JP2004293444A - エンジンの始動装置 - Google Patents
エンジンの始動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004293444A JP2004293444A JP2003087964A JP2003087964A JP2004293444A JP 2004293444 A JP2004293444 A JP 2004293444A JP 2003087964 A JP2003087964 A JP 2003087964A JP 2003087964 A JP2003087964 A JP 2003087964A JP 2004293444 A JP2004293444 A JP 2004293444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- cylinder
- fuel
- stop
- combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
【課題】アイドルストップを行うエンジンの始動装置において、ピストン停止位置の適正化を図り、簡単な構造でエンジンの再始動性を高めることによって、一層の燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等を図ることができるエンジンの始動装置を提供する。
【解決手段】エンジンの自動停止のための燃料供給の停止は、自動停止条件が成立すると共に、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内８３にあると判定されたときになされるものであり、その燃料供給停止許容回転数域８３は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域８１内の、より狭い範囲に設定されているように構成する。
【選択図】 図５
【解決手段】エンジンの自動停止のための燃料供給の停止は、自動停止条件が成立すると共に、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内８３にあると判定されたときになされるものであり、その燃料供給停止許容回転数域８３は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域８１内の、より狭い範囲に設定されているように構成する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドリング時等に自動的にエンジンを一旦停止させ、その後に自動的に再始動させるエンジンの始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等のため、アイドル時に自動的にエンジンをいったん停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立したときに自動的にエンジンを再始動させる（以下アイドルストップ又はＩ／Ｓという）ようにしたエンジンの始動装置が開発されてきている。
【０００３】
アイドルストップにおける再始動は、発進操作等に応じて即座に始動させることが要求されるため、スタータ（始動用のモータ）によりエンジン出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを始動させるような、始動完了までにかなりの時間を要する従来の一般的な始動の方法は好ましくない。
【０００４】
そこで、停止状態のエンジンの特定気筒（膨張行程にある気筒）に燃料を供給して着火、燃焼を行わせ、そのエネルギーでエンジンが即時的に始動されるようにすることが望ましい。しかし、膨張行程にある気筒に燃料を供給して着火させても、必ずしも燃焼が起こるとは限らず、また燃焼が起こってもエンジン始動のための充分なトルクが得られるとは限らない。円滑に再始動を行うためには一定以上の着火性と発生トルクの大きさが求められる。
【０００５】
このような問題の対策として、例えば特許文献１に示されるように、ＩＧ ＯＦＦ（点火停止）後、排気弁の閉時期を制御してピストンが適正位置にある状態でエンジンを停止させ易くしたもの、あるいは特許文献２に示されるように、エンジンのクランク軸に対して制動装置を設け、エンジン停止時に膨張行程となる気筒のピストンが行程途中の適正位置で停止するように制動装置を制御するようにしたものなどが提案されている。
【０００６】
再始動するためのピストンの適正停止位置とは、一般的には上死点後９０°ＣＡ（クランク角）前後、即ち上死点と下死点の中間付近であり、この位置でピストンを停止させると、適度に存在する筒内空気と再始動時に供給される燃料とで良好な燃焼が得られ、再始動に充分なトルクを発生させ易い。即ち、特許文献１及び特許文献２は、燃焼によって充分な再始動トルクが得られるように、ピストンの停止位置を規制しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】
ＷＯ ０１／４４６３６ Ａ２号公報
【特許文献２】
実開昭６０−１２８９７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に示された始動装置は、排気弁を制御することによる筒内ガス圧の変化を利用した間接的な方法であるため、ばらつきが生じ易いものであった。従って、再始動を円滑に行うため、より高い確率でピストンを適正位置に停止させる技術が求められていた。また、上記特許文献２に示された始動装置によると、車両の制動装置とは別にクランク軸を制動し得る装置が必要になるとともに、ピストンが適正位置に停止するように制動装置を精度良くコントロールすることが非常に難しいものであった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑み、別途特別な制動装置等を設けることなく、ピストンの停止位置ばらつきを削減し、より高い確率で適正位置に停止し得るようにしたエンジンの始動装置、即ち簡単な構造でエンジンの再始動性を高めることによって、一層の燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等を図ることができるエンジンの始動装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止後における再始動条件成立時に、膨張行程にある気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、上記燃料供給の停止は、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときになされるものであり、上記燃料供給停止許容回転数域は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発明者は鋭意研究によって、燃料供給を停止する時点のエンジン回転数と、エンジン停止時のピストン位置との間に強い相関のあること、更にピストンを適正位置に停止させ易いエンジン回転数域は一般的になされるアイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域よりも狭いことを見出した。
【００１２】
本発明の構成によると、所定のエンジン停止条件が成立したとき、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数（以下燃料カット許容回転数ともいう）域内にあるか否かの判定（以下燃料カット判定という）を行う。この燃料カット許容回転数域は、エンジン停止時にピストンが適正位置に停止し易い回転数域である。その回転数域は一般的になされるアイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されている。例えば、アイドル回転数が６５０±５０ｒｐｍ、燃料カット許容回転数が６５０±１０ｒｐｍという設定がなされる。
【００１３】
上記の燃料カット判定で、ＹＥＳであれば燃料供給の停止（燃料カット）を行うが、ＮＯの場合は燃料カットを保留し、待機する。エンジン回転数は、アイドル回転数の目標回転数域内で絶えず変動しているので、間もなく燃料カット許容回転数域内に入る。即ち上記判定結果がＹＥＳとなるので、その時点で燃料カットを行う。
【００１４】
このようにすると、燃料カットは常にエンジン回転数が燃料カット許容回転数域内にあるときになされる。従って、エンジン停止時にピストンを適正位置に停止させ得る確率をより高めることができ、再始動性を向上させることができる。
【００１５】
本発明において、少なくとも上記判定（燃料カット判定）前に燃料の噴射がなされ、かつ上記判定後に点火時期を迎える気筒では、点火後の燃焼によるトルクが低下するように点火タイミングをリタードさせる（遅らせる）ようにしても良い。
【００１６】
このようにすると、燃料カット後に燃焼が行われる気筒による発生トルクが点火タイミングのリタードによって低減されるので、より円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせることができる。なお、噴射した燃料は燃焼させて排出するため、エミッションへの悪影響を防止することができる。
【００１７】
ところで、燃料カット判定でＹＥＳとなり、燃料供給の停止がなされた後でも、燃料カット判定以前に供給された燃料はエミッションの悪化を防止するために燃焼させる必要がある。これは、エンジン回転数の速やかで円滑な低下を妨げるとともに、エンジン停止時のピストンの停止位置のばらつき要因となる。
【００１８】
これに対し、上記エンジン停止条件の成立後、上記燃料供給の停止がなされるまでの間、燃料噴射時期をリタードさせることが有効である。
【００１９】
このようにすると、燃料噴射時期をリタードすることにより、燃料カット判定が燃料噴射前になされる確率が増大する。燃料噴射前にＹＥＳ判定がなされれば、直ちにその燃料噴射を停止して、燃料カット後に燃焼させないようにすることができるので、一層速やか且つ円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせるとともに、エンジン停止時にピストンを適正位置に停止させ易くすることができる。
【００２０】
更に、上記判定（燃料カット判定）を行うためのエンジン回転数の検出時期は、燃焼期間外の各気筒の行程中間時期以降に設定されるとともに、上記燃料噴射のリタード後の燃料噴射時期は、上記エンジン回転数の検出時期よりも後に設定されるようにしても良い。
【００２１】
このようにすると、燃料カット判定を行うためのエンジン回転数の検出は、回転変動の大きい燃焼期間（行程の前半）を避け、比較的回転変動の小さい、行程中間時期以降になされる。従って、より正確なエンジン回転数の検出ができる。また、この検出後に燃料噴射がなされるので、エンジン回転数の検出による上記判定結果を、直後の燃料噴射有無に反映させることができる。即ち、上記判定でＹＥＳとされてから、以降の燃料カットまでの間を短くすることができ、燃料カット後の燃焼回数を可及的に低減することができる。従って、より一層円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせることができる。
【００２２】
また、上記判定を行うためのエンジン回転数の検出時には、回転変動幅が小さくなるように、外部負荷（エアコンなど）をカットするようにすれば、エンジン回転数変動を一層低減することができる。なお、この外部負荷のカットは、上記エンジン停止条件の成立と同期してなされる（条件成立後、可及的速やかに制御を開始する）ようにすれば、タイムラグによる影響（外部負荷のカット前に燃料カット判定でＹＥＳとされる）を効果的に防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１及び図２は本発明の実施形態によるエンジンの概略構成を示している。これらの図において、エンジン１の本体はシリンダヘッド２ａ及びシリンダブロック２で構成される。当実施形態ではエンジン１は４気筒４サイクルエンジンであり、４つの気筒３（詳しくは、図２に示す状態で左から順に１番気筒３Ａ、２番気筒３Ｂ、３番気筒３Ｃ、４番気筒３Ｄ）を有している。各気筒３にはピストン４が嵌挿され、ピストン４の上方に燃焼室５が形成されている。上記ピストン４はコンロッドを介してクランクシャフト６に連結されている。
【００２５】
各気筒３の燃焼室５の頂部には点火プラグ７が装備され、そのプラグ先端が燃焼室５内に臨んでいる。
【００２６】
更に、燃焼室５の側方部には、燃焼室５内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。そして、点火プラグ７付近に向けて燃料を噴射するように燃料噴射弁８の噴射方向が設定されている。なお、この燃料噴射弁８には図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給され、かつ、圧縮行程での燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力を与え得るように燃料供給系統が構成されている。
【００２７】
また、各気筒３の燃焼室５に対して吸気ポート９及び排気ポート１０が開口し、これらのポート９，１０に吸気弁１１及び排気弁１２が装備されている。これら吸気弁１１及び排気弁１２は、カムシャフト２６，２７等からなる動弁機構により駆動される。そして、後に詳述するように各気筒３が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒の吸・排気弁の開閉タイミングが設定されている。
【００２８】
吸気弁１１及び排気弁１２の開閉時期は、カム位相可変機構２６ａ，２７ａによって可変となっている。カム位相可変機構２６ａ，２７ａは、カムシャフト２６，２７の回転位相をクランクシャフトの回転位相に対して変動させる、従来から知られた機構である。図２に示すように吸気弁１１側のカムシャフト２６にはカム位相可変機構２６ａが、排気弁１２側のカムシャフト２７にはカム位相可変機構２７ａが設けられており、それぞれ独立して制御されている。従って、吸気弁１１及び排気弁１２の開閉時期は、カム位相可変機構２６ａ，２７ａによってそれぞれ独立して全体的に前後に変動させることができる。
【００２９】
吸気ポート９及び排気ポート１０には吸気通路１５及び排気通路１６が接続されている。吸気通路１５は、サージタンク１５ｂの下流に気筒別の分岐吸気通路１５ａを有し、各分岐吸気通路１５ａの下流端が各気筒の吸気ポート９に連通するが、その各分岐吸気通路１５ａの下流端近傍に、各分岐吸気通路１５ａを同時に絞り調節する多連型のロータリバルブからなるスロットル弁１７が配設されている。このスロットル弁１７はスロットル弁アクチュエータ１８により駆動されるようになっている。
【００３０】
上記吸気通路１５におけるサージタンク１５ｂの上流の共通吸気通路１５ｃには、吸気量を検出するエアフローセンサ２０が設けられている。また、上記クランクシャフト６に対し、その回転角を検出するクランク角センサが設けられており、当実施形態では、後に詳述するように、互いに一定量だけ位相のずれたクランク角信号を出力する２つのクランク角センサ２１，２２が設けられている。さらにカムシャフト２６，２７に対し、その特定回転位置を検出することで気筒識別信号を与えることのできるカム角センサ２３が設けられている。また、エンジン１を始動させるためのモータであるスタータ２８が設けられており、このスタータ２８の駆動力が図外のスタータギヤを介してクランクシャフト６に直接伝達されることにより、エンジン１が始動するように構成されている。
