JP2013160089A

JP2013160089A - 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置

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Publication number: JP2013160089A
Application number: JP2012021058A
Authority: JP
Inventors: Jinju Nakamoto; 仁寿中本; Tatsuo Yamauchi; 健生山内; Keiji Araki; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP5910126B2

Abstract

【課題】燃費に影響を与えることなく、しかも簡単な構成で燃料の微粒化を図り、それによって１圧縮始動による迅速な再始動の機会を増やす。
【解決手段】本発明の圧縮自着火式エンジンの始動制御装置は、エンジンのクランク軸とクラッチを介して連結された手動変速機を搭載する車両（ＭＴ車）に設けられる。エンジンの自動停止条件が成立すると（時点ｔ０）、燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されるとともに（時点ｔ２）、その時点からエンジンが完全停止するまでの間に、燃料噴射弁の燃圧を上昇させる制御が実行される。エンジンの再始動時には、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストンが基準停止位置よりも下死点側の特定範囲にあるか否かが判定され、特定範囲にある場合には、燃料噴射弁から停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料が噴射されることで、エンジンが再始動される。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃料噴射弁から気筒内に噴射された燃料を自着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンと、当該エンジンのクランク軸とクラッチを介して連結された手動変速機とを搭載した車両に設けられ、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上記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いて、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上記停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置を求め、そのピストン停止位置が相対的に下死点寄りに設定された適正位置にあるか否かを判定し、適正位置にある場合には、上記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回目の圧縮上死点を迎えるときから燃焼を再開させるようにしている（以下、これを「１圧縮始動」という）。

一方、上記停止時圧縮行程のピストンが上記適正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（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回目の圧縮上死点を迎えるときから燃焼を再開させる（以下、これを「２圧縮始動」という）。このように、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圧縮始動を行うのは、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（上死点までのストローク量）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ためである。

特開２００９−６２９６０号公報

上記特許文献１の技術では、停止時圧縮行程気筒のピストンが適正位置にあるときには、１圧縮始動によって速やかにエンジンを再始動できるものの、上記適正位置から上死点側に外れてしまった場合には、２圧縮始動を行う必要があり、再始動に要する時間が長くなってしまう。すなわち、２圧縮始動では、停止時吸気行程気筒が圧縮行程に移行するのを待ってから燃料を噴射するので、エンジン全体として２回目の圧縮上死点を迎えるまでは、燃焼によるエネルギーを利用することができず、その分だけ再始動時間が長くなってしまう。このため、できるだけ高い頻度で、１圧縮始動によるエンジン再始動を可能にすることが望まれていた。

ところで、１圧縮始動の頻度を増やすには、停止時圧縮気筒に噴射される燃料の着火性を改善する必要があり、そのためには、燃料の微粒化を促進することが有効である。燃料の微粒化を促進するには、燃料噴射弁の燃圧（燃料噴射弁に供給される燃料の圧力）を高めればよいが、自動停止制御によりエンジンが完全停止した後は、燃料噴射弁に燃料を供給するサプライポンプ（エンジンの駆動力を得て作動するものが一般的である）も停止しているので、燃圧を高めることは不可能となる。もちろん、サプライポンプを電動式のものに取り替えれば、エンジンが停止した状態でもサプライポンプを駆動できるようになるが、それでは余計なコストがかかってしまう。

一方、燃圧を高めると、サプライポンプの仕事が増えるため、その分だけエンジンの抵抗力が増大する。このため、エンジンの運転継続中に燃圧を上昇した場合には、エンジントルクの低下を防ぐために燃料噴射弁からの噴射量を増やす必要があり、一時的に燃費が悪化してしまう。

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、燃費に影響を与えることなく、しかも簡単な構成で燃料の微粒化を図り、それによって１圧縮始動による迅速な再始動の機会をより増やすことのできる圧縮自己着火式エンジンの再始動制御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、燃料噴射弁から気筒内に噴射された燃料を自着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンと、当該エンジンのクランク軸とクラッチを介して連結された手動変速機とを搭載した車両に設けられ、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上記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始動制御装置であって、上記自動停止に伴い圧縮行程で停止した停止時圧縮行程気筒のピストンが所定の基準停止位置よりも下死点側に設定された特定範囲にあるか否かを判定する判定手段と、上記停止時圧縮行程気筒のピストンが上記特定範囲で停止したと判定され、かつエンジンの再始動条件が成立した場合に、上記燃料噴射弁を制御して上記停止時圧縮行程気筒に最初の燃料を噴射する噴射制御手段と、上記燃料噴射弁の燃圧を調整する燃圧調整手段とを備え、上記燃料噴射弁は、エンジンにより機械的に駆動されるサプライポンプから燃料の供給を受けるものであり、上記燃圧調整手段は、上記自動停止条件の成立に伴い上記燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されてから、エンジンが完全停止するまでの間に、上記燃料噴射弁の燃圧を上昇させる制御を実行す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、自動停止条件が成立してエンジンが自動停止される過程で、燃料噴射弁の燃圧を上昇させる制御が実行されるため、その後にエンジンを再始動させるために燃料噴射弁から燃料を噴射するときに、比較的高い燃圧によって燃料を微粒化することができ、燃料の着火性を高めることができる。燃料の着火性が高められると、停止時圧縮行程気筒への燃料噴射によってエンジンを再始動させる１圧縮始動が可能なピストン停止位置範囲（特定範囲）を上死点側に拡大し得るため、１圧縮始動の機会を増やして、迅速な始動性を確保することができる。

特に、本発明では、自動停止条件の成立に伴い上記燃料噴射弁からの燃料噴射が停止された後、エンジンが完全停止する前に、燃圧が上昇設定されるので、燃料噴射弁に燃料を供給するサプライポンプとして一般的な機械式のポンプ（エンジンによって機械的に駆動されるポンプ）を用いながらも、燃圧を上昇させる制御を無理なく行うことができる。これにより、余計なコストをかけることなく、確実に燃圧を高めて着火性を改善することができる。しかも、燃料噴射を停止する燃料カットの後で（つまりエンジンの惰性回転中に）燃圧が上昇設定されるため、その燃圧の上昇のために余計な燃料が消費されることがなく、燃費の悪化を効果的に防止することができる。

例えば、本発明とは異なり、燃料カットの前（エンジンの運転継続中）に燃圧を上昇させた場合には、燃圧の上昇に伴いサプライポンプの仕事が増える（つまりエンジンが受ける抵抗力が増大する）ため、これに応じて燃料噴射弁からの噴射量を増やす必要が生じ、燃費の悪化が避けられない。これに対し、本発明のように、エンジンの惰性回転中（燃料カットからエンジンの完全停止までの間）に燃圧を上昇させるようにした場合には、噴射量を増大させる必要がないため、燃費を何ら悪化させることなく燃圧を上昇させることができる。しかも、本発明のように、手動変速機を搭載する車両（ＭＴ車）に搭載されるエンジンを対象とする場合は、比較的大きな質量をもったフライホイールがエンジンのクランク軸に取り付けられるため、燃料噴射を停止する燃料カットの後でも、エンジンは比較的長い期間にわたって惰性で回転する。このため、たとえ燃料カットの後であっても、エンジンの回転力を利用して燃圧を充分に上昇させることが可能である。

本発明において、好ましくは、上記噴射制御手段は、上記再始動条件の成立後、少なくとも上記停止時圧縮行程気筒への最初の燃料噴射として、圧縮上死点を過ぎてから熱発生率のピークを迎えるようなメイン燃焼を起こさせるメイン噴射と、このメイン噴射の開始よりも前に熱発生率のピークを迎えるようなプレ燃焼を起こさせるプレ噴射とを実行する（請求項２）。

この構成では、エンジンが自動停止した後、停止時圧縮行程気筒への燃料噴射によってエンジンを再始動させる１圧縮始動の際に、まずプレ噴射が実行され、その後にメイン噴射が実行される。プレ噴射された燃料は、所定の着火遅れの後に自着火により燃焼し（プレ燃焼）、停止時圧縮行程気筒の筒内温度・圧力を上昇させるため、それに引き続いてメイン噴射が実行されたときには、噴射された燃料がほどなく自着火により燃焼する（メイン燃焼）。このように、メイン噴射された燃料の着火性が、それ以前のプレ噴射（プレ燃焼）によって改善されるため、停止時圧縮行程気筒での圧縮代がそれほど多くなくても、停止時圧縮行程気筒での燃焼は確実に行われる。この結果、１圧縮始動が可能なピストン停止位置範囲（特定範囲）をより上死点側に拡大することができ、エンジン始動の迅速化をさらに促進することができる。

