JP2012012993A - 圧縮自己着火式エンジンの始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストン停止位置の正確な情報に基づき１圧縮始動か２圧縮始動かを適正に判断する。
【解決手段】クランクプレート２５の外周部に設けられた多数の歯２５ａの通過に応じてパルス信号を出力するクランク角センサＳＷ２がエンジンに設けられ、クランクプレート２５は、気筒判別用の基準としての歯欠け部２５ｂを有する。エンジンが自動停止すると、圧縮行程で停止した気筒のピストン停止位置が上記クランク角センサＳＷ２の検出信号に基づき特定され、エンジンの再始動時には、上記ピストン停止位置が特定位置Ｒよりも下死点側か上死点側かに応じて、圧縮行程で停止した気筒に最初の燃料を噴射する１圧縮始動と、吸気行程で停止した気筒に最初の燃料を噴射する２圧縮始動とのいずれかが行われる。上記クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂは、圧縮行程の前半に対応する角度範囲Ｓから、上記特定位置Ｒに対応する領域ＳＲを除いた範囲Ｘ内に設けられる。
【選択図】図９

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４サイクル４気筒の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的に停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに、スタータモータを駆動して上記エンジンに回転力を付与しつつ、燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、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ＣＯ2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ＣＯ2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、下記特許文献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ながら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において、圧縮行程で停止した気筒（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開示されている。

具体的に、同文献では、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停止位置を求め、そのピストン停止位置が予め定められた特定位置（例えば圧縮上死点前１２０°ＣＡから１００°ＣＡまでの範囲）にあるか否かを判定し、上記特定位置にあるときには、停止時圧縮行程気筒に最初の燃料を噴射することで、エンジン全体として１回目の上死点を迎える時点から燃焼を再開させる（以下、１圧縮始動という）。一方、上記適正位置よりも上死点側にあるときには、吸気行程で停止した気筒（停止時吸気行程気筒）が圧縮行程に移行してから当該気筒に最初の燃料を噴射することにより、エンジン全体として２回目の上死点を迎える時点から燃焼を再開させる（以下、２圧縮始動という）。

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適正位置にあるときには、停止時圧縮行程気筒に最初に燃料を噴射する１圧縮始動によって、比較的短時間でエンジンを再始動させることができる。一方、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記適正位置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２圧縮始動を行うことで、筒内の空気を十分に圧縮して確実に燃料を自着火させることができる。

特開２００９−６２９６０号公報

ところで、上記のようにピストン停止位置に応じて１圧縮始動か２圧縮始動かを切り替えるタイプのエンジンにおいては、両者を切り替える基準となる上記特定位置の前後で、ピストン停止位置をより正確に検出する必要がある。すなわち、上記特定位置の前後でのピストン停止位置の検出精度が悪いと、例えば１圧縮始動が不可能な範囲（２圧縮始動すべき範囲）であるにもかかわらず１圧縮始動してしまう等により、エンジンを適正に再始動できなくなるおそれがある。

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、エンジン自動停止後の再始動時に、ピストン停止位置の正確な情報に基づき１圧縮始動するか２圧縮始動するかを適正に判断することが可能なエンジンの始動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、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４サイクル４気筒の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的に停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに、スタータモータを駆動して上記エンジンに回転力を付与しつつ、燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、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装置であって、上記燃料噴射弁およびスタータモータを含む各種機器を制御する制御手段と、上記エンジンのクランクシャフトと一体に回転し、外周部に多数の歯を有するクランクプレートと、上記クランクプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するクランク角センサとを備え、上記クランクプレートは、その外周部の所定箇所に、気筒判別用の基準として歯が省略された歯欠け部を有し、上記制御手段は、自動停止した上記エンジンを再始動させる際に、圧縮行程で停止した気筒のピストン停止位置を上記クランク角センサの検出信号に基づき特定するとともに、その気筒のピストン停止位置が上死点と下死点との中間部に設定された特定位置よりも下死点側にある場合に、上記圧縮行程で停止した気筒に最初の燃料を噴射することで上記エンジンを再始動させる一方、上記圧縮行程で停止した気筒のピストン停止位置が上記特定位置よりも上死点側にある場合には、吸気行程で停止した気筒が圧縮行程に移行してから当該気筒に最初の燃料を噴射することで上記エンジンを再始動させるものであり、上記クランクプレートの歯欠け部は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲から、上記特定位置に対応する領域を除いた範囲内に設けられてい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、圧縮行程で停止した気筒のピストン停止位置をクランク角センサにより特定し、特定したピストン停止位置が予め定められた特定位置よりも下死点側にあるときには、圧縮行程で停止した気筒に最初の燃料を噴射することにより、迅速にエンジンを再始動させることができる（１圧縮始動）。一方、上記特定位置よりも上死点側にあるときには、吸気行程で停止した気筒に最初の燃料を噴射することにより、再始動に要する時間は若干増えるものの、確実にエンジンを再始動させることができる（２圧縮始動）。

しかも、上記クランク角センサによって読み取られる歯が省略されたクランクプレートの歯欠け部を、上記特定位置に対応する領域を除いた角度範囲に設けたため、上記歯欠け部に対応して生成されるクランク角センサの無信号部が、上記特定位置にピストンがあるときと重複したタイミングで生成されることがない。このため、上記ピストンが上記特定位置よりも下死点側にあるか上死点側にあるかを精度よく検出することができ、その正確なピストンの位置情報に基づいて、エンジンの再始動時に１圧縮始動するか２圧縮始動するかを適正に判断することができる。

