压缩自动点火式发动机的起动控制装置及方法
阅读：1032发布：2020-05-18
专利汇可以提供压缩自动点火式发动机的起动控制装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种压缩自动点火式 发动机 的起动控制装置及方法，该起动控制装置（50）所具备的再起动控制部（52）在再起动发动机时（步骤S21中为“是”），判定为再起动条件不是由驾驶员的要求而引起的时（步骤S23中为“否”），即使发动机停止时处于 压缩行程 的停止时压缩行程汽缸的 活塞 的停止 位置 位于设定在相对地靠近下死点一侧的基准停止位置范围内的情况下（步骤S22中为“是”），通过在发动机停止时处于进气行程的停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射 燃料 ，以此再起动发动机（步骤S25），另一方面，判定为再起动条件是由驾驶员的要求而引起的时（步骤S23中为“是”），通过向停止时压缩行程汽缸喷射燃料而再起动发动机（步骤S24）。，下面是压缩自动点火式发动机的起动控制装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种压缩自动点火式发动机的起动控制装置，具备：设置在通过自动点火使喷射至汽缸内的燃料燃烧的压缩自动点火式发动机上，且在规定的自动停止条件成立时自动停止上述发动机的自动停止控制部；和自动停止后在规定的再起动条件成立时，发动机停止时处于压缩行程的停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于设定在相对地靠近下死点一侧的基准停止位置范围内的情况下，利用起动马达对上述发动机赋予旋转力，同时向上述停止时压缩行程汽缸实施燃料喷射，以此再起动上述发动机的再起动控制部，其特征在于，上述再起动控制部，在再起动发动机时，当判定为上述再起动条件不是由驾驶员的要求而引起的时，即使上述停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基准停止位置范围内的情况下，通过在发动机停止时处于进气行程的停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射燃料，以此再起动发动机，另一方面，当判定为上述再起动条件是由驾驶员的要求所引起的时，通过向上述停止时压缩行程汽缸喷射燃料而再起动发动机。
2.根据权利要求1所述的压缩自动点火式发动机的起动控制装置，其特征在于，上述再起动控制部在停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且位于靠近下死点一侧时，与位于靠近上死点一侧时相比，与上述停止时压缩行程汽缸内的空气量对应地设定更多的燃料喷射量，且，不管成立的再起动条件是否是由驾驶员的要求所引起的，通过向停止时压缩行程汽缸喷射上述设定的量的燃料，以此再起动发动机。
3.根据权利要求1所述的压缩自动点火式发动机的起动控制装置，其特征在于，上述再起动控制部在停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且相对于与进气阀的闭阀正时对应的位置位于下死点侧时，不管成立的再起动条件是否是由驾驶员的要求所引起的，通过向停止时压缩行程汽缸喷射与停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射燃料而再起动发动机的情况下设定的燃料喷射量相同的量的燃料，以此再起动发动机。
4.一种压缩自动点火式发动机的起动控制方法，对于通过自动点火使喷射至汽缸内的燃料燃烧的压缩自动点火式发动机，且在规定的自动停止条件成立时自动停止上述发动机，而之后在规定的再起动条件成立时，发动机停止时处于压缩行程的停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于设定在相对地靠近下死点一侧的基准停止位置范围内的情况下，利用起动马达对上述发动机赋予旋转力，同时向上述停止时压缩行程汽缸实施燃料喷射，以此再起动上述发动机，其特征在于，
在再起动发动机时，当判定为上述再起动条件不是由驾驶员的要求而引起的时，即使上述停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基准停止位置范围内的情况下，通过在发动机停止时处于进气行程的停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射燃料，以此再起动发动机，另一方面，当判定为上述再起动条件是由驾驶员的要求所引起的时，通过向上述停止时压缩行程汽缸喷射燃料而再起动发动机。
压缩自动点火式发动机的起动控制装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及设置于通过自动点火燃烧喷射至汽缸内的燃料的压缩自动点火式发动机上，当规定的自动停止条件成立时使上述发动机自动停止，而之后在规定的再起动条件成立时使用起动马达以对上述发动机赋予旋转力，通过对发动机停止时处于压缩行程的停止时压缩行程汽缸实施燃料喷射，以此再起动上述发动机的压缩自动点火式发动机的起动控制装置。
背景技术
[0003] 对于如上所述的压缩自动点火式发动机，为了谋求CO2的更进一步削减，采用在怠速运行时等自动停止发动机，在之后进行车辆的出发操作等时自动地再起动发动机的所谓的怠速熄火控制的技术是有效的，关于这些的各种研究也在进行着。
[0004] 例如，在日本特开2009-062960号公报（段落0048）中，公开了当规定的自动停止条件成立时自动停止柴油发动机，当规定的再起动条件成立时驱动起动马达以对发动机赋予旋转力，同时实施燃料喷射，从而再起动柴油发动机的柴油发动机的控制装置。而且，记载为根据发动机停止时（停止完成时）处于压缩行程的汽缸（停止时压缩行程汽缸）的活塞停止位置，在多个汽缸中可变地设定最先喷射燃料的汽缸。