上記構成において、より好ましくは、上記ピストンは、上記燃料噴射弁と対向する冠面の所定部位に、他の部位よりも凹んだキャビティを有し、上記プレ噴射は、噴射された燃料が上記ピストンのキャビティ内に収まるようなタイミングで複数回実行されるものである（請求項３）。

この構成によれば、ピストン冠面のキャビティ内に着火し易いリッチな混合気を確実に形成することができる。この結果、プレ噴射した燃料がより確実に自着火し（プレ燃焼）、そのことがメイン噴射した燃料の自着火（メイン燃焼）を促進するため、１圧縮始動による迅速な再始動の機会をより増やすことができる。

上記圧縮自己着火式エンジンは、幾何学的圧縮比が１６未満に設定されたディーゼルエンジンであってもよい（請求項４）。

幾何学的圧縮比が１６未満のディーゼルエンジンは、従来から多用されてきたディーゼルエンジンに比べれば圧縮比が低く、その分、圧縮行程の途中位置で停止したピストンによる圧縮代（ピストン停止位置から圧縮上死点までのストローク量）が充分に確保されないケースが多くなるため、再始動時の着火性が相対的に悪化し易い。したがって、燃圧の上昇によって再始動時の着火性を高める本発明の構成は、幾何学的圧縮比が１６未満のディーゼルエンジンに好適に適用することができる。

本発明において、好ましくは、上記自動停止条件が成立したことに加えて、システム上の制約条件をクリアしている場合に限り、エンジンが自動停止される。この場合、上記システム上の制約条件には、エンジンの冷却水温が２５℃以上という要件が含まれていてもよい（請求項５）。

この構成によれば、エンジンの冷却水が比較的低温であってもエンジンが自動停止されるため、その後のエンジン再始動時に着火性を確保できるかが問題となる。しかしながら、本発明では、エンジンの惰性回転期間を利用して予め燃圧を上昇させておくので、上記のようにシステム上の制約条件を緩くしたとしても、着火性の問題を充分にクリアすることができる。

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制御装置によれば、燃費に影響を与えることなく、しかも簡単な構成で燃料の微粒化を図ることができ、それによって１圧縮始動による迅速な再始動の機会をより増やすことができる。

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図である。上記エンジンを含むパワートレイン系を簡易的に示す図である。上記エンジンの燃料供給系の概略構成を示すシステム図である。上記エンジンの自動停止制御時における各状態量の変化を示すタイムチャートである。上記エンジンの自動停止制御による作用を示すための説明図であり、（ａ）はエンジンの停止直前の各気筒のピストン位置を示し、（ｂ）はエンジンの停止完了後のピストン位置を示している。上記エンジンの自動停止制御の具体的手順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手順を示すフローチャートである。上記エンジンの再始動時にプレ噴射された燃料の挙動を示す説明図であって、（ａ）はプレ噴射の回数を１回とした場合を示し、（ｂ）はプレ噴射の回数を複数回にした場合を示している。プレ噴射を実行した後の筒内の当量比の変化をプレ噴射の回数別に示した図である。混合気の当量比と着火遅れ時間との関係を示す図である。プレ噴射およびメイン噴射を実行した場合に、各噴射に基づく燃料がどのようなタイミングで燃焼するかを示す図である。本発明の比較例を示す図４相当図である。

（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、燃料としての軽油が、後述する燃料噴射弁１５からの噴射によって供給される。そして、噴射された燃料（軽油）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軸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軸７が中心軸回りに回転するようになっている。

図２は、上記エンジン本体１を含むパワートレイン系を簡易的に示す図である。この図２に示すように、エンジン本体１のクランク軸７は、クラッチ１０２を介して手動変速機１０１と連結されている。つまり、当実施形態のディーゼルエンジンが搭載される車両は、手動で変速操作を行うＭＴ車である。具体的に、上記手動変速機１００は、例えば、車両に乗車した運転者の手により操作される図外のシフトレバーと連携されており、このシフトレバーを用いた手動操作に基づき、上記手動変速機１００の変速段が選択されるようになっている。

上記クラッチ１０２は、エンジン本体１のクランク軸７の一端部に取り付けられたフライホイール１０２ａと、手動変速機１０１の入力軸１０３に取り付けられたクラッチプレート１０２ｂとを有している。そして、運転者がクラッチペダル３６（図１）を踏み込むかまたはリリースすることにより、上記フライホイール１０２ａとクラッチプレート１０２ｂとが互いに離接され、上記クラッチ１０２の断続が実現されるようになっている。

再び図１に戻って、当実施形態のディーゼルエンジンの構成について説明する。当実施形態のような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（そのための燃料噴射）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（後述する図４も参照）。

上記エンジン本体１のシリンダヘッド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、クランク軸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、先端部に複数の噴孔を有した多噴孔型のものであり、その内部に、上記各噴孔に通じる燃料通路と、この燃料通路を開閉するために電磁的に駆動され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、後述するコモンレール４０（蓄圧室）から高圧で供給された燃料が上記各噴孔から燃焼室６に向けて直接噴射されるようになっている。なお、当実施形態における燃料噴射弁１５は、８〜１２個という多数の噴孔を有している。

上記燃料噴射弁１５と対向するピストン５の冠面（上面）の中央部には、他の部分（冠面の周縁部）よりも下方に凹んだキャビティ５ａが形成されている。このため、ピストン５が上死点の近くにある状態で上記燃料噴射弁１５から燃料が噴射された場合、この燃料は、まずキャビティ５ａの内部に侵入することになる。

ここで、当実施形態のエンジン本体１は、その幾何学的圧縮比（ピストン５が下死点にあるときの燃焼室容積とピストン５が上死点にあるときの燃焼室容積との比）が１４に設定されている。すなわち、一般的な車載用のディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比が１８もしくはそれ以上に設定されることが多いのに対し、当実施形態では、幾何学的圧縮比が１４というかなり低い値に設定されている。

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、クランク軸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、クランク軸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、クランク軸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。

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、クランク角を知ることはできても、どの気筒が何行程にあるのか（気筒判別）を認識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。

また、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。

上記クランク軸７には、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、クランク軸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、クランク軸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、クランク軸７が回転駆動されるようになっている。

図３は、上記燃料噴射弁１５に燃料を供給する燃料供給系の概略構成を示すシステム図である。この図３に示すように（部分的には図１にも示すように）、当実施形態のエンジンの燃料供給系には、燃料（軽油）が貯蔵される燃料タンク４０と、燃料タンク４０と燃料パイプ４１を介して接続され、燃料タンク４０内の燃料を汲み上げて高圧状態にして送り出すサプライポンプ４３と、燃料パイプ４１の途中部に設けられ、燃料タンク４０から汲み上げられた燃料を加熱しつつ濾過する燃料フィルタ４２と、サプライポンプ４３から圧送された燃料が通路する燃料供給パイプ４４と、燃料供給パイプ４４の下流端に接続された単一のコモンレール（蓄圧室）４５と、コモンレール４５と各気筒２Ａ〜２Ｄの燃料噴射弁１５とを接続する複数の（４本の）分岐パイプ４６と、コモンレール４５内に蓄えられた燃料の圧力（燃圧）が所定値以上になったときに燃料をコモンレール４５から排出させるプレッシャーリミッタ４７と、プレッシャーリミッタ４７を通じてコモンレール４５から排出された燃料を燃料タンク４０に戻すためのリターンパイプ４８とが含まれる。

上記サプライポンプ４３は、エンジンの駆動力を得て作動する機械式のプランジャーポンプである。具体的に、サプライポンプ４３の入力軸４３ａは、エンジン本体１のカムシャフトとベルトまたはギヤ機構等を介して連結されている。そして、上記入力軸４３ａがカムシャフトと連動して回転することにより、サプライポンプ４３に内蔵されたプランジャーが往復運動し、その往復運動に応じてサプライポンプ４３から燃料が圧送されるようになっている。

