JP2013068165A - 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮自己着火式エンジンを再始動させる際に、エンジンの再始動条件に応じて、常に最適の態様でエンジンを再始動させる。
【解決手段】エンジンを再始動させる際に（ステップＳ２１でＹＥＳ）、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合であっても（ステップＳ２２でＹＥＳ）、運転者が発進要求をしていないときは（ステップＳ２３でＮＯ）、エンジンの停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えたときに該気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させ（ステップＳ２５）、運転者が発進要求をしているときは（ステップＳ２３でＹＥＳ）、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる（ステップＳ２４）。
【選択図】図３

Description

本発明は、気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、エンジン停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒に対して燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置に関する。

ディーゼルエンジンに代表される圧縮自己着火式エンジンは、一般に、ガソリンエンジンのような火花点火式エンジンよりも熱効率に優れ、排出されるＣＯ_２の量も少ないことから、近年、車載用エンジンとして広く普及しつつある。

上記のような圧縮自己着火式エンジンにおいて、より一層のＣＯ_２の削減を図るには、アイドル運転時等にエンジンを自動的に停止させ、その後車両の発進操作等が行われたときにエンジンを自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御の技術を採用することが有効であり、そのことに関する種々の研究もなされている。

例えば、特許文献１には、所定の自動停止条件が成立したときにディーゼルエンジンを自動的に停止させ、所定の再始動条件が成立すると、スタータモータを駆動してエンジンに回転力を付与しつつ燃料噴射を実行してディーゼルエンジンを再始動させるディーゼルエンジンの制御装置が開示されている。そして、エンジンの停止時（停止完了時）に圧縮行程にある気筒（停止時圧縮行程気筒）のピストン停止位置に基づき、最初に燃料を噴射する気筒を可変的に設定することが記載されている。

より具体的には、ディーゼルエンジンが自動停止されると、その時点で圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストン位置を求め、そのピストン位置が相対的に下死点寄りに予め設定された基準停止位置範囲内にあるか否かを判定し、基準停止位置範囲内にあるときには、エンジンを再始動させる際に、上記停止時圧縮行程気筒に最初に燃料を噴射する一方、基準停止位置範囲よりも上死点側にあるときには、エンジン全体として１回目の上死点を越えて、停止時吸気行程気筒（エンジンの停止時に吸気行程にある気筒）が圧縮行程を迎えたときに、該気筒に最初に燃料を噴射するようにしている。

このような構成によれば、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記基準停止位置範囲内にあるときには、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することにより、その燃料を確実に自己着火させることができ、比較的短時間でエンジンを迅速に再始動させることができる（これを便宜上「１圧縮始動」という）。一方、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記基準停止位置範囲から上死点側に外れているときには、そのピストンによる圧縮ストローク量（圧縮代）が少なく気筒内の空気が十分に高温化しないことから、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射しても失火が起きるおそれがある。そこで、このような場合には、停止時圧縮行程気筒ではなく停止時吸気行程気筒に燃料を噴射することにより、筒内の空気を十分に圧縮して確実に燃料を自己着火させることができる（これを便宜上「２圧縮始動」という）。

特開２００９−０６２９６０号公報（段落００４８）

上記のように、従来、エンジンを再始動させる際は、停止時圧縮行程気筒のピストンが基準停止位置範囲内で停止しているか否かを判定し、停止している場合は、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射して、エンジンを１圧縮始動で迅速に再始動させることが行われている。

ところで、エンジンの再始動条件には、大別して、運転者の要求によるものと、運転者の要求によらないものとがある。前者の例としては、クラッチの切断操作やブレーキの解除操作等、車両の発進操作が挙げられる。後者の例としては、エアコンを稼動させる必要が生じたこと、バッテリ電圧が低下したこと、エンジンの自動停止時間が長時間に及んでいること等、システム上の観点からエンジンを再始動させる必要が生じたことが挙げられる（これを便宜上「システム要求」という）。運転者の発進要求によってエンジンが再始動される場合、運転者はエンジンが再始動されることが予め分かっているから、再始動に伴って振動が発生しても、乗員は大きな違和感を感じない。一方、システム要求によってエンジンが再始動される場合、運転者はエンジンが再始動されることが予め分かっていないから、再始動に伴って振動が発生すると、乗員は大きな違和感を感じ、ＮＶＨ（ノイズ（騒音）・バイブレーション（振動）・ハーシュネス（乗り心地））が著しく低下する。

そして、本発明者等の検討によれば、再始動時間（スタータモータの駆動開始から完爆までの時間）の短縮化を図るため、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内にある場合、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させていると、再始動時に比較的大きな振動が比較的頻繁に発生することが分かった。これは、エンジン、エンジンマウント、トランスミッション、車体等の各緒元の組み合わせによって決まる車両の共振周波数が影響しているものと考えられる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、圧縮自己着火式エンジンを再始動させる際に、エンジンの再始動条件に応じて、迅速始動を優先させるべきか、あるいはＮＶＨを優先させるべきかを選択可能とし、常に最適の態様でエンジンを再始動させ、もって圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置を改善することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、上記停止時圧縮行程気筒に燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置であって、エンジンを再始動させる際に、上記停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が上記基準停止位置範囲内にある場合であっても、成立した再始動条件が運転者の要求によらないときは、エンジンの停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えたときに該気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させ、成立した再始動条件が運転者の要求によるときは、上記停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる制御手段を備えることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、エンジンを再始動させる際に、たとえ停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内にある場合であっても、すなわち１圧縮始動が可能な場合であっても、運転者の発進要求によらないシステム要求によって再始動条件が成立したときは、エンジンを２圧縮始動させることになる。一方、運転者の発進要求によって再始動条件が成立したときは、エンジンを１圧縮始動させることになる。

発明の実施形態でより詳しく説明するように、再始動時に発生する振動は、エンジン、エンジンマウント、トランスミッション、車体等の各緒元の組み合わせによって決まる車両の共振周波数が大きく影響する。この共振周波数は車両毎に異なるが、大きく相違するわけではなく、いずれの車両においても、例えば１１±３Ｈｚ程度に概ね収まっている。