[0005] 更具体的是柴油发动机自动停止时，求出在该时刻处于压缩行程的停止时压缩行程汽缸的活塞位置，判定该活塞位置是否在相对地靠近下死点的预先设定的基准停止位置范围内，当在基准停止位置范围内时，再起动发动机时，向上述停止时压缩行程汽缸最先喷射燃料，另一方面，当相对于基准停止位置范围位于上死点侧时，多个活塞之一跨过第一次上死点，而停止时进气行程汽缸（发动机停止时处于进气行程的汽缸）迎来压缩行程时，向该汽缸最先喷射燃料。
[0006] 根据该结构，在停止时压缩行程汽缸的活塞位于上述基准停止位置范围内时，通过向停止时压缩行程汽缸喷射燃料，可以确实地使该燃料自动点火，可以在比较短的时间内迅速再起动发动机（为了便于说明，将其称为“一压缩起动”）。另一方面，在停止时压缩行程汽缸的活塞从上述基准停止位置范围向上死点侧偏离时，利用该活塞的压缩行程量（压缩幅度）小而汽缸内的空气不能充分高温化，因此即使向停止时压缩行程汽缸喷射燃料也有可能引起失火。因此，在这样的情况下，通过向停止时进气行程汽缸喷射燃料而不是向停止时压缩行程汽缸喷射燃料，以此可以充分压缩汽缸内的空气，从而可以确实地使燃料自动点火（为了便于说明，将其称为“二压缩起动”）。
发明内容
[0007] 如上所述，以往，再起动发动机时判定停止时压缩行程汽缸的活塞是否停止在基准停止位置范围内，如果是停止在基准停止位置范围内时，向停止时压缩行程汽缸喷射燃料，以一压缩起动迅速地再起动发动机。
[0008] 可是，发动机的再起动条件大体上分为由驾驶员的要求所引起的再起动条件和不依赖驾驶员的要求的再起动条件。作为前者的示例，可以例举离合器的切断操作及制动器的解除操作等、车辆的出发操作。作为后者的示例，可以例举有必要转动空调、电池电压下降、发动机的自动停止时间长时间延长等、由系统上的观点来看有必要再起动发动机（为了便于说明，将其成为“系统要求”）。根据驾驶员的出发要求而再起动发动机时，由于驾驶员预先知道发动机要再起动，因此即使伴随着再起动产生振动，乘员也不会感觉到大的不适感。另一方面，根据系统要求发动机再起动时，由于驾驶员预先不知道发动机要再起动，因此伴随着再起动发生振动时，乘员会感觉到大的不适感，NVH（噪声·振动·声振粗糙度（乘坐感））显著降低。
[0009] 而且，根据本发明人等的探讨，得知为了谋求缩短再起动时间（从起动马达的驱动开始至发动机完全运转的时间），停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内时，总是以一压缩起动再起动发动机，而在再起动时比较频繁地发生比较大的振动。考虑到这是因为受到由发动机、发动机支架、变速器、车体等的各元素的组合而决定的车辆的共振频率的影响。
[0010] 本发明是鉴于上述问题而形成的，其目的是在再起动压缩自动点火式发动机时，根据发动机的再起动条件，可以选择是应该迅速起动优先，还是应该NVH优先，从而总是以最适合的状态再起动发动机，因此改善压缩自动点火式发动机的起动控制装置。
[0011] 为了解决上述问题，本发明是具备：设置在通过自动点火使喷射至汽缸内的燃料燃烧的压缩自动点火式发动机上，且在规定的自动停止条件成立时自动停止上述发动机的自动停止控制部；和自动停止后在规定的再起动条件成立时，发动机停止时处于压缩行程的停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于设定在相对地靠近下死点一侧的基准停止位置范围内的情况下，利用起动马达对上述发动机赋予旋转力，同时向上述停止时压缩行程汽缸实施燃料喷射，以此再起动上述发动机的再起动控制部的压缩自动点火式发动机的起动控制装置，其中，上述再起动控制部在再起动发动机时，当判定为上述再起动条件不是由驾驶员的要求而引起的时，即使上述停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基准停止位置范围内的情况下，通过在发动机停止时处于进气行程的停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射燃料，以此再起动发动机，另一方面，当判定为上述再起动条件是由驾驶员的要求所引起的时，通过向上述停止时压缩行程汽缸喷射燃料而再起动发动机。
[0012] 根据本发明，在再起动发动机时，即使停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于基准停止位置范围内的情况下，即可以进行一压缩起动的情况下，通过不依赖驾驶员的出发要求的系统要求再起动条件成立时，使发动机二压缩起动。另一方面，通过驾驶员的出发要求再起动条件成立时，使发动机一压缩起动。
[0013] 如在发明的实施形态中的进一步的详细说明，再起动时发生的振动受到由发动机、发动机支架、变速器、车体等的各元素的组合而决定的车辆的共振频率的影响大。该共振频率对于每个车辆都不同，但是并不存在大的差异，对于任意的车辆，也大概例如为11±3Hz左右。
[0014] 另一方面，在一压缩起动中，从多个活塞之一迎来第一次（第一压缩）上死点时起引起燃烧，从而产生用于起动发动机的转矩。该燃烧在多个活塞之一迎来第二次（第二压缩）、第三次（第三压缩）、…上死点时也在发生，从而每一次都产生转矩。因转矩的产生而使转数逐渐地上升，转矩的产生间隔逐渐地变短。即，振动的频率逐渐地变高。而且，频率收敛于一定的怠速状态。在二压缩起动中也有同样的情况。但是，在二压缩起动中，多个活塞之一迎来第一次上死点时仅起动马达的驱动力起作用，因此第一压缩的转矩相对小。其结果是，从第一压缩至第二压缩的转数相对地低，第一压缩和第二压缩之间的振动频率低于一压缩起动中的振动频率。之后，从第二压缩起通过燃烧产生转矩，转数逐渐地上升，振动频率逐渐地变高。而且，与一压缩起动相同，频率收敛于一定的怠速状态。这样，在一压缩起动和二压缩起动中，发动机开始旋转的第一压缩、第二压缩、第三压缩、…等的旋转初期的振动频率（发动机旋转初期振动频率）是不相同的（但是，靠近怠速状态时几乎不变）。
