(57)【要約】【課題】ミラーサイクルが適用されるディーゼルエンジン、すなわち、圧縮着火エンジンにおいて、ミラーサイクルの適用によって実圧縮比が低下することによる着火の不安定性を改善することを目的とする。【解決手段】燃焼室９と、燃焼室９へ加圧された燃料を噴射する燃料噴射弁１９と、燃焼室９へ空気を流入する吸気ポート１１を開閉する吸気弁１５と、吸気弁１５をミラーサイクルの開閉タイミングで作動させる吸気弁動弁機構１６と、燃焼室９に設けられた点火プラグ２１と、点火プラグ２１の点火タイミングまたは点火期間を制御して噴射燃料の着火性が低下する運転状態のときに強制的に着火する点火プラグ制御装置２３とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気をピストンとの間で圧縮する燃焼室と、該燃焼室へ加圧された燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室へ空気を流入する吸気ポートを開閉する吸気弁と、該吸気弁をミラーサイクルの開閉タイミングで作動させる吸気弁動弁機構と、前記燃焼室に設けられた点火プラグと、該点火プラグを制御して噴射燃料の着火性が低下する運転状態のときに強制的に着火する点火プラグ制御装置とを備えたことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記着火性が低下する運転状態はエンジンの始動時であり、前記点火プラグ制御装置はエンジンの始動から予め設定された一定時間、前記点火プラグを作動することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジン。
【請求項３】
外気温度を検出する外気温センサを設け、前記点火プラグ制御装置は前記一定時間を前記外気温度の検出結果に応じて補正することを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジン。
【請求項４】
前記着火性が低下する運転状態はエンジンの始動時であり、前記点火プラグ制御装置はエンジンの始動からエンジンの冷却水温度が一定値に達するまで点火プラグを作動することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジン。
【請求項５】
前記燃料噴射弁はメイン噴射と該メイン噴射より前のパイロット噴射との２段階に分けた噴射を行うと共に、前記点火プラグ制御装置は前記メイン噴射とパイロット噴射との間において点火プラグを作動することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジン。
【請求項６】
前記メイン噴射とパイロット噴射との間での前記点火プラグの作動タイミングを始動からの経過時間または暖機状態に応じてメイン噴射側に移動することを特徴とする請求項５記載のディーゼルエンジン。
【請求項７】
排ガス通路にＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）が設けられ、前記着火性が低下する運転状態は前記ＤＰＦの強制再生時における吸気スロットル弁を絞ったときであり、前記点火プラグ制御装置は前記吸気スロットルバルブが絞られたときに前記点火プラグを作動することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジン。
【請求項８】
前記燃料噴射弁の先端部に周方向に複数形成された燃料噴射孔の少なくとも１つが前記点火プラグの方向を向くように設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
【請求項９】
前記吸気弁制御装置によって制御される吸気弁開閉タイミングよって形成される実圧縮比が１２〜１５の範囲に設定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４サイクルのディーゼルエンジンに関し、特に、ミラーサイクルを適用して運転する場合の着火性の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミラーサイクルエンジンは、吸気の充填効率を低くすることによって実質的な圧縮比を低く抑えて高い熱効率、ポンプ損失の低減、燃費向上を図ることができる技術として知られている。
