグの劣化状態に応じて生じる内燃機関の燃焼性能の低下を抑制することが可能となる。このような燃焼性能の低下抑制の効果が奏されることによって、失火及び白煙の発生等が防止される。即ち、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、グロープラグの劣化等に起因する失火及び白煙の発生等を防止することが可能となるのである。
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第１の態様では、前記第１の変動量特定手段は、前記グロープラグの複数の作動状態について前記変動量を特定し、前記制御量補正手段は、前記複数の作動状態について特定された変動量の相対関係に基づいて前記制御量を補正する。
【００１８】
この態様によれば、トルク変動量が、グロープラグの複数の作動状態、例えば好適な一形態として、少なくとも作動している状態（以下、適宜「作動制御状態」と称する）及び作動していない状態（以下、適宜「非作動制御状態」と称する）の各々について特定される。前述した制御量の補正は、これら各々について特定された変動量の相対関係、例えば両者の偏差等に基づいて行われる。
【００１９】
このように複数の作動状態におけるトルク変動量の相対関係が参照される場合、グロープラグが如何なる劣化状態にあるか（全く劣化していない状態も含む）についての推定或いは判断に、その時点のグロープラグのリアルタイムな状態を反映させることが可能となるため、例えば一の作動状態について特定されたトルク変動量を、予め然るべき記憶手段等に記憶してなる基準値等と比較すること等によってグロープラグの劣化状態の推定を図る場合と較べ、グロープラグの劣化状態がより高精度に表される。従って、噴射手段における制御量の補正を、グロープラグの実情をより反映しつつ行うことが可能となり、内燃機関の燃焼性能の低下がより効率的且つ効果的に抑制される。
【００２０】
尚、この態様では、前記複数の作動状態は、前記グロープラグを作動させない状態を含んでもよい。
【００２１】
グロープラグが、作動している状態として（即ち、作動制御状態として）複数の状態を採り得る場合（例えば、通電量が可変である等して付与し得る熱エネルギが可変である場合）、上述した相対関係を規定すべき複数の作動状態をこれらの中から選択することも可能であるが、複数の作動状態の一としてグロープラグを作動させない状態（即ち、非作動制御状態）が含まれる場合、グロープラグが正常に機能しない（或いは正常に機能しないとみなし得る）状態にある場合と、正常に機能する（或いは正常に機能するとみなし得る）状態にある場合とで、複数の作動状態の各々について特定されるトルク変動量に有意な差が生じ易い。
【００２２】
従って、この場合、グロープラグの劣化状態の推定（実際に推定するか否かは別として）に係る解像度が高くなり、噴射手段の補正に係る補正量を、より精細に設定することが可能となるため、内燃機関の燃焼性能の低下を効果的に抑制することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第２の態様では、前記特定された変動量に基づいて前記グロープラグの劣化状態を特定する劣化状態特定手段を更に具備し、前記制御量補正手段は、前記特定された劣化状態に応じて前記制御量を補正する。
【００２４】
この態様によれば、特定されたトルク変動量に基づいて、気筒各々について、又は複数の気筒群毎に、或いは気筒の別無く一括して、グロープラグの実際の劣化状態が特定される。従って、制御量の補正に明確な指針が与えられ、実践上有益である。
【００２５】
また、このようにグロープラグの劣化状態が実際に特定されることに鑑みれば、例えば、制御量の補正を介した内燃機関の性能低下の抑制に加えて、グロープラグの劣化状態そのものを、例えば物理的、機械的又は電気的な各種告知手段、例えばインジケータ等の制御を経てドライバに告知することも容易にして可能であり、間接的に内燃機関の燃焼性能の低下の抑制を図り得る点においても実践上有益である。
【００２６】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第３の態様では、前記第１の噴射制御手段は、前記内燃機関が所定の燃料カット状態にある場合に前記第１の噴射量に相当する燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する。
【００２７】
例えば車両が減速状態にある場合等には、内燃機関の制御の好適な一形態として、燃料の噴射供給が停止される、所謂燃料カット制御がなされ得る。このような燃料カット状態においては、内燃機関の物理的な回転自体は継続していたとして、各気筒において、少なくとも燃料の燃焼に伴うトルクの出力は生じない。従って、第１の噴射量に相当する燃料の噴射に伴うトルク変動が相対的にみて顕著に現れ易く、トルク変動の特定精度が向上する。
【００２８】
また、このような燃料カットに係る内燃機関の制御は、燃料の効率的利用に鑑みてなされる趣旨であり、第１の噴射量に相当する燃料が噴射されたとして、トルク変動がドライバビリティに与える影響は相対的に小さくて済む。即ち、このように燃料カット中に第１の噴射量に相当する燃料の噴射がなされる場合、ドライバビリティの悪化を可及的に抑制しつつ、或いは実践上顕在化させることなく、噴射手段の制御量に係る補正を行うことが可能となるため極めて有益である。
【００２９】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第４の態様では、前記制御量補正手段は、前記グロープラグを使用すべき旨が設定された動作期間として始動時を含む前記内燃機関の暖機期間における前記制御量を補正する。
【００３０】
この種の暖機期間においては、例えば燃焼室の温度が相対的に低い、或いは吸入空気の温度（以下、適宜「吸気温」と称する）が相対的に低い等の各種理由から顕著にグロープラグの作動が必要とされ易い。特に、外気温或いは内燃機関の温度（例えば冷却水温や触媒床温等によって代替されてもよい）がより低い冷間始動時においてはその傾向が顕著である。
【００３１】
