JP4924310B2 - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明はディーゼルエンジンの制御装置に関する。

例えば、特許文献１に開示されているように、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止し、自動停止したエンジンを所定の再始動条件の成立時に自動的に再始動する自動停止／再始動制御がディーゼルエンジンにも採用されつつある。

自動停止したディーゼルエンジンを再始動する場合、停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を噴射させ、筒内で自着火させる必要がある。そのため、ディーゼルエンジンが自動停止中に温度が低下すると、始動性が悪化することが頻繁に起こるという問題がある。かかる問題を解決するため、特許文献１には、ディーゼルエンジンに付設されているグロープラグへの大電流の供給をクランキング開始時とする構成や、停止時に圧縮工程にある気筒に設けたグロープラグへの通電量を他のグロープラグへの通電量より大きくする技術が開示されている。
特開２００６−４６２５１号公報

ところで、一般的にディーゼルエンジンが停止すると、安全性等の観点から、燃料が燃料噴射弁からリターンし、１〜２分程度でコモンレール内の圧力が低下するように設定されている。そのため、ディーゼルエンジンの自動停止後は、経過時間とともに始動性が下がることになるので、単に筒内温度に基づいてグロープラグを駆動しているだけでは、始動性を充分に高めることができない場合があった。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、自動停止したディーゼルエンジンの再始動性をより確実に高めことのできるディーゼルエンジンの制御装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために本発明は、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るとともに、所定の再始動条件が成立した際に自動停止後の前記ディーゼルエンジンを自動的に再始動するディーゼルエンジンの制御装置において、前記ディーゼルエンジンを搭載した車両の運転状態を判定する運転状態判定部と、前記ディーゼルエンジンの燃料供給系の燃料圧力を検出して前記運転状態判定部に出力する燃圧検出手段と、前記運転状態判定部の判定に基づいて、前記ディーゼルエンジンの再始動を制御する再始動制御部と、前記運転状態判定部の判定に基づいて、前記ディーゼルエンジンの筒内昇温手段を制御する昇温制御部とを備え、前記昇温制御部は、前記ディーゼルエンジンが自動停止している場合において、前記燃圧検出手段が検出した燃料圧力が所定のしきい値以下であるときには、前記筒内昇温手段を駆動するものであり、前記運転状態判定部は、燃料の噴射対象となる気筒の筒内温度を推定するものであり、前記燃料圧力の前記しきい値は、推定された筒内温度に基づいて決定されるものであることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置である。この態様では、ディーゼルエンジンが自動停止した場合に、筒内昇温手段を必要充分な条件で駆動し、自動停止後のディーゼルエンジンを再始動可能な状態で待機させておくことができる。すなわち、ディーゼルエンジンの自動停止に伴い、燃料圧力が低下している場合においても、その低下分を配慮し、筒内昇温手段を作動させるので、再始動時の信頼性を高め、より確実に始動性を高めることができる。

さらに、本発明の態様において、燃料圧力の前記しきい値は、推定された筒内温度に基づいて決定されるため、燃料圧力のしきい値が筒内温度との関係に基づいてより適切に設定され、始動性をより確実に高めることができる。すなわち、自着火の遅れは、筒内の温度に依存する特性を有することから、筒内温度を高めることにより、燃料圧力の不足分を補い、始動性を高めることができるのである。

好ましい態様において、前記運転状態判定部は、前記筒内温度が高いほど前記しきい値を低圧側に補正するものである。この態様では、筒内温度の上昇に伴って、燃料圧力のしきい値をより低圧側にシフトすることができるので、筒内昇温手段の稼動時間や可動頻度を必要充分なレベルに抑制することができる。