[0015] 而且，根据本发明人等的探讨，得知与二压缩起动时产生的发动机旋转初期振动频率相比，一压缩起动时产生的发动机旋转初期振动频率更接近车辆的共振频率（例如11±3Hz左右）。尤其是得知一压缩起动时的第一压缩和第二压缩之间的振动频率接近车辆的共振频率。其结果是，与以二压缩起动再起动发动机的情况相比，以一压缩起动再起动发动机时，因共振作用容易引起振动大幅度增幅的现象，从而显著降低NVH。
[0016] 由以上所述，根据本发明，通过不依赖驾驶员的要求的系统要求再起动发动机时，即使可以进行一压缩起动，但是由于以二压缩起动再起动发动机，因此避免了NVH的显著的降低，从而抑制预先不知道发动机再起动的乘员感觉到的大的不适感。另外，虽然在二压缩起动中降低迅速起动性，但是由于驾驶员不发出出发要求，因此迅速起动性的降低不成为大的问题。另一方面，通过驾驶员的出发要求再起动发动机时，由于以一压缩起动再起动发动机，因此发动机对于驾驶员的出发要求以较好的响应性在短时间内迅速起动。另外，在一压缩起动中，虽然NVH降低，但是驾驶员发出出发要求，而预先知道发动机要再起动，因此NVH的降低并不是大问题。这样，根据本发明，再起动压缩自动点火式发动机时，根据发动机的再起动条件选择应该迅速起动优先还是应该NVH优先，从而总是以最适合的状态再起动发动机。
[0017] 根据本发明，优选的是，上述再起动控制部在停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且位于靠近下死点一侧时，与位于靠近上死点一侧时相比，与上述停止时压缩行程汽缸内的空气量对应地设定更多的燃料喷射量，且，不管成立的再起动条件是否是由驾驶员的要求所引起的，通过向停止时压缩行程汽缸喷射上述设定的量的燃料，以此再起动发动机。
[0018] 根据该构成，停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且位于靠近下死点一侧时，不管驾驶员是否发出出发要求，总是以一压缩起动再起动发动机。
[0019] 如在发明的实施形态中的进一步的详细说明，为了测定一压缩起动时产生的发动机旋转初期振动频率而实际上自动停止发动机，结果在大部分的情况下，停止时压缩行程汽缸的活塞停止在基准停止位置范围内且靠近上死点一侧（例如压缩上死点前102°CA（曲轴角）～108°CA范围内等）。即，可以说停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于压缩上死点前102°CA～108°CA范围内等的倾向大。又，后述的图5的一压缩起动的时序图是，在停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置例如位于压缩上死点前102°CA～108°CA范围内时很适合。因此，停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且位于靠近下死点一侧（例如压缩上死点前156°CA～180°CA范围内等）时，将与该汽缸内的空气量对应地设定的多量的燃料喷射至该汽缸时，转矩增大，一压缩起动时的第一压缩和第二压缩之间的振动频率接近二压缩起动时产生的发动机旋转初期振动频率。尤其是接近二压缩起动时的第二压缩和第三压缩之间的振动频率。
[0020] 由以上所述，根据上述构成，即使以一压缩起动再起动发动机，燃料喷射量也会增加，因此发动机旋转初期振动频率接近二压缩起动时的状态，从而抑制NVH的降低。因此，即使通过系统要求再起动发动机时，也可以抑制乘员感觉到的大的不适感。又，通过驾驶员的出发要求再起动发动机时，以一压缩起动再起动发动机，以此维持发动机以较好的响应性在短时间内迅速起动的优点。该构成尤其是可以优选地适用于进气阀在进气下死点或进气下死点前闭阀的早闭型发动机。
[0021] 在本发明中，优选的是，上述再起动控制部在停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且相对于与进气阀的闭阀正时对应的位置位于下死点侧时，不管成立的再起动条件是否是由驾驶员的要求所引起的，通过向停止时压缩行程汽缸喷射与停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射燃料而再起动发动机时设定的燃料喷射量相同的量的燃料，以此再起动发动机。
[0022] 根据该构成，在停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且相对于与进气阀的闭阀（IVC）正时对应的位置位于下死点侧时，不管驾驶员是否发出出发要求，总是以一压缩起动再起动发动机。
[0023] 如上所述，停止时压缩行程汽缸的活塞停止在基准停止位置范围内且靠近上死点一侧（例如压缩上死点前102°CA～108°CA范围内等）的倾向大。另一方面，与IVC正时对应的位置是例如压缩上死点前144°CA附近等，并相对于停止时压缩行程汽缸的活塞停止的倾向大的上述范围（压缩上死点前102°CA～108°CA的范围等）位于下死点侧。因此，停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置在基准停止位置范围内且相对于与IVC正时对应的位置位于下死点侧（例如压缩上死点前162°CA等）时，向停止时压缩行程汽缸喷射与二压缩起动时喷射的量同等量的燃料，转矩增大，一压缩起动时的第一压缩和第二压缩之间的振动频率接近二压缩起动时产生的发动机旋转初期振动频率。尤其是接近二压缩起动时的第二压缩和第三压缩之间的振动频率。
[0024] 由以上所述，根据上述构成，即使以一压缩起动再起动发动机，燃料喷射量也会增加，因此发动机旋转初期振动频率接近二压缩起动时的状态，从而抑制NVH的降低。因此，即使发动机通过系统要求而再起动时，也可抑制乘员感觉到的大的不适感。又，发动机通过驾驶员的出发要求而再起动时，通过以一压缩起动再起动发动机，保持发挥发动机以较好的响应性短时间内迅速起动的优点。该构成尤其优选地适用于进气阀在进气下死点后闭阀的迟闭型发动机。