この態様によれば、このような冷間始動時を好適に含む趣旨としての暖機期間における噴射手段の制御量が補正される。従って、内燃機関の燃焼性能の低下を抑制することによる失火及び白煙の発生の抑制に加え、エミッションの悪化を防止することも可能となり実践上有益である。
【００３２】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第５の態様では、前記第１の噴射制御手段は、前記燃料が燃焼し難いものとして規定された所定の燃焼悪化条件の下で前記第１の噴射量に相当する燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する。
【００３３】
この態様によれば、第１の噴射量に相当する燃料の噴射が、燃焼悪化条件の下でなされるため、グロープラグが内燃機関のトルク変動に与える影響が相対的に大きくなる。従って、特定されるトルク変動量によって、グロープラグの劣化状態がより高精度に代替され、噴射手段の制御量の補正がより効率的且つ効果的に実行される。
【００３４】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第６の態様では、前記内燃機関は、少なくとも前記グロープラグを使用すべき旨が設定された動作期間において、前記燃料が主噴射及び該主噴射に先立つ副噴射に分割して噴射されるように構成されており、前記制御量補正手段は、前記制御量として、前記主噴射及び副噴射のうち少なくとも一方の噴射時期並びに前記副噴射に係る副噴射量のうち少なくとも一部を補正する。
【００３５】
本発明に係る内燃機関は、グロープラグを備えた、好適にはディーゼルエンジンであり、本発明に係る制御量の補正がなされる期間を除く動作期間の少なくとも一部において、燃料が、主噴射と、当該主噴射に先立つ、所謂パイロット噴射と称される副噴射とに分割して噴射される。このような制御形態の下では、主噴射及び副噴射のうち少なくとも一方の噴射時期並びに副噴射量は、内燃機関の燃焼性能に顕著に影響し得るため、制御量補正手段の動作として、これら少なくとも一部が補正されることにより（尚、いずれか一方の噴射時期の補正とは、即ち、主噴射と副噴射とのインタバルの補正を意味する）、グロープラグの劣化状態及び各気筒相互間の当該劣化状態のバラツキ等に起因する内燃機関の燃焼性能の低下が効率的且つ効果的に抑制され、失火及び白煙の発生等が好適に防止される。
【００３６】
本発明に係る内燃機関の制御装置の第７の態様では、前記燃料の目標噴射量と実噴射量との偏差を特定する偏差特定手段を更に具備し、前記第１の噴射制御手段は、前記特定された偏差に基づいて前記実噴射量が前記第１の噴射量となるように前記噴射手段を制御する。
【００３７】
この種の内燃機関に備わる、例えば電子制御式インジェクタ等の噴射手段を介した燃料の噴射量は、当該噴射手段の個体差、当該噴射手段の経時的な変化、或いは外的又は内的要因による故障の発生等、物理的又は機械的な動作状態のバラツキ要因に起因して、目標噴射量に対し気筒相互間で、或いは気筒全体として、バラツキを伴うことが多い。特に、噴射手段に燃料を供給する供給経路上に設けられた調量弁の動作精度が低くなり易いディーゼルエンジン等では、その傾向が顕著である。
【００３８】
この態様によれば、目標噴射量と実噴射量との偏差に基づいて実噴射量が第１の噴射量となるように、例えば噴射手段に供給される噴射指令値等の各種制御信号と目標噴射量との対応関係が補正され、或いはそのような対応関係はそのままに目標噴射量が補正され、噴射手段の制御に供される。その結果、いずれにせよ最終的に気筒毎の噴射量を正確に第１の噴射量に収束させることが可能となり、トルク変動量をより正確に制御量の補正に反映させることが可能となる。従って、内燃機関の燃焼性能の低下がより効果的に抑制され、失火及び白煙の発生が効果的に防止される。
【００３９】
尚、この態様では、前記第１の噴射量に相当する燃料の噴射に先立って第２の噴射量に相当する前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第２の噴射制御手段と、前記グロープラグの非作動時における前記第２の噴射量に相当する燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第２の変動量特定手段とを更に具備し、前記偏差特定手段は、前記特定された第２の噴射量に対応する変動量に基づいて前記偏差を特定してもよい。
【００４０】
この場合、所謂微小噴射量学習等と称される、噴射手段を構成するニードルやシールの磨耗又は損傷等、噴射手段に例えば経時的に或いは何らかの外的又は内的要因により生じた不具合等に起因する、上述した目標噴射量と実噴射量との乖離を補正すべくなされる噴射量の学習処理が実行され、その過程において、例えば１キュービック等微小量として規定される第２の噴射量に相当する燃料が第１の噴射量に相当する燃料の噴射に先立って噴射される。また、グロープラグの非作動時における、この第２の噴射量に対応するトルク変動が特定される。このトルク変動量は、グロープラグの劣化状態には影響されないため、この第２の噴射量に対応するトルク変動量に基づいて目標噴射量と実噴射量との偏差を正確に特定することが可能となる。
【００４１】
このような微小噴射量学習においては、好適にはこの目標噴射量と実噴射量との偏差を補正するための各種補正量、例えば噴射指令値の補正量或いは目標噴射量の補正量等が、例えば気筒各々について、又は複数の気筒群毎に、或いは気筒の別無く一律に、且つ逐次更新されつつ記憶される。従って、第１の噴射制御手段は、常に噴射手段を介して正確に第１の噴射量に相当する燃料を噴射させることが可能となり、実践上有益である。
【００４２】
また、このような微小噴射量学習は、例えば走行距離等により規定される所定の条件が満たされた場合における、例えば燃料カット時や無負荷レーシングにおける機関回転低下時等に好適に実行される。従って、本発明に係る噴射手段の制御量の補正に係る一連の処理のタイミングを、この微小噴射量学習の実行タイミングと同期させることによって、極めて効率的に且つ効果的に、失火及び白煙の発生を防止することが可能となる。