好ましい態様において、前記運転状態判定部は、前記再始動条件が成立した後、筒内昇温手段が作動している場合には、筒内温度を推定するものであり、前記再始動制御部は、再始動条件が成立した場合において、前記筒内温度が所定の設定温度を超えているときは、停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒を燃料噴射対象として再始動を実行し、前記筒内温度が前記設定温度以下のときに、前記再始動条件が運転者の始動要求に基づいて成立したときは、停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒を燃料噴射対象として直ちに再始動を実行し、前記筒内温度が前記設定温度以下のときに、前記再始動条件が運転者の始動要求以外の要件に基づいて成立したときは、当該筒内温度が前記設定温度を越えるまで前記ディーゼルエンジンの再始動を待機するものである。この態様では、運転者の再始動要求時には、筒内温度が低い場合でも、迅速且つ確実にディーゼルエンジンの再始動を図ることができる。また、再始動条件が成立しても、筒内温度が低い場合には、原則として筒内の昇温を待ってディーゼルエンジンが再始動されるので、比較的高い確率で停止時圧縮行程気筒への燃料噴射による再始動を図ることができる。従って、再始動性を高めることができるばかりでなく、停止時吸気行程気筒へ燃料を噴射して再始動を図る場合に比べ、スタータモータの駆動時間を短縮し、燃費の向上やスタータモータの耐久性向上を図ることができる。

好ましい態様において、前記運転状態判定部は、前記昇温制御部が当該筒内昇温手段を駆動している時間を前記筒内温度の推定の要素とするものである。

以上説明したように、本発明は、ディーゼルエンジンの自動停止に伴い、燃料圧力が低下している場合においても、その低下分を配慮し、グロープラグを作動させるので、再始動時の信頼性を高め、より確実に始動性を高めることができるという顕著な効果を奏する。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１は本発明に係るエンジンの制御装置を有する４サイクルディーゼルエンジンの概略構成を示している。

図１を参照して、エンジン１０は、シリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２を有している。これらシリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２には、４つの気筒１４Ａ〜１４Ｄが設けられている。また、各気筒１４Ａ〜１４Ｄの内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト１５に連結されたピストン１６が嵌挿される。ピストン１６には、シリンダヘッド１１とともに燃焼室１７を区画するキャビティ１６ａが形成されている。各気筒１４Ａ〜１４Ｄに設けられたピストン１６は、所定の位相差をもってクランクシャフト１５の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。ここで、４気筒４サイクルエンジンであるエンジン１０では、各気筒１４Ａ〜１４Ｄが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、各サイクルが１番気筒（図示の例では気筒１４Ａ）、３番気筒（図示の例では気筒１４Ｃ）、４番気筒（図示の例では気筒１４Ｄ）、２番気筒（図示の例では気筒１４Ｂ）の順にクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって行われるように構成されている。

シリンダヘッド１１には、プラグ先端が燃焼室１７内に臨むように配置された筒内昇温手段としてのグロープラグ１８が気筒１４Ａ〜１４Ｄ毎に設けられている。また、シリンダヘッド１１には、燃料噴射弁１９が気筒１４Ａ〜１４Ｄ毎に設けられている。この燃料噴射弁１９は、燃料を当該燃料噴射弁１９の開弁圧（噴射圧）以上の高圧状態で蓄えて分配するコモンレール２０に対し、気筒１４Ａ〜１４Ｄ毎に配設された分岐管２１を介してそれぞれ接続されている。各燃料噴射弁１９は、通電により電磁力で燃料通路を開くことで燃料圧力Ｐにより噴射ノズルの真弁が開き、コモンレール２０から供給される高圧の燃料を、噴射ノズル先端の複数の噴孔から燃焼室１７のキャビティ１６ａに向けて気筒１４Ａ〜１４Ｄ内に直接噴射供給するものである。本実施形態においては、燃料圧力Ｐを検出する燃圧検出手段としての燃圧センサＳＷ１がコモンレール２０に設けられている。燃料噴射弁１９の燃料噴射量は、通電時間で制御される。また、燃料噴射弁１９に燃料を供給するコモンレール２０は、高圧燃料供給管２２を介して燃料供給ポンプ２３に接続されている。