【００３１】
なお、この他にもエンジン１の制御に必要な検出要素として、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２４、アクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ２５（図３参照）等が装備されている。
【００３２】
図３は、エンジン１の制御ブロック図であり、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）３０を中心に、信号を入力するスイッチやセンサと、出力する装置やアクチュエータ等を示す。なお、このブロック図は、アイドルストップ制御に関するものなので、その他の制御に関する部分については省略している。
【００３３】
ＥＣＵ３０の入力側には、上記エアフローセンサ２０、クランク角センサ２１，２２、カム角センサ２３、水温センサ２４及びアクセル開度センサ２５に加え、Ｉ／Ｓ（アイドルストップ）を行うためのセンサ類として、ブレーキの踏み込み深さを検出するブレーキセンサ６２、車速を検出する車速センサ６３、ＡＴ（自動変速機）のシフトレバー位置を検出するインヒビタスイッチ６４、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検出するパーキングブレーキスイッチ６５、ウインカのＯＮ／ＯＦＦを検出するウインカスイッチ６６、エアコンのＯＮ／ＯＦＦを検出するエアコンスイッチ６７及びブレーキ負圧を検出するブレーキ負圧センサ６８がそれぞれ接続され、各検出信号が入力される。
【００３４】
またＥＣＵ３０の出力側には、上記点火プラグ７、燃料噴射弁８、スロットル弁アクチュエータ１８、カム位相可変機構２６ａ，２７ａ及びスタータ２８に加え、アイドルストップ表示ランプ７１、電動オイルポンプ７２、ＡＴＦ切換弁７３及びヒルホルダ用ソレノイド弁７４が接続され、各装置類への駆動信号を出力する。
【００３５】
アイドルストップ表示ランプ７１は、Ｉ／Ｓの実施状況を運転者に示すためのランブで、詳細は後述するが、Ｉ／Ｓによるエンジンの停止中であることや、Ｉ／Ｓが禁止中であること、或いはエンジンを再始動すること等を表示するランプの総称である。
【００３６】
電動オイルポンプ７２は、Ｉ／Ｓによるエンジン停止中に、ＡＴへの油圧を供給する電動のオイルポンプである。通常運転時、ＡＴ内部のクラッチは、クランクシャフト６に直結して駆動される図外の機械式オイルポンプを油圧供給源として作動する。従って、Ｉ／Ｓによってエンジンが停止すると、油圧が低下し、クラッチは解放する。これではエンジン再始動後、クラッチを再締結させるための時間ロスが発生し、発進性が悪化する。それを防止するため、エンジンの停止中には別途電動オイルポンプ７２によってＡＴに油圧を供給するように構成されている。
【００３７】
ＡＴＦ切換弁７３は、油圧供給源からＡＴへのＡＴＦ（自動変速機油）の通路を切換える切換え弁である。通常の運転時には機械式オイルポンプからＡＴにＡＴＦを導き、Ｉ／Ｓによるエンジン停止中には電動オイルポンプ７２から導くように切換えられる。
【００３８】
ヒルホルダ用ソレノイド弁７４は、ブレーキオイルの供給通路を遮断する図略のヒルホルダーを駆動するためのソレノイド弁である。通常運転時にはエンジンに連動する倍力装置が作動し、ブレーキ油圧が高められている。しかしエンジン停止中にはこの倍力装置が作動しないため、ブレーキ油圧が低下し、制動力が減少する。従って、例えば坂道等でアイドルストップを行った場合、制動力不足によって車両が動く可能性がある。それを防止するため、ヒルホルダは、ヒルホルダ用ソレノイド弁７４でブレーキオイルの供給通路を遮断することによってブレーキ油圧を高い状態で保持するように構成されている。
【００３９】
ＥＣＵ３０は、内部にスロットル弁制御手段３１、燃料噴射弁制御手段３２、点火制御手段３３、アイドルストップ制御手段３４、カム位相制御手段３５、表示制御手段３６、ＡＴ制御手段３７及びヒルホルダ制御手段３８を含む。
【００４０】
スロットル弁制御手段３１は、アクセル開度センサ２５からのアクセル開度情報や、クランク角センサ２１，２２からのクランク角速度情報に基づくエンジン回転数等から、必要なスロットル弁１７の開度を演算し、スロットル弁アクチュエータ１８を制御する。
【００４１】
燃料噴射弁制御手段３２及び点火制御手段３３は、上記アクセル開度情報やエンジン回転数情報に加え、エアフローセンサ２０による吸気量情報や水温センサ２４による冷却水温度情報等から、必要な燃料噴射量とその噴射時期及び適正な点火時期を演算し、燃料噴射弁８及び点火プラグ７に制御信号を出力する。
【００４２】
スロットル弁制御手段３１および燃料噴射弁制御手段３２によって、アイドル時にはエンジン回転数が所定の目標回転数（例えば温間時には６５０±５０ｒｐｍ）となるようにフィードバック制御されている（スロットル弁１７をバイパスする吸気経路を形成するＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを設けてアイドル回転数の制御を行うようにしても良い）。
【００４３】
また、スロットル弁制御手段３１、燃料噴射弁制御手段３２、点火制御手段３３は、Ｉ／Ｓを行う場合については上記制御に加えて、次に述べるアイドルストップ制御手段３４によっても制御される。
【００４４】
アイドルストップ制御手段３４は、Ｉ／Ｓの実行条件を判定したり、ＥＣＵ３０内の各手段にＩ／Ｓを実行するために必要な情報を提供したりする。
【００４５】
Ｉ／Ｓの実行条件としては、基本停止条件、基本再始動条件及びＩ／Ｓ禁止条件に類別される。各条件は適宜設定して良いが、例えばブレーキセンサ６２から得られるブレーキの踏み込み深さが所定値以上、かつ車速センサ６３から得られる車速がゼロ、かつインヒビタスイッチ６４から得られるＡＴのシフトレバー位置が非走行レンジ、かつパーキングブレーキスイッチ６５の信号がＯＮ、かつウインカスイッチ６６の信号がＯＦＦ、かつエアコンスイッチ６７がＯＦＦの場合に基本停止条件が成立とされる。
【００４６】
また、例えばブレーキの踏み込み深さが所定値以下、又は車速が所定値以上、又はＡＴのシフトレバー位置が走行レンジ、又はウインカスイッチ６６の信号がＯＮ、又はエアコンスイッチ６７がＯＮ、又はブレーキ負圧センサ６８から得られるブレーキ負圧（制動力を補う倍力装置を構成するブースター内の負圧）が所定値以下の場合に基本再始動条件が成立とされる。
【００４７】
そして、例えばエンジン冷却水温度Ｔｃが所定値以下（例えばＴｃ＜６０℃）、又はバッテリのモニタ電圧が所定値以下、又は前回の再始動からの経過時間が所定値以下の場合にＩ／Ｓ禁止条件が成立とされる。
【００４８】
基本停止条件が成立し、かつＩ／Ｓ禁止条件が成立しないとき、最終的にエンジンの停止条件が成立（当明細書では、これをエンジン停止条件の成立という）したとされ、Ｉ／Ｓによるエンジンの自動停止が行われる。即ち燃料噴射弁８からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ７の点火を停止させる。
【００４９】
エンジン停止の際の制御としては、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒（説明の都合上、これを３番気筒３Ｃであると想定し、以下圧縮行程気筒３Ｃと記す。）及び膨張行程となる気筒（同様に１番気筒３Ａであると想定し、以下膨張行程気筒３Ａと記す。）においてピストン上死点方向の移動に対する抵抗を大きくすべく少なくともこれらの気筒に対する吸気量を増大させ、特に膨張行程気筒３Ａにより多く吸気を供給するように、上記スロットル弁１７をエンジン停止動作期間中の所定期間だけ所定の開弁状態とする。その他噴射時期のリタードや点火時期のリタードなどを行うが、詳細は後述する。
【００５０】
こうしてエンジン１が自動停止した後、基本再始動条件またはＩ／Ｓ禁止条件が成立すると、最終的に再始動条件が成立（当明細書では、これを再始動条件の成立という）したとされ、再始動がなされる。即ち燃料噴射弁８からの燃料噴射と点火プラグ７の点火を復帰させる。
【００５１】
再始動の際の制御としては、先ず圧縮行程気筒３Ｃに対して初回の燃焼を実行してエンジンを少し逆転させることにより、膨張行程気筒３Ａのピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒３Ａで燃焼を行わせるようにする。
【００５２】
当実施形態では、上述のように圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼、膨張行程気筒３Ａでの燃焼を行わせるとともに、初回燃焼後の圧縮行程気筒３Ｃの筒内に燃焼用空気を残存させて圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が上昇に転じてから上死点付近に達したときに再燃焼を行わせる第１再始動制御モードと、圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼及び膨張行程気筒３Ａでの燃焼は行わせるが圧縮行程気筒３Ｃでの再燃焼を行わせない第２再始動制御モードと、圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼を行わずにスタータ２８でアシストしつつ膨張行程気筒３Ａでの燃焼及びその次の圧縮行程気筒３Ｃでの燃焼により始動を行う第３再始動制御モードとを、ピストン４の停止位置に応じて選択的に実行するようになっている。
【００５３】
カム位相制御手段３５は、クランクシャフト６に対するカムシャフト２６，２７の位相変動信号をカム位相可変機構２６ａ，２７ａに出力し、吸気弁１１及び排気弁１２の開閉時期を制御する。通常運転時は、エンジンの回転数に応じた最適な吸排気弁の開閉時期を設定し、広回転域に亘って高出力を得るための制御等を行う。その他、後述するように、アイドルストップのためのエンジン停止制御中、出力トルクの変動を抑制するために吸気弁１１の閉時期を遅らせる制御を行う。
【００５４】
表示制御手段３６は、Ｉ／Ｓの実行状況に応じてアイドルストップ表示ランプ７１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。アイドルストップ表示ランプ７１は、図外の自動停止中ランプ、アイドルストップ禁止中ランプ及び再始動ランプによって構成されている。Ｉ／Ｓによるエンジンの自動停止中は、自動停止中ランプを点灯させ、Ｉ／Ｓ禁止条件が成立中はアイドルストップ禁止中ランプを点灯させ、エンジンの再始動時には再始動ランプを点灯させる。このようにして、運転者がアイドルストップの制御状況を認識できるようにしている。
【００５５】
ＡＴ制御手段３７は、アイドルストップが実行されることにより、自動変速機に供給される作動油の圧力が低下した場合に、ＡＴＦ切換弁７３に切換指令信号を出力して上記作動油の供給経路をエンジン１によって駆動される図外の機械式オイルポンプ側から電動オイルポンプ７２側に切換えるとともに、電動オイルポンプ７２を作動させる作動指令信号を出力して、この電動オイルポンプ７２から自動変速機に所定圧力の作動油を供給するように構成されている。
【００５６】
ヒルホルダ制御手段３８は、Ｉ／Ｓによるエンジン停止中に、ヒルホルダ用ソレノイド弁７４によってヒルホルダの制御を行う。
【００５７】
以上のような当実施形態の装置の作用を次に説明する。
【００５８】
４気筒４サイクルエンジンであるエンジン１では、各気筒３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、図４に示すように、上記サイクルが１番気筒３Ａ、３番気筒３Ｃ、４番気筒３Ｄ、２番気筒３Ｂの順にクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）ずつの位相差をもって行われるようになっている。
【００５９】
エンジン１が運転されている状態においてエンジン１の出力を要しない所定のアイドリング状態となった場合には、エンジン停止条件の成否判定に基づき、アイドルストップが実行される。
【００６０】
エンジン停止条件が時点ｔ１で成立するとアイドルストップによるエンジン停止のための一連の制御が行われる。エンジンを停止させるため、まず燃料供給が停止（燃料カット）される。燃料カットを行うにあたり、燃料カット許容回転数（燃料供給停止許容回転数）域が設けられており、エンジン回転数が燃料カット許容回転数域内にある時を狙って燃料カットを行うように構成されている。
【００６１】
図５は、図４に示すエンジン回転数における、エンジン停止条件成立時点ｔ１から燃料カット時点ｔ２付近の拡大図である。フィードバック制御されているアイドル回転数の目標回転数域８１が６５０±５０ｒｐｍに設定されており、これに対し燃料カット許容回転数域８３が６５０±１０ｒｐｍに設定されている。つまり、アイドル時には６５０±５０ｒｐｍの範囲でエンジン回転数にふらつきが発生するところ、その中で６５０±１０ｒｐｍの範囲に入った瞬間を狙って燃料カットを行うのである。図５に示すように、エンジン停止条件成立時点ｔ１でエンジン回転数が燃料カット許容回転数域８３内にないときには、燃料カットを保留して待機する。そして、燃料カット許容回転数域８３に入った時点ｔ２で燃料カットを行う。
【００６２】
これは、ピストン４を再始動のための好ましい範囲内（図６の範囲Ａ）で停止させるためになされるもので、燃料カット許容回転数域８３で燃料カットを行うと、ピストン４が好ましい範囲内で停止する確率が高くなることが確認されている。なお、エンジン停止条件が成立した時のエンジン回転数が、燃料カット許容回転数域８３内にあれば直ちに燃料カットされる。
【００６３】
再び図４を参照して説明を続ける。エンジン停止条件成立時点ｔ１以降、燃料の噴射時期がリタードされる（遅らされる）。１番気筒３Ａの噴射１０１、４番気筒３Ｄの噴射１０５および２番気筒３Ｂの噴射１１１（いずれも白丸印で示す）は、燃料噴射時期のリタードがなされなかった場合の仮想的な燃料噴射時期を示す。図示のように、これらの噴射は吸気行程においてなされる。
【００６４】
それに対し、４番気筒３Ｄの噴射１０７および２番気筒３Ｂの噴射１１３（いずれも黒丸印で示す）は、燃料噴射時期のリタードがなされた当実施形態の燃料噴射時期を示す。噴射１０７が噴射１０５に、噴射１１３が噴射１１１にそれぞれ対応している。図示のように、これらの噴射は圧縮行程の後期においてなされる。
【００６５】
ところで、１番気筒３Ａの仮想的な噴射１０１に対応する当実施形態の噴射時期が示されていない。これは、仮想的な噴射１０１の直後であって、リタードされた噴射時期より前に燃料カット時点ｔ２が来たために、当該噴射が停止されたためである。もし仮想的な噴射１０１の時期に実際に噴射されていたら、その燃料は次の膨張行程（燃料カット後）で燃焼させる必要がある（燃焼させずに排出するとエミッションに悪影響を及ぼす）。それは、エンジン回転数の速やかで円滑な低下を妨げるとともに、エンジン停止時のピストン４の停止位置のばらつき要因となる。しかし、当実施形態では燃料噴射時期をリタードすることにより仮想的な噴射１０１に対応する燃料噴射がなされず、その分燃料カット後の燃焼回数が低減されている。
【００６６】
このように燃料噴射時期をリタードすることによって、燃料カット時点ｔ２が燃料噴射前となる確率を増大させ、速やか且つ円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせるとともに、エンジン停止時にピストン４を適正位置に停止させ易くしている。
【００６７】