【００４３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
【００４５】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００４６】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１００及びエンジン２００を備える。
【００４７】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従って、後述する燃焼性能維持処理、微小噴射量学習処理及び冷間補正値更新処理を実行することが可能に構成されている。
【００４８】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１の噴射制御手段」、「第１の変動量特定手段」、「制御量補正手段」、「劣化状態特定手段」、「偏差特定手段」、「第２の噴射制御手段」及び「第２の変動量特定手段」として機能する一体の電子制御ユニットであるが、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成は、これに限定されるものではなく、例えば複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００４９】
エンジン２００は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、シリンダ２０１内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる爆発力に応じたピストン２０２の往復運動を、コネクティングロッド２０３を介してクランクシャフト２０４の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト２０４の近傍には、クランクシャフト２０４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２０５が設置されている。クランクポジションセンサ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０５によって検出されたクランクシャフト２０４の回転位置に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００５０】
尚、本実施形態に係るエンジン２００は、シリンダ２０１が図１において紙面と垂直な方向にＮ本並列してなる直列Ｎ気筒ディーゼルエンジンであるが、個々のシリンダ２０１の構成は相互に等しいため、ここでは一のシリンダ２０１についてのみ説明することとする。
【００５１】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、図示せぬエアクリーナで浄化された後、吸気管２０６を通過し、吸気ポート２０９を介して吸気バルブ２０９の開弁時にシリンダ２０１内に吸入される。この際、シリンダ２０１内に吸入される吸入空気に係る吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、ＥＣＵ１００に電気信号として一定又は不定の出力タイミングで出力される構成となっている。吸気管２０６には、吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ２０７が配設されている。このスロットルバルブ２０７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のスロットルバルブモータにより、例えば、図示せぬアクセルペダルの操作量等に応じて電気的且つ機械的に駆動される構成となっている。尚、スロットルバルブ２０７の開閉状態を表すスロットル開度は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された図示せぬスロットルポジションセンサにより検出され、ＥＣＵ１００に一定又は不定のタイミングで出力される構成となっている。
【００５２】
エンジン２００において、燃料は、燃料タンク２１２に貯留されている。この燃料タンク２１２には、燃料タンク２１２に貯留される燃料の残量を検出可能なフロート式の燃料量センサ２１７が設置されている。燃料量センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料量は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定のタイミングで把握される構成となっている。一方、燃料タンク２１２に貯留される燃料は、インジェクタ２１１によって、シリンダ２０１内の燃焼室に直接噴射される。インジェクタ２１１を介した燃料の噴射に際しては、先ず燃料タンク２１２に貯留された燃料が、フィードポンプ２１４の作用により低圧配管２１３を介して燃料タンク２１２から汲み出され、高圧ポンプ２１５へ供給される。
【００５３】
ここで、図２を参照して、高圧ポンプ２１５の構成について説明する。ここに、図２は、高圧ポンプ２１５の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５４】
図２において、高圧ポンプ２１５は、電磁調量弁２１５Ａ、吸入弁２１５Ｂ、シリンダ２１５Ｃ、プランジャ２１５Ｄ、カム２１５Ｅ、加圧室２１５Ｆ、吐出弁２１５Ｇ及び高圧配管２１５Ｈを備える。
【００５５】
電磁調量弁２１５Ａは、フィードポンプ２１４へと繋がる低圧配管２１３上に設けられ、フィードポンプ２１４により送出された燃料の流量を調節する電磁開閉弁である。フィードポンプ２１４により燃料タンク２１２から汲み上げられた燃料は、この電磁調量弁２１５Ａによりその流量が調節され、低圧配管２１３の一端部が接続された加圧室２１５Ｆへ供給される。
【００５６】