一方、１圧縮始動では、エンジン全体として１回目（１圧縮目）の上死点を迎えたときから燃焼が起こってエンジン始動のためのトルクが発生する。この燃焼は、エンジン全体として２回目（２圧縮目）、３回目（３圧縮目）、…の上死点を迎えたときにも起こってその度にトルクが発生する。トルクの発生によって徐々に回転数が上り、トルクの発生間隔が徐々に短くなる。つまり、振動の周波数が徐々に高くなる。そして、周波数が一定のアイドル状態に収束する。２圧縮始動でも同様のことがいえる。ただし、２圧縮始動では、エンジン全体として１回目の上死点を迎えたときはスタータモータの駆動力のみが作用するので１圧縮目のトルクは相対的に小さい。その結果、１圧縮目から２圧縮目にかけての回転数は相対的に低くなり、１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数は、１圧縮始動におけるそれよりも低くなる。その後、２圧縮目から燃焼によるトルクが発生し、徐々に回転数が上り、振動周波数が徐々に高くなる。そして、１圧縮始動と同様、周波数が一定のアイドル状態に収束する。このように、１圧縮始動と２圧縮始動とでは、エンジンが回転し始める１圧縮目、２圧縮目、３圧縮目、…等の回転初期における振動周波数（エンジン回転初期振動周波数）が相違する（もっとも、アイドル状態に近づくとほとんど変わらなくなる）。

そして、本発明者等の検討によれば、１圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数が、２圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数よりも、車両の共振周波数（例えば１１±３Ｈｚ程度）に近いことが分かった。特に、１圧縮始動のときの１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数が車両の共振周波数に近いことが分かった。その結果、１圧縮始動でエンジンを再始動させると、２圧縮始動でエンジンを再始動させる場合に比べて、共振作用によって振動が大きく増幅する現象が起き易く、ＮＶＨが著しく低下する。

以上のことから、本発明によれば、運転者の要求によらないシステム要求によってエンジンが再始動されるときは、たとえ１圧縮始動が可能であっても、２圧縮始動でエンジンが再始動されるから、ＮＶＨの著しい低下が回避され、エンジンが再始動されることが予め分かっていない乗員が大きな違和感を感じる不具合が抑制される。なお、２圧縮始動では、迅速始動性が低下するが、運転者は発進要求をしていないので、迅速始動性の低下は大きな問題ではない。一方、運転者の発進要求によってエンジンが再始動されるときは、１圧縮始動でエンジンが再始動されるから、エンジンが運転者の発進要求に応答性よく短時間で迅速始動する。なお、１圧縮始動では、ＮＶＨが低下するが、運転者は発進要求をしており、エンジンが再始動されることが予め分かっているので、ＮＶＨの低下は大きな問題ではない。このように、本発明によれば、圧縮自己着火式エンジンを再始動させる際に、エンジンの再始動条件に応じて、迅速始動を優先させるべきか、あるいはＮＶＨを優先させるべきかが選択され、常に最適の態様でエンジンが再始動される。

本発明において、好ましくは、上記制御手段は、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で下死点寄りにあるときは、上死点寄りにあるときに比べて、上記停止時圧縮行程気筒内の空気量に対応させて燃料噴射量を多く設定し、かつ、成立した再始動条件が運転者の要求によるかよらないかに拘らず、停止時圧縮行程気筒に上記設定した量の燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる（請求項２）。

この構成によれば、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で下死点寄りにあるときは、運転者が発進要求をしたか否かに拘らず、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させることになる。

発明の実施形態でより詳しく説明するように、１圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数は、ほとんどが、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で上死点寄り（例えば圧縮上死点前１０２°ＣＡ〜１０８°ＣＡの範囲内等）にあるときのものである。つまり、それだけ停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が圧縮上死点前１０２°ＣＡ〜１０８°ＣＡの範囲内等に収まる傾向が強いということである。したがって、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で下死点寄り（例えば圧縮上死点前１５６°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲内等）にあるときに、該気筒内の空気量に対応させて多く設定した量の燃料を該気筒に噴射すると、トルクが増大し、１圧縮始動のときの１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数が、２圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数に近くなる。特に、２圧縮始動のときの２圧縮目と３圧縮目との間の振動周波数に近くなる。

以上のことから、上記構成によれば、１圧縮始動でエンジンを再始動させても、燃料噴射量が増量されているので、エンジン回転初期振動周波数は２圧縮始動のときの挙動に近くなり、ＮＶＨの低下は抑制される。そのため、たとえシステム要求によってエンジンが再始動されるときであっても、乗員が大きな違和感を感じる不具合が抑制される。また、運転者の発進要求によってエンジンが再始動されるときは、１圧縮始動でエンジンを再始動させることにより、エンジンが応答性よく短時間で迅速始動するという利点が維持される。この構成は、吸気弁が吸気下死点又は吸気下死点前に閉弁される早閉じタイプのエンジンに特に好ましく適用される。

本発明において、好ましくは、上記制御手段は、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で吸気弁の閉弁タイミングに対応する位置よりも下死点側にあるときは、成立した再始動条件が運転者の要求によるかよらないかに拘らず、停止時圧縮行程気筒に、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えたときに該気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる場合に設定される燃料噴射量と同じ量の燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる（請求項３）。

この構成によれば、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で吸気弁の閉弁（ＩＶＣ）タイミングに対応する位置よりも下死点側にあるときは、運転者が発進要求をしたか否かに拘らず、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させることになる。