また、エンジン停止条件成立時点ｔ１以降は、エンジン停止に備えて予め点火時期のリタードを行って、発生トルクを低減させている。当実施形態では、３番気筒３Ｃの点火１０３及び４番気筒３Ｄの点火１０９にこのリタードがなされている。このときのリタードは、エンジン回転数を低下させ過ぎない程度の比較的小さなリタード量となっている。なお、点火時期のリタードの他に、カム位相可変機構２６ａによって吸気弁１１の閉時期を遅らせたり、空燃比を大きく（リーン側に）させたりしても良い。そして、これらによってエンジン回転数が必要以上に低下しないよう、図示のようにスロットル弁１７を所定量開弁している。
【００６８】
エンジン回転数が燃料カット許容回転数域８３（図５参照）に入ると燃料カットを行うが、その判定（以下燃料カット判定という）を行うためのエンジン回転数の検出時期は、燃焼期間外の各気筒３の行程中間時期以降に設定されている。即ち、回転変動の大きい燃焼期間（行程の前半）を避け、比較的回転変動の小さい行程中間時期以降にエンジン回転数を検出するようにしている。これによって、より正確にエンジン回転数を検出し、燃料カット判定の精度を向上させている。
【００６９】
また、その検出時期は、リタード後の燃料噴射時期よりも前に設定されている。そして、エンジン回転数の検出による燃料カット判定結果を、直後の燃料噴射有無に反映させるようにしている。従って、燃料カット判定でＹＥＳとされてから、以降の燃料カットまでの間が短くなっている。即ち、燃料カット後の燃焼回数を可及的に低減している。
【００７０】
更に、エンジン停止条件成立時点ｔ１以降は、エアコンなどの外部負荷をカットすることによって回転変動幅を小さくしている。これにより、燃料カット判定を行うためのエンジン回転数の検出精度を一層向上させている。
【００７１】
図４に示す例では、以上のような高精度のエンジン回転数の検出を行い、エンジン回転数Ｎ２（時点ｔ２）のときに燃料カット判定結果がＹＥＳとなっている。従って燃料カット時点ｔ２以降の燃料供給が停止されている。そして、燃料カット時点ｔ２以降に燃焼が行われる気筒では、点火時期をリタードさせている。当実施形態では、２番気筒３Ｂがこれに相当する。２番気筒３Ｂでは、仮想的な燃料噴射１１１がリタードされて、燃料噴射１１３が圧縮行程後期になされている。しかし、それは燃料カット時点ｔ２より僅かに早期であるため、その燃焼は燃料カット後になされることになる。その燃焼のための点火１１５は、燃焼によるトルクの発生が充分小さくなるよう、比較的大きくリタードされている。こうして、噴射した燃料を燃焼させてエミッションへの悪影響を防止しつつ、円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせるようにしている。
【００７２】
そして、燃料カット時点ｔ２で燃料カットするとともに、スロットル弁１７を所定開度に開き、その後、エンジン回転数が予め設定された所定回転数Ｎ３（当実施形態ではＮ３＝５００ｒｐｍ）まで低下した時点ｔ３でスロットル弁１７を閉じるように制御する。これにより、気筒３内の空気の圧力を利用してエンジン停止位置が好ましい範囲内となる確率を高めるようにしている。
【００７３】
すなわち、上記時点ｔ２からｔ３の間、スロットル弁１７が所定開度に開かれることにより、多少の時間的遅れをもって一時的に吸気負圧が減少（吸気量が増大）し、その後に吸気圧負圧が増大（吸気量が減少）するが、一時的に吸気負圧が減少する期間が、膨張行程気筒３Ａの吸気行程の期間に概ね対応するように予め上記所定回転数等が設定されている。これにより、スロットル弁１７が開かれない場合と比べ、エンジン停止前に各気筒３に吸入される空気量が増加し、そのうちでも特に膨張行程気筒３Ａに流入する吸気量が多くなる。
【００７４】
そして、エンジン停止に至るときには、圧縮行程気筒３Ｃではピストン４が上死点に近づくにつれて当該気筒３Ｃ内の空気が圧縮されてピストン４を押し返す方向に圧力が作用し、これによりエンジン１が逆転して圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点側に押し返されると、膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点側に移動し、それに伴い当該気筒３Ａ内の空気が圧縮され、その圧力で膨張行程気筒３Ａのピストン４が下死点側に押し返される。このようにしてピストン４がある程度振動してから停止し、この際、圧縮行程及び膨張行程においてそれぞれピストン４が上死点に近いほどこれを押し戻す力が大きいため、ピストン４の停止位置は行程中間部に近い位置（図６の範囲Ａ）となる場合が多い。
【００７５】
上記のようにエンジン停止前に吸気量が増加されることにより、上死点に近づいたときにピストン４を押し戻す力が増大するので、ピストン４が上記範囲Ａ内に停止する確率が高くなる。さらに、上記のようなスロットル弁１７の制御により膨張行程気筒３Ａの吸気量が圧縮行程気筒３Ｃと比べて多くなるようにすれば、膨張行程気筒３Ａにおいてピストン４が行程中間部に近い範囲のうちでも多少下死点寄り（図６の範囲Ａ２）に停止することが多くなる。
【００７６】
そして、上記のように燃料カット時点ｔ２でのエンジン回転数Ｎ２が燃料カット許容回転数域８３内にあるようにするとともに、燃料カット後の発生トルクを抑制することにより、一層高い確率でピストン４を範囲Ａ２に停止させ易くなっている。
【００７７】
なお、燃料カットからエンジン１が完全に停止するまでに慣性でエンジン１が数回転するため、既燃ガスは排出され、膨張行程といえども筒内は殆ど新気となる。また、エンジン１が停止すると圧縮行程気筒３Ｃでも圧力は直ぐにリークする。従って、エンジン停止後は、いずれの気筒も筒内には略大気圧の新気が存在する状態となる。
【００７８】
また、スロットル弁１７をエンジン停止まで閉弁しないようにしても良いが、そうするとエンジン停止までずっと吸気量が多い状態が続くので、吸気の圧縮によるピストン４の押し下げ力が減衰し難く、ピストン４の振動回数が増加してエンジン停止時に揺れ戻しが大きくなる場合がある。従って、当実施形態に示すように好適な時点ｔ３でスロットル弁１７を閉弁するのが望ましい。
【００７９】
ピストン４の停止位置は、クランク角センサ２１，２２からの信号によって以下のように検出される。図７はクランクシャフト６が回転することによって得られるパルス信号であり、クランク角センサ２１からの第１クランク角信号ＣＡ１と、クランク角センサ２２からの第２クランク角信号ＣＡ２とを示す。図７（ａ）は正転時（図１の状態で右回り）のもの、図７（ｂ）は逆転時のものを示す。エンジンの正転時には、図７（ａ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗ、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈとなる。一方、エンジンの逆転時には、図７（ｂ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転時とは逆に第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈ、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗとなる。ＥＣＵ３０は、この差異を検出して、クランクシャフト６が正転中か逆転中かを判定しつつパルス信号をカウントする。カウントした値はＣＡカウンタ値として記憶され、エンジン１が作動中は常時更新される。そして、ＣＡカウンタ値の増減がなくなった状態がエンジン１の停止であり、そのときのＣＡカウンタ値によってピストン４の停止位置が検出される。
【００８０】
図８は、ＣＡカウンタ値の積算フローチャートである。スタート後、ステップＳ５１で、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗとなっているか、或いは第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈとなっているかの判定がなされ、ＹＥＳであればエンジン１は正転していることを示すので、ステップＳ５２に移行して計測したパルス数をＣＡカウンタ値に加算する（ＣＡカウンタｕｐ）。ステップＳ５１でＮＯであれば、エンジン１が逆転していることを示すので、ステップＳ５３に移行して計測したパルス数をＣＡカウンタ値から減算する（ＣＡカウンタｄｏｗｎ）。
【００８１】
図９は、アイドルストップにおけるエンジン停止までのＥＣＵ３０の概略制御フローチャートを示す。スタート後、各種センサ類（図３参照）からの信号を読み取る（ステップＳ１）。次にその信号に基づき、エンジン停止条件が成立したか否かの判定を行い（ステップＳ２）、ＮＯであればリターンするが、ＹＥＳであれば続いてエンジン自動停止のための一連の制御を行う。まずエアコン等の外部負荷をカットし（ステップＳ３）、燃料の噴射時期をリタードする（ステップＳ４）。次のステップＳ５では、出力トルクの変動を抑制するために点火時期のリタード（比較的小）を行う（吸気弁１１の閉弁時期を遅らせる、又は空燃比をリーン側にする、でも良い）。それとともにアイドル回転数を維持できるようにスロットル弁１７の開度をやや大きくする。ステップＳ３、ステップＳ４及びステップＳ５は、ステップＳ２でのＹＥＳ判定に同期して（可及的速やかに）実行される。
【００８２】
続いて、ステップＳ６で燃料カット判定を行う。即ち、エンジン回転数が燃料カット許容回転数域８３（６５０±１０ｒｐｍ）にあるか否かの判定を行う。ステップＳ６でＮＯであれば、ＹＥＳとなるまで待機する。ステップＳ６でＹＥＳと判定されたとき、ピストン４を再始動に好適な位置に停止させやすいエンジン回転数となっており、燃料噴射弁８からの燃料供給を停止（燃料カット）する（ステップＳ７）。更に、点火時期をリタード（比較的大）して、燃料カット前に噴射された燃料を燃焼させる（ステップＳ８）。その後、ステップＳ９で点火停止を行う。
【００８３】
続くステップＳ１１でスロットル弁１７を開弁し、吸気負圧を減少させる。その後、エンジン回転数が５００ｒｐｍよりも低くなった時点でスロットル弁１７を閉弁する（ステップＳ１３、Ｓ１５）。次に、常時カウント中のＣＡカウンタ値（図８参照）を読み取る（ステップＳ１６）。次のステップＳ１７で、ＣＡカウンタ値の変化度合いからエンジン１が完全に停止したか否かの判定がなされ、ＹＥＳであればＣＡカウンタ値から決定されるピストン４の停止位置を記憶（ステップＳ１９）してリターンする。
【００８４】
次にエンジンの再始動について説明する。エンジン停止後に上記基本再始動条件またはＩ／Ｓ禁止条件が成立すると、再始動条件が成立したとされ、自動的にエンジン１を再始動する制御が行われる。この際、ピストン４の停止位置が膨張行程気筒３Ａにおいて行程中間部付近の所定範囲内で、かつ、上死点寄りの範囲Ａ１（図６）にある場合は、第１再始動制御モードが実行される。
【００８５】
図１０は上記第１再始動制御モードによる場合のエンジンの各気筒の行程と始動制御開始時点からの各気筒における燃焼（図中に燃焼の順序に従って▲１▼，▲２▼，▲３▼……で示す）との関係を示すとともに、各燃焼によるエンジンの動作方向を矢印で示しており、また図１１は、上記第１再始動制御モードによる場合のエンジン回転速度、クランク角、角気筒の筒内圧及び図示トルクの時間的変化を示している。
【００８６】
これらの図に示すように、上記第１再始動制御モードによる場合には、先ず圧縮行程気筒３Ｃにおいて燃焼空燃比は理論空燃比よりもリーンとされつつ初回燃焼（図９中の▲１▼）が行われ、この初回燃焼による燃焼圧（図１１中のａ部分）で圧縮行程気筒のピストン４が下死点側に押し下げられてエンジン１が逆転方向に駆動され、それに伴い、膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点に近づくことにより当該気筒３Ａ内の空気が圧縮されて筒内圧が上昇する（図１１中のｂ部分）。そして、膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒３Ａに対する点火が行われて、予め当該気筒３Ａに噴射されている燃料が燃焼し（図１０中の▲２▼）、その燃焼圧（図１１中のｃ部分）でエンジン１が正転方向に駆動される。さらに、上記圧縮行程気筒３Ｃに対して適当なタイミングで燃料が噴射されることにより、圧縮行程気筒３Ｃの上死点付近で当該気筒３Ｃにおける２回目の燃焼が行われる（図１０中の▲３▼）。その燃焼圧（図１１中のｄ部分）でエンジン駆動力が高められる。
【００８７】
この場合、圧縮行程気筒３Ｃの初回燃焼では空燃比がリーンとされたことにより初回燃焼後も当該気筒３Ｃに空気が残存するため、上記２回目の燃焼が可能となる。そして、上記初回燃焼により圧縮行程気筒３Ｃ内の温度が高くなっている状態で燃料が噴射されるとともに圧縮が行われるため、当該気筒３Ｃでの２回目の燃焼は圧縮自己着火により行われる。
【００８８】
このようにして上記２回目の燃焼が行われてから、当該気筒３Ｃの次に圧縮行程を迎える気筒（４番気筒３Ｄ）の圧縮上死点に達した後は、通常制御により各気筒で順次燃焼が行われ、再始動が完了する。
【００８９】
ピストン４の停止位置が膨張行程気筒３Ａにおいて行程中間部付近の所定範囲内で、かつ、下死点寄りの範囲Ａ２（図６参照）にある場合の再始動時には、第２再始動制御モードによる制御が行われる。
【００９０】
この第２再始動制御モードによる制御としては、先ず圧縮行程気筒３Ｃにおいて燃焼空燃比が略理論空燃比もしくはそれよりリッチとされつつ初回燃焼（図１０中の▲１▼に相当する燃焼）が行われる。そして、初回燃焼により圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が押し下げられてエンジン１が逆転方向に駆動され、それに伴い膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点に近づくことにより当該気筒３Ａ内の空気が圧縮されて筒内圧が上昇し、膨張行程気筒３Ａのピストンが上死点に充分に近づいた時点で当該気筒３Ａに対する点火が行われて、予め当該気筒３Ａに噴射されている燃料が燃焼すること（図１０中の▲２▼に相当）によりエンジン１が正転方向に駆動されることは、第１再始動制御モードによる制御と同様である。ただし、第２再始動制御モードでは、膨張行程気筒３Ａの燃焼後に圧縮行程気筒３Ｃが上死点を過ぎるときに燃焼（図１０中の▲３▼の燃焼）は行われず、次に圧縮行程を迎える気筒（４番気筒３Ｄ）の圧縮上死点に達するまでエンジンの回転が慣性で維持され、その後は通常制御に移行して再始動が完了する。
【００９１】
上述のように第１再始動制御モードと第２再始動制御モードとがピストン４の停止位置によって使い分けられることにより、エンジン１の再始動が効果的に行われる。この点を図１２も参照しつつ説明する。
【００９２】
図１２はエンジン停止時のピストン位置と圧縮行程気筒３Ｃの初回燃焼（逆転用）における要求空燃比、圧縮行程気筒３Ｃの空気量、膨張行程気筒３Ａの空気量及び発生頻度との関係を示しており、この図のように、エンジン停止時に膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点寄り）となるほど膨張行程気筒３Ａの空気量が少なくて圧縮行程気筒３Ｃの空気量が多くなり、逆に膨張行程気筒３Ａのピストン４が下死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が上死点寄り）となるほど膨張行程気筒３Ａの空気量が多くて圧縮行程気筒３Ｃの空気量が少なくなる。
【００９３】