このミラーサイクルには、吸気行程において吸気弁の閉じるタイミングを、早閉じにより吸気行程の途中で吸気の流れを遮断する方式と、吸気弁を遅閉じとして圧縮行程初期に吸気圧を逃がす方式とがあり、図９に、一例として吸気早閉じの場合のＰＶ線図の概略を示す。
圧縮行程容積Ｓ１を膨張行程容積Ｓ２より低く設定し、これによって膨張比を大きく設定でき、仕事量を増大することができる。なお、Ｖｂ／Ｖａ：膨張比、Ｖｃ／Ｖａ：実圧縮比を示す。
【０００３】
４サイクルのディーゼルエンジンにおいても、ＮＯｘ低減、燃費改善策としてミラーサイクルの適用が有効であり、ミラー度を高めて実圧縮比を下げるほど圧縮温度が下がりＮＯｘ低減効果が得られる。
例えば、図１０の特性図には、吸気弁の下死点より手前θ度の位置で早閉じした場合のＮＯｘ排出量の関係を示す。図１０より、早閉じの度合いが進むに従ってＮＯｘ排出量が低下して、ミラーサイクルによるＮＯｘ低減効果が大きくなる。
【０００４】
以上のように、ＮＯｘ低減、燃費改善策としてミラーサイクルの適用が有効であり、ミラー度（早閉じ度）を高めて実圧縮比を下げるほど圧縮温度が下がりＮＯｘ低減効果が得られるが、その反面で圧縮温度が下がることにより燃料の着火性が低下する問題がある。
【０００５】
この着火性の問題に対して、例えば特許文献１（特開平７−３０１１０７号公報）には、エンジンのシリンダヘッド部に組み込まれた吸気弁装置において、ロッカーアームによる吸気弁の作動と、油圧シリンダーによる吸気弁の作動とを切り替えるようにして、エンジンが高回転ではミラーサイクルで作動させるようにし、低回転では従来のサイクルで作動させるようにして、低速で有効圧縮比が下がることなく着火を安定化させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に示される着火性を安定させる技術は、吸気弁の動弁機構にロッカーアーム機構を用いるものと、油圧シリンダー機構を用いるものとの両方を設ける必要があることから、動弁機構の構造が複雑化しエンジンの大型化、重量増大化を招く問題がある。
【０００８】
そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ミラーサイクルが適用されてディーゼルエンジン、すなわち、圧縮着火エンジンにおいて、実圧縮比を低下させることによる着火の不安定性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係るディーゼルエンジンは、吸入空気をピストンとの間で圧縮する燃焼室と、該燃焼室へ加圧された燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室へ空気を流入する吸気ポートを開閉する吸気弁と、該吸気弁をミラーサイクルの開閉タイミングで作動させる吸気弁動弁機構と、前記燃焼室に設けられた点火プラグと、該点火プラグの点火タイミングまたは点火期間を制御して噴射燃料の着火性が低下するときに強制的に燃料を着火せしめる点火プラグ制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
かかる発明によれば、ミラーサイクルを適用することで実圧縮比が低下することによる燃料の着火性の低下が、エンジン不具合に繋がるような運転状態のときに、点火プラグ制御装置によって燃焼室に設けられた点火プラグを作動して燃料を強制的に着火する。従って、ミラーサイクル適用により実圧縮比が下がった状態でも、確実に着火を行うことができる。
この結果、ミラーサイクルの適用によるＮＯｘ低減効果を、着火性を低下することなく得ることができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、前記着火性が低下する運転状態はエンジンの始動時であり、前記点火プラグ制御装置はエンジンの始動から予め設定された一定時間、前記点火プラグを作動するとよい。
【００１２】
このように、始動時から予め設定された一定期間は点火プラグを作動させて燃料を強制着火させ、一定期間経過後には点火プラグによる着火を行わずに圧縮着火による自己着火をさせるので、始動時の始動不良や不完全燃焼に伴う白煙の排出を防止できる。