[0025] 此外，本发明是，对于通过自动点火使喷射至汽缸内的燃料燃烧的压缩自动点火式发动机，在规定的自动停止条件成立时自动停止上述发动机，而之后在规定的再起动条件成立时，发动机停止时处于压缩行程的停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于设定在相对地靠近下死点一侧的基准停止位置范围内的情况下，利用起动马达对上述发动机赋予旋转力，同时向上述停止时压缩行程汽缸实施燃料喷射，以此再起动上述发动机的压缩自动点火式发动机的起动控制方法，其中，在再起动发动机时，当判定为上述再起动条件不是由驾驶员的要求而引起的时，即使上述停止时压缩行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基准停止位置范围内的情况下，通过在发动机停止时处于进气行程的停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时向该汽缸喷射燃料，以此再起动发动机，另一方面，当判定为上述再起动条件是由驾驶员的要求所引起的时，通过向上述停止时压缩行程汽缸喷射燃料而再起动发动机。
[0026] 如以上说明，根据本发明，再起动压缩自动点火式发动机时，根据发动机的再起动条件可以选择应该迅速起动优先还是应该NVH优先，总是以最适合的状态再起动发动机，因此可以改善压缩自动点火式发动机的起动控制装置。附图说明
[0027] 图1是示出适用根据本发明的一实施形态的起动控制装置的柴油机发动机的整体结构的系统结构图；图2是示出上述发动机的自动停止控制的具体动作的一示例的流程图；
图3是示出上述发动机的再起动控制的具体动作的一示例的流程图；
图4是用于在上述再起动控制中判定一压缩起动或二压缩起动的图；
图5是示出用一压缩起动再起动上述发动机时及用二压缩起动再起动上述发动机时的曲轴转矩及发动机转数的变化的时序图；
图6是用于在上述再起动控制中设定向汽缸喷射的燃料喷射量的图。
图3是示出上述发动机的再起动控制的具体动作的一示例的流程图；
图4是用于在上述再起动控制中判定一压缩起动或二压缩起动的图；
图5是示出用一压缩起动再起动上述发动机时及用二压缩起动再起动上述发动机时的曲轴转矩及发动机转数的变化的时序图；
图6是用于在上述再起动控制中设定向汽缸喷射的燃料喷射量的图。
具体实施方式
[0028] （1）发动机的整体结构图1是示出适用根据本发明的一实施形态的起动控制装置的柴油机发动机的整体结构的系统结构图。该图示出的柴油发动机是作为行驶驱动用的动力源而搭载在车辆上的四冲程的柴油发动机。该发动机的发动机主体1是所谓的直列四缸型，具有在与纸面正交的方向上以列状排列的四个汽缸2A～2D的汽缸体3、设置于汽缸体3的上表面的汽缸盖4、和分别可往复滑动地插入在各汽缸2A～2D中的活塞5。
[0029] 在上述活塞5的上方形成有燃烧室6，向该燃烧室6中供给从后述的燃料喷射阀15喷射的燃料（轻油）。而且，喷射的燃料在因活塞5的压缩作用而高温·高压化的燃烧室6中自动点火（压缩自动点火），通过其燃烧的膨胀力被按压的活塞5在上下方向上往复运动。
[0031] 在这里，如图示的四冲程四汽缸的柴油发动机中，设置于各汽缸2A～2D中的活塞5以曲轴角180°（180°CA）的相位差上下运动。因此，在各汽缸2A～2D中的燃烧（燃料喷射）的正时设定为每错开180°CA相位的正时。具体地，将汽缸2A、2B、2C、2D的汽缸编号分别作为1号、2号、3号、4号时，以1号汽缸2A→3号汽缸2C→4号汽缸2D→2号汽缸2B的顺序进行燃烧。因此，例如1号汽缸2A为膨胀行程时，3号汽缸2C、4号汽缸2D、2号汽缸2B是分别为压缩行程、进气行程、排气行程。
[0032] 在上述汽缸盖4上设置有向各汽缸2A～2D的燃烧室6开口的进气道9及排气道10、可开闭地关闭各道9、10的进气门11及排气门12。另外，进气门11及排气门12通过包含配设在汽缸盖4上的一对凸轮轴等的阀动机构13、14与曲轴7的旋转连动地开闭驱动。
根据本实施形态的发动机是进气门11在进气下死点后闭阀的迟闭型发动机。
根据本实施形态的发动机是进气门11在进气下死点后闭阀的迟闭型发动机。
[0033] 又，在上述汽缸盖4上设置有每个汽缸2A～2D各一个的燃料喷射阀15。各燃料喷射阀15通过分歧管21分别与作为蓄压室的共轨20相连接。在共轨20中以高压状态蓄积有从燃料供给泵23通过燃料供给管22供给的燃料（轻油），在该共轨20内被高压化的燃料通过分歧管21分别供给至各燃料喷射阀15中。
[0034] 各燃料喷射阀15由设置在前端部的具有多个喷孔的喷嘴的电磁式针阀构成，在其内部具有通向上述喷嘴的燃料通路和通过电磁力动作并开闭上述燃料通路的针状的阀体（任意一个都图示省略）。而且，通过通电而产生的电磁力向打开方向驱动上述阀体，以此从共轨20供给的燃料从上述喷嘴的各喷孔向燃烧室6直接喷射。
[0037] 具体地，在上述曲轴盘25的外周部突设有以一定间距排列的多个齿，在其外周部上的规定范围形成有用于特别指定基准位置的缺齿部25a（不存在齿的部分）。而且，这样的在基准位置上具有缺齿部25a的曲轴盘25旋转，并且基于该旋转的脉冲信号从上述曲轴角传感器SW2输出，以此检测曲轴7的旋转角度（曲轴角）及转速（发动机转速）。
[0039] 即，在从上述曲轴角传感器SW2输出的脉冲信号中包含有对应于上述缺齿部25a每360°CA生成的无信号部分，但是仅用该信息是不能辨别出例如活塞5正在上升时其相应于哪一个汽缸的压缩行程或排气行程。因此，基于每720°CA旋转一次的凸轮轴的旋转从凸轮角传感器SW3输出脉冲信号，并根据输出该信号的正时和上述曲轴角传感器SW2的无信号部分的正时（缺齿部25a的通过正时）进行汽缸辨别。
[0040] 上述进气道9及排气道10分别与进气通路28及排气通路29连接。即，来自外部的吸入空气（新气）通过上述进气通路28向燃烧室6供给，而在燃烧室6中生成的排气（燃烧气体）通过上述排气通路29向外部排出。