また、圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼では、圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点より少し手前（膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点より少し手前）となる所定位置までエンジンを逆転させるだけのトルクを生じさせることが要求されるが、圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が上死点寄りにあれば、圧縮行程気筒３Ｃ内の空気量が少なく、かつ、上記所定位置までの逆転に要求されるトルクが比較的大きいので、要求空燃比がリッチとなり、一方、圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点寄りにあれば圧縮行程気筒内３Ｃの空気量が多く、かつ、上記所定位置までの逆転に要求されるトルクが比較的小さいので、要求空燃比がリーンとなる。
【００９４】
膨張行程気筒３Ａにおいては、ピストン４が下死点寄りにある程空気量が多いため燃料を多く燃焼させることができる。
【００９５】
従って、エンジン停止時に膨張行程気筒３Ａのピストン位置が中間部より下死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン位置が上死点寄り）の所定範囲Ａ２にある場合、圧縮行程気筒３Ｃでは初回燃焼時の空燃比が上記要求に適合するようにリッチとされ、初回燃焼後に燃焼用空気が残存しないため圧縮上死点付近での２回目の燃焼は行われないが、膨張行程気筒３Ａでは空気量が比較的多くて、それに応じた燃料が噴射された上で、圧縮されてから着火、燃焼が行われるため、比較的大きなトルクが得られ、上記圧縮行程気筒３Ｃの圧縮上死点を過ぎてさらに次の気筒の圧縮上死点を越えるまでエンジンを回転させることができ、再始動を達成することができる。
【００９６】
一方、エンジン停止時に膨張行程気筒３Ａのピストン位置が中間部より上死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン位置が下死点寄り）の所定範囲Ａ１にある場合、範囲Ａ２にある場合と比べると、膨張行程気筒内３Ａの空気量が少ないため膨張行程での燃焼により得られるトルクが小さくなるが、圧縮行程気筒３Ｃでは初回燃焼時の空燃比が上記要求に対応してリーンとされ、それにより初回燃焼後も残存する余剰空気が利用されて圧縮上死点付近での２回目の燃焼が行われるため、エンジン正転方向の駆動のためのトルクが補われ、膨張行程気筒３Ａでの燃焼と圧縮行程気筒３Ｃにおける２回目の燃焼の両方により、再始動を達成するに足るトルクが得られる。
【００９７】
ところで、当実施形態では、前述のようにエンジン停止の際、燃料供給停止後に所定期間だけスロットル弁１７を所定の開弁状態として吸気量を増加させることにより、圧縮行程気筒３Ｃ及び膨張行程気筒３Ａにおいてピストン４の上死点方向への移動に対する抵抗を大きくし、かつ、膨張行程気筒３Ａの吸気量をより多くしているため、図１２中にも示すように、エンジン停止時の膨張行程気筒３Ａにおけるピストン位置は行程中間部付近の所定範囲Ａ内となることが殆どであり、そのうちでも多少下死点寄りの範囲Ａ２内となることが多く、このように停止位置が調整されることで効果的に再始動が行われる。
【００９８】
すなわち、ピストン停止位置が上記範囲Ａよりも膨張行程気筒３Ａの上死点側（圧縮行程気筒３Ｃの下死点側）に近づきすぎた場合には、エンジン逆転方向の移動量を充分にとることができなくなるとともに、膨張行程気筒３Ａの空気量が少なくなるので膨張行程気筒３Ａでの燃焼により得られるトルクが少なくなり、また、上記範囲よりも膨張行程気筒３Ａの下死点側（圧縮行程気筒３Ｃの上死点側）に近づきすぎた場合には、圧縮行程気筒３Ｃの空気量が少なくなるのでエンジン逆転のためのトルクが充分に得られなくなる。これに対し、ピストン停止位置が上記範囲Ａ内にあれば、圧縮行程気筒３Ｃでの初期燃焼による逆転駆動が可能で、かつ、膨張行程気筒３Ａでの燃焼が良好に行われてその燃焼エネルギーを充分にピストンに作用させることができ、とくにピストン停止位置が膨張行程気筒３Ａの下死点寄りの範囲Ａ２にあれば膨張行程気筒３Ａの空気量を充分に多く確保でき、膨張行程気筒３Ａでの燃焼エネルギーを増大させ、始動性を高めることができる。
【００９９】
なお、稀にエンジン停止時のピストン位置が上記範囲Ａから外れた場合や、エンジン停止中に筒内温度が低下し、冷却水温度ＴｃがＴｃ＜６０℃となった場合には、第３再始動制御モードが実行されてスタータ２８により始動がアシストされる。
【０１００】
本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。例えばアイドル回転数の目標回転数域８１や燃料カット許容回転数域８３の具体的な値は、エンジンの特性によって適宜設定して良い。また、アイドルアップ（比較的エンジン温度状態が低温のときにアイドル回転数の目標回転数域８１を上昇させる制御）がなされているときには、それに応じて燃料カット許容回転数域８３も変更させるようにしても良い。
【０１０１】
燃料噴射のリタード及び燃料カット後の点火時期リタードは、どちらか一方のみ実施しても良い。但し、双方共に実施することにより、より高い確率でピストン４を適正範囲（図６の範囲Ａ、望ましくは範囲Ａ２）に停止させ易くなる。
【０１０２】
外部負荷のカットは燃料カット時点ｔ２でなされていれば良いので、必ずしもエンジン停止条件成立時点ｔ１に同期して行う必要はない。但し、エンジン停止条件成立時点ｔ１に同期して行うことによって、比較的簡単な制御としながら、タイムラグによる影響（外部負荷のカット前に燃料カット判定でＹＥＳとされる）を効果的に防止することができる。
【０１０３】
上記実施形態では、エンジン停止時のピストン位置が所定範囲内にあるときのエンジン始動時に、圧縮行程気筒３Ｃで初回燃焼を行わせてエンジンを少し逆転させてから膨張行程気筒３Ａでの燃焼を行わせるようにしているが、上記圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼によるエンジン逆転を行わず、エンジン停止状態でいきなり膨張行程気筒３Ａに燃料を供給し、所定時間後に点火することにより、膨張行程気筒３Ａでの燃焼を最初に行わせるようにしてもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように本発明のエンジンの始動装置によると、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止後における再始動条件成立時に、膨張行程にある気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、上記燃料供給の停止は、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときになされるものであり、上記燃料供給停止許容回転数は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されているので、別途特別な制動装置等を設けることなく、ピストンの停止位置ばらつきを削減し、より高い確率で適正位置に停止させることができる。即ち簡単な構造でエンジンの再始動性を高めることによって、一層の燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図２】上記エンジンの概略平面図である。
【図３】上記エンジンの概略制御ブロック図である。
【図４】エンジン停止時のエンジン回転数、スロットル開度及び吸気管負圧の変化並びに各気筒のサイクルを示す説明図である。
【図５】図４に示すエンジン回転数の、燃料カット付近の拡大図である。
【図６】エンジン停止時のピストン位置に応じた再始動制御モード選択のための範囲の設定を示す説明図である。
【図７】２つのクランク角センサからのクランク角信号を示すものであって、（ａ）はエンジン正転時の信号、（ｂ）はエンジン逆転時の信号である。
【図８】エンジン停止時のピストン位置を検出するための処理を示すフローチャートである。
【図９】エンジン停止時のピストン位置を検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１０】エンジン再始動時の各気筒のサイクル及び燃焼動作を示す説明図である。
【図１１】エンジン再始動時のエンジン回転数、クランク角、各気筒の筒内圧及び図示トルクの変化を示す説明図である。
【図１２】エンジン停止時のピストン位置と圧縮行程気筒の要求空燃比、圧縮行程気筒の空気量、膨張行程気筒の空気量及び発生頻度との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ エンジン
３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ） 気筒（１番気筒，・・・，４番気筒）
４ ピストン
７ 点火プラグ
８ 燃料噴射弁
１１ 吸気弁
１２ 排気弁
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
１７，１７ａ スロットル弁
２１，２２ クランク角センサ
２６ａ，２７ａ カム位相可変機構
２８ スタータ
３０，３０ａ ＥＣＵ
３１ スロットル弁制御手段
３２ 燃料噴射弁制御手段
３３ 点火制御手段
８１ アイドル回転数の目標回転数域
８３ 燃料カット許容回転数域
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドリング時等に自動的にエンジンを一旦停止させ、その後に自動的に再始動させるエンジンの始動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等のため、アイドル時に自動的にエンジンをいったん停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立したときに自動的にエンジンを再始動させる（以下アイドルストップ又はＩ／Ｓという）ようにしたエンジンの始動装置が開発されてきている。
【０００３】
アイドルストップにおける再始動は、発進操作等に応じて即座に始動させることが要求されるため、スタータ（始動用のモータ）によりエンジン出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを始動させるような、始動完了までにかなりの時間を要する従来の一般的な始動の方法は好ましくない。
【０００４】
そこで、停止状態のエンジンの特定気筒（膨張行程にある気筒）に燃料を供給して着火、燃焼を行わせ、そのエネルギーでエンジンが即時的に始動されるようにすることが望ましい。しかし、膨張行程にある気筒に燃料を供給して着火させても、必ずしも燃焼が起こるとは限らず、また燃焼が起こってもエンジン始動のための充分なトルクが得られるとは限らない。円滑に再始動を行うためには一定以上の着火性と発生トルクの大きさが求められる。
【０００５】
このような問題の対策として、例えば特許文献１に示されるように、ＩＧ ＯＦＦ（点火停止）後、排気弁の閉時期を制御してピストンが適正位置にある状態でエンジンを停止させ易くしたもの、あるいは特許文献２に示されるように、エンジンのクランク軸に対して制動装置を設け、エンジン停止時に膨張行程となる気筒のピストンが行程途中の適正位置で停止するように制動装置を制御するようにしたものなどが提案されている。
【０００６】
再始動するためのピストンの適正停止位置とは、一般的には上死点後９０°ＣＡ（クランク角）前後、即ち上死点と下死点の中間付近であり、この位置でピストンを停止させると、適度に存在する筒内空気と再始動時に供給される燃料とで良好な燃焼が得られ、再始動に充分なトルクを発生させ易い。即ち、特許文献１及び特許文献２は、燃焼によって充分な再始動トルクが得られるように、ピストンの停止位置を規制しようとするものである。
【０００７】
【特許文献１】
ＷＯ ０１／４４６３６ Ａ２号公報
【特許文献２】
実開昭６０−１２８９７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に示された始動装置は、排気弁を制御することによる筒内ガス圧の変化を利用した間接的な方法であるため、ばらつきが生じ易いものであった。従って、再始動を円滑に行うため、より高い確率でピストンを適正位置に停止させる技術が求められていた。また、上記特許文献２に示された始動装置によると、車両の制動装置とは別にクランク軸を制動し得る装置が必要になるとともに、ピストンが適正位置に停止するように制動装置を精度良くコントロールすることが非常に難しいものであった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑み、別途特別な制動装置等を設けることなく、ピストンの停止位置ばらつきを削減し、より高い確率で適正位置に停止し得るようにしたエンジンの始動装置、即ち簡単な構造でエンジンの再始動性を高めることによって、一層の燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等を図ることができるエンジンの始動装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止後における再始動条件成立時に、膨張行程にある気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、上記燃料供給の停止は、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときになされるものであり、上記燃料供給停止許容回転数域は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発明者は鋭意研究によって、燃料供給を停止する時点のエンジン回転数と、エンジン停止時のピストン位置との間に強い相関のあること、更にピストンを適正位置に停止させ易いエンジン回転数域は一般的になされるアイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域よりも狭いことを見出した。
【００１２】
本発明の構成によると、所定のエンジン停止条件が成立したとき、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数（以下燃料カット許容回転数ともいう）域内にあるか否かの判定（以下燃料カット判定という）を行う。この燃料カット許容回転数域は、エンジン停止時にピストンが適正位置に停止し易い回転数域である。その回転数域は一般的になされるアイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されている。例えば、アイドル回転数が６５０±５０ｒｐｍ、燃料カット許容回転数が６５０±１０ｒｐｍという設定がなされる。
【００１３】
上記の燃料カット判定で、ＹＥＳであれば燃料供給の停止（燃料カット）を行うが、ＮＯの場合は燃料カットを保留し、待機する。エンジン回転数は、アイドル回転数の目標回転数域内で絶えず変動しているので、間もなく燃料カット許容回転数域内に入る。即ち上記判定結果がＹＥＳとなるので、その時点で燃料カットを行う。
【００１４】
このようにすると、燃料カットは常にエンジン回転数が燃料カット許容回転数域内にあるときになされる。従って、エンジン停止時にピストンを適正位置に停止させ得る確率をより高めることができ、再始動性を向上させることができる。
【００１５】
