(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、発進時、運転者に違和感を感じさせることなしにエンスト等を確実に防止し、ドライバビリティを向上することを目的とする。【解決手段】ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあるとき、クラッチペダルが踏み込まれたか否かが判別される（ステップ１０２）。クラッチペダルの踏み込みが検出された場合、すなわち発進意思があるものと判別された場合には、吸気温度、冷却水温等に基づいて要求実圧縮比が算出される（ステップ１０４）。この要求実圧縮比は、通常のアイドリング時の実圧縮比より高い値とされる。続いて、その要求実圧縮比になるような、吸気弁５２のバルブタイミングが算出される（ステップ１０６）。次に、実際のバルブタイミングがその目標バルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御される（ステップ１０８）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関を制御する装置であって、
運転者が前記車両を発進させようとする意思を持って行う発進準備操作を検知する発進準備操作検知手段と、
所定の発進準備操作が検知された場合に、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時と比べて高くする筒内昇温制御を開始する筒内昇温手段と、
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】
前記筒内昇温制御の開始前と開始後とで機関回転数が変化しないように前記内燃機関を制御す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】
前記所定の発進準備操作には、クラッチペダルの踏み込みが含まれることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記所定の発進準備操作には、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えが含まれることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記所定の発進準備操作には、駐車ブレーキの解除が含まれることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の実圧縮比を可変とする実圧縮比可変手段を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、実圧縮比が通常のアイドリング時より高くなるように前記実圧縮比可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、前記吸気弁の閉じ時期が通常のアイドリング時より下死点に近づくように前記可変動弁機構を制御することによって実圧縮比を高くすることで、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報を取得する車両負荷情報取得手段と、
前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の、実圧縮比の上昇度合いに関する制御量を、前記車両負荷情報に基づいて決定する制御量決定手段と、
更に備えることを特徴とする請求項６または７記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関の冷却水温、吸気温度、前記車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報、の少なくとも一つに基づいて、前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の要求実圧縮比を算出する要求実圧縮比算出手段と、
前記要求実圧縮比が所定の最大実圧縮比を超える場合に、前記要求実圧縮比と前記最大実圧縮比との偏差に応じて、機関回転数を通常のアイドリング時と比べて高くするアイドルアップを行うアイドルアップ手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記発進準備操作検知手段は、第１の発進準備操作と、前記第１の発進準備操作より後に行われる第２の発進準備操作とを検知可能であり、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比を超える場合には、前記第１の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始するとともに、前記第２の発進準備操作が検知されたことを条件に前記アイドルアップ手段が前記アイドルアップを開始し、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比以下である場合には、前記第２の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始することを特徴とする請求項９記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記第１の発進準備操作は、クラッチペダルの踏み込みであり、前記第２の発進準備操作は、駐車ブレーキの解除、または、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えであ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】
前記内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させる外部ＥＧＲを行うＥＧＲ装置と、
前記内燃機関の内部におけるＥＧＲである内部ＥＧＲの量を可変とする内部ＥＧＲ量可変手段と、
を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が通常のアイドリング時より大きくなるように前記ＥＧＲ装置および前記内部ＥＧＲ量可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、
前記ディーゼルエンジンの排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、
アイドリング時に前記ＥＧＲ装置により外部ＥＧＲを行うＥＧＲ制御装置と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動変速機付きの自動車においては、発進時、運転者がアクセルペダルとクラッチペダルとを操作することでいわゆる半クラッチの状態を作り、その後、クラッチが接続状態とされる。この間の操作の仕方によっては、エンジンストール（以下、「エンスト」と称する）が発生する可能性がある。そこで、従来より、発進時のエンストを確実に防止するための技術が研究されている。
【０００３】
例えば、特開平８−２７７７２９号公報には、発進時にバルブオーバーラップを小さくすることにより内部ＥＧＲ量を少なくすることで、燃焼悪化を防止し、もってエンストを確実に防止しようとする技術が開示されている。また、エンストではないが、特開平５−７１３７３号公報には、圧縮比切換機構を備えた内燃機関において、発進時に圧縮比を低くすることにより、ノッキングの発生を防止しようとする技術が開示されている。これら二つの技術は、主にガソリンエンジン車を対象としたものであると考えられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７１３７３号公報
【特許文献２】特開平８−２７７７２９号公報
【特許文献３】特開２０００−１５４７３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１３００１７号公報
【特許文献５】特開２００５−１２７２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、近年のディーゼルエンジン車の場合には、発進時、以下のような事情がある。現在、ディーゼルエンジン車に対する排出ガス規制が極めて厳しくなってきている。そのような厳しい規制をクリアするため、近年のディーゼルエンジン車では、動力が要求されないアイドリング時においては、燃焼を可能な限り緩慢にすることが行われている。燃焼を緩慢にすることで、ＮＯｘの排出量を抑制するためである。アイドリング時に燃焼を緩慢にする方法としては、通常、大量のＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行う方法がとられている。
【０００６】