[0041] 上述进气通路28中，从发动机主体1至规定距离上游测的范围为向每个汽缸2A～2D分歧的分歧通路部28a，各分歧通路部28a的上游端分别与缓冲罐28b连接。在该缓冲罐28b的上游测设置有由单一的通路构成的共通通路部28c。
[0042] 在上述共通通路部28c上设置有用于调节流入各汽缸2A～2D的空气量（进气流量）的进气节流阀30。进气节流阀30配置为在发动机运行中是基本上维持全开或者接近全开的高开度，仅在发动机停止时等必要时才闭阀以阻断进气通路28。
[0043] 在上述缓冲罐28b上设置有用于检测进气压力的进气压力传感器SW4，在上述缓冲罐28b和进气节流阀30之间的共通通路部28c上设置有用于检测进气流量的空气流量传感器SW5。
[0044] 上述曲轴7通过同步带等与交流发电机32连接。该交流发电机32形成为内设有控制图以外的励磁线圈的电流以调节发电量的调节器回路，根据由车辆的电气负荷及电池的剩余容量等规定的发电量的目标值（目标发电电流），从曲轴7中得到驱动力以进行发电的结构。
[0045] 在上述汽缸体3上设置有用于起动发动机的起动马达34。该起动马达34具有马达主体34a和通过马达主体34a旋转驱动的小齿轮34b。上述小齿轮34b与连接在曲轴7的一端部上的环形齿轮35可分离和连接地啮合。而且，在使用上述起动马达34起动发动机时，小齿轮34b移动至规定的啮合位置并与上述环形齿轮35啮合，小齿轮34b的旋转力传递至环形齿轮35，以此旋转驱动曲轴7。
[0047] 来自各种传感器的各种信息被输入至上述ECU 50中。即，ECU 50与设置在发动机的各部分上的上述水温传感器SW1、曲轴角传感器SW2、凸轮角传感器SW3、进气压力传感器SW4、及空气流量传感器SW5电气连接，根据来自这些各传感器SW1～SW5的输入信号得到发动机的冷却水温度、曲轴角、发动机转速、汽缸辨别、进气压力、进气流量等的各种信息。
[0048] 又，来自设置于车辆的各种传感器（SW6～SW9）的信息也被输入至ECU 50中。即，在车辆上设置有用于检测由驾驶员踩踏操作的加速器踏板36的开度的加速器开度传感器SW6、用于检测制动踏板37的启动/停止（制动的有无）的制动传感器SW7、用于检测车辆的行驶速度（车速）的车速传感器SW8、和用于检测电池（图示省略）的剩余容量的电池传感器SW9。ECU 50根据来自这些各传感器SW6～SW9的输入信号得到加速器开度、制动的有无、车速、电池的剩余容量等信息。
[0049] 上述ECU 50根据来自上述各传感器SW1～SW9的输入信号实施各种运算等，同时控制发动机的各部分。具体地，ECU 50与上述燃料喷射阀15、进气节流阀30、交流发电机32、及起动马达34电气连接，根据上述运算的结果等向这些机器分别输出驱动用的控制信号。
[0050] 说明上述ECU 50所具有的更具体的功能。ECU 50具有例如在发动机的通常运行时，从燃料喷射阀15喷射基于运行条件而规定的所需量的燃料，并使交流发电机32以基于车辆的电气负荷及电池的剩余容量等而规定的所需发电量发电等的基本的功能，除此之外还具有在预先规定的特定的条件下自动停止发动机或者再起动发动机的功能。因此，ECU50作为与发动机的自动停止或再起动控制相关的功能性要素，具有自动停止控制部51及再起动控制部52。
[0051] 上述自动停止控制部51在发动机的运行中，判定预先设定的发动机的自动停止条件的成立与否，当成立时，实施自动停止发动机的控制。
[0052] 例如，在车辆处于停止状态等的多个条件具备，确认为即使停止发动机也不妨碍的状态的情况下，判定为自动停止条件成立。而且，通过停止（燃料中断）来自燃料喷射阀15的燃料喷射等而停止发动机。
[0053] 上述再起动控制部52在发动机自动停止后，判定预先设定的再起动条件的成立与否，当成立时，实施再起动发动机的控制。
[0054] 例如，为了使车辆出发而由驾驶员踩踏加速器踏板36等，从而产生起动发动机的必要性时，判定为再起动条件成立。而且，驱动起动马达34对曲轴7赋予旋转力，同时再次开始来自燃料喷射阀15的燃料喷射，以此再起动发动机。
[0055] （3）自动停止控制接着，利用图2的流程图说明负责发动机自动停止控制的ECU 50的自动停止控制部51的具体控制动作的一示例。
[0056] 当图2的流程图中所示的处理开始时，自动停止控制部51读取各种传感器值（步骤S1）。具体地，读取来自水温传感器SW1、曲轴角传感器SW2、凸轮角传感器SW3、进气压力传感器SW4、空气流量传感器SW5、加速器开度传感器SW6、制动传感器SW7、车速传感器SW8及电池传感器SW9的各个检测信号，根据这些信号得到发动机的冷却水温、曲轴角、发动机转速、汽缸辨别、进气压力、进气流量、加速器开度、制动的有无、车速、电池的剩余容量等的各种信息。
[0057] 接着，自动停止控制部51根据上述步骤S1中得到的信息判定发动机的自动停止条件的成立与否（步骤S2）。例如，当车辆处于停止状态（车速=0km/h）、加速器踏板36的开度为零（加速器停止）、制动踏板37为操作中（制动器启动）、发动机的冷却水温为规定值以上（温态）、电池的剩余容量为规定值以上等的多个条件全部具备时，判定为自动停止条件成立。另外，关于车速，没有必要必须以完全停止（车速=0km/h）作为条件，也可以设定规定的低车速以下（例如3km/以下）的条件。
[0058] 在上述步骤S2中判定为“是”，从而确认自动停止条件成立的情况下，自动停止控制部51将进气节流阀30的开度设定为全闭（0%）（步骤S3）。即，在上述自动停止条件成立的时刻，将进气节流阀30的开度由怠速运行时设定的规定的开度（例如30%）降低至全闭（0%）。
[0059] 接着，自动停止控制部51将燃料喷射阀15总是维持在关闭状态，以此停止来自燃料喷射阀15的燃料的供给（燃料中断）（步骤S4）。
[0060] 接着，自动停止控制部51通过判定发动机转速达到0rpm与否，以此判定发动机的完全停止与否（步骤S5）。而且，如果发动机已完全停止，则自动停止控制部51例如将进气节流阀30的开度设定为通常运行时设定的规定的开度（例如80%等）等（步骤S6），从而结束该自动停止控制。