プランジャ２１５Ｄは、シリンダ２１５Ｃ内に設置された加圧部材であり、下端部分に接続されたロッド部材が、エンジン２００の吸気カムシャフト１１（図１では省略される）に固定され且つ吸気カムシャフト１１に同期して回転する、楕円形状を有するカム２１５Ｅのカムプロフィールに従って図中上下方向に往復運動するのに伴い、その上端部が図示ＴＤＣ（Top Death Center：上死点）と図示ＢＤＣ（Bottom Death Center：下死点）との間で往復運動することが可能に構成されている。加圧室２１５Ｆは、シリンダ２１５Ｃの内壁部分と、プランジャ２１５Ｄの上端部分とによって規定される空間であり、即ち、プランジャ２１５Ｄの前述した往復運動に伴ってその容積が変化する空間である。
【００５７】
他方、電磁調量弁２１５Ａにより調量された燃料は、プランジャ２１５Ｄがシリンダ２１５Ｃ内をＴＤＣからＢＤＣへ向かって移動する際に、吸入弁２１５Ｂを押し開いて加圧室に吸入される。その後、プランジャ２１５Ｄがシリンダ２１５Ｃ内をＢＤＣからＴＤＣへ向かって移動する際に、プランジャ２１５Ｄによって加圧室２１５Ｆ内部の燃料が圧縮（即ち、加圧）され、吐出弁２１５Ｇを押し開いて高圧配管２１５Ｈに供給され、高圧配管２１５Ｈに接続されたコモンレール２１６（図２では不図示）へと圧送される構成となっている。
【００５８】
図１に戻り、コモンレール２１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ２１５側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２１６には、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。
【００５９】
エンジン２００における上述したインジェクタ２１１は、シリンダ２０１毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリを介してコモンレール２１６に接続されている。ここで、インジェクタ２１１の構成について補足すると、インジェクタ２１１は、ＥＣＵ１００から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２１６の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
【００６０】
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２１６より供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。
【００６１】
尚、燃料は、個々のシリンダ２０１において、インジェクタ２１１を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃焼室内の急激な温度上昇を防止するための少量のパイロット噴射（即ち、本発明に係る「副噴射」の一例）と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当するメイン噴射（即ち、本発明に係る「主噴射」の一例）とに分割して噴射される構成となっている。
【００６２】
このようにしてシリンダ２０１内に噴射された燃料は、吸気バルブ２０９を介して吸入された吸入空気と混合され、上述した混合気となる。この混合気は、圧縮工程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２０９の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１８の開弁時に排気ポート２１９を介して排気管２２０に導かれる構成となっている。
【００６３】
ここで、シリンダ２０１には、燃焼室内に一部が露出してなるグロープラグ２１０が配設されている。グロープラグ２１０は、不図示の駆動系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００が当該駆動系を制御することにより当該駆動系から供給される電力に応じて赤熱するヒートコイルと、当該ヒートコイルが埋め込まれたセラミック体とを備え、このヒートコイルが燃焼室に露出する構成となっている。ヒートコイルは、その通電時に数百度程度の高温状態となり、燃焼室内に熱エネルギを付与することによって燃焼室を昇温させることが可能に構成されている。尚、本実施形態において、グロープラグ２１０は、作動制御状態及び非作動制御状態の二種類の作動状態のいずれかに制御されるものとする。
【００６４】
排気管２２０には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２１が設置されている。ＤＰＦ２２１は、エンジン２００から排出されるスート（煤）或いはスモーク、及びＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から図示を省略するが、エンジン２００には、上記したセンサ以外にも各種のセンサが配されており、例えば、エンジン２００の冷却水温を検出する水温センサ、エンジン２００のノッキングレベルを検出するノックセンサ、吸入空気の温度たる吸気温を検出する吸気温センサ及び吸入空気の圧力たる吸気圧を検出する吸気圧センサ等が夫々検出対象毎に最適な位置に設置されている。
【００６５】
＜実施形態の動作＞
＜燃焼性能維持処理の概要＞
エンジン２００は、上述したようにグロープラグ２１０を備える。グロープラグ２１０は、例えばエンジン２００の始動に先立って通電され（即ち、作動制御状態を採り）燃焼室を始動以前に昇温させると共に、始動後適当な時間が経過するまで当該通電状態が維持される。従って、燃焼室のみならず、混合気或いは噴射燃料に対しても熱エネルギを付与することが可能となっている。従って、エンジン２００は、グロープラグ２１０が作動制御状態にある場合に、その燃焼性能が相対的に向上する構成となっている。
【００６６】
