(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの自動停止・再始動を行うディーゼルエンジンの自動停止装置であって、
前記ディーゼルエンジンの吸気通路のうちスロットル弁よりも下流側の部分と排気通路とを連通させて排気ガスを該排気通路から該吸気通路へ還流させるためのＥＧＲ通路と、
所定の自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止して前記ディーゼルエンジンを停止させる一方、その後に所定の再始動条件が成立したときに燃料の供給を再開して該ディーゼルエンジンの燃焼による始動を行う停止・始動制御手段とを備え、
前記ＥＧＲ通路は、流通する排気ガスを冷却する冷却手段が設けられた低温ＥＧＲ通路と、該冷却手段が設けられていない高温ＥＧＲ通路とを有すると共に、排気ガスに該低温ＥＧＲ通路を流通させる状態と該高温ＥＧＲ通路を流通させる状態とを切り替える通路制御弁が設けられており、
前記停止・始動制御手段は、
前記自動停止条件が成立してから燃料供給を停止させるまでの間においては、燃料を主噴射した後、膨張行程中であって且つ気筒内温度が燃料の自己着火温度以上である間に追加噴射を行い、
燃料供給を停止させてから前記ディーゼルエンジンが停止するまでの間においては、排気ガスに前記高温ＥＧＲ通路を流通させるように前記通路制御弁を制御すると共に前記スロットル弁を絞ることを特徴とするディーゼルエンジンの自動停止装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼルエンジンの自動停止装置であって、
前記吸気通路に配設されたコンプレッサと前記排気通路に配設されたタービンとを有するターボ過給機と、
前記排気通路に接続されて前記タービンをバイパスさせるタービンバイパス通路と、
前記タービンバイパス通路に設けられて該タービンバイパス通路を流通する排気ガスの流量を調整するためのバイパス弁とをさらに備え、
前記停止・始動制御手段は、前記自動停止条件の成立後であって燃料供給停止後に排気ガスに前記高温ＥＧＲ通路を流通させるときには、前記バイパス弁を閉じることを特徴とするディーゼルエンジンの自動停止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンを自動停止・再始動させる、ディーゼルエンジンの自動停止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車における二酸化炭素排出量の低減が強く求められており、その解決策の一つとして、アイドル運転を自動的に停止するエンジンの自動停止装置が開発されている。詳しくは、このようなエンジンの自動停止装置は、所定の自動停止条件が成立したときには燃料供給を停止してエンジンを自動停止させる一方、その後に所定の再始動条件が成立したときには燃料供給を再開してエンジンを燃焼により再始動させている。
【０００３】
ところが、ディーゼルエンジンにおいて自動停止・再始動を行うと、再始動時の着火性が悪いという問題がある。詳しくは、エンジンを停止させると気筒内温度が一時的に低下する。ディーゼルエンジンは、断熱圧縮して高温となった空気に燃料を噴射することによって燃料に自己着火させるため、気筒内温度が低下すると、再始動時の着火性が悪化する。
【０００４】
そこで、特許文献１に係るディーゼルエンジンの自動停止装置では、ＥＧＲクーラが設けられたＥＧＲ通路に、ＥＧＲクーラをバイパスさせるバイパス通路を接続し、エンジンの自動停止条件が成立したときには、排気ガスをバイパス通路を介して吸気側へ還流させている。つまり、エンジンの自動停止成立条件が成立してからエンジンが実際に停止するまでの間にはしばらくの時間を要し、この時間に、本来的に高温の排気ガスを、ＥＧＲクーラで冷却することなく、高温のまま吸気系に還流させるようにしている。こうすることにより、自動停止後の気筒内の温度を高温に維持して、再始動時の着火性を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３５９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、エンジンを自動停止させるべく燃料噴射を停止した後は、燃焼が起こらないため、ＥＧＲ通路へ還流される排気ガスの温度も既燃ガスほど高くはない。また、自動停止してから再始動までの時間が長い場合には、やはり気筒内の温度は低下してしまい、着火性が悪化してしまう。つまり、特許文献１のように、エンジンの自動停止時に、ＥＧＲガスを冷却することなく還流させる構成だけでは、着火性の向上には不十分な場合もあり、さらなる改良の必要がある。