本発明において、少なくとも上記判定（燃料カット判定）前に燃料の噴射がなされ、かつ上記判定後に点火時期を迎える気筒では、点火後の燃焼によるトルクが低下するように点火タイミングをリタードさせる（遅らせる）ようにしても良い。
【００１６】
このようにすると、燃料カット後に燃焼が行われる気筒による発生トルクが点火タイミングのリタードによって低減されるので、より円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせることができる。なお、噴射した燃料は燃焼させて排出するため、エミッションへの悪影響を防止することができる。
【００１７】
ところで、燃料カット判定でＹＥＳとなり、燃料供給の停止がなされた後でも、燃料カット判定以前に供給された燃料はエミッションの悪化を防止するために燃焼させる必要がある。これは、エンジン回転数の速やかで円滑な低下を妨げるとともに、エンジン停止時のピストンの停止位置のばらつき要因となる。
【００１８】
これに対し、上記エンジン停止条件の成立後、上記燃料供給の停止がなされるまでの間、燃料噴射時期をリタードさせることが有効である。
【００１９】
このようにすると、燃料噴射時期をリタードすることにより、燃料カット判定が燃料噴射前になされる確率が増大する。燃料噴射前にＹＥＳ判定がなされれば、直ちにその燃料噴射を停止して、燃料カット後に燃焼させないようにすることができるので、一層速やか且つ円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせるとともに、エンジン停止時にピストンを適正位置に停止させ易くすることができる。
【００２０】
更に、上記判定（燃料カット判定）を行うためのエンジン回転数の検出時期は、燃焼期間外の各気筒の行程中間時期以降に設定されるとともに、上記燃料噴射のリタード後の燃料噴射時期は、上記エンジン回転数の検出時期よりも後に設定されるようにしても良い。
【００２１】
このようにすると、燃料カット判定を行うためのエンジン回転数の検出は、回転変動の大きい燃焼期間（行程の前半）を避け、比較的回転変動の小さい、行程中間時期以降になされる。従って、より正確なエンジン回転数の検出ができる。また、この検出後に燃料噴射がなされるので、エンジン回転数の検出による上記判定結果を、直後の燃料噴射有無に反映させることができる。即ち、上記判定でＹＥＳとされてから、以降の燃料カットまでの間を短くすることができ、燃料カット後の燃焼回数を可及的に低減することができる。従って、より一層円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせることができる。
【００２２】
また、上記判定を行うためのエンジン回転数の検出時には、回転変動幅が小さくなるように、外部負荷（エアコンなど）をカットするようにすれば、エンジン回転数変動を一層低減することができる。なお、この外部負荷のカットは、上記エンジン停止条件の成立と同期してなされる（条件成立後、可及的速やかに制御を開始する）ようにすれば、タイムラグによる影響（外部負荷のカット前に燃料カット判定でＹＥＳとされる）を効果的に防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１及び図２は本発明の実施形態によるエンジンの概略構成を示している。これらの図において、エンジン１の本体はシリンダヘッド２ａ及びシリンダブロック２で構成される。当実施形態ではエンジン１は４気筒４サイクルエンジンであり、４つの気筒３（詳しくは、図２に示す状態で左から順に１番気筒３Ａ、２番気筒３Ｂ、３番気筒３Ｃ、４番気筒３Ｄ）を有している。各気筒３にはピストン４が嵌挿され、ピストン４の上方に燃焼室５が形成されている。上記ピストン４はコンロッドを介してクランクシャフト６に連結されている。
【００２５】
各気筒３の燃焼室５の頂部には点火プラグ７が装備され、そのプラグ先端が燃焼室５内に臨んでいる。
【００２６】
更に、燃焼室５の側方部には、燃焼室５内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。そして、点火プラグ７付近に向けて燃料を噴射するように燃料噴射弁８の噴射方向が設定されている。なお、この燃料噴射弁８には図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給され、かつ、圧縮行程での燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力を与え得るように燃料供給系統が構成されている。
【００２７】
また、各気筒３の燃焼室５に対して吸気ポート９及び排気ポート１０が開口し、これらのポート９，１０に吸気弁１１及び排気弁１２が装備されている。これら吸気弁１１及び排気弁１２は、カムシャフト２６，２７等からなる動弁機構により駆動される。そして、後に詳述するように各気筒３が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒の吸・排気弁の開閉タイミングが設定されている。
【００２８】
吸気弁１１及び排気弁１２の開閉時期は、カム位相可変機構２６ａ，２７ａによって可変となっている。カム位相可変機構２６ａ，２７ａは、カムシャフト２６，２７の回転位相をクランクシャフトの回転位相に対して変動させる、従来から知られた機構である。図２に示すように吸気弁１１側のカムシャフト２６にはカム位相可変機構２６ａが、排気弁１２側のカムシャフト２７にはカム位相可変機構２７ａが設けられており、それぞれ独立して制御されている。従って、吸気弁１１及び排気弁１２の開閉時期は、カム位相可変機構２６ａ，２７ａによってそれぞれ独立して全体的に前後に変動させることができる。
【００２９】
吸気ポート９及び排気ポート１０には吸気通路１５及び排気通路１６が接続されている。吸気通路１５は、サージタンク１５ｂの下流に気筒別の分岐吸気通路１５ａを有し、各分岐吸気通路１５ａの下流端が各気筒の吸気ポート９に連通するが、その各分岐吸気通路１５ａの下流端近傍に、各分岐吸気通路１５ａを同時に絞り調節する多連型のロータリバルブからなるスロットル弁１７が配設されている。このスロットル弁１７はスロットル弁アクチュエータ１８により駆動されるようになっている。
【００３０】
上記吸気通路１５におけるサージタンク１５ｂの上流の共通吸気通路１５ｃには、吸気量を検出するエアフローセンサ２０が設けられている。また、上記クランクシャフト６に対し、その回転角を検出するクランク角センサが設けられており、当実施形態では、後に詳述するように、互いに一定量だけ位相のずれたクランク角信号を出力する２つのクランク角センサ２１，２２が設けられている。さらにカムシャフト２６，２７に対し、その特定回転位置を検出することで気筒識別信号を与えることのできるカム角センサ２３が設けられている。また、エンジン１を始動させるためのモータであるスタータ２８が設けられており、このスタータ２８の駆動力が図外のスタータギヤを介してクランクシャフト６に直接伝達されることにより、エンジン１が始動するように構成されている。
【００３１】
なお、この他にもエンジン１の制御に必要な検出要素として、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２４、アクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ２５（図３参照）等が装備されている。
【００３２】
図３は、エンジン１の制御ブロック図であり、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）３０を中心に、信号を入力するスイッチやセンサと、出力する装置やアクチュエータ等を示す。なお、このブロック図は、アイドルストップ制御に関するものなので、その他の制御に関する部分については省略している。
【００３３】
ＥＣＵ３０の入力側には、上記エアフローセンサ２０、クランク角センサ２１，２２、カム角センサ２３、水温センサ２４及びアクセル開度センサ２５に加え、Ｉ／Ｓ（アイドルストップ）を行うためのセンサ類として、ブレーキの踏み込み深さを検出するブレーキセンサ６２、車速を検出する車速センサ６３、ＡＴ（自動変速機）のシフトレバー位置を検出するインヒビタスイッチ６４、パーキングブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検出するパーキングブレーキスイッチ６５、ウインカのＯＮ／ＯＦＦを検出するウインカスイッチ６６、エアコンのＯＮ／ＯＦＦを検出するエアコンスイッチ６７及びブレーキ負圧を検出するブレーキ負圧センサ６８がそれぞれ接続され、各検出信号が入力される。
【００３４】
またＥＣＵ３０の出力側には、上記点火プラグ７、燃料噴射弁８、スロットル弁アクチュエータ１８、カム位相可変機構２６ａ，２７ａ及びスタータ２８に加え、アイドルストップ表示ランプ７１、電動オイルポンプ７２、ＡＴＦ切換弁７３及びヒルホルダ用ソレノイド弁７４が接続され、各装置類への駆動信号を出力する。
【００３５】
アイドルストップ表示ランプ７１は、Ｉ／Ｓの実施状況を運転者に示すためのランブで、詳細は後述するが、Ｉ／Ｓによるエンジンの停止中であることや、Ｉ／Ｓが禁止中であること、或いはエンジンを再始動すること等を表示するランプの総称である。
【００３６】
電動オイルポンプ７２は、Ｉ／Ｓによるエンジン停止中に、ＡＴへの油圧を供給する電動のオイルポンプである。通常運転時、ＡＴ内部のクラッチは、クランクシャフト６に直結して駆動される図外の機械式オイルポンプを油圧供給源として作動する。従って、Ｉ／Ｓによってエンジンが停止すると、油圧が低下し、クラッチは解放する。これではエンジン再始動後、クラッチを再締結させるための時間ロスが発生し、発進性が悪化する。それを防止するため、エンジンの停止中には別途電動オイルポンプ７２によってＡＴに油圧を供給するように構成されている。
【００３７】
ＡＴＦ切換弁７３は、油圧供給源からＡＴへのＡＴＦ（自動変速機油）の通路を切換える切換え弁である。通常の運転時には機械式オイルポンプからＡＴにＡＴＦを導き、Ｉ／Ｓによるエンジン停止中には電動オイルポンプ７２から導くように切換えられる。
【００３８】
ヒルホルダ用ソレノイド弁７４は、ブレーキオイルの供給通路を遮断する図略のヒルホルダーを駆動するためのソレノイド弁である。通常運転時にはエンジンに連動する倍力装置が作動し、ブレーキ油圧が高められている。しかしエンジン停止中にはこの倍力装置が作動しないため、ブレーキ油圧が低下し、制動力が減少する。従って、例えば坂道等でアイドルストップを行った場合、制動力不足によって車両が動く可能性がある。それを防止するため、ヒルホルダは、ヒルホルダ用ソレノイド弁７４でブレーキオイルの供給通路を遮断することによってブレーキ油圧を高い状態で保持するように構成されている。
【００３９】
ＥＣＵ３０は、内部にスロットル弁制御手段３１、燃料噴射弁制御手段３２、点火制御手段３３、アイドルストップ制御手段３４、カム位相制御手段３５、表示制御手段３６、ＡＴ制御手段３７及びヒルホルダ制御手段３８を含む。
【００４０】
スロットル弁制御手段３１は、アクセル開度センサ２５からのアクセル開度情報や、クランク角センサ２１，２２からのクランク角速度情報に基づくエンジン回転数等から、必要なスロットル弁１７の開度を演算し、スロットル弁アクチュエータ１８を制御する。
【００４１】
燃料噴射弁制御手段３２及び点火制御手段３３は、上記アクセル開度情報やエンジン回転数情報に加え、エアフローセンサ２０による吸気量情報や水温センサ２４による冷却水温度情報等から、必要な燃料噴射量とその噴射時期及び適正な点火時期を演算し、燃料噴射弁８及び点火プラグ７に制御信号を出力する。
【００４２】
スロットル弁制御手段３１および燃料噴射弁制御手段３２によって、アイドル時にはエンジン回転数が所定の目標回転数（例えば温間時には６５０±５０ｒｐｍ）となるようにフィードバック制御されている（スロットル弁１７をバイパスする吸気経路を形成するＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを設けてアイドル回転数の制御を行うようにしても良い）。
【００４３】
また、スロットル弁制御手段３１、燃料噴射弁制御手段３２、点火制御手段３３は、Ｉ／Ｓを行う場合については上記制御に加えて、次に述べるアイドルストップ制御手段３４によっても制御される。
【００４４】
アイドルストップ制御手段３４は、Ｉ／Ｓの実行条件を判定したり、ＥＣＵ３０内の各手段にＩ／Ｓを実行するために必要な情報を提供したりする。
【００４５】
Ｉ／Ｓの実行条件としては、基本停止条件、基本再始動条件及びＩ／Ｓ禁止条件に類別される。各条件は適宜設定して良いが、例えばブレーキセンサ６２から得られるブレーキの踏み込み深さが所定値以上、かつ車速センサ６３から得られる車速がゼロ、かつインヒビタスイッチ６４から得られるＡＴのシフトレバー位置が非走行レンジ、かつパーキングブレーキスイッチ６５の信号がＯＮ、かつウインカスイッチ６６の信号がＯＦＦ、かつエアコンスイッチ６７がＯＦＦの場合に基本停止条件が成立とされる。
【００４６】
また、例えばブレーキの踏み込み深さが所定値以下、又は車速が所定値以上、又はＡＴのシフトレバー位置が走行レンジ、又はウインカスイッチ６６の信号がＯＮ、又はエアコンスイッチ６７がＯＮ、又はブレーキ負圧センサ６８から得られるブレーキ負圧（制動力を補う倍力装置を構成するブースター内の負圧）が所定値以下の場合に基本再始動条件が成立とされる。
【００４７】
そして、例えばエンジン冷却水温度Ｔｃが所定値以下（例えばＴｃ＜６０℃）、又はバッテリのモニタ電圧が所定値以下、又は前回の再始動からの経過時間が所定値以下の場合にＩ／Ｓ禁止条件が成立とされる。
【００４８】
基本停止条件が成立し、かつＩ／Ｓ禁止条件が成立しないとき、最終的にエンジンの停止条件が成立（当明細書では、これをエンジン停止条件の成立という）したとされ、Ｉ／Ｓによるエンジンの自動停止が行われる。即ち燃料噴射弁８からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ７の点火を停止させる。
【００４９】
エンジン停止の際の制御としては、エンジン停止時に圧縮行程となる気筒（説明の都合上、これを３番気筒３Ｃであると想定し、以下圧縮行程気筒３Ｃと記す。）及び膨張行程となる気筒（同様に１番気筒３Ａであると想定し、以下膨張行程気筒３Ａと記す。）においてピストン上死点方向の移動に対する抵抗を大きくすべく少なくともこれらの気筒に対する吸気量を増大させ、特に膨張行程気筒３Ａにより多く吸気を供給するように、上記スロットル弁１７をエンジン停止動作期間中の所定期間だけ所定の開弁状態とする。その他噴射時期のリタードや点火時期のリタードなどを行うが、詳細は後述する。
【００５０】
こうしてエンジン１が自動停止した後、基本再始動条件またはＩ／Ｓ禁止条件が成立すると、最終的に再始動条件が成立（当明細書では、これを再始動条件の成立という）したとされ、再始動がなされる。即ち燃料噴射弁８からの燃料噴射と点火プラグ７の点火を復帰させる。
【００５１】
再始動の際の制御としては、先ず圧縮行程気筒３Ｃに対して初回の燃焼を実行してエンジンを少し逆転させることにより、膨張行程気筒３Ａのピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒３Ａで燃焼を行わせるようにする。
【００５２】