このような近年のディーゼルエンジン車では、発進時、次のような事態が生ずる。大量ＥＧＲを行っているアイドル状態では、筒内に占めるＥＧＲガスの割合が多い。発進時には、筒内で多量の燃料が燃焼できるようにするため、筒内のＥＧＲガス量を減らして、空気の量を増やす必要がある。しかしながら、大量ＥＧＲを行っている状態では、吸気系に多量の排気ガスが存在している。このため、ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁を閉じた後も、吸気系に残存している排気ガスがしばらくの間は筒内に流入し続けるので、筒内の空気量はすぐには増えない。よって、発進時にクラッチを接続する際、必要な量の燃料を筒内で燃焼させることができにくい状態となる。その結果、発進時にトルクが不足しがちになり、エンストし易くなる傾向にある。
【０００７】
従来においては、上記のようなエンストを確実に防止するため、アイドリング中にクラッチペダルが踏み込まれた場合には、発進に備えて、エンジン回転数（アイドル回転数）を上昇させるように制御することが行われている。しかしながら、運転者にとっては、クラッチペダルを踏んだ直後、意図せずにエンジン回転数が上昇することとなるため、違和感（驚き）を感じ易い。
【０００８】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、発進時、運転者に違和感を感じさせることなしにエンスト等を確実に防止することができ、ドライバビリティを向上することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
車両に搭載された内燃機関を制御する装置であって、
運転者が前記車両を発進させようとする意思を持って行う発進準備操作を検知する発進準備操作検知手段と、
所定の発進準備操作が検知された場合に、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時と比べて高くする筒内昇温制御を開始する筒内昇温手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記筒内昇温制御の開始前と開始後とで機関回転数が変化しないように前記内燃機関を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記所定の発進準備操作には、クラッチペダルの踏み込みが含まれることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記所定の発進準備操作には、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えが含まれることを特徴とする。
【００１３】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記所定の発進準備操作には、駐車ブレーキの解除が含まれることを特徴とする。
【００１４】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の実圧縮比を可変とする実圧縮比可変手段を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、実圧縮比が通常のアイドリング時より高くなるように前記実圧縮比可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする。
【００１５】
また、第７の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、前記吸気弁の閉じ時期が通常のアイドリング時より下死点に近づくように前記可変動弁機構を制御することによって実圧縮比を高くすることで、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする。
【００１６】
また、第８の発明は、第６または第７の発明において、
前記車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報を取得する車両負荷情報取得手段と、
前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の、実圧縮比の上昇度合いに関する制御量を、前記車両負荷情報に基づいて決定する制御量決定手段と、
更に備えることを特徴とする。
【００１７】
また、第９の発明は、第６乃至第８の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の冷却水温、吸気温度、前記車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報、の少なくとも一つに基づいて、前記筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の要求実圧縮比を算出する要求実圧縮比算出手段と、
前記要求実圧縮比が所定の最大実圧縮比を超える場合に、前記要求実圧縮比と前記最大実圧縮比との偏差に応じて、機関回転数を通常のアイドリング時と比べて高くするアイドルアップを行うアイドルアップ手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
また、第１０の発明は、第９の発明において、
前記発進準備操作検知手段は、第１の発進準備操作と、前記第１の発進準備操作より後に行われる第２の発進準備操作とを検知可能であり、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比を超える場合には、前記第１の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始するとともに、前記第２の発進準備操作が検知されたことを条件に前記アイドルアップ手段が前記アイドルアップを開始し、
前記要求実圧縮比が前記最大実圧縮比以下である場合には、前記第２の発進準備操作が検知されたことを条件に前記筒内昇温手段が前記筒内昇温制御を開始することを特徴とする。
【００１９】
また、第１１の発明は、第１０の発明において、
前記第１の発進準備操作は、クラッチペダルの踏み込みであり、前記第２の発進準備操作は、駐車ブレーキの解除、または、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えであることを特徴とする。
【００２０】
また、第１２の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させる外部ＥＧＲを行うＥＧＲ装置と、
前記内燃機関の内部におけるＥＧＲである内部ＥＧＲの量を可変とする内部ＥＧＲ量可変手段と、
を更に備え、
前記筒内昇温手段は、前記筒内昇温制御の実行時、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が通常のアイドリング時より大きくなるように前記ＥＧＲ装置および前記内部ＥＧＲ量可変手段を制御することによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることを特徴とする。
【００２１】
また、第１３の発明は、第１乃至第１２の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、
前記ディーゼルエンジンの排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、
アイドリング時に前記ＥＧＲ装置により外部ＥＧＲを行うＥＧＲ制御装置と、
を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明によれば、運転者が車両を発進させようとする意思を持って行う発進準備操作を検知することができる。このため、発進を事前に予知することができる。そして、所定の発進準備操作が検知された場合には、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時と比べて高くすることができる。よって、発進が始まって多量の燃料が噴射された場合であっても、失火が起きにくく、十分に燃焼させることができる。つまり、発進時に大きなトルクを発生することができる。このため、エンストを確実に防止することができる。また、圧縮上死点近傍の筒内温度を高くしても、エンジン音やエンジン振動はほとんど変化しないので、運転者がそれに気付く可能性は低い。よって、運転者に違和感を感じさせることを回避することができる。更に、第１の発明によれば、所定の発進準備操作が検知されるまでは、筒内昇温制御を開始しないので、筒内温度が低い状態を維持することができる。このため、アイドリング中のＮＯｘ排出量を十分に低減することができる。
【００２３】
第２の発明によれば、筒内昇温制御の開始前と開始後とで機関回転数が変化しないように内燃機関を制御することができる。このため、発進の直前にエンジン音やエンジン振動が変化することをより確実に防止することができるので、運転者に違和感を感じさせることをより確実に防止することができる。
【００２４】
第３の発明によれば、少なくともクラッチペダルが踏み込まれるまでは、筒内昇温制御を開始しないようにすることができる。このため、アイドリング中のＮＯｘ排出量を十分に低減することができる。また、発進の前には、必ずクラッチペダルが踏まれるので、発進時には筒内昇温制御が確実に開始されているようにすることができる。
