JP5982965B2

JP5982965B2 - 圧縮自己着火式エンジンの始動制御方法

Info

Publication number: JP5982965B2
Application number: JP2012085488A
Authority: JP
Inventors: 仁寿中本; 健生山内; 荒木　啓二; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-04-04
Also published as: JP2013217196A

Description

本発明は、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に対し自動停止条件および再始動条件を設定しておき、上記エンジンの運転中に上記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、その後に上記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、エンジンにより駆動されるサプライポンプから燃料の供給を受ける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制御方法に関する。

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、エンジンを自動的に停止または再始動させる、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。

その一例として、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停止させ、その後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の停止位置が調べられる。その後、エンジンの再始動条件が成立すると、上記停止時圧縮行程気筒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範囲にあるか否かが判定され、適正範囲にある場合には、上記停止時圧縮行程気筒に最初の燃料が噴射され、エンジン全体として１回目の圧縮上死点を迎える１圧縮目から燃焼が再開されることにより、エンジンが始動される（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停止位置が上記適正範囲よりも上死点側にある場合には、吸気行程で停止していた気筒（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が噴射され、エンジン全体として２回目の圧縮上死点を迎える２圧縮目から燃焼が再開されることにより、エンジンが始動される（以下、これを「２圧縮始動」という）。

特開２００９−６２９６０号公報

上記特許文献１の技術によると、停止時圧縮行程気筒のピストンが適正範囲にあるときには、１圧縮目から燃料を噴射する１圧縮始動によって速やかにエンジンを再始動させることができる一方、上記適正範囲から上死点側に外れている場合には、１圧縮目ではなく２圧縮目から燃料を噴射する２圧縮始動により、始動の迅速性は多少犠牲にしながらも、燃料の失火を防止して確実なエンジンの再始動を図ることができる。

ところで、迅速なエンジン再始動が可能な１圧縮始動の機会をできるだけ増やすには、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、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に対し自動停止条件および再始動条件を設定しておき、上記エンジンの運転中に上記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、その後に上記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、エンジンにより駆動されるサプライポンプから燃料の供給を受ける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制御方法であって、上記エンジンの自動停止条件が成立した場合に、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カットを実行する第１の工程と、上記燃料カットを実行してからエンジンが停止するまでの間の惰性回転中における少なくとも複数の気筒の圧縮上死点が過ぎる期間に亘って、エンジンの有効圧縮比が低下するように吸気弁の閉時期を遅角側に変更することにより、圧縮上死点での筒内圧力を低下させる第２の工程と、上記エンジンの惰性回転中に、上記燃料噴射弁の燃圧を上昇させる第３の工程と、上記エンジンの惰性回転中の最後の圧縮上死点よりも１つ前の圧縮上死点を過ぎた時点から、上記第２の工程で低下させられた有効圧縮比が上昇するように上記吸気弁の閉時期を進角側に変更する第４の工程と、エンジンが停止したときに圧縮行程にある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第５の工程と、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、かつ上記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し、エンジン全体として１回目の圧縮上死点を迎える１圧縮目から燃焼を再開させることにより、エンジンを再始動させる第６の工程とを含むことを特徴とするものである（請求項１）。

なお、本発明において、吸気弁の閉時期を遅角させる（有効圧縮比を低下させる）第２の工程と、燃圧を上昇させる第３の工程とは、ともに、燃料カットが実行された以降のエンジンの惰性回転中に実行されるものであればよく、その順番は特に問わない。よって、これら第２、第３の工程は、どちらが先に開始されてもよく、また、同時に開始されてもよい。例えば、燃料カットを実行してから直ちに（つまり燃料カットと実質的に同じタイミングで）、第２、第３の工程をそれぞれ開始してもよい。

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際に、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、上記燃圧を上昇させる制御が、燃料カットからエンジン停止までの間の惰性回転中に実行されるため、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、問題なく燃圧を上昇させることができる。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。

さらに、燃料カットの後で燃圧を上昇させる（言い換えれば燃料カットの前の燃圧は通常通りに設定する）ので、燃圧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（エンジンのアイドリング運転中）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。

ここで、上記のようにエンジンの惰性回転中に燃圧を上昇させると、エンジンの回転抵抗が増えることから、回転速度がアイドリング速度から短時間で大幅に低下してしまい、エンジンの惰性回転の期間が短くなると考えられる。そうなると、エンジンからサプライポンプに対し充分な駆動力が与えられず、燃圧を目標燃圧まで上昇させることができなくなるおそれがある。

このような問題をも解決すべく、本発明では、エンジンの惰性回転中における少なくとも複数の気筒の圧縮上死点が過ぎる期間に亘って、エンジンの有効圧縮比が低下するように吸気弁の閉時期を遅角側に変更するようにした。有効圧縮比の低下は、圧縮上死点での筒内圧力の低下につながるので、圧縮上死点を通過するときに生じるエンジンの回転抵抗を減少させることができ、エンジンの惰性回転の期間が短縮されるのを防止することができる。したがって、本発明によれば、燃圧を上昇させる制御をエンジンの惰性回転中に行いながらも、エンジンの惰性回転の期間を充分に確保することができ、当該期間のエンジンの回転力を利用して燃圧を確実に上昇させることができる。