また、上記サプライポンプ４３には、プランジャーにより押し出された燃料の一部をレギュレータパイプ５０を通じてリターンパイプ４８に逃がすことにより、サプライポンプ４３からコモンレール４５に向けて圧送される燃料の圧力を一定範囲に調節するサクションコントロールバルブ４３ｂ（以下、「ＳＣＶ」と略称する）が内蔵されている。

上記各気筒２Ａ〜２Ｄの燃料噴射弁１５には、噴射されずに残った燃料を燃料タンク４０に戻すためのインジェクターリターンパイプ４９が接続されている。このインジェクターリターンパイプ４９の下流端は、上記レギュレータパイプ５０に接続されており、インジェクターリターンパイプ４９を通じて排出された燃料が、レギュレータパイプ５０およびリターンパイプ４８を通じて燃料タンク４０に戻されるようになっている。

上記インジェクターリターンパイプ４９の途中部には、チェックバルブ５５が設けられている。このチェックバルブ５５は、それよりも上流側の燃料の圧力が所定値を超えたときに開弁することで、インジェクターリターンパイプ４９内の圧力を一定に保つ機能を有している。

上記コモンレール４５には、その内部に蓄えられた燃料の圧力（燃圧）を検出するための燃圧センサＳＷ５が設けられている。なお、コモンレール４５内の圧力は、燃料噴射弁１５に供給される燃料の圧力と同じなので、以下では、上記燃圧センサＳＷ５により検出される圧力のことを指して、「燃料噴射弁１５の燃圧」ともいう。

（２）制御系
以上のように構成されたエンジンは、図１に示すように、その各部がＥＣＵ（エンジン制御ユニット）６０により統括的に制御される。ＥＣＵ６０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。

上記ＥＣＵ６０には、各種センサから種々の情報が入力される。すなわち、ＥＣＵ６０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、および燃圧センサ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、回転速度、気筒判別情報、吸気流量、燃圧等の種々の情報を取得する。

また、ＥＣＵ６０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クラッチペダル３６の状態（クラッチ１０２の断続）を検出するためのクラッチペダルセンサＳＷ６と、手動変速機１０１の変速段を検出するためのシフトポジションセンサ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。ＥＣＵ６０は、これら各センサＳＷ６〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて、クラッチペダル３６のＯＮ／ＯＦＦ、手動変速機１０１の変速段、車速、バッテリの残容量といった情報を取得する。

上記ＥＣＵ６０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、ＥＣＵ６０は、上記燃料噴射弁１５、吸気絞り弁３０、オルタネータ３２、スタータモータ３４、およびＳＣＶ４３ｂ等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ＥＣＵ６０が有するより具体的な機能について説明する。ＥＣＵ６０は、例えばエンジンの通常運転時に、ＳＣＶ４３ｂ等を制御して燃料噴射弁１５の燃圧を所望の値に維持したり、燃料噴射弁１５を制御して運転条件に応じた所要量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射させたり、オルタネータ３２を制御して車両の電気負荷やバッテリの残容量等に応じた所要量の電力を発電させたりといった基本的な制御を実行する機能を有する他、いわゆるアイドルストップ機能として、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、ＥＣＵ６０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６１および再始動制御部６２を有している。

すなわち、上記自動停止制御部６１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。

また、上記再始動制御部６２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。

（３）自動停止制御
次に、上記ＥＣＵ６０の自動停止制御部６１により実行されるエンジンの自動停止制御の内容をより具体的に説明する。なお、ここでの説明から明らかとなるように、当実施形態では、上記ＥＣＵ６０の自動停止制御部６１が、燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させる燃圧調整手段としての機能を果たしている。

図４は、エンジンの自動停止制御時における各状態量の変化を示すタイムチャートである。本図では、エンジンの自動停止条件が成立した時点をｔ０としている。この時点ｔ０において自動停止条件が成立すると、その後の時点ｔ１で、吸気絞り弁３０が閉方向に駆動され、その開度が、自動停止条件が成立する前に設定されていた通常運転時の開度（図例では８０％）から、最終的に全閉（０％）まで低減される。そして、開度が全閉になった後、時点ｔ２で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する制御（燃料カット）が実行される。

また、燃料カットを実行する時点ｔ２の直後には、燃料噴射弁１５の燃圧の目標値である目標燃圧が上昇設定される。ここでは、アイドリング時（自動停止制御の開始前）の目標燃圧をＰ１、上昇設定後の目標燃圧をＰ２としている。なお、Ｐ１からＰ２への上昇幅は、例えば１０〜数十ＭＰａとされる。

燃料カットを実行した後も、エンジンは惰性によってしばらく回転を続けるため、サプライポンプ４３の駆動も継続されている。このため、目標燃圧がＰ２まで高められると、これに伴い、実燃圧（燃圧センサＳＷ５により検出される実際の燃圧）も徐々に上昇する。当実施形態において、燃圧の上昇は、サプライポンプ４３に内蔵されたＳＣＶ４３ｂが全閉にされることによって実現される。すなわち、ＳＣＶ４３ｂが全閉にされると、サプライポンプ４３からレギュレータパイプ５０を通じてリターンパイプ４８に逃がされる燃料の流れ（図２の破線の矢印）が遮断され、サプライポンプ４３からの燃料が全てコモンレール４５に供給される結果、コモンレール４５内の圧力が徐々に上昇していく。そして、このようなＳＣＶ４３ｂの閉弁制御が所定期間継続されることにより、燃料噴射弁１５の燃圧（実燃圧）がＰ１からＰ２まで上昇する。

その後も、エンジンは速度を低下させながら回転を続けるが、その惰性回転が終了する（つまりエンジンが完全停止する）よりも少し前に、吸気絞り弁３０が再び開かれる。具体的には、全気筒２Ａ〜２Ｄにおけるエンジン停止直前の最後の上死点を最終ＴＤＣとしたときに、この最終ＴＤＣよりも１つ前の上死点通過時（時点ｔ４）に、吸気絞り弁３０が開方向に駆動され、その開度が０％を超える所定の開度（例えば１０〜３０％程度）まで増やされる。

その後、時点ｔ５で最終ＴＤＣを迎えた後、エンジンは、一時的にピストンの揺れ戻しにより逆回転するも、一度も上死点を越えることなく、時点ｔ６で完全停止状態に至る。

ここで、上記のように吸気絞り弁３０を開く制御を時点ｔ４で実行するのは、エンジンが完全停止したときに圧縮行程にある気筒、つまり停止時圧縮行程気筒（図４では３番気筒２Ｃ）のピストン停止位置を、図５（ｂ）に示すように、上死点と下死点との間に位置する基準停止位置Ｘよりも下死点側に設定された特定範囲Ｒｘにできるだけ収めるためである。なお、基準停止位置Ｘは、エンジンの形状（排気量、ボア／ストローク比等）や暖機の進行度合い等によって異なり得るが、例えば上死点前（ＢＴＤＣ）９０〜７５°ＣＡの間のいずれかの位置に設定することができる。例えば、基準停止位置ＸがＢＴＤＣ８０°ＣＡである場合、上記特定範囲Ｒｘは、ＢＴＤＣ８０〜１８０°ＣＡの範囲となる。

上記停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が上記特定範囲Ｒｘで停止していれば、その後エンジンの再始動条件が成立したときに、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の（エンジン全体として最初の）燃料を噴射する１圧縮始動によって、エンジンを迅速に再始動させることができる。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範囲Ｒｘから外れていれば、再始動の開始後、停止時圧縮行程気筒２Ｃの次に圧縮行程を迎える気筒、つまりエンジン停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒（図４では４番気筒２Ｄ）に燃料を噴射する２圧縮始動によってエンジンを再始動する必要が生じる。このように、ピストン停止位置によって１圧縮始動と２圧縮始動とを使い分けるのは、ピストン停止位置によって停止時圧縮行程気筒２Ｃでの着火性が異なるからであるが、その詳細については後の「（４）再始動制御」の中で説明する。

