JP2005344646A

JP2005344646A - エンジンの始動装置

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Publication number: JP2005344646A
Application number: JP2004166822A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tetsuno; 雅之鐵野; Junichi Taga; 淳一田賀
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: JP4341475B2

Abstract

【課題】エンジンの自動停止後の経過時間に拘わらず、安定した再始動を行うことができるエンジンの始動装置を提供する。
【解決手段】自動停止条件が成立したときにエンジンを停止させ、その後再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、水温センサ３３と、エンジン停止時においても冷却水を強制循環し得る電動ウォータポンプ５７と、ラジエータ５０と、ラジエータ５０側へ冷却水を導くサーモバルブ５３とを備え、エンジン自動停止条件の１つに冷却水温度が所定の自動停止許可温度以上であることが含まれるとともに、少なくともエンジン自動停止中の所定期間を含む期間、サーモバルブ５３を開弁するとともに電動ウォータポンプ５７を作動させる筒内冷却モードが実行されるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの始動装置に関し、特にエンジンのアイドル運転状態等において所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときに再始動させるように構成されたエンジンの始動装置に関するものである。

近年、燃費低減およびＣＯ_２排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に運転者により車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御（いわゆるアイドルストップ制御）の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動が完了するまでにかなりの時間を要するという問題がある。

そこで、膨張行程で停止状態にある膨脹行程気筒内に燃料を噴射して点火、燃焼させることにより、その燃焼エネルギでエンジンを即時的に始動させることが望ましい。しかし、エンジンを停止させると筒内圧力は短時間で略大気圧となるため、その略大気圧となっている気筒内に燃料を供給して燃焼させても再始動のための出力が充分得られない虞がある。

その対策として、例えば特許文献１や特許文献２のようなエンジンの始動装置が知られている。特許文献１のエンジンの始動装置は、エンジンの始動に際し、まず圧縮行程で停止状態にある圧縮行程気筒内に燃料を噴射させて燃焼を行わせ、エンジンを一旦逆回転させる。その後、上記膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンの回転方向を正転に転じさせて始動させる。特許文献２のエンジンの始動装置も同様に、エンジンの始動に際し、まず圧縮行程で停止状態にある圧縮行程気筒内に燃料を噴射させて燃焼を行わせ、エンジンを一旦逆回転させる。そしてその圧縮行程気筒のピストンを下死点前で停止させ、その後膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンの回転方向を正転に転じさせて始動させる。

これらのエンジンの始動装置は、何れもエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒のピストンを上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせるので、エンジンを正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転を行わせるための充分高い出力を得ることができる。
ＷＯ０１／３８７２６Ａ１ＷＯ０１／８１７５９Ａ１

しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に開示されたエンジンの始動装置のようにしてエンジンの再始動性を高めても、なおエンジンの再始動性が充分高いと言えるまでには至っていない。特に、エンジンが自動停止してからの特定の期間（例えばエンジン停止から５ｓ〜１５ｓ程度）経過した後に再始動を行うと再始動性が低下する傾向があった。

本発明は上記の事情に鑑み、エンジンの自動停止後の経過時間に拘わらず、安定した再始動を行う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。

請求項１に係る本発明は、所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、エンジンの冷却水温度を検知する水温センサと、エンジン停止時においてもエンジン冷却水を強制循環し得る電動ウォータポンプと、エンジンの冷却水回路上に設けられ、熱交換によってエンジン冷却水温度を低減させるラジエータと、上記冷却水回路上に設けられ、上記ラジエータ側へ冷却水を導く開弁状態と上記ラジエータ側へ冷却水を導かない閉弁状態とに切換え自在なサーモバルブとを備え、上記エンジン自動停止条件の１つに冷却水温度が所定の自動停止許可温度以上であることが含まれるとともに、少なくともエンジン自動停止中の所定期間を含む期間、上記サーモバルブを開弁するとともに上記電動ウォータポンプを作動させる筒内冷却モードが実行されることを特徴とする。