さらに、本発明では、エンジンの惰性回転中の最後の圧縮上死点よりも１つ前の圧縮上死点を過ぎた時点から、エンジンの有効圧縮比が上昇するように吸気弁の閉時期が進角側に変更されるので、圧縮行程で停止する停止時圧縮行程気筒への吸気充填量が、膨張行程で停止する停止時膨張行程気筒への吸気充填量よりも増大する。これにより、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置が自ずと下死点寄りとなるため、停止時圧縮行程気筒のピストンをかなり高い頻度で１圧縮始動が可能なピストン停止位置範囲（特定範囲）に停止させることができる。しかも、エンジンを再始動させる際には、高い有効圧縮比によって筒内の空気を充分に圧縮して高温・高圧化させることができ、燃料の着火性を確保することができる。したがって、本発明によれば、１圧縮始動の機会の拡大と、エンジンの再始動時の着火性の改善とを両立させることができる。

本発明において、好ましくは、上記第６の工程では、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、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３）。

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。

上記圧縮自己着火式エンジンは、そのクランク軸がトルクコンバータを介して自動変速機と連結されているものであってもよい（請求項４）。

トルクコンバータと自動変速機とを備えたＡＴ車では、クラッチと手動変速機とを備えたＭＴ車に比べて、燃料カット後にエンジンが惰性回転する期間が短い。このため、惰性回転中の有効圧縮比を一時的に低下させる（それによって惰性回転の期間が短縮されるのを防止する）という本発明の構成は、ＭＴ車よりもＡＴ車に適用するのが適当である。

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方法によれば、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の概略構成を示す図である。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。上記エンジンを自動的に停止させる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。上記自動停止制御時における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。燃料カット後に設定すべき目標ＩＶＣと大気圧との関係を規定する制御マップの一例である。自動停止したエンジンを再始動させる再始動制御の具体的手順を示すフローチャートである。停止時圧縮行程気筒の基準停止位置を説明するための図である。プレ噴射およびメイン噴射に分けて燃料を噴射した場合に、その噴射した燃料がどのようなタイミングで燃焼するかを示した図である。上記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。本発明の比較例を説明するためのタイムチャートである。本発明の変形例を説明するための図である。

（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（後述する図２も参照）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。

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。

また、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５も参照）。

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を開閉する吸気弁１１および排気弁１２とが設けられている。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。

上記吸気弁１１用の動弁機構１３には、ＶＶＴ１３ａが組み込まれている。ＶＶＴ１３ａは、可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing Mechanism）と呼ばれるものであり、吸気弁１１の動作タイミングを可変的に設定するための可変機構である。なお、当実施形態において採用されるＶＶＴ１３ａは、カムシャフトの回転位相を変更可能な電動アクチュエータを備えた電磁式ＶＶＴであり、上記アクチュエータの駆動に応じて吸気弁１１の開時期（開弁開始時期）と閉時期とを同時に変更することができ、しかも、そのような変更動作をエンジンが実質的に停止した状態でも行うことができる。

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（例えば８〜１２個）を有したマルチホール型のものであり、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。

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。

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ものであり、このパルス信号に基づいて、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、気筒判別情報を出力するためのカム角センサＳＷ３が設けられている。すなわち、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パルス信号を出力するものであり、この信号と、クランク角センサＳＷ２からのパルス信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるのかが判別されるようになっている。

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）を調節するためのスロットル弁３０が設けられている。スロットル弁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、トルクコンバータ１０２を介して自動変速機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、変速操作が自動的に行われるＡＴ車である。

上記トルクコンバータ１０２は、エンジン本体１のクランク軸７と一体に回転するポンプインペラと、ポンプインペラと対向配置されたタービンランナと、これらポンプインペラおよびタービンランナの間に配置されたステータとを内蔵した従来周知の構造を有している。上記ポンプインペラの回転は、トルクコンバータ１０２内の作動流体（ＡＴＦオイル）を介してタービンランナに伝達され、最終的に自動変速機１０１の入力軸１０３の回転として取り出される。上記自動変速機１０１は、流星歯車機構と摩擦締結要素（クラッチやブレーキ）とを内蔵した従来周知の構造を有しており、上記摩擦締結要素の断続が油圧で制御されることにより、車両の速度等に応じた所望の変速段（例えば前進６段、後退１段のいずれか）が実現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、エンジンから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ＳＷ４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ＳＷ４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、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り、本発明にかかる制御手段に相当するものである。