上記２圧縮始動は、停止時吸気行程気筒２Ｄが圧縮行程に移行するまで燃料を燃焼させることができないので、始動の迅速性という点では、当然１圧縮始動の方が有利である。このため、１圧縮始動を高い頻度で実行可能にするには、できるだけ停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置を上記特定範囲Ｒｘに収める必要がある。そこで、当実施形態では、図４に示したように、時点ｔ４で吸気絞り弁３０を開くようにしている。すなわち、図４の制御によれば、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（ii）までは（時点ｔ４までは）、吸気絞り弁３０の開度が０％とされ、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（ii）を過ぎると（時点ｔ４を過ぎると）、吸気絞り弁３０の開度が０％超の所定開度まで増大される。これにより、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（ii）から吸気行程を迎える（時点ｔ４〜ｔ５が吸気行程となる）停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（iii）から吸気行程を迎える（時点ｔ３〜ｔ４が吸気行程となる）気筒、言い換えると、エンジンが完全停止したときに膨張行程にある停止時膨張行程気筒（図４では１番気筒２Ａ）に対する吸気流量よりも増大することになる。

この点について図５（ａ）（ｂ）を用いてより詳しく説明する。上記のように最終ＴＤＣの１つ前の上死点（ii）の通過時に吸気絞り弁３０を開くと、上述したように、エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への吸気量が停止時膨張行程気筒２Ａ内への吸気量よりも多くなる。これにより、図５（ａ）に示すように、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５に作用する圧縮空気による押下げ力が大きくなる一方、停止時膨張行程気筒２Ａのピストン５に作用する圧縮空気による押下げ力が小さくなる。このため、エンジンが完全停止したときには、図５（ｂ）に示すように、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が自ずと下死点寄りとなり（停止時膨張行程気筒２Ａのピストン５の停止位置は上死点寄りとなり）、結果として、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を、比較的高い頻度で、上記基準停止位置Ｘよりも下死点側の特定範囲Ｒｘに停止させることができるようになる。特定範囲Ｒｘでピストン５が停止していれば、エンジンの再始動時には、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射する１圧縮始動によってエンジンを迅速に再始動させることが可能となる。

次に、以上のようなエンジン自動停止制御を司る自動停止制御部６１の制御動作の一例について、図６のフローチャートを用いて説明する。図６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６１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、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、燃圧センサＳＷ５、クラッチペダルセンサＳＷ６、シフトポジションセンサ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、回転速度、気筒判別情報、吸気流量、燃圧、クラッチペダル３６の状態、手動変速機１０１のシフトポジション、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６１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）。ここでは、車速が所定の低車速以下（例えば３ｋｍ／ｈ以下）であること、手動変速機１０１のシフトポジションがニュートラルであること、クラッチペダル３６がリリースされていること（クラッチがつながっていること）、という３つの要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。

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６１は、エンジンを停止させることに対しシステム上の問題がないかどうか、つまり、システム上の制約条件をクリアしているか否かを判定する（ステップＳ３）。例えば、エンジンが冷間状態にあったり、バッテリの残容量が極端に少ないときなどは、エンジンを自動停止させた後、エンジンを再始動させることが困難になるおそれがある。また、エアコンの負荷（車室内の実際の温度とエアコンの設定温度との差）が大きい場合も、エンジンを停止させることは適当ではない。そこで、このようなシステム上の制約条件をクリアしているか否かが、上記ステップＳ２で判定される。具体的には、上記ステップＳ１で取得された各種情報に基づいて、エンジンの冷却水温が２５℃以上であること、バッテリの残容量が所定値以上であること、エアコンの負荷が比較的少ないこと、等の複数の要件が全て成立している場合に、システム上の制約条件をクリアしていると判定する。

上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されてシステム上の制約条件をクリアしていることが確認された場合、自動停止制御部６１は、吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定する制御を実行する（ステップＳ４）。すなわち、図４のタイムチャートに示したように、制約条件のクリアが判明した直後の時点ｔ１で、吸気絞り弁３０の開度を閉方向に駆動し始め、その開度を最終的に０％まで低下させる。

次いで、自動停止制御部６１は、燃料噴射弁１５からの燃料の供給を停止する燃料カットを実行する（ステップＳ５）。すなわち、図４のタイムチャートに示したように、吸気絞り弁３０が全閉（０％）まで閉じられた後の時点ｔ２で、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃料噴射弁１５から噴射すべき燃料の量である目標噴射量をゼロに設定し、全ての燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止することにより、燃料カットを実行する。

上記のように、当実施形態では、自動停止条件が成立すると、システム上の制約条件がクリアされていることを確認し、さらに吸気絞り弁３０を閉じてから、燃料カットを実行するようにしている。このため、自動停止条件の成立（時点ｔ０）から燃料カットの実行（時点ｔ２）までの間には、場合にもよるが、概ね０．２〜０．３ｓ（秒）の時間を要する。

上記燃料カットが実行されると、自動停止制御部６１は、その直後に、燃料噴射弁１５の目標燃圧をＰ１からＰ２に増大設定する制御を実行する（ステップＳ６）。これにより、サプライポンプ４３に内蔵されたＳＣＶ４３ｂが全閉にされ、これに伴い図４のタイムチャートに示すように、燃料噴射弁１５の実際の燃圧（実燃圧）が徐々に上昇し、最終的にＰ２に達する。

次いで、自動停止制御部６１は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかのピストン５が上死点を迎えたときのエンジン回転速度（上死点回転速度）の値が、予め定められた所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ７）。なお、図４に示すように、燃料カット後のエンジン回転速度は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかが圧縮上死点（圧縮行程と膨張行程の間の上死点）を迎える度に一時的に落ち込み、圧縮上死点を越えた後に再び上昇するというアップダウンを繰り返しながら徐々に低下していく。よって、上死点回転速度は、エンジン回転速度のアップダウンの谷のタイミングにおける回転速度として測定することができる。

上記ステップＳ７での上死点回転速度に関する判定は、エンジン停止直前の最後の上死点（最終ＴＤＣ）より１つ前の上死点の通過タイミング（図４の時点ｔ４）を特定するために行われる。すなわち、エンジンが自動停止する過程で、エンジン回転速度の低下の仕方には一定の規則性があるため、上死点の通過時にそのときの回転速度（上死点回転速度）を調べれば、それが最終ＴＤＣの何回前の上死点にあたるのかを推定することができる。そこで、上死点回転速度を常時測定し、それが予め設定された所定範囲、すなわち、最終ＴＤＣの１つ前の上死点を通過するときの回転速度として実験等により予め求められた所定範囲の中に入るか否かを判定することにより、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点の通過タイミングを特定する。

上記ステップＳ７でＹＥＳと判定されて現時点が最終ＴＤＣの１つ前の上死点通過タイミング（図４の時点ｔ４）であることが確認された場合、自動停止制御部６１は、吸気絞り弁３０を開方向に駆動し始め、その開度を０％超の所定開度（例えば１０〜３０％程度）まで増大させる制御を実行する（ステップＳ８）。これにより、時点ｔ４から吸気行程を迎える停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量が、その１サイクル前（時点ｔ３〜ｔ４）まで吸気行程であった停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量よりも増大する。

その後、自動停止制御部６１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Ｓ９）。そして、エンジンが完全停止していれば、自動停止制御部６１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％）に設定する等して、自動停止制御を終了する。

以上のように、図６に示した自動停止制御によると、最終ＴＤＣの１つ前の上死点通過時に（時点ｔ４で）吸気絞り弁３０を開くステップＳ８の制御により、停止時圧縮行程気筒２Ｃと停止時膨張行程気筒２Ａとの吸気流量に差が生じているため、エンジンが完全停止したときには、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が、比較的高い頻度で下死点寄りの特定範囲Ｒｘ（図５（ｂ））内に収まることになる。

なお、自動停止制御によってエンジンが完全停止すると、図４の「実燃圧」の欄における最右部分に示すように、燃料噴射弁１５の燃圧が時間経過とともに徐々に低下していく。これは、エンジン停止に伴って、エンジンにより機械的に駆動されるサプライポンプ４３も停止し、コモンレール４５に燃料が供給されなくなる一方、コモンレール４５からは、プレッシャーリミッタ４７等を通じて少量ずつとはいえ外部に燃料が漏れるからである。