なお、当明細書において、エンジンの自動停止中に膨脹行程にある気筒を膨脹行程気筒と称する（同様に圧縮行程にある気筒を圧縮行程気筒、吸気行程にある気筒を吸気行程気筒、排気行程にある気筒を排気行程気筒と称する）が、これらはそれぞれ特定の気筒を指すわけではなく、エンジンの自動停止に際し、例えばある気筒が膨脹行程にあるときにエンジンが完全に停止したとき、便宜上その気筒を膨脹行程気筒と称するものである（圧縮行程気筒等も同様）。

また、上記少なくともエンジン自動停止中の所定期間を含む期間とは、エンジンが自動停止している期間の一部または全部、あるいはこれらを含む期間を指す。

請求項２に係る本発明は、請求項１記載のエンジンの始動装置において、上記筒内冷却モードの開始時期が、電動ウォータポンプを作動させない場合のエンジン自動停止後に筒内温度が極大値となる時点より早期であるように設定されていることを特徴とする。

請求項３に係る本発明は、請求項１記載のエンジンの始動装置において、上記筒内冷却モードの開始時期が、エンジンの自動停止後５秒以内であるように設定されていることを特徴とする。

請求項４に係る本発明は、請求項１記載のエンジンの始動装置において、上記筒内冷却モードの開始時期が、エンジン自動停止条件が成立したときであるように設定されていることを特徴とする。

請求項５に係る本発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、エンジン作動中の上記サーモバルブの開弁温度が、エンジンの低負荷領域では高負荷領域に対して高温であり、かつ上記自動停止許可温度よりも高温であるように設定されており、上記筒内冷却モードの開始時期において冷却水温度が上記サーモバルブ開弁温度よりも低い場合であっても、上記筒内冷却モードを開始して上記サーモバルブを開弁させることを特徴とする。

請求項６に係る本発明は、所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、エンジンの冷却水温度を検知する水温センサと、エンジン停止時においてもエンジン冷却水を強制循環し得る電動ウォータポンプと、エンジンの冷却水回路上に設けられ、熱交換によってエンジン冷却水温度を低減させるラジエータと、上記冷却水回路上に設けられ、上記ラジエータ側へ冷却水を導く開弁状態と上記ラジエータ側へ冷却水を導かない閉弁状態とに切換え自在なサーモバルブとを備え、エンジン作動中の上記サーモバルブの開弁温度が、エンジンの低負荷領域では高負荷領域に対して高温であるように設定されており、上記エンジン自動停止条件が成立したとき、上記サーモバルブを強制的に開弁させるとともに、上記電動ウォータポンプを作動させる筒内冷却モードが実行されることを特徴とする。

請求項７に係る本発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記筒内冷却モードの実行中に上記再始動条件が成立したときには当該筒内冷却モードを終了させることを特徴とする。

請求項８に係る本発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、ラジエータに冷却風を送風するファンを備え、上記筒内冷却モード中に上記ファンを作動させることを特徴とする。

本発明によれば、筒内冷却モードが実行されることにより、エンジンが自動停止してからの特定の期間に再始動性が低下する現象を効果的に抑制することができ、自動停止後の経過時間に拘わらず、安定した再始動を行うことができる。

本願の発明者は、鋭意研究によって、エンジンが自動停止してからの特定の期間（例えばエンジン停止から５ｓ〜１５ｓ程度）経過した後に再始動を行うと再始動性が低下するという現象の原因が、筒内温度の急上昇にあることを見出した。すなわち、エンジンが停止すると冷却水を循環させるウォータポンプも停止するので、エンジンの冷却性能が低下し、筒内温度が急速に上昇し始める。そして１０秒程度の後にピークに達し、以降は徐々に低下して行く（図１１参照）。筒内温度が上昇すると空気密度が減少するので、同じピストン停止位置（筒内容積）であっても空気の質量が減少する。従って燃焼によるエネルギも減少してしまう。つまり、エンジン停止後、筒内温度が特に高くなっているこの期間（エンジン停止から５ｓ〜１５ｓ程度）に再始動を行うと、燃焼エネルギが減少するので再始動性が低下するのである。