また、着火性の悪い始動時や暖機中にのみ点火プラグによる着火を行うことで、点火プラグの寿命を延長化できる。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、外気温度を検出する外気温センサを設け、前記点火プラグ制御装置は前記一定時間を前記外気温度の検出結果に応じて補正するとよい。
【００１４】
このように、外気温度に応じて点火プラグによる一定時間の着火時間を補正して、例えば、外気温度が低下するに従って一定時間の設定値を長くするように補正することで、外気温度に応じた始動性の改善および白煙の排出防止効果が得られる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、前記着火性が低下する運転状態はエンジンの始動時であり、前記点火プラグ制御装置はエンジンの始動からエンジンの冷却水温度が一定値に達するまで点火プラグを作動するとよい。
【００１６】
このように、エンジンの始動からエンジンの冷却水温度が一定値に達するまで点火プラグを作動するため、前述のエンジンの始動から一定時間よりも、エンジンの暖機状態をより精度よく検出して、点火プラグの作動制御に反映できるため、エンジンの始動時の始動不良および白煙排出をより効果的に防止できる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記燃料噴射弁はメイン噴射と該メイン噴射より前のパイロット噴射との２段階に分けた噴射を行うと共に、前記点火プラグ制御装置は前記メイン噴射とパイロット噴射との間において点火プラグを作動するとよい。
【００１８】
メイン噴射よりも早期に噴射するパイロット噴射燃料は、ピストンの圧縮途中で燃料が噴射されるため着火性が悪く、ミラーサイクルを採用して実圧縮比が下がった状態では、着火遅れが長くなり未燃ＨＣの増大や失火に繋がる可能性が高いが、点火プラグによってこの着火性の悪いパイロット噴射燃料を確実に着火することができる。その結果、パイロット燃料の燃焼によって温度が上がった雰囲気中にメイン噴射が行われるようになるため、メイン噴射燃料の燃焼が促進されて着火性が確実になる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、前記メイン噴射とパイロット噴射との間での前記点火プラグの作動タイミングを始動からの経過時間または暖機状態に応じてメイン噴射側に移動するとよい。
【００２０】
始動からの経過時間または暖機状態に応じて、点火プラグの作動タイミングをメイン噴射側に移動するため、暖機が進むに従ってパイロット噴射の着火性が始動初期よりも改善されるため、メイン噴射側に移動してメイン噴射の着火が確実になる。
【００２１】
また、本発明において好ましくは、排ガス通路にＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）が設けられ、前記着火性が低下する運転状態は前記ＤＰＦの強制再生時における吸気スロットル弁を絞ったときであり、前記点火プラグ制御装置は前記吸気スロットルバルブが絞られたときに前記点火プラグを作動するとよい。
【００２２】
ＤＰＦの強制再生時に吸気スロットルバルブを絞ると、吸気流量が低下して圧縮圧力が低下するため、燃料の着火性が低下する。従って、エンジン始動時の着火の不安定性とは別に、ＤＰＦの強制再生時の吸気スロットルバルブの絞り制御によっても着火の不安定性が問題となるが、ＤＰＦの強制再生時における吸気スロットルバルブが絞られたときに、点火プラグを作動するので、かかる問題点が解消されて、着火性が低下して白煙発生のリスクが防止される。
【００２３】
また、本発明において好ましくは、前記燃料噴射弁の先端部に周方向に複数形成された燃料噴射孔の少なくとも１つが前記点火プラグの方向を向くように設けられるとよい。
【００２４】
点火プラグの方向を向くようにすることには、燃料噴射孔の周方向の割付を行うだけでなく、燃料噴射弁の軸方向の噴射角をも変えて点火プラグの方向を向くようにすることも含まれる。
このように、多噴孔ノズルの１つの噴孔を点火プラグの方向に向けることで、点火プラグ周囲に燃料が集まり、点火プラグによる強制着火を確実に行うことができる。
【００２５】