各気筒１４Ａ〜１４Ｄの上部には、燃焼室１７に向かって開口する吸気ポート２４および排気ポート２５が設けられている。そして、これらのポート２４、２５と燃焼室１７との連結部分には、吸気バルブ２６および排気バルブ２７がそれぞれ装備されている。吸気ポート２４および排気ポート２５には、吸気通路２８および排気通路２９が接続されている。吸気通路２８の下流側は、気筒１４Ａ〜１４Ｄ毎に分岐した分岐吸気通路２８ａに分岐しており、この各分岐吸気通路２８ａの上流端がそれぞれサージタンク２８ｂに連通している。このサージタンク２８ｂよりも上流側には共通吸気通路２８ｃが設けられている。図１では模式化されているが、この共通吸気通路２８ｃには、各気筒１４Ａ〜１４Ｄに流入する空気量を調整可能な吸気シャッタ弁３０と、吸気流量を検出するエアフローセンサＳＷ２と、吸気圧力を検出する吸気圧センサＳＷ３と、吸気温度を検出する吸気温度センサＳＷ４とが設けられている。吸気シャッタ弁３０は、アクチュエータ３０ａによって開閉駆動されるように構成されている。図示の例において、吸気シャッタ弁３０は、全閉状態でも空気が流通するように設定されている。

エンジン１０には、タイミングベルト等によりクランクシャフト１５に連結されたオルタネータ３２が付設されている。このオルタネータ３２は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路３３を内蔵し、このレギュレータ回路３３に入力されるエンジン制御ユニット１００からの制御信号に基づき、車両の電気負荷および車載バッテリの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。

エンジン１０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とピニオンギア３４ｂとを有している。ピニオンギア３４ｂは、モータ本体３４ａの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト１５には、図略のフライホイールに固定されたリングギア３５が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータモータ３４を用いてエンジン１０を再始動する場合には、このピニオンギア３４ｂが所定の噛合位置に移動して、前記フライホイールに固定されたリングギア３５に噛合することにより、クランクシャフト１５が回転駆動されるようになっている。

さらに、前記エンジン１０には、クランクシャフト１５の回転角を検出する２つのクランク角度センサＳＷ５、ＳＷ６が設けられ、一方のクランク角度センサＳＷ５から出力される検出信号（パルス信号）に基づいてエンジン回転速度Ｎｅが検出されるとともに、この両クランク角度センサＳＷ５、ＳＷ６から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランクシャフト１５の回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン１０には、冷却水温度を検出する水温センサＳＷ７と、車両のアクセルペダル３６の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ８とが設けられている。

エンジン１０は、エンジン制御ユニット１００によって運転制御される。

エンジン制御ユニット１００は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース並びにこれらのユニットを接続するバスを有するマイクロプロセッサで構成され、各センサＳＷ１〜ＳＷ８を初めとする入力要素からの検出信号に基づき、種々の演算を行うとともに、燃料噴射弁１９やスタータモータ３４、或いはグロープラグ１８等の各アクチュエータの制御信号を出力するものである。例えば、運転条件に応じた燃料の噴射量および噴射時期や点火時期を演算し、燃料噴射弁１９等に制御信号を出力している。また、運転条件に応じて吸気シャッタ弁３０の目標開度を演算し、吸気シャッタ弁３０の開度がこの目標開度となるような制御信号を吸気シャッタ弁３０のアクチュエータ３０ａに出力している。

エンジン制御ユニット１００は、車両の運転状態を判定する運転状態判定部１０１と、運転状態判定部１０１の判定に基づいてエンジン１０の燃料噴射を制御する燃料噴射制御部１０２と、運転状態判定部１０１の判定に基づいて筒内へ流入する吸気流量を調整する吸気量流制御部１０３と、運転状態判定部１０１の判定に基づいて再始動条件の成立時にエンジン１０のスタータモータ３４を駆動制御するスタータ制御部１０４と、グロープラグ１８を制御する昇温制御部１０５とを論理的に構成している。