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、および燃圧センサＳＷ４と電気的に接続されており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ４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、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（ＳＷ５〜ＳＷ１０）からの情報も入力される。すなわち、車両には、車両の走行速度（車速）を検出するための車速センサＳＷ５と、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、大気圧（外気の圧力）を検出するための大気圧センサ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、車室内の温度を検出するための室温センサＳＷ１０とが設けられている。ＥＣＵ６０は、これら各センサＳＷ５〜ＳＷ１０からの入力信号に基づいて、車速、アクセル開度、ブレーキの有無、大気圧、バッテリの残容量、車室内温度といった情報を取得する。

上記ＥＣＵ６０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ１０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。すなわち、ＥＣＵ６０は、上記燃料噴射弁１５、スロットル弁３０、ＶＶＴ１３ａ、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、図４のフローチャートおよび図５のタイムチャートを用いて具体的に説明する。図４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、燃圧センサＳＷ４、車速センサＳＷ５、アクセル開度センサＳＷ６、ブレーキセンサＳＷ７、大気圧センサＳＷ８、バッテリセンサＳＷ９、および室温センサＳＷ１０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、燃圧、車速、アクセル開度、ブレーキの有無、大気圧、バッテリの残容量、車室内温度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）。例えば、車両が停止状態にあること、アクセルペダル３６の開度がゼロであること（アクセルＯＦＦ）、ブレーキペダル３７が所定の踏力以上で踏み込まれていること（ブレーキＯＮ）、エンジンの冷却水温が所定値以上であること（つまり暖機がある程度進んでいること）、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（車室内温度とエアコンの設定温度との差）が比較的少ないこと、等の複数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。なお、車両が停止状態にあるという要件については、必ずしも完全停止（車速＝０ｋｍ／ｈ）を必須とする必要はなく、所定の低車速以下（例えば３ｋｍ／以下）になったときに車両が停止状態にあると判定してもよい。

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６１は、後述する燃料カット（燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する制御）を実行した後に設定すべき吸気弁１１の閉時期（目標ＩＶＣ）を、上記ステップＳ１で取得した大気圧の値に応じて決定する制御を実行する（ステップＳ３）。

図６は、上記目標ＩＶＣを大気圧に応じてどのように決定するかを規定する制御マップの一例である。本図に示すように、目標ＩＶＣは、大気圧にかかわらず下死点よりも遅角側に設定されるが、その下死点からの遅角量は、大気圧が高いほど大きく設定される。すなわち、目標ＩＶＣは、大気圧が高いほど遅角側（下死点から離れる側）に設定され、大気圧が低いほど進角側（下死点に近づく側）に設定される。なお、大気圧が変化するのは、主として標高の変化が原因である。例えば、車両が走行している土地の標高が０ｍのときの大気圧は約１０１ｋＰａ（標準大気圧）となるが、標高が２０００ｍになると大気圧は約７９ｋＰａまで低下する。この程度大気圧が変化した場合に、目標ＩＶＣは、例えばクランク角で約３０°程度の幅で変化するように設定される。

上記ステップＳ３で目標ＩＶＣを決定した後、自動停止制御部６１は、各気筒２Ａ〜２Ｄへ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Ｓ４）。すなわち、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。なお、図５のタイムチャートに示す例では、上記自動停止条件（Ｓ２）が成立した時点をｔ０とし、その後燃料カットを実行した時点をｔ１としている。燃料カットが実行されても、エンジンは直ちに停止するわけでなく、惰性によってしばらくの間は回転を続ける（図５の最上段のエンジン回転速度の波形参照）。

次いで、自動停止制御部６１は、吸気弁１１用の動弁機構１３に組み込まれたＶＶＴ１３ａを駆動することにより、吸気弁１１の閉時期（ＩＶＣ）を、上記ステップＳ３で決定した目標ＩＶＣに変更する制御を実行する（ステップＳ５）。図５のタイムチャートに示す例では、燃料カットが行われる時点ｔ１の直後にＩＶＣが変更されており、この制御を境に、ＩＶＣは、アイドリング時（自動停止制御の開始前）に設定される通常のタイミングであるθ１から、上記目標ＩＶＣに一致するタイミングであるθ２へと変更されている。

ここで、上記ステップＳ５の制御により変更された後のＩＶＣ（＝θ２）は、変更前のＩＶＣ（＝θ１）よりも遅角側になるため、エンジンの有効圧縮比、つまり、ＩＶＣ（吸気弁１１が閉弁した時点）での燃焼室容積と上死点での燃焼室容積との比は、上記ステップＳ５の制御に伴って所定量低下することになる。すなわち、上記ステップＳ５では、エンジンの有効圧縮比が低下する方向へとＩＶＣが変更される。なお、変更後のＩＶＣ（＝θ２）は、図６を用いて既に説明したとおり、大気圧が高いほど遅角側に設定されるので、上記ステップＳ５の後の有効圧縮比は、大気圧が高いほど低い値に設定されることになる。