また、点火プラグの方向の噴霧が点火プラグ周辺に燃料が集まるように燃料噴射弁の軸方向の噴射角を調整して、他の噴孔はピストンキャビティに対して最適となるように配置することによって、着火性と燃焼改善とを両立させることができる。
【００２６】
また、本発明において好ましくは、前記吸気弁制御装置によって制御される吸気弁開閉タイミングよって形成される実圧縮比が１２〜１５の範囲に設定されるとよい。
【００２７】
このような実圧縮比では、低温環境における冷態始動時には、燃焼室内の温度が上がらず燃料の自己着火が困難であるが、このような範囲の実圧縮比であっても点火プラグを採用することで着火性不良を改善できるとともに、実圧縮比の低減によるＮＯｘ低減の両立を図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ミラーサイクルが適用されて運転されるディーゼルエンジン、すなわち、圧縮着火エンジンにおいて、実圧縮比を低下させることによる着火の不安定性を改善するとともに、実圧縮比の低減によるＮＯｘ低減の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかるディーゼルエンジンの全体構成図である。
【図２】第１実施形態を示し、点火プラグ制御装置の制御フローチャートである。
【図３】第２実施形態を示し、点火プラグ制御装置の制御フローチャートである。
【図４】第２実施形態のタイムチャートである。
【図５】第３実施形態を示し、燃料噴射モードと点火プラグの点火タイミングとの関係を示す。
【図６】第４実施形態を示し、平面視における燃料噴射方向の説明図である。
【図７】図６における側面視における燃料噴射方向の側面視である。
【図８】第５実施形態の説明図である。
【図９】ミラーサイクルの説明図であり、ＰＶ線図を示す。
【図１０】ミラーサイクルの吸気早とじの度合いとＮＯｘ低減効果の関係を示す説明グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は、ミラーサイクルが適用されるディーゼルエンジン（以下エンジンという）１の全体構成図を示す。図１において、シリンダライナ３にはピストン５が挿入され、ピストン５の上部にはシリンダヘッド７との間に燃焼室９を形成している。そして、シリンダヘッド７には、吸気ポート１１および排気ポート１３が形成され、吸気ポート１１には吸気弁１５が設けられ、排気ポート１３には排気弁１７が設けられている。
【００３２】
また、シリンダヘッド７には、さらに、燃料噴射弁１９、および点火プラグ２１が設けられている。燃料噴射弁１９は、平面視において燃焼室９のほぼ中央部に設置されており、周囲に放射状に燃料噴霧を噴射するようになっている。また、点火プラグ２１は点火信号を受けて点火して、噴射された燃料を圧縮による着火とは別に強制的に着火する手段として設けられている。
そして、点火プラグ２１の点火タイミング（燃焼サイクル内における点火タイミング）および点火期間（点火プラグを作動させる期間）が点火プラグ制御装置２３によって制御される。
【００３３】
吸気弁１５及び排気弁１７には、これらバルブをそれぞれ駆動する吸気弁駆動機構１６及び排気弁駆動機構１８が接続されている。
【００３４】
エンジン１には、排気ターボ過給機２９を装着されており、該排気ターボ過給機２９のコンプレッサ２９ａから吐出された空気は給気通路３１を通って、インタークーラー３３に入り給気が冷却された後、吸気スロットルバルブ３５で給気流量が制御され、その後インテークマニホールド３７から気筒毎に設けられた吸気ポート１１から吸気弁１５を介して燃焼室９内に流入するようになっている。
【００３５】
また、燃焼室９で燃焼された燃焼ガス即ち排ガスは、気筒毎に設けられた排気ポート１３が集合した排気マニホールド及び排気通路３９を通って、排気ターボ過給機２９の排気タービン２９ｂを駆動してコンプレッサ２９ａの動力源となった後、排気通路４１を通って排ガス後処理装置４３に流入する。この排ガス後処理装置４３はＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を備えて構成されている。
また、排気通路３９の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）通路４５が分岐されて、排ガスの一部がＥＧＲクーラ４７によって冷却されて吸気スロットルバルブ３５の下流部位にＥＧＲバルブ４９を介して投入されるようになっている。