運転状態判定部１０１は、燃圧センサＳＷ１、エアフローセンサＳＷ２、吸気圧センサＳＷ３、吸気温度センサＳＷ４、クランク角度センサＳＷ５、ＳＷ６、水温センサＳＷ７、およびアクセル開度センサＳＷ８等からのセンサ信号に基づき、燃料圧力Ｐ、ピストン１６の停止位置、停止時圧縮行程気筒や停止時吸気行程気筒の筒内温度Ｔ、或いはエンジン１０が正転しているか否か等、種々の運転状態を判定するモジュールである。筒内温度Ｔは、予めメモリに記憶されたデータに基づいて推定されるように構成されている。この筒内温度Ｔの算出に当たっては、ピストン１６の停止位置、吸気温度、エンジン水温、エンジン１０の停止時間の少なくとも一つから推定するものであればよい。なお本実施形態において、運転状態判定部１０１は、車両のブレーキ状態や車速等も判定できるように図略のセンサからの検出信号が入力されるようになっている。

燃料噴射制御部１０２は、運転状態判定部１０１の判定に基づき、エンジン１０の適正な空燃比に対応する燃料噴射量と燃料噴射タイミングとを設定し、その設定に基づいて燃料噴射弁１９を駆動制御するモジュールである。

吸気量流制御部１０３は、運転状態判定部１０１の判定に基づき、エンジン１０の適正な吸気流通量を設定し、その設定に基づいて、吸気シャッタ弁３０を駆動制御するモジュールである。

スタータ制御部１０４は、エンジン１０の始動時にスタータモータ３４に制御信号を出力し、スタータモータ３４を駆動するモジュールである。

昇温制御部１０５は、エンジンの暖機時等にグロープラグ１８を駆動するモジュールである。ここで本実施形態では、筒内温度Ｐから決定される燃料圧力Ｐに基づいて、グロープラグ１８を制御するものでもある。

本実施形態では、主として燃料噴射制御部１０２、スタータ制御部１０４が、エンジン１０を再始動するための再始動制御部として機能するようになっている。

次に、エンジン１０の自動停止制御、再始動制御について、その制御例を説明する。

図２は、本実施形態に係る自動停止制御を中心とするフローチャートであり、図３は、図２の制御例に基づくエンジン回転速度Ｎｅの推移を示すタイミングチャートである。

図２を参照して、エンジン制御ユニット１００は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立するのを待機する（ステップＳ１０）。具体的には、ブレーキの作動状態が所定時間継続し、車速が所定のしきい値以下であるといった場合には、エンジン１０の自動停止条件が成立したと判定される。

ステップＳ１０において、自動停止条件が成立したと判定した場合には、オルタネータ制御を含むエンジン回転速度調整制御を開始する（ステップＳ１１）。具体的には、エンジン回転速度Ｎｅが所定の第１の回転速度Ｎ１（例えば８５０ｒｐｍ）に調節されるのを待機する（ステップＳ１２）。そして、エンジン回転速度Ｎｅがこの第１の回転速度Ｎ１になったタイミング（ステップＳ１２でＹＥＳのタイミング）ｔ１で、燃料噴射弁１９からの燃料供給を停止する（ステップＳ１４）。このタイミングｔ１において、エンジン制御ユニット１００は、吸気シャッタ弁３０を全閉にする（ステップＳ１５）。この制御により、ピストン１６が適正停止位置Ａに停止する確率を高めることが可能になる。

すなわち、ピストン１６の停止位置は、エンジン１０が完全に停止する直前の停止時膨張行程気筒内の空気量と停止時圧縮行程気筒内の空気量とのバランスにより略決定される。従って、ディーゼルエンジンにおいてピストン１６を適正停止位置Ａ内に停止させるためには、まず停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒の吸気流通量を一旦低減し、その後、停止時圧縮行程気筒に充分な空気を供給して、停止時膨張行程気筒の空気量よりも多くなるように、両気筒に対する吸気流量を調節する必要がある。そこで本実施形態では、タイミングｔ１で吸気シャッタ弁３０を全閉にすることにより吸気圧を低減し、停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒の吸気流量を低減しているのである。

タイミングｔ１で燃料噴射が停止されると、各気筒１４Ａ〜１４Ｄでは、極めて少ない吸気流通量で吸気、圧縮、膨張、排気のサイクルが繰り返され、クランクシャフト１５等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒１４Ａ〜１４Ｄのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジン１０は、小刻みに波打ちながら降下し、４気筒４サイクルのエンジンでは、１０回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。この過程で、気筒１４Ａ〜１４Ｄのうちの何れかの気筒が圧縮上死点を超えるタイミングは、エンジン回転速度Ｎｅが波打つ谷のタイミングと一致している。

