JP2011094535A - 車載ディーゼル機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動始動時における始動時間の増長を抑制しつつ、自動停止の実行機会を増大することのできる車載ディーゼル機関の制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御装置５は、機関運転中に所定の自動停止条件が成立することをもって機関１の自動停止を行う一方、当該自動停止中に所定の自動始動条件が成立することをもって機関１の自動始動を行う。そして、機関運転中にそのときの機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における着火時間を推定するとともに、推定される着火時間が着火判定値よりも大きくなると判断される場合に、機関１の自動停止を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機関運転中に所定の自動停止条件が成立することをもって機関の自動停止を行う一方、当該自動停止中に所定の自動始動条件が成立することをもって機関の自動始動を行う車載ディーゼル機関の制御装置に関する。

この種の車載ディーゼル機関の制御装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の技術も含めて、従来一般の車載ディーゼル機関の制御装置においては、燃費節減等を目的として、車両が停止しており、ブレーキペダルが踏み込まれており、且つアクセルペダルが踏み込まれていないといった所定の自動停止条件が成立することをもって機関の自動停止を行うようにしている。また、機関の自動停止中において、ブレーキペダルの踏み込みが解除されるといった所定の自動始動条件が成立することをもって機関の自動始動を行うようにしている。

特開２００６‐３０７８６６号公報

ところで、例えば機関が低温状態のときに自動停止が行われると、同自動停止後の自動始動時においても機関が低温状態であるために始動に長い時間を要することとなり、運転者に不快感を与えるおそれがある。これに対して、こうした状況を予測すべく、例えば機関運転中において機関冷却水温度が所定温度以下のときに、自動停止を禁止することが考えられる。しかしながらこの場合、車両の外部環境等によっては、機関冷却水温度が上記所定温度以下のときであっても、実際には、機関の自動始動時において、始動に長い時間を要しない場合がある。そのため、こうした場合にまで機関冷却水温度が上記所定温度以下であることをもって機関の自動停止を一律に禁止することとすれば、機関の自動停止の実行機会が不要に制限されるといった問題が生じる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動始動時における始動時間の増長を抑制しつつ、自動停止の実行機会を増大することのできる車載ディーゼル機関の制御装置を提供することにある。

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。
（１）請求項１に記載の発明は、機関運転中に所定の自動停止条件が成立することをもって機関の自動停止を行う一方、当該自動停止中に所定の自動始動条件が成立することをもって機関の自動始動を行う車載ディーゼル機関の制御装置において、機関運転中にそのときの機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における着火時間を推定する着火時間推定手段と、前記着火時間推定手段により推定される前記着火時間が着火判定値よりも大きくなると判断される場合に機関の自動停止を禁止する自動停止禁止手段と、を備えることをその要旨としている。

同構成によれば、機関運転中に、将来、機関の自動停止を行うと仮定した場合に、その後の自動始動時に、筒内の混合気の着火時間、すなわち筒内への燃料噴射が行われてから筒内の混合気の着火に伴う圧力上昇が生じるまでに要する時間が機関運転状態に基づいて推定される。そして、こうして推定される着火時間が着火判定値よりも大きくなると判断された場合には、すなわち、自動始動時に着火時間が長くなることに起因して始動に長い時間を要する可能性が高いと判断された場合には、機関の自動停止を禁止して始動時間の増長を未然に回避し、推定される着火時間が着火判定値以下となると判断される場合に限り、所定の自動停止条件が成立することをもって機関の自動停止が行われるようになる。従って、自動始動時における始動時間の増長を抑制しつつ、自動停止の実行機会を増大することができるようになる。

尚、ここでの着火判定値としては、当該自動始動時に筒内に燃料噴射が行われてから同筒内のピストンが上死点に移動するまでに要する時間よりも短い時間が設定される。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における筒内温度及び筒内圧力を推定するとともに、これらの推定値に基づいて前記着火時間を推定することをその要旨としている。

ディーゼル機関にあっては、自動始動時における筒内温度が低いときほど、また筒内圧力が低いときほど、筒内の混合気が着火しにくくなり、着火時間は長くなる。上記構成によれば、将来の自動停止後の自動始動時における筒内温度及び筒内圧力の推定値に基づいて着火時間を推定するようにしていることから、着火時間を的確に推定することができるようになる。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関冷却水温度に基づいて前記着火時間を推定することをその要旨としている。

機関運転中の機関冷却水温度が低いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内温度は低くなり、同筒内温度が低いときほど、自動始動時における筒内温度は低くなる。そして、自動始動時における筒内温度が低いときほど、着火時間は長くなる。上記構成によれば、機関運転中の機関冷却水温度に基づいて着火時間を推定するようにしていることから、着火時間の推定を精度良く行うことができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、前記着火時間推定手段は、機関運転中の外気温度に基づいて前記着火時間を推定することをその要旨としている。

機関運転中の外気温度が低いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内温度は低くなり、同筒内温度が低いときほど、自動始動時における筒内温度は低くなる。そして、自動始動時における筒内温度が低いときほど、着火時間は長くなる。上記構成によれば、機関運転中の外気温度に基づいて着火時間を推定するようにしていることから、着火時間の推定を精度良く行うことができるようになる。

また、機関運転中の外気温度が高い場合であっても、機関冷却水温度が低い場合には高い場合に比べて、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内温度は低くなり、自動始動時における筒内温度は低くなる。そこで、請求項２に記載の発明に対して、請求項３に記載の発明を適用すれば、機関運転中の機関冷却水温度と外気温度との双方に基づいて着火時間が推定されることから、着火時間の推定を一層精度良く行うことができるようになる。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、前記着火時間推定手段は、機関運転中の大気圧に基づいて前記着火時間を推定することをその要旨としている。

機関運転中の大気圧が低いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内圧力は低くなり、同筒内圧力が低いときほど、自動始動時における筒内圧力は低くなる。そして、自動始動時における筒内圧力が低いときほど、着火時間は長くなる。上記構成によれば、機関運転中の大気圧に基づいて着火時間を推定するようにしていることから、着火時間の推定を精度良く行うことができるようになる。

また、自動始動時における筒内圧力が低い場合であっても、自動始動時における筒内温度が高い場合には低い場合に比べて、着火時間は短くなる。そこで、請求項２又は請求項３に記載の発明に対して、請求項３に記載の発明を適用すれば、機関運転中の機関冷却水温度及び外気温度の少なくとも一方と大気圧との双方に基づいて着火時間が推定されることから、着火時間の推定を一層精度良く行うことができるようになる。特に、機関運転中の機関冷却水温度、外気温度、及び大気圧に基づいて着火時間を推定することとすれば、着火時間の推定をより一層精度良く行うことができるようになる。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時における機関ピストンの移動速度を推定し、同機関ピストンの移動速度が大きいときほど前記着火判定値を小さく設定する着火判定値設定手段を備えることをその要旨としている。