[0061] （4）再起动控制及本实施形态的作用效果接着，利用图3的流程图说明负责发动机再起动控制的ECU 50的再起动控制部52的具体控制动作的一示例。
[0062] 图3的流程图所示的处理开始时，再起动控制部52根据各种传感器值判定发动机的再起动条件的成立与否（步骤S21）。例如，在为了使车辆出发而踩踏加速器踏板36（加速器启动）、电池的剩余容量下降、发动机冷却水温不到规定值（冷态）、发动机的停止持续时间（自动停止后经过的时间）超过规定时间等的条件中的至少一个条件成立时，判定为再起动条件成立。在这里，发动机的再起动条件大致区分为基于驾驶员的出发要求的条件（例如，离合器的切断操作及制动器的解除操作等的车辆的出发操作）和不基于驾驶员的出发要求的基于系统要求的条件（例如，有必要运转空调、电池电压下降、发动机的自动停止时间长时间延长等的系统上的理由）。
[0063] 在上述步骤S21中判定为“是”，从而确认再起动条件成立的情况下，再起动控制部52利用图4所示的图判定停止时压缩行程汽缸（发动机停止时处于压缩行程的汽缸）的活塞停止位置是否在基准停止位置范围R（例如压缩上死点前83°CA～180°CA的范围等）内（步骤S22）。
[0064] 在这里，上述图是用于判定在再起动发动机时是以一压缩起动再起动发动机还是以二压缩起动再起动发动机的图。一压缩起动是在发动机停止时处于压缩行程的汽缸（停止时压缩行程汽缸）上，在多个活塞之一迎来第一次上死点（TDC）时喷射燃料，从而再起动发动机。二压缩起动是在发动机停止时处于进气行程的汽缸（停止时进气行程汽缸）上，在多个活塞之一迎来第二次上死点时喷射燃料，从而再起动发动机。
[0065] 如图4所示，上述判定用图是将停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置和发动机冷却水温作为参数而设定基准停止位置范围R的图。在这里，纵轴的发动机冷却水温是发动机的再起动控制开始时的发动机冷却水温。在本实施形态中，发动机的再起动控制开始时是指在步骤S21中确认再起动条件的成立的时刻。
[0066] 如图所示，基准停止位置范围R设定在相对地靠近下死点（BDC）一侧。又，发动机冷却水温越高，基准停止位置范围R越向上死点侧扩大。即，再起动控制开始时的发动机冷却水温相对高时，与相对低时相比，停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置进入基准停止位置范围R内的几率变高。
[0067] 在上述步骤S22中判定为“是”，从而确认停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置在基准停止位置范围R内的情况下，再起动控制部52判定在步骤S21中确认的成立的再起动条件是否为驾驶员的要求所引起的（步骤S23）。
[0068] 其结果是，在上述步骤S23中判定为“是”，从而确认成立的再起动条件为驾驶员的要求所引起的情况下，再起动控制部52向停止时压缩行程汽缸喷射最初的燃料以实施再起动发动机的控制（一压缩起动）（步骤S24）。即，驱动起动马达34以对曲轴7赋予旋转力，同时向停止时压缩行程汽缸喷射燃料以自动点火，以此从多个活塞之一迎来第一次上死点的时刻起再开始进行燃烧，以再起动发动机。然后，结束该再起动控制。
[0069] 另一方面，在上述步骤S23中判定为“否”，从而确认成立的再起动条件不是由驾驶员的要求所引起的情况下，即，确认为由系统要求所引起的情况下，除了在后述的步骤S26中判定为“是”的情况以外，再起动控制部52向停止时进气行程汽缸（发动机停止时处于进气行程的汽缸）喷射最初的燃料以实施再起动发动机的控制（二压缩起动）（步骤S25）。即，驱动起动马达34以对曲轴7赋予旋转力，在多个活塞之一跨过第一次的上死点，停止时进气行程汽缸迎来压缩行程时，向停止时进气行程汽缸喷射燃料以自动点火，以此从多个活塞之一迎来第二次上死点的时刻起再开始进行燃烧，以再起动发动机。然后，结束该再起动控制。
[0070] 即，根据本实施形态的柴油发动机（压缩自动点火式发动机）的起动控制装置在规定的自动停止条件成立时自动停止发动机，之后在规定的再起动条件成立时，停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内的情况下，利用起动马达34对发动机赋予旋转力，同时向停止时压缩行程汽缸喷射燃料，以此再起动发动机。
[0071] 对一压缩起动和二压缩起动的对比说明大致如下。即，如图4所示，基准停止位置范围R预先设定为在相对地靠近下死点一侧的范围（例如压缩上死点前83°CA～180°CA的范围等）。停止时压缩行程汽缸的活塞5停止在这样的靠近下死点一侧的位置上，则发动机再起动时，向上述停止时压缩行程汽缸喷射最初的（作为整个发动机的最初的）燃料，以此以一压缩起动迅速且确实地再起动发动机。即，停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置在上述基准停止位置范围R内时，在停止时压缩行程汽缸内存在比较多的空气，因此随着发动机再起动时的活塞5的上升，活塞5的压缩行程量（压缩幅度）增大，停止时压缩行程汽缸内的空气充分压缩而实现高温化。因此，将再起动时的最初的燃料喷射至停止时压缩行程汽缸内时，该燃料在停止时压缩行程汽缸内确实地自动点火以燃烧。
[0072] 相对于此，停止时压缩行程汽缸的活塞5从基准停止位置范围R向上死点侧偏离时，活塞5的压缩行程量变少，停止时压缩行程汽缸内的空气不能充分高温化，因此即使向停止时压缩行程汽缸喷射燃料，也会存在引起失火的可能性。因此，在这样的情况下，向停止时进气行程汽缸喷射燃料而不是向停止时压缩行程汽缸喷射燃料，以此充分压缩停止时进气行程汽缸的空气，确实地使燃料自动点火（二压缩起动）。