当実施形態では、上述のように圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼、膨張行程気筒３Ａでの燃焼を行わせるとともに、初回燃焼後の圧縮行程気筒３Ｃの筒内に燃焼用空気を残存させて圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が上昇に転じてから上死点付近に達したときに再燃焼を行わせる第１再始動制御モードと、圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼及び膨張行程気筒３Ａでの燃焼は行わせるが圧縮行程気筒３Ｃでの再燃焼を行わせない第２再始動制御モードと、圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼を行わずにスタータ２８でアシストしつつ膨張行程気筒３Ａでの燃焼及びその次の圧縮行程気筒３Ｃでの燃焼により始動を行う第３再始動制御モードとを、ピストン４の停止位置に応じて選択的に実行するようになっている。
【００５３】
カム位相制御手段３５は、クランクシャフト６に対するカムシャフト２６，２７の位相変動信号をカム位相可変機構２６ａ，２７ａに出力し、吸気弁１１及び排気弁１２の開閉時期を制御する。通常運転時は、エンジンの回転数に応じた最適な吸排気弁の開閉時期を設定し、広回転域に亘って高出力を得るための制御等を行う。その他、後述するように、アイドルストップのためのエンジン停止制御中、出力トルクの変動を抑制するために吸気弁１１の閉時期を遅らせる制御を行う。
【００５４】
表示制御手段３６は、Ｉ／Ｓの実行状況に応じてアイドルストップ表示ランプ７１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。アイドルストップ表示ランプ７１は、図外の自動停止中ランプ、アイドルストップ禁止中ランプ及び再始動ランプによって構成されている。Ｉ／Ｓによるエンジンの自動停止中は、自動停止中ランプを点灯させ、Ｉ／Ｓ禁止条件が成立中はアイドルストップ禁止中ランプを点灯させ、エンジンの再始動時には再始動ランプを点灯させる。このようにして、運転者がアイドルストップの制御状況を認識できるようにしている。
【００５５】
ＡＴ制御手段３７は、アイドルストップが実行されることにより、自動変速機に供給される作動油の圧力が低下した場合に、ＡＴＦ切換弁７３に切換指令信号を出力して上記作動油の供給経路をエンジン１によって駆動される図外の機械式オイルポンプ側から電動オイルポンプ７２側に切換えるとともに、電動オイルポンプ７２を作動させる作動指令信号を出力して、この電動オイルポンプ７２から自動変速機に所定圧力の作動油を供給するように構成されている。
【００５６】
ヒルホルダ制御手段３８は、Ｉ／Ｓによるエンジン停止中に、ヒルホルダ用ソレノイド弁７４によってヒルホルダの制御を行う。
【００５７】
以上のような当実施形態の装置の作用を次に説明する。
【００５８】
４気筒４サイクルエンジンであるエンジン１では、各気筒３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、図４に示すように、上記サイクルが１番気筒３Ａ、３番気筒３Ｃ、４番気筒３Ｄ、２番気筒３Ｂの順にクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）ずつの位相差をもって行われるようになっている。
【００５９】
エンジン１が運転されている状態においてエンジン１の出力を要しない所定のアイドリング状態となった場合には、エンジン停止条件の成否判定に基づき、アイドルストップが実行される。
【００６０】
エンジン停止条件が時点ｔ１で成立するとアイドルストップによるエンジン停止のための一連の制御が行われる。エンジンを停止させるため、まず燃料供給が停止（燃料カット）される。燃料カットを行うにあたり、燃料カット許容回転数（燃料供給停止許容回転数）域が設けられており、エンジン回転数が燃料カット許容回転数域内にある時を狙って燃料カットを行うように構成されている。
【００６１】
図５は、図４に示すエンジン回転数における、エンジン停止条件成立時点ｔ１から燃料カット時点ｔ２付近の拡大図である。フィードバック制御されているアイドル回転数の目標回転数域８１が６５０±５０ｒｐｍに設定されており、これに対し燃料カット許容回転数域８３が６５０±１０ｒｐｍに設定されている。つまり、アイドル時には６５０±５０ｒｐｍの範囲でエンジン回転数にふらつきが発生するところ、その中で６５０±１０ｒｐｍの範囲に入った瞬間を狙って燃料カットを行うのである。図５に示すように、エンジン停止条件成立時点ｔ１でエンジン回転数が燃料カット許容回転数域８３内にないときには、燃料カットを保留して待機する。そして、燃料カット許容回転数域８３に入った時点ｔ２で燃料カットを行う。
【００６２】
これは、ピストン４を再始動のための好ましい範囲内（図６の範囲Ａ）で停止させるためになされるもので、燃料カット許容回転数域８３で燃料カットを行うと、ピストン４が好ましい範囲内で停止する確率が高くなることが確認されている。なお、エンジン停止条件が成立した時のエンジン回転数が、燃料カット許容回転数域８３内にあれば直ちに燃料カットされる。
【００６３】
再び図４を参照して説明を続ける。エンジン停止条件成立時点ｔ１以降、燃料の噴射時期がリタードされる（遅らされる）。１番気筒３Ａの噴射１０１、４番気筒３Ｄの噴射１０５および２番気筒３Ｂの噴射１１１（いずれも白丸印で示す）は、燃料噴射時期のリタードがなされなかった場合の仮想的な燃料噴射時期を示す。図示のように、これらの噴射は吸気行程においてなされる。
【００６４】
それに対し、４番気筒３Ｄの噴射１０７および２番気筒３Ｂの噴射１１３（いずれも黒丸印で示す）は、燃料噴射時期のリタードがなされた当実施形態の燃料噴射時期を示す。噴射１０７が噴射１０５に、噴射１１３が噴射１１１にそれぞれ対応している。図示のように、これらの噴射は圧縮行程の後期においてなされる。
【００６５】
ところで、１番気筒３Ａの仮想的な噴射１０１に対応する当実施形態の噴射時期が示されていない。これは、仮想的な噴射１０１の直後であって、リタードされた噴射時期より前に燃料カット時点ｔ２が来たために、当該噴射が停止されたためである。もし仮想的な噴射１０１の時期に実際に噴射されていたら、その燃料は次の膨張行程（燃料カット後）で燃焼させる必要がある（燃焼させずに排出するとエミッションに悪影響を及ぼす）。それは、エンジン回転数の速やかで円滑な低下を妨げるとともに、エンジン停止時のピストン４の停止位置のばらつき要因となる。しかし、当実施形態では燃料噴射時期をリタードすることにより仮想的な噴射１０１に対応する燃料噴射がなされず、その分燃料カット後の燃焼回数が低減されている。
【００６６】
このように燃料噴射時期をリタードすることによって、燃料カット時点ｔ２が燃料噴射前となる確率を増大させ、速やか且つ円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせるとともに、エンジン停止時にピストン４を適正位置に停止させ易くしている。
【００６７】
また、エンジン停止条件成立時点ｔ１以降は、エンジン停止に備えて予め点火時期のリタードを行って、発生トルクを低減させている。当実施形態では、３番気筒３Ｃの点火１０３及び４番気筒３Ｄの点火１０９にこのリタードがなされている。このときのリタードは、エンジン回転数を低下させ過ぎない程度の比較的小さなリタード量となっている。なお、点火時期のリタードの他に、カム位相可変機構２６ａによって吸気弁１１の閉時期を遅らせたり、空燃比を大きく（リーン側に）させたりしても良い。そして、これらによってエンジン回転数が必要以上に低下しないよう、図示のようにスロットル弁１７を所定量開弁している。
【００６８】
エンジン回転数が燃料カット許容回転数域８３（図５参照）に入ると燃料カットを行うが、その判定（以下燃料カット判定という）を行うためのエンジン回転数の検出時期は、燃焼期間外の各気筒３の行程中間時期以降に設定されている。即ち、回転変動の大きい燃焼期間（行程の前半）を避け、比較的回転変動の小さい行程中間時期以降にエンジン回転数を検出するようにしている。これによって、より正確にエンジン回転数を検出し、燃料カット判定の精度を向上させている。
【００６９】
また、その検出時期は、リタード後の燃料噴射時期よりも前に設定されている。そして、エンジン回転数の検出による燃料カット判定結果を、直後の燃料噴射有無に反映させるようにしている。従って、燃料カット判定でＹＥＳとされてから、以降の燃料カットまでの間が短くなっている。即ち、燃料カット後の燃焼回数を可及的に低減している。
【００７０】
更に、エンジン停止条件成立時点ｔ１以降は、エアコンなどの外部負荷をカットすることによって回転変動幅を小さくしている。これにより、燃料カット判定を行うためのエンジン回転数の検出精度を一層向上させている。
【００７１】
図４に示す例では、以上のような高精度のエンジン回転数の検出を行い、エンジン回転数Ｎ２（時点ｔ２）のときに燃料カット判定結果がＹＥＳとなっている。従って燃料カット時点ｔ２以降の燃料供給が停止されている。そして、燃料カット時点ｔ２以降に燃焼が行われる気筒では、点火時期をリタードさせている。当実施形態では、２番気筒３Ｂがこれに相当する。２番気筒３Ｂでは、仮想的な燃料噴射１１１がリタードされて、燃料噴射１１３が圧縮行程後期になされている。しかし、それは燃料カット時点ｔ２より僅かに早期であるため、その燃焼は燃料カット後になされることになる。その燃焼のための点火１１５は、燃焼によるトルクの発生が充分小さくなるよう、比較的大きくリタードされている。こうして、噴射した燃料を燃焼させてエミッションへの悪影響を防止しつつ、円滑にエンジン回転数を減少させて停止に至らせるようにしている。
【００７２】
そして、燃料カット時点ｔ２で燃料カットするとともに、スロットル弁１７を所定開度に開き、その後、エンジン回転数が予め設定された所定回転数Ｎ３（当実施形態ではＮ３＝５００ｒｐｍ）まで低下した時点ｔ３でスロットル弁１７を閉じるように制御する。これにより、気筒３内の空気の圧力を利用してエンジン停止位置が好ましい範囲内となる確率を高めるようにしている。
【００７３】
すなわち、上記時点ｔ２からｔ３の間、スロットル弁１７が所定開度に開かれることにより、多少の時間的遅れをもって一時的に吸気負圧が減少（吸気量が増大）し、その後に吸気圧負圧が増大（吸気量が減少）するが、一時的に吸気負圧が減少する期間が、膨張行程気筒３Ａの吸気行程の期間に概ね対応するように予め上記所定回転数等が設定されている。これにより、スロットル弁１７が開かれない場合と比べ、エンジン停止前に各気筒３に吸入される空気量が増加し、そのうちでも特に膨張行程気筒３Ａに流入する吸気量が多くなる。
【００７４】
そして、エンジン停止に至るときには、圧縮行程気筒３Ｃではピストン４が上死点に近づくにつれて当該気筒３Ｃ内の空気が圧縮されてピストン４を押し返す方向に圧力が作用し、これによりエンジン１が逆転して圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点側に押し返されると、膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点側に移動し、それに伴い当該気筒３Ａ内の空気が圧縮され、その圧力で膨張行程気筒３Ａのピストン４が下死点側に押し返される。このようにしてピストン４がある程度振動してから停止し、この際、圧縮行程及び膨張行程においてそれぞれピストン４が上死点に近いほどこれを押し戻す力が大きいため、ピストン４の停止位置は行程中間部に近い位置（図６の範囲Ａ）となる場合が多い。
【００７５】
上記のようにエンジン停止前に吸気量が増加されることにより、上死点に近づいたときにピストン４を押し戻す力が増大するので、ピストン４が上記範囲Ａ内に停止する確率が高くなる。さらに、上記のようなスロットル弁１７の制御により膨張行程気筒３Ａの吸気量が圧縮行程気筒３Ｃと比べて多くなるようにすれば、膨張行程気筒３Ａにおいてピストン４が行程中間部に近い範囲のうちでも多少下死点寄り（図６の範囲Ａ２）に停止することが多くなる。
【００７６】
そして、上記のように燃料カット時点ｔ２でのエンジン回転数Ｎ２が燃料カット許容回転数域８３内にあるようにするとともに、燃料カット後の発生トルクを抑制することにより、一層高い確率でピストン４を範囲Ａ２に停止させ易くなっている。
【００７７】
なお、燃料カットからエンジン１が完全に停止するまでに慣性でエンジン１が数回転するため、既燃ガスは排出され、膨張行程といえども筒内は殆ど新気となる。また、エンジン１が停止すると圧縮行程気筒３Ｃでも圧力は直ぐにリークする。従って、エンジン停止後は、いずれの気筒も筒内には略大気圧の新気が存在する状態となる。
【００７８】
また、スロットル弁１７をエンジン停止まで閉弁しないようにしても良いが、そうするとエンジン停止までずっと吸気量が多い状態が続くので、吸気の圧縮によるピストン４の押し下げ力が減衰し難く、ピストン４の振動回数が増加してエンジン停止時に揺れ戻しが大きくなる場合がある。従って、当実施形態に示すように好適な時点ｔ３でスロットル弁１７を閉弁するのが望ましい。
【００７９】
ピストン４の停止位置は、クランク角センサ２１，２２からの信号によって以下のように検出される。図７はクランクシャフト６が回転することによって得られるパルス信号であり、クランク角センサ２１からの第１クランク角信号ＣＡ１と、クランク角センサ２２からの第２クランク角信号ＣＡ２とを示す。図７（ａ）は正転時（図１の状態で右回り）のもの、図７（ｂ）は逆転時のものを示す。エンジンの正転時には、図７（ａ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗ、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈとなる。一方、エンジンの逆転時には、図７（ｂ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転時とは逆に第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈ、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗとなる。ＥＣＵ３０は、この差異を検出して、クランクシャフト６が正転中か逆転中かを判定しつつパルス信号をカウントする。カウントした値はＣＡカウンタ値として記憶され、エンジン１が作動中は常時更新される。そして、ＣＡカウンタ値の増減がなくなった状態がエンジン１の停止であり、そのときのＣＡカウンタ値によってピストン４の停止位置が検出される。
【００８０】
図８は、ＣＡカウンタ値の積算フローチャートである。スタート後、ステップＳ５１で、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＬｏｗとなっているか、或いは第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がＨｉｇｈとなっているかの判定がなされ、ＹＥＳであればエンジン１は正転していることを示すので、ステップＳ５２に移行して計測したパルス数をＣＡカウンタ値に加算する（ＣＡカウンタｕｐ）。ステップＳ５１でＮＯであれば、エンジン１が逆転していることを示すので、ステップＳ５３に移行して計測したパルス数をＣＡカウンタ値から減算する（ＣＡカウンタｄｏｗｎ）。
【００８１】
図９は、アイドルストップにおけるエンジン停止までのＥＣＵ３０の概略制御フローチャートを示す。スタート後、各種センサ類（図３参照）からの信号を読み取る（ステップＳ１）。次にその信号に基づき、エンジン停止条件が成立したか否かの判定を行い（ステップＳ２）、ＮＯであればリターンするが、ＹＥＳであれば続いてエンジン自動停止のための一連の制御を行う。まずエアコン等の外部負荷をカットし（ステップＳ３）、燃料の噴射時期をリタードする（ステップＳ４）。次のステップＳ５では、出力トルクの変動を抑制するために点火時期のリタード（比較的小）を行う（吸気弁１１の閉弁時期を遅らせる、又は空燃比をリーン側にする、でも良い）。それとともにアイドル回転数を維持できるようにスロットル弁１７の開度をやや大きくする。ステップＳ３、ステップＳ４及びステップＳ５は、ステップＳ２でのＹＥＳ判定に同期して（可及的速やかに）実行される。