【００３６】
各気筒の燃料噴射弁１９には、供給する燃料流量および供給時期を制御する燃料噴射制御装置５１が設けられている。燃料ポンプ５３によって所定の圧力に加圧された燃料がコモンレール５５に蓄圧されて、該コモンレール５５から燃料噴射弁１９に燃料が供給され、燃焼室９内に噴射される。
【００３７】
次に、エンジン制御装置５７について説明する。このエンジン制御装置５７には前述の燃料噴射制御装置５１、点火プラグ制御装置２３を有して構成されている。
エンジン回転数やエンジン負荷等の運転状態を示す信号、さらに、エンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温センサ５９からの信号、外気温度を検出する外気温センサ６１からの信号が入力されている。冷却水温センサ５９は、エンジン１の暖機状態を確実に検出するために、エンジン１のシリンダヘッド７からの冷却水出口近傍の水温を検出するように設置されている。
【００３８】
４サイクルのエンジン１は、ピストン５が往復移動して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を繰り返す行程において、圧縮行程における圧縮ストロークすなわち実圧縮比（図９参照、Ｖｃ／Ｖａ）よりも、膨張行程における膨張ストロークすなわち膨張比（図９参照、Ｖｂ／Ｖa）の方を大きくするミラーサイクルを実行するために、吸気弁駆動機構１６によって、吸気弁１５が、ピストン５が下死点に達する前に早く閉じる、所謂吸気早閉じを実行するように駆動される。
【００３９】
そして、吸気弁１５の開閉タイミングよって形成される実圧縮比は１２〜１５の範囲に設定されるとよい。
このような実圧縮比では、低温環境における冷態始動時には、燃焼室内の温度が上がらず燃料の自己着火が困難であるが、このような範囲の実圧縮比であっても点火プラグを採用することで着火性不良を改善できるとともに、実圧縮比の低減によるＮＯｘ低減の両立を図ることができる。
【００４０】
なお、４サイクルのディーゼルエンジンの吸気弁１５の閉じタイミングをピストン５が下死点に達した後まで閉じないようにする、所謂吸気遅閉じを実行するように設定してもよい。
【００４１】
図２を参照して第１実施形態の点火プラグ２１の点火プラグ制御装置２３の制御フローについて説明する。
ステップＳ１で、エンジン１が始動されたかをエンジンのキースイッチまたはエンジン回転数等から判定する。始動したと判定するとステップＳ２で、あらかじめ設定された一定時間ｔ０を読みだして初期時間として設定する。ステップＳ３で、外気温センサ６１によって外気温度を検出する。ステップＳ４で、外気温補正マップを用いて、外気温度に応じた補正値、例えば、外気温度が低下するに従って一定時間の設定値を長くするように補正する補正値を算出する。ステップＳ５で、補正値を用いて補正時間ｔ１を算出する。
【００４２】
次に、ステップＳ６で、燃料噴射弁１９を作動するサブルーチンが実行されて、燃料噴射制御装置５１によって燃料噴射弁１９をディーゼルエンジンの圧縮着火のタイミングで作動して燃焼室９内へ燃料を噴射する。
そして、ステップＳ７で、点火プラグ２１を作動するサブルーチンが実行されて点火プラグ２１が点火される。この点火プラグ作動のサブルーチンは、点火プラグ２１の点火タイミングが設定され、この第１実施形態では燃料噴射弁１９からの燃料噴射の直後に点火するように制御される。
【００４３】
次のステップＳ８で、始動からの経過時間ｔをカウントし、ステップＳ９で、経過時間ｔが補正時間ｔ１以上に達しているか否かが判定される。Ｎｏの場合には、ステップＳ６に戻って、ステップＳ６〜ステップＳ９を繰り返す。Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１０に進んで、点火プラグ２１を非作動とする。次のステップＳ１１で、圧縮着火による燃焼に戻って終了する。
【００４４】
以上の第１実施形態によれば、ミラーサイクルを適用することによって生じる実圧縮比の低下による着火性の低下が、点火プラグ制御装置２３によって燃焼室９に設けられた点火プラグ２１を作動して燃料を強制的に着火するので、始動性が改善され、また燃焼不良に伴う白煙発生が防止される。