そこで本発明の上記筒内冷却モードを実行すると、エンジン停止中にサーモバルブをＯＮとするとともに電動ウォータポンプを作動させる（請求項１）ことによって冷却水をラジエータに循環させることができ、エンジンの冷却性能を向上させることができる。従って上記のような急速な筒内温度上昇が抑制され、再始動性の低下を効果的に抑制することができる。なおここで、エンジンの自動停止条件の１つに冷却水温度が所定の自動停止許可温度以上であることが含まれるようにしている。この自動停止許可温度を適切な温度（例えば６０℃）とすることにより、暖機運転中のように燃焼が不安定な状態のときにアイドルストップを行うことが確実に防止され、再始動性の低下を抑制することができる。

筒内冷却モードの効果を充分得るためには、その開始時期が、電動ウォータポンプを作動させない場合のエンジン自動停止後に筒内温度が極大値となる時点（図１１の１０ｓ後に相当する時点）より早期であることが望ましい（請求項２）。例えばエンジンの自動停止後５秒以内に筒内冷却モードを開始しても良い（請求項３）。更にはもっと早期、例えばエンジン自動停止条件が成立したときとすると、より冷却性能が高められ、再始動性を向上させることができる（請求項４、６）。

またこのように早めに筒内冷却モードを実行することにより、エンジン停止までの電力消費量を増大させ、バッテリ残容量を低減することができる。こうすることにより発電機（オルタネータ）の発電余裕度を増大させることができる。オルタネータの発電余裕度を増大させると、エンジン始動後に負荷調整のためにオルタネータを作動させる制御がやり易くなって好適である。

筒内冷却モードを実行するとエンジンの冷却が促進されるが、あまり冷却しすぎるとかえって再始動時の燃焼安定性を低下させてしまうので、適切な時期に終了させるのが望ましい。この適切な時期は、筒内冷却モードを終了させても筒内温度の上昇が許容レベルとなる時期にすれば良い（たとえば図１１のような特性の場合は３０ｓ〜６０ｓ後など）。但し、その終了時期に至るまでに再始動条件が成立して再始動を開始する際には、エンジン始動によってエンジンと連動するウォータポンプが作動するので、筒内冷却モードを中断して終了すれば良い（請求項７）。

ところで、エンジンの作動中においても、冷却水を適切に循環させてエンジンを適度に冷却することが重要である。エンジンの高負荷運転中は冷却水温度が上昇し易く、低負荷運転中は冷却水温度が上昇し難い。一方、サーモバルブをＯＮにする開弁温度は、高い値に設定するとラジエータへの循環頻度が減少するので冷却水温度が上昇し易く、低い値に設定するとラジエータへの循環頻度が増大するので冷却水温度が上昇し難い。そこで本発明の請求項５、６によれば、冷却水温度が上昇し易い高負荷運転中はサーモバルブの開弁温度を相対的に低く設定して温度上昇を抑制し、冷却水温度が上昇し難い低負荷運転中はサーモバルブの開弁温度を相対的に高く設定して温度上昇を促進させることができる。このようにすることにより、低負荷運転中のラジエータからの放熱を効果的に抑制することができるので、燃費をより向上させることができる。

また、冷却水温度が開弁温度に至らず、閉弁している状態からアイドルストップを行うときであっても、筒内冷却モードの実行に伴ってサーモバルブを開弁するので、エンジン停止後の筒内温度の上昇を確実に抑制することができる。

そして筒内冷却モード中に、ラジエータに冷却風を送風するファンを作動させると、エンジンの冷却性能をより向上させることができる（請求項８）。

図１および図２は本発明に係るエンジンの始動装置を有する４サイクル火花点火式エンジンの概略構成を示している。このエンジンには、シリンダヘッド１０およびシリンダブロック１１を有するエンジン本体１と、エンジン制御用のＥＣＵ２とを備えている。上記エンジン本体１には、四つの気筒（＃１気筒１２Ａ、＃２気筒１２Ｂ、＃３気筒１２Ｃ及び＃４気筒１２Ｄ）が設けられるとともに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、クランク軸３に連結されたピストン１３が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室１４が形成されている。

上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の頂部には、プラグ先端が燃焼室１４内に臨むように点火プラグ１５が設置されている。点火プラグ１５には、これに電気火花を発生させるための点火装置２７が付設されている。また、上記燃焼室１４の側方には、燃焼室１４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１６が設けられている。この燃料噴射弁１６は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、上記ＥＣＵ２の燃焼制御部４１から入力されたパルス信号の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上記点火プラグ１５の電極付近に向けて噴射するように構成されている。