【０００７】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの自動停止後の再始動時の着火性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示された技術は、ディーゼルエンジンの自動停止・再始動を行うディーゼルエンジンの自動停止装置が対象である。そして、このディーゼルエンジンの自動停止装置は、前記ディーゼルエンジンの排気通路と、吸気通路のうちスロットル弁よりも下流側の部分とを連通させて排気ガスを該排気通路から該吸気通路へ還流させるためのＥＧＲ通路と、所定の自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止して前記ディーゼルエンジンを停止させる一方、その後に所定の再始動条件が成立したときに燃料の供給を再開して該ディーゼルエンジンの燃焼による始動を行う停止・始動制御手段とを備えている。前記ＥＧＲ通路は、流通する排気ガスを冷却する冷却手段が設けられた低温ＥＧＲ通路と、該冷却手段が設けられていない高温ＥＧＲ通路とを有すると共に、排気ガスに該低温ＥＧＲ通路を流通させる状態と該高温ＥＧＲ通路を流通させる状態とを切り替える通路制御弁が設けられており、前記停止・始動制御手段は、前記自動停止条件が成立してから燃料供給を停止させるまでの間においては、燃料を主噴射した後、膨張行程中であって且つ気筒内温度が燃料の自己着火温度以上である間に追加噴射を行い、燃料供給を停止させてから前記ディーゼルエンジンが停止するまでの間においては、排気ガスに前記高温ＥＧＲ通路を流通させるように前記通路制御弁を制御すると共に前記スロットル弁を絞るものとする。
【０００９】
前記の構成によれば、自動停止条件が成立すると、そこから燃料供給を停止するまでの間において、主噴射に加えて追加噴射が行われる。こうすることによって、シリンダブロックのシリンダ壁やシリンダヘッド等を加熱しておくことができる。こうしてシリンダ壁等を加熱しておくことにより、燃料供給が停止されたときには、気筒内のガスは、追加噴射が無いときと比べて高温となる。そして、この高温の排気ガスは冷却手段をバイパスして前記高温ＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流する。つまり、高温の排気ガスが高温のまま気筒内へ還流することになる。これにより、自動停止後の気筒内の温度は、高温に維持される。このとき、スロットル弁が絞られているため、新気の導入が抑制されている。これにより、高温の排気ガスの還流が促進される。このように還流される排気ガスが高温であることに加えて、前記追加噴射によりシリンダ壁等が加熱されているため、このことによっても、気筒内の温度は高温に維持される。その結果、再始動時の圧縮行程において、気筒内の空気の温度が燃料の自己着火可能温度まで達しやすくなる。
【００１０】
また、前記ディーゼルエンジンの自動停止装置は、前記吸気通路に配設されたコンプレッサと前記排気通路に配設されたタービンとを有するターボ過給機と、前記排気通路に接続されて排気ガスに前記タービンをバイパスさせるタービンバイパス通路と、前記タービンバイパス通路に設けられて該タービンバイパス通路を流通する排気ガスの流量を調整するためのバイパス弁とをさらに備え、前記停止・始動制御手段は、前記自動停止条件の成立後であって燃料供給停止後に排気ガスに前記高温ＥＧＲ通路を流通させるときには、前記バイパス弁を閉じるようにすることが好ましい。
【００１１】
このように、バイパス弁を閉じると、排気抵抗が大きくなる。これにより、排気ガスは、排気通路を下流へ流れるよりは、ＥＧＲ通路へ流入しやすくなる。つまり、自動停止条件の成立後であって燃料供給停止後に、前述の高温の排気ガスを吸気通路へ積極的に還流させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
前記ディーゼルエンジンの自動停止装置によれば、自動停止条件が成立してから燃料供給を停止させるまでの間において追加噴射を行うことによって、シリンダ壁等を高温にして排気ガスを高温にすることができる。それに加えて、排気ガスを高温ＥＧＲ通路を介して冷却手段をバイパスさせて吸気通路へ還流させることによって、高温となった排気ガスを高温のまま吸気通路へ還流させることができる。これらの結果、気筒内温度を上昇させて、再始動時の着火性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るターボ過給機付きエンジンの構成を示す概略図である。
【図２】エンジンの自動始動装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】大型及び小型ターボ過給機の作動マップである。
【図４】吸気リサーキュレーションにおける制御動作を示すフローチャートである。
【図５】吸気リサーキュレーションにおける吸気バイパス弁及びスロットル弁の作動状態を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
《発明の実施形態》
図１は、実施形態に係る自動停止装置を備えたディーゼルエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されたディーゼルエンジンであって、複数の気筒１１ａ（１つのみ図示）が設けられたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン１３とを有している。このエンジン１の各気筒１１ａ内には、ピストン１４が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン１４の頂面には深皿形燃焼室１４ａを区画するキャビティが形成されている。このピストン１４は、コンロッド１４ｂを介してクランクシャフト１５と連結されている。シリンダブロック１１には、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１が配設されている。