【００８２】
続いて、ステップＳ６で燃料カット判定を行う。即ち、エンジン回転数が燃料カット許容回転数域８３（６５０±１０ｒｐｍ）にあるか否かの判定を行う。ステップＳ６でＮＯであれば、ＹＥＳとなるまで待機する。ステップＳ６でＹＥＳと判定されたとき、ピストン４を再始動に好適な位置に停止させやすいエンジン回転数となっており、燃料噴射弁８からの燃料供給を停止（燃料カット）する（ステップＳ７）。更に、点火時期をリタード（比較的大）して、燃料カット前に噴射された燃料を燃焼させる（ステップＳ８）。その後、ステップＳ９で点火停止を行う。
【００８３】
続くステップＳ１１でスロットル弁１７を開弁し、吸気負圧を減少させる。その後、エンジン回転数が５００ｒｐｍよりも低くなった時点でスロットル弁１７を閉弁する（ステップＳ１３、Ｓ１５）。次に、常時カウント中のＣＡカウンタ値（図８参照）を読み取る（ステップＳ１６）。次のステップＳ１７で、ＣＡカウンタ値の変化度合いからエンジン１が完全に停止したか否かの判定がなされ、ＹＥＳであればＣＡカウンタ値から決定されるピストン４の停止位置を記憶（ステップＳ１９）してリターンする。
【００８４】
次にエンジンの再始動について説明する。エンジン停止後に上記基本再始動条件またはＩ／Ｓ禁止条件が成立すると、再始動条件が成立したとされ、自動的にエンジン１を再始動する制御が行われる。この際、ピストン４の停止位置が膨張行程気筒３Ａにおいて行程中間部付近の所定範囲内で、かつ、上死点寄りの範囲Ａ１（図６）にある場合は、第１再始動制御モードが実行される。
【００８５】
図１０は上記第１再始動制御モードによる場合のエンジンの各気筒の行程と始動制御開始時点からの各気筒における燃焼（図中に燃焼の順序に従って▲１▼，▲２▼，▲３▼……で示す）との関係を示すとともに、各燃焼によるエンジンの動作方向を矢印で示しており、また図１１は、上記第１再始動制御モードによる場合のエンジン回転速度、クランク角、角気筒の筒内圧及び図示トルクの時間的変化を示している。
【００８６】
これらの図に示すように、上記第１再始動制御モードによる場合には、先ず圧縮行程気筒３Ｃにおいて燃焼空燃比は理論空燃比よりもリーンとされつつ初回燃焼（図９中の▲１▼）が行われ、この初回燃焼による燃焼圧（図１１中のａ部分）で圧縮行程気筒のピストン４が下死点側に押し下げられてエンジン１が逆転方向に駆動され、それに伴い、膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点に近づくことにより当該気筒３Ａ内の空気が圧縮されて筒内圧が上昇する（図１１中のｂ部分）。そして、膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒３Ａに対する点火が行われて、予め当該気筒３Ａに噴射されている燃料が燃焼し（図１０中の▲２▼）、その燃焼圧（図１１中のｃ部分）でエンジン１が正転方向に駆動される。さらに、上記圧縮行程気筒３Ｃに対して適当なタイミングで燃料が噴射されることにより、圧縮行程気筒３Ｃの上死点付近で当該気筒３Ｃにおける２回目の燃焼が行われる（図１０中の▲３▼）。その燃焼圧（図１１中のｄ部分）でエンジン駆動力が高められる。
【００８７】
この場合、圧縮行程気筒３Ｃの初回燃焼では空燃比がリーンとされたことにより初回燃焼後も当該気筒３Ｃに空気が残存するため、上記２回目の燃焼が可能となる。そして、上記初回燃焼により圧縮行程気筒３Ｃ内の温度が高くなっている状態で燃料が噴射されるとともに圧縮が行われるため、当該気筒３Ｃでの２回目の燃焼は圧縮自己着火により行われる。
【００８８】
このようにして上記２回目の燃焼が行われてから、当該気筒３Ｃの次に圧縮行程を迎える気筒（４番気筒３Ｄ）の圧縮上死点に達した後は、通常制御により各気筒で順次燃焼が行われ、再始動が完了する。
【００８９】
ピストン４の停止位置が膨張行程気筒３Ａにおいて行程中間部付近の所定範囲内で、かつ、下死点寄りの範囲Ａ２（図６参照）にある場合の再始動時には、第２再始動制御モードによる制御が行われる。
【００９０】
この第２再始動制御モードによる制御としては、先ず圧縮行程気筒３Ｃにおいて燃焼空燃比が略理論空燃比もしくはそれよりリッチとされつつ初回燃焼（図１０中の▲１▼に相当する燃焼）が行われる。そして、初回燃焼により圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が押し下げられてエンジン１が逆転方向に駆動され、それに伴い膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点に近づくことにより当該気筒３Ａ内の空気が圧縮されて筒内圧が上昇し、膨張行程気筒３Ａのピストンが上死点に充分に近づいた時点で当該気筒３Ａに対する点火が行われて、予め当該気筒３Ａに噴射されている燃料が燃焼すること（図１０中の▲２▼に相当）によりエンジン１が正転方向に駆動されることは、第１再始動制御モードによる制御と同様である。ただし、第２再始動制御モードでは、膨張行程気筒３Ａの燃焼後に圧縮行程気筒３Ｃが上死点を過ぎるときに燃焼（図１０中の▲３▼の燃焼）は行われず、次に圧縮行程を迎える気筒（４番気筒３Ｄ）の圧縮上死点に達するまでエンジンの回転が慣性で維持され、その後は通常制御に移行して再始動が完了する。
【００９１】
上述のように第１再始動制御モードと第２再始動制御モードとがピストン４の停止位置によって使い分けられることにより、エンジン１の再始動が効果的に行われる。この点を図１２も参照しつつ説明する。
【００９２】
図１２はエンジン停止時のピストン位置と圧縮行程気筒３Ｃの初回燃焼（逆転用）における要求空燃比、圧縮行程気筒３Ｃの空気量、膨張行程気筒３Ａの空気量及び発生頻度との関係を示しており、この図のように、エンジン停止時に膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点寄り）となるほど膨張行程気筒３Ａの空気量が少なくて圧縮行程気筒３Ｃの空気量が多くなり、逆に膨張行程気筒３Ａのピストン４が下死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が上死点寄り）となるほど膨張行程気筒３Ａの空気量が多くて圧縮行程気筒３Ｃの空気量が少なくなる。
【００９３】
また、圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼では、圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点より少し手前（膨張行程気筒３Ａのピストン４が上死点より少し手前）となる所定位置までエンジンを逆転させるだけのトルクを生じさせることが要求されるが、圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が上死点寄りにあれば、圧縮行程気筒３Ｃ内の空気量が少なく、かつ、上記所定位置までの逆転に要求されるトルクが比較的大きいので、要求空燃比がリッチとなり、一方、圧縮行程気筒３Ｃのピストン４が下死点寄りにあれば圧縮行程気筒内３Ｃの空気量が多く、かつ、上記所定位置までの逆転に要求されるトルクが比較的小さいので、要求空燃比がリーンとなる。
【００９４】
膨張行程気筒３Ａにおいては、ピストン４が下死点寄りにある程空気量が多いため燃料を多く燃焼させることができる。
【００９５】
従って、エンジン停止時に膨張行程気筒３Ａのピストン位置が中間部より下死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン位置が上死点寄り）の所定範囲Ａ２にある場合、圧縮行程気筒３Ｃでは初回燃焼時の空燃比が上記要求に適合するようにリッチとされ、初回燃焼後に燃焼用空気が残存しないため圧縮上死点付近での２回目の燃焼は行われないが、膨張行程気筒３Ａでは空気量が比較的多くて、それに応じた燃料が噴射された上で、圧縮されてから着火、燃焼が行われるため、比較的大きなトルクが得られ、上記圧縮行程気筒３Ｃの圧縮上死点を過ぎてさらに次の気筒の圧縮上死点を越えるまでエンジンを回転させることができ、再始動を達成することができる。
【００９６】
一方、エンジン停止時に膨張行程気筒３Ａのピストン位置が中間部より上死点寄り（圧縮行程気筒３Ｃのピストン位置が下死点寄り）の所定範囲Ａ１にある場合、範囲Ａ２にある場合と比べると、膨張行程気筒内３Ａの空気量が少ないため膨張行程での燃焼により得られるトルクが小さくなるが、圧縮行程気筒３Ｃでは初回燃焼時の空燃比が上記要求に対応してリーンとされ、それにより初回燃焼後も残存する余剰空気が利用されて圧縮上死点付近での２回目の燃焼が行われるため、エンジン正転方向の駆動のためのトルクが補われ、膨張行程気筒３Ａでの燃焼と圧縮行程気筒３Ｃにおける２回目の燃焼の両方により、再始動を達成するに足るトルクが得られる。
【００９７】
ところで、当実施形態では、前述のようにエンジン停止の際、燃料供給停止後に所定期間だけスロットル弁１７を所定の開弁状態として吸気量を増加させることにより、圧縮行程気筒３Ｃ及び膨張行程気筒３Ａにおいてピストン４の上死点方向への移動に対する抵抗を大きくし、かつ、膨張行程気筒３Ａの吸気量をより多くしているため、図１２中にも示すように、エンジン停止時の膨張行程気筒３Ａにおけるピストン位置は行程中間部付近の所定範囲Ａ内となることが殆どであり、そのうちでも多少下死点寄りの範囲Ａ２内となることが多く、このように停止位置が調整されることで効果的に再始動が行われる。
【００９８】
すなわち、ピストン停止位置が上記範囲Ａよりも膨張行程気筒３Ａの上死点側（圧縮行程気筒３Ｃの下死点側）に近づきすぎた場合には、エンジン逆転方向の移動量を充分にとることができなくなるとともに、膨張行程気筒３Ａの空気量が少なくなるので膨張行程気筒３Ａでの燃焼により得られるトルクが少なくなり、また、上記範囲よりも膨張行程気筒３Ａの下死点側（圧縮行程気筒３Ｃの上死点側）に近づきすぎた場合には、圧縮行程気筒３Ｃの空気量が少なくなるのでエンジン逆転のためのトルクが充分に得られなくなる。これに対し、ピストン停止位置が上記範囲Ａ内にあれば、圧縮行程気筒３Ｃでの初期燃焼による逆転駆動が可能で、かつ、膨張行程気筒３Ａでの燃焼が良好に行われてその燃焼エネルギーを充分にピストンに作用させることができ、とくにピストン停止位置が膨張行程気筒３Ａの下死点寄りの範囲Ａ２にあれば膨張行程気筒３Ａの空気量を充分に多く確保でき、膨張行程気筒３Ａでの燃焼エネルギーを増大させ、始動性を高めることができる。
【００９９】
なお、稀にエンジン停止時のピストン位置が上記範囲Ａから外れた場合や、エンジン停止中に筒内温度が低下し、冷却水温度ＴｃがＴｃ＜６０℃となった場合には、第３再始動制御モードが実行されてスタータ２８により始動がアシストされる。
【０１００】
本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で種々変更可能である。例えばアイドル回転数の目標回転数域８１や燃料カット許容回転数域８３の具体的な値は、エンジンの特性によって適宜設定して良い。また、アイドルアップ（比較的エンジン温度状態が低温のときにアイドル回転数の目標回転数域８１を上昇させる制御）がなされているときには、それに応じて燃料カット許容回転数域８３も変更させるようにしても良い。
【０１０１】
燃料噴射のリタード及び燃料カット後の点火時期リタードは、どちらか一方のみ実施しても良い。但し、双方共に実施することにより、より高い確率でピストン４を適正範囲（図６の範囲Ａ、望ましくは範囲Ａ２）に停止させ易くなる。
【０１０２】
外部負荷のカットは燃料カット時点ｔ２でなされていれば良いので、必ずしもエンジン停止条件成立時点ｔ１に同期して行う必要はない。但し、エンジン停止条件成立時点ｔ１に同期して行うことによって、比較的簡単な制御としながら、タイムラグによる影響（外部負荷のカット前に燃料カット判定でＹＥＳとされる）を効果的に防止することができる。
【０１０３】
上記実施形態では、エンジン停止時のピストン位置が所定範囲内にあるときのエンジン始動時に、圧縮行程気筒３Ｃで初回燃焼を行わせてエンジンを少し逆転させてから膨張行程気筒３Ａでの燃焼を行わせるようにしているが、上記圧縮行程気筒３Ｃでの初回燃焼によるエンジン逆転を行わず、エンジン停止状態でいきなり膨張行程気筒３Ａに燃料を供給し、所定時間後に点火することにより、膨張行程気筒３Ａでの燃焼を最初に行わせるようにしてもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように本発明のエンジンの始動装置によると、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止後における再始動条件成立時に、膨張行程にある気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、上記燃料供給の停止は、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときになされるものであり、上記燃料供給停止許容回転数は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されているので、別途特別な制動装置等を設けることなく、ピストンの停止位置ばらつきを削減し、より高い確率で適正位置に停止させることができる。即ち簡単な構造でエンジンの再始動性を高めることによって、一層の燃費低減およびＣＯ２排出量抑制等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図２】上記エンジンの概略平面図である。
【図３】上記エンジンの概略制御ブロック図である。
【図４】エンジン停止時のエンジン回転数、スロットル開度及び吸気管負圧の変化並びに各気筒のサイクルを示す説明図である。
【図５】図４に示すエンジン回転数の、燃料カット付近の拡大図である。
【図６】エンジン停止時のピストン位置に応じた再始動制御モード選択のための範囲の設定を示す説明図である。
【図７】２つのクランク角センサからのクランク角信号を示すものであって、（ａ）はエンジン正転時の信号、（ｂ）はエンジン逆転時の信号である。
【図８】エンジン停止時のピストン位置を検出するための処理を示すフローチャートである。
【図９】エンジン停止時のピストン位置を検出するための処理を示すフローチャートである。
【図１０】エンジン再始動時の各気筒のサイクル及び燃焼動作を示す説明図である。
【図１１】エンジン再始動時のエンジン回転数、クランク角、各気筒の筒内圧及び図示トルクの変化を示す説明図である。
【図１２】エンジン停止時のピストン位置と圧縮行程気筒の要求空燃比、圧縮行程気筒の空気量、膨張行程気筒の空気量及び発生頻度との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ エンジン
３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ） 気筒（１番気筒，・・・，４番気筒）
４ ピストン
７ 点火プラグ
８ 燃料噴射弁
１１ 吸気弁
１２ 排気弁
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
１７，１７ａ スロットル弁
２１，２２ クランク角センサ