本発明において、好ましくは、上記クランクプレートの歯欠け部は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲から、上記特定位置に対応する領域を除き、かつ燃焼を生じさせるための燃料噴射のタイミングに対応する領域を除いた範囲内に設定される（請求項２）。

この構成によれば、燃料噴射と重複したタイミングでクランク角センサの無信号部が生成されることがないため、燃料噴射のタイミングを正確に決定することができ、高精度な燃焼制御を実現することができる。

本発明の構成は、上記エンジンがディーゼルエンジンであり、上記エンジンの排気通路上に、排気ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化する酸化触媒と、排気ガス中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタとが、排気ガスの流れ方向上流側から順に配設されており、上記パティキュレートフィルタにおけるＰＭの堆積量が所定値以上に達した場合に、エンジンの膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射を実行するものにおいても、好適に適用することができる。この場合、上記クランク角プレートの歯欠け部は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲から、上記特定位置に対応する領域を除き、かつ燃焼を生じさせるための燃料噴射のタイミングに対応する領域を除き、さらに、上記ポスト噴射のタイミングに対応する領域を除いた範囲内に設けられることが好ましい（請求項３）。

この構成によれば、燃料のポスト噴射と重複したタイミングでクランク角センサの無信号部が生成されることがないため、燃料のポスト噴射のタイミングを正確に決定することができ、そのポスト噴射に基づくパティキュレートフィルタの再生処理を適正に実行することができる。

本発明において、好ましくは、上記特定位置は、エンジンの冷却水温、気圧、外気温の少なくともいずれかを含むパラメータによって可変的に設定される（請求項４）。

この構成によれば、燃料の着火性に影響する環境因子を考慮した適切な特定位置を設定でき、その特定位置に基づき１圧縮始動か２圧縮始動かを適正に判断することができる。

この場合の一例として、上記特定位置は、上死点前８０〜１００°ＣＡの範囲に設定するとよい（請求項５）。

以上説明したように、本発明の圧縮自己着火式エンジンの始動装置によれば、エンジン自動停止後の再始動時に、ピストン停止位置の正確な情報に基づき１圧縮始動するか２圧縮始動するかを適正に判断することができる。

本発明の一実施形態にかかる始動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図である。 上記エンジンが自動停止する際の各状態量の変化を示すタイムチャートである。 ピストン停止位置の特定位置を説明するための図である。 停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置とエンジンの再始動時間との関係を示すグラフである。 エンジンの自動停止・再始動制御の具体的内容を示すフローチャートである。 クランク角センサから出力されるパルス信号を、各気筒の行程変化との関係で示すタイムチャートである。 燃料のポスト噴射が実行される場合におけるパルス信号と行程変化との関係を示すタイムチャートである。 クランクプレートの歯欠け部とクランク角センサとの位置関係を説明するための図である。 クランクプレートの歯欠け部が設けられる角度範囲を説明するための模式図である。

（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる始動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（図２参照）。

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。

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２５ａが突設されており、その外周部における特定の基準位置には、歯２５ａが省略された歯欠け部２５ｂ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２５ｂ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（歯２５ａの有無によるＯＮ／ＯＦＦ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２５ｂに対応して３６０°ＣＡごとに生成される無信号部（図６のＰ部）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の無信号部のタイミング（歯欠け部２５ｂ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。

上記吸気絞り弁３０とサージタンク２８ｂ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ＳＷ４が設けられている。

上記排気通路２９には、排気ガスの流れ方向上流側（エンジン本体１に近い側）から順に、酸化触媒４０およびパティキュレートフィルタ４１が配設されている。

上記酸化触媒４０は、ハニカム構造体等からなる担体と、その内壁面に担持された酸化触媒の層とを有しており、排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）を酸化反応によって浄化する機能を有している。

上記パティキュレートフィルタ４１は、ハニカム構造体等からなる担体と、その内壁面に担持されたＰＭ燃焼触媒の層とを有しており、排気ガス中に含まれるＰＭ（炭素質成分を主成分とする微粒子状物質）を捕集するとともに、捕集したＰＭを定期的に燃焼除去する機能を有している。

上記排気通路には、パティキュレートフィルタ４１で生じる差圧を検出するための差圧センサＳＷ５が設けられている。この差圧センサＳＷ５は、パティキュレートフィルタ４１の上流側および下流側に配置された一対の圧力センサからなり、これら両圧力センサの検出値の差が上記パティキュレートフィルタ４１の前後差圧として検出されるようになっている。

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）制御系
以上のように構成されたエンジンは、その各部がＥＣＵ５０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、本発明にかか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、エアフローセンサＳＷ４、および差圧センサ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、吸気流量、パティキュレートフィルタ４１の前後差圧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〜ＳＷ１１）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、気圧を検出する気圧センサＳＷ１０と、外気温を検出する外気温センサＳＷ１１とが設けられている。ＥＣＵ５０は、これら各センサＳＷ６〜ＳＷ１１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、気圧、外気温といった情報を取得する。