次いで、自動停止制御部６１は、燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させる制御を開始する（ステップＳ６）。図５のタイムチャートに示す例では、燃料カットが行われる時点ｔ１の直後から、燃圧を上昇させる制御が開始されており、この時点を境に、燃料噴射弁１５の目標燃圧が、アイドリング時（自動停止制御の開始前）の設定値であるＦＰ１から、所定量高いＦＰ２に増大設定されている。ここで、燃料カットが実行された後も、エンジンは惰性で回転を続けているため、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ＦＰ２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。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３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内の圧力が上記ＦＰ１から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、図５の時点ｔ２に示すように、燃料噴射弁１５の実際の燃圧（実燃圧）がＦＰ２まで上昇する。なお、ＦＰ１からＦＰ２への上昇幅は、例えば１０〜数十ＭＰａとされる。

上記燃圧上昇制御（Ｓ６）の後、自動停止制御部６１は、エンジンの惰性回転中の最後の圧縮上死点（最終ＴＤＣ）よりも１つ前の圧縮上死点の通過タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ７）。なお、ここでいう「最後の圧縮上死点（最終ＴＤＣ）」、あるいはその「１つ前の圧縮上死点」とは、特定の１つの気筒についてではなく、エンジン全体（気筒２Ａ〜２Ｄの全て）についていうものである。したがって、エンジンが完全停止に至る時点から遡って、その停止時点に最も近いタイミングで圧縮上死点（圧縮行程と膨張行程の間の上死点）を迎えた気筒の圧縮上死点が上記「最後の圧縮上死点（最終ＴＤＣ）」であり、この最終ＴＤＣに最も近いタイミングで圧縮上死点を迎えた気筒の圧縮上死点が上記「１つ前の圧縮上死点」である。なお、図５のタイムチャートにおける上から２段目の波形（クランク角）に表記した（i）（ii）（iii）は、最終ＴＤＣ、最終ＴＤＣの１つ前の圧縮上死点、最終ＴＤＣの２つ前の圧縮上死点をそれぞれ表している。また、エンジンが最終ＴＤＣ（i）を迎えた時点をｔ５、その１つ前の圧縮上死点（ii）を迎えた時点をｔ４、その２つ前の圧縮上死点（iii）を迎えた時点をｔ３としている。

上記ステップＳ７の制御では、上記図５の時点ｔ４のようにエンジンが最終ＴＤＣの１つ前の圧縮上死点を迎えたタイミングを、エンジン回転速度に基づいて特定する。すなわち、燃料カット後に惰性で回転するエンジンの回転速度は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかが圧縮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。さらに、エンジンの惰性回転中、その回転速度の低下の仕方には一定の規則性がある。よって、圧縮上死点の通過時の回転速度、つまりアップダウンの谷を迎えたときの回転速度の値を調べれば、それが最終ＴＤＣの何回前の圧縮上死点にあたるのかを推定することができる。そこで、上記ステップＳ７では、圧縮上死点通過時の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つ前の圧縮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１つ前の圧縮上死点の通過タイミング（図５の時点ｔ４）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５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、ＶＶＴ１３ａを駆動することにより、吸気弁１１の閉時期（ＩＶＣ）を、後述するエンジンの再始動制御のときに設定すべきタイミングに変更する制御を実行する（ステップＳ８）。なお、ＩＶＣは、先のステップＳ５で一旦遅角側（タイミングθ２）に変更されているので、このステップＳ８では、ＩＶＣが再び進角側（つまりエンジンの有効圧縮比を高める方向）に変更されることになる。ＩＶＣがθ２まで遅角された時点（燃料カットが行われる時点ｔ１の直後）から、再びＩＶＣが進角側に戻される時点ｔ４までの期間においては、図５から明らかなように、複数の気筒が圧縮上死点を迎えている。このように、当実施形態では、燃料カットの後、複数の気筒の圧縮上死点通過タイミングを含む期間に亘って、ＩＶＣが遅角されてエンジンの有効圧縮比が低下させられるようになっている。

上記ステップＳ８でＩＶＣが再始動時のタイミングに変更された後、エンジンは、図５に示すように、惰性回転中の最後の圧縮上死点である最終ＴＤＣ（時点ｔ５）を超えた後、一度も上死点を超えることなく（一時的にはピストンの揺れ戻しにより逆回転もしながら）、時点ｔ６において完全停止に至る。このことを確認するため、自動停止制御部６１は、エンジン回転速度が０ｒｐｍになったか否かを判定する（ステップＳ９）。そして、ここで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時点で、自動停止制御を終了する。