この結果、ミラーサイクルの適用によるＮＯｘ低減効果を、着火性を低下することなく得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、点火プラグ制御装置２３はエンジンの始動から予め設定された一定時間、点火プラグ２１を点火し燃料を強制着火させ、一定期間経過後には点火プラグ２１による着火を行わずに圧縮着火による自己着火をさせるので、着火性の悪い始動時や暖機中にのみ点火プラグ２１による着火を行うことで、点火プラグ２１の寿命を延長化できる。
【００４６】
さらに、本実施形態によれば、外気温度を検出する外気温センサ６１を設け、点火プラグ制御装置２３では一定時間ｔ０を外気温度の検出結果に応じて補正して、補正時間ｔ１を算出して、該補正時間ｔ１を用いて点火プラグ２１の点火期間（点火プラグを作動させる期間）を算出して点火プラグ２１の点火期間を制御しているので、外気温度に応じた始動性の改善および白煙の排出防止効果が得られる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、第２実施形態を説明する。第２実施形態の点火プラグ制御装置２３の制御フローについて説明する。
ステップＳ２１で、エンジン１が始動されたかをエンジンのキースイッチまたはエンジン回転数等から判定する。この判定は第１実施形態と同様である。
始動したと判定すると、ステップＳ２２で燃料噴射弁作動サブルーチンの作動、およびステップＳ２３で点火プラグ２１の作動サブルーチンを実行する。このステップＳ２２の燃料噴射弁作動サブルーチンおよびステップＳ２３の点火プラグ作動サブルーチンは、第１実施形態のステップＳ６、Ｓ７と同様である。
【００４８】
ステップＳ２４で、冷却水温センサ５９からの検出信号を基に冷却水温度Ｔを検出する。ステップＳ２５で、検出値が冷却水温の閾値Ｔ０以上か否かを判定する。この閾値Ｔ０は、エンジン１の暖機が進み、ミラーサイクルの適用による実圧縮比の低下があっても白煙発生等の不具合に繋がらない程度まで暖機が進んでいる冷却水温度である。
【００４９】
ステップＳ２５において、まだ、冷却水温の閾値Ｔ０以上に達していない場合には、ステップＳ２２に戻って点火プラグ２１による強制着火の制御を繰り返す。ステップＳ２５において、冷却水温が閾値Ｔ０以上に達した場合には、ステップＳ２６で点火プラグ２１を非作動による。そして終了する。
【００５０】
図４に、この第２実施形態の始動時の冷却水温度Ｔ、点火プラグ２１の点火状態、燃料噴射弁１９の作動状態のタイムチャートを示す。ｔａで始動開始とともに燃料噴射弁１９がＯＮして作動を開始する。ｔｂで冷却水温の閾値Ｔ０に達し、点火プラグ２１がＯＦＦされ、その後ｔcで冷却水温度はエンジン１の冷却水回路に設けられたサーモスタットの作動で一定温度に保持される。
【００５１】
以上のように第２実施形態によれば、エンジン１の始動から冷却水温度が一定値に達するまで点火プラグ２１を作動するため、第１実施形態のエンジン１の始動から一定時間による点火プラグ２１の作動制御よりも、エンジン１の暖機状態をより精度よく反映できるため、エンジン１の始動時の始動不良および白煙排出をより効果的に防止できる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、図５を参照して、第３実施形態を説明する。第３実施形態は、第１実施形態のステップＳ６、Ｓ７、第２実施形態で説明したステップＳ２２、Ｓ２３の燃料噴射弁作動サブルーチン、および点火プラグサブルーチンの他の例である。
【００５３】
図５に示すように、燃料噴射弁１９は燃料噴射制御装置５１によってメイン噴射６５と該メイン噴射６５より早期に噴射のパイロット噴射６７との２段階に分けた噴射を行う。点火プラグ制御装置２３はメイン噴射６５とパイロット噴射６７との間において点火プラグ２１を作動するタイミングで制御される。
【００５４】
メイン噴射６５よりも早期に噴射するパイロット噴射６７の燃料は、ピストン５の圧縮途中で燃料が噴射されるため着火性が悪く、ミラーサイクルを採用して実圧縮比が下がった状態では、着火遅れが長くなり未燃ＨＣの増大や失火に繋がる可能性が高い。
しかし、点火プラグ２１によってこの着火性の悪いパイロット噴射６７の燃料を確実に着火することができる。その結果、パイロット噴射６７の燃料の燃焼によって温度が上がった雰囲気中にメイン噴射６５が行われるようになるため、メイン噴射燃料の燃焼が促進されて着火性が確実になる。