（４）再始動制御
次に、上記ＥＣＵ６０の再始動制御部６２により実行されるエンジンの再始動制御の具体的内容について、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでの説明から明らかとなるように、当実施形態では、上記ＥＣＵ６０の再始動制御部６２が、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が特定範囲Ｒｘにあるか否かを判定する判定手段としての機能と、エンジン再始動時に燃料を噴射する噴射制御手段としての機能とを兼務している。

図７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６２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Ｓ１１）。例えば、車両発進のためにクラッチペダル３６が踏み込まれたこと、エンジンの冷却水温が所定値（例えば２５℃）未満になったこと、バッテリの残容量の低下幅が許容値を超えたこと、エンジンの停止時間（自動停止後の経過時間）が所定時間を越えたこと、等の要件の少なくとも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Ｓ１１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６２は、上述したエンジンの自動停止制御に伴い圧縮行程で停止した停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置を、クランク角センサＳＷ２およびカム角センサＳＷ３に基づき特定し、その特定したピストン停止位置が、基準停止位置Ｘよりも下死点側の特定範囲Ｒｘ（図５（ｂ））にあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

上記ステップＳ１２でＹＥＳと判定されて停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が特定範囲Ｒｘにあることが確認された場合、再始動制御部６２は、停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射する１圧縮始動によってエンジンを再始動させる制御を実行する（ステップＳ１３）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランク軸７に回転力を付与しつつ、燃料噴射弁１５から停止時圧縮行程気筒２Ｃ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最初の圧縮上死点を迎えるときから燃焼を再開させて、エンジンを再始動させる。

ここで、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置は、上述した自動停止制御（図４、図６）の効果により、比較的多くのケースにおいて、上記特定範囲Ｒｘに収まっていると考えられる。しかしながら、場合によっては、上記ピストン停止位置が特定範囲Ｒｘを外れる（基準停止位置Ｘよりも上死点側でピストン５が停止する）こともあり得る。このようなときは、上記ステップＳ１２でＮＯと判定されることになる。

上記ステップＳ１２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５が特定範囲Ｒｘよりも上死点側で停止している場合）、再始動制御部６２は、吸気行程で停止していた停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射する２圧縮始動によってエンジンを再始動させる制御を実行する（ステップＳ１４）。すなわち、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が上死点を超えて、次に停止時吸気行程気筒２Ｄが圧縮行程を迎えるまで、燃料を噴射することなく、スタータモータ３４の駆動のみによってエンジンを強制的に回転させる。そして、その時点で燃料噴射弁１５から停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射し、噴射した燃料を自着火させることにより、エンジン全体として２回目の圧縮上死点を迎えるときから燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。

以上のように、図７の再始動制御では、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置に応じて、１圧縮始動（Ｓ１３）と２圧縮始動（Ｓ１４）とが使い分けられる。以下、１圧縮始動と２圧縮始動の特徴を両者を対比しつつ説明する。

図５（ｂ）に示したように、特定範囲Ｒｘは、予め定められた基準停止位置Ｘ（例えばＢＴＤＣ９０〜７５°ＣＡ間のいずれかの位置）よりも下死点側に設定されている。停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５がこのような下死点寄りの特定範囲Ｒｘに停止していれば、ピストン５による圧縮代（上死点までのストローク量）が多いため、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・高圧化する。このため、再始動時の最初の燃料を停止時圧縮行程気筒２Ｃに噴射してやれば、この燃料は、気筒２Ｃ内で比較的容易に自着火に至り、燃焼する（１圧縮始動）。

これに対し、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が特定範囲Ｒｘから上死点側に外れていれば、ピストン５による圧縮代が少なく、ピストン５が上死点まで上昇しても筒内の空気が十分に高温・高圧化しないため、停止時圧縮行程気筒２Ｃ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２Ｃではなく停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射して自着火させることにより、エンジンを再始動させる（２圧縮始動）。

上記２圧縮始動では、停止時吸気行程気筒２Ｄ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つ目の圧縮上死点を迎えるあたりまでは）、燃料噴射に基づく燃焼を行わせることができず、エンジン再始動に要する時間、つまり、スタータモータ３４の駆動開始時点からエンジンの完爆（例えば回転速度が７５０ｒｐｍに達する状態）までの時間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には、できるだけ１圧縮始動によってエンジンを再始動させることが好ましい。

そこで、当実施形態では、少なくとも上記ステップＳ１３で１圧縮始動を行う場合に、燃料噴射弁１５にプレ噴射を行わせるようにしている。プレ噴射とは、圧縮上死点付近もしくはそれ以降に噴射される拡散燃焼用の燃料噴射をメイン噴射とした場合に、このメイン噴射よりも前に予備的に噴射される燃料噴射のことである。プレ噴射による燃料は、メイン噴射に基づき主に圧縮上死点以降に生じる拡散燃焼（以下、この燃焼を「メイン燃焼」という）を確実に引き起こすために利用される。すなわち、メイン噴射よりも早い段階で、プレ噴射によって少量の燃料を噴射し、その噴射した燃料を所定の着火遅れの後に燃焼させることにより（以下、この燃焼を「プレ燃焼」という）、筒内温度・圧力を上昇させて、その後に続くメイン燃焼を促進する。

上記のようなプレ噴射を停止時圧縮行程気筒２Ｃに対し実行すれば、圧縮上死点付近での筒内温度・圧力を故意に高めることができるので、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が少々上死点側に近づいても、確実に１圧縮始動によりエンジンを再始動させることができるようになる。上記特定範囲Ｒｘの境界である基準停止位置Ｘは、このようなプレ噴射による着火性の改善を加味して設定されたものである。つまり、プレ噴射がなかった場合には、上記基準停止位置Ｘは、図５（ｂ）の例よりも下死点側に設定せざるを得ないが、プレ噴射によって着火性を改善することで、基準停止位置Ｘをより上死点側に設定することが可能になり、その結果、基準停止位置Ｘを、例えばＢＴＤＣ９０〜７５°ＣＡといった、下死点からかなり離れた位置に設定することが可能となる。これにより、特定範囲Ｒｘが上死点側に拡大するので、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５がより高い頻度で上記特定範囲Ｒｘに収まることとなり、１圧縮始動による迅速な再始動を行える機会が増える。

ここで、当実施形態におけるプレ噴射は、圧縮上死点前よりも前の所定のクランク角範囲内で複数回（例えば２〜５回のいずれかの回数）実行される。これは、同じ量の燃料であれば、１回のプレ噴射で噴射し切るよりも、複数回のプレ噴射に分けて噴射した方が、ピストン５の冠面に設けられたキャビティ５ａ内にリッチな混合気を継続的に形成でき、着火遅れを短くできるからである。

この点について図８（ａ）（ｂ）を用いて詳しく説明する。図８（ａ）（ｂ）は、プレ噴射により噴射された燃料がキャビティ５ａ内でどのような挙動を示すかを説明するための図である。

上記プレ噴射は、メイン噴射よりも前であって、かつ噴射した燃料が上記キャビティ５ａ内に収まるタイミングで行われる。そのタイミングは、例えば、上死点前（ＢＴＤＣ）２０〜０°ＣＡの範囲である。図８（ａ）は、当該クランク角範囲内でプレ噴射を１回だけ行ったケースを示し、図８（ｂ）は、同クランク範囲内で複数回のプレ噴射を行ったケースを示している。

図８（ａ）に示すように、プレ噴射を１回にした場合には、噴霧Ｆのペネトレーション（貫徹力）が強いため、キャビティ５ａの壁面に沿って噴霧Ｆが上方に巻き上げられる等により、キャビティ５ａの全体、さらにはキャビティ５ａの外部へと燃料が拡散し、その結果、キャビティ５ａ内にリッチな混合気が分布する頻度（空間頻度）が低下する。これに対し、図８（ｂ）に示すように、プレ噴射を複数回にした場合には、プレ噴射１回あたりの噴射量が少なく、噴霧Ｆのペネトレーションが弱いため、キャビティ５ａの底部近辺に多くの燃料が留まる結果（図中のダブルハッチンングの部分）、キャビティ５ａ内にリッチな混合気が分布する頻度が高くなる。