上記のように、１圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数は、ほとんどが、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で上死点寄り（例えば圧縮上死点前１０２°ＣＡ〜１０８°ＣＡの範囲内等）にあるときのものである。一方、ＩＶＣタイミングに対応する位置は、例えば圧縮上死点前１４４°ＣＡ付近等であって、停止時圧縮行程気筒のピストンが停止する傾向が強い上記範囲（圧縮上死点前１０２°ＣＡ〜１０８°ＣＡの範囲等）よりも下死点側にある。したがって、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内でＩＶＣタイミングに対応する位置よりも下死点側（例えば圧縮上死点前１６２°ＣＡ等）にあるときに、２圧縮始動の場合に噴射する量と同量の燃料を停止時圧縮行程気筒に噴射すると、トルクが増大し、１圧縮始動のときの１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数が、２圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数に近くなる。特に、２圧縮始動のときの２圧縮目と３圧縮目との間の振動周波数に近くなる。

以上のことから、上記構成によれば、１圧縮始動でエンジンを再始動させても、燃料噴射量が増量されているので、エンジン回転初期振動周波数は２圧縮始動のときの挙動に近くなり、ＮＶＨの低下は抑制される。そのため、たとえシステム要求によってエンジンが再始動されるときであっても、乗員が大きな違和感を感じる不具合が抑制される。また、運転者の発進要求によってエンジンが再始動されるときは、１圧縮始動でエンジンを再始動させることにより、エンジンが応答性よく短時間で迅速始動するという利点がそのまま生かされる。この構成は、吸気弁が吸気下死点後に閉弁される遅閉じタイプのエンジンに特に好ましく適用される。

以上説明したように、本発明によれば、圧縮自己着火式エンジンを再始動させる際に、エンジンの再始動条件に応じて、迅速始動を優先させるべきか、あるいはＮＶＨを優先させるべきかを選択可能とし、常に最適の態様でエンジンを再始動させ、もって圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置を改善することができる。

本発明の一実施形態に係る始動制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム構成図である。 上記エンジンの自動停止制御の具体的動作の一例を示すフローチャートである。 上記エンジンの再始動制御の具体的動作の一例を示すフローチャートである。 上記再始動制御で１圧縮始動又は２圧縮始動を判定するために用いるマップである。 上記エンジンを１圧縮始動で再始動させたとき及び２圧縮始動で再始動させたときのクランク軸トルク及びエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。 上記再始動制御で気筒に噴射する燃料噴射量を設定するために用いるマップである。

（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る始動制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム構成図である。本図に示されるディーゼルエンジンは、走行駆動用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。このエンジンのエンジン本体１は、いわゆる直列４気筒型のものであり、紙面に直交する方向に列状に並ぶ４つの気筒２Ａ〜２Ｄを有するシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に設けられたシリンダヘッド４と、各気筒２Ａ〜２Ｄにそれぞれ往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。

上記ピストン５の上方には燃焼室６が形成されており、この燃焼室６には、後述する燃料噴射弁１５から噴射される燃料（軽油）が供給される。そして、噴射された燃料が、ピストン５の圧縮作用により高温・高圧化した燃焼室６で自着火し（圧縮自己着火）、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動するようになっている。

上記ピストン５は図外のコネクティングロッドを介してクランクシャフト７と連結されており、上記ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて上記クランクシャフト７が中心軸回りに回転するようになっている。

ここで、図示のような４サイクル４気筒のディーゼルエンジンでは、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられたピストン５が、クランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって上下運動する。このため、各気筒２Ａ〜２Ｄでの燃焼（燃料噴射）のタイミングは、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、気筒２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの気筒番号をそれぞれ１番、２番、３番、４番とすると、１番気筒２Ａ→３番気筒２Ｃ→４番気筒２Ｄ→２番気筒２Ｂの順に燃焼が行われる。このため、例えば１番気筒２Ａが膨張行程であれば、３番気筒２Ｃ、４番気筒２Ｄ、２番気筒２Ｂは、それぞれ、圧縮行程、吸気行程、排気行程となる。

上記シリンダヘッド４には、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室６に開口する吸気ポート９および排気ポート１０と、各ポート９，１０を開閉可能に閉止する吸気弁１１および排気弁１２とが設けられている。なお、吸気弁１１および排気弁１２は、シリンダヘッド４に配設された一対のカムシャフト等を含む動弁機構１３，１４により、クランクシャフト７の回転に連動して開閉駆動される。本実施形態に係るエンジンは、吸気弁１１が吸気下死点後に閉弁される遅閉じタイプのエンジンである。

また、上記シリンダヘッド４には、燃料噴射弁１５が各気筒２Ａ〜２Ｄにつき１つずつ設けられている。各燃料噴射弁１５は、蓄圧室としてのコモンレール２０と分岐管２１を介してそれぞれ接続されている。コモンレール２０には、燃料供給ポンプ２３から燃料供給管２２を通じて供給された燃料（軽油）が高圧状態で蓄えられており、このコモンレール２０内で高圧化された燃料が分岐管２１を通じて各燃料噴射弁１５にそれぞれ供給されるようになっている。

各燃料噴射弁１５は、複数の噴孔を有する噴射ノズルが先端部に設けられた電磁式のニードル弁からなり、その内部に、上記噴射ノズルに通じる燃料通路と、電磁力により作動して上記燃料通路を開閉するニードル状の弁体とを有している（いずれも図示省略）。そして、通電による電磁力で上記弁体が開方向に駆動されることにより、コモンレール２０から供給された燃料が上記噴射ノズルの各噴孔から燃焼室６に向けて直接噴射されるようになっている。

上記シリンダブロック３やシリンダヘッド４の内部には、冷却水が流通する図外のウォータジャケットが設けられており、このウォータジャケット内の冷却水の温度を検出するための水温センサＳＷ１が、上記シリンダブロック３に設けられている。

また、上記シリンダブロック３には、クランクシャフト７の回転角度および回転速度を検出するためのクランク角センサＳＷ２が設けられている。このクランク角センサＳＷ２は、クランクシャフト７と一体に回転するクランクプレート２５の回転に応じてパルス信号を出力する。