特に、吸気管２０６を介して吸入される吸入空気に係る吸気温が低く、且つ燃焼室の温度も低い冷間始動時には、エンジン２００の始動性を向上させる目的からグロープラグ２１０に通電が行われ、グロープラグ２１０は、作動制御状態に制御される。また更に、このような冷間始動時においては、インジェクタ２１１に係るメイン噴射時期（即ち、クランク角の次元）、パイロット噴射とメイン噴射とのインタバル（即ち、クランク角の次元）及びパイロット噴射量の少なくとも一部が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、他の何らかの不具合の発生を可及的に回避しつつエンジン２００の燃焼性能を幾らかなり向上させ得るよう定められてなる、冷間始動時に特化した補正値（以下、適宜「冷間補正値」と称する）に制御される。この冷間補正値は、好適な一態様としては、メイン噴射の噴射時期（以下、適宜「メイン噴射時期」と称する）について設定され、少なくとも当該メイン噴射が、基本となる噴射時期よりも進角側でなされるように設定される。但し、メイン噴射が当該進角側でなされる限りにおいて、冷間補正値とは、メイン噴射時期そのものとして設定されてもよいし、基本となる噴射時期に対する補正量として設定されてもよい。
【００６７】
このように相対的に進角側の領域において燃料が噴射されることにより、着火特性の向上が図られ、もって燃焼性能の向上が図られる。即ち、この冷間補正値は、本発明に係る「予めグロープラグを使用すべき旨が設定された内燃機関の動作期間における、内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた噴射手段の制御量」の一例である。
【００６８】
尚、グロープラグ２１０の作動条件は、必ずしもこのような冷間始動時に限定されないが、エンジン２００の暖機が終了した後の通常の動作期間では、燃焼室内が十分に暖められており、通常グロープラグ２１０は非作動制御状態（即ち、非通電）に制御される。
【００６９】
一方、グロープラグ２１０は、燃焼室に一部が露出した構成を採ることも手伝って、経時的に、物理的、機械的又は電気的な劣化が生じ易い構成となっている。このような経時的な劣化、或いは何らかの外的又は内的な要因による故障や損傷等の各種不具合が生じた場合、顕著には冷間始動時におけるエンジン２００の燃焼性能が低下し、失火や白煙の発生等、実践上看過し得ない各種の問題が生じ得る。そこで、エンジンシステム１０では、ＥＣＵ１００により、燃焼性能維持処理が実行され、グロープラグ２１０の劣化状態に影響されることなく冷間始動時におけるエンジン２００の燃焼性能を担保し、失火や白煙の発生が回避される構成となっている。
【００７０】
＜燃焼性能維持処理の詳細＞
ここで、図３を参照し、燃焼性能維持処理の詳細について説明する。ここに、図３は、燃焼性能維持処理のフローチャートである。
【００７１】
図３において、ＥＣＵ１００は、噴射量の学習条件であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。
【００７２】
ここで、「噴射量の学習」とは、例えば所望の噴射量に相当する燃料が噴射されるように、噴射手段（即ち、本実施形態ではインジェクタ２１１）の指令値（即ち、噴射手段に供給される制御信号）若しくは当該指令値に対応付けられた（好適には、一対一又は多対一の関係を有し得る）指標値、又はこのような指令値若しくは指標値に対し加算、減算、乗算又は除算等を適宜含む補正用の数値演算を行うための補正量等を適宜更新すること等を指し、より具体的には例えば、噴射手段の指令値に対応する噴射量又は当該噴射量を規定し得る指標値若しくは補正値を、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて当該噴射量、指標値又は補正値等を実践上不都合が生じない程度の信頼性を保って決定し得るものとして定められてなるアルゴリズム、算出式又は論理演算式等に従って実行される物理的、機械的若しくは電気的な制御、数値演算又は論理演算により学習値として求め、前回の学習値（初期値があれば初期値）との乖離状態に応じて適宜に更新する処理等を指す。理想的には、このような噴射量の学習によって、噴射手段を介した燃料の実噴射量と、目標噴射量との乖離が消失、或いは極めて小さくなり得る。
【００７３】
エンジン２００の動作時には、インジェクタ２１１からシリンダ２０１内の燃焼室へ直接燃料が噴射される。この際、上述した構成を有する電磁調量弁２１５Ａの調量精度や、インジェクタ２１１におけるニードルの経時的な磨耗の度合い、或いはその他物理的又は機械的な動作精度等に起因して、目標噴射量に対応してインジェクタ２１１に供給される噴射指令値に対する燃料の実噴射量は、エンジン２００毎に、且つシリンダ２０１毎に異なったものとなり易い。噴射量の学習は、このような目標噴射量と実噴射量との乖離を減少させるべく、理想的にはこの乖離を相殺すべく行われる。
【００７４】
ステップＳ１０１に係る噴射量の学習条件とは、噴射量の学習を効果的に行い得るものとして予め定められた条件であり、例えば本実施形態では、前回噴射量の学習が行われてからの車両の走行距離が所定値以上であること、インジェクタ２１１に対する噴射量の指令値がゼロ以下の状態、即ち無噴射状態（即ち、好適には燃料カット中）であること、及びコモンレール２１６のレール圧が所定値に維持されていること等として設定されている。
【００７５】
噴射量の学習条件が満たされない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１に係る処理を繰り返し実行して実質的に処理を待機状態に制御すると共に、噴射量の学習条件が満たされる場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、微小噴射量学習処理を実行する（ステップＳ２００）。
【００７６】
ここで、図４を参照し、微小噴射量学習処理の詳細について説明する。ここに、図４は、微小噴射量学習処理のフローチャートである。
【００７７】
図４において、ＥＣＵ１００は、噴射量学習用として定められてなる規定量（即ち、本発明に係る「第２の噴射量」の一例であり、好適には、例えば、１キュービック等、燃費及びドライバビリティの悪化を顕在化させることのないように定められた微小量）の燃料が噴射されるようにインジェクタ２１１を制御する（ステップＳ２０１）。尚、係る規定量の燃料噴射は単発噴射である。
【００７８】
当該規定量の燃料が噴射されると、ＥＣＵ１００は、係る燃料の噴射に伴うエンジン２００の機関回転数の変動量ΔＮＥを算出する（ステップＳ２０２）。機関回転数変動量ΔＮＥは、例えば、燃料の噴射直前の機関回転数ＮＥ、燃料の燃焼が終了した時点での機関回転数ＮＥ、及び燃料の噴射がなされかった場合の機関回転数の減少量の予測値等に基づいて算出される。尚、機関回転数ＮＥは、燃料の噴射がなされない場合には単調減少するから、機関回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。
【００７９】
機関回転数変動量ΔＮＥ（即ち、噴射された燃料に相当する機関回転数ＮＥの上昇の度合い）が算出されると、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の機関発生トルクＴｒを算出する（ステップＳ２０３）。ここで、機関発生トルクＴｒは、燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと、ステップＳ２０２に係る処理において算出された機関回転数変動量ΔＮＥ及び所定の比例定数とに基づいて（例えば、これらの積として）算出することができる。
【００８０】
機関発生トルクＴｒが算出されると、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２１１から実際に噴射された燃料の量である実噴射量Ｑｒを算出する（ステップＳ２０４）。ディーゼルエンジンでは、燃料の噴射量と機関発生トルクとが比例するため、ステップＳ２０４に係る処理は、ステップＳ２０３に係る処理において得られた機関発生トルクＴｒの値に基づいて容易に算出することができる。
【００８１】
尚、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３に係る処理においては、本発明に係る「第２の変動量特定手段」の動作の一例が実現される。ここで、本発明に係る「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択又は推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従った論理演算、数値演算、又は電気的若しくは機械的な制御の結果として導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。
【００８２】
一方、燃料の着火特性は燃料のセタン価に応じて変化する。この着火特性は、機関発生トルクＴｒの値に影響するから、ステップＳ２０４に係る処理において得られた実噴射量Ｑｒを補正する必要が生じる。そこで、ＥＣＵ１００は、算出された実噴射量Ｑｒを燃料のセタン価に応じて補正する（ステップＳ２０５）。この際、ＥＣＵ１００には、予め実噴射量Ｑｒをセタン価に応じて補正するためのマップが格納されており、ＥＣＵ１００は、セタン価の値と当該マップとに基づいて実噴射量Ｑｒを補正する。尚、燃料のセタン価は、例えばこの燃焼性能維持処理とは独立して実行される、例えば燃料の着火遅れ期間等に基づいたセタン価検出処理等により適宜学習され、ＲＡＭ等に記憶されている。
【００８３】
実噴射量Ｑｒの補正が終了すると、ＥＣＵ１００は、補正された実噴射量Ｑｒの値と、インジェクタ２１１に供給された指令値に相当する噴射量（即ち、目標噴射量）の値とを比較し、これらの差分に基づいて微小噴射量学習値ＱＦを取得する（ステップＳ２０６）。尚、この微小噴射量学習値ＱＦは、要求噴射量と実噴射量との誤差を減少させるための補正量であり、例えば要求噴射量を直接補正する補正量であってもよいし、要求噴射量に対応するインジェクタ２１１の制御量、例えばインジェクタ２１１の前述した電磁弁への通電量や通電時間等を補正する補正量であってもよい。
【００８４】
微小噴射量学習値ＱＦを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得された微小噴射量学習値ＱＦによって従前の学習値を更新する必要があるか否かを判別する（ステップＳ２０７）。本実施形態では、従前の学習値と新たに取得された学習値との差分が所定値以上乖離している場合に、学習値の更新が必要である旨が判別される。尚、当該判別に係る判別基準は、噴射量の学習を効果的に行い得る限りにおいて特に限定されない。尚、従前の学習値が存在しない場合には、当該判別処理の結果は無条件に「ＹＥＳ」となる。
【００８５】
学習値を更新する必要がない旨の判別がなされた場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、微小噴射量学習処理を終了する。一方、学習値を更新する必要がある旨の判別がなされた場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＲＡＭに更新可能に記憶された従前の学習値を更新し（ステップＳ２０８）、微小噴射量学習処理を終了する。
【００８６】
図３に戻り、微小噴射量学習処理がなされると、引き続いて冷間補正値更新処理が実行される（ステップＳ３００）。ここで、冷間補正値更新処理とは、インジェクタ２１１に設定された上述した冷間補正値（主として冷間始動時のメイン噴射時期）を、グロープラグ２１０の劣化状態に応じて更に補正する処理である。尚、この補正は、冷間補正値更新処理の実行タイミング毎に適宜行われるため、ここでは「更新」なる言葉が使用されているが、冷間補正値の更新とは即ち、本発明に係る「噴射手段の制御量の補正」に他ならない。
【００８７】
ここで、図５を参照し、冷間補正値更新処理の詳細について説明する。ここに、図５は、冷間補正値更新処理のフローチャートである。
【００８８】
図５において、ＥＣＵ１００は、燃料の噴射条件を燃焼悪化条件に設定する（ステップＳ３０１）。ここで、燃焼悪化条件とは、インジェクタ２１１の制御上で実現し得る、燃料が相対的に着火し辛くなる条件を包括する概念であり、本実施形態では、燃料の噴射時期が相対的に遅角側に移行されることを指す。
【００８９】
次に、ＥＣＵ１００は、個々のシリンダ２０１を識別するためのカウンタｉをゼロにリセットする（ステップＳ３０２）。カウンタｉをリセットすると、ＥＣＵ１００は、カウンタｉを「１」だけインクリメントし（ステップＳ３０３）、冷間補正値更新処理の対象シリンダをｉ番目のシリンダ（即ち、ここでは、１番目のシリンダ）に設定する。
【００９０】
次に、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２１１の駆動制御を介し、ｉ番目のシリンダ２０１に対し、規定量の燃料を噴射する（ステップＳ３０４）。尚、この際、グロープラグ２１０は作動制御状態に制御される。ここで、冷間補正値更新処理における「規定量」とは、即ち、本発明に係る「第１の噴射量」の一例である。尚、冷間補正値更新処理における規定量と、前述した微小噴射量学習処理における規定量とは、相互に等しくてもよい。即ち、ステップＳ３０４に係る処理においては、微小量の単発噴射が行われてもよい。
【００９１】
当該規定量の燃料が噴射されると、ＥＣＵ１００は、微小噴射量学習処理の場合と同様に、係る規定量の燃料噴射に伴うエンジン２００の機関回転数の変動量ΔＮＥ１ｉ（ｉはシリンダの識別子）を算出する（ステップＳ３０５）。機関回転数変動量ΔＮＥ１ｉは、例えば、燃料の噴射直前の機関回転数ＮＥ、燃料の燃焼が終了した時点での機関回転数ＮＥ、及び燃料の噴射がなされかった場合の機関回転数の減少量の予測値等に基づいて算出される。尚、機関回転数ＮＥは、燃料の噴射がなされない場合には単調減少するから、機関回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。
【００９２】
機関回転数変動量ΔＮＥ１ｉ（即ち、ｉ番目のシリンダにおける、噴射された燃料に相当する機関回転数ＮＥの上昇の度合い）が算出されると、ＥＣＵ１００は、微小噴射量学習処理と同様に、エンジン２００の機関発生トルクＴｒ１ｉ（ｉはシリンダの識別子）を算出する（ステップＳ３０６）。ここで、機関発生トルクＴｒ１ｉは、燃料噴射直前の機関回転数ＮＥと、ステップＳ３０５に係る処理において算出された機関回転数変動量ΔＮＥ１ｉ及び所定の比例定数とに基づいて（例えば、これらの積として）算出される。即ち、機関発生トルクＴｒ１ｉは、規定量の燃料噴射によって生じたエンジン２００のトルク変動の量に相当する、本発明に係る「トルクの変動量」の一例である。
【００９３】
機関発生トルクＴｒ１ｉを算出すると、ＥＣＵ１００は、グロープラグ２１０を非作動制御状態に制御し、ステップＳ３０４に係る処理と同様に、規定量の燃料がｉ番目のシリンダ２０１に噴射されるようにインジェクタ２１１を制御する（ステップＳ３０７）。続いて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０５に係る処理と同様に機関回転数の変動量ΔＮＥ２ｉを算出し（ステップＳ３０８）、機関発生トルクＴｒ２ｉを算出する（ステップＳ３０９）。機関発生トルクＴｒ２ｉもまた、本発明に係る「トルクの変動量」の一例である。
【００９４】
このステップＳ３０９に係る処理が終了した時点で、グロープラグ２１０が作動制御状態及び非作動制御状態にある場合の各々について、機関発生トルクΔＴｒｉが取得される。また、ステップＳ３０５及びステップＳ３０６並びにステップＳ３０８及びステップＳ３０９に係る処理においては、本発明に係る「第１の変動量特定手段」の動作の一例が実現される。
【００９５】
ＥＣＵ１００は、次に、グロープラグ２１０が作動制御状態にある場合の機関発生トルクＴｒ１ｉからグロープラグ２１０が非作動制御状態にある場合の機関発生トルクＴｒ２ｉを減算し、トルク偏差ΔＴｒｉを算出する（ステップＳ３１０）。このトルク偏差ΔＴｒｉは、本発明に係る「複数の作動状態について特定された変動量の相対関係」の一例である。
【００９６】
ＥＣＵ１００は、このトルク偏差ΔＴｒｉに基づいて、ｉ番目のシリンダ２０１におけるグロープラグ２１０の劣化状態を推定する（ステップＳ３１１）。ここで、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め当該トルク偏差ΔＴｒｉの値と定量化されたグロープラグ２１０の劣化状態（以下、適宜「劣化状態指標値」と称する）とが、相互に対応付けられてなる劣化状態推定マップが格納されており、ＥＣＵ１００は、当該劣化状態推定マップから、算出されたトルク偏差ΔＴｒｉに対応する一の劣化状態指標値を選択的に取得することにより、ｉ番目のシリンダ２０１におけるグロープラグ２１０の劣化状態を推定する。
【００９７】
ここで、定性的に言えば、グロープラグ２１０が経時的な劣化や外的又は内的要因等により正常に機能しない場合、ステップＳ３０４及びステップＳ３０７に係る処理においてなされるグロープラグ２１０の作動状態の制御は意味をなさないから、実質的にはステップＳ３０６及びステップＳ３０９に係る処理において算出される機関発生トルクは相互に等しくなる。従って、トルク偏差ΔＴｒｉはゼロ、又は実質的にゼロとみなし得る程度に小さい値となる。一方、グロープラグ２１０が正常に機能している場合、ステップＳ３０４及びステップＳ３０７に係る処理各々においてなされるグロープラグ２１０の作動状態の制御は有意となり、夫々の場合において、エンジン２００における燃料の着火性が顕著に相違する結果となる。従って、ステップＳ３０６及びステップＳ３０９に係る処理において算出される機関発生トルクは相対的に大きくなり、トルク偏差ΔＴｒｉは有意な値を示す。
【００９８】
このように、本実施形態に係る冷間補正値更新処理においては、グロープラグ２１０の劣化状態に応じてトルク偏差ΔＴｒｉが変化する。より具体的にはグロープラグ２１０の劣化の度合いが大きい程トルク偏差ΔＴｒｉが小さく、グロープラグ２１０の劣化の度合いが小さい程トルク偏差ΔＴｒｉが大きくなる。即ち、トルク偏差ΔＴｒｉは、劣化状態推定マップから劣化状態指標値を選択的に取得するための有効な指標となる。
【００９９】
ＥＣＵ１００は、この選択的に取得された劣化状態指標値に応じて、ｉ番目のシリンダ２０１における冷間補正値を更新する（ステップＳ３１２）。冷間補正値の更新態様は、グロープラグ２１０の劣化の度合いが大きくなるのに伴い低下する冷間始動時の燃焼性能が幾らかなり補償される限りにおいて何ら限定されない趣旨であり、例えば、ＥＣＵ１００は、グロープラグ２１０の劣化の度合いが大きい程、燃料の着火がより促進されるようにメイン噴射時期を進角側に移行してもよい。或いは、このようなメイン噴射時期の進角制御に代えて又は加えて、メイン噴射とパイロット噴射とのインタバル、或いはパイロット噴射量等を、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて燃料の着火をより促進し得るよう定められたアルゴリズムや算出式等に従って変化させてもよい。
【０１００】
ｉ番目のシリンダ２０１における冷間補正値が更新されると、ＥＣＵ１００は、カウンタｉがＮ（即ち、気筒数）であるか否かを判別する（ステップＳ３１３）。カウンタｉがＮ未満である場合、即ち、未だ冷間補正値更新処理がなされていないシリンダ２０１が存在する場合（ステップＳ３１３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ３０３まで戻し、一連の処理を繰り返す。即ち、カウンタｉがインクリメントされることにより対象気筒が次気筒に移行し、上述したのと同様の各ステップを経て冷間補正値の更新が行われる。
【０１０１】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０３からステップ３１３に至る処理過程がエンジン２００の気筒数分（即ち、Ｎ回）繰り返された結果、カウンタｉがＮに一致した場合（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、言い換えれば、全てのシリンダ２０１について冷間補正値が更新された（少なくとも算出された）場合に、冷間補正値更新処理を終了する。
【０１０２】
尚、ステップＳ３１２に係る処理においては、必ずしも冷間補正値の更新が行われずともよい。例えば、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶手段に、前回の冷間補正値更新処理におけるステップＳ３１１に係る処理において取得された劣化状態指標値が格納されている場合、今回ステップＳ３１１に係る処理において取得された劣化状態指標値が前回の値と一致していれば、或いは前回の値と概ね等しければ、ステップＳ３１２に係る処理は実質的に無視されてもよい。或いは、前回の劣化状態指標値が記憶されておらずとも、今回の劣化状態指標値に応じて決定された冷間補正値が、前回決定された冷間補正値と一致していれば、或いは概ね等しければ、ステップＳ３１２に係る処理が実質的に無視されてよい。
【０１０３】
尚、本実施形態においては、ステップＳ３１１に係る処理において劣化状態指標値が取得されることによりグロープラグ３１０の劣化状態が推定されるが、トルク偏差ΔＴｒｉがグロープラグ２１０の劣化状態と相互に一対一、一対多、多対一或いは多対多に対応することに鑑みれば、このような劣化状態の推定プロセスを省いて、トルク偏差ΔＴｒｉに基づいて冷間補正値が決定され更新されてもよい。
【０１０４】
尚、本実施形態においては、グロープラグ２１０の二種類の作動状態（即ち、作動制御状態及び非作動制御状態）について本発明に係るトルクの変動量に相当する機関発生トルクＴｒｉが算出され、これらの相対関係（即ち、偏差）に基づいて（即ち、間接的にグロープラグの劣化状態に基づいて）冷間補正値が更新される。然るに、グロープラグ２１０の劣化状態は、グロープラグ２１０の作動時における機関発生トルクＴｒ１ｉのみによっても表すことができる。
【０１０５】
即ち、機関発生トルクの基準値（即ち、本実施形態に係る「機関発生トルクＴｒ２ｉ」に相当する）が、予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、実践上不具合が顕在化しない程度の精度で決定されている場合、この基準値と機関発生トルクＴｒ１ｉの比較に基づいて、グロープラグ２１０の劣化状態を推定することが可能である。即ち、冷間補正値を決定することが可能である。この場合、基準値が事前に決定されるため、エンジン２００のリアルタイムな状態が基準値に反映され難いが、規定量の燃料噴射が各シリンダについて一回のみで済むため、燃費の悪化を防止しつつ失火及び白煙の発生を防止することが可能となる。
【０１０６】
図３に戻り、冷間補正値更新処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻し、一連の処理を繰り返す。即ち、再び噴射量学習条件が満たされるまで、処理は実質的に待機状態に制御される。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態に係る燃焼性能維持処理においては、冷間補正値更新処理によって、その都度シリンダ２０１毎にグロープラグ２１０の劣化状態に応じて冷間補正値を更新することが可能となるため、グロープラグ２１０の劣化による冷間始動時の燃焼性能の低下を抑制することが可能となる。また、各シリンダについて決定される冷間補正値は、夫々統一の基準に従って決定されるから、各シリンダについてグロープラグ２１０の劣化状態にバラツキが生じていても、冷間始動時の燃焼性能を各シリンダについて略一定に維持することが可能となる。従って、例えば冷間始動時における、グロープラグの劣化に起因する失火及び白煙の発生を効率的且つ効果的に防止することが可能となるのである。
【０１０８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンシステムの模式図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおける高圧ポンプの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図１のエンジンシステムにおいて実行される燃焼性能維持処理のフローチャートである。
【図４】図３の燃焼性能維持処理において実行される微小噴射量学習処理のフローチャートである。
【図５】図３の燃焼性能維持処理において実行される冷間補正値更新処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２１０…グロープラグ、２１１…インジェクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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