そこで、本実施形態では、タイミングｔ１で吸気シャッタ弁３０を全閉にした後、エンジン制御ユニット１００は、エンジン回転速度Ｎｅが所定の第２の回転速度Ｎ２（例えば約４００ｒｐｍ）よりも低くなるのを待機する（ステップＳ１６）。この第２の回転速度Ｎ２は、停止時圧縮行程気筒のピストン１６が膨張行程から吸気行程の上死点に達するタイミングと一致している。

ステップＳ１６においてＹＥＳの場合、エンジン制御ユニット１００は、吸気シャッタ弁３０を開弁する（ステップＳ１７）。この開弁動作により、停止時膨張行程気筒では、少ない空気量で吸気バルブ２６および排気バルブ２７が閉じて圧縮行程に移行しているのに対し、停止時圧縮行程気筒では、吸気バルブ２６が開くことにより、相対的に多量の新気が筒内に吸入されることになる。この結果、停止時圧縮行程気筒では、停止時膨張行程気筒よりも空気量が多くなる。

その後もエンジン制御ユニット１００はオルタネータ制御を継続してピストン１６の停止位置調整を実行し続け、クランク角度センサＳＷ５、ＳＷ６の検出値に基づいてエンジン１０が完全に停止するのを待機する（ステップＳ１８）。エンジン１０が完全に停止した場合には、エンジン回転速度調整制御を終了する（ステップＳ１９）。

エンジン１０が完全に停止したタイミングでは、停止時圧縮行程気筒のピストン１６が吸気行程の下死点を通過し、圧縮行程に移行する。このタイミングでは、吸気バルブ２６および排気バルブ２７は、概ね閉じているので、大量に筒内に吸入された空気が下死点を追加したピストン１６によって圧縮されることになる。他方、停止時膨張行程気筒においては、相対的に少ない空気量にある筒内を圧縮したピストンが圧縮上死点を通過して、膨張行程に移行している。このため、停止時圧縮行程気筒では、筒内の圧縮反力によって比較的下死点側で停止することになる。従って、予め実験等によって、第２の回転速度Ｎ２や、この第２の回転速度Ｎ２を検出したタイミングｔ２での吸気流通量等を適切に設定しておくことにより、停止時圧縮行程気筒のピストン１６を所定の下死点側停止位置（本実施形態では圧縮上死点前１００°ＣＡから圧縮上死点前１２０°ＣＡ）に停止することができる。

エンジン１０が完全に停止すると、エンジン制御ユニット１００は、クランク角度センサＳＷ５、ＳＷ６の検出によって運転状態判定部１０１が判定したピストン１６の停止位置を記憶する（ステップＳ２０）。

次に図４および図５を参照して、エンジンの再始動について説明する。図４および図５は、本実施形態に係る再始動制御を中心とするフローチャートである。

エンジン制御ユニット１００は、エンジン１０が停止した後、停止時間を計測し、積算する（ステップＳ２１）。筒内の温度は、エンジン１０の停止時間に依存しているので、本実施形態においては、エンジン制御ユニット１００に予め停止時間と温度との関係をマップ化したデータを持たせ、停止時間に基づいて筒内温度を推定するようにしているのである。

次いで、エンジン制御ユニット１００の運転状態判定部１０１は、吸気温度センサＳＷ４が検出した吸気温度、水温センサＳＷ７が検出した冷却水の温度、エンジン１０の停止時間、並びにグロープラグ１８の駆動時間に基づいて、停止時圧縮行程気筒の筒内温度Ｔを算出する（ステップＳ２２）。

次いで、運転状態判定部１０１は、筒内温度Ｔから燃料圧力Ｐのしきい値Ｐｔｈを設定する（ステップＳ２３）。燃料の混合気を自着火させるための燃料圧力Ｐは、筒内温度Ｔの関数として関連づけることができるので、本実施形態では、筒内温度Ｔと燃料圧力Ｐとの関係を実験値等に基づいてデータ化し、これを制御マップＭ１として記憶することにより、筒内温度Ｔからしきい値Ｐｔｈを求めるようにしている。ここで、制御マップＭ１においては、筒内温度Ｔが高いほどしきい値Ｐｔｈが低圧側になるような特性に設定されている。

次いで、昇温制御部１０５は、燃圧センサＳＷ１が検出した値に基づき、現在の燃料圧力Ｐがしきい値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。仮に燃料圧力Ｐがしきい値Ｐｔｈ以下であれば、昇温制御部１０５は、グロープラグ１８を作動させ（ステップＳ２５）、しきい値Ｐｔｈを越えている場合には、グロープラグ１８を停止させる（ステップＳ２６）。このグロープラグ１８の制御により、エンジン１０は、自動停止中においても、直ちに再始動できるようにスタンバイされた状態となる。

ステップＳ２５またはＳ２６の後、運転状態判定部は、再始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２７）。再始動条件が成立していると判定した場合、制御は、図５以下のフローに進む。他方、再始動条件が成立していないと判定した場合は、ステップＳ２１に戻って上述した制御を繰り返す。このため、計測時間や筒内温度の変化に伴って、ステップＳ２３に設定されるしきい値Ｐｔｈも変化し、筒内温度Ｔが高いほどしきい値Ｐｔｈが低圧側に補正されることになる。

ここで、本実施形態に係る再始動条件は、アクセルペダル３６が踏み込まれたこと等、運転者の意思による再始動要求と、バッテリの低下や空調の作動等による自動制御に基づく再始動要求が含まれている。そして、本実施形態においては、図５に示すように、エンジン１０の運転状況によっては、再始動要求の種類に基づいて、再始動制御が適切に実行されるように構成されている。

図５を参照して、再始動条件成立を判定した場合、運転状態判定部１０１は、まず、グロープラグ１８が作動しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。仮にグロープラグ１８が作動している場合、筒内温度Ｔが相当低い運転状況にあるので、その場合には、原則として、筒内を昇温してからエンジン１０を再始動する制御が実行される。まず、ステップＳ２０、Ｓ２１と同様に停止時間が積算され（ステップＳ３１）、停止時圧縮行程気筒の筒内温度Ｔが算出される（ステップＳ３２）。

次いで、運転状態判定部１０１は、筒内温度Ｔが所定の設定温度Ｔｓｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。筒内温度Ｔが設定温度Ｔｓｔ以下である場合には、停止時圧縮行程気筒の筒内をグロープラグ１８で昇温してから再始動をする方が、スタータモータ３４の駆動時間短縮等の観点から有利であるため、筒内温度Ｔの上昇を待機することとしているのである。

ここで、本実施形態においては、再始動要求が運転者の意思による要求であるか否かが判定される（ステップＳ３４）。制御上、筒内温度Ｔの上昇を待機した方が有利な場合であっても、運転者が再始動を要求している場合には、直ちにエンジン１０を作動させる必要がある。そこで、本実施形態では、再始動要求が運転者の操作に関連するものであるか否かを判定し、仮に運転者の意思に関連しないもの（例えば、バッテリ低下に基づくエンジン始動要求等）であれば、ステップＳ３１に戻って上述した処理を繰り返し、筒内が昇温するのを待機する一方、運転者の操作に関連するものであれば、停止時吸気行程気筒を燃料噴射対象として（ステップＳ３５）、直ちにエンジン１０を再始動することとしている。なお、ステップＳ３３において、筒内温度Ｔが設定温度Ｔｓｔを越えた場合には、停止時圧縮行程気筒での昇温が完了していると考えられるので、その場合にはグロープラグ１８を停止し（ステップＳ３９）、停止時圧縮行程気筒を燃料噴射対象として（ステップＳ４０）、エンジン１０が作動されることになる。また、ステップＳ３０において、グロープラグ１８が停止している場合には、筒内温度Ｔが充分に高いと考えられるので、その場合にも、停止時圧縮行程気筒を燃料噴射対象として（ステップＳ４０）、ステップＳ３６以降に移行し、エンジン１０が作動される。

ステップＳ３５またはステップＳ４０までの設定が完了した後、スタータ制御部１０４は、スタータモータ３４を駆動する（ステップＳ３６）。次いで、燃料噴射制御部１０２は、燃料噴射対象となった気筒に燃料噴射を実行する（ステップＳ３７）。その後は、通常運転に制御が移行し（ステップＳ３８）、再始動処理が終了する。

以上説明したように本実施形態では、エンジン１０が自動停止した後、再始動条件が成立した場合には、停止時圧縮行程気筒に燃料が噴射され、スタータモータ３４が駆動されことにより、エンジン１０が再始動される。この再始動に先立ち、本実施形態では、グロープラグ１８を必要充分な条件で駆動し、自動停止後のエンジン１０を再始動可能な状態で待機させておくことができる。すなわち、エンジン１０の自動停止に伴い、燃料圧力Ｐが低下している場合においても、その低下分を配慮し、グロープラグ１８を作動させるので、再始動時の信頼性を高め、より確実に始動性を高めることができる。

また本実施形態では、運転状態判定部１０１は、燃料の噴射対象となる気筒の筒内温度Ｔを推定するものであり、燃料圧力Ｐのしきい値Ｐｔｈは、推定された筒内温度Ｔに基づいて決定されるものである。このため本実施形態では、燃料圧力Ｐのしきい値が筒内温度Ｔに基づいてより適切に設定され、始動性をより確実に高めることができる。すなわち、自着火の遅れは、筒内の温度に依存する特性を有することから、筒内温度Ｔを高めることにより、燃料圧力Ｐの不足分を補い、始動性を高めることができるのである。

また本実施形態では、運転状態判定部１０１は、筒内温度Ｔが高いほどしきい値Ｐｔｈを低圧側に補正するものである。このため本実施形態では、筒内温度Ｔの上昇に伴って、燃料圧力Ｐのしきい値Ｐｔｈをより低圧側にシフトすることができるので、グロープラグ１８の可動時間や可動頻度を必要充分なレベルに抑制することができる。

また本実施形態では、図５のステップＳ３４に示したように、運転状態判定部１０１は、再始動条件が成立した後、グロープラグ１８が作動している場合には、筒内温度Ｔを推定するものであり、再始動制御部としての燃料噴射制御部１０２やスタータ制御部１０４は、筒内温度Ｔが設定温度Ｔｓｔ以下である場合に再始動条件が運転者の始動要求に基づいて成立したときは、停止時吸気行程気筒を燃料噴射対象として直ちに再始動を実行するものである。このため本実施形態では、運転者の再始動要求時には、筒内温度Ｔが低い場合でも、迅速且つ確実にエンジン１０の再始動を図ることができる。

また本実施形態では、再始動制御部としての燃料噴射制御部１０２やスタータ制御部１０４は、筒内温度Ｔが設定温度Ｔｓｔ以下である場合に再始動条件が運転者の始動要求以外の条件に基づいて成立したときは、当該筒内温度Ｔが設定温度Ｔｓｔを越えるまでエンジン１０の再始動を待機するものである。このため本実施形態では、再始動条件が成立しても、筒内温度Ｔが低い場合には、その昇温を待ってエンジン１０が再始動されるので、比較的高い確率で停止時圧縮行程気筒への燃料噴射による再始動を図ることができる。従って、再始動性を高めることができるばかりでなく、停止時吸気行程気筒へ燃料を噴射して再始動を図る場合に比べ、スタータモータ３４の駆動時間を短縮し、燃費の向上やスタータモータ３４の耐久性向上を図ることができる。

上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。

例えば、再始動条件が成立してから、燃料を噴射する際、筒内温度Ｔが所定値よりも低い場合には、分割噴射を実行して、気化潜熱による筒内温度の低下を防止するようにしてもよい。

また、停止時吸気行程気筒に燃料を噴射してエンジン１０を再始動する場合には、当該停止時吸気行程気筒のピストン１６が圧縮行程に移行するまでに吸入される新気の度合を勘案して、筒内温度Ｔを設定し、それに基づいて、燃料噴射量や燃料噴射タイミングを設定することが好ましい。

さらに、エンジン１０の停止時において、ピストン停止位置に基づき、グロープラグ１８の駆動要否を判定するようにしてもよい。

或いは、ピストン停止位置に基づいて、噴射対象となる気筒を選定するようにしてもよい。

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明に係るエンジンの制御装置を有する４サイクルディーゼルエンジンの概略構成である。 本実施形態に係る自動停止制御を中心とするフローチャートである。 図２の制御例に基づくエンジン回転速度の推移を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る再始動制御を中心とするフローチャートである。 本実施形態に係る再始動制御を中心とするフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
１４Ａ 気筒
１４Ｂ 気筒
１４Ｃ 気筒
１４Ｄ 気筒
１６ ピストン
１７ 燃焼室
１８ グロープラグ（筒内昇温手段の一例）
１９ 燃料噴射弁（燃料噴射系の一例）
２０ コモンレール（燃料噴射系の一例）
２３ 燃料供給ポンプ（燃料噴射系の一例）
３４ スタータモータ
１００ エンジン制御ユニット
１０１ 運転状態判定部
１０２ 燃料噴射制御部（再始動制御部の一例）
１０３ 吸気量流制御部
１０４ スタータ制御部（再始動制御部の一例）
１０５ 昇温制御部
Ｐ 燃料圧力
Ｐｔｈ しきい値
ＳＷ１ 燃圧センサ（燃圧検出手段の一例）
ＳＷ２ エアフローセンサ
ＳＷ３ 吸気圧センサ
ＳＷ４ 吸気温度センサ
ＳＷ５、ＳＷ６ クランク角度センサ
ＳＷ７ 水温センサ
ＳＷ８ アクセル開度センサ
Ｔ 筒内温度
Ｔｓｔ 設定温度

Claims (4)

1. 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るとともに、所定の再始動条件が成立した際に自動停止後の前記ディーゼルエンジンを自動的に再始動するディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記ディーゼルエンジンを搭載した車両の運転状態を判定する運転状態判定部と、
   前記ディーゼルエンジンの燃料供給系の燃料圧力を検出して前記運転状態判定部に出力する燃圧検出手段と、
   前記運転状態判定部の判定に基づいて、前記ディーゼルエンジンの再始動を制御する再始動制御部と、
   前記運転状態判定部の判定に基づいて、前記ディーゼルエンジンの筒内昇温手段を制御する昇温制御部と
   を備え、
   前記昇温制御部は、前記ディーゼルエンジンが自動停止している場合において、前記燃圧検出手段が検出した燃料圧力が所定のしきい値以下であるときには、前記筒内昇温手段を駆動するものであり、
   前記運転状態判定部は、燃料の噴射対象となる気筒の筒内温度を推定するものであり、
   前記燃料圧力の前記しきい値は、推定された筒内温度に基づいて決定されるものである
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
2. 請求項１記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記運転状態判定部は、前記筒内温度が高いほど前記しきい値を低圧側に補正するものである
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記運転状態判定部は、前記再始動条件が成立した後、筒内昇温手段が作動している場合には、筒内温度を推定するものであり、
   前記再始動制御部は、再始動条件が成立した場合において、前記筒内温度が所定の設定温度を超えているときは、停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒を燃料噴射対象として再始動を実行し、前記筒内温度が前記設定温度以下のときに、前記再始動条件が運転者の始動要求に基づいて成立したときは、停止時に吸気行程にある停止時吸気行程気筒を燃料噴射対象として直ちに再始動を実行し、前記筒内温度が前記設定温度以下のときに、前記再始動条件が運転者の始動要求以外の要件に基づいて成立したときは、当該筒内温度が前記設定温度を越えるまで前記ディーゼルエンジンの再始動を待機するものである
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記運転状態判定部は、前記昇温制御部が当該筒内昇温手段を駆動している時間を前記筒内温度の推定の要素とするものである
   ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
   

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