【００１６】
前記シリンダヘッド１２には、各気筒１１ａ毎に吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されているとともに、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７の燃焼室１４ａ側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。これら吸排気弁２１，２２をそれぞれ駆動する動弁系において、排気弁側には、当該排気弁２２の作動状態を通常モードと特殊モードとに切り替える油圧作動式の可変機構（図示省略。以下、ＶＶＭ（Variable Valve Motion）と称する）が設けられている。このＶＶＭは、その詳細な図示は省略するが、カム山を１つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロファイルの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁に伝達するロストモーション機構を含んで構成されており、第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２の作動状態が、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードとなるのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２の作動状態が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードとなる。特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用され得る。尚、こうした通常モードと特殊モードとの切り替えを可能にする上で、排気弁を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。
【００１７】
また、前記シリンダヘッド１２には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、エンジン１の冷間時に吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ１９とが設けられている。前記インジェクタ１８は、その燃料噴射口が燃焼室１４ａの天井面から該燃焼室１４ａに臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室１４ａに燃料を直接噴射供給するようになっている。
【００１８】
前記エンジン１の一側面には、各気筒１１ａの吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、前記エンジン１の他側面には、各気筒１１ａの燃焼室１４ａからの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。これら吸気通路３０及び排気通路４０には、吸入空気の過給を行う大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２とが配設されている。
【００１９】
吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。一方、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒１１ａ毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１１ａの吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。また、サージタンク３３には、燃焼室１４ａに供給される空気の圧力を検出する過給圧センサＳＷ２が配設されている。
【００２０】
吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、上流側から順に、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ３と、詳しくは後述する大型及び小型ターボ過給機６１，６２のコンプレッサ６１ａ，６２ａと、該コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気の温度を検出する過給空気温度センサＳＷ４と、該コンプレッサ６１ａ，６２ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、前記各気筒１１ａの燃焼室１４ａへの吸入空気量を調節するスロットル弁３６とが配設されている。このスロットル弁３６は、基本的には全開状態とされるが、エンジン１の停止時には、ショックが生じないように全閉状態とされる。
【００２１】
前記排気通路４０の上流側の部分は、各気筒１１ａ毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。
【００２２】