具体的に、上記クランクプレート２５の外周部には、一定ピッチで並ぶ多数の歯が突設されており、その外周部における所定範囲には、基準位置を特定するための歯欠け部２５ａ（歯の存在しない部分）が形成されている。そして、このように基準位置に歯欠け部２５ａを有したクランクプレート２５が回転し、それに基づくパルス信号が上記クランク角センサＳＷ２から出力されることにより、クランクシャフト７の回転角度（クランク角）および回転速度（エンジン回転速度）が検出されるようになっている。

一方、上記シリンダヘッド４には、動弁用のカムシャフト（図示省略）の角度を検出するためのカム角センサＳＷ３が設けられている。カム角センサＳＷ３は、カムシャフトと一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じて、気筒判別用のパルス信号を出力するものである。

すなわち、上記クランク角センサＳＷ２から出力されるパルス信号の中には、上述した歯欠け部２５ａに対応して３６０°ＣＡごとに生成される無信号部分が含まれるが、その情報だけでは、例えばピストン５が上昇しているときに、それがどの気筒の圧縮行程または排気行程にあたるのか判別することができない。そこで、７２０°ＣＡごとに１回転するカムシャフトの回転に基づきカム角センサＳＷ３からパルス信号を出力させ、その信号が出力されるタイミングと、上記クランク角センサＳＷ２の無信号部分のタイミング（歯欠け部２５ａの通過タイミング）とに基づいて、気筒判別を行うようにしている。

上記吸気ポート９および排気ポート１０には、吸気通路２８および排気通路２９がそれぞれ接続されている。すなわち、外部からの吸入空気（新気）が上記吸気通路２８を通じて燃焼室６に供給されるとともに、燃焼室６で生成された排気ガス（燃焼ガス）が上記排気通路２９を通じて外部に排出されるようになっている。

上記吸気通路２８のうち、エンジン本体１から所定距離上流側までの範囲は、気筒２Ａ〜２Ｄごとに分岐した分岐通路部２８ａとされており、各分岐通路部２８ａの上流端がそれぞれサージタンク２８ｂに接続されている。このサージタンク２８ｂよりも上流側には、単一の通路からなる共通通路部２８ｃが設けられている。

上記共通通路部２８ｃには、各気筒２Ａ〜２Ｄに流入する空気量（吸気流量）を調節するための吸気絞り弁３０が設けられている。吸気絞り弁３０は、エンジンの運転中は基本的に全開もしくはこれに近い高開度に維持されており、エンジンの停止時等の必要時にのみ閉弁されて吸気通路２８を遮断するように構成されている。

上記サージタンク２８ｂには、吸気圧力を検出するための吸気圧センサＳＷ４が設けられており、上記サージタンク２８ｂと吸気絞り弁３０との間の共通通路部２８ｃには、吸気流量を検出するためのエアフローセンサＳＷ５が設けられている。

上記クランクシャフト７には、タイミングベルト等を介してオルタネータ３２が連結されている。このオルタネータ３２は、図外のフィールドコイルの電流を制御して発電量を調節するレギュレータ回路を内蔵しており、車両の電気負荷やバッテリの残容量等から定められる発電量の目標値（目標発電電流）に基づき、クランクシャフト７から駆動力を得て発電を行うように構成されている。

上記シリンダブロック３には、エンジンを始動するためのスタータモータ３４が設けられている。このスタータモータ３４は、モータ本体３４ａと、モータ本体３４ａにより回転駆動されるピニオンギア３４ｂとを有している。上記ピニオンギア３４ｂは、クランクシャフト７の一端部に連結されたリングギア３５と離接可能に噛合している。そして、上記スタータモータ３４を用いてエンジンを始動する際には、ピニオンギア３４ｂが所定の噛合位置に移動して上記リングギア３５と噛合し、ピニオンギア３４ｂの回転力がリングギア３５に伝達されることにより、クランクシャフト７が回転駆動されるようになっている。

（２）制御システム
以上のように構成されたエンジンは、その各部がＥＣＵ（電子制御ユニット）５０により統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されたマイクロプロセッサであり、本発明に係る制御手段に相当する。

上記ＥＣＵ５０には、各種センサから種々の情報が入力される。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジンの各部に設けられた上記水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、吸気圧センサＳＷ４、およびエアフローセンサＳＷ５と電気的に接続されており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ５からの入力信号に基づいて、エンジンの冷却水温、クランク角、エンジン回転速度、気筒判別、吸気圧力、吸気流量等の種々の情報を取得する。

また、ＥＣＵ５０には、車両に設けられた各種センサ（ＳＷ６〜ＳＷ９）からの情報も入力される。すなわち、車両には、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル３６の開度を検出するためのアクセル開度センサＳＷ６と、ブレーキペダル３７のＯＮ／ＯＦＦ（ブレーキの有無）を検出するためのブレーキセンサＳＷ７と、車両の走行速度（車速）を検出するための車速センサＳＷ８と、バッテリ（図示省略）の残容量を検出するためのバッテリセンサＳＷ９とが設けられている。ＥＣＵ５０は、これら各センサＳＷ６〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量といった情報を取得する。

上記ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。具体的に、ＥＣＵ５０は、上記燃料噴射弁１５、吸気絞り弁３０、オルタネータ３２、およびスタータモータ３４と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。

上記ＥＣＵ５０が有するより具体的な機能について説明する。ＥＣＵ５０は、例えばエンジンの通常運転時に、運転条件に基づき定められる所要量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射させたり、車両の電気負荷やバッテリの残容量等に基づき定められる所要発電量をオルタネータ３２に発電させる等の基本的な機能を有する他、予め定められた特定の条件下でエンジンを自動的に停止させ、または再始動させる機能をも有している。このため、ＥＣＵ５０は、エンジンの自動停止または再始動制御に関する機能的要素として、自動停止制御部５１および再始動制御部５２を有している。

上記自動停止制御部５１は、エンジンの運転中に、予め定められたエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを自動停止させる制御を実行するものである。