【００２５】
第４の発明によれば、少なくとも、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへシフトされるまでは、筒内昇温制御を開始しないようにすることができる。このため、アイドリング中のＮＯｘ排出量を十分に低減することができる。また、発進の前には、必ず上記のギアシフトが行われるので、発進時には筒内昇温制御が確実に開始されているようにすることができる。
【００２６】
第５の発明によれば、少なくとも、駐車ブレーキの解除されるまでは、筒内昇温制御を開始しないようにすることができる。このため、アイドリング中のＮＯｘ排出量を十分に低減することができる。また、発進の前には、必ず駐車ブレーキの解除が行われるので、発進時には筒内昇温制御が確実に開始されているようにすることができる。
【００２７】
第６の発明によれば、筒内昇温制御の実行時、実圧縮比を通常のアイドリング時より高くすることによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることができる。このため、発進の直前までに圧縮上死点近傍の筒内温度を確実かつ十分に上昇させることができる。その結果、エンストをより確実に防止することができる。
【００２８】
第７の発明によれば、筒内昇温制御の実行時、吸気弁の閉じ時期が通常のアイドリング時より下死点に近づくように可変動弁機構を制御することによって実圧縮比を高くし、もって圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることができる。このため、発進の直前までに圧縮上死点近傍の筒内温度を確実かつ十分に上昇させることができる。その結果、エンストをより確実に防止することができる。また、可変動弁機構を利用することでこの効果を得ることができるので、内燃機関の構造が複雑化することもない。
【００２９】
第８の発明によれば、車両を発進させる際の負荷に関する車両負荷情報を取得することができる。そして、筒内昇温制御において実圧縮比を高くする際の、実圧縮比の上昇度合いに関する制御量を、その車両負荷情報に基づいて決定することができる。このため、車両負荷が大きい場合であっても、エンストをより確実に防止することができる。
【００３０】
第９の発明によれば、冷却水温、吸気温度、車両負荷情報の少なくとも一つに基づいて、筒内昇温制御における要求実圧縮比を算出し、その要求実圧縮比が最大実圧縮比を超える場合には、両者の偏差に応じて、機関回転数を通常のアイドリング時と比べて高くするアイドルアップを行うことができる。第９の発明によれば、車両負荷が特に大きく、要求実圧縮比が最大実圧縮比が超えるような場合には、アイドルアップを併用することができるので、そのような場合であっても、エンストをより確実に防止することができる。また、その場合、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差に応じて、必要最小限のアイドルアップ量となるように制御するので、発進直前におけるエンジン音やエンジン振動の変化量を最小限にとどめることができる。よって、運転者が違和感を感ずることも抑制することができる。
【００３１】
第１０の発明によれば、第１の発進準備操作と、それより後に行われる第２の発進準備操作とを検知することができる。そして、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超える場合には、第１の発進準備操作が検知されたことを条件に筒内昇温制御を開始するとともに、第２の発進準備操作が検知されたことを条件にアイドルアップを開始することができる。このため、第１０の発明によれば、アイドルアップを行う場合において、アイドルアップを行うタイミングを遅らせることができる。よって、アイドルアップによって運転者が違和感を感ずることをより確実に抑制することができるとともに、ＮＯｘ等のエミッションの増加も最小限にすることができる。更に、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合、つまり車両負荷の大きい場合において、筒内昇温制御の開始タイミングを比較的早くすることができる。つまり、車両負荷の大きい場合には、発進が予測された後、比較的早い段階から筒内昇温制御を行って、筒内の温度を十分に上げておくことができる。このため、燃料が燃焼し易い状態を発進の直前までに確実に作ることができるので、発進時のエンストをより確実に防止することができる。一方、第１０の発明によれば、要求実圧縮比が最大実圧縮比以下である場合には、第２の発進準備操作が検知されたことを条件に筒内昇温制御を開始することができる。このため、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていない場合、つまり車両負荷がそれほど大きくない場合においては、筒内昇温制御の開始タイミングを遅らせることができる。車両負荷がそれほど大きくなければ、筒内昇温制御をそれほど早いタイミングから行わなくても、エンストの起きる可能性は少ない。そこで、筒内昇温制御の開始タイミングを可能な限り遅らせることで、ＮＯｘ排出量を更に低減することができる。
【００３２】
第１１の発明によれば、第１の発進準備操作を、クラッチペダルの踏み込みとし、第２の発進準備操作を、駐車ブレーキの解除、または、発進不能なギアポジションから発進可能なギアポジションへの切り換えとすることができる。このため、筒内昇温制御およびアイドルアップをそれぞれ適切なタイミングで開始することができる。
【００３３】
第１２の発明によれば、筒内昇温制御の実行時、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が通常のアイドリング時より大きくなるようにすることによって、圧縮上死点近傍の筒内温度を上昇させることができる。このため、発進の直前までに圧縮上死点近傍の筒内温度を確実かつ十分に上昇させることができる。その結果、エンストをより確実に防止することができる。
【００３４】
第１３の発明によれば、ディーゼルエンジンのアイドリング時に外部ＥＧＲを行うことができる。このため、アイドリング中のＮＯｘ排出量を極めて少なくすることができる。そして、第１３の発明によれば、そのようなディーゼルエンジンにおいても、発進時のエンストを確実に防止することができるととともに、運転者に違和感を感じさせることも防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３６】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、４サイクルのディーゼルエンジン１０を備えている。ディーゼルエンジン１０は、車両（図示せず）に搭載されており、手動変速機（図示せず）を介して、上記車両の駆動軸を駆動するものとする。なお、図示のディーゼルエンジン１０は、直列４気筒型であるが、本発明では、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
【００３７】
また、本実施形態では、本発明をディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）の制御に適用した場合について説明するが、本発明は、ディーゼルエンジンの制御に限定されるものではなく、ガソリンエンジン（火花点火内燃機関）その他の各種の内燃機関の制御に適用することが可能である。
【００３８】
ディーゼルエンジン１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４内には、サプライポンプ１６によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、コモンレール１４内から、各インジェクタ１２へ、燃料が供給される。
【００３９】
ディーゼルエンジン１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポート２２（図２参照）に接続されている。本実施形態のディーゼルエンジン１０は、ターボ過給機２４を備えている。排気通路１８は、ターボ過給機２４の排気タービンに接続されている。
【００４０】
排気通路１８の、ターボ過給機２４より下流側には、排気ガスを浄化する排気浄化装置２６が設けられている。排気浄化装置２６としては、例えば、酸化触媒、吸蔵還元型または選択還元型のＮＯｘ触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）のうちの一つ、またはこれらの組み合わせなどを用いることができる。
【００４１】
ディーゼルエンジン１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２４の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により、各気筒の吸気ポート３５（図２参照）に分配される。