（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。この図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、各種センサ値を読み込み（ステップＳ１１）、その値に基づいて、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Ｓ１２）。例えば、ブレーキペダル３７がリリースされたこと、アクセルペダル３６が踏み込まれたこと、エンジンの冷却水温が所定値未満になったこと、バッテリの残容量の低下量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）が上限時間を越えたこと、エアコン作動の必要性が生じたこと（つまり車室内温度とエアコンの設定温度との差が許容値を超えたこと）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Ｓ１２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気筒である停止時圧縮行程気筒（図５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、図８に示す基準停止位置Ｘよりも下死点側の特定範囲Ｒｘにあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。なお、図８の基準停止位置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、例えば下死点後（ＡＢＤＣ）９０〜１０５°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ＡＢＤＣ１００°ＣＡである場合、上記特定範囲Ｒｘは、ＡＢＤＣ０〜１００°ＣＡの範囲となる。

上記ステップＳ１３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Ｓ１４）。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１圧縮目から燃焼を再開させて、エンジンを再始動させる。

一方、上記ステップＳ１３でＮＯと判定されて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たことが確認された場合、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（図５の例では気筒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Ｓ１５）。すなわち、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が圧縮上死点を迎える１圧縮目を過ぎて、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２圧縮目から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。

ここで、当実施形態における再始動制御では、図７に示したように、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（Ｓ１４）と２圧縮始動（Ｓ１５）とが使い分けられるが、それは、次のような理由による。

１圧縮始動が可能な特定範囲Ｒｘ（図８）は、上述したように、予め定められた基準停止位置Ｘ（例えばＡＢＤＣ９０〜１０５°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）が比較的多いため、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（１圧縮始動）、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。

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２圧縮目までは、燃料噴射に基づく燃焼を行わせることができず、エンジンの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完爆（例えば回転速度が７５０ｒｐｍまで上昇すること）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１圧縮始動における１圧縮目の燃料噴射（停止時圧縮行程気筒２Ｃへの燃料噴射）の際に、複数回に分けて燃料を噴射するようにしている。具体的には、圧縮上死点付近もしくはそれ以降に噴射されるメイン噴射に加えて、このメイン噴射よりも前の予備的な噴射であるプレ噴射を行う。

上記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。

より具体的に、当実施形態におけるプレ噴射は、圧縮上死点前よりも前であって、かつ噴射した燃料がピストン５冠面のキャビティ５ａに収まるような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、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。つまり、プレ噴射を複数回にすることで、１回あたりのプレ噴射の噴射量が減って噴霧のペネトレーション（貫徹力）が弱まるため、キャビティ５ａ内に留まる燃料の割合が増大する結果、キャビティ５ａ内の混合気がリッチになり、着火性を効果的に改善することができる。

図９は、１圧縮始動のときの１圧縮目の燃料噴射の態様を例示する図である。ここでは、一例として、プレ噴射を３回実行している。具体的には、上死点前（ＢＴＤＣ）１８〜１０°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）で噴射している（下段の波形Ｉｍ）。

図９の上段には、上記のような燃料噴射に伴い生じる燃焼の様子を熱発生率の変化として図示している。この図９の上段の波形から理解されるように、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、ごく短い着火遅れの後に燃焼を開始する（拡散燃焼）。

加えて、当実施形態では、図５等に示したように、エンジンの自動停止制御の途中で、燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させる燃圧上昇制御が実行されるので、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さらに改善される。

上記特定範囲Ｒｘの境界である基準停止位置Ｘ（図８）は、上記のような燃圧上昇制御と、プレ噴射を含む再始動時の燃料噴射制御とを合わせて実行すること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、燃圧の上昇およびプレ噴射がなかった場合には、上記基準停止位置Ｘは、図８の例よりも下死点側に設定せざるを得ないが、上記燃圧の上昇および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、例えば下死点後（ＡＢＤＣ）９０〜１０５°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。特に、当実施形態では、エンジン本体１の幾何学的圧縮比が１４とかなり低く、燃料の着火性を確保しにくい状況にあるため、上記燃圧の上昇等により始動時の着火性を改善することが、１圧縮始動の機会を増やす上で特に有効である。

なお、図１０には、１圧縮始動のときに行われる１圧縮目の燃料噴射（停止時圧縮行程気筒２Ｃへの燃料噴射）の態様を示したが、停止時圧縮行程気筒２Ｃよりも後に圧縮行程を迎える気筒（停止時吸気行程気筒２Ｄや停止時排気行程気筒２Ｂ）に対しても、１圧縮目と同様に、プレ噴射およびメイン噴射に基づく燃焼制御を実行することが望ましい。エンジンの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を迎える１圧縮目であるが、少なくとも２圧縮目や３圧縮目についても、着火性の改善は充分ではないと考えられるからである。ただし、エンジン回転速度がある程度上昇している２圧縮目や３圧縮目においては、プレ噴射の回数を、１圧縮目のときよりも少なくすることができる。

また、当実施形態のような低圧縮比のディーゼルエンジンでは、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を、１圧縮目から燃焼を再開する１圧縮始動のときだけでなく、２圧縮目から燃焼を再開する２圧縮始動によってエンジンを始動する際にも行うことが望ましい。