上記ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ１１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（車速が０ｋｍ／ｈ）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等により、エンジンを再始動させる。

また、上記ＥＣＵ５０は、フィルタ再生制御部５３を有している。このフィルタ再生制御部５３は、差圧センサＳＷ５により検出されたパティキュレートフィルタ４１の前後差圧が所定値以上に達したときに、エンジンの圧縮上死点付近で燃料噴射弁１５から燃料を噴射する通常の燃料噴射（主噴射）に加えて、エンジンの膨張行程で燃料を噴射するいわゆるポスト噴射を実行することにより、パティキュレートフィルタ４１に堆積したＰＭを燃焼させるものである。

すなわち、パティキュレートフィルタ４１の前後差圧が所定値以上に達し、パティキュレートフィルタ４１内に比較的多くのＰＭが堆積していることが確認された時点で、上記ポスト噴射を実行することにより、排気ガス中に燃料の未燃成分（未燃ＨＣ成分）を多く含ませ、この未燃成分を、排気通路２９上の酸化触媒４０で酸化反応させる。すると、その酸化反応の発生熱により排気ガスの温度が上昇するため、この高温化した排気ガスと、上記パティキュレートフィルタ４１のＰＭ燃焼触媒層との作用により、パティキュレートフィルタ４１に堆積していたＰＭが酸化反応（燃焼）を起こして焼失する。

上記ポスト噴射のタイミングは、燃料の主噴射に基づく燃焼反応の終了後に設定される。ここで、燃料の主噴射は、エンジンの運転条件によって異なるものの、圧縮上死点付近もしくはこれよりやや遅れたタイミングまでに完了するよう実行されるため、ポスト噴射のタイミングは、圧縮上死点の通過後、クランク角で約１０〜３５°の範囲（ＡＴＤＣ１０〜３５°ＣＡ）に設定される。すなわち、ポスト噴射は、早くてＡＴＤＣ約１０°ＣＡで開始され、遅くともＡＴＤＣ約３５°ＣＡまでには終了する。

（３）自動停止・再始動制御
次に、上記ＥＣＵ５０の自動停止制御部５１および再始動制御部５２により実行されるエンジンの自動停止・再始動制御の内容をより具体的に説明する。

図２は、エンジンが自動停止する際の各状態量の変化を示すタイムチャートである。ここでは、エンジンの自動停止条件が成立した時点をｔ１としている。本図に示すように、エンジンの自動停止制御の際には、自動停止条件の成立時点ｔ１で、オルタネータ３２の目標発電電流Ｇｅが予め定められた所定値に設定される。そして、その状態を維持しながら、続く時点ｔ２で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射が停止される（燃料カット）。なお、吸気絞り弁３０の開度Ｋは、エンジンが完全停止する時点ｔ４まで、通常運転時と同じ高開度（例えば８０％）に維持される。

上記のように、吸気絞り弁３０の開度Ｋを高開度に維持し、かつオルタネータ３２の目標発電電流Ｇｅを一定値に維持しながら（つまりオルタネータ３２からエンジンに一定の負荷をかけながら）、燃料カットを実行することにより、エンジン回転速度Ｎｅは、小刻みに波打ちながら、概ね同じような傾向で低下する。ここで、エンジン回転速度Ｎｅの波形における谷の位置は、気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかが上死点を迎えるタイミングと一致する。図例のエンジンでは、燃料カットの実行後、上死点を複数回越えた後に、時点ｔ３において、全気筒における最後の上死点（最終ＴＤＣ）を迎えている。それ以後は、一度も上死点を超えることなく（一時的には逆転方向に動きながら）、時点ｔ４で完全停止状態に至っている。

以上のようにしてエンジンの自動停止が完了すると、圧縮行程で停止した気筒（図２では気筒２Ｃ；以下、停止時圧縮行程気筒２Ｃという）のピストン５が、図３に示す特定位置Ｒより下死点側にあるか上死点側にあるかが判定される。特定位置Ｒは、上死点と下死点との間の中間部に設定されている。

停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記特定位置Ｒよりも下死点側にあれば、エンジンの再始動時に、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料が噴射され、エンジン全体として１回目の上死点を迎える時点から燃焼が再開される。一方、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記特定位置Ｒよりも上死点側にあった場合には、停止時圧縮行程気筒２Ｃではなく、吸気行程で停止した気筒（図２では気筒２Ｄ；以下、停止時吸気行程気筒２Ｄという）に最初の燃料が噴射される。つまり、停止時吸気行程気筒２Ｄが圧縮行程に移行してから当該気筒２Ｄに燃料が噴射され、エンジン全体として２回目の上死点を迎える時点から燃焼が再開される。

このような制御を行う理由につき図４を用いて詳しく説明する。図４は、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置（横軸）と、エンジンの再始動時間（縦軸）との関係を示すグラフである。なお、ここでいう再始動時間とは、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。また、図中の●マークのプロットは、停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させたケースを表し、◆マークのプロットは、停止時吸気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たケースを表している。これらのプロットのデータは、エンジン冷却水温７５℃、外気温２５℃、高度０ｍ（気圧が標準大気圧）という条件下で得られたものである。