【００５５】
また、メイン噴射６５とパイロット噴射６７との間での点火プラグ２１の作動タイミングを、始動からの経過時間または暖機状態に応じて、すなわち、経過時間ｔが経過するに従って、また、冷却水温度Ｔが上昇するに従ってメイン噴射６５側に移動するとよい。
【００５６】
始動からの経過時間または暖機状態に応じて、点火プラグ２１の作動タイミングをメイン噴射６５側に移動するため、暖機が進むに従ってパイロット噴射６７の着火性が始動初期よりも改善されるため、メイン噴射６５側に移動してメイン噴射６５の着火性に寄与させるようにしてメイン噴射６５の着火性をより向上できる。
【００５７】
（第４実施形態）
次に、図６、７を参照して、第４実施形態を説明する。第４実施形態は、燃料噴射弁１９の先端部に周方向に複数形成された燃料噴射孔６９の少なくとも１つが点火プラグ２１の方向を向くように設けられている。すなわち、燃料噴射孔６９の周方向の割付が点火プラグ２１の方向を向くように設けられている。
【００５８】
さらに、燃料噴射孔６９の周方向の割付を行うだけでなく、燃料噴射弁１９の軸方向の噴射角αをも変えて点火プラグ２１の方向を向くように設定されている。すなわち、図７のように点火プラグ２１を向くように噴射角α'に設定される。
このように、多噴孔ノズルの１つの噴孔を点火プラグ２１に向けることで、点火プラグ２１周囲に燃料が集まり、点火プラグ２１による強制着火を確実に行うことができる。
【００５９】
また、１つの燃料噴射孔６９からの噴霧が点火プラグ２１の周辺に燃料が集まるように燃料噴射弁１９の軸方向の噴射角αを調整して、他の噴孔はピストン５の頂部に形成されるピストンキャビティに対して最適となるように配置することによって、着火性と燃焼改善とを両立させることができる。
【００６０】
（第５実施形態）
次に、図８を参照して、第５実施形態を説明する。第５実施形態は、第１、第２実施形態が始動時の制御であったが、第５実施形態は、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）の強制再生時に吸気スロットルバルブ３５を絞る制御が行われたときに点火プラグ２１を点火する。
【００６１】
図８のように、点火プラグ制御装置７１は、排ガス後処理装置４３を構成するＤＰＦの再生を制御するＤＰＦ再生制御装置７３から再生信号を受けた時に、所定時間だけ前記点火プラグ２１を点火する。
【００６２】
ＤＰＦの強制再生時に吸気スロットルバルブ３５を絞ると、吸気流量が低下して圧縮圧力が低下するため、燃料の着火性が低下する。従って、エンジン始動時の着火の不安定性とは別に、ＤＰＦの強制再生時の吸気スロットルバルブ３５の絞り制御によっても着火の不安定性が問題となるが、ＤＰＦの強制再生時における吸気スロットルバルブ３５が絞られたときに、点火プラグ２１を作動するので、かかる問題点が解消されて、着火性が低下して白煙発生のリスクが防止される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、ミラーサイクルが適用されて運転されるディーゼルエンジン、すなわち、圧縮着火エンジンにおいて、実圧縮比を低下させることによる着火の不安定性を改善するとともに、実圧縮比の低減によるＮＯｘ低減の両立を図ることができるため、圧縮値着火エンジンへの利用に適している。
【符号の説明】
【００６４】
１    ディーゼルエンジン
５    ピストン
９    燃焼室
１１  吸気ポート
１５  吸気弁
１６  吸気弁動弁機構
１７  排気弁
１８  排気弁動弁機構
１９  燃料噴射弁
２１  点火プラグ
２３  点火プラグ制御装置
２９  排気ターボ過給機（過給機）
３５  吸気スロットルバルブ
３９、４１  排ガス通路
４３  排ガス後処理装置
５１  燃料噴射制御装置
５９  冷却水温センサ
６１  外気温センサ
６５  メイン噴射
６７  パイロット噴射
６９  燃料噴射孔
α  噴射角
【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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