（５）作用効果等
以上説明したように、当実施形態では、所定の条件下で自動的にエンジンを停止させたり再始動させたりする、いわゆる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、自動停止条件の成立に伴い、エンジンを自動的に停止させる自動停止制御を実行する（図４、図５）。自動停止制御には、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）と、燃料カットを実行してからエンジンが停止するまでの間の惰性回転中における少なくとも複数の気筒の圧縮上死点が過ぎる期間に亘って、エンジンの有効圧縮比が低下する方向に吸気弁１１の閉時期（ＩＶＣ）を変更するステップと（Ｓ５）、上記エンジンの惰性回転中に燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させるステップ（Ｓ６）とが含まれる。

また、ＥＣＵ６０の再始動制御部６２は、エンジンの自動停止後、再始動条件が成立したときに、エンジンを自動的に始動させる再始動制御を実行する（図７）。再始動制御には、圧縮行程で停止してい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８）にあるか否かを判定するステップ（Ｓ１３）と、その判定により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に、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射し、エンジン全体として１回目の圧縮上死点を迎える１圧縮目から燃焼を再開させるステップ（Ｓ１４）とが含まれる。

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際に、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、上記燃圧を上昇させる制御が、燃料カットからエンジン停止（完全停止）までの間の惰性回転中に実行されるため、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、問題なく燃圧を上昇させることができる。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を上昇させる（言い換えれば燃料カットの前の燃圧は通常通りに設定する）ため、燃圧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、上記実施形態とは異なり、燃料カットよりも前のアイドル運転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１１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’、燃料カットの実行時点をｔ１’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１１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ｔ１’で燃料カットが実行されるまでの間に、燃料噴射弁１５の目標燃圧が増大設定され、これに伴って燃焼噴射弁１５の実際の燃圧（実燃圧）も上昇している。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増大設定される（図１１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１１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、燃料カットを実行した後のエンジンの惰性回転中（図５では燃料カットの時点ｔ１の直後）に燃圧を上昇させ始めるようにした。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。

ここで、上記実施形態のようにエンジンの惰性回転中に燃圧を上昇させると、エンジンの回転抵抗が増えることから、回転速度がアイドリング速度から短時間で大幅に低下してしまい、エンジンの惰性回転の期間が短くなると考えられる。そうなると、エンジンからサプライポンプ４３に対し充分な駆動力が与えられず、燃圧を目標燃圧（図５のＦＰ２）まで上昇させることができなくなるおそれがある。

このような問題をも解決すべく、上記実施形態では、エンジンの惰性回転中における少なくとも複数の気筒の圧縮上死点が過ぎる期間に亘って、吸気弁１１の閉時期（ＩＶＣ）を下死点に対し遅角側に変更することにより、エンジンの有効圧縮比を低下させるようにした。有効圧縮比の低下は、圧縮上死点での筒内圧力の低下につながるため、圧縮上死点を通過するときにエンジンに作用する圧縮反力による回転抵抗を減少させることができ、エンジンの惰性回転の期間が短縮されるのを効果的に防止することができる。したがって、上記実施形態によれば、燃圧を上昇させる制御をエンジンの惰性回転中に行いながらも、エンジンの惰性回転の期間を充分に確保することができ、当該期間のエンジンの回転力を利用して燃圧を確実に上昇させることができる。

さらに、上記実施形態では、図６に示したように、エンジンの惰性回転中に吸気弁１１の閉時期（ＩＶＣ）を遅角側に変更する際に、その遅角量を、大気圧が高いほど大きくするようにした。このような構成によれば、筒内に導入される空気の初期状態の圧力（大気圧）が高くても、その分だけＩＶＣの遅角量が増大されて有効圧縮比が大幅に低減されるため、大気圧の値にかかわらず、圧縮上死点での筒内圧力、ひいては圧縮上死点通過時のエンジンの回転抵抗を一定のレベルに低下させることができ、エンジンの惰性回転の期間を充分に確保することができる。

また、上記実施形態では、エンジンの惰性回転中の最後の圧縮上死点（最終ＴＤＣ）よりも１つ前の圧縮上死点を過ぎた時点（図５のｔ４）から、エンジンの有効圧縮比を上昇させる方向に吸気弁１１の閉時期を変更する（つまり下死点に近づく側に進角させる）ようにした。このような構成によれば、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５をより高い頻度で特定範囲Ｒｘに収めることができ、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。

この点について図５および図１０を用いて詳しく説明する。上記のように最終ＴＤＣの１つ前の圧縮上死点（ii）の通過時に（図５の時点ｔ４で）吸気弁１１の閉時期を進角させると、最終ＴＤＣ（i）の直前（時点ｔ４〜ｔ５）が吸気行程となる上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気充填量が、最終ＴＤＣの１つ前の圧縮上死点（ii）の直前（時点ｔ３〜ｔ４）が吸気行程となる気筒、言い換えると、膨張行程で停止する停止時膨張行程気筒（図５では１番気筒２Ａ）に対する吸気充填量よりも増大することになる。すると、図１０（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１０（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、かなり高い頻度で、上記基準停止位置Ｘよりも下死点側の特定範囲Ｒｘ、つまり１圧縮始動が可能はピストン停止位置範囲に停止させることができるようになる。