また、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の上部には、燃焼室１４に向かって開口する吸気ポート１７および排気ポート１８が設けられるとともに、これらのポート１７，１８に、吸気弁１９および排気弁２０がそれぞれ装備されている。上記吸気弁１９および排気弁２０は、図示を省略したカムシャフト等を有する動弁機構によって駆動されることにより、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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１２Ａ〜１２Ｄの吸・排気弁１９，２０の開閉タイミングが設定されている。

上記吸気ポート１７および排気ポート１８には、吸気通路２１および排気通路２２が接続されている。上記吸気ポート１７に近い吸気通路２１の下流側は、図２に示すように、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに対応して独立した分岐吸気通路２１ａとされ、この各分岐吸気通路２１ａの上流端がそれぞれサージタンク２１ｂに連通している。このサージタンク２１ｂよりも上流側には共通吸気通路２１ｃが設けられるとともに、この共通吸気通路２１ｃには、アクチュエータ２４により駆動されるスロットル弁２３が配設されている。このスロットル弁２３の上流側には、吸気流量を検出するエアフローセンサ２５及び吸気の温度を検知する吸気温センサ２９が設けられ、スロットル弁２３の下流側には吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ２６が設けられている。

またエンジン本体１には、タイミングベルト等によりクランク軸３に連結されたオルタネータ２８が付設されている。このオルタネータ２８は、図示を省略したフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路２８ａを内蔵し、このレギュレータ回路２８ａに入力される上記ＥＣＵ２からの制御信号に基づき、車両の電気負荷および車載バッテリの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。

さらに上記エンジンには、クランク軸３の回転角を検出する２つのクランク角センサ３０，３１が設けられ、一方のクランク角センサ３０から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、後述するように上記両クランク角センサ３０，３１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軸３の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。

更にエンジン本体１には、カムシャフトに設けられた気筒識別用の特定回転位置を検出するカム角センサ３２と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３３とが設けられ、また車体側には運転者のアクセル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３４が設けられている。

ＥＣＵ２は、エンジンの運転を統括的に制御するコントロールユニットである。当実施形態のエンジンは、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料噴射を所定のタイミングで停止（燃料カット）して自動的にエンジンを停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる制御（アイドルストップ制御）を行うように構成されている。以下ＥＣＵ２の説明にあたり、このアイドルストップ制御に関する部分を中心に説明する。

ＥＣＵ２には、エアフローセンサ２５、吸気圧センサ２６、吸気温センサ２９、クランク角センサ３０，３１、カム角センサ３２、水温センサ３３及びアクセル開度センサ３４からの各検知信号が入力されるとともに、燃料噴射弁１６、スロットル弁２３のアクチュエータ２４、点火装置２７、オルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａ及びスタータモータ３９のそれぞれに各駆動信号を出力する。ＥＣＵ２は、燃焼制御部４１、発電量制御部４４、ピストン位置検出部４５および筒内温度推定部４６を機能的に含んでいる。なおＥＣＵ２に含まれる他の要素（電動ウォータポンプ制御部４７、電動ファン制御部４８、エレキサーモバルブ制御部４９。図３参照）については後述する。

燃焼制御部４１は、主に燃料噴射時期、各噴射における燃料噴射量、点火時期、吸気流量等を設定して、各気筒内における燃焼を制御する。

燃料噴射量および燃料噴射時期に関しては、これらを適切に設定し、その制御信号を燃料噴射弁１６に出力する。特に当実施形態では、後述するように再始動時における膨張行程気筒での最初の燃焼のための燃料を分割噴射によって供給している。燃焼制御部４１は、その分割噴射時期の設定や、燃料配分の設定も行う。

点火時期に関しては、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに対して適切な点火時期を設定し、各点火装置２７に点火信号を出力する。

吸気流量に関しては、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに対して適切な吸気流量を設定し、その吸気流量に応じたスロットル弁２３の開度信号をアクチュエータ２４に出力する。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にスロットル弁２３の開度を調節して、ピストン１３が再始動に適した適正停止範囲に停止するような制御を行っている。燃焼制御部４１は、その際のスロットル弁２３の開度調節も行う。