この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型及び大型ターボ過給機６２，６１のタービン６２ｂ，６１ｂと、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４１と、サイレンサ４２とが配設されている。
【００２３】
この排気浄化装置４１は、酸化触媒４１ａと、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、フィルタという）４１ｂとを有しており、上流側から、この順に並んでいる。酸化触媒４１ａ及びフィルタ４１ｂは１つのケース内に収容されている。前記酸化触媒４１ａは、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のＣＯ及びＨＣが酸化されてＣＯ２及びＨ２Ｏが生成する反応を促すものである。この酸化触媒４１ａが触媒を構成する。また、前記フィルタ４１ｂは、エンジン１の排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。尚、フィルタ４１ｂに酸化触媒をコーティングしてもよい。また、酸化触媒４１ａとフィルタ４１ｂの間には、酸化触媒４１ａを通過した排気ガスの温度を検出する排気温度センサＳＷ５が配設されている。
【００２４】
また、前記吸気通路３０における前記サージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型コンプレッサ６２ａよりも下流側部分）と、前記排気通路４０における前記排気マニホールドと小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂとの間の部分（つまり小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりも上流側部分）とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するための排気ガス還流通路５０によって接続されている。この排気ガス還流通路５０は、ＥＧＲクーラ５２が配設された主通路５１と、主通路５１から分岐してＥＧＲクーラ５２をバイパスした後、再び主通路５１に合流するクーラバイパス通路５３とを有している。ＥＧＲクーラ５２は、流通する排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するものである。主通路５１には、主通路５１を流通する排気ガスの流量を調整するための排気ガス還流弁５１ａが配設されている。一方、クーラバイパス通路５３には、クーラバイパス通路５３を流通する排気ガスの流量を調整するためのクーラバイパス弁５３ａが配設されている。この排気ガス還流通路５０がＥＧＲ通路を構成する。そして、主通路５１が低温ＥＧＲ通路を構成し、クーラバイパス通路５３（詳しくは、主通路５１のうち、排気通路４０からクーラバイパス通路５３までの部分と、クーラバイパス通路５３から吸気通路３０までの部分）が高温ＥＧＲ通路を構成する。また、ＥＧＲクーラ５２が冷却手段を構成し、排気ガス還流弁５１ａ及びクーラバイパス弁５３ａが通路制御弁を構成する。
【００２５】
さらに、エンジン１には、クランクシャフト１５の回転角を検出する２つのクランク角センサＳＷ６，ＳＷ７が設けられている。一方のクランク角センサＳＷ６から出力される検出信号に基づいてエンジン回転数（回転速度）が検出されると共に、両クランク角センサＳＷ６，ＳＷ７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角位置が検出されるようになっている。また、エンジン１には、車両のアクセルペダル（図示省略）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、車両のブレーキペダル（図示省略）の操作を検出するブレーキペダルセンサＳＷ９と、車両のクラッチペダル（図示省略）の操作を検出するクラッチペダルセンサＳＷ１０と、車両のシフトレバー（図示省略）の操作を検出するシフトレバーセンサＳＷ１１と、車両の速度を検出する車速センサＳＷ１２とが設けられている。
【００２６】
ここで、大型ターボ過給機６１及び小型ターボ過給機６２の構成について詳しく説明する。
【００２７】
大型ターボ過給機６１は、吸気通路３０に配設された大型コンプレッサ６１ａと、排気通路４０に配設された大型タービン６１ｂとを有している。大型コンプレッサ６１ａは、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とインタークーラ３５との間（詳しくは、吸気温度センサＳＷ３と過給空気温度センサＳＷ４との間）に配設されている。一方、大型タービン６１ｂは、排気通路４０における排気マニホールドと酸化触媒４１ａとの間に配設されている。
【００２８】
小型ターボ過給機６２は、吸気通路３０に配設された小型コンプレッサ６２ａと、排気通路４０に配設された小型タービン６２ｂとを有している。小型コンプレッサ６２ａは、吸気通路３０における大型コンプレッサ６１ａの下流側に配設されている。一方、小型タービン６２ｂは、排気通路４０における大型タービン６１ｂの下流側に配設されている。小型ターボ過給機６２は、相対的に小型のものであり、大型ターボ過給機６１は、相対的に大型のものである。すなわち、大型ターボ過給機６１の大型タービン６１ｂの方が小型ターボ過給機６２の小型タービン６２ｂよりもイナーシャが大きい。
【００２９】
すなわち、吸気通路３０においては、上流側から順に大型コンプレッサ６１ａと小型コンプレッサ６２ａとが直列に配設され、排気通路４０においては、上流側から順に小型タービン６２ｂと大型タービン６１ｂとが直列に配設されている。これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂが排気ガス流により回転し、これら大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂの回転により、該大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂとそれぞれ連結された前記大型及び小型コンプレッサ６１ａ，６２ａがそれぞれ作動する。尚、吸気通路３０における大型コンプレッサ６１ａと小型コンプレッサ６２ａとの間には、大型コンプレッサ６１ａで過給された吸気の圧力を検出する中間圧センサＳＷ１３が設けられている。
【００３０】
この大型及び小型ターボ過給機６１，６２がターボ過給機を、大型及び小型コンプレッサ６１ａ，６２ａがコンプレッサを、大型及び小型タービン６１ｂ，６２ｂがタービンを構成する。
【００３１】
そして、吸気通路３０には、小型コンプレッサ６２ａをバイパスする吸気バイパス通路６３が接続されている。この吸気バイパス通路６３には、該吸気バイパス通路６３へ流れる空気量を調整するための吸気バイパス弁６３ａが配設されている。この吸気バイパス弁６３ａは、無通電時には全閉状態（ノーマルクローズ）となるように構成されている。これにより、吸気バイパス弁６３ａが故障したときに、吸気が吸気バイパス通路６３を介して吸気リサーキュレーションと同様に循環することにより小型コンプレッサ６２ａが過回転することを防止することができる。
【００３２】
一方、排気通路４０には、小型タービン６２ｂをバイパスする小型排気バイパス通路６４と、大型タービン６１ｂをバイパスする大型排気バイパス通路６５とが接続されている。小型排気バイパス通路６４には、該小型排気バイパス通路６４へ流れる排気量を調整するためのレギュレートバルブ６４ａが配設され、大型排気バイパス通路６５には、該大型排気バイパス通路６５へ流れる排気量を調整するためのウエストゲートバルブ６５ａが配設されている。レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａは共に、無通電時には全開状態（ノーマルオープン）となるように構成されている。これら小型及び大型排気バイパス通路６４，６５がタービンバイパス通路を、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａがバイパス弁を構成する。
【００３３】
これら大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２は、それらが配設された吸気通路３０及び排気通路４０の部分も含めて、一体的にユニット化されて、過給機ユニット６０を構成している。この過給機ユニット６０は、エンジン１に取り付けられている。そして、過給機ユニット６０の吸気通路３０の出口は、インタークーラ３５の上流端と、ゴムホース３０ａを介して接続されている。つまり、インタークーラ３５は、車体に取り付けられており、エンジン１に取り付けられた過給機ユニット６０とは異なる振動が生じる。そこで、過給機ユニット６０とインタークーラ３５との異なる振動が互いに影響し合わないように、それぞれの振動をゴムホース３０ａで吸収するようにしている。同様の理由から、インタークーラ３５の下流端と、吸気通路３０のスロットル弁３６の上流部分とも、ゴムホース３０ｂを介して接続されている。
【００３４】
このように構成されたターボ過給機付きのエンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が停止・始動制御手段を構成する。ＰＣＭ１０は、図２に示すように、前記センサＳＷ１〜ＳＷ１３の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ１８、動弁系のＶＶＭ、各種の弁のアクチュエータへ制御信号を出力する。また、ＰＣＭ１０は、エンジン１の始動時に、インジェクタ１８やスタータモータ（図示省略）へ制御信号を出力すると共に、必要に応じてグロープラグ１９へも制御信号を出力する。さらに、ＰＣＭ１０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（図示省略）に内蔵されたレギュレータ回路に制御信号を出力することによって、車両の電気負荷及び車両バッテリの電圧等に対応した発電量の制御を実行する。
【００３５】
また、ＰＣＭ１０は、エンジンの運転状態において大型及び小型ターボ過給機６１，６２の動作を制御している。具体的には、ＰＣＭ１０は、吸気バイパス弁６３ａ、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａの各開度をエンジン１の運転状態に応じて設定した開度にそれぞれ制御する。
【００３６】
詳しくは、ＰＣＭ１０は、図３に示す、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとするマップにおける低負荷且つ低回転側の領域Ａ（エンジン負荷が所定負荷（エンジン回転数が大きいほど小さくなる）以下の領域）では、吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａを全開以外の開度とし、ウエストゲートバルブ６５ａを全閉状態とすることによって、大型及び小型ターボ過給機６１，６２の両方を作動させる。一方、高負荷且つ高回転側の領域Ｂ（エンジン負荷が前記所定負荷よりも大きい領域）では、小型ターボ過給機６２が排気抵抗になるため、吸気バイパス弁６３ａ及びレギュレートバルブ６４ａを全開状態とし、ウエストゲートバルブ６５ａを全閉状態に近い開度にすることによって、小型ターボ過給機６２をバイパスさせて大型ターボ過給機６１のみを作動させる。尚、ウエストゲートバルブ６５ａ、過回転を防止するために少し開き気味に設定している。
【００３７】
また、ＰＣＭ１０は、酸化触媒４１ａが未活性状態のときには、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａの少なくとも一方を開状態にすることによって、酸化触媒４１ａを活性化させる。例えば、ウエストゲートバルブ６５ａを開状態にすることによって、排気が大型タービン６１ｂをバイパスして、酸化触媒４１ａへ流入する。つまり、排気熱が大型タービン６１ｂで放熱されることなく、酸化触媒４１ａまで運搬されることになる。その結果、酸化触媒４１ａの温度が早期に上昇して、酸化触媒４１ａが活性化する。
【００３８】
本実施形態では、ＰＣＭ１０は、燃費の低減やＣＯ２の排出抑制等を目的として、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン１を自動停止させると共に、その後、所定の再始動条件が成立したときにエンジン１を再始動させるように、いわゆるアイドルストップ制御を行う。
【００３９】
具体的には、ＰＣＭ１０は、自動停止条件が成立すると、インジェクタ１８による燃料の噴射を停止させる。例えば、ブレーキペダルセンサＳＷ９の検出信号に基づいて判定されるブレーキペダルの踏み込み操作が所定時間継続すると共に、車速センサＳＷ１２の検出信号に基づいて判定される車速が予め設定した微低速（例えば、時速２〜５ｋｍ）以下となって車両が実質、停止していることを、自動停止条件とすることができる。この自動停止の際には、スロットル弁３６の開閉制御及びオルタネータ制御を併せて行うことにより、エンジン１の再始動に適したピストン位置でエンジン１を停止させるようにする。
【００４０】
その後、再始動条件が成立すると、ＰＣＭ１０は、各気筒１１ａへの燃料供給を開始して、その燃焼によりエンジン１を短時間で再始動させる（いわゆる、燃焼始動）。本実施形態では、ＰＣＭ１０は、それと共に、スタータモータを駆動させることによって気筒内の圧力を高めている。また、例えば、車両バッテリの残容量が少なくなって充電が必要になったこと、空調装置のコンプレッサの作動が必要になったこと、又はアクセル開度センサＳＷ８若しくはクラッチペダルセンサＳＷ１０からの検出信号に基づいて乗員によるアクセル操作若しくはクラッチ操作が検出されたこと等を、再始動条件とすることができる。この内、車両バッテリの残容量が少なくなって充電が必要になったことや、空調装置のコンプレッサの作動が必要になったことは、発進要求を伴わない始動条件ということができ、逆に、アクセル操作若しくはクラッチ操作が検出されたことは、発進要求を伴う始動条件ということができる。
【００４１】
このエンジン１の自動停止に際し、ＰＣＭ１０は、再始動時の着火性を向上させるためにポスト噴射（追加噴射）を行っている。以下に、ＰＣＭ１０による、エンジン１の自動停止に係る制御について、図４のフローチャート及び図５のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００４２】
まず、ステップＳＴ１において、エンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する。自動停止条件が成立しているときには、ステップＳＴ２へ進む一方、自動停止条件が成立していないときには、ステップＳＴ１を繰り返す。ステップＳＴ２においては、ポスト噴射を実施する。具体的には、ＰＣＭ１０は、制御ピストン１４が上死点（ＴＤＣ）を通過した直後にインジェクタ１８に主噴射を行わせる。これに加えて、ＰＣＭ１０は、インジェクタ１８に、主噴射に比べて少量のポスト噴射を行わせる。このポスト噴射は、ピストン１４の膨張行程中であって、気筒内温度が燃料の自己着火温度以上である間に実施される。
【００４３】
つまり、エンジンの自動停止条件が成立すると、図５（Ａ）のＴ１に示すように、自動停止条件フラグがＯＮになる。自動停止条件フラグがＯＮになると、図５（Ｂ）のＴ１に示すように、ポスト噴射が実施される。
【００４４】
その後、ステップＳＴ３において、自動停止条件が成立した後、所定時間経過したか否かを判定する。所定時間が経過していれば、ステップＳＴ４へ進む一方、所定時間が経過していなければ、ステップＳＴ２へ戻る。ステップＳＴ４においては、燃料供給が停止される。その結果、図５（Ｂ）のＴ２に示すように、ポスト噴射が終了する。尚、ポスト噴射は、自動停止条件が成立してから所定時間経過するまでの間、常に実施される必要はない。例えば、ポスト噴射は、該所定時間中の或る期間だけ実施されてもよく、該所定時間中に少なくとも１回実施されればよい。
【００４５】
つまり、自動停止条件が成立した後、所定時間経過するまでの間（Ｔ１〜Ｔ２）は、主噴射及びポスト噴射が繰り返される。このポスト噴射により、主噴射だけが行われる通常の運転状態に比べて、気筒内の温度を上昇させることができる。その結果、シリンダブロック１１のシリンダ壁やシリンダヘッド１２や吸気及び排気マニホールド等の温度を、エンジン１の停止に先立って上昇させることができる。
【００４６】
その後、ステップＳＴ５において、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａが全閉状態となっているか否かの確認が行われる。そして、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａが全閉状態である場合には、ステップＳＴ７へ進む一方、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａが全閉状態でない場合には、ステップＳＴ６へ進んで、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａを全閉状態にする。レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａは、エンジン１の運転状態においては、開状態となっている場合もある。例えば、前述の如く、酸化触媒４１ａを活性化させる際には、排気ガスに小型タービン６１ｂや大型タービン６２ｂをバイパスさせるために、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａが開状態にされている。そのような場合には、図５（Ｃ）に示すように、燃料供給が停止されるタイミング（Ｔ２）で、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａが全閉状態にされる。尚、レギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａは、何れか一方が全閉状態とされるようにしてもよい。
【００４７】
そして、ステップＳＴ７においては、クーラバイパス通路５３のクーラバイパス弁５３ａが全開状態か否かを判定する。クーラバイパス弁５３ａが全開状態である場合には、ステップＳＴ９へ進む一方、クーラバイパス弁５３ａが全開状態でない場合には、ステップＳＴ８へ進んで、クーラバイパス弁５３ａを全開状態にする。さらに、ステップＳＴ９においては、排気ガス還流通路５０の排気ガス還流弁５１ａが全閉状態か否かを判定する。排気ガス還流弁５１ａが全閉状態である場合には、ステップＳＴ１１へ進む一方、排気ガス還流弁５１ａが全閉状態でない場合には、ステップＳＴ１０へ進んで、排気ガス還流弁５１ａを全閉状態にする。
【００４８】
これらステップＳＴ７〜ＳＴ１０により、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、燃料供給が停止されるタイミング（Ｔ２）で、クーラバイパス弁５３ａが全開状態となる一方、排気ガス還流弁５１ａが全閉状態となる。その結果、ＥＧＲクーラ５２をバイパスして、排気通路４０と吸気通路３０とを連通させるＥＧＲ通路が形成される。つまり、排気ガスは、ＥＧＲクーラ５２で冷却されることなく、高温のまま吸気通路３０へ還流することになる。
【００４９】
ステップＳＴ１１において、スロットル弁３６を全閉状態まで絞る。つまり、図５（Ｆ）に示すように、燃料供給が停止されるタイミング（Ｔ２）で、スロットル弁３６が絞られる。このとき、スロットル弁３６は全閉状態よりも開いた状態であってもよい。このようにスロットル弁３６を絞ることによって、吸気通路３０へ還流される排気ガスの量を増加させることができる。
【００５０】
こうして、気筒内の排気ガスが吸気通路３０へ還流され、再び気筒内へ導入される。やがて、エンジン１が停止し、自動停止制御が完了する。
【００５１】
本実施形態によれば、エンジン１の自動停止条件成立時にポスト噴射を所定の期間だけ行うことによって気筒内を高温にしているため、排気ガスも同様に高温となる。そして、この高温の排気ガスを、ＥＧＲクーラ５２をバイパスさせて、高温のまま吸気通路３０へ還流させる。これにより、高温の排気ガスを燃焼室１４ａへ高温のまま導入することができる。それに加えて、前述の如く、シリンダブロック１１のシリンダ壁やシリンダヘッド１２を前記ポスト噴射により加熱しているため、エンジン１が停止しても、気筒１１ａ内の温度を比較的高温に維持することができる。その結果、エンジン１が自動停止してから再始動するまでの間、気筒１１ａ内の温度を高温に維持することができる。これにより、エンジン１の再始動時には、圧縮行程の上死点付近における燃焼室１４ａ内の空気の温度を燃料の自己着火温度まで支障なく高めることができ、着火・燃焼性を向上させることができる。
【００５２】
それに加えて、エンジン１の自動停止制御中には、スロットル弁３６を絞ることによって新気の吸入を抑制しているため、高温の排気ガスを吸気通路３０へ積極的に還流させることができる。さらに、排気通路４０においてレギュレートバルブ６４ａ及びウエストゲートバルブ６５ａを全閉状態にすることによって排気抵抗を増加させているため、このことによっても、高温の排気ガスを吸気通路３０へ積極的に還流させることができる。
【００５３】
尚、ポスト噴射によってシリンダ壁等が高温となっているため、燃料供給の停止後、気筒内に新気を導入する構成であっても、気筒内の温度を、ポスト噴射を行わないときと比べて、高温に維持することができ、再始動時の着火性を向上させることができる。つまり、燃料供給停止後にスロットル弁３６を全閉状態としない場合であっても、再始動時の着火性を向上させることができる。
【００５４】
《その他の実施形態》
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５５】
前記実施形態では、酸化触媒４１ａの活性状態を、酸化触媒４１ａの直下流の排気温度に基づいて判定しているが、これに限られるものではない。例えば、冷間始動時には酸化触媒４１ａの温度が低いため、エンジン１の冷却水温度に基づいて冷間始動時か否か、ひいては、酸化触媒４１ａが活性状態にあるか否かを判定してもよい。また、エンジン１の停止直前の酸化触媒４１ａの直下の排気温度とエンジン１の停止後の経過時間に基づいて、酸化触媒４１ａの活性状態を判定してもよい。つまり、酸化触媒４１ａの活性状態を概ね推定できる方法であれば、任意の方法を採用することができる。
【００５６】
また、エンジンの自動停止条件は、前記実施形態に限られるものではなく、車両が停止しているか、ブレーキが踏み込まれているか、マスターバックの圧力が所定値以上であるか等、エンジンのアイドル運転が開始されると推定される条件であれば、任意の条件を採用することができる。さらに、エンジンの再始動条件も、前記実施形態に限られるものではない。エンジンの始動が必要であると推定される条件であれば、任意の条件を採用することができる。
【００５７】
さらに、前記実施形態では、燃料供給停止時のクーラバイパス弁５３ａの開操作、排気ガス還流弁５１ａの閉操作及びスロットル弁３６の閉操作を、燃料供給停止と同時に行っているが、これに限られるものではない。すなわち、これらの弁操作を燃料供給を停止してから所定の遅延時間（例えば、既燃ガスが存在する気筒の排気行程が完了するまでの時間）後に行ってもよい。つまり、燃料供給を停止した直後には、膨張行程中の気筒や排気行程途中の気筒など、既燃ガスが含まれている気筒が存在する。そのため、燃料供給停止直後は、気筒内に存在する既燃ガスが排気されるまでは、前述の弁操作を待ってもよい。例えば、スロットル弁３６を絞る操作を、燃料供給を停止してから所定の待機時間経過後に行うようにしてもよい。その場合には、気筒内から排気される既燃ガスが吸気通路３０へ還流するのを防止するために、排気ガス還流弁５１ａ及びクーラバイパス弁５３ａを一旦、全閉状態にしてもよい。こうすることで、再始動時の着火性に加えて、燃焼始動性も向上させることができる。
【００５８】
さらにまた、前記実施形態では、高温ＥＧＲ通路を構成するクーラバイパス通路５３が、主通路５１から分岐するように構成されているが、これに限られるものではない。例えば、主通路５１とクーラバイパス通路５３とが別々に、排気通路４０と吸気通路３０とに接続されていてもよい。
【００５９】
また、前記実施形態では、大型ターボ過給機６１と小型ターボ過給機６２とを有する多段ターボ過給システムを備えているが、これに限られるものではない。すなわち、ターボ過給機は１つであってもよいし、あるいは、ターボ過給機を備えなくてもよい。
【００６０】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
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・再始動を行う、ディーゼルエンジンの自動停止装置について有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１      エンジン
１０    ＰＣＭ（停止・始動制御手段）
３０    吸気通路
３６    スロットル弁
４０    排気通路
５０    排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）
５１    主通路（低温ＥＧＲ通路）
５１ａ  排気ガス還流弁（通路制御弁）
５２    ＥＧＲクーラ（冷却手段）
５３    クーラバイパス通路（高温ＥＧＲ通路）
５３ａ  クーラバイパス弁（通路制御弁）
６１    大型ターボ過給機（ターボ過給機）
６１ａ  大型コンプレッサ（コンプレッサ）
６１ｂ  大型タービン（タービン）
６２    小型ターボ過給機（ターボ過給機）
６２ａ  小型コンプレッサ（コンプレッサ）
６２ｂ  小型タービン（タービン）
６４    小型排気バイパス通路（タービンバイパス通路）
６４ａ  レギュレートバルブ（バイパス弁）
６５    大型排気バイパス通路（タービンバイパス通路）
６５ａ  ウエストゲートバルブ（バイパス弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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