[0073] 这样，停止时压缩行程汽缸的活塞5位于基准停止位置范围R内时，可以以一压缩起动迅速再起动发动机，而从基准停止位置范围R向上死点侧偏离时，需要以二压缩起动向停止时进气行程汽缸喷射燃料，因此直到停止时进气行程汽缸的活塞5到达压缩上死点附近为止（即直到多个活塞之一迎来第二次上死点为止），不能够进行基于燃料喷射的自动点火，再起动时间（在本实施形态中是指从起动马达34的起动时刻至发动机转速达到750rpm的时间）变长。因此，优选的是，再起动发动机时尽量以一压缩起动迅速地再起动发动机。
[0074] 但是，在本实施形态中，如上所述，再起动发动机时，即使在停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内的情况下，即、即使是可以进行一压缩起动的情况下（步骤S22中为“是”），通过不依赖驾驶员的出发要求的系统要求再起动条件成立（步骤S23中为“否”）时，二压缩起动发动机（步骤S25）。实施这样的控制动作的理由大致如下。
[0075] 图5是示出将根据本实施形态的柴油发动机以一压缩起动再起动时（用虚线示出）及以二压缩起动再起动时（用实线示出）的曲轴转矩（N·m）及发动机转数（rpm）的变化的时序图。另外，为了得到图5的数据而实际自动停止发动机，结果再起动前的停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置都是压缩上死点前105°CA。
[0076] 在一压缩起动（虚线）中，从多个活塞之一迎来第一压缩的上死点时起发生燃烧，产生用于起动发动机的转矩。该燃烧在多个活塞之一迎来第二压缩、第三压缩、…的上死点时也会发生，并在此时产生转矩。第一压缩和第二压缩之间的振动频率为12.0Hz，第二压缩和第三压缩之间的振动频率为19.4Hz。
[0077] 在二压缩起动（实线）中，从多个活塞之一迎来第二压缩的上死点时起发生燃烧。在迎来第一压缩的上死点时仅有起动马达34的驱动力作用于曲轴7。因此，第一压缩的转矩与一压缩起动的情况相比较小。其结果是，从第一压缩至第二压缩的转数低于一压缩起动的情况，第一压缩和第二压缩之间的振动频率为5.6Hz，低于一压缩起动中的频率（12.0Hz）。但是，通过燃烧产生转矩的第二压缩和第三压缩之间的振动频率为16.1Hz，低于一压缩起动中的频率（19.4Hz），但是高于一压缩起动中的第一压缩和第二压缩之间的振动频率12.0Hz。
[0078] 而且，在任意情况下，因转矩的产生而使转数逐渐地上升，振动频率逐渐地提高，频率收敛于一定的怠速状态。这样，在一压缩起动和二压缩起动中，发动机开始旋转的第一压缩、第二压缩、第三压缩、…等的旋转初期的振动频率（发动机旋转初期振动频率）是有差异的。
[0079] 另一方面，再起动时产生的振动受到由发动机、发动机支架、变速器、车体等的各元素的组合所决定的车辆的共振频率的影响大。例如，在将直列四汽缸的横置发动机与变速器及差速器装置等连接的动力传动系统安装在车体的三个位置的情况下，可以考虑在发动机起动时产生动力传动系统的横摆（roll）振动。该横摆振动的共振频率是对于每个车辆都不同，但是并不存在大的差异，如果是平均性的车辆，则任意情况下大体上是例如11±3Hz左右，即8～14Hz左右。
[0080] 即，在一压缩起动时产生的发动机旋转初期振动频率中，第一压缩和第二压缩之间的振动频率（12.0Hz）接近一般的车辆的共振频率（8～14Hz左右）或者包含在其中。其结果是，以一压缩起动再起动发动机时，与以二压缩起动再起动发动机的情况相比，容易发生因共振作用引起振动大幅度增幅的现象，并且NVH显著降低。
[0081] 因此，在本实施形态中，通过不依赖驾驶员的要求的系统要求再起动发动机时（步骤S23中为“否”），即使可以进行一压缩起动（步骤S22中为“是”），也以二压缩起动再起动发动机（步骤S25）。以此，避免了NVH的显著降低，可抑制预先不知道发动机再起动的乘员感觉到的大的不适感的问题。
[0082] 另外，在二压缩起动中，虽然迅速起动性降低，但是由于驾驶员不发出出发要求，因此迅速起动性的降低并不成为大的问题。
[0083] 另一方面，根据驾驶员的出发要求再起动发动机时（步骤S23中为“是”），由于以一压缩起动再起动发动机（步骤S24），因此对于驾驶员的出发要求发动机以较好的响应性短时间内迅速起动。
[0084] 另外，在一压缩起动中，NVH虽然降低，但是由于驾驶员发出出发要求，并预先知道发动机再起动，因此NVH的降低不成为大的问题。
[0085] 这样，在本实施形态中，再起动压缩自动点火式发动机时，根据发动机的再起动条件选择应该进行一压缩起动而使迅速起动优先，还是应该进行二压缩起动而使NVH优先，从而总是以最适合的状态再起动发动机。
[0086] 但是，在本实施形态中，图3的步骤S23中判定为“否”，从而确认成立的再起动条件为基于系统要求的情况下，移动到步骤S26，判定停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置是否相对于与进气阀11的闭阀（IVC）正时相对应的位置位于下死点侧。而且，仅在“否”的情况下，即停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置相对于与IVC正时相对应的位置位于上死点侧的情况下，移动至步骤S25以二压缩起动发动机。即，停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置在基准停止位置范围R内且相对于与IVC正时相对应的位置位于下死点侧时（步骤S26中为“是”），无关于驾驶员是否发出出发要求（即使在步骤S23中为“否”），而总是以一压缩起动再起动发动机（步骤S24）。实施这样的控制动作的理由大致如下。