例えば、車両が停止状態にあること等の複数の条件が揃い、エンジンを停止させても支障のない状態であることが確認された場合に、自動停止条件が成立したと判定する。そして、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止（燃料カット）する等により、エンジンを停止させる。

上記再始動制御部５２は、エンジンが自動停止した後、予め定められた再始動条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを再始動させる制御を実行するものである。

例えば、車両を発進させるために運転者がアクセルペダル３６を踏み込むなどして、エンジンを始動させる必要が生じたときに、再始動条件が成立したと判定する。そして、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を再開させることにより、エンジンを再始動させる。

（３）自動停止制御
次に、エンジン自動停止制御を司るＥＣＵ５０の自動停止制御部５１の具体的制御動作の一例について、図２のフローチャートを用いて説明する。

図２のフローチャートに示す処理がスタートすると、自動停止制御部５１は、各種センサ値を読み込む（ステップＳ１）。具体的には、水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、吸気圧センサＳＷ４、エアフローセンサＳＷ５、アクセル開度センサＳＷ６、ブレーキセンサＳＷ７、車速センサＳＷ８、およびバッテリセンサＳＷ９からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基づいて、エンジンの冷却水温、クランク角、エンジン回転速度、気筒判別、吸気圧力、吸気流量、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量等の各種情報を取得する。

次いで、自動停止制御部５１は、上記ステップＳ１で取得された情報に基づいて、エンジンの自動停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、車両が停止していること（車速＝０ｋｍ／ｈ）、アクセルペダル３６の開度がゼロ（アクセルＯＦＦ）であること、ブレーキペダル３７が操作中（ブレーキＯＮ）であること、エンジンの冷却水温が所定値以上（温間状態）にあること、バッテリの残容量が所定値以上であること、等の複数の条件が全て揃ったときに、自動停止条件が成立したと判定する。なお、車速については、必ずしも完全停止（車速＝０ｋｍ／ｈ）を条件とする必要はなく、所定の低車速以下（例えば３ｋｍ／以下）という条件を設定してもよい。

上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されて自動停止条件が成立したことが確認された場合、自動停止制御部５１は、吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定する（ステップＳ３）。すなわち、上記自動停止条件が成立した時点で、吸気絞り弁３０の開度を、アイドル運転時に設定される所定の開度（例えば３０％）から、全閉（０％）まで低下させる。

次いで、自動停止制御部５１は、燃料噴射弁１５を常に閉状態に維持することにより、燃料噴射弁１５からの燃料の供給を停止（燃料カット）する（ステップＳ４）。

次いで、自動停止制御部５１は、エンジン回転速度が０ｒｐｍであるか否かを判定することにより、エンジンが完全停止したか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、エンジンが完全停止していれば、自動停止制御部５１は、例えば、吸気絞り弁３０の開度を、通常運転時に設定される所定の開度（例えば８０％等）に設定する等して（ステップＳ６）、この自動停止制御はエンドとなる。

（４）再始動制御及び本実施形態の作用効果
次に、エンジン再始動制御を司るＥＣＵ５０の再始動制御部５２の具体的制御動作の一例について、図３のフローチャートを用いて説明する。

図３のフローチャートに示す処理がスタートすると、再始動制御部５２は、各種センサ値に基づいて、エンジンの再始動条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、車両発進のためにアクセルペダル３６が踏み込まれたこと（アクセルＯＮ）、バッテリの残容量が低下したこと、エンジンの冷却水温が所定値未満（冷間状態）になったこと、エンジンの停止継続時間（自動停止後の経過時間）が所定時間を越えたこと、等の条件の少なくとも１つが成立したときに、再始動条件が成立したと判定する。ここで、エンジンの再始動条件には、大別して、運転者の発進要求によるもの（例えば、クラッチの切断操作やブレーキの解除操作等の車両の発進操作）と、運転者の発進要求によらないシステム要求によるもの（例えば、エアコンを稼動させる必要が生じたこと、バッテリ電圧が低下したこと、エンジンの自動停止時間が長時間に及んでいること等のシステム上の理由）とがある。

上記ステップＳ２１でＹＥＳと判定されて再始動条件が成立したことが確認された場合、再始動制御部５２は、図４に示すようなマップを用いて、停止時圧縮行程気筒（エンジン停止時に圧縮行程にある気筒）のピストン停止位置が基準停止位置範囲Ｒ（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ここで、上記マップは、エンジンを再始動させる際にエンジンを１圧縮始動で再始動させるか２圧縮始動で再始動させるかを判定するために用いるマップである。１圧縮始動とは、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒（停止時圧縮行程気筒）に、エンジン全体として１つ目の上死点（ＴＤＣ）を迎えるときに燃料を噴射してエンジンを再始動させることである。２圧縮始動とは、エンジン停止時に吸気行程にある気筒（停止時吸気行程気筒）に、エンジン全体として２つ目の上死点を迎えるときに燃料を噴射してエンジンを再始動させることである。

図４に示すように、上記判定用マップは、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置とエンジン冷却水温とをパラメータとして、基準停止位置範囲Ｒが設定されたものである。ここで、縦軸のエンジン冷却水温は、エンジンの再始動制御の開始時のエンジン冷却水温である。エンジンの再始動制御の開始時とは、本実施形態では、ステップＳ２１で再始動条件の成立が確認された時点である。

基準停止位置範囲Ｒは、図示したように、相対的に下死点（ＢＤＣ）寄りに設定されている。また、基準停止位置範囲Ｒは、エンジン冷却水温が高いほど上死点側に拡大されている。つまり、再始動制御の開始時のエンジン冷却水温が相対的に高いときは、相対的に低いときに比べて、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準停止位置範囲Ｒに入る確率が高くなる。

上記ステップＳ２２でＹＥＳと判定されて停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内にあることが確認された場合、再始動制御部５２は、ステップＳ２１で成立が確認された再始動条件が運転者の要求によるものであったか否かを判定する（ステップＳ２３）。

その結果、上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定されて、成立した再始動条件が運転者の要求によることが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時圧縮行程気筒に最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させる制御（１圧縮始動）を実行する（ステップＳ２４）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射して自着火させることにより、エンジン全体として１つ目の上死点を迎えた時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。そして、この再始動制御はエンドとなる。

一方、上記ステップＳ２３でＮＯと判定されて、成立した再始動条件が運転者の要求によらないことが確認された場合、つまり、システム要求によることが確認された場合、再始動制御部５２は、後述するステップＳ２６でＹＥＳと判定された場合を除き、停止時吸気行程気筒（エンジン停止時に吸気行程にある気筒）に最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させる制御（２圧縮始動）を実行する（ステップＳ２５）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、エンジン全体として１つ目の上死点を越えて、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えたときに、停止時吸気行程気筒に燃料を噴射して自着火させることにより、エンジン全体として２つ目の上死点を迎えた時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。そして、この再始動制御はエンドとなる。

すなわち、本実施形態に係るディーゼルエンジン（圧縮自己着火式エンジン）の始動制御装置は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときに、停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内にある場合は、スタータモータ３４を用いてエンジンに回転力を付与しつつ、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することにより、エンジンを再始動させるＥＣＵ５０を備えている。

１圧縮始動と２圧縮始動とを対比して説明すると、およそ次のようになる。すなわち、図４に示したように、基準停止位置範囲Ｒは、相対的に下死点寄りの範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）に予め定められたものである。停止時圧縮行程気筒のピストン５がこのような下死点寄りの位置に停止していれば、エンジンの再始動時に、上記停止時圧縮行程気筒に最初の（エンジン全体として最初の）燃料を噴射することにより、エンジンを１圧縮始動で迅速かつ確実に再始動させることができる。つまり、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が上記基準停止位置範囲Ｒ内にあれば、停止時圧縮行程気筒内に比較的多くの空気が存在するため、エンジン再始動時のピストン５の上昇に伴い、ピストン５による圧縮ストローク量（圧縮代）が多くなり、停止時圧縮行程気筒内の空気は十分に圧縮されて高温化する。このため、再始動時の最初の燃料を停止時圧縮行程気筒内に噴射すると、この燃料は停止時圧縮行程気筒内で確実に自着火して燃焼するのである。

これに対し、停止時圧縮行程気筒のピストン５が基準停止位置範囲Ｒから上死点側に外れていると、ピストン５による圧縮ストローク量が少なくなり、停止時圧縮行程気筒内の空気が十分に高温化しないことから、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射しても失火が起きるおそれがある。そこで、このような場合には、停止時圧縮行程気筒ではなく停止時吸気行程気筒に燃料を噴射することにより、停止時吸気行程気筒の空気を十分に圧縮して確実に燃料を自己着火させる（２圧縮始動）。

このように、停止時圧縮行程気筒のピストン５が基準停止位置範囲Ｒ内にあるときにはエンジンを１圧縮始動で速やかに再始動できるものの、基準停止位置範囲Ｒから上死点側に外れてしまったときには、２圧縮始動で停止時吸気行程気筒に燃料を噴射する必要があるため、停止時吸気行程気筒のピストン５が圧縮上死点付近に到達するまでは（つまりエンジン全体として２つ目の上死点を迎えるまでは）、燃料噴射に基づく自己着火を行わせることができず、再始動時間（本実施形態では、スタータモータ３４の始動時点から、エンジン回転速度が７５０ｒｐｍになるまでの時間をいう）が長くなってしまう。したがって、エンジンを再始動させる際は、できるだけ１圧縮始動で迅速にエンジンを再始動させることが好ましい。

しかしながら、本実施形態では、上記のように、エンジンを再始動させる際に、たとえ停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内にある場合であっても、すなわち１圧縮始動が可能な場合であっても（ステップＳ２２でＹＥＳ）、運転者の発進要求によらないシステム要求によって再始動条件が成立したときは（ステップＳ２３でＮＯ）、エンジンを２圧縮始動させるようにしている（ステップＳ２５）。このような制御動作にした理由はおよそ次のようである。

図５は、本実施形態に係るディーゼルエンジンを１圧縮始動で再始動させたとき（破線で示す）及び２圧縮始動で再始動させたとき（実線で示す）のクランク軸トルク（Ｎ・ｍ）及びエンジン回転数（ｒｐｍ）の変化を示すタイムチャートである。再始動前の停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置は、いずれも圧縮上死点前１０５°ＣＡであった。

１圧縮始動（破線）では、エンジン全体として１圧縮目の上死点を迎えたときから燃焼が起こってエンジン始動のためのトルクが発生する。この燃焼は、エンジン全体として２圧縮目、３圧縮目、…の上死点を迎えたときにも起こってその度にトルクが発生する。１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数は１２．０Ｈｚ、２圧縮目と３圧縮目との間の振動周波数は１９．４Ｈｚであった。

２圧縮始動（実線）では、エンジン全体として２圧縮目の上死点を迎えたときから燃焼が起こる。１圧縮目の上死点を迎えたときはスタータモータ３４の駆動力のみがクランクシャフト７に作用する。そのため、１圧縮目のトルクは１圧縮始動の場合と比べると小さい。その結果、１圧縮目から２圧縮目にかけての回転数は１圧縮始動の場合よりも低くなり、１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数は５．６Ｈｚと、１圧縮始動におけるそれ（１２．０Ｈｚ）よりも低くなる。しかし、燃焼によるトルクが発生する２圧縮目と３圧縮目との間の振動周波数は１６．１Ｈｚと、１圧縮始動におけるそれ（１９．４Ｈｚ）と比べると低いが、１圧縮始動における１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数１２．０Ｈｚよりも高くなる。

そして、いずれの場合も、トルクの発生によって徐々に回転数が上り、振動周波数が徐々に高くなり、周波数が一定のアイドル状態に収束する。このように、１圧縮始動と２圧縮始動とでは、エンジンが回転し始める１圧縮目、２圧縮目、３圧縮目、…等の回転初期における振動周波数（エンジン回転初期振動周波数）が相違する。

一方、再始動時に発生する振動は、エンジン、エンジンマウント、トランスミッション、車体等の各緒元の組み合わせによって決まる車両の共振周波数が大きく影響する。例えば、直列４気筒の横置きエンジンをトランスミッションないしデファレンシャル装置等と連結したパワートレインを３箇所で車体にマウントした場合、エンジン始動時にパワートレインのロール振動が発生し得ると考えられる。このロール振動の共振周波数は車両毎に異なるが、大きく相違するわけではなく、平均的な車両であれば、いずれの場合も、例えば１１±３Ｈｚ程度、すなわち８〜１４Ｈｚ程度に概ね収まっている。

すなわち、１圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数のうち、１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数（１２．０Ｈｚ）が、一般的な車両の共振周波数（８〜１４Ｈｚ程度）に近いあるいは含まれるのである。その結果、１圧縮始動でエンジンを再始動させると、２圧縮始動でエンジンを再始動させる場合に比べて、共振作用によって振動が大きく増幅する現象が起き易く、ＮＶＨが著しく低下する。

そこで、本実施形態では、運転者の要求によらないシステム要求によってエンジンが再始動されるときは（ステップＳ２３でＮＯ）、たとえ１圧縮始動が可能であっても（ステップＳ２２でＹＥＳ）、２圧縮始動でエンジンを再始動させる（ステップＳ２５）ようにしたものである。これにより、ＮＶＨの著しい低下が回避され、エンジンが再始動されることが予め分かっていない乗員が大きな違和感を感じる不具合が抑制される。

なお、２圧縮始動では、迅速始動性が低下するが、運転者は発進要求をしていないので、迅速始動性の低下は大きな問題とはならない。

一方、運転者の発進要求によってエンジンが再始動されるときは（ステップＳ２３でＹＥＳ）、１圧縮始動でエンジンが再始動される（ステップＳ２４）から、エンジンが運転者の発進要求に応答性よく短時間で迅速始動する。

なお、１圧縮始動では、ＮＶＨが低下するが、運転者は発進要求をしており、エンジンが再始動されることが予め分かっているので、ＮＶＨの低下は大きな問題とはならない。

このように、本実施形態では、圧縮自己着火式エンジンを再始動させる際に、エンジンの再始動条件に応じて、１圧縮始動を行って迅速始動を優先させるべきか、あるいは２圧縮始動を行ってＮＶＨを優先させるべきかが選択され、常に最適の態様でエンジンが再始動される。

ただし、本実施形態では、図３のステップＳ２３でＮＯと判定されて、成立した再始動条件がシステム要求によることが確認された場合、ステップＳ２６に進み、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が吸気弁１１の閉弁（ＩＶＣ）タイミングに対応する位置よりも下死点側にあるか否かを判定する。そして、ＮＯの場合、つまり停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置がＩＶＣタイミングに対応する位置よりも上死点側にある場合に限り、ステップＳ２５に進んでエンジンを２圧縮始動させるようにしている。つまり、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内でＩＶＣタイミングに対応する位置よりも下死点側にあるときは（ステップＳ２６でＹＥＳ）、運転者が発進要求をしたか否かに拘らず（ステップＳ２３でＮＯであっても）、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させる（ステップＳ２４）ようにしている。このような制御動作にした理由はおよそ次のようである。

図６は、上記再始動制御で気筒に噴射する燃料噴射量を設定するために用いるマップである。本実施形態では、図６に示すように、再始動制御で気筒に噴射する燃料噴射量は、ピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また、エンジン冷却水温が低いほど、多くされる。これは、ピストン停止位置で定まる気筒内の空気量に対応させて、また、エンジン温度に対応させて、燃料噴射量を設定した結果である。なお、図６に例示した燃料噴射量設定用マップは、１圧縮始動にも２圧縮始動にも使用可能である。ただし、１圧縮始動の場合は、基準停止位置範囲Ｒの外となる上死点寄りの範囲では、燃料噴射量の値が無効となる。また、２圧縮始動の場合は、吸気弁１１が吸気下死点又は吸気下死点前に早閉じするエンジンについては、圧縮上死点前１８０°ＣＡにのみ燃料噴射量の値が設定され、吸気弁１１が吸気下死点後に遅閉じするエンジンについては、吸気弁１１の閉弁（ＩＶＣ）タイミングに対応するクランク角度（例えば圧縮上死点前１４４°ＣＡ等）にのみ燃料噴射量の値が設定される。

図６に示したように、ＩＶＣタイミングに対応するクランク角度（圧縮上死点前１４４°ＣＡ等）は相対的に下死点寄りにある。一方、図５のデータは、上記したように、停止時圧縮行程気筒のピストン５が停止する傾向が強い圧縮上死点前１０５°ＣＡに停止時圧縮行程気筒のピストン５が停止していたときに得られたものである。つまり、図６から明らかなように、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置がＩＶＣタイミングに対応する位置よりも下死点側にあるときに設定される燃料噴射量は相対的に多い量であり、エンジン回転初期振動周波数が図５に示すような挙動を示すときに設定される燃料噴射量は相対的に少ない量である。

そして、本実施形態に係るエンジンは、上記したように、吸気弁１１が吸気下死点後に閉弁される遅閉じタイプのエンジンである。したがって、本実施形態では、停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内でＩＶＣタイミングに対応する位置よりも下死点側（例えば圧縮上死点前１６２°ＣＡ等）にあるときは、図６の燃料噴射量設定用マップに基いて、１圧縮始動であっても、２圧縮始動の場合に設定される燃料噴射量と同じ量の燃料噴射量が設定される。そのため、１圧縮始動であっても、２圧縮始動の場合に噴射する量と同量の燃料が停止時圧縮行程気筒に噴射される。その結果、トルクが増大し、１圧縮始動のときの１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数（図５では１２．０Ｈｚ）が変化して、２圧縮始動のときの２圧縮目と３圧縮目との間の振動周波数（図５では１６．１Ｈｚ）に近くなる。