図９は、８つの噴孔を有する８噴孔の燃料噴射弁１５を用いて所定量の燃料をプレ噴射した場合に、噴射後の当量比φがどのように変化するかを説明するための図である。具体的に、図中のＡ１は、ＢＴＤＣ１４°ＣＡの１回のタイミングで６ｍｍ³の燃料を噴射した後の当量比φの変化を、Ａ２は、ＢＴＤＣ１８°ＣＡ以降の３回のタイミングで燃料を２ｍｍ³ずつ（合計６ｍｍ³）噴射した後の当量比φの変化を、Ａ３は、ＢＴＤＣ１８°ＣＡ以降の５回のタイミングで燃料を１．２ｍｍ³ずつ（合計６ｍｍ³）噴射した後の当量比φの変化を、それぞれ示している。なお、図の縦軸は、当量比φ＞０．７５の混合気がキャビティ５ａ内にどの程度の頻度で存在するかを示すリッチ混合気比率であり、図の横軸は、圧縮上死点前のクランク角である。

本図に示すように、プレ噴射の回数を１回にした場合（Ａ１）は、噴射直後の当量比φこそ大きいものの、メイン噴射が行われる圧縮上死点付近まで大きい当量比を維持できないことが分かる。これは、先にも述べたように、噴霧のペネトレーションが強過ぎて、噴霧が上方（シリンダヘッド４側）に巻き上げられて拡散するためである。一方、プレ噴射の回数を３回、５回と増やしてやれば（Ａ２，Ａ３）、噴霧のペネトレーションが抑制されるため、キャビティ５ａ内の特定箇所に多くの燃料が偏在し、その状態が比較的長く継続する。その結果、当量比φの変化も緩やかになり、圧縮上死点（ＢＴＤＣ０°ＣＡ）付近まで大きい当量比が維持される。

ここで、混合気の当量比φは、大きい方が（つまり燃料リッチな方が）着火遅れ時間が短くなることが知られている。図１０は、混合気の当量比φと着火遅れ時間τとの関係を示す図であり、より具体的には、大気圧の空気をＢＴＤＣ７５°ＣＡのピストン位置から１２０ｒｐｍの回転速度で圧縮することを仮定して、そのときの最高温度、圧力の下で燃料を噴射した場合に、着火遅れ時間τが当量比φによってどのように変化するかを算出した結果である。なお、１２０ｒｐｍという回転速度は、エンジン再始動時における最初の上死点通過時に取り得る回転速度（概ね１００〜１２０ｒｐｍ程度になる）の一例として設定した。

図１０によれば、例えば混合気の当量比φが０．７５のとき、着火遅れ時間τは１５ｍｓとなる。当量比φがこの０．７５よりも小さい場合は、当量比φが小さくなるほど（つまり燃料リーンなほど）、着火遅れ時間τが急速に増大する。一方、当量比φが０．７５よりも大きい場合は、当量比φが大きいほど（つまり燃料リッチなほど）着火遅れ時間τは短くなるものの、その変化率は緩やかであり、当量比φが０．７５より多少大きくても着火遅れ時間τはそれほど変化しない（例えば、φ＝１にしてもτは１ｍｓしか短くならない）。

このことから、例えば図５（ｂ）の基準停止位置Ｘの近傍のようなピストン位置（下死点からかなり離れた位置）から圧縮を開始するような場合であっても、φ＞０．７５の混合気を圧縮上死点付近よりも前につくり出し（図８参照）、それを１５ｍｓ程度保持すれば、混合気が着火する可能性がある。１５ｍｓは、回転速度１２０ｒｐｍでは１０°ＣＡ分にしか過ぎないため、再始動時の最初の圧縮上死点通過時であれば、筒内温度・圧力が最高になる圧縮上死点の近傍で問題なく混合気が着火すると考えられる。

以上のような事情から、当実施形態では、プレ噴射を１回ではなく複数回実施するようにしている。図８に示したように、プレ噴射の回数を複数回にすれば、圧縮上死点に至るまでφ＞０．７５のリッチな混合気を継続的につくり出せるからである。これにより、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が、基準停止位置Ｘの近傍のような下死点からかなり離れた位置にある場合（つまりピストン５による圧縮代が少ない場合）でも、プレ噴射された燃料の着火性が確保され、プレ燃焼が確実に引き起こされると考えられる。プレ燃焼が起きれば、停止時圧縮行程気筒２Ｃの筒内温度・圧力が高められて、その後のメイン噴射による燃料が自着火し易くなるため、１圧縮始動が確実に行われるようになる。

しかも、当実施形態では、エンジンの自動停止制御の途中で（より具体的には燃料カットの直後で、エンジンが惰性で回転している間に）、燃料噴射弁１５の燃圧が上昇設定されるので、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料噴射（プレ噴射およびメイン噴射）を行った際の燃料の微粒化が促進される。これにより、噴射された燃料の着火性がより高められ、自着火に至るまでの着火遅れ時間が短縮される結果、１圧縮始動による始動性が改善される。

ただし、燃圧を上昇させても、エンジンが完全停止した後は、上昇後の燃圧を維持できずに、徐々に燃圧が低下していくことになる。しかしながら、当実施形態では、エンジンの停止時間（エンジンが完全停止した後の経過時間）が所定時間を越えると再始動条件が成立するようになっているので（図７のステップＳ１１）、エンジンの再始動時には、燃圧は極端に低下しておらず、問題なくエンジンを再始動することができる。

図１１は、プレ噴射を実行することによる効果を実証するための説明図である。ここでは、一例として、プレ噴射を３回実行し、そのときの燃料噴射率（ｍｍ³／ｄｅｇ）の変化を下段に、熱発生率（Ｊ／ｄｅｇ）の変化を上段に図示している。具体的には、ＢＴＤＣ１８〜１０°ＣＡの間に、プレ噴射として１回あたり２ｍｍ³の燃料を３回噴射し（下段の波形Ｉｐ）、その後、メイン噴射として、プレ噴射よりも多くの（少なくともプレ噴射１回分よりは多くの）燃料を圧縮上死点（ＢＴＤＣ０°ＣＡ）で噴射した（下段の波形Ｉｍ）。そして、そのような燃料噴射に伴いどのような燃焼が生じるかを、熱発生率の変化（上段の波形Ｂｐ，Ｂｍ）として図示した。

図１１に示すように、３回のプレ噴射（Ｉｐ）が実行されると、最後のプレ噴射の完了後、所定の着火遅れ時間が経過してから、プレ噴射された燃料の自着火によるプレ燃焼（Ｂｐ）が起きる。このプレ燃焼（Ｂｐ）は、圧縮上死点（ＢＴＤＣ０°ＣＡ）よりも前に生じ、その後熱発生率のピークを迎えてからいったん収束しかけるが、圧縮上死点付近からメイン噴射（Ｉｍ）が開始されることで、そのメイン噴射された燃料の自着火によるメイン燃焼（Ｂｍ）が、引き続いて発生する。このメイン燃焼（Ｂｍ）は、プレ燃焼（Ｂｐ）によって筒内が高温・高圧化された状態で実行されるメイン噴射（Ｉｍ）に基づき、ほとんど着火遅れなく燃焼を開始する（拡散燃焼）。

また、図１１によれば、プレ燃焼とメイン燃焼とは熱発生率の谷によって分断され、それぞれ独立した燃焼となっている。すなわち、当実施形態において、プレ燃焼（Ｂｐ）は、停止時圧縮行程気筒２Ｃの筒内環境を燃料の自着火に有利な状態に改善する（つまり圧縮上死点付近の筒内温度・圧力を高める）ための燃焼であって、メイン燃焼のようにエンジン始動のためのトルクを発生するための燃焼ではないことが理解できる。

なお、上記プレ噴射およびメイン噴射に基づく燃焼制御は、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃだけでなく、それよりも後に圧縮行程を迎える気筒についても、必要に応じて実行してもよい。エンジン再始動時に最も着火性が厳しいのは、エンジン全体として最初の圧縮上死点（１圧縮ＴＤＣ）を迎える停止時圧縮行程気筒２Ｃでの燃焼であるが、少なくとも２回目や３回目の圧縮上死点（２圧縮ＴＤＣ、３圧縮ＴＤＣ）を迎える気筒２Ｄ、２Ｂについても、着火性の改善は充分ではないと考えられる。それは、２圧縮ＴＤＣや３圧縮ＴＤＣでも、エンジン回転速度は充分に速まっていないことから、ピストンリングの隙間からの空気漏れや冷却損失によって筒内の空気が充分に高温・高圧化しない可能性があるためである。そこで、失火を確実に防止する観点から、上記気筒２Ｄ，２Ｂ等（以下、「後続気筒」という）にもプレ噴射およびメイン噴射に基づく燃焼制御を実行してもよい。