自動始動時において燃料噴射が行われてから機関ピストンが上死点に移動するまでに要する時間は、機関ピストンの移動速度が大きいときほど短くなる。また、機関ピストンの移動速度は自動始動時における機関運転状態によって異なる。これらのことから、自動始動時における着火時間は、機関ピストンの移動速度が大きいときほど短くなる必要がある。従って、着火判定値を機関ピストンの移動速度に依らず固定値とした場合には、機関ピストンの移動速度が基準速度よりも小さい場合、或いは大きい場合には、推定される着火時間を的確に評価することができなくなるといった問題が生じる。この点、上記構成によれば、自動始動時における機関ピストンの移動速度を推定し、この推定値が大きいときほど着火判定値が小さく設定されることから、着火判定値を適切な値に設定することができ、自動始動時における着火時間を的確に評価することができるようになる。

（７）請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、自動始動時に、主燃料噴射時の筒内温度を上昇させるべく同主燃料噴射に先立ちパイロット燃料噴射を行うものであり、前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づき前記着火時間を推定するに際して、前記パイロット燃料噴射による筒内温度の上昇分を加味することをその要旨としている。

ディーゼル機関においては、自動始動時に、主燃料噴射時の筒内温度を上昇させる目的で同主燃料噴射に先立ちパイロット噴射を行うものがある。上記構成によれば、機関運転中の機関運転状態に基づき着火時間を推定するに際して、パイロット噴射による筒内温度の上昇分を加味するようにしていることから、着火時間の推定を精度良く行うことができるようになる。

（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、前記着火時間推定手段により推定される前記着火時間が前記着火判定値以下となると判断される場合には、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時における始動時間を推定する始動時間推定手段を備え、前記自動停止禁止手段は、前記始動時間推定手段により推定される前記始動時間が始動判定値よりも大きくなると判断される場合に機関の自動停止を禁止することをその要旨としている。

自動始動時における着火時間が着火判定値以下となると判断される場合であっても、機関始動直前における機関運転状態によっては、自動始動時における始動時間が長くなり、運転者に不快感を与えることがある。この点、上記構成によれば、着火時間が着火判定値以下となると判断される場合に、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動直前における機関運転状態が推定される。また、こうして推定される自動始動直前における機関運転状態に基づき自動始動時における始動時間が推定される。そして、こうして推定される始動時間が始動判定値よりも大きくなると判断された場合には、機関の自動停止を禁止して始動時間の増長を未然に回避し、推定される始動時間が始動判定値以下となる場合に限り、所定の自動停止条件が成立することをもって機関の自動停止が行われるようになる。従って、自動始動時における始動時間の増長を一層抑制しつつ、自動停止の実行機会を増大することができるようになる。

尚、ここでの始動判定値としては、例えば自動始動の際に平均的な運転者が不快に感じ始める時間よりも短い値を採用することができる。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、前記始動時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における燃料噴射量を推定するとともに、この推定値に基づき前記始動時間を推定することをその要旨としている。

自動始動時における燃料噴射量が多いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、自動始動時における機関回転速度の上昇量が大きくなり、始動時間が短くなる。上記構成によれば、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における燃料噴射量を推定するとともに、この推定値に基づき始動時間を推定するようにしていることから、これを精度良く行うことができるようになる。

（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、自動始動時に、主燃料噴射時の筒内温度を上昇させるべく同主燃料噴射に先立ちパイロット燃料噴射を行うものであり、前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づき、自動始動時に前記主燃料噴射のみを行うと仮定した場合における前記着火時間である第１着火時間を推定するとともに、自動始動時に前記主燃料噴射及び前記パイロット燃料噴射の双方を行う場合における前記着火時間である第２着火時間を推定するものであり、前記着火時間推定手段により推定される前記第１着火時間がこれに対応する第１着火判定値以下となると判断される場合には、前記第２着火時間とこれに対応する第２着火判定値との比較を行うことなく、前記始動時間推定手段を通じて前記始動時間を推定することをその要旨としている。

上述したように、パイロット燃料噴射を行う構成にあっては、同パイロット燃料噴射を行わない構成に比べて、主燃料噴射時の筒内温度は高くなる。このことから、自動始動時に主燃料噴射のみを行うと仮定した場合の第１着火時間がこれに対応する第１着火判定値以下となる場合には、自動始動時に主燃料噴射及びパイロット噴射の双方を行う場合の第２着火時間もこれに対応する第２着火判定値以下となる可能性が高い。また、主燃料噴射及びパイロット燃料噴射の双方を行う場合の第２着火時間と第２着火判定値との比較を行う場合には、その分だけ、制御処理が複雑なものとなる。この点、上記構成によれば、第１着火時間がこれに対応する第１着火判定値以下となると判断される場合には、第２着火時間とこれに対応する第２着火判定値との比較が行われないことから、不要な制御処理を割愛することができ、制御処理全体を簡易なものとすることができるようになる。

尚、主燃料噴射及びパイロット噴射の双方を行う構成にあっては主燃料噴射のみを行う構成に比べて着火時間が短くなることを考慮して、第２着火判定値を第１着火判定値よりも短くするといった着火判定値の設定態様を採用することができる。

本発明の一実施形態に係るディーゼル機関の制御装置について、その概略構成を示す概略構成図。 同実施形態における自動停止制御の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における自動停止禁止フラグの設定制御についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における着火時間推定処理の処理手順を示すフローチャート。 自動始動時の圧縮行程において上死点近傍における筒内温度と着火時間との関係を示すグラフ。 同実施形態における始動時間推定処理の処理手順を示すフローチャート。 自動始動時における燃料噴射量とそれによる機関回転速度の上昇量との関係を示すグラフ。

以下、図１〜図７を参照して、本発明に係る車載ディーゼル機関の制御装置を、車両に搭載される直列４気筒ディーゼル機関の制御装置として具体化した一実施形態について説明する。

図１に、本実施形態の直列４気筒ディーゼル機関（以下、「機関」）１及びこれを制御する制御装置としての電子制御装置５の概略構成を示す。尚、同図においては、１つの気筒の縦断面構造を模式的に示している。

同図に示すように、機関１は、機関本体１０、同機関本体１０に吸気を供給する吸気通路２、及び同機関本体１０から排気を排出する排気通路３を備えている。
吸気通路２には、吸気上流側から順に、吸気に含まれる異物を濾過するためのエアクリーナ２１及び吸気を調量するためのスロットルバルブ２２が設けられている。

機関本体１０は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２を備えている。シリンダブロック１２には、複数の気筒１３が設けられており、同気筒１３の内部（以下、筒内）には、ピストン１４が往復動可能に設けられている。気筒１３の内周面、ピストン１４の頂面、及びシリンダヘッド１１においてピストン１４の頂面に対向する面によって、燃焼室１５が形成される。燃焼室１５には、吸気通路２が接続されるとともに、排気通路３が接続されている。また、吸気通路２と燃焼室１５との間には、これらの連通及び遮断を行うための吸気バルブ（図示略）が設けられている。また、排気通路３と燃焼室１５との間には、これらの連通及び遮断を行うための排気バルブ（図示略）が設けられている。

シリンダヘッド１１には、燃焼室１５内に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁１６が設けられている。
ピストン１４には、コネクティングロッド（図示略）を介して機関出力軸であるクランクシャフト１７が駆動連結されている。また、機関始動時にクランキングを行うための電動モータからなるスタータ４１及び同スタータ４１に給電するためのバッテリ４２が設けられている。

機関１には、冷却水を流通させるための冷却水通路が設けられており、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２に形成されるウォータジャケット１８は、この冷却水通路の一部を構成している。

こうした構成を備える機関１において、排気バルブが閉弁されている状態において、ピストン１４が下動するとともに吸気バルブが開弁することで、吸気通路２を通じて燃焼室１５内に吸気が供給される（吸気行程）。その後、吸気バルブが閉弁するとともにピストン１４が上動することで吸気が圧縮されたところに燃料噴射弁１６から燃料が噴射供給されると、吸気と燃料とが混合して混合気となる。そして、ピストン１４が更に上動することにより混合気が圧縮されて、その温度及び圧力が更に上昇すると、混合気が自己着火することで燃焼が開始する（圧縮行程）。その後、混合気の燃焼に伴い圧力上昇が生じると、ピストン１４が下動することで、ピストン１４に駆動連結されているクランクシャフト１７が回転駆動される（膨張行程）。その後、排気バルブが開弁されるとともにピストン１４が上動することで、燃焼後の混合気、すなわち排気が排気通路３に排出される（排気行程）。

車両には、マイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置５が設けられている。電子制御装置５により、機関１の燃料噴射制御等の機関制御を含む各種制御が行われる。電子制御装置５には、機関１又は車両に設けられた以下の各種センサ５１〜６２からの検出信号が入力される。

（５１）クランクシャフト１７の近傍に設けられて、クランクシャフト１７の回転速度である機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ５１
（５２）シリンダヘッド１１に設けられて、機関１の冷却水の温度（以下、「冷却水温ＴｈＷ」）を検出する水温センサ５２
（５３）吸気通路２においてエアクリーナ２１とスロットルバルブ２２との間、より詳しくはエアクリーナ２１寄りに設けられて、エアクリーナ２１を通過した直後の吸気の温度である外気温ＴｈＳを検出する外気温センサ５３
（５４）吸気通路２においてエアクリーナ２１とスロットルバルブ２２との間、より詳しくはエアクリーナ２１寄りに設けられて、吸気量ＧＡを検出する吸気量センサ５４
（５５）吸気通路２においてエアクリーナ２１とスロットルバルブ２２との間、より詳しくはスロットルバルブ２２寄りに設けられて、スロットルバルブ２２を通過する吸気の温度である吸気温ＴｈＡを検出する吸気温センサ５５
（５６）スロットルバルブ２２の近傍に設けられて、スロットルバルブ２２の開度であるスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ５６
（５７）吸気通路２においてスロットルバルブ２２の下流側に設けられて、吸気の圧力である吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ５７
（５８）機関始動指令及び機関停止指令を切り替えるイグニッションスイッチ５８
（５９）アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ５９
（６０）ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキスイッチ６０
（６１）車両の走行速度である車速Ｖを検出する車速センサ６１
（６２）変速機（図示略）のシフトポジションＳＨＩＦＴを検出するシフトポジションセンサ６２
また、電子制御装置５には、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔ等の各種情報が入力される。

電子制御装置５は、イグニッションスイッチ５８が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に操作され（以下、「ＯＮ操作」）、機関始動指令が出力されると、スタータ４１への通電を行って同スタータ４１を駆動し、燃料噴射弁１６からの燃料噴射を行うことで、機関１の始動制御を行う。また、イグニッションスイッチ５８が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に操作され（以下、「ＯＦＦ操作」）、機関停止指令が出力されると、燃料噴射弁１６からの燃料噴射を停止することで、機関１の停止制御を行う。

更に、電子制御装置５は、燃費節減等を目的として、イグニッションスイッチ５８のＯＦＦ操作が行われていなくとも所定の自動停止条件が成立すると、機関１に対して機関停止指令が出力されたとして燃料噴射弁１６からの燃料噴射を停止することで、機関１を自動停止する自動停止制御を行う。

また、機関１の自動停止中においてイグニッションスイッチ５８のＯＮ操作が行われていなくとも所定の自動始動条件が成立したときには、機関１に対して機関始動指令が出力されたとしてスタータ４１への通電を行うことで、機関１を自動始動する自動始動制御を行う。

また、機関１の燃料噴射制御では、圧縮行程の後期にメイン噴射を行うほか、同メイン噴射時における筒内温度ＴｈＣを上昇させる目的から、圧縮行程においてメイン噴射の前にパイロット噴射が行われる。

ところで、前述したように、例えば機関１が低温状態のときに自動停止が行われると、その後の自動始動時においても機関１が低温状態であるために始動に長い時間を要することとなり、運転者に不快感を与えるおそれがある。これに対して、こうした状況を予測すべく、例えば機関運転中において冷却水温ＴｈＷが所定温度以下のときに、自動停止を禁止することが考えられる。しかしながらこの場合、車両の外部環境等によっては、冷却水温ＴｈＷが上記所定温度以下のときであっても、実際には、機関１の自動始動時において、始動に長い時間を要しない場合がある。そのため、こうした場合にまで冷却水温ＴｈＷが上記所定温度以下であることをもって機関１の自動停止を一律に禁止することとすれば、機関１の自動停止の実行機会が不要に制限されるといった問題が生じる。

そこで、本実施形態では、機関運転中にそのときの機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における着火時間を推定するとともに、推定される着火時間が着火判定値よりも大きくなると判断される場合に機関１の自動停止を禁止するようにしている。これにより、自動始動時における始動時間の増長を抑制しつつ、自動停止の実行機会の増大を図るようにしている。

図２〜図７を参照して、本実施形態の自動停止制御について説明する。
まず、図２のフローチャートを参照して、自動停止制御の処理手順について説明する。尚、このフローチャートに示される一連の処理は、機関運転中に、所定周期毎に実行される。

本実施形態の自動停止制御では、自動停止禁止フラグＦが「ＯＦＦ」のときに限り、自動停止条件の成否を判断する処理に移行するようにしている。
同図に示すように、この一連の処理では、まず、自動停止禁止フラグＦが「ＯＦＦ」であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。尚、自動停止禁止フラグＦの設定制御については後に詳述する。ここで、自動停止禁止フラグＦが「ＯＦＦ」ではない場合（ステップＳ１１：「ＮＯ」）、すなわち自動停止禁止フラグＦが「ＯＮ」である場合には、この一連の処理を一旦終了する。

一方、自動停止禁止フラグＦが「ＯＦＦ」である場合には、次に、自動停止条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１２）。ここでは、例えば以下に示す（ａ）〜（ｄ）の各条件が成立しているか否かに応じて、自動停止条件が成立しているか否かを判断する。

（ａ）シフトポジションＳＨＩＦＴがニュートラルポジション又はドライブポジションである。
（ｂ）車速Ｖが所定値以下である。

（ｃ）アクセル開度ＡＣＣＰが「０」である。
（ｄ）ブレーキペダルが踏み込まれている。
そして、ステップＳ１２の判断処理において、（ａ）〜（ｄ）の条件が全て成立している場合には、自動停止条件が成立していると判断して（ステップＳ１２：「ＹＥＳ」）、次に、機関１の自動停止を実行して（ステップＳ１３）、この一連の処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ１２の判断処理において、（ａ）〜（ｅ）の条件のいずれか一つでも成立していない場合には、自動停止条件が成立していないと判断して（ステップＳ１２：「ＮＯ」）、この一連の処理を一旦終了する。

次に、図３〜図７を参照して、自動停止禁止フラグの設定制御について説明する。
図３は、自動停止禁止フラグの設定制御の処理手順を示すフローチャートである。尚、このフローチャートに示される一連の処理は、機関運転中に、所定周期毎に実行される。

同図に示すように、この一連の処理では、まず、着火時間推定処理を行う（ステップＳ２１）。この処理は、図３に示す一連の処理の直後に、機関１の自動停止を行うと仮定した場合に、同自動停止後の自動始動時における筒内の混合気の着火時間を、現在の機関運転状態に基づき推定するためのものである。

ここで、図４及び図５を参照して、着火時間推定処理について説明する。
図４は、着火時間推定処理の処理手順を示すフローチャートである。尚、このフローチャートに示される一連の処理は、図３に示す一連の処理において、ステップＳ２１に移行する度に実行される。

図５は、自動始動時の圧縮行程において上死点近傍における筒内温度ＴｈＣ２と着火時間ｔｉｇとの関係を示すグラフである。尚、同図において、実線は、自動始動時の圧縮行程において上死点近傍における筒内圧力ＰＣ２が第１所定圧のときの関係を示すものであり、破線は、筒内圧力ＰＣ２が第１所定圧よりも大きい第２所定圧のときの関係を示すものである。

図４に示すように、この一連の処理では、まず、現在の冷却水温ＴｈＷ、外気温ＴｈＳ、及び吸気圧ＰＭを読み込む（ステップＳ２１１）。そして、次に、読み込んだ冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳに基づき、図３に示す一連の処理の直後に自動停止を行うと仮定し、同自動停止後から所定期間Δｔが経過した後における筒内温度ＴｈＣ１を推定する（ステップＳ２１２）。本実施形態では、自動停止が行われてから自動始動が行われるまでの期間に上限値を設けているが、上記所定期間Δｔとしてその上限値（最大値）を採用している。すなわちここでは、自動停止が行われた後、許容され得る最も遅いタイミングにて自動始動が行われる場合において同自動始動の直前における筒内温度ＴｈＣ１を推定する。また、本実施形態では、冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳと、上記所定期間Δｔ経過後における筒内温度ＴｈＣ１との関係を規定したマップを通じて同筒内温度ＴｈＣ１を推定する。同マップは、吸気通路２、シリンダヘッド１１、及びシリンダブロック１２の形状や材質等の諸元が異なる機関１毎に各別に設定されるものであり、予め実験等により求められている。具体的には、冷却水温ＴｈＷが高いときほど、また外気温ＴｈＳが高いときほど、筒内温度ＴｈＣ１が大きくなるように設定されている。

そして、次に、同筒内温度ＴｈＣ１とステップＳ２１１において読み込んだ吸気圧ＰＭとに基づき、以下の理想気体の状態方程式（１）を用いて、自動始動時に燃焼室１５内に存在する空気量ｍを推定する（ステップＳ２１３）。すなわち、自動始動時において燃焼に供される空気量ｍを推定する。

ＰＭ × Ｖ ＝ ｍ × Ｒ × ＴｈＣ１ ・・・（１）

ここで、体積「Ｖ」は、１つの気筒の容積であり、「Ｒ」は気体定数である。

そして、次に、推定した筒内温度ＴｈＣ１と空気量ｍとに基づき、周知の熱力学方程式（断熱圧縮）から、自動始動時における圧縮上死点近傍での筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２を推定する（ステップＳ２１４）。ここでは、筒内温度ＴｈＣ１が高いときほど、また空気量ｍが多いときほど、筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２が大きく推定される。

そして、次に、自動始動時に燃料噴射弁１６からメイン噴射のみを行った場合における着火時間（以下、「第１着火時間」）ｔｉｇ１を、筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２に基づき推定する（ステップＳ２１５）。

図５に示すように、筒内圧力ＰＣが同一であれば、筒内温度ＴｈＣ２が高いときほど着火時間ｔｉｇは短くなる。また、筒内温度ＴｈＣが同一であれば、筒内圧力ＰＣが高いときほど着火時間ｔｉｇは短くなる。これらのことから、筒内圧力ＰＣ２毎に、筒内温度ＴｈＣ２と第１着火時間ｔｉｇ１との図５に示す関係を規定した式を用いて、第１着火時間ｔｉｇ１を推定する。尚、図５に示す関係は、諸元の異なる機関１毎に行われる実験を通じて予め求められている。

そして、次に、自動始動時に燃料噴射弁１６からパイロット噴射及びメイン噴射を行った場合における着火時間（以下、「第２着火時間」）ｔｉｇ２を、筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２に基づき推定する（ステップＳ２１６）。ここでは、筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２に基づき第２着火時間ｔｉｇ２を推定するに際して、パイロット噴射による筒内温度ＴｈＣの上昇分ΔＴｈＣが加味される。具体的には、パイロット噴射による温度上昇分ΔＴｈＣを、ステップＳ２１４において推定した筒内温度ＴｈＣ２に加算した値（＝ＴｈＣ２＋ΔＴｈＣ）を用いて第２着火時間ｔｉｇ２が推定される。尚、第２着火時間ｔｉｇ２の推定態様は、ステップＳ２１５における第１着火時間ｔｉｇ１の推定態様と同様である。

こうして第１着火時間ｔｉｇ１及び第２着火時間ｔｉｇ２を推定すると、図３に示すように、次に、第１着火時間ｔｉｇ１が第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２２）。

ここで、着火判定値には、自動始動時に筒内に燃料噴射が行われてからピストン１４が上死点に移動するまでに要する時間よりも短い時間が設定される。また、燃料噴射が行われてからピストン１４が上死点に移動するまでに要する時間は、ピストン１４の移動速度が大きいときほど短くなる。また、ピストン１４の移動速度は自動始動時における機関運転状態、具体的には機関１の潤滑のためのオイルの粘度やスタータ４１の駆動力等によって異なる。これらのことから、自動始動時における着火時間は、ピストン１４の移動速度が大きいときほど短くなる必要がある。従って、第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈをピストン１４の移動速度に依らず固定値とした場合には、ピストン１４の移動速度が基準速度よりも小さい場合、或いは大きい場合には、推定される第１着火時間ｔｉｇ１を的確に評価することができなくなるといった問題が生じる。そこで本実施形態では、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時におけるピストン１４の移動速度を推定し、ピストン１４の移動速度が大きいときほど第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈを小さく設定するようにしている。具体的には、機関運転中の冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳが低いときほどオイルの粘度が高くなり、機関抵抗が増大することから、冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳが低いときほど、ピストン１４の移動速度が小さくなると推定する。また、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが低いときほどスタータ４１の駆動力が小さくなることから、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが低いときほどピストン１４の移動速度が小さくなると推定する。そして、このようにして推定されるピストン１４の移動速度に基づき、第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈを可変設定する。

そしてこの結果、第１着火時間ｔｉｇ１が第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈよりも大きくない場合には（ステップＳ２２：「ＮＯ」）、パイロット噴射を行わずとも着火時間が十分に短くなる状態になるとして、次に、ステップＳ２４に移行する。

一方、第１着火時間ｔｉｇ１が第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ２２：「ＹＥＳ」）、メイン噴射のみでは着火時間が長くなり、始動時間が長くなるおそれがあるとして、次に、第２着火時間ｔｉｇ２が第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈにも、自動始動時に筒内に燃料噴射が行われてからピストン１４が上死点に移動するまでに要する時間よりも短い時間が設定されるが、同第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈは第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈよりも小さい値としている。また、第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈと同様にして、第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈについても、機関運転中の機関運転状態に基づき推定されるピストン１４の移動速度に基づき可変設定する。

そしてこの結果、第２着火時間ｔｉｇ２が第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈ以下である場合には（ステップＳ２３：「ＹＥＳ」）、パイロット噴射を行えば着火時間が十分に短くなる状態になるとして、次に、ステップＳ２４に移行する。

一方、第２着火時間ｔｉｇ２が第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈよりも大きい場合には（ステップＳ２３：「ＮＯ」）、パイロット噴射を行ったとしてもメイン噴射の着火時間が短くならないとして、次に、自動停止禁止フラグＦを「ＯＮ」として（ステップＳ２７）、この一連の処理を終了する。

ステップＳ２４では、機関１の自動停止を行うと仮定し、更に、同自動停止後の自動始動時における始動時間を、現在の機関運転状態に基づき推定するための処理である始動時間推定処理を行う。始動時間とは、自動始動制御が開始されてから機関回転速度ＮＥが始動判定回転速度ＮＥｓとなるまでに要する時間である。

ここで、図６及び図７を参照して、始動時間推定処理について説明する。
図６は、始動時間推定処理の処理手順を示すフローチャートである。尚、このフローチャートに示される一連の処理は、図３に示す一連の処理において、ステップＳ２４に移行する度に実行される。

図７は、自動始動時における燃料噴射量Ｑｓとそれによる機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥとの関係を示すグラフである。尚、同図は、自動始動時における冷却水温ＴｈＷが過度の低温ではない所定の温度範囲内にあり、且つ外気温ＴｈＳが過度の低温ではない所定の温度範囲内にあり、且つ吸気圧ＰＭが過度の低圧ではない所定の圧力範囲内にあるときのものである。

図６に示すように、この一連の処理では、まず、現在の冷却水温ＴｈＷ、外気温ＴｈＳ、吸気圧ＰＭ、及びバッテリ電圧Ｖｂａｔｔを読み込む（ステップＳ２４１）。そして、次に、読み込んだ冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳに基づき、図３に示す一連の処理の直後に自動停止を行うと仮定し、同自動停止後から所定期間Δｔが経過した後における冷却水温ＴｈＷ１を推定する（ステップＳ２４２）。すなわちここでは、自動停止が行われた後、許容され得る最も遅いタイミングにて自動始動が行われる場合において同自動始動の直前における冷却水温ＴｈＷ１を推定する。また、本実施形態では、冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳと、上記所定期間Δｔ経過後における冷却水温ＴｈＷ１との関係を規定したマップを通じて同冷却水温ＴｈＷ１を推定する。同マップでは、シリンダヘッド１１、及びシリンダブロック１２の形状や材質等の諸元が異なる機関１毎に各別に設定されるものであり、予め実験等により求められている。具体的には、冷却水温ＴｈＷが高いときほど、また外気温ＴｈＳが高いときほど、冷却水温ＴｈＷ１が大きくなるように設定されている。

そして、次に、同冷却水温ＴｈＷ１に基づき、自動始動時における燃料噴射量Ｑｓを算出する（ステップＳ２４３）。尚、燃料噴射量Ｑｓの設定態様は、通常の機関始動時、すなわちイグニッションスイッチ５８のＯＮ操作による機関始動時における態様と同一であり、冷却水温ＴｈＷ１が低いときほど燃料噴射量Ｑｓが多くなるように設定される。

そして、次に、冷却水温ＴｈＷ１、外気温ＴｈＳ、吸気圧ＰＭ、及び燃料噴射量Ｑｓに基づき、自動始動時において機関回転速度ＮＥが始動判定回転速度ＮＥｓとなるまでに必要となる燃料噴射の回数（以下、「噴射回数」）Ｃｔｄｃを推定する（ステップＳ２４４）。ここでは、冷却水温ＴｈＷ１が上記所定の温度範囲に含まれ、且つ外気温ＴｈＳが上記所定の温度範囲に含まれ、且つ吸気圧ＰＭが上記所定の圧力範囲に含まれる場合には、１度の燃料噴射における燃料噴射量Ｑｓと、これに伴う機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥとの関係は、図７に示すようになる。すなわち、同図に実線にて示す関係を用いて、１度の燃料噴射における燃料噴射量Ｑｓが大きいときほど、機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥは大きくなる。また、１度の燃料噴射による機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥが大きいときほど、噴射回数Ｃｔｄｃが少なくて済む。これらのことから、こうした関係を予め規定したマップを参照して、冷却水温ＴｈＷ１に基づき噴射回数Ｃｔｄｃが推定される。尚、２回目以降の燃料噴射では、通常、１回目の燃料噴射のときに比べて、１度の燃料噴射による機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥが小さくなることから、２回目以降の機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥの推定に際しては、図７に一点鎖線にて示す関係を用いる。

また、冷却水温ＴｈＷ１が上記所定の温度範囲の下限値よりも低い場合には、冷却水温ＴｈＷが低いことに伴い燃料噴射量Ｑｓが増量されることとなるが、この場合には、冷却水温ＴｈＷ１が上記所定の温度範囲内に含まれる場合に比べて、自動始動時における筒内温度ＴｈＣが低くなることから、着火時間が長くなり、混合気の燃焼による圧力上昇量が小さくなる。そのためこの場合には、燃料噴射量Ｑｓが同一であっても、１度の燃料噴射による機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥは小さくなる。

また、外気温ＴｈＳが上記所定の温度範囲の下限値よりも低い場合には、外気温ＴｈＳが同所定の温度範囲内に含まれる場合に比べて、自動始動時における筒内温度ＴｈＣが低くなることから、着火時間が長くなり、混合気の燃焼による圧力上昇量が小さくなる。そのためこの場合には、燃料噴射量Ｑｓが同一であっても、１度の燃料噴射による機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥは小さくなる。