以上のことから、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置がＩＶＣタイミングに対応する位置よりも下死点側にあるときは（ステップＳ２６でＹＥＳ）、１圧縮始動でエンジンを再始動させても（ステップＳ２４）、燃料噴射量が２圧縮始動のときと同レベルにまで増量されているので、エンジン回転初期振動周波数は２圧縮始動のときの挙動に近くなり、ＮＶＨの低下は抑制される。そのため、たとえシステム要求によってエンジンが再始動されるときであっても（ステップＳ２３でＮＯ）、乗員が大きな違和感を感じる不具合が抑制されるから、運転者が発進要求をしたか否かに拘らず（ステップＳ２３でＮＯであっても）、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させる（ステップＳ２４）ようにしたものである。また、運転者の発進要求によってエンジンが再始動されるときは（ステップＳ２３でＹＥＳ）、１圧縮始動でエンジンを再始動させることにより（ステップＳ２４）、エンジンが応答性よく短時間で迅速始動するという利点がそのまま生かされる。

（５）他の実施形態
エンジンが、吸気弁１１が吸気下死点又は吸気下死点前に閉弁される早閉じタイプのエンジンの場合、図３に示す再始動制御において、再始動制御部５２は、停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内で下死点寄りにあるときは、上死点寄りにあるときに比べて、図６に例示したような燃料噴射量設定用マップに基いて、停止時圧縮行程気筒内の空気量に対応させて燃料噴射量を多く設定し、かつ、成立した再始動条件が運転者の要求によるかよらないかに拘らず、停止時圧縮行程気筒に上記設定した量の燃料を噴射することによりエンジンを再始動させるようにしてもよい。

この構成によれば、停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内で下死点寄りにあるときは、運転者が発進要求をしたか否かに拘らず、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させることになる。このような制御動作にした理由はおよそ次のようである。

上記のように、１圧縮始動のときに発生するエンジン回転初期振動周波数は、ほとんどが、停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内で上死点寄り（例えば圧縮上死点前１０２°ＣＡ〜１０８°ＣＡの範囲内等）にあるときのものである。したがって、停止時圧縮行程気筒のピストン５の停止位置が基準停止位置範囲Ｒ内で下死点寄り（例えば圧縮上死点前１５６°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲内等）にあるときに、図６に例示したような燃料噴射量設定用マップに基いて、該気筒内の空気量に対応させて多く設定した量の燃料を該気筒に噴射すると、トルクが増大し、１圧縮始動のときの１圧縮目と２圧縮目との間の振動周波数（図５では１２．０Ｈｚ）が変化して、２圧縮始動のときの２圧縮目と３圧縮目との間の振動周波数（図５では１６．１Ｈｚ）に近くなる。

以上のことから、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が下死点寄りにあるときは、１圧縮始動でエンジンを再始動させても、燃料噴射量が増量されているので、エンジン回転初期振動周波数は２圧縮始動のときの挙動に近くなり、ＮＶＨの低下は抑制される。そのため、たとえシステム要求によってエンジンが再始動されるときであっても、乗員が大きな違和感を感じる不具合が抑制されるから、運転者が発進要求をしたか否かに拘らず、常に、エンジンを１圧縮始動で再始動させるようにしたものである。また、運転者の発進要求によってエンジンが再始動されるときは、１圧縮始動でエンジンを再始動させることにより、エンジンが応答性よく短時間で迅速始動するという利点がそのまま生かされる。

また、上記実施形態では、自動停止条件の成立時点（ステップＳ２でＹＥＳ）で吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定し（ステップＳ３）、その後、ある程度の吸気圧力の低下が見られる時点で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する燃料カットを実行する（ステップＳ４）ようにしたが、吸気絞り弁３０を全閉にするのと同じ時点で燃料カットを実行してもよい。

また、上記実施形態では、圧縮自己着火式エンジンの一例としてディーゼルエンジン（軽油を自己着火により燃焼させるエンジン）を用い、ディーゼルエンジンに本発明に係る自動停止・再始動制御を適用した例を説明したが、圧縮自己着火式エンジンであれば、ディーゼルエンジンに限定されない。例えば、最近では、ガソリンを含む燃料を高圧縮比で圧縮して自己着火させる（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ−Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ：予混合圧縮着火）タイプのエンジンが研究、開発されているが、このような圧縮自己着火式のガソリンエンジンに対しても、本発明に係る自動停止・再始動制御は好適に適用可能である。

２Ａ〜２Ｄ 気筒
５ ピストン
１５ 燃料噴射弁
３４ スタータモータ
５０ ＥＣＵ（制御手段）
Ｒ 基準停止位置範囲

Claims (3)

1. 気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、上記停止時圧縮行程気筒に燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置であって、
   エンジンを再始動させる際に、上記停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が上記基準停止位置範囲内にある場合であっても、成立した再始動条件が運転者の要求によらないときは、エンジンの停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えたときに該気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させ、成立した再始動条件が運転者の要求によるときは、上記停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる制御手段を備えることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
2. 請求項１に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
   上記制御手段は、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で下死点寄りにあるときは、上死点寄りにあるときに比べて、上記停止時圧縮行程気筒内の空気量に対応させて燃料噴射量を多く設定し、かつ、成立した再始動条件が運転者の要求によるかよらないかに拘らず、停止時圧縮行程気筒に上記設定した量の燃料を噴射することによりエンジンを再始動させることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
3. 請求項１に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
   上記制御手段は、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が基準停止位置範囲内で吸気弁の閉弁タイミングに対応する位置よりも下死点側にあるときは、成立した再始動条件が運転者の要求によるかよらないかに拘らず、停止時圧縮行程気筒に、停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎えたときに該気筒に燃料を噴射することによりエンジンを再始動させる場合に設定される燃料噴射量と同じ量の燃料を噴射することによりエンジンを再始動させることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。

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