図４のグラフに示すように、冷却水温７５℃、外気温２５℃、高度０ｍという条件下では、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が上死点からクランク角で約８０°手前の位置（ＢＴＤＣ８０°ＣＡ付近）よりもさらに下死点側にあれば、停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射することでエンジンを再始動させることができる（●マークのプロット）。つまり、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記のような範囲にあれば、この気筒２Ｃ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、上記気筒２Ｃ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上記停止時圧縮行程気筒２Ｃ内に噴射しても、この燃料は気筒２Ｃ内で確実に自着火して燃焼する。

このように、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置がＢＴＤＣ８０°ＣＡ付近よりも下死点側にあれば、この停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射することでエンジンを再始動させることができる。この場合、エンジン全体として１回目の上死点を迎える時点から燃焼が再開されるため、エンジンの再始動に要する時間はかなり短期間で済む（概ね３００〜４００ｍｓｅｃ）。以下では、上記のように停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射してエンジンを再始動させることを、１圧縮始動という。

一方、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置がＢＴＤＣ８０°ＣＡ付近よりも上死点側にあれば、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射してもこれを自着火させることができないため、停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射する必要が生じる（◆マークのプロット）。つまり、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記のような範囲にあると、この気筒２Ｃ内に比較的少量の空気しか存在しないため、エンジン再始動時にピストン５が上昇しても、上記気筒２Ｃ内の空気が十分に圧縮されず、大幅な高温化は望めない。このため、停止時圧縮行程気筒２Ｃではなく、次に圧縮行程を迎える停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射することで、エンジンを再始動させる必要が生じる。

図３に示すように、停止時圧縮行程気筒２Ｃと停止時吸気行程気筒２Ｄとは、位相が１８０°ＣＡずれているため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が上死点を通過した後は、その次に、停止時吸気行程気筒２Ｄのピストン５が圧縮上死点を迎える。そこで、この停止時吸気行程気筒２Ｄのピストン５が圧縮上死点付近まで上昇する（つまりエンジン全体として２回目の上死点を迎える）のを待ってから、同気筒２Ｄ内に最初の燃料を噴射する。これにより、エンジンの再始動に要する時間は増大するものの（概ね４００〜５００ｍｓｅｃ）、エンジンを確実に再始動させることができる。以下では、上記のように停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射してエンジンを再始動させることを、２圧縮始動という。

以上のことから理解できるように、冷却水温７５℃、外気温２５℃、高度０ｍという条件下でエンジンを再始動させるには、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置がＢＴＤＣ８０°ＣＡ付近よりも下死点側にあるか上死点側にあるかに応じて（ＢＴＤＣ８０°ＣＡを境にして）、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料噴射する１圧縮始動と、停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料噴射する２圧縮始動とを使い分けるようにするとよい。これにより、エンジン停止時のピストン位置にかかわらず、エンジンを確実に再始動させることができる。

図３に示した特定位置Ｒは、上記のように１圧縮始動と２圧縮始動とを切り替える境界のクランク角位置として設定されている。例えば、図４の条件下（冷却水温７５℃、外気温２５℃、高度０ｍ）では、ＢＴＤＣ８０°ＣＡ付近が、１圧縮始動の限界（１圧縮始動から２圧縮始動に切り替える境界）となるので、上記特定位置Ｒは、ＢＴＤＣ８０°ＣＡ、もしくはこれよりやや下死点側にずれた値に設定される。

ここで、１圧縮始動の限界のクランク角位置（特定位置Ｒ）は、エンジンの冷却水温、外気温、高度（つまり気圧）によって変動する。例えば、エンジンの冷却水温が、図４の例による７５℃よりも低ければ、燃料の着火性が悪化する。すると、エンジンの再始動時に、より圧縮代を大きくして筒内を高温化する必要が生じるため、１圧縮始動の限界位置は、図４の例（ＢＴＤＣ約８０°ＣＡ）よりも下死点側にずれる。同様の理由により、１圧縮始動の限界位置は、外気温が低いほど、または高度が高い（つまり気圧が低い）ほど、下死点側にずれることになる。

このような事情から、上記特定位置Ｒは、エンジンの冷却水温、外気温、気圧に応じて可変的に設定される。具体的には、これらのパラメータに応じて、ＢＴＤＣ８０〜１００°ＣＡの範囲内のいずれかの値に設定される。

次に、以上のようなエンジン自動停止・再始動制御を司るＥＣＵ５０（自動停止制御部５１および再始動制御部５２）の具体的な制御手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。

図５のフローチャートに示す処理がスタートすると、ＥＣＵ５０は、各種センサ値を読み込む制御を実行する（ステップＳ１）。具体的には、エンジンの自動停止および再始動制御に関連するセンサ値として、水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、アクセル開度センサＳＷ６、ブレーキセンサＳＷ７、車速センサＳＷ８、バッテリセンサＳＷ９、気圧センサＳＷ１０、および外気温センサＳＷ１１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、回転速度、クランク角、気筒判別、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量、気圧、外気温等の各種情報を取得する。

次いで、ＥＣＵ５０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５ｋｍ／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、ＥＣＵ５０は、オルタネータ３２の目標発電電流Ｇｅを、予め定められた所定値に設定する制御を実行する（ステップＳ３）。すなわち、オルタネータ３２の目標発電電流Ｇｅは、バッテリ残容量や車両の電気負荷等の条件に応じて可変的に設定されるが、自動停止条件が成立すると、その時点（図２の時点ｔ１）で、上記のような条件とは関係のない固定値に設定される。

次いで、ＥＣＵ５０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する制御を実行する（ステップＳ４）。図２に示すタイムチャートでは、自動停止条件が成立して目標発電電流Ｇｅが所定値に設定されてから所定時間が経過した時点ｔ２で、上記燃料供給の停止（燃料カット）が実行されている。

上記ステップＳ４で燃料カットが実行されると、その後、エンジンは、上死点を複数回越えた後に完全停止状態に至る（つまり回転速度Ｎｅ＝０ｒｐｍとなる）。ＥＣＵ５０は、上記燃料カットの実行後、回転速度Ｎｅ＝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）。

上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されてエンジンが完全停止したことが確認された場合、ＥＣＵ５０は、クランク角センサＳＷ２およびカム角センサＳＷ３の検出信号に基づいて、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置を取得する制御を実行する（ステップＳ６）。

次いで、ＥＣＵ５０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たか否かを判定する（ステップＳ７）。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。

上記ステップＳ７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、ＥＣＵ５０は、１圧縮始動と２圧縮始動との境界となる特定位置Ｒ（図３）を決定する制御を実行する（ステップＳ８）。すなわち、水温センサＳＷ１、気圧センサＳＷ１０、および外気温センサＳＷ１１の検出信号に基づき、エンジンの冷却水温、気圧、および外気温を取得し、これらの値から求まる特定位置Ｒを、予め記憶されたマップデータ等から読み出すことにより、上記特定位置Ｒを決定する。上述したように、上記特定位置Ｒは、上記冷却水温、気圧、外気温の各パラメータに応じて、ＢＴＤＣ８０〜１００°ＣＡの範囲内のいずれかの値に設定される。

次いで、ＥＣＵ５０は、上記ステップＳ６で取得された停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が、上記ステップＳ８で取得された特定位置Ｒよりも下死点側であるか否かを判定する（ステップＳ９）。

上記ステップＳ９でＹＥＳと判定されて特定位置Ｒより下死点側であることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、停止時圧縮行程気筒２Ｃ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Ｓ１０）。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２Ｃに最初の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回目の上死点を迎える時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。

一方、上記ステップＳ９でＮＯと判定された場合、つまり、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記特定位置Ｒよりも上死点側であることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射してエンジン再始動させる制御（２圧縮始動）を実行する（ステップＳ１１）。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、停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射することにより、エンジン全体として２回目の上死点を迎える時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。

（４）クランクプレートの構造
図６は、クランク角センサＳＷ２から出力されるパルス信号を、各気筒２Ａ〜２Ｄの行程変化と合わせて示すタイムチャートである。本図に示すように、クランク角センサＳＷ２からのパルス信号の中には、上述したクランクプレート２５の歯欠け部２５ｂに対応して３６０°ＣＡごとに生成される無信号部Ｐが含まれる。

すなわち、無信号部Ｐは、各気筒２Ａ〜２Ｄの行程が進行する中で、２行程に１回の頻度で生成される。例えば、２番気筒２Ｂ、３番気筒２Ｃについては、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程のうち、圧縮行程と排気行程になったときにのみ、無信号部Ｐが生成される。これら圧縮行程および排気行程での無信号部Ｐの位置は、図示のように、圧縮行程または排気行程の前半部分、つまり、各行程の下死点から、行程中央（９０°ＣＡ）までの範囲Ｓに設定されている。

ここで、当実施形態のディーゼルエンジンにおいて、エンジンが自動停止した後の再始動時には、上述したように、停止時圧縮行程気筒（図２の例では気筒２Ｃ）のピストン停止位置が、行程中央付近に設定された特定位置Ｒ（図３）よりも上死点か下死点かに応じて、１圧縮始動にするか２圧縮始動にするかを使い分ける必要がある。このため、仮に特定位置Ｒと重複する位置に無信号部Ｐが存在すると、ピストン停止位置を上記特定位置Ｒとの関係で正確に特定することができず、１圧縮始動と２圧縮始動とを適正に使い分けられなくなるおそれがある。

例えば、エンジンの自動停止時に、２番気筒２Ｂまたは３番気筒２Ｃのピストン５が圧縮行程で停止したとする。すると、図５のフローチャートで説明したとおり、当該気筒２Ｂまたは２Ｃのピストン停止位置がクランク角センサＳＷ２の検出信号に基づき特定され、特定されたピストン停止位置が、図３に示した特定位置Ｒよりも下死点側にあるか上死点側にあるかが判定され、その結果に基づいて、エンジンの再始動時に１圧縮始動または２圧縮始動のいずれかが選択される。

このとき、クランク角センサＳＷ２による無信号部Ｐが、仮に、上記特定位置Ｒと重複する位置で発生するように設定されていたとすると、この特定位置Ｒの近傍でピストン５が停止したときに、その停止位置を正確に検出することができなくなる。これでは、特定位置Ｒよりも下死点側か上死点側かを正確に判別できず、例えば１圧縮始動が不可能な範囲（２圧縮始動すべき範囲）であるにもかかわらず１圧縮始動してしまい、失火等を起こすおそれがある。

そこで、上記無信号部Ｐの発生位置は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲Ｓから、上記特定位置Ｒに対応する領域を除いた範囲に設定される。これにより、２番気筒２Ｂまたは３番気筒２Ｃのピストン５が圧縮行程で停止しても、そのピストン５の停止位置が上記特定位置Ｒより下死点側にあるか上死点側にあるかを正確に判断することができる。

上記のような位置で無信号部Ｐを発生させるには、例えば図８に示すように、気筒２Ｂまたは２Ｃが圧縮行程にあり、かつそのピストン５が上記特定位置Ｒよりも下死点側にある状態で、クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂが、クランク角センサＳＷ２による読取り位置（センサＳＷ２との対向位置）にくるようにすればよい。すなわち、クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂを、圧縮行程の行程中央付近（上死点と下死点との中間部）にあたる上記特定位置Ｒよりも下死点側に対応する位置に設けるとよい。

ただし、上記歯欠け部２５ｂがクランク角センサＳＷ２による読取り位置にきたときの圧縮行程のピストン位置が、あまりに下死点に近すぎると、燃料噴射のタイミングを決定する上で問題となる。例えば、図６によれば、３番気筒２Ｃが圧縮行程の下死点付近にあるとき、１番気筒２Ａは、圧縮行程の上死点（圧縮上死点）付近にある。圧縮上死点付近では、燃料の自着火のために燃料噴射弁１５から燃料が噴射されるため（図中の主噴射Ｆ）、そのタイミングを決定すべく、クランク角センサＳＷ２からの正確な情報が必要になる。しかしながら、クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂが上記のような位置にあると、上記主噴射Ｆの前後で無信号部Ｐが生じるため、正確なクランク角位置を検出することができず、主噴射Ｆのタイミングがばらつくおそれがある。

以上のことから、上記歯欠け部２５ｂは、圧縮行程の前半に対応する角度範囲Ｓ（図８では、ピストン５が下死点から行程中央（９０°ＣＡ）まで移動する間にクランク角センサＳＷ２によって読み取られるクランクプレート２５の角度範囲）から、下死点の近傍に対応する領域を除いた範囲に設けられる。これにより、燃料の主噴射Ｆが行われるタイミングの前後で無信号部Ｐが生じることが回避され、主噴射Ｆのタイミングを正確に決定することができる。

さらに、当実施形態のディーゼルエンジンでは、上述したように、パティキュレートフィルタ４１に堆積したＰＭを燃焼させる処理（フィルタ再生処理）が定期的に実行されるようになっており、このフィルタ再生処理中は、図７に示すように、上記主噴射Ｆに基づく燃焼反応の終了後である膨張行程の前半に、ポスト噴射Ｆｐが実行される。したがって、上記クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂは、上記ポスト噴射Ｆｐのタイミングに対応する領域をも除いた角度範囲に設けられる。

図９は、クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂがどのような角度範囲に設けられるのかを説明するための模式図である。上述したような事情から、上記歯欠け部２５ｂは、図中の角度範囲Ｘの中のいずれかの位置に設けられる。この角度範囲Ｘは、圧縮行程の前半に対応する角度範囲Ｓから、上記特定位置Ｒに対応する領域ＳＲと、下死点近傍の領域ＳＦとを除き、さらに、領域ＳＲとＳＦとの間に存在する領域ＳＰをも除いた範囲に設定されている。

なお、下死点近傍の領域ＳＦは、圧縮上死点付近において燃料の主噴射Ｆが行われるタイミング（ＴＤＣ前後における破線の範囲）に対応したものである。つまり、先にも述べたとおり、各気筒２Ａ〜２Ｄのピストン５が１８０°ＣＡの位相差をもって動作する４サイクル４気筒のエンジンでは、ある気筒が圧縮行程の下死点にあるとき、他の気筒のいずれかは圧縮行程の上死点にあるため、圧縮上死点から１８０°ＣＡ程度の位相差がある上記領域ＳＦは、当該他の気筒の主噴射Ｆのタイミングと時期的に一致する。

同様に、図中の領域ＳＰは、他の気筒において燃料のポスト噴射Ｆｐが行われるタイミング（膨張行程の前半部に位置する破線の範囲）に対応して設定されている。

上述したように、上記特定位置Ｒは、エンジンの冷却水温、気圧、外気温の各パラメータに応じて、上死点前（ＢＴＤＣ）８０〜１００°ＣＡに設定され、また、ポスト噴射Ｆｐのタイミングは、上死点後（ＡＴＤＣ）１０〜３５°ＣＡの範囲に設定される。これに対応して、図９における領域ＳＰは、下死点（ＢＤＣ）から１０〜３５°の範囲に設定され、領域ＳＲは、下死点から８０〜１００°の範囲に設定される。このことから、上記両領域ＳＲ，ＳＰの間に存在する上記角度範囲Ｘは、少なくとも下死点から３５〜８０°の範囲内に設定される。

上記のような角度範囲Ｘの中に歯欠け部２５ｂが設けられることで、無信号部Ｐの発生タイミングは、ピストン５が上記特定位置Ｒにあるとき、圧縮上死点付近で燃料の主噴射Ｆが行われるとき、膨張行程の前半でポスト噴射Ｆｐが行われるとき、のいずれとも重複しないタイミングとなる。