しかも、エンジンが完全停止する前に、一旦低下させられた有効圧縮比が再び上昇することになるので、エンジンを再始動させる際には、筒内の空気を充分に圧縮して高温・高圧化させることができ、燃料の着火性を確保することができる。したがって、上記実施形態によれば、１圧縮始動の機会の拡大と、エンジンの再始動時の着火性の改善とを両立させることができる。

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９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。

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。

なお、上記実施形態では、燃料カットの実行時点（図５の時点ｔ１）以降のエンジンの惰性回転中に、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ようにしたが、惰性回転中に燃圧を上昇させる制御は、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、吸気弁１１の動作タイミングを変更するためのＶＶＴ１３ａとして、電動アクチュエータを備えた電磁式ＶＶＴを用いたが、必ずしもこのようなタイプのＶＶＴを使用する必要はない。例えば、電動モータによって駆動されるオイルポンプを油圧供給源とするＶＶＴを使用することが考えられる。このようなタイプのＶＶＴを使用したとしても、エンジンの運転状態にかかわらず吸気弁１１の動作タイミングを変更することができるので、上記実施形態と同様、エンジンが停止する直前に吸気弁１１の閉時期（ＩＶＣ）を変更するような制御（図４のステップＳ８）が可能である。

また、上記実施形態では、ＶＶＴ１３ａとして、カムシャフトの回転位相を変更するタイプのＶＶＴを採用したので、ＶＶＴ１３ａの駆動に応じて、吸気弁１１の閉時期だけでなく開時期も変更されることになるが、ＶＶＴ１３ａは、少なくとも吸気弁１１の閉時期を変更できるものであればよく、吸気弁１１の開時期を固定したまま閉時期のみを変更するものであってもよい。

（６）惰性回転期間を確保するための他の方法
上記実施形態では、エンジンの惰性回転中に、燃料噴射弁１５の燃圧を上昇させるとともに、それに伴い惰性回転期間が短縮されるのを防止するために、ＶＶＴ１３ａを駆動して吸気弁１１の閉時期を遅角側（下死点から離れる側）に変更し、それによってエンジンの有効圧縮比を低下させるようにしたが、エンジンの惰性回転期間の短縮を防止する対策としては、圧縮上死点での筒内圧力（圧縮上死点圧力）を低下させることが可能なものであればよく、そのための具体的な方法は上記以外にも種々考えられる。

例えば、吸気弁１１が開き始める時期である吸気弁１１の開時期を、本来の吸気行程の始まりである排気上死点に対し遅らせることにより、筒内に導入される空気の量を減らし、それによって圧縮上死点圧力を低下させるようにしてもよい。

さらに、圧縮上死点圧力の低下は、吸気弁１１の動作タイミングを変更すること以外でもの実現することが可能である。その一例を、図１２を用いて説明する。なお、この図１２おいて、先の図１と参照符号が同じものは、同一の構成要素ということを表している。

図１２に示すエンジンでは、図１に示した先の実施形態とは異なり、いわゆる多連式のスロットル弁１３０が採用されており、エンジンの吸気通路２８のうち気筒２Ａ〜２Ｄごとに分岐した複数の分岐通路部２８ａに、それぞれスロットル弁１３０が設けられている。すなわち、図１に示した先の実施形態では、分岐通路部２８ａ、サージタンク２８ｂ、および共通通路部２８ｃを含む吸気通路２８のうち、サージタンク２８ｂよりも上流側に位置する単一の共通通路部２８ｃに単一のスロットル弁３０が設けられていたが、図１２の例では、気筒２Ａ〜２Ｄごとに分岐した複数の（４本の）分岐通路部２８ａに、それぞれ１つずつスロットル弁１３０が設けられている。なお、以下では、図１２の例における分岐通路部２８ａのことを、独立吸気通路２８ａと称する。

図１２に示すように、上記複数の独立吸気通路２８ａに設けられた各スロットル弁１３０は、単一のアクチュエータ１３１と連動連結されており、このアクチュエータ１３１の作動に伴い、各スロットル弁１３０が同時に開閉駆動されるようになっている。具体的に、上記アクチュエータ１３１と各スロットル弁１３０とは、単一のロッド１３２と複数のリンク１３３とを介して互いに連携されている。そして、上記アクチュエータ１３１によってロッド１３２が進退駆動されると、その駆動力が各リンク１３３を介して各スロットル弁１３０に伝達されることにより、各スロットル弁１３０が同時に回動（開閉駆動）されるようになっている。

以上のような多連式のスロットル弁１３０を備えた図１２のエンジンを前提とすれば、エンジンの惰性回転中に上記スロットル弁１３０を閉方向に駆動することで、圧縮上死点圧力を低下させることができる。

例えば、図１に示した先の実施形態のように、吸気通路２８の共通通路部２８ｃにスロットル弁３０を設けた場合には、たとえエンジンの惰性回転中にこのスロットル弁３０を閉方向に駆動したとしても、サージタンク２８ｂ内に残っている空気が各気筒２Ａ〜２Ｄに供給されるため、各気筒２Ａ〜２Ｄへの吸入空気量が直ちに減少することはなく、エンジンの惰性回転中に圧縮上死点圧力を低下させる効果はほとんど得られないと考えられる。これに対し、図１２に示した例のように、サージタンク２８ｂよりも下流側に位置する複数の（気筒２Ａ〜２Ｄと同数の）独立吸気通路２８ａにそれぞれスロットル弁１３０を設け、エンジンの惰性回転中にこのスロットル弁１３０をそれぞれ閉方向に駆動した場合には、その閉方向への駆動後、それほど遅れることなく各気筒２Ａ〜２Ｄへの吸入空気量を減少させることができるので、惰性回転中の圧縮上死点圧力を問題なく低下させることができ、燃圧の上昇に伴う惰性回転期間の短縮を防止することができる。

（７）他のエンジン（車両）への適用
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態様を説明したが、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、エンジン本体１のクランク軸７がトルクコンバータ１０２を介して自動変速機１０１と連結されたＡＴ車を例に挙げて本発明の好ましい態様を説明したが、本発明の構成は、ＡＴ車だけでなく、クランク軸がクラッチを介して手動変速機に連結されたＭＴ車にも適用することができる。ただし、ＭＴ車では、比較的大きな質量をもったフライホイールがクランク軸の一端に取り付けられるため、そのフライホイールの慣性により、燃料カット後にエンジンが惰性回転する期間がＡＴ車に比べて長くなる。このため、本発明のように、惰性回転中にエンジンの圧縮上死点での筒内圧力（圧縮上死点圧力）を低下させる制御を実行することは、必ずしも必要ないと考えられる。

すなわち、エンジンの惰性回転の期間が長いＭＴ車では、惰性回転中にエンジンの圧縮上死点圧力を低下させる制御をしなくても、燃料噴射弁１５の燃圧を目標値まで上昇させるのに必要な期間を、エンジンの惰性回転中に問題なく確保することができると考えられる。これに対し、ＡＴ車では、エンジンの惰性回転の期間が元々短いため、仮に、圧縮上死点圧力を低下させる制御を実行しなかった場合には、エンジンが惰性回転する期間がさらに短くなり、その惰性回転中に燃圧を目標値まで上昇させることができなくなるおそれがある。したがって、エンジンの惰性回転中における少なくとも複数の気筒の圧縮上死点が過ぎる期間に亘って圧縮上死点圧力を低下させるという本発明の構成は、ＭＴ車よりもＡＴ車に適用することによる意味の方が大きいといえる。

１エンジン本体
２Ａ〜２Ｄ気筒
５ピストン
５ａキャビティ
１１吸気弁
１５燃料噴射弁
３４スタータモータ
２８ａ分岐通路部（独立吸気通路）
１０１自動変速機
１０２トルクコンバータ
１３０スロットル弁
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
Ｂｍメイン燃焼

Claims

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に対し自動停止条件および再始動条件を設定しておき、上記エンジンの運転中に上記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、その後に上記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、エンジンにより駆動されるサプライポンプから燃料の供給を受ける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制御方法であって、
上記エンジンの自動停止条件が成立した場合に、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カットを実行する第１の工程と、
上記燃料カットを実行してからエンジンが停止するまでの間の惰性回転中における少なくとも複数の気筒の圧縮上死点が過ぎる期間に亘って、エンジンの有効圧縮比が低下するように吸気弁の閉時期を遅角側に変更することにより、圧縮上死点での筒内圧力を低下させる第２の工程と、
上記エンジンの惰性回転中に、上記燃料噴射弁の燃圧を上昇させる第３の工程と、
上記エンジンの惰性回転中の最後の圧縮上死点よりも１つ前の圧縮上死点を過ぎた時点から、上記第２の工程で低下させられた有効圧縮比が上昇するように上記吸気弁の閉時期を進角側に変更する第４の工程と、
エンジンが停止したときに圧縮行程にある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第５の工程と、
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、かつ上記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し、エンジン全体として１回目の圧縮上死点を迎える１圧縮目から燃焼を再開させることにより、エンジンを再始動させる第６の工程とを含むことを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御方法。
請求項１記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御方法において、
上記第６の工程では、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方法。
請求項１または２記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御方法において、
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方法。
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方法において、
上記圧縮自己着火式エンジンは、そのクランク軸がトルクコンバータを介して自動変速機と連結さ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制御方法。