[0087] 图6是为了在上述再起动控制中设定向汽缸喷射的燃料喷射量而使用的图。在本实施形态中，如图6所示，活塞停止位置越接近下死点，又，发动机冷却水温越低，再起动控制中向汽缸喷射的燃料喷射量越多。这是将燃料喷射量与以活塞停止位置所决定的汽缸内的空气量相对应地、又与发动机温度相对应地设定的结果。另外，在图6中举例示出的燃料喷射量设定用图即可以使用在一压缩起动中，也可以使用在二压缩起动中。但是，一压缩起动的情况下，在基准停止位置范围R以外的靠近上死点一侧的范围内燃料喷射量的值变为无效。又，在二压缩起动的情况下，对于进气阀11在进气下死点或进气下死点前早闭合的发动机，设定为在压缩上死点前180°CA上的燃料喷射量的值，对于进气阀11在进气下死点后迟闭合的发动机，设定为在与进气阀11的闭阀（IVC）正时对应的曲轴角（例如压缩上死点前144°CA等）上的燃料喷射量的值。另外，对于进气阀11在进气下死点后迟闭合的发动机，即使是一压缩起动，在停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置位于基准停止位置范围R内且相对于与IVC正时对应的位置位于下死点侧（例如压缩上死点前162°CA等）时，也设定为在与IVC正时对应的曲轴角度上的燃料喷射量的值。
[0088] 如图6所示，与IVC正时对应的曲轴角（压缩上死点前144°CA等）相对地接近于下死点。另一方面，如上所述，图5的数据是停止时压缩行程汽缸的活塞5在停止时压缩行程汽缸的活塞5停止的倾向高的压缩上死点前105°CA停止时得到的。即，从图6中可知，在停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置相对于与IVC正时对应的位置位于下死点侧时设定的燃料喷射量是相对多的量，在发动机旋转初期振动频率如图5所示的状态示出时设定的燃料喷射量是相对少的量。
[0089] 而且，如上所述，根据本实施形态的发动机是进气阀11在进气下死点后闭阀的迟闭型发动机。因此，在本实施形态中，停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内且相对于与IVC正时对应的位置位于下死点侧（例如压缩上死点前162°CA等）时，即使在一压缩起动时，也根据图6的燃料喷射量设定用图设定与在二压缩起动的情况下设定的燃料喷射量相同的量的燃料喷射量。为此，即使在一压缩起动时，也向停止时压缩行程汽缸喷射与二压缩起动的情况下喷射的量同等量的燃料。其结果是，转矩增大，一压缩起动时的第一压缩和第二压缩之间的振动频率（在图5中为12.0Hz）发生变化，从而接近于二压缩起动时的第二压缩和第三压缩之间的振动频率（在图5中为16.1Hz）。
[0090] 由以上所述，在停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置相对于与IVC正时对应的位置位于下死点侧时（步骤S26中为“是”），即使以一压缩起动再起动发动机（步骤S24），燃料喷射量也增量至与二压缩起动时同等的水平，因此发动机旋转初期振动频率接近于二压缩起动时的状态，NVH的降低被抑制。为此，即使因系统要求而再起动发动机时（步骤S23中为“否”），也抑制乘员感觉到的大的不适感，因此不管驾驶员是否发出出发要求（即使在步骤S23中为“否”），也总是以一压缩起动再起动发动机（步骤S24）。又，通过驾驶员的出发要求再起动发动机时（在步骤S23中为“是”），以一压缩起动再起动发动机（步骤S24），以此保持发挥发动机以较好的响应性在短时间内迅速起动的优点。
[0091] （5）其他的实施形态发动机为进气阀11在进气下死点或进气下死点前闭阀的早闭型的发动机的情况下，在图3所示的再起动控制中，也可以使再起动控制部52在停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内且位于靠近下死点一侧时，与位于靠近上死点一侧时相比，根据如图6中示出的燃料喷射量设定用图，与停止时压缩行程汽缸内的空气量对应地设定更多的燃料喷射量，且，不管成立的再起动条件是否是因驾驶员的要求所引起的，通过向停止时压缩行程汽缸喷射上述设定的量的燃料，以此使发动机再起动。
[0092] 根据该结构，停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内且位于靠近下死点一侧时，不管驾驶员是否发出出发要求（即，在系统要求的情况下也是），总是以一压缩起动再起动发动机。选择这样的控制动作的理由大致如下。
[0093] 如上所述，在停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内且位于靠近上死点一侧（例如压缩上死点前102°CA～108°CA范围内等）时，一压缩起动时成为如图5所示的发动机旋转初期振动频率。相对于此，停止时压缩行程汽缸的活塞5的停止位置在基准停止位置范围R内且位于靠近下死点一侧（例如压缩上死点前156°CA～180°CA的范围内等）时，根据如图6中示出的燃料喷射量设定用图，与该汽缸内的空气量对应地设定的较多的量的燃料喷射至该汽缸时，转矩增大，一压缩起动时的第一压缩和第二压缩之间的振动频率（在图5中为12.0Hz）发生变化，从而接近于二压缩起动时的第二压缩和第三压缩之间的振动频率（在图5中为16.1Hz）。
[0094] 由以上所述，停止时压缩行程汽缸的活塞停止位置位于靠近下死点一侧时，即使以一压缩起动再起动发动机，也由于燃料喷射量增量，因此发动机旋转初期振动频率接近于二压缩起动时的状态，NVH的降低被抑制。为此，即使是因系统要求发动机再起动时，也可以抑制乘员感觉到的大的不适感的问题，不管驾驶员是否发出出发要求，总是以一压缩起动再起动发动机。又，因驾驶员的出发要求发动机再起动时，通过以一压缩起动再起动发动机，以此保持发挥发动机以较好的响应性在短时间内迅速起动的优点。
[0095] 又，在上述实施形态中，在自动停止条件成立的时刻（步骤S2中为“是”），将进气节流阀30的开度设定为全闭（0%）（步骤S3），之后，在能够看到一定程度的进气压力的降低的时刻，实施停止来自燃料喷射阀15的燃料喷射的燃料中断（步骤S4），但是也可以在与进气节流阀30的全闭相同的时刻实施燃料中断。
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