【００４２】
吸気通路２８の、インタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８の、エアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３８が設置されている。
【００４３】
排気通路１８の排気マニホールド２０近傍には、外部ＥＧＲ通路４０の一端が接続されている。この外部ＥＧＲ通路４０の他端は、吸気通路２８の吸気マニホールド３４の近傍に接続されている。本システムでは、この外部ＥＧＲ通路４０を通して、排気通路１８内の排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２８に還流させること、つまり外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。以下、外部ＥＧＲ通路４０を通って還流する排気ガスのことを「外部ＥＧＲガス」と称する。
【００４４】
外部ＥＧＲ通路４０の途中には、外部ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２が設けられている。外部ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４２の下流には、ＥＧＲ弁４４が設けられている。このＥＧＲ弁４４の開度を大きくすると、外部ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス量、すなわち外部ＥＧＲ量を増やすことができる。逆に、ＥＧＲ弁４４の開度を小さくすると、外部ＥＧＲ量を減らすことができる。
【００４５】
また、本システムにおいて、外部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ率（筒内に流入するガス中に占める外部ＥＧＲガスの割合）は、ＥＧＲ弁４４の開度だけでなく、吸気絞り弁３６の開度によっても調整することができる。吸気絞り弁３６の開度を小さくして吸気を絞ると、吸気圧が小さくなるので、背圧（排気圧）との差圧が大きくなる。つまり、外部ＥＧＲ通路４０の前後の差圧が大きくなり、外部ＥＧＲガスがより流れ易くなる。このため、外部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ率を大きくすることができる。逆に、吸気絞り弁３６の開度を大きくすると、外部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ率が小さくなる。
【００４６】
吸気通路２８の、吸気絞り弁３６の下流側には、吸気圧を検出する吸気圧センサ４６が設置されている。更に、本実施形態のシステムは、ディーゼルエンジン１０が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４８と、クラッチペダルの踏み込みを検出するクラッチペダルセンサ６６とを備えている。
【００４７】
そして、本システムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、ディーゼルエンジン１０の運転状態を制御する。
【００４８】
図２は、図１に示すシステムにおけるディーゼルエンジン１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼルエンジン１０について更に説明する。図２に示すように、ディーゼルエンジン１０のクランク軸６０の近傍には、クランク軸６０の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ６２が取り付けられている。このクランク角センサ６２は、ＥＣＵ５０に接続されている。クランク角センサ６２からの信号によれば、機関回転数などを検出することができる。更に、ディーゼルエンジン１０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ６８が取り付けられている。
【００４９】
また、ディーゼルエンジン１０には、吸気弁５２を駆動する吸気可変動弁機構５４が備えられている。この吸気可変動弁機構５４は、ＥＣＵ５０に接続されている。本実施形態では、吸気可変動弁機構５４は、吸気弁５２を駆動するカム（図示せず）の位相を連続的に可変とすることにより、吸気弁５２の開弁位相（開き時期および閉じ時期）を連続的に可変とする機構であるものとする。なお、本実施の形態１では、吸気可変動弁機構５４は、吸気弁５２の少なくとも閉じ時期を連続的に可変とするものであればよい。すなわち、吸気弁５２の開き時期をそのままで閉じ時期のみを可変とするものでもよい。また、吸気可変動弁機構５４は、吸気弁５２のリフト量や作用角を変化させることができるものであってもよい。吸気可変動弁機構５４の具体的構成は、特に限定されず、例えば、各種のカム機構などを利用した機械的な機構や、任意のタイミングで開閉可能な電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いることができる。
【００５０】
［実施の形態１の特徴］
（アイドリング時の緩慢燃焼制御）
ディーゼルエンジン１０のアイドリング時には、燃焼を可能な限り緩慢とする緩慢燃焼制御が行われるものとする。アイドリング時の緩慢燃焼制御では、ＥＧＲ通路４０を通して、大量の排気ガス（外部ＥＧＲガス）を吸気通路２８に還流させる。これにより、燃焼が緩慢となり、燃焼温度を下げることができるので、
ＮＯｘ排出量を極めて少なくすることができる。
【００５１】
車両の停止中、ディーゼルエンジン１０は、上記のように、緩慢燃焼制御を伴ったアイドル状態にある。この状態で、筒内には多量の排気ガス（ＥＧＲガス）が存在しているので、筒内の空気量は少なくなっている。このため、ディーゼルエンジン１０のトルクが必要とされる発進時には、筒内の空気量を増やして、多量の燃料が筒内で燃焼することができるようにする必要がある。よって、アイドル状態からアクセルペダルが踏み込まれた場合には、ＥＧＲ弁４４が閉じられ（開度が小さくされ）、ＥＧＲ量を減少させようとする制御が行われる。
【００５２】
しかしながら、上記緩慢燃焼制御を伴ったアイドル状態のように、大量ＥＧＲを行っている状態では、吸気通路２８（吸気マニホールド３４や吸気ポート２８等）に多量の排気ガスが存在している。このため、ＥＧＲ弁４４を閉じた後も、しばらくの間は、吸気通路２８に残存している排気ガスが筒内に流入し続けるので、筒内の空気量はすぐには増えない。よって、この間は、インジェクタ１２から多量の燃料を噴射しても、その燃料を筒内で完全に燃焼させることができないため、十分なトルクを得ることができない。その結果、クラッチ接続時（いわゆる半クラッチ状態）において機関回転数が落ち込み易く、エンストに至り易い傾向にある。
【００５３】
（実圧縮比アップによる筒内昇温制御）
上述のような発進時のエンストを確実に防止するべく、本実施形態では、アイドリング時にクラッチペダルが踏み込まれたことが検出された場合には、圧縮上死点近傍の筒内温度を通常のアイドリング時よりも高くする筒内昇温制御を行うこととした。図３は、筒内昇温制御時の吸気弁５２のリフト特性を説明するための図である。
【００５４】
図３中の実線のグラフは、通常のアイドリング時における吸気弁５２のリフトカーブである。本実施形態では、通常のアイドリング時、吸気弁５２の閉じ時期（ＩＶＣ）は、下死点（ＢＤＣ）より後になっている。一方、図３中の破線のグラフは、筒内昇温制御時における吸気弁５２のリフトカーブである。このリフトカーブに示すように、筒内昇温制御時には、吸気弁５２のバルブタイミングが進角され、吸気弁５２の閉じ時期が下死点に近づくように制御される。
【００５５】
圧縮行程は、実質的には、吸気弁５２が閉じた時点から始まる。このため、吸気弁５２の閉じ時期が下死点に近づくと、実質的な圧縮行程が長くなるので、実質的な圧縮比（以下、「実圧縮比」と称する）が高くなる。実圧縮比が高くなると、ピストン６４が圧縮上死点近傍にある時、つまりインジェクタ１２から燃料が噴射されるときの筒内の温度および圧力が高くなる。
【００５６】
燃料の着火のし易さは、圧縮上死点近傍の筒内の温度および圧力に大きく影響される。すなわち、圧縮上死点近傍の温度が高いほど着火し易く（失火しにくく）、また、圧縮上死点近傍の圧力が高いほど着火し易く（失火しにくく）なる。
【００５７】
このようなことから、筒内昇温制御を行った場合には、通常のアイドリング時と比べ、多量の燃料を噴射した場合であっても、失火が起きにくく、十分に燃焼させることができる。このため、発進時、より大きなトルクを発生することができるので、エンストを確実に防止することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、図３に示すように、通常のアイドリング時に吸気弁５２の閉じ時期が下死点より後になっているものとしたが、通常のアイドリング時に吸気弁５２の閉じ時期は、下死点より前になっていてもよい。この場合には、筒内昇温制御時、吸気弁５２の閉じ時期を遅くして下死点に近づけることで、実圧縮比を高くすることができる。
【００５９】
また、筒内昇温制御を行うと、圧縮上死点近傍の筒内温度が高くなるので、燃焼温度もその分だけ高くなる。このため、通常のアイドリング時と比べて、ＮＯｘ排出量は多少増加する。このことに鑑み、本実施形態では、クラッチペダルの踏み込みが検知されるまで、つまり、車両を発進させようとする運転者の意思が検知されるまでの間は、筒内昇温制御を行わないこととしている。このため、ＮＯｘ排出量を低く維持しつつ、エンスト防止の効果が得られる。
【００６０】
また、本実施形態では、筒内昇温制御の開始の前後において、機関回転数が変化しないように、運転条件（例えば、燃料噴射量、燃料噴射タイミング等）が制御されるものとする。つまり、筒内昇温制御が開始された後も、アクセルペダルが踏まれるまでは、機関回転数が通常のアイドル回転数を維持するように制御される。これにより、運転者がアクセルペダルを踏んでいないのに機関回転数が上昇するような現象が起きることがないので、運転者に違和感を感じさせるのを防止することができる。
【００６１】
［実施の形態１における具体的処理］
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンによれば、まず、ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあるか否かが判別される（ステップ１００）。アイドル状態でなければ、本実施形態の制御を行う必要はないため、以下の処理は実行されない。
【００６２】
上記ステップ１００でアイドル状態であると判別された場合には、続いて、クラッチペダルセンサ６６の信号に基づいて、クラッチペダルが踏み込まれたか否かが判別される（ステップ１０２）。クラッチペダルが踏み込まれていない場合には、運転者に発進の意思はないと判断できる。このため、この場合は、以下の処理はまだ行われない。
【００６３】
一方、上記ステップ１０２でクラッチペダルが踏み込まれたことが検知された場合には、運転者に発進の意思があり、直後に車両を発進させる操作が行われるものと判断できる。この場合には、筒内昇温制御を実行するべく、まず、最適な実圧縮比（要求実圧縮比）が算出される（ステップ１０４）。ここでは、例えば、吸気温センサ４６で検出される吸気温度や、冷却水温センサ６８で検出される冷却水温に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される。ＥＣＵ５０には、要求実圧縮比と、吸気温度、冷却水温等との関係を定めたマップが予め記憶されている。吸気温度や冷却水温が低い場合には、燃料が燃焼しにくい傾向にあるので、その分だけ、実圧縮比を更に高くすることが好ましい。よって、ステップ１０４においては、上記マップを参照することにより、吸気温度や冷却水温が低いほど、要求実圧縮比が高くなるように算出される。
【００６４】
続いて、上記ステップ１０４で算出された要求実圧縮比になるような、吸気弁５２のバルブタイミングが算出される（ステップ１０６）。ＥＣＵ５０には、実圧縮比と、吸気弁５２のバルブタイミング（閉じ時期）との関係を定めたマップが予め記憶されている。このステップ１０６においては、そのマップを参照することにより、上記要求実圧縮比に対応する、吸気弁５２のバルブタイミングが算出される。
【００６５】
このようにして、筒内昇温制御における吸気弁５２の目標バルブタイミングが算出されると、次に、実際のバルブタイミングがその目標バルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御される（ステップ１０８）。これにより、ディーゼルエンジン１０の実圧縮比が通常のアイドリング時よりも高くなるので、圧縮上死点近傍の温度および圧力が共に高くなる。このため、アクセルペダルが踏まれて燃料噴射量が増量されたとき、失火やそれに近い状態となることがなく、燃料を良好に燃焼させることができる。よって、十分なトルクを発生することができるので、クラッチ接続時のエンストを確実に防止することができる。
【００６６】
また、前述したように、筒内昇温制御によって実圧縮比を高める場合には、機関回転数が変化しないようにが制御される。このため、エンジン音の変化やエンジン振動の変化が生ずることがないので、運転者が違和感を感じることもない。
【００６７】
ところで、上述した実施の形態１では、筒内昇温制御時、吸気弁５２の閉じ時期を下死点に近づけることで実圧縮比を高くすることとしているが、実圧縮比を高くする方法は、このような方法に限定されるものではない。例えば、ピストン６４の高さやシリンダブロックの高さを変えることによって圧縮比を変化させる可変圧縮比機構を用いて、実圧縮比を高くするようにしてもよい。
【００６８】
また、上述した実施の形態１においては、クラッチペダルの踏み込みが前記第１の発明における「所定の発進準備操作」に、クラッチペダルセンサ６６が前記第１の発明における「発進準備操作検知手段」に、吸気可変動弁機構５２が前記第６の発明における「実圧縮比可変手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４〜１０８の処理を実行することにより、前記第１、第６および第７の発明における「筒内昇温手段」が実現されている。
【００６９】
実施の形態２．
次に、図５等を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、前述した図４に示すルーチンに代えて、後述する図５に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００７０】
［実施の形態２の特徴］
前述した実施の形態１では、アイドリング時にクラッチペダルが踏み込まれた場合に、発進する意思が運転者にあるものと判断して、筒内昇温制御を開始することとしている。これに対し、本実施形態では、クラッチペダルが踏み込まれたことに加えて、手動変速機がニュートラルの状態から、発進可能なギアポジションにシフトされたことが検出された場合、あるいは、それらに加えて、駐車ブレーキが解除されたことが更に検出された場合に、筒内昇温制御を開始することとした。
【００７１】
上記の機能を実現するべく、本実施形態のシステムには、車両が搭載する手動変速機のギアポジションを検出するギアポジションセンサ７０と、駐車ブレーキが締結状態にあるか解除状態にあるかを検出する駐車ブレーキセンサ７２とが更に備えられているものとする（図１参照）。
【００７２】
［実施の形態２における具体的処理］
図５は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図５において、図４に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図５に示すルーチンは、ステップ１０２がステップ１１０に置換されていること以外、図４に示すルーチンと同様である。
【００７３】
図５に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあるとき、運転者に発進する意思があるか否かが判別される（ステップ１１０）。具体的には、クラッチペダルが踏み込まれており、かつ、ギアポジションが発進可能なギアポジションにシフトされたことが検出された場合に、発進意思があるものと判別され、そうでない場合には、発進意思がないものと判別される。発進可能なギアポジションとしては、例えば、１速およびリバースのみとしてもよく、ニュートラル以外のすべてのギアポジションとしてもよい。
【００７４】
また、上記ステップ１１０においては、クラッチペダルの踏み込み、および、発進可能なギアポジションへのシフト、に加えて、駐車ブレーキが解除されたことが更に検出された場合に、発進意思があるものと判別し、そうでない場合には、発進意思がないものと判別してもよい。
【００７５】
そして、上記ステップ１１０で発進意思があるものと判別された場合には、実施の形態１と同様に、実圧縮比を上昇させる筒内昇温制御が開始される（ステップ１０４〜１０８）。
【００７６】
図５に示すルーチンの処理によれば、筒内昇温制御の開始時期を実施の形態１よりも更に遅らせて、実際の発進時（アクセルペダルの踏み込み開始時期）に近づけることができる。筒内昇温制御の開始によって実圧縮比が上昇すると、エンジン音やエンジン振動が多少は変化する場合も考えられる。そのような場合であっても、エンジン音やエンジン振動の変化がアクセルペダルの踏み込みとほぼ同時期であれば、運転者が違和感を感じることはない。このため、本実施形態によれば、運転者が感じる違和感を更に小さくすることができる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、筒内昇温制御の開始時期をできるだけ遅らせることができる。つまり、それまでの間は、ＮＯｘ排出量が極めて少ない、通常のアイドリング状態を維持することができる。このため、ＮＯｘ排出量を実施の形態１よりも更に低減することができる。
【００７８】
なお、上述した実施の形態２においては、クラッチペダルの踏み込み、ニュートラル（発進不能なギアポジション）から発進可能なギアポジションへの切り換え、および、駐車ブレーキの解除が、前記第１の発明における「所定の発進準備操作」に、クラッチペダルセンサ６６、ギアポジションセンサ７０および駐車ブレーキセンサ７２が前記第１の発明における「発進準備操作検知手段」に、それぞれ相当している。
【００７９】
実施の形態３．
次に、図６等を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、前述した図４あるいは図５に示すルーチンに代えて、後述する図６に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００８０】
［実施の形態３の特徴］
登坂路で発進する場合には、平地での発進と比べて、ディーゼルエンジン１０のトルクがより多く必要とされる。このため、登坂路で発進する際のエンストをより確実に防止するためには、平地のときよりも、ディーゼルエンジン１０がより大きいトルクを発生可能な状態にしておくことが望ましい。そこで、本実施形態では、登坂勾配を検出し、登坂勾配が大きい場合ほど、筒内昇温制御時の要求実圧縮比を高くすることとした。
【００８１】
本実施形態では、車両姿勢に基づいて登坂勾配を検出することとした。車両姿勢の検出を可能とするべく、本実施形態のシステムには、車両のフロントサスペンションの沈み込み量を検出するフロントサスペンションセンサ７４と、リアサスペンションの沈み込み量を検出するリアサスペンションセンサ７６とが更に備えられているものとする（図１参照）。なお、本発明では、登坂勾配を検出する方法は、上記の方法に限定されるものではなく、いかなる方法であってもよい。
【００８２】
［実施の形態３における具体的処理］
図６は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図６において、図４または図５に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００８３】
図６に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあるとき、運転者に発進する意思があるか否かが判別される（ステップ１１０）。このステップ１１０の処理は、実施の形態２と同様である。そして、発進意思があるものと判別された場合には、次に、車両姿勢に基づいて、登坂勾配を推測する処理が行われる（ステップ１１２）。具体的には、フロントおよびリアのサスペンションの沈み込み量が検出され、フロントに比べてリアのサスペンションの沈み込み量が大きい場合ほど、登坂勾配がきついものと判別される。
【００８４】
続いて、上記ステップ１１２で算出された登坂勾配、吸気温度、冷却水温等に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される（ステップ１１４）。ＥＣＵ５０には、要求実圧縮比と、登坂勾配、吸気温度、冷却水温等との関係を定めたマップが予め記憶されている。このマップによれば、登坂勾配がきついほど、要求実圧縮比が高くなるように算出される。
【００８５】
要求実圧縮比が算出されると、次に、その要求実圧縮比が実現されるような吸気弁５２のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御される（ステップ１１６）。
【００８６】
以上説明した図６のルーチンの処理によれば、登坂勾配がきつい場合ほど、発進時の実圧縮比を高くして、圧縮上死点近傍の温度および圧力を更に高くすることができる。圧縮上死点近傍の温度および圧力が高いほど、失火しにくくなり、より多くの燃料を燃焼させることができる。すなわち、ディーゼルエンジン１０がより大きなトルクを発生可能となる。このため、本実施形態によれば、登坂路で発進する場合であっても、エンストを確実に防止することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、登坂勾配を推測して、その登坂勾配に基づき、筒内昇温制御における要求実圧縮比を算出する場合について説明したが、本発明では、登坂勾配以外の車両負荷情報に基づいて、要求実圧縮比を算出するようにしてもよい。例えば、車両総重量あるいは積載荷重などを推測して、それらの値が大きいほど、要求実圧縮比が大きくなるように算出してもよい。車両総重量あるいは積載荷重は、例えば、フロントサスペンションセンサ７４およびリアサスペンションセンサ７６の検出信号に基づいて推測することができる。
【００８８】
なお、上述した実施の形態３においては、登坂勾配が前記第８の発明における「車両負荷情報」に、吸気弁５２のバルブタイミングが前記第８の発明における「制御量」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第８の発明における「車両負荷情報取得手段」が、上記ステップ１１４および１１６の処理を実行することにより前記第８の発明における「制御量決定手段」が、それぞれ実現されている。
【００８９】
実施の形態４．
次に、図７等を参照して、本発明の実施の形態４について説明するが、上述した実施の形態１乃至３との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、前述した図４〜図６に示すルーチンに代えて、後述する図７に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【００９０】
［実施の形態４の特徴］
本実施形態では、前述した実施の形態３と同様に、推測された登坂勾配等に応じて、筒内昇温制御における要求実圧縮比を算出する。この場合、登坂勾配が極めてきつい場合等においては、算出された要求実圧縮比が、ディーゼルエンジン１０の最大実圧縮比を超えることも考えられる。
【００９１】
すなわち、吸気可変動弁機構５４によれば、吸気弁５２の閉じ時期を下死点に近づけるほど実圧縮比を高くすることができるが、吸気弁５２の閉じ時期を下死点とする以上には実圧縮比を高めることはできない。このときの実圧縮比が上記最大実圧縮比である。
【００９２】
要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合には、筒内昇温制御時の実圧縮比を要求実圧縮比まで高めることができない。このため、発進時のトルクが、目標トルクと比べると、若干不足することも考えられる。そこで、本実施形態では、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合には、実圧縮比を高くすることに加えて、アイドル回転数を高める制御も併せて行うこととした。
【００９３】
［実施の形態４における具体的処理］
図７は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図７において、図４乃至図６に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。また、図７中では、実圧縮比を記号εで表す。
【００９４】
図７に示すルーチンは、図６に示すルーチンと比べ、ステップ１１６がステップ１１８〜１２０に置換されていること以外は同様である。すなわち、図７に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあり（ステップ１００）、かつ、運転者に発進意思があると判別された場合には（ステップ１１０）、まず、車両姿勢に基づいて登坂勾配が推測される（ステップ１１２）。続いて、登坂勾配、吸気温度、冷却水温等に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される（ステップ１１４）。
【００９５】
要求実圧縮比が算出されると、次に、その要求実圧縮比が実現されるような吸気弁５２のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御される（ステップ１１８）。このステップ１１８においては、要求実圧縮比が、予め記憶されたディーゼルエンジン１０の最大実圧縮比を超えている場合には、最大実圧縮比が実現されるような吸気弁５２のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御されるものとする。
【００９６】
続いて、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えているか否かが判別される（ステップ１２０）。要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていないと判別された場合には、アイドル回転数を上げる必要はないので、そのまま本ルーチンの処理が終了される。これに対し、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていると判別された場合には、次に、アイドル回転数（機関回転数）を上げる処理が実行される（ステップ１２２）。ＥＣＵ５０には、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差と、その偏差に応じたアイドルアップ量との関係を定めたマップが予め記憶されている。このマップによれば、上記偏差が大きいほど、アイドルアップ量が多く算出される。上記ステップ１２２では、そのようにして算出されたアイドルアップ量だけ機関回転数が上昇するように制御される。