また、吸気圧ＰＭが上記所定の圧力範囲の下限値よりも低い場合には、吸気圧ＰＭが同所定の圧力範囲内に含まれる場合に比べて、自動始動時における筒内圧力ＰＣが低くなることから、着火時間が長くなり、混合気の燃焼による圧力上昇量が小さくなる。そのためこの場合、燃料噴射量Ｑｓが同一であっても、１度の燃料噴射による機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥは小さくなる。

これらのことを加味して、冷却水温ＴｈＷ１、外気温ＴｈＳ、吸気圧ＰＭ、及び燃料噴射量Ｑｓと、１度の燃料噴射による機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥとの関係を規定したマップを用いて、機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥが推定される。そして、この推定値から、機関回転速度ＮＥが始動判定回転速度ＮＥｓとなるまでに必要となる噴射回数Ｃｔｄｃが推定される。

ステップＳ２４４において噴射回数Ｃｔｄｃを推定すると、次に、スタータ４１によるクランキングにより機関回転速度ＮＥがクランキング回転速度ＮＥｃｒｎｋとなってからこれよりも大きい始動判定回転速度ＮＥｓとなるまでに要する時間である回転速度上昇時間Δｔｓを、同噴射回数Ｃｔｄｃから算出する（ステップＳ２４５）。ここでは、例えば２度の燃料噴射によって機関回転速度ＮＥがクランキング回転速度ＮＥｃｒｎｋから始動判定回転速度ＮＥｓまで上昇したとすると（噴射回数Ｃｔｄｃ＝２）、この間に、クランクシャフト１７は１回転することとなる。このことから、例えば、機関回転速度ＮＥがクランキング回転速度ＮＥｃｒｎｋから始動判定回転速度ＮＥｓとなるまでに、その間の機関回転速度の平均値によってクランクシャフト１７が１回転するのに要する時間を、回転速度上昇時間Δｔｓとして算出する。

そして、次に、外気温ＴｈＳ及びバッテリ電圧Ｖｂａｔｔに基づき、クランキングが開始されてから機関回転速度ＮＥがクランキング回転速度ＮＥｃｒｎｋとなるまでに要する時間であるクランキング時間Δｔｃｒｎｋを推定する（ステップＳ２４６）。外気温ＴｈＳが基準温度である場合には、クランキング時間Δｔｃｒｎｋは基準時間となるが、外気温ＴｈＳが基準温度よりも低いときには、同外気温ＴｈＳが低いときほどスタータ４１の潤滑のためのオイルの粘度が高くなり、これによる抵抗力が大きくなるため、クランキング時間Δｔｃｒｎｋが長くなる。また、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが基準電圧である場合には、クランキング時間は基準時間となるが、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが基準電圧よりも低いときには、同バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが低いときほどスタータ４１の駆動力が小さくなるため、クランキング時間Δｔｃｒｎｋが長くなる。これらのことを考慮して、本実施形態では、外気温ＴｈＳが低いときほど、またバッテリ電圧Ｖｂａｔｔが低いときほどクランキング時間Δｔｃｒｎｋを大きな値として推定する。

こうして、回転速度上昇時間Δｔｓ及びクランキング時間Δｔｃｒｎｋを推定すると、以下の式（２）に示すように、これらの時間Δｔｓ、Δｔｃｒｎｋを、自動始動制御が開始されてから実際にクランキングが開始されるまでに要する処理時間であるクランキング処理時間Δｔｐｒｃｓに加算することにより、始動時間ｔｓを算出し（ステップＳ２４７）、この一連の処理を終了する。

ｔｓ ＝ Δｔｐｒｃｓ ＋ Δｔｃｒｎｋ ＋ Δｔｓ ・・・（２）

こうして始動時間ｔｓを推定すると、図３に示すように、次に、始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。始動判定値ｔｓｔｈには、自動始動の際に平均的な運転者が不快に感じ始める時間よりも短い値が設定される。具体的には、市場調査を通じて統計的に求められた値を採用している。そしてこの結果、始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓｔｈ以下であると判断すると（ステップＳ２５：「ＹＥＳ」）、始動時間ｔｓが十分に短いとして、次に、自動停止禁止フラグＦを「ＯＦＦ」として（ステップＳ２６）、この一連の処理を一旦終了する。

一方、始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓｔｈ以下でないと判断すると（ステップＳ２５：「ＮＯ」）、始動時間ｔｓが長いとして、次に、自動停止禁止フラグＦを「ＯＮ」として（ステップＳ２７）、この一連の処理を一旦終了する。

尚、本実施形態における電子制御装置５が、本発明に係る着火時間推定手段、自動停止禁止手段、着火判定値設定手段、及び始動時間推定手段に相当する。また、本実施形態では、大気圧が低くなるほど吸気圧ＰＭが低くなることを利用して、吸気圧センサ５７により検出される吸気圧ＰＭによって、大気圧を把握するようにしている。

以上説明した本実施形態に係る車載ディーゼル機関の制御装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）電子制御装置５は、機関運転中に所定の自動停止条件が成立することをもって機関１の自動停止を行う一方、当該自動停止中に所定の自動始動条件が成立することをもって機関１の自動始動を行うものとした。そして、機関運転中にそのときの機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を推定するとともに、推定される着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈよりも大きくなると判断される場合に（ｔｉｇ１＞ｔｉｇ１ｔｈ、且つｔｉｇ２＞ｔｉｇ２ｔｈ）、機関１の自動停止を禁止することとした。このように、機関運転中に、将来、機関１の自動停止を行うと仮定した場合に、その後の自動始動時に、筒内の混合気の着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２、すなわち筒内への燃料噴射が行われてから筒内の混合気の着火に伴う圧力上昇が生じるまでに要する時間が機関運転状態に基づいて推定される。そして、こうして推定される着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈよりも大きくなると判断された場合には、すなわち、自動始動時に着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が長くなることに起因して始動に長い時間を要する可能性が高いと判断された場合には、機関１の自動停止を禁止して始動時間の増長を未然に回避するようにしている。また、推定される着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈ以下となると判断される場合に限り（ｔｉｇ１≦ｔｉｇ１ｔｈ、或いはｔｉｇ２≦ｔｉｇ２ｔｈ）、所定の自動停止条件が成立することをもって機関１の自動停止が行われるようになる。従って、自動始動時における始動時間の増長を抑制しつつ、機関１の自動停止の実行機会を増大することができるようになる。

（２）機関運転中の機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２を推定するとともに、これらの推定値ＴｈＣ２、ＰＣ２に基づいて着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を推定することとした。ディーゼル機関１にあっては、自動始動時における筒内温度が低いときほど、また筒内圧力が低いときほど、筒内の混合気が着火しにくくなり、着火時間は長くなる。上記実施形態によれば、将来の自動停止後の自動始動時における筒内温度及び筒内圧力の推定値ＴｈＣ２、ＰＣ２に基づいて着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を推定するようにしていることから、着火時間を的確に推定することができるようになる。

（３）機関運転中の冷却水温ＴｈＷ、外気温ＴｈＳ、及び吸気圧ＰＭに基づいて着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を推定することとした。機関運転中の冷却水温ＴｈＷが低いときほど、また機関運転中の外気温ＴｈＳが低いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内温度ＴｈＣ１は低くなる。すなわち、機関運転中の外気温ＴｈＳが高い場合であっても、冷却水温ＴｈＷが低い場合には高い場合に比べて、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内温度ＴｈＣ１は低くなる。そして、筒内温度ＴｈＣ１が低いときほど、自動始動時における筒内温度ＴｈＣ２は低くなり、着火時間は長くなる。また、機関運転中の大気圧が低く、これに伴い吸気圧ＰＭが低いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、将来の自動停止後の自動始動直前における筒内圧力ＰＣ１は低くなり、同筒内圧力ＰＣ１が低いときほど、自動始動時における筒内圧力ＰＣ２は低くなる。そして、自動始動時における筒内圧力ＰＣ２が低いときほど、着火時間は長くなる。すなわち、自動始動時における筒内圧力ＰＣ２が低い場合であっても、自動始動時における筒内温度ＴｈＣ２が高い場合には低い場合に比べて、着火時間は短くなる。この点、上記実施形態によれば、機関運転中の冷却水温ＴｈＷ、外気温ＴｈＳ、及び吸気圧ＰＭに基づいて着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が推定されることから、着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２の推定を精度良く行うことができるようになる。

（４）機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時におけるピストン１４の移動速度を推定し、ピストン１４の移動速度が大きいときほど着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈを小さく設定することとした。

自動始動時において燃料噴射が行われてからピストン１４が上死点に移動するまでに要する時間は、ピストン１４の移動速度が大きいときほど短くなる。また、ピストン１４の移動速度は自動始動時における機関運転状態によって異なる。これらのことから、自動始動時における着火時間は、ピストン１４の移動速度が大きいときほど短くなる必要がある。従って、着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈをピストン１４の移動速度に依らず固定値とした場合には、ピストン１４の移動速度が基準速度よりも小さい場合、或いは大きい場合には、推定される着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を的確に評価することができなくなるといった問題が生じる。この点、上記実施形態によれば、自動始動時におけるピストン１４の移動速度を推定し、この推定値が大きいときほど着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈが小さく設定されることから、着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈを適切な値に設定することができ、自動始動時における着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を的確に評価することができるようになる。

（５）自動始動時に、メイン噴射時の筒内温度ＴｈＣを上昇させるべく同メイン噴射に先立ちパイロット噴射を行うものであり、機関運転中の機関運転状態に基づき第２着火時間ｔｉｇ２を推定するに際して、パイロット噴射による筒内温度ＴｈＣの上昇分ΔＴｈＣを加味することとした。これにより、第２着火時間ｔｉｇ２の推定を精度良く行うことができるようになる。

（６）推定される着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈ以下となると判断される場合には（ｔｉｇ１≦ｔｉｇ１ｔｈ、或いはｔｉｇ１＞ｔｉｇ１ｔｈ且つｔｉｇ２≦ｔｉｇ２ｔｈ）、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時における始動時間ｔｓを推定することとした。そして、推定される始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓｔｈよりも大きくなると判断される場合に自動停止を禁止することとした。

自動始動時における着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈ以下となると判断される場合であっても、機関始動直前における機関運転状態によっては、自動始動時における始動時間が長くなり、運転者に不快感を与えることがある。この点、上記実施形態によれば、着火時間ｔｉｇ１、ｔｉｇ２が着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ、ｔｉｇ２ｔｈ以下となると判断される場合に、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動直前における機関運転状態が推定される。また、こうして推定される自動始動直前における機関運転状態に基づき自動始動時における始動時間ｔｓが推定される。そして、こうして推定される始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓｔｈよりも大きくなると判断された場合には、機関の自動停止を禁止して始動時間の増長を未然に回避し、推定される始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓ以下となる場合に限り、所定の自動停止条件が成立することをもって自動停止が行われるようになる。従って、自動始動時における始動時間の増長を一層抑制しつつ、自動停止の実行機会を増大することができるようになる。

（７）機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における燃料噴射量Ｑｓを推定するとともに、この推定値Ｑｓに基づき始動時間ｔｓを推定することとした。

自動始動時における燃料噴射量Ｑｓが多いときほど、その他の機関運転状態が同一であれば、自動始動時における機関回転速度ＮＥの上昇量ΔＮＥが大きくなり、機関回転速度ＮＥが始動判定回転速度ＮＥｓ以上となるまでに要する時間である始動時間ｔｓが短くなる。上記実施形態によれば、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における燃料噴射量Ｑｓを推定するとともに、この推定値Ｑｓに基づき始動時間ｔｓを推定するようにしていることから、これを精度良く行うことができるようになる。

（８）機関運転中の機関運転状態に基づき、自動始動時にメイン噴射のみを行うと仮定した場合における着火時間である第１着火時間ｔｉｇ１を推定するとともに、自動始動時にメイン噴射及びパイロット噴射の双方を行う場合における着火時間である第２着火時間ｔｉｇ２を推定するものとした。そして、推定される第１着火時間ｔｉｇ１がこれに対応する第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ以下となると判断される場合には、第２着火時間ｔｉｇ２とこれに対応する第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈとの比較を行うことなく、始動時間ｔｓを推定するものとした。

上述したように、パイロット噴射を行う構成にあっては、パイロット噴射を行わない構成に比べて、メイン噴射時の筒内温度ＴｈＣは高くなる。このことから、自動始動時にメイン噴射のみを行うと仮定した場合の第１着火時間ｔｉｇ１がこれに対応する第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ以下となる場合には、自動始動時にメイン噴射及びパイロット噴射の双方を行う場合の第２着火時間ｔｉｇ２もこれに対応する第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈ以下となる可能性が高い。また、メイン噴射及びパイロット噴射の双方を行う場合の第２着火時間ｔｉｇ２と第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈとの比較を行う場合には、その分だけ、制御処理が複雑なものとなる。この点、上記実施形態によれば、第１着火時間ｔｉｇ１が第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ以下となると判断される場合には、第２着火時間ｔｉｇ２と第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈとの比較が行われないことから、不要な制御処理を割愛することができ、制御処理全体を簡易なものとすることができるようになる。

尚、本発明に係る車載ディーゼル機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態では、直列４気筒ディーゼル機関について例示したが、本発明に係るディーゼル機関はこれに限られるものではなく、４気筒以外の気筒数を有するものであってもよい。また直列型のディーゼル機関に限られるものではなく、Ｖ型や水平対向型、或いはＷ型等の他の構造を有するものであってもよい。

・上記実施形態によるように、推定される第１着火時間ｔｉｇ１がこれに対応する第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ以下となると判断される場合には、第２着火時間ｔｉｇ２とこれに対応する第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈとの比較を行うことなく、始動時間ｔｓを推定することが、不要な制御処理を割愛して、制御処理全体を簡易なものとする上では望ましい。しかしながら、制御処理全体の複雑化が問題とはならない場合には、推定される第１着火時間ｔｉｇ１が第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈ以下となると判断される場合に、更に、第２着火時間ｔｉｇ２と第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈとの比較を行うようにすることもできる。

・上記実施形態によるように、第１着火時間ｔｉｇ１が第１着火判定値ｔｉｇ１ｔｈよりも大きくなると判断される場合に、このことのみをもって自動停止禁止フラグＦを「ＯＮ」とするのではなく、更に、第２着火時間ｔｉｇ２が第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈよりも大きいか否かを判断するようにすることが、自動始動時における着火時間を的確に評価する上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、第１着火時間ｔｉｇ１の推定自体を割愛するようにしてもよい。すなわち、第２着火時間ｔｉｇ２のみを推定するとともに、同第２着火時間ｔｉｇ２が第２着火判定値ｔｉｇ２ｔｈよりも大きい場合に自動停止禁止フラグＦを「ＯＮ」とするようにしてもよい。

・上記実施形態では、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における燃料噴射量Ｑｓを推定するとともに、この推定値Ｑｓに基づき始動時間ｔｓを推定するようにしているが、これに代えて、機関運転中の機関運転状態から直接、始動時間ｔｓを推定することもできる。

・上記実施形態では、推定される着火時間が着火判定値以下となると判断される場合には、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時における始動時間ｔｓを推定することとした。そして、推定される始動時間ｔｓが始動判定値ｔｓｔｈよりも大きくなると判断される場合に自動停止を禁止することが、自動始動時における始動時間の増長を抑制する上では望ましい。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、推定される着火時間が着火判定値以下となると判断される場合に、このことのみをもって、自動停止を許容するようにすることもできる。この場合であっても、着火時間が着火判定値以下となると判断されていることから、自動始動時における始動時間の増長をある程度は抑制することができる。

・上記実施形態では、機関運転中の冷却水温ＴｈＷ、外気温ＴｈＳ、及びバッテリ電圧Ｖｂａｔｔに応じて着火判定値を可変設定するようにしている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、スタータ４１の劣化度合によってもクランキングの速度、すなわちピストン１４の移動速度が異なるものとなることを考慮して、周知のスタータ４１の劣化度合推定手段により推定されるスタータ４１の劣化度合に応じて着火判定値を可変設定するようにしてもよい。

・上記実施形態によるように、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定し、この推定値に基づき自動始動時におけるピストン１４の移動速度を推定し、ピストン１４の移動速度が大きいときほど着火判定値を小さく設定することが、自動始動時における着火時間を的確に評価する上では望ましい。しかしながら、自動始動時における機関運転状態によるピストン１４の移動速度への影響が問題とはならない場合には、着火時間をピストン１４の移動時間に依らず固定値とすることもできる。

・上記実施形態によるように、機関運転中の冷却水温ＴｈＷ、外気温ＴｈＳ、及び吸気圧ＰＭに基づいて着火時間を推定することが、外気温度や大気圧が異なる環境であれ着火時間の推定を精度良く行う上では望ましい。しかしながら、車両が外気温度のそれほど変化しない外部環境下においてのみ使用されるものである場合には、機関運転中の冷却水温ＴｈＷ、及び吸気圧ＰＭに基づいて着火時間を推定するようにしてもよい。また、車両が大気圧のそれほど変化しない外部環境下においてのみ使用されるものである場合には、機関運転中の冷却水温ＴｈＷ及び外気温ＴｈＳに基づいて着火時間を推定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、機関運転中の機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における筒内温度ＴｈＣ２及び筒内圧力ＰＣ２を推定するとともに、これらの推定値ＴｈＣ２、ＰＣ２に基づいて着火時間を推定するようにしている。しかしながら、着火時間の推定態様はこれに限られるものではなく、実験等を通じて求められたマップ等を通じて、機関運転中の機関運転状態から直接、着火時間を推定するようにしてもよい。

１…機関、２…吸気通路、３…排気通路、５…電子制御装置、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１３…気筒、１４…ピストン、１５…燃焼室、１６…燃料噴射弁、１７…クランクシャフト、１８…ウォータジャケット、２１…エアクリーナ、２２…スロットルバルブ、４１…スタータ、４２…バッテリ、５１…機関回転速度センサ、５２…冷却水温センサ、５３…外気温センサ、５４…吸気量センサ、５５…吸気温センサ、５６…スロットル開度センサ、５７…吸気圧センサ、５８…イグニッションスイッチ、５９…アクセル開度センサ、６０…ブレーキスイッチ、６１…車速センサ、６２…シフトポジションセンサ。

Claims (10)

1. 機関運転中に所定の自動停止条件が成立することをもって機関の自動停止を行う一方、当該自動停止中に所定の自動始動条件が成立することをもって機関の自動始動を行う車載ディーゼル機関の制御装置において、
   機関運転中にそのときの機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における着火時間を推定する着火時間推定手段と、
   前記着火時間推定手段により推定される前記着火時間が着火判定値よりも大きくなると判断される場合に機関の自動停止を禁止する自動停止禁止手段と、を備える
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づいて将来の自動停止後の自動始動時における筒内温度及び筒内圧力を推定するとともに、これらの推定値に基づいて前記着火時間を推定する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関冷却水温度に基づいて前記着火時間を推定する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   前記着火時間推定手段は、機関運転中の外気温度に基づいて前記着火時間を推定する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   前記着火時間推定手段は、機関運転中の大気圧に基づいて前記着火時間を推定する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動直前時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時における機関ピストンの移動速度を推定し、同機関ピストンの移動速度が大きいときほど前記着火判定値を小さく設定する着火判定値設定手段を備える
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   自動始動時に、主燃料噴射時の筒内温度を上昇させるべく同主燃料噴射に先立ちパイロット燃料噴射を行うものであり、
   前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づき前記着火時間を推定するに際して、前記パイロット燃料噴射による筒内温度の上昇分を加味する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   前記着火時間推定手段により推定される前記着火時間が前記着火判定値以下となると判断される場合には、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における機関運転状態を推定するとともに、この推定値に基づき自動始動時における始動時間を推定する始動時間推定手段を備え、
   前記自動停止禁止手段は、前記始動時間推定手段により推定される前記始動時間が始動判定値よりも大きくなると判断される場合に機関の自動停止を禁止する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
9. 請求項８に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
   前記始動時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づき将来の自動停止後の自動始動時における燃料噴射量を推定するとともに、この推定値に基づき前記始動時間を推定する
   ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。
10. 請求項８又は請求項９に記載の車載ディーゼル機関の制御装置において、
    自動始動時に、主燃料噴射時の筒内温度を上昇させるべく同主燃料噴射に先立ちパイロット燃料噴射を行うものであり、
    前記着火時間推定手段は、機関運転中の機関運転状態に基づき、自動始動時に前記主燃料噴射のみを行うと仮定した場合における前記着火時間である第１着火時間を推定するとともに、自動始動時に前記主燃料噴射及び前記パイロット燃料噴射の双方を行う場合における前記着火時間である第２着火時間を推定するものであり、
    前記着火時間推定手段により推定される前記第１着火時間がこれに対応する第１着火判定値以下となると判断される場合には、前記第２着火時間とこれに対応する第２着火判定値との比較を行うことなく、前記始動時間推定手段を通じて前記始動時間を推定する
    ことを特徴とする車載ディーゼル機関の制御装置。

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