ただし、上記後続気筒が圧縮上死点を迎える２圧縮ＴＤＣ、３圧縮ＴＤＣ‥‥では、停止時圧縮行程気筒２Ｃが圧縮上死点を迎える１圧縮ＴＤＣのときよりもエンジン回転速度が速いため、上記後続気筒へのプレ噴射の回数等は、停止時圧縮行程気筒２Ｃへのそれと必ずしも同一にする必要はない。例えば、停止時圧縮行程気筒２Ｃへのプレ噴射の回数が４回や５回といった多数回の場合、２圧縮ＴＤＣ、３圧縮ＴＤＣ‥‥と進むにつれて、後続気筒へのプレ噴射の回数を減らすとともに、それに伴って各プレ噴射のタイミングや噴射量を調整するようにしてもよい。

また、上記のようなプレ噴射およびメイン噴射に基づく燃焼制御は、停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射する１圧縮始動だけでなく、停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射する２圧縮始動（図７のステップＳ１４）によってエンジンを再始動する際にも、同様に行うことができる。

（５）作用効果等
以上説明したように、当実施形態では、手動で変速を行うＭＴ車に搭載され、かつアイドルストップ機能を有したディーゼルエンジンにおいて、次のような特徴的な構成を採用した。

ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）６０の自動停止制御部６１は、運転者の操作（例えば変速操作やクラッチ操作）と車速とに基づくエンジンの自動停止条件が成立すると、その後、システム上の制約条件がクリアされていることを確認した上で、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し、その燃料カットの実行後（図４の時点ｔ２の後）、エンジンが完全停止するまでの間に、燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させる制御を実行する。そして、エンジンの自動停止後、再始動条件が成立すると、ＥＣＵ６０の再始動制御部６２は、圧縮行程で停止した停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が所定の基準停止位置Ｘよりも下死点側に設定された特定範囲Ｒｘ（図５（ｂ））にあるか否かを判定し、特定範囲Ｒｘにある場合には、燃料噴射弁１５から上記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（１圧縮始動）。

このように、上記実施形態では、自動停止条件が成立してエンジンが自動停止される過程で、燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させる制御が実行されるため、その後にエンジンを再始動させるために燃料噴射弁１５から燃料を噴射するときに、比較的高い燃圧によって燃料を微粒化することができ、燃料の着火性を高めることができる。燃料の着火性が高められると、停止時圧縮行程気筒２Ｃへの燃料噴射によってエンジンを再始動させる１圧縮始動が可能なピストン停止位置範囲（特定範囲Ｒｘ）を上死点側に拡大し得るため、１圧縮始動の機会を増やして、迅速な始動性を確保することができる。

特に、上記実施形態では、自動停止条件の成立に伴い燃料カットが実行された後、エンジンが完全停止する前に、燃圧が上昇設定されるので、燃料噴射弁１５に燃料を供給するサプライポンプ４３として一般的な機械式のポンプ（エンジンによって機械的に駆動されるポンプ）を用いながらも、燃圧を上昇させる制御を無理なく行うことができる。つまり、エンジンの完全停止後に燃圧を上昇させようとすれば、エンジンとは無関係に動作可能な特殊な（例えば電動式の）サプライポンプを用いる必要が生じるが、上記実施形態のようにエンジンの完全停止の前に燃圧を高めるようにした場合には、上記のような特殊なサプライポンプを用いる必要がないので、余計なコストをかけることなく、確実に燃圧を高めて着火性を改善することができる。しかも、燃料カットの後で燃圧が上昇設定されるため、燃圧を上昇させるために余計な燃料が消費されることがなく、燃費の悪化を効果的に防止することができる。

例えば、上記実施形態とは異なり、燃料カットよりも前（燃料噴射に基づくエンジンの運転が継続されている期間中）に燃圧を上昇させた場合には、燃圧の上昇に伴いサプライポンプ４３の仕事が増える（これによりエンジンに与える抵抗力が増大する）ため、燃圧上昇前と同じトルクを得るために燃料噴射弁１５からの噴射量を一時的に増やす必要が生じ、燃費の悪化が避けられなくなる。

図１２は、上記実施形態との比較のために、燃料カットよりも前に燃圧を上昇させた場合の各状態量の変化を示す図である。なお、本図では、自動停止条件が成立した時点をｔ０’、吸気絞り弁３０の閉弁を開始する時点をｔ１’、燃料カットの実行時点をｔ２’としている。また、時点ｔ３’〜ｔ６’は、図４の時点ｔ３〜ｔ６に対応している。

上記図１２の比較例では、時点ｔ０’で自動停止条件が成立してから、その後の時点ｔ２’で燃料カットが実行されるまでの間に、燃料噴射弁１５の目標燃圧が上昇設定され、これに伴って燃焼噴射弁１５の実際の燃圧（実燃圧）が上昇している。すると、このような燃圧の上昇に伴い、燃料噴射弁１５からの目標噴射量も上昇設定される（図１２において破線で囲んだＺの部分参照）。これは、噴射量を増やさないとエンジンのトルクが低下し、アイドリング時に必要な所定の回転速度を維持できなくなるからである。

すなわち、燃圧を上昇させる際には、図３に示したＳＣＶ４３ｂが全閉にされるが、このＳＣＶ４３ｂが全閉にされると、サプライポンプ４３からリターンパイプ４８に逃がされる燃料の流れが遮断されるため、サプライポンプ４３は、より多くの燃料をコモンレール４５に圧送しなければならなくなり、サプライポンプ４３の仕事量が増大する。すると、サプライポンプ４３からカムシャフトを通じてエンジン本外１に伝わる抵抗力が増大し、エンジンのトルクが減殺される。そこで、これを補うために、図１２のＺ部に示したように、燃料噴射弁１５からの噴射量を増大させる措置が必要になる。しかしながら、噴射量の増大は、一時的にでも燃費の悪化につながるため、当然好ましくない。

これに対し、上記実施形態では、図４に示したように、エンジンの惰性回転中（燃料カットの実行時点ｔ２の直後であって、エンジンが完全停止するよりも前）に燃圧を上昇させるようにした。これにより、上記のような噴射量の増大が必要なくなるため、燃費を何ら悪化させることなく、燃圧を上昇させることができ、再始動時の着火性を改善することができる。

しかも、上記実施形態の構成は、手動変速機１０１を搭載する車両（ＭＴ車）に搭載されるエンジンを対象としている。ＭＴ車では、比較的大きな質量をもったフライホイール１０２ａがクランク軸７に取り付けられるため、燃料噴射を停止する燃料カットの後（時点ｔ２以降）でも、エンジンは比較的長い期間にわたって惰性で回転する。このため、たとえ燃料カットの後であっても、エンジンの回転力を利用して燃圧を充分に上昇させることが可能となり、着火性の改善を問題なく図ることができる。

また、上記実施形態では、エンジンが自動停止した後、停止時圧縮行程気筒２Ｃへの燃料噴射によってエンジンを再始動させる１圧縮始動の際に、例えば図１１に示したように、圧縮上死点を過ぎてから熱発生率のピークを迎えるようなメイン燃焼（Ｂｍ）を起こさせるメイン噴射（Ｉｍ）と、このメイン噴射の開始よりも前に熱発生率のピークを迎えるようなプレ燃焼（Ｂｐ）を起こさせるプレ噴射（Ｉｐ）とが実行される。このような構成によれば、１圧縮始動時の着火性をより改善して、エンジン始動の迅速化をさらに促進することができる。

すなわち、プレ噴射された少量の燃料は、所定の着火遅れの後に自着火により燃焼し（プレ燃焼）、停止時圧縮行程気筒２Ｃの筒内温度・圧力を上昇させるため、それに引き続いてメイン噴射が実行されたときには、噴射された燃料がほどなく自着火により燃焼する（メイン燃焼）。このように、メイン噴射された燃料の着火性が、それ以前のプレ噴射（プレ燃焼）によって改善されるため、停止時圧縮行程気筒２Ｃでの圧縮代（上死点までのストローク量）がそれほど多くなくても、停止時圧縮行程気筒２Ｃでの燃焼は確実に行われる。この結果、１圧縮始動が可能なピストン停止位置範囲（特定範囲Ｒｘ）をより上死点側に拡大することができ、エンジン始動の迅速化をさらに促進することができる。

しかも、上記実施形態では、８〜１２個という多数の噴孔を有した燃料噴射弁１５を用いているため、上記のような燃圧上昇制御（燃料カット前に燃料噴射弁１５の燃圧を予め上昇させる制御）による作用との相乗効果により、噴射した燃料の微粒化をさらに促進することができ、燃料の着火性を高めることができる。

さらに、上記実施形態では、ピストン５の冠面に設けられたキャビティ５ａ内に燃料が収まるようなタイミングでプレ噴射を複数回実行するようにしたため、キャビティ５ａの内部に着火し易い（着火遅れ時間の短い）リッチな混合気を確実に形成することができる。この結果、プレ噴射した燃料がより確実に自着火し（プレ燃焼）、そのことがメイン噴射した燃料の自着火（メイン燃焼）を促進するため、１圧縮始動による迅速な再始動の機会をより増やすことができる。

特に、燃料カットの前に予め燃圧を高める上記実施形態の構成において、プレ噴射の回数を１回にした場合には、そのプレ噴射によって比較的多くの燃料が高い燃圧で噴射されることにより、噴霧のペネトレーションが強まり、噴射された燃料がキャビティ５ａの外部まで拡散する傾向が強くなる。すると、キャビティ５ａ内に形成されるリッチな混合気の割合が低下し、着火性が悪化するおそれがある。これに対し、上記実施形態のように、プレ噴射の回数を複数回にした場合には、プレ噴射１回あたりの噴射量が少なくなり、ペネトレーションが弱まるため、燃圧を高めつつも確実にリッチな混合気を形成でき、燃料の着火性を効果的に高めることができる。

また、上記実施形態では、自動停止条件が成立したことに加えて、システム上の制約条件をクリアしている場合に限り、エンジンが自動停止されるようになっている。このため、たとえエンジンの自動停止条件が成立したとしても、エンジンを停止させることがシステム上問題になる場合は（例えばエンジンが極冷間にあるために再始動時の始動性を確保できない場合は）、エンジンは停止されず、むやみにエンジンが自動停止されることによる諸問題を回避することができる。

一方、上記システム上の制約条件には、エンジンの冷却水温が２５℃以上という要件が含まれている。この場合は、エンジンの冷却水が比較的低温であってもエンジンが自動停止されるため、その後のエンジン再始動時に着火性を確保できるかが問題となるが、上記実施形態では、エンジンの惰性回転期間を利用して予め燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させておき、しかもエンジンの再始動時にはプレ噴射を実行するため、上記のようにシステム上の制約条件を緩くしても、着火性の問題を充分にクリアすることができる。

なお、上記実施形態では、自動停止条件が成立してから燃料カットが実行されるまでの間に、ＥＣＵ６０の自動停止制御部６１（燃圧調整手段）が、サプライポンプ４３に内蔵されたＳＣＶ４３ｂを全閉にする制御を実行し、それによって燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させるものとしたが、本発明における燃圧調整手段の制御は、それほど遅くない応答性で燃圧を上昇できるものであればよく、上記ＳＣＶ４３ｂを用いた制御に特に限定されない。

また、上記実施形態では、少なくとも停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射する際に、プレ噴射を複数回（例えば２〜５回のいずれか）実行するようにしたが、例えば停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が特定範囲Ｒｘの中でもかなり下死点側にある場合や、エンジンの自動停止後ほとんど時間を空けずに再始動条件が成立したような場合（つまりエンジン停止時間がかなり短い場合）等のように、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が圧縮上死点まで上昇したとき（１圧縮ＴＤＣ時）の筒内温度がかなり高くなると予想される場合には、プレ噴射の回数を１回のみに設定してもよい。

また、上記実施形態では、幾何学的圧縮比が１４のエンジン本体１を備えたディーゼルエンジンを例に挙げて本発明の好ましい形態を説明したが、当然ながら、本発明の構成を適用可能なエンジンは、幾何学的圧縮比が１４のものに限られない。例えば、幾何学的圧縮比が１６未満のディーゼルエンジンであれば、従来から多用されてきたディーゼルエンジンに比べれば圧縮比が低く、相対的に着火性が悪いため、燃圧の上昇設定等によって再始動時の着火性を高める本発明の構成を好適に適用できる余地がある。一方、ディーゼルエンジンの幾何学的圧縮比は、着火性の限界から、１２以上は必要であると考えられる。以上のことから、本発明を好適に適用可能なディーゼルエンジンは、幾何学的圧縮比が１２以上１６未満のディーゼルエンジンであり、より好ましくは、幾何学的圧縮比が１３以上１５以下のディーゼルエンジンであるといえる。

また、上記実施形態では、クラッチ１０２の断続（フライホイール１０２ａとクラッチプレート１０２ｂとの離接）を、クラッチペダル３６を踏み込むかまたはリリースすることによって実現する３ペダル式のＭＴ車に、本発明の制御装置を適用した例について説明したが、本発明は、このような３ペダル式のＭＴ車に限らず、クラッチ１０２の断続を自動制御することによりクラッチペダルの省略を可能にした２ペダル式のＭＴ車（いわゆるセミオートマ車）にも適用することができる。

また、本発明は、圧縮自己着火式のエンジンであれば、上記実施形態のようなディーゼルエンジン（軽油を自着火により燃焼させるエンジン）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。

１エンジン本体
２Ａ〜２Ｄ気筒
５ピストン
５ａキャビティ
１５燃料噴射弁
３４スタータモータ
６１自動停止制御部（燃圧調整手段）
６２再始動制御部（判定手段、噴射制御手段）
Ｘ基準停止位置
Ｒｘ特定範囲
Ｉｐプレ噴射
Ｉｍメイン噴射
Ｂｐプレ燃焼
Ｉｐメイン燃焼

Claims

燃料噴射弁から気筒内に噴射された燃料を自着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンと、当該エンジンのクランク軸とクラッチを介して連結された手動変速機とを搭載した車両に設けられ、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上記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始動制御装置であって、
上記自動停止に伴い圧縮行程で停止した停止時圧縮行程気筒のピストンが所定の基準停止位置よりも下死点側に設定された特定範囲にあるか否かを判定する判定手段と、
上記停止時圧縮行程気筒のピストンが上記特定範囲で停止したと判定され、かつエンジンの再始動条件が成立した場合に、上記燃料噴射弁を制御して上記停止時圧縮行程気筒に最初の燃料を噴射する噴射制御手段と、
上記燃料噴射弁の燃圧を調整する燃圧調整手段とを備え、
上記燃料噴射弁は、エンジンにより機械的に駆動されるサプライポンプから燃料の供給を受けるものであり、
上記燃圧調整手段は、上記自動停止条件の成立に伴い上記燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されてから、エンジンが完全停止するまでの間に、上記燃料噴射弁の燃圧を上昇させる制御を実行す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。
請求項１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、
上記噴射制御手段は、上記再始動条件の成立後、少なくとも上記停止時圧縮行程気筒への最初の燃料噴射として、圧縮上死点を過ぎてから熱発生率のピークを迎えるようなメイン燃焼を起こさせるメイン噴射と、このメイン噴射の開始よりも前に熱発生率のピークを迎えるようなプレ燃焼を起こさせるプレ噴射とを実行す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。
請求項２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、
上記ピストンは、上記燃料噴射弁と対向する冠面の所定部位に、他の部位よりも凹んだキャビティを有し、
上記プレ噴射は、噴射された燃料が上記ピストンのキャビティ内に収まるようなタイミングで複数回実行されるものであ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。
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制御装置において、
上記圧縮自己着火式エンジンは、幾何学的圧縮比が１６未満に設定されたディーゼルエンジンであ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。
請求項１〜４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制御装置において、
上記自動停止条件が成立したことに加えて、システム上の制約条件をクリアしている場合に限り、エンジンが自動停止されるものであり、
上記システム上の制約条件に、エンジンの冷却水温が２５℃以上という要件が含まれ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。