ところで、図９によれば、圧縮行程の後半（行程中央から上死点までの範囲）にも、上記各領域ＳＲ，ＳＰ，ＳＦのいずれとも重複しない範囲がある。しかしながら、エンジンの運転条件によっては、圧縮行程の後半に、燃料の予備噴射を行う場合があるため、圧縮行程の後半に対応する角度範囲には歯欠け部２５ｂを設けるべきでない。歯欠け部２５ｂが設けられる上記角度範囲Ｘは、このような事情も考慮して、図９に示したような範囲（圧縮行程の前半からＳＲ，ＳＰ，ＳＦを除いた範囲）に設定されている。なお、予備噴射とは、燃料の自着火を促進するために、圧縮行程後半で、かつ圧縮上死点よりも前のタイミングにおいて、少量の燃料を予備的に噴射することである。

（５）作用効果等
以上説明したように、当実施形態では、自動停止したエンジンを再始動させる際に、停止時圧縮行程気筒（図２の例では気筒２Ｃ）のピストン停止位置をクランク角センサＳＷ２の検出信号に基づき特定し、特定したピストン停止位置が特定位置Ｒよりも下死点側にあるか上死点側にあるかに応じて、停止時圧縮行程気筒（２Ｃ）に最初の燃料を噴射して再始動させる１圧縮始動か、停止時吸気行程気筒（図２の例では気筒２Ｄ）に最初の燃料を噴射して再始動させる２圧縮始動かを使い分けるようにした。

このような構成によれば、ピストン停止位置が上記特定位置Ｒよりも下死点側にあるときには１圧縮始動によって迅速にエンジンを再始動させることができる。一方、上記特定位置Ｒよりも上死点側にあるときには、再始動に要する時間は若干増えるものの、２圧縮始動によって確実にエンジンを再始動させることができる。

しかも、上記実施形態では、クランク角センサＳＷ２によって読み取られる歯２５ａが省略されたクランクプレート２５の歯欠け部２５ｂが、圧縮行程の前半に対応する角度範囲Ｓから上記特定位置Ｒに対応する領域ＳＲを除き、かつ燃焼を生じさせるための燃料噴射（主噴射）Ｆのタイミングに対応する領域ＳＦを除き、さらに、フィルタ再生処理のためのポスト噴射Ｆｐのタイミングに対応する領域ＳＰを除いた範囲Ｘ内に設られているため、上記１圧縮始動と２圧縮始動のいずれを行うかの境界となる特定位置Ｒを正確に検出することができるとともに、燃料噴射Ｆやポスト噴射Ｆｐのタイミングを正確に決定できるという利点がある。

すなわち、クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂが設けられる範囲Ｘに、上記特定位置Ｒに対応する領域ＳＲが含まれないため、上記歯欠け部２５ｂに対応して生成されるクランク角センサＳＷ２の無信号部Ｐが、上記特定位置Ｒにピストン５があるときと重複したタイミングで生成されることがない。このため、上記ピストン５が上記特定位置Ｒよりも下死点側にあるか上死点側にあるかを精度よく検出することができ、その正確なピストン５の位置情報に基づいて、エンジンの再始動時に１圧縮始動するか２圧縮始動するかを適正に判断することができる。

また、上記歯欠け部２５ｂが設けられる範囲Ｘに、燃焼を生じさせるための燃料噴射（主噴射）Ｆのタイミングに対応する領域ＳＦが含まれないため、燃料噴射と重複したタイミングで無信号部Ｐが生成されることがなく、燃料噴射Ｆのタイミングを正確に決定することができ、高精度な燃焼制御を実現することができる。

さらに、上記歯欠け部２５ｂが設けられる範囲Ｘに、ポスト噴射Ｆｐのタイミングに対応する領域ＳＦが含まれないため、ポスト噴射Ｆｐのタイミングを正確に決定することができ、パティキュレートフィルタ４１の再生処理を適正に実行することができる。

また、上記実施形態では、１圧縮始動か２圧縮始動かを切り替える基準となる特定位置Ｒが、エンジンの冷却水温、気圧、外気温によって可変的に設定されるため、燃料の着火性に影響する環境因子を考慮した適切な特定位置Ｒを設定でき、その特定位置Ｒに基づき１圧縮始動か２圧縮始動かを適正に判断することができる。

なお、上記実施形態では、４サイクル４気筒のディーゼルエンジンにおいて、その排気通路２９上に酸化触媒４０とパティキュレートフィルタ４１とを配設し、パティキュレートフィルタ４１に堆積したＰＭの量がある程度多くなったと推測されるとき（差圧センサＳＷ５により検出された差圧が所定値以上に達したとき）には、フィルタ再生処理として、エンジンの膨張行程中に燃料のポスト噴射Ｆｐを行い、パティキュレートフィルタ４１に流入する排気ガスの温度を上昇させることで、当該フィルタ４１に堆積していたＰＭを燃焼除去するようにしたが、例えば、パティキュレートフィルタ４１の温度を上昇させる別途の加熱手段を設けることにより、ＰＭの燃焼除去を図るようにしてもよい。この場合、膨張行程中に燃料のポスト噴射Ｆｐを行う必要がなくなるので、クランクプレート２５の歯欠け部２５ｂが設けられる角度範囲Ｘ（図９）には、領域ＳＰが含まれていてもよい。つまり、歯欠け部２５ｂは、圧縮行程の前半に対応する角度範囲Ｓから、上記特定位置Ｒに対応する領域ＳＲと、燃料噴射（主噴射）Ｆのタイミングに対応する領域ＳＦとを除いた範囲（領域ＳＲからＳＦまでの間）の中で設定することが可能になる。

また、上記実施形態では、エンジンの自動停止制御の開始からエンジンの完全停止までの期間（図２の時点ｔ１〜ｔ４）にわたって、吸気絞り弁３０の開度Ｋを通常運転時と同じ高開度（例えば８０％）に維持し、かつオルタネータ３２の目標発電電流Ｇｅを予め定められた所定値に設定したが、エンジンの自動停止制御の途中で、吸気絞り弁３０の開度Ｋやオルタネータ３２の目標発電電流Ｇｅを、エンジン回転速度Ｎｅの低下度合いに応じて適宜調節することにより、停止時圧縮行程気筒（図２では気筒２Ｃ）のピストン停止位置を、上記特定位置Ｒよりも下死点側にできるだけ収めるようにしてもよい。このようにすれば、特定位置Ｒよりも上死点側に停止時圧縮行程気筒のピストンが停止し難くなるため、２圧縮始動が必要になる頻度が低下し、エンジンの再始動に要する時間を平均的に短縮することができる。

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の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）に、本発明にかかる自動停止・再始動制御を適用した例を説明したが、本発明と同様の構成は、圧縮自己着火式のエンジンであれば、ディーゼルエンジンに限らず適用可能である。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、本発明にかかる自動停止・再始動制御を好適に適用することができる。

２Ａ〜２Ｄ 気筒
７ クランクシャフト
１５ 燃料噴射弁
２５ クランクプレート
２５ａ 歯
２５ｂ 歯欠け部
２９ 排気通路
３４ スタータモータ
４０ 酸化触媒
４１ パティキュレートフィルタ
ＳＷ２ クランク角センサ
Ｆ 燃料噴射（主噴射）
Ｆｐ ポスト噴射
Ｓ （圧縮行程の前半に対応する）角度範囲
ＳＲ （特定位置に対応する）領域
ＳＦ （燃料噴射のタイミングに対応する）領域
ＳＰ （ポスト噴射のタイミングに対応する）領域
Ｘ 範囲
Ｒ 特定位置

Claims (5)

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４サイクル４気筒の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的に停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときに、スタータモータを駆動して上記エンジンに回転力を付与しつつ、燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、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装置であって、
   上記燃料噴射弁およびスタータモータを含む各種機器を制御する制御手段と、
   上記エンジンのクランクシャフトと一体に回転し、外周部に多数の歯を有するクランクプレートと、
   上記クランクプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するクランク角センサとを備え、
   上記クランクプレートは、その外周部の所定箇所に、気筒判別用の基準として歯が省略された歯欠け部を有し、
   上記制御手段は、自動停止した上記エンジンを再始動させる際に、圧縮行程で停止した気筒のピストン停止位置を上記クランク角センサの検出信号に基づき特定するとともに、その気筒のピストン停止位置が上死点と下死点との中間部に設定された特定位置よりも下死点側にある場合に、上記圧縮行程で停止した気筒に最初の燃料を噴射することで上記エンジンを再始動させる一方、上記圧縮行程で停止した気筒のピストン停止位置が上記特定位置よりも上死点側にある場合には、吸気行程で停止した気筒が圧縮行程に移行してから当該気筒に最初の燃料を噴射することで上記エンジンを再始動させるものであり、
   上記クランクプレートの歯欠け部は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲から、上記特定位置に対応する領域を除いた範囲内に設けられていることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動装置。
2. 請求項１記載の圧縮自己着火式エンジンの始動装置において、
   上記クランクプレートの歯欠け部は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲から、上記特定位置に対応する領域を除き、かつ燃焼を生じさせるための燃料噴射のタイミングに対応する領域を除いた範囲内に設定されることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動装置。
3. 請求項２記載の圧縮自己着火式エンジンの始動装置において、
   上記エンジンがディーゼルエンジンであり、
   上記エンジンの排気通路上に、排気ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化する酸化触媒と、排気ガス中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタとが、排気ガスの流れ方向上流側から順に配設されており、
   上記制御手段は、上記パティキュレートフィルタにおけるＰＭの堆積量が所定値以上に達した場合に、エンジンの膨張行程で燃料を噴射するポスト噴射を実行し、
   上記クランク角プレートの歯欠け部は、圧縮行程の前半に対応する角度範囲から、上記特定位置に対応する領域を除き、かつ燃焼を生じさせるための燃料噴射のタイミングに対応する領域を除き、さらに、上記ポスト噴射のタイミングに対応する領域を除いた範囲内に設けられていることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動装置において、
   上記特定位置は、エンジンの冷却水温、気圧、外気温の少なくともいずれかを含むパラメータによって可変的に設定されることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動装置。
5. 請求項４記載の圧縮自己着火式エンジンの始動装置において、
   上記特定位置は、上死点前８０〜１００°ＣＡの範囲に設定されることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動装置。

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