【００９７】
以上説明した図７のルーチンの処理によれば、例えば登坂勾配が極めてきついなど、発進時の車両負荷が特に大きいために要求実圧縮比が最大実圧縮比が超えるような場合には、アイドルアップを併用することができる。このため、発進時の車両負荷が特に大きい場合であっても、発進時のエンストをより確実に防止することができる。
【００９８】
また、上記ステップ１２２では、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差に応じて、必要最小限のアイドルアップ量となるように制御している。このため、発進直前におけるエンジン音やエンジン振動の変化量を最小限にとどめることができるので、運転者が違和感を感ずることも抑制することができる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１１２および１１４の処理を実行することにより前記第９の発明における「要求実圧縮比算出手段」が、上記ステップ１２０および１２２の処理を実行することにより前記第９の発明における「アイドルアップ手段」が、それぞれ実現されている。
【０１００】
実施の形態５．
次に、図８等を参照して、本発明の実施の形態５について説明するが、上述した実施の形態１乃至４との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、前述した図４〜図７に示すルーチンに代えて、後述する図８に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【０１０１】
［実施の形態５の特徴］
本実施形態では、前述した実施の形態４と同様に、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超える場合には、筒内昇温制御（実圧縮比アップ）に加え、アイドルアップを併せて行うこととしている。そして、この場合、本実施形態では、クラッチの踏み込みが検知されたことを条件に筒内昇温制御を開始し、その後、駐車ブレーキが解除されたことを条件にアイドルアップを開始するようにした。
【０１０２】
また、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えない場合には、前述した実施の形態４と同様に、アイドルアップは行わず、筒内昇温制御のみを行う。この場合、本実施形態では、駐車ブレーキが解除されたことを条件に筒内昇温制御を開始するようにした。
【０１０３】
［実施の形態５における具体的処理］
図８は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図８において、図４乃至図７に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【０１０４】
図８に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあると判別された場合には（ステップ１００）、車両姿勢に基づいて登坂勾配が推測される（ステップ１１２）。続いて、登坂勾配、吸気温度、冷却水温等に基づいて、筒内昇温制御で実施すべき要求実圧縮比が算出される（ステップ１１４）。
【０１０５】
続いて、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えているか否かが判別される（ステップ１２４）。要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていると判別された場合には、次に、クラッチペダルが踏み込まれたか否かが判別される（ステップ１２６）。そして、クラッチペダルが踏み込まれたと判別された場合には、最大実圧縮比が実現されるような吸気弁５２のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御される（ステップ１２８）。続いて、駐車ブレーキが解除されたか否かが判別される（ステップ１３０）。そして、駐車ブレーキが解除されたことが検知された場合には、アイドル回転数（機関回転数）を上げる処理が実行される（ステップ１３２）。このステップ１３２においては、要求実圧縮比と最大実圧縮比との偏差に基づいて、エンストを確実に防止するための必要最小限のアイドルアップ量だけ、機関回転数がアップされる。
【０１０６】
図８に示すルーチンのこれまでの処理によれば、アイドルアップを行う場合において、アイドルアップの開始タイミングを、駐車ブレーキの解除時とすることができる。一般に、駐車ブレーキの解除は、運転者が行う発進準備操作の最終段階である。つまり、上記の処理によれば、アイドルアップを行うタイミングを可能な限り遅らせることができる。このため、アイドルアップによって運転者が感ずることをより確実に抑制することができるとともに、ＮＯｘ等のエミッションの増加も最小限にすることができる。
【０１０７】
また、図８に示すルーチンのこれまでの処理によれば、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えている場合、つまり車両負荷の大きい場合において、筒内昇温制御（実圧縮比アップ）の開始タイミングを、クラッチペダルの踏み込み時とすることができる。一般に、クラッチペダルの踏み込みは、運転者が行う発進準備操作の比較的初期の段階である。このため、上記の処理によれば、車両負荷の大きい場合には、発進が予測された後、比較的早い段階から筒内昇温制御を行って、筒内の温度を十分に上げておくことができる。このため、燃料が燃焼し易い状態を発進の直前までに確実に作ることができるので、発進時のエンストをより確実に防止することができる。
【０１０８】
一方、図８に示すルーチンによれば、上記ステップ１２４において、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていないと判別された場合には、次に、駐車ブレーキが解除されたか否かが判別される（ステップ１３４）。そして、駐車ブレーキが解除されたことが検知された場合には、上記ステップ１１４で算出された要求実圧縮比が実現されるような吸気弁５２のバルブタイミングが算出され、そのバルブタイミングとなるように、吸気可変動弁機構５４が制御される（ステップ１３６）。このような処理によれば、要求実圧縮比が最大実圧縮比を超えていない場合、つまり車両負荷がそれほど大きくない場合においては、筒内昇温制御の開始タイミングを、駐車ブレーキの解除時まで遅らせることができる。車両負荷がそれほど大きくなければ、筒内昇温制御をそれほど早いタイミングから行わなくても、エンストの起きる可能性は少ない。そこで、筒内昇温制御の開始タイミングを可能な限り遅らせることで、ＮＯｘ排出量を更に低減することができる。
【０１０９】
なお、図８に示すルーチンにおいて、駐車ブレーキ解除の判断（ステップ１３０および１３４）は、ギアポジションがニュートラルでないことの判断と置換するようにしてもよい。この場合であっても、上記と同様の効果が得られる。
【０１１０】
なお、上述した実施の形態５においては、クラッチペダルの踏み込みが前記第１０の発明における「第１の発進準備操作」に、駐車ブレーキの解除が前記第１０の発明における「第２の発進準備操作」に、それぞれ相当している。
【０１１１】
実施の形態６．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態６について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、前述した図４に示すルーチンに代えて、後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより、実現することができる。
【０１１２】
［実施の形態６の特徴］
（排気可変動弁機構）
図２に示すように、本実施形態のディーゼルエンジン１０には、排気弁５６を駆動する排気可変動弁機構５８が備えられている。この排気可変動弁機構５８は、ＥＣＵ５０に接続されている。本実施形態では、排気可変動弁機構５８は、排気弁５６を駆動するカム（図示せず）の位相を連続的に可変とすることにより、排気弁５６の開弁位相（開き時期および閉じ時期）を連続的に可変とする機構であるものとする。なお、本実施の形態６では、排気可変動弁機構５８は、排気弁５６の少なくとも閉じ時期を連続的に可変とするものであればよい。すなわち、排気弁５６の開き時期をそのままで閉じ時期のみを可変とするものでもよい。また、排気可変動弁機構５８は、排気弁５６のリフト量や作用角を変化させることができるものであってもよい。排気可変動弁機構５８の具体的構成は、特に限定されず、例えば、各種のカム機構などを利用した機械的な機構や、任意のタイミングで開閉可能な電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いることができる。