２６ａ，２７ａ カム位相可変機構
２８ スタータ
３０，３０ａ ＥＣＵ
３１ スロットル弁制御手段
３２ 燃料噴射弁制御手段
３３ 点火制御手段
８１ アイドル回転数の目標回転数域
８３ 燃料カット許容回転数域
Claims (7)
- 所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止後における再始動条件成立時に、膨張行程にある気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、
上記燃料供給の停止は、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときになされるものであり、
上記燃料供給停止許容回転数は、アイドル回転数のフィードバック制御における目標回転数域内の、より狭い範囲に設定されている
ことを特徴とするエンジンの始動装置。 - 少なくとも上記判定前に燃料の噴射がなされ、かつ上記判定後に点火時期を迎える気筒では、点火後の燃焼によるトルクが低下するように点火タイミングをリタードさせる
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。 - 所定のエンジン停止条件が成立したときに自動的に燃料供給を停止してエンジンを停止させるとともに、エンジン停止後における再始動条件成立時に、膨張行程にある気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、
上記燃料供給の停止は、エンジン回転数が所定の燃料供給停止許容回転数域内にあると判定されたときになされるものであり、
少なくとも上記判定前に燃料の噴射がなされ、かつ上記判定後に点火時期を迎える気筒では、点火後の燃焼によるトルクが低下するように点火タイミングをリタードさせる
ことを特徴とするエンジンの始動装置。 - 上記エンジン停止条件の成立後、上記燃料の停止がなされるまでの間、燃料噴射時期をリタードさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
- 上記判定を行うためのエンジン回転数の検出時期は、燃焼期間外の各気筒の行程中間時期以降に設定されるとともに、上記燃料噴射のリタード後の燃料噴射時期は、上記エンジン回転数の検出時期よりも後に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
- 上記判定を行うためのエンジン回転数の検出時には、回転変動幅が小さくなるように、外部負荷をカットするように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
- 上記外部負荷のカットは、上記エンジン停止条件の成立と同期してなされることを特徴とする請求項６記載のエンジンの始動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003087964A JP3966204B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | エンジンの始動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003087964A JP3966204B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | エンジンの始動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004293444A true JP2004293444A (ja) | 2004-10-21 |
| JP3966204B2 JP3966204B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=33402219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003087964A Expired - Fee Related JP3966204B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | エンジンの始動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3966204B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007092548A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止制御装置 |
| JP2007092547A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止制御装置 |
| JP2007231786A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の自動停止装置及びこの自動停止装置を備えた自動車用内燃機関 |
| JP2007315316A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御システム |
| JP2008088939A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008088938A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008088944A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008303845A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止制御装置 |
| JP2009092017A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| US7739018B2 (en) | 2006-03-29 | 2010-06-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stopping position control apparatus and stopping position control method of internal combustion engine |
| US7809493B2 (en) | 2006-02-09 | 2010-10-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stop position control apparatus for internal combustion engine |
-
2003
- 2003-03-27 JP JP2003087964A patent/JP3966204B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007092547A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止制御装置 |
| JP4715424B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の停止制御装置 |
| JP2007092548A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止制御装置 |
| US7809493B2 (en) | 2006-02-09 | 2010-10-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stop position control apparatus for internal combustion engine |
| JP2007231786A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の自動停止装置及びこの自動停止装置を備えた自動車用内燃機関 |
| JP4673767B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2011-04-20 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の自動停止装置及びこの自動停止装置を備えた自動車用内燃機関 |
| US7739018B2 (en) | 2006-03-29 | 2010-06-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stopping position control apparatus and stopping position control method of internal combustion engine |
| DE102007000185B4 (de) | 2006-03-29 | 2019-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuervorrichtung für eine Anhalteposition und Steuerverfahren für eine Anhalteposition einer Brennkraftmaschine |
| JP2007315316A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御システム |
| JP4600377B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2010-12-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| US7415350B2 (en) | 2006-10-04 | 2008-08-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stopping position control apparatus and method for internal combustion engine |
| JP4661757B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2011-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008088944A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008088938A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008088939A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止位置制御装置 |
| JP2008303845A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の停止制御装置 |
| JP2009092017A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3966204B2 (ja) | 2007-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4412025B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP3772891B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP3841058B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP3743414B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4626557B2 (ja) | エンジンの停止制御装置 | |
| JP4670710B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP3966204B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2004124753A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2009114942A (ja) | エンジンの始動制御装置 | |
| JP4103649B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP3945441B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2007270792A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4075666B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP3772892B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2005315231A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4259375B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2005273630A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4329591B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4103664B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4206847B2 (ja) | 車両の制御装置 | |
| JP4325477B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4277555B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP4363245B2 (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2004300961A (ja) | エンジンの始動装置 | |
| JP2006194217A (ja) | 車両の制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070206 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070406 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070508 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070521 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3966204 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130608 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |