(57)【要約】【課題】エンジンの再始動時においてＰＮ排出量を抑制することのできる車両用制御装置を提供することにある。【解決手段】本発明に係るエンジンの車両用制御装置は、エンジン１の燃焼室２０７ｃ内へ燃料を噴射する燃料噴射弁２５４と、燃料噴射弁２５４に供給する燃料を貯蔵する燃料蓄圧室２５３と、を備えたエンジン１を制御する車両用制御装置１０１であって、エンジン停止条件が成立した場合に、エンジン１を停止させる前に燃料蓄圧室２５３内の燃料圧力を設定された目標燃料圧力まで上昇させるようにアクチュエータを制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）を備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料を貯蔵する燃料蓄圧室と、を備えたエンジンを制御する車両用制御装置であって、
エンジン停止条件が成立した場合に、前記エンジンを停止させる前に前記燃料蓄圧室内の燃料圧力を設定された目標燃料圧力まで上昇させるようにアクチュエータを制御するマイクロコンピュータを備えた車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン停止条件が成立した場合に、前記マイクロコンピュータは、燃料噴射を継続するように前記燃料噴射弁を制御する車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記目標燃料圧力は、前記エンジンの水温が低くなるに従って高く設定される車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記アクチュエータは、前記燃料蓄圧室に燃料を圧送する高圧燃料ポンプであり、
前記エンジン停止条件が成立した場合に、前記マイクロコンピュータは、前記エンジンを停止させる前に前記高圧燃料ポンプを駆動して前記燃料蓄圧室内の燃料圧力を上昇させる車両用制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン停止条件が成立した場合に、前記マイクロコンピュータは、燃料噴射を継続するように前記燃料噴射弁を制御し、前記燃料蓄圧室内の燃料圧力が前記目標燃料圧力に達した後、前記燃料噴射弁を停止するように制御する車両用制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン停止条件が成立した場合に、前記マイクロコンピュータは、前記高圧燃料ポンプを全吐出状態とするように制御することにより前記燃料蓄圧室内の燃料圧力を上昇させる車両用制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン停止条件が成立して前記エンジンが停止した後、再始動条件が成立したタイミングが圧縮行程である場合に、前記マイクロコンピュータは圧縮行程で多段噴射を実行するように前記燃料噴射弁を制御する車両用制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン停止条件が成立して前記エンジンが停止した後、前記再始動条件が成立したタイミングが吸気行程である場合に、前記マイクロコンピュータは吸気行程で１段噴射を実行するように前記燃料噴射弁を制御する車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に車両等に搭載されるエンジンを制御する車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の車両（例えば自動車）は、環境保全の観点から自動車の排出ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の排出ガス物質の削減、および燃料消費量の削減が求められており、これらの削減を目的として、筒内噴射式エンジンの開発が実施されている。前記筒内噴射式エンジンは、燃料噴射弁による燃料噴射を気筒の燃焼室内に直接行うことにより、排出ガス物質の削減及び燃料消費量の削減、エンジン出力の向上等を図っている。
【０００３】
また、更なる燃料消費量削減のため、所定の条件（エンジン停止条件）が成立すると自動的にエンジンを停止させ、その後に車両再始動要求があると自動的にスタータを駆動してエンジンを再始動するアイドルストップ機能を備えたエンジンがある。
【０００４】
このような筒内噴射式エンジンによるアイドルストップ機構の再始動技術は各種開示されている。例えば、下記特許文献１には、シリンダのピストンの停止位置が圧縮噴射燃焼を行うことが可能な停止位置にあるか否かを判定し、そのシリンダのピストンの停止位置が前記停止位置にあるときに燃料噴射を開始する技術が開示されている。また、例えば、下記特許文献２には、エンジンの再始動時に所定期間が経過するまで燃料増量する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３６５４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、上記従来技術の他、アイドルストップ機構を備えた筒内噴射式エンジンにおいて、性能改善を目的とした再始動技術が各種提案されている。
【０００７】
特に、低温時のエンジン再始動は、空気流動が弱くて気化性も悪いので、混合気分布が不安定になりやすいため、燃料増量（リッチ化）して対応することが提案されているが、その場合、ＰＮ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｎｕｍｂｅｒ：排出粒子数）が増加する傾向にある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、エンジンの再始動時においてＰＮ排出量を抑制することのできる車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの車両用制御装置は、エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料を貯蔵する燃料蓄圧室と、を備えたエンジンを制御する車両用制御装置であって、エンジン停止条件が成立した場合に、前記エンジンを停止させる前に前記燃料蓄圧室内の燃料圧力を設定された目標燃料圧力まで上昇させるようにアクチュエータを制御するマイクロコンピュータを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンの再始動時においてＰＮ排出量を抑制することのできる車両用制御装置を提供することができる。
【００１１】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の一実施形態による筒内噴射式エンジンの制御システム全体の概略構成図。
【図２】本発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の一実施形態による筒内噴射式エンジンの燃料系システム全体の概略構成図。
【図３】図１に示すエンジン制御装置の入出力信号関係を示すブロック線図。
【図４】図１に示すエンジン制御装置の制御ブロック図。
【図５】図１に示すエンジン制御装置の制御フローチャート。
【図６】図１に示すエンジン制御装置の制御フローチャート。
【図７】図１に示すエンジン制御装置の燃料圧力と噴射パルス幅の関係を示す図。
【図８】従来技術によるＰＮ低減効果の一例を説明する図。
【図９】本実施形態のエンジン制御装置によるＰＮ低減効果の一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
最初に、図１を用いて、本実施形態に係る筒内噴射式エンジン１（筒内噴射式内燃機関）の制御システム全体の概略構成について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態をなす筒内噴射式エンジン１の制御システム全体の構成概略図である。本実施形態のエンジン制御装置１０１は、車両の走行条件に応じてエンジンの停止と再始動とを行うアイドルストップ車両に搭載されるものである。アイドルストップ機能は、車輪の駆動や発電の必要がない時にエンジンを停止させることで燃料の消費を抑制するものであり、エンジンの停止時間が長い程、その効果は大きい。そのため、走行中の車両が停止する前にエンジンを停止するようなアイドルストップ制御も提案されている。
【００１６】
筒内噴射式エンジン１は４気筒からなるが、図１においてはそのうちの１気筒のみを示している。各シリンダ２０７ｂに導入する空気は、エアクリーナ２０２の入口部から取り入れられ、空気流量計（エアフローセンサ）２０３を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁２０５ａが収容されたスロットルボディ２０５を通ってコレクタ２０６に入る。コレクタ２０６に吸入された空気は、エンジン１の各シリンダ２０７ｂに接続された各吸気管２０１に分配された後、ピストン２０７ａ、シリンダ２０７ｂ等によって形成される燃焼室２０７ｃに導かれる。また、エアフローセンサ２０３からは、吸気流量を表す信号がエンジン制御装置１０１に出力されている。エンジン制御装置１０１は高圧燃料ポンプ２０９等を制御する。さらに、スロットルボディ２０５には、電制スロットル弁２０５ａの開度を検出するスロットルセンサ２０４が取り付けられている。スロットルセンサ２０４の信号もエンジン制御装置１０１に出力されるようになっている。
【００１７】
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク２５０から低圧燃料ポンプ２５１により一次加圧されて高圧燃料ポンプ２０９に送られる。低圧燃料ポンプ２５１により一次加圧された燃料は燃料圧力レギュレータ２５２により一定の圧力（例えば０．３ＭＰａ）に調圧される。低圧燃料ポンプ２５１により一次加圧された燃料は、高圧燃料ポンプ２０９でより高い圧力（例えば１０ＭＰａや２０ＭＰａ）に２次加圧され、燃料蓄圧室（以下、コモンレールと呼ぶ）２５３に送られる。コモンレール２５３の燃料は各シリンダ２０７ｂに設けられている燃料噴射弁（以下、インジェクタと呼ぶ）２５４から燃焼室２０７ｃに噴射される。燃焼室２０７ｃに噴射された燃料は、点火コイル２０８ａで高電圧化された点火信号により点火プラグ２０８で着火される。コモンレール２５３には、インジェクタ２５４、コモンレール２５３内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ２５６が取り付けられている。燃料圧力センサ２５６の信号もエンジン制御装置１０１に出力される。なお、本実施形態においては、インジェクタ２５４はエンジン１の各シリンダ２０７ｂ側から噴射するサイド噴射方式としているが、燃焼室２０７ｃの真上から噴射するセンター噴射方式としても良い。また、本実施形態においては、１サイクル中に複数回の燃料噴射を実行する分割噴射制御が可能となっている。
【００１８】
エンジン１のクランク軸２０７ｄに取り付けられたクランク角センサ２１６は、クランク軸２０７ｄの回転位置を表す信号をエンジン制御装置１０１に出力する。またエンジン１は、吸気弁２１１の開閉タイミングを可変にする機構と、排気弁２１２の開閉タイミングを可変にする機構と、排気弁２１２の開閉タイミングを可変にする機構と、を備える。カム軸（図示省略）に取り付けられたカム角センサ２１５は、カム軸の回転位置を表す角度信号をエンジン制御装置１０１に出力する。高圧燃料ポンプ２０９は排気弁２１２のカム軸の回転に伴って回転する。またカム角センサ２１５は、高圧燃料ポンプ２０９のポンプ駆動カム２１０の回転位置を表す角度信号もエンジン制御装置１０１に出力する。
【００１９】
また、エンジン１のシリンダ２０７ｂに取り付けられた水温センサ２１７は、エンジン１の冷却水温を表す信号をエンジン制御装置１０１に出力する。
【００２０】
また、エンジン１を始動させるためのスタータ２６０は、エンジン制御装置１０１から出力される駆動信号により駆動可能な構成となっている。
【００２１】
図２は、高圧燃料ポンプ２０９を備えた燃料系システム全体の概略構成を示している。
【００２２】
高圧燃料ポンプ２０９は、燃料タンク２５０からの燃料を加圧してコモンレール２５３に高圧の燃料を圧送するもので、主に、高圧ポンプソレノイド２０９ａ、加圧室２０９ｂ、吐出弁２０９ｃを有する。
【００２３】
燃料は、燃料タンク２５０から低圧燃料ポンプ２５１にて高圧燃料ポンプ２０９の燃料導入口に、燃料圧力レギュレータ２５２によって一定の圧力に調圧されて導かれる。燃料導入口側には、燃料吸入量を制御する電磁制御弁である高圧ポンプソレノイド２０９ａが設けられている。高圧ポンプソレノイド２０９ａはノーマルクローズ型のソレノイドであり、非通電時に閉弁し、通電時には開弁する。低圧燃料ポンプ２５１によって供給された燃料は、エンジン制御装置１０１により高圧ポンプソレノイド２０９ａを制御することによって吐出量を調節してコモンレール２５３内の燃料圧力を制御する。燃料は、ポンプ駆動カム２１０、および加圧室２０９ｂにて加圧され、高圧燃料ポンプ２０９の燃料吐出口からコモンレール２５３に圧送されて貯蔵される。燃料吐出口には、下流側の高圧燃料を加圧室２０９ｂに逆流させないための吐出弁２０９ｃが設けられている。前述したように、コモンレール２５３には、インジェクタ２５４、コモンレール２５３内の燃料圧力を計測するための燃料圧力センサ２５６が装着されている。
【００２４】
図３は、エンジン制御装置１０１の入出力信号関係を示している。
【００２５】
エンジン制御装置１０１は、中央演算装置ＣＰＵ１０１ｂと、Ａ／Ｄ変換器を含みＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）機能を有するＬＳＩ（大規模集積回路）１０１ａを備える。ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａを含めてマイクロコンピュータと呼んでも良い。ＬＳＩ１０１ａは、エアフローセンサ２０３、スロットルセンサ２０４、カム角センサ２１５、クランク角センサ２１６、水温センサ２１７、燃料圧力センサ２５６の他、アクセサリ、イグニッションＯＮ、スタータＯＮを示すキースイッチ３０１の信号、アクセル開度センサ３０２、ブレーキスイッチ３０３、車速センサ３０４、空燃比センサ３０５、油温センサ３０６を含む各種センサ等からの信号を入力として取り込む。
【００２６】
ＣＰＵ１０１ｂは、これらの信号に基づいて、所定の演算処理を実行し、演算結果として算出された各種の制御信号を出力する。ＣＰＵ１０１ｂは各種の制御信号をアクチュエータである電制スロットル弁２０５ａ、点火コイル２０８ａ、高圧ポンプソレノイド２０９ａ、低圧燃料ポンプ２５１、各インジェクタ２５４、スタータ２６０に出力する。これにより、コモンレール２５３の燃料圧力制御、燃料噴射量制御、点火時期制御及びスタータ制御等が実行される。例えば、ＬＳＩ１０１ａには、各インジェクタ２５４を駆動する駆動回路が設けられており、図示しないバッテリから供給される電圧を昇圧回路で昇圧して供給し、ＩＣによって電流制御することによって、各インジェクタ２５４を駆動する。
【００２７】
次に、本実施形態による筒内噴射式エンジン１の燃料噴射制御の具体的内容について説明する。
【００２８】
図４は、エンジン制御装置１０１が有するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）による、燃料噴射制御の制御内容を示す制御ブロック図である。
【００２９】
図４はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）の機能ブロック図を示す。図４に示すように、エンジン制御装置１０１のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）は、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１、スタータ駆動部４０２、目標燃料圧力演算部４０３、高圧燃料ポンプ駆動部４０４、再始動時演算部４０５、噴射時期演算部４０６、噴射パルス幅演算部４０７、点火時期演算部４０８、目標開度演算部４０９、インジェクタ駆動部４１０、点火コイル駆動部４１１、電制スロットル弁駆動部４１２を有している。
【００３０】
アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１では、アイドルストップをするための燃料カット要求が発生した場合、燃料カット実行の許可を判定する。また、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１においては、エンジン停止後の再始動要求があるか否かも判定する。
【００３１】
図５は、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１の制御フローチャートを示している。
【００３２】
ステップ５０１は、割込み処理であり、例えば１０ｍｓ周期で演算される。ステップ５０２でアイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１は、アイドルストップ用にエンジン１を停止するためのエンジン１の燃焼室２０７ｃ内への燃料カット要求（換言すれば、燃料噴射停止要求）があるか（アイドルストップ用燃料カット要求フラグ＝１）否かを判定する。
【００３３】
たとえば、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１は燃料カット要求の成立条件として、車速センサ３０４から送付される車速が設定速度（たとえば時速４ｋｍ／ｈ）以下であると、燃料カット要求があるものと判定すると良い。なお、本実施例のエンジン制御装置１０１のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）は、ブレーキスイッチ３０３からの信号により運転者によるブレーキ操作がなされたか否かを検出するブレーキ操作検出部を有する。そして車速センサ３０４から送付される車速が設定速度（たとえば時速４ｋｍ／ｈ）以下であることに加え、ブレーキ操作検出部によりブレーキ操作がなされたことを検出することも燃料カット要求の成立条件としても良い。その他の燃料カット要求の成立条件として、イグニッションスイッチがオン状態であることや、エンジン回転数が所定値以上であること、ステアリングホイールの操舵角θの絶対値｜θ｜が所定値（例えば、９０°）以下であること、アクセル開度がほぼ０であること、シフトポジションがＰ、Ｒ、Ｎレンジ以外であること、バッテリ残量が所定値以上であること等がある。
【００３４】
ステップ５０３でアイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１は、燃料カット要求があった場合に（ステップ５０２：Ｙｅｓ）、目標燃料圧力（燃料圧力の目標値）を再始動時の目標燃料圧力に切り替え、ステップ５０４へ進み、実燃料圧力が再始動時の目標燃料圧力以上であるか否かを判定する。本実施形態では、ステップ５０４においてアイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１により実燃料圧力が再始動時の目標燃料圧力以上でないと判断された場合（ステップ５０４：Ｎｏ）、高圧燃料ポンプ駆動部４０４は、コモンレール２５３内の燃料圧力が目標燃料圧力演算部４０３により演算された目標燃料圧力となるように高圧燃料ポンプ２０９を駆動する。このとき本実施形態では、コモンレール２５３内の燃料圧力が目標燃料圧力演算部４０３により演算された目標燃料圧力に達するまで、インジェクタ駆動部４１０は燃焼室２０７ｃに燃料を噴射するようにインジェクタ２５４を制御する。
【００３５】
つまり、本実施形態では、燃料カット要求の条件が成立（アイドルストップ用燃料カット要求フラグ＝１）しても直ちにエンジン１を停止するのではなく、エンジン１の停止前に高圧燃料ポンプ２０９によりコモンレール２５３内の燃料圧力を目標燃料圧力に上昇させるものである。これによりアイドルストップ機能によりエンジン１を停止した後、再度、エンジン１を再始動する場合において、コモンレール２５３の燃料圧力を高く維持することができるため、その場合にインジェクタ２５４から燃焼室２０７ｃに噴射される燃料を微粒化することが可能である。
【００３６】
実燃料圧力が再始動時の目標燃料圧力以上である場合（ステップ５０４：Ｙｅｓ）、再始動時に必要な燃料圧力まで高められていると判断できるので、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１はステップ５０５においてアイドルストップ用燃料カットを実行する（アイドルストップ用燃料カット実行フラグ＝１とする）。その後、ステップ５０６に進み、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１はエンジン停止後再始動要求があるか否かを判定する。エンジン停止後再始動要求がある場合（ステップ５０６：Ｙｅｓ）、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１はステップ５０７で再始動要求フラグ＝１とする。ステップ５０８では、ステップ５０１に戻り、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１は所定の間隔でステップ５０１〜５０７の処理を繰り返し実行する。
【００３７】
図４に戻り、スタータ駆動部４０２では、再始動要求フラグ＝１となったとき、スタータ２６０を駆動する。
【００３８】
図６は、アイドルストップ機能によりエンジン１を停止した後、エンジン１を再始動する場合の再始動時演算部４０５の制御フローチャートを示している。
【００３９】
ステップ６０１は、割込み処理であり、例えば１０ｍｓ周期で演算する。ステップ６０２で再始動時演算部４０５は、再始動要求フラグ＝１であるか、すなわちエンジン停止後の再始動要求であるか否かを判定する。再始動要求の条件が成立するには、例えば、アイドルストップ中にブレーキスイッチ３０３がオフ状態になったことや、アクセル開度センサ３０２により検出されるアクセル開度が設定値以上になったこと、シフトポジションがＮ、Ｒ又はＬレンジになったこと、バッテリ残量が所定値以下になったこと等がある。再始動時演算部４０５は、これらの再始動条件のうちの少なくとも１つが成立したことをもってエンジン１を再始動させるために再始動要求フラグ＝１とする。
【００４０】
再始動要求フラグ＝１であった場合に（ステップ６０２：Ｙｅｓ）、ステップ６０３において再始動時演算部４０５は、クランク角センサ２１６の信号よりクランク角度を読込み、読み込んだクランク角度に基づいて吸気行程であるか否かを判定する（ステップ６０４）。つまりエンジン停止条件が成立してエンジン１が停止した後、再始動要求の条件（再始動条件）が成立した場合で、再始動時演算部４０５により再始動条件が成立したタイミングが吸気行程であると判定した場合（ステップ６０４：Ｙｅｓ）、噴射時期演算部４０６及び噴射パルス幅演算部４０７から信号を受けたインジェクタ駆動部４１０（マイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ））により、吸気行程で１段噴射を実行するようにインジェクタ２５４を制御する（ステップ６０５）。すなわち、吸気行程において再始動要求があった場合には直ちに必要な燃料量を噴射するために噴射時期演算部４０６及び噴射パルス幅演算部４０７から比較的、長い噴射パルス幅の１つのパルスがインジェクタ２５４に送られ、これによりインジェクタ２５４は１段噴射で噴射する。吸気行程の場合、１段噴射であっても燃焼室２０７ｃ内でよく混合するため、安定して点火、燃焼を行うことが可能である。
【００４１】
また再始動時演算部４０５は、ステップ６０３で読み込んだクランク角度に基づいて吸気行程でないと判定した場合は（ステップ６０４：Ｎｏ）、ステップ６０６において、クランク角度が圧縮行程であるか否かを判定する。つまりエンジン停止条件が成立してエンジン１が停止した後、再始動要求の条件（再始動条件）が成立した場合で、再始動時演算部４０５により再始動条件が成立したタイミングが圧縮行程であると判定した場合に（ステップ６０６：Ｙｅｓ）、噴射時期演算部４０６及び噴射パルス幅演算部４０７から信号を受けたインジェクタ駆動部４１０（マイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ））により、圧縮行程で多段噴射（分割噴射ともいう）を実行するようにインジェクタ２５４を制御する（ステップ６０７）。
【００４２】
すなわち、圧縮行程において再始動要求があった場合には直ちに必要な燃料量を噴射するために噴射時期演算部４０６及び噴射パルス幅演算部４０７から比較的、短い噴射パルス幅の複数のパルスがインジェクタ２５４に送られ、これによりインジェクタ２５４は多段噴射で噴射する。本実施例では上記したようにエンジン１の再始動時においてコモンレール２５３の燃料圧力が上昇しており、また圧縮行程の場合には多段噴射とすることにより燃料の微粒化を促進でき、ＰＮの増加を抑制することが可能である。なお、ＰＮを低減するためには、圧縮行程で４段（３段以上の多段）噴射を実行することが望ましい。ステップ６０８では、ステップ６０１に戻り、再始動時演算部４０５は所定の間隔でステップ６０１〜６０７の処理を繰り返し実行する。
【００４３】
各種センサ等から得られる運転状態、及び再始動時演算部４０５により演算されたクランク角度に基づいて、噴射時期演算部４０６はアイドルストップ再始動用の噴射時期を演算する。また上記運転状態、及び再始動時演算部４０５により演算されたクランク角度に基づいて、噴射パルス幅演算部４０７はアイドルストップ再始動用の噴射パルス幅を演算する。また上記運転状態、及び再始動時演算部４０５により演算されたクランク角度に基づいて、点火時期演算部４０８はアイドルストップ再始動用の点火時期を演算する。また上記運転状態、及び再始動時演算部４０５により演算されたクランク角度に基づいて、目標開度演算部４０９はアイドルストップ再始動用の目標スロットル開度を演算する。
【００４４】
インジェクタ駆動部４１０はアイドルストップ再始動時に、噴射時期演算部４０６により演算された噴射時期、噴射パルス幅演算部４０７により演算された噴射パルス幅となるようにインジェクタ２５４を駆動する。点火コイル駆動部４１１は、アイドルストップ再始動時に、点火時期演算部４０８により演算された点火時期となるように点火コイル２０８ａを駆動する。電制スロットル弁駆動部４１２は、アイドルストップ再始動時に、目標開度演算部４０９により演算された目標スロットル開度となるように電制スロットル弁駆動部４１２を駆動する。
【００４５】
上記したように本実施形態では燃料カット要求の条件が成立し、アイドルストップ用燃料カット要求フラグ＝１とした場合であっても、インジェクタ駆動部４１０により燃焼室２０７ｃに燃料を噴射するようにインジェクタ２５４を制御しつつ、高圧燃料ポンプ駆動部４０４により目標燃料圧力演算部４０３で演算された目標燃料圧力となるように高圧燃料ポンプ２０９を駆動する。つまり、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１によりアイドルストップ用燃料カット実行フラグ＝１としてエンジン１を完全に停止させる前に（図９を併せて参照）、目標燃料圧力演算部４０３は高圧燃料ポンプ２０９の燃料圧力目標値（目標燃料圧力）を上昇方向へ変化させる。そして高圧燃料ポンプ駆動部４０４は、目標燃料圧力演算部４０３により演算された目標燃料圧力となるように高圧燃料ポンプ２０９を駆動することで、燃料圧力を上昇させる。これにより再始動時において、インジェクタ２５４から噴射される燃料の微粒化を促進することができ、したがってＰＮを低減することが可能である。
【００４６】
図７は、インジェクタ２５４の燃料噴射量が一定の場合における燃料圧力と噴射パルス幅の関係を示している。図７に示すように、燃料圧力が上昇した場合、インジェクタ２５４の噴射パルス幅は減少する。また、エンジン１が完全暖気する前の再始動時は、燃料圧力が高いほどＰＮが低減する傾向にある。したがって、本実施形態によれば、従来に比べ、再始動時のＰＮ低減を図ることが可能である。このとき、目標燃料圧力演算部４０３では、インジェクタ２５４の燃料噴射量が安定している最小の噴射パルス幅を下回らないようにしつつ、ＰＮ低減に最も適した目標燃料圧力を設定する。また、ＰＮ低減に最も適した目標燃料圧力状態で、低温時に圧縮行程で多段噴射（分割噴射ともいう）することが望ましい。
【００４７】
また、ＰＮ排出量はエンジン１を冷却する冷却水の水温にも依存する。本実施形態のマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）は上記冷却水の水温を検出する水温センサ２１７の信号を取り込んでおり、目標燃料圧力演算部４０３はこの検出した水温に基づいて目標燃料圧力を設定する。この目標燃料圧力は、予め実験や解析等により決められる適合値としてＣＰＵ１０１ｂ内に記憶させても良い。なお、例えば、エンジン水温が低くなるに従って、目標燃料圧力が高く設定されると良い。エンジン水温は燃焼室２０７ｃの温度と相関関係があるため、エンジン水温が低いということは燃焼室２０７ｃの温度も低く、燃焼室２０７ｃの温度が高い場合に比べて点火、燃焼がし難い。そこで、本実施形態では、上記構成を採用することで、エンジン水温が低く燃焼室２０７ｃの温度が低い場合であっても、高い燃料圧力で燃料を噴射できるため、微粒化が促進され、安定して点火、燃焼を行うことが可能である。
【００４８】
なお、エンジン１の停止（エンジン回転数＝０）までの短期間に燃料圧力を上昇させるために、アイドルストップの燃料カット要求の条件（エンジン停止条件）が成立した場合に、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）の高圧燃料ポンプ駆動部４０４は、高圧燃料ポンプ２０９を全吐出状態とするように高圧ポンプソレノイド２０９ａを制御することによりコモンレール２５３内の燃圧を上昇させる。これによりエンジン停止条件が成立した後、エンジン１が停止するまでの短期間に燃料圧力を確実に上昇させることができる。
【００４９】
高圧燃料ポンプ２０９は吐出燃料を調整するため、加圧室２０９ｂの体積を増減させるプランジャの上昇行程において、高圧ポンプソレノイド２０９ａを通電させ、電磁制御弁（吸入弁）を開弁させる。この場合、加圧室２０９ｂの体積は小さくなるものの、電磁制御弁（吸入弁）が開弁しているため、加圧室２０９ｂに吸入された燃料は低圧燃料ポンプ２５１の側に戻ることになる。そして、所定のタイミングにおいて、高圧ポンプソレノイド２０９ａを非通電とすることにより電磁制御弁（吸入弁）が閉弁し、この状態で加圧室２０９ｂの体積が小さくなることで燃料が加圧される。つまり、プランジャの上昇行程は、燃料の戻し行程と加圧行程とからなる。加圧行程において、吐出弁２０９ｃの前後の差圧が吐出弁２０９ｃの設定圧力を超えた場合に、吐出弁２０９ｃが開弁し、加圧室２０９ｂの高圧燃料が吐出される。より具体的には加圧室２０９ｂの燃料圧力が吐出弁２０９ｃの吐出ばねの付勢力と、吐出弁２０９ｃの吐出側の燃料圧力との合算値よりも大きくなった場合に吐出弁２０９ｃが開弁する。
【００５０】
このように高圧ポンプソレノイド２０９ａの通電後、非通電とするタイミングを遅くすることで、上流側に戻す燃料量が多くなるため、吐出燃料を少なくすることができる。逆に高圧ポンプソレノイド２０９ａの通電後、非通電とするタイミングを早くすることで、上流側に戻す燃料量が少なくなるため、吐出燃料が多くすることができる。上記した全吐出とは、高圧ポンプソレノイド２０９ａを通電することなく、加圧室に吸入された燃料の全てを吐出するものである。
【００５１】
再始動時演算部４０５では、再始動要求フラグ＝１となったとき、クランク角センサ２１６よりクランク角度を演算し、そのクランク角度に応じて再始動要求があったタイミングが吸気行程であるか、圧縮行程であるかを演算する。再始動要求があった場合には、直ちにエンジン１を再始動する必要があるが、上記した理由から、圧縮行程の場合にはインジェクタ駆動部４１０は多段噴射を行うようにインジェクタ２５４を制御し、吸気行程の場合にはインジェクタ駆動部４１０は１段噴射を行うようにインジェクタ２５４を制御する。
【００５２】
本実施形態による効果の一例を図８及び図９により説明する。図８はアイドルストップ機能の燃料カット要求が発生してからエンジン１を停止し、その後、圧縮行程においてエンジン再始動する場合における従来技術のタイムチャートである。図９は同じくアイドルストップ機能の燃料カット要求が発生してからエンジン１を停止し、その後、圧縮行程においてエンジン再始動する場合における本実施形態によるタイムチャートを示している。
【００５３】
図８に示す従来技術では、燃料カット要求の条件が成立した場合に（燃料カット要求フラグ＝１）、それと同時に燃料カット実行フラグが１となっており、直ちに、インジェクタ２５４からの燃料噴射を停止している。したがってこれに伴い、エンジン回転数を低下させ、エンジン１を停止するようにインジェクタ２５４が制御される。そしてこの場合において、コモンレール２５３の燃料圧力に大きな変化はない。その後、エンジン１の再始動要求の条件が成立した場合、インジェクタ２５４は燃料噴射を再開するが、このときコモンレール２５３の燃料圧力が低いため、インジェクタ２５４からの燃料の微粒化が促進されず、点火、燃焼が不安定になる虞があった。特に再始動要求の条件が成立したタイミングが圧縮行程の場合には、低燃料圧力で１段噴射が実施されることで、霧化時間の確保が難しい、あるいは燃料がエンジン１のピストン２０７ａに付着することで、燃料が空気と混ざらないという課題があった。この場合、点火、燃焼が不安定になる可能性が有り、エンジン１の始動性の悪化、ＰＮの増加を招く虞がある。
【００５４】
一方、図９に示す本実施形態では、燃料カット要求の条件が成立した場合に（燃料カット要求フラグ＝１）、燃料カット実行フラグが０のままである。燃料カット要求の条件（エンジン停止条件）が成立した場合に、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）のインジェクタ駆動部４１０は燃料噴射を継続するようにインジェクタ２５４を制御する。マイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）のインジェクタ駆動部４１０はコモンレール２５３内の燃料圧力が目標燃料圧力に達した後、インジェクタ２５４を停止するように制御する。
【００５５】
ここでエンジン１は、燃焼室２０７ｃ内へ燃料を噴射する燃料噴射弁２５４と、燃料噴射弁２５４に供給する燃料を貯蔵するコモンレール２５３と、を備える。そしてエンジン制御装置１０１（車両用制御装置）は、エンジン停止条件（燃料カット要求の条件）が成立した場合に、エンジン１を停止させる前にコモンレール２５３内の燃料圧力を設定された目標燃料圧力まで上昇させるようにアクチュエータを制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）を備える。なお、このアクチュエータは、コモンレール２５３に燃料を圧送する高圧燃料ポンプ２０９であり、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）の高圧燃料ポンプ駆動部４０４は、エンジン停止条件が成立した場合に、エンジン１を停止させる前に高圧燃料ポンプ２０９を駆動してコモンレール２５３内の燃圧を上昇させることが望ましい。
【００５６】
これにより、エンジン停止条件成立後のエンジン停止前に、コモンレール２５３内の燃料の圧力を目標燃料圧力まで上昇させた後にエンジン１を停止し、その後、エンジン１の再始動を行うので、エンジン１の再始動時に最適な燃料圧力で微粒化が促進された燃料を噴射することが可能である。つまり燃料の気化率を上げて均質性を向上させることができる。
【００５７】
また上記したようにマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１０１ｂ、ＬＳＩ１０１ａ）は、再始動条件が成立したタイミングが圧縮行程である場合に、当該圧縮行程で多段噴射を実行するように吸気行程である場合に、当該吸気行程で１段噴射を実行するようにインジェクタ２５４を制御する。これにより点火、燃焼を安定して行うことができ、再始動時のＰＮ排出量を抑制するため、排出ガス性能および燃費性能の改善に貢献することができる。
【００５８】
また、本実施形態のエンジン制御装置１０１は、燃料噴射弁２５４の噴射パルス幅が所定の噴射パルス幅を下回らないように、前記目標値を設定することが望ましい。これにより、ＰＮを低減しつつ、燃料噴射弁２５４の燃料噴射量を安定させることができる。
【００５９】
また、本実施形態のエンジン制御装置１０１は、エンジン１の燃焼室２０７ｃ内へ燃料を噴射する燃料噴射弁２５４と、燃料噴射弁２５４に供給する燃料を貯蔵するコモンレール２５３と、コモンレール２５３に燃料を圧送する高圧燃料ポンプ２０９とを備えるものであって、所定のエンジン停止条件成立時に燃焼室２０７ｃ内への燃料噴射を停止してエンジン１を停止するか否かを判定するアイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１と、コモンレール２５３内の燃料の圧力の目標値を演算する目標燃料圧力演算部４０３と、高圧燃料ポンプ２０９を駆動させる高圧燃料ポンプ駆動部４０４とを有し、アイドルストップ時燃料カット許可判定部４０１によりエンジン１を停止すると判断する場合、高圧燃料ポンプ駆動部４０４は、エンジン１が停止する前に、高圧燃料ポンプ２０９を駆動させて、前記燃料の圧力を目標燃料圧力演算部４０３により演算された目標値まで上昇させるものである。
【００６０】
これにより、エンジン停止条件成立後のエンジン停止前に、コモンレール２５３内の燃料の圧力をＰＮ低減に最適な所定の目標値まで上昇させた後にエンジン１を停止し、その後、エンジン１の再始動を行うので、アイドルストップ再始動時に最適な燃料圧力で燃料噴射（例えば多段噴射）させて微粒化を促進して（気化率を上げて）均質性を向上させることができる。そのため、ＰＮを効果的に低減することができ、燃焼の安定化、排出ガス性能および燃費性能の改善に貢献することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。
【００６２】
また、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００６３】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００６４】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…筒内噴射式エンジン（内燃機関）
１０１…エンジン制御装置（車両用制御装置）
２０１…吸気管
２０２…エアクリーナ
２０３…エアフローセンサ
２０４…スロットルセンサ
２０５…スロットルボディ
２０５ａ…電制スロットル弁
２０６…コレクタ
２０７ａ…ピストン
２０７ｂ…シリンダ
２０７ｃ…燃焼室
２０７ｄ…クランク軸
２０８…点火プラグ
２０８ａ…点火コイル
２０９…高圧燃料ポンプ
２０９ａ…高圧ポンプソレノイド
２０９ｂ…加圧室
２０９ｃ…吐出弁
２１０…ポンプ駆動カム
２１１…吸気弁
２１２…排気弁
２１５…カム角センサ
２１６…クランク角センサ
２１７…水温センサ
２５０…燃料タンク
２５１…低圧燃料ポンプ
２５２…燃料圧力レギュレータ
２５３…コモンレール（燃料蓄圧室）
２５４…インジェクタ（燃料噴射弁）
２５６…燃料圧力センサ
２６０…スタータ
３０１…キースイッチ
３０２…アクセル開度センサ
３０３…ブレーキスイッチ
３０４…車速センサ
３０５…空燃比センサ
３０６…油温センサ
４０１…アイドルストップ時燃料カット許可判定部
４０２…スタータ駆動部
４０３…目標燃料圧力演算部
４０４…高圧燃料ポンプ駆動部
４０５…再始動時演算部
４０６…噴射時期演算部
４０７…噴射パルス幅演算部
４０８…点火時期演算部
４０９…目標開度演算部
４１０…インジェクタ駆動部
４１１…点火コイル駆動部
４１２…電制スロットル弁駆動部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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