【０１１３】
（内部ＥＧＲ割合の増大による筒内昇温制御）
本実施形態は、実施の形態１と比べ、筒内昇温制御の内容が異なる。実施の形態１の筒内昇温制御では、実圧縮比をアップすることで、圧縮上死点近傍の筒内温度および筒内圧力を上げることとしている。これに対し、本実施形態では、筒内昇温制御時、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合を増大させることにより、圧縮上死点近傍の筒内温度を上げることとした。図９は、本実施形態における筒内昇温制御時の排気弁５６のリフト特性を説明するための図である。
【０１１４】
図９中の実線のグラフは、通常のアイドリング時における排気弁５６のリフトカーブである。本実施形態では、通常のアイドリング時、排気弁５６の閉じ時期（ＥＶＣ）は、上死点（ＴＤＣ）より後になっている。一方、図９中の破線のグラフは、筒内昇温制御時における排気弁５６のリフトカーブである。このリフトカーブに示すように、筒内昇温制御時には、排気弁５６のバルブタイミングが進角され、排気弁５６の閉じ時期が下死点よりも前になるように制御される。
【０１１５】
このようにして、排気弁５６が下死点よりも前に閉じるようにすると、筒内の既燃ガスが排気ポート２２に流出しきらないうちに排気弁５６が閉じられる。このため、ディーゼルエンジン１０の内部におけるＥＧＲ、いわゆる内部ＥＧＲが生ずる。この内部ＥＧＲによって還流する排気ガスのことを「内部ＥＧＲガス」と称する。排気弁５６の閉じ時期を早くするほど、内部ＥＧＲ量を多くすることができる。
【０１１６】
ディーゼルエンジン１０では、上記の内部ＥＧＲと、前述した外部ＥＧＲとの両方を行うことができる。よって、内部ＥＧＲ量と外部ＥＧＲ量との合計がトータルＥＧＲ量となる。排気弁５６の閉じ時期を早くして、内部ＥＧＲ量を多くすると、それに伴って外部ＥＧＲガスは吸気通路２８に入りにくくなる。このため、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合は多くなる。また、ＥＧＲ弁４４の開度を小さくすると、外部ＥＧＲガスが更に入りにくくなるので、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合は更に多くなる。このように、排気弁５６のバルブタイミングと、ＥＧＲ弁４４の開度を調整することにより、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合を調整することが可能である。
【０１１７】
外部ＥＧＲの場合には、ＥＧＲクーラ４２やＥＧＲ通路４０を通過する間に、ＥＧＲガスが冷却され、ＥＧＲガスの温度が低下する。これに対し、内部ＥＧＲの場合には、高温の排気ガスがそのまま内部ＥＧＲガスとなる。つまり、内部ＥＧＲガスは、外部ＥＧＲガスよりも温度が高い。このため、トータルのＥＧＲ率が同じであっても、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が多いほど、筒内に吸入されるガスの温度が高いため、圧縮上死点近傍における筒内温度も高くなる。
【０１１８】
そこで、本実施形態では、筒内昇温制御において、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が通常のアイドリング時よりも大きくなるように制御することで、圧縮上死点近傍の温度を上げることとした。これにより、多量の燃料を噴射した場合であっても、失火が起きにくく、十分に燃焼させることができる。このため、発進時、より大きなトルクを発生することができるので、エンストを確実に防止することができる。
【０１１９】
［実施の形態６における具体的処理］
図１０は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図１０に示すルーチンによれば、まず、ディーゼルエンジン１０がアイドル状態にあり、かつクラッチペダルの踏み込みが検出された場合には（ステップ１００，１０２）、次に、筒内昇温制御を行う場合における内部ＥＧＲと外部ＥＧＲとの最適な比率（以下、「要求内/外比率」と称する）が算出される（ステップ１３８）。ここでは、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が通常のアイドリング時よりも大きくなるように、要求内/外比率が算出される。また、吸気温度や冷却水温に基づいて、要求内/外比率を算出するようにしてもよい。すなわち、吸気温度や冷却水温が低く、燃料が燃焼しにくい傾向にある場合には、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が更に大きくなるように、要求内/外比率を算出するようにしてもよい。
【０１２０】
続いて、上記ステップ１３８で算出された要求内/外比率になるような、排気弁５６のバルブタイミング（閉じ時期）およびＥＧＲ弁４４の開度が算出される（ステップ１４０）。ＥＣＵ５０には、要求内/外比率と、排気弁５６のバルブタイミングおよびＥＧＲ弁４４の開度との関係を定めたマップが予め記憶されている。このステップ１４０においては、そのマップを参照することにより、上記要求内/外比率に対応する、排気弁５６のバルブタイミングおよびＥＧＲ弁４４の開度が算出される。
【０１２１】
このようにして、筒内昇温制御における排気弁５６の目標バルブタイミングおよびＥＧＲ弁４４の目標開度が算出されると、それらの目標値が実現されるように、排気可変動弁機構５８およびＥＧＲ弁４４が制御される（ステップ１４２）。これにより、トータルＥＧＲ量に占める内部ＥＧＲ量の割合が通常のアイドリング時よりも大きくなるので、圧縮上死点近傍の温度が高くなる。このため、アクセルペダルが踏まれて燃料噴射量が増量されたとき、失火やそれに近い状態となることがなく、燃料を良好に燃焼させることができる。よって、発進時十分なトルクを発生することができるので、クラッチ接続時のエンストを確実に防止することができる。
【０１２２】
なお、上述した実施の形態６は、実施の形態１をベースとしたが、実施の形態２〜５をベースとして、内部ＥＧＲ割合の増大による筒内昇温制御を行うようにしてもよい。
【０１２３】
また、上述した実施の形態６においては、ＥＧＲ通路４０、ＥＧＲクーラ４２およびＥＧＲ弁４４が前記第１２の発明における「ＥＧＲ装置」に、排気可変動弁機構５８が前記第１２の発明における「内部ＥＧＲ量可変手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１３４〜１８の処理を実行することにより、前記第１２の発明における「筒内昇温手段」が実現されている。
【０１２４】
また、以上説明した各実施の形態においては、手動変速機付きの車両の場合について説明したが、本発明は、自動変速機付きの車両に適用することも可能である。自動変速機付きの車両に本発明を適用した場合には、発進の直前に、クリープの強さを強くすることができる。このため、例えば、登坂路で発進を行う場合であっても、車両が後退することを確実に防止することができる、などの利点がある。自動変速機付きの車両における発進準備操作としては、例えば、駐車ブレーキの解除、パーキングレンジからドライブレンジへのシフト、ブレーキペダルの踏み外し、等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すシステムにおけるディーゼルエンジンの一つの気筒の断面を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における筒内昇温制御時の吸気弁のリフト特性を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態６における筒内昇温制御時の排気弁のリフト特性を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態６において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  ディーゼルエンジン
１２  インジェクタ
１４  コモンレール
１８  排気通路
２０  排気マニホールド
２２  排気ポート
２４  ターボ過給機
２６  排気浄化装置
２８  吸気通路
３４  吸気マニホールド
３６  吸気絞り弁
３８  エアフローメータ
４０  外部ＥＧＲ通路
４４  ＥＧＲ弁
４６  吸気圧センサ
５０  ＥＣＵ
５２  吸気弁
５４  吸気可変動弁機構
５６  排気弁
５８  排気可変動弁機構
６２  クランク角センサ
６４  ピストン
６８  冷却水温センサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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