発電量制御部４４は、オルタネータ２８の適切な発電量を設定し、その駆動信号をレギュレータ回路２８ａに出力する。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にオルタネータ２８の発電量を調節することによってクランクシャフト３の負荷を変化させ、ピストン１３が再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。発電量制御部４４は、その際のオルタネータ２８の発電量の調節も行う。また再始動時には、通常よりも多めの発電を行うことによってエンジンの負荷増大させ、吹上がり（必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇）を防止する制御を行っている。

ピストン位置検出部４５は、クランク角センサ３０，３１の各検出信号に基づき、ピストン位置を検出する。ピストン位置とクランク角（°ＣＡ）とは１対１に対応するので、一般的になされているように当明細書においてもピストン位置をクランク角で表す。当実施形態では、後述するように膨張行程気筒および圧縮行程気筒の自動停止中のピストン位置に基いて各筒内空気量を算出し、それに応じて再始動時における各気筒の燃焼制御を行っている。

筒内温度推定部４６は、水温センサ３３によって検知されるエンジン水温や、吸気温センサ２９によって検知される吸気温度等に基いて、予め実験等によって求められたマップを用いる等して各気筒１２Ａ〜１２Ｄの気筒内の空気温度を推定する筒内温度推定手段である。

図３は、当実施形態のエンジンの冷却系回路構成図である。冷却水が冷却水回路Ｌ上を矢印に示す方向に循環する。冷却水回路Ｌは主に、エンジン本体１の内部に構成されるウォータジャケット部Ｌ１と、ラジエータ５０で熱交換を行うラジエータ部Ｌ２と、このラジエータ部Ｌ２を循環しないようにバイパスするバイパス部Ｌ３とからなる。

ウォータジャケット部Ｌ１の上流部には、ウォータポンプ５６及び電動ウォータポンプ５７が並列に設けられている。これらは何れもラジエータ部Ｌ２またはバイパス部Ｌ３から還流された冷却水をウォータジャケット部Ｌ１に圧送するポンプであって、少なくとも一方が作動することによって冷却水の循環が図られる。ウォータポンプ５６は、従来の一般的なエンジンに設けられるウォータポンプであって、エンジンの作動に連動している。すなわちエンジンが停止するとウォータポンプ５６は停止する。一方、電動ウォータポンプ５７は図外のバッテリを電源として作動する電動のウォータポンプであって、エンジンの停止中も作動させることができる。またウォータジャケット部Ｌ１には冷却水の温度を検知する水温センサ３３が設けられている。

ウォータジャケット部Ｌ１からラジエータ部Ｌ２またはバイパス部Ｌ３に分岐する分岐点には、エレキサーモバルブ５３が設けられている。エレキサーモバルブ５３は、冷却水温度に応じてウォータジャケット部Ｌ１からラジエータ部Ｌ２への通路を開閉するサーモバルブであり、当実施形態のエレキサーモバルブ５３は、電気的にそのＯＮ（開）／ＯＦＦ（閉）を制御できるようになっている。エレキサーモバルブ５３がＯＮのときは冷却水の流れが主にウォータジャケット部Ｌ１→ラジエータ部Ｌ２→ウォータジャケット部Ｌ１となり、エレキサーモバルブ５３がＯＦＦのときは冷却水の流れがウォータジャケット部Ｌ１→バイパス部Ｌ３→ウォータジャケット部Ｌ１となる。

ラジエータ５０の近傍には電動ファン５１と、これを駆動するファンモータ５２とが設けられている。電動ファン５１はラジエータ５０に送風し、ラジエータ部Ｌ２における冷却水と外部空気（冷却風）との熱交換を促進させる。

エレキサーモバルブ５３、電動ウォータポンプ５７及びファンモータ５２は、それぞれＥＣＵ２からの制御信号によって作動する。ＥＣＵ２には、上記燃焼制御部４１等（図２参照）の他に、冷却系のための制御手段として更に電動ウォータポンプ制御部４７、電動ファン制御部４８およびエレキサーモバルブ制御部４９が機能的に含まれている。

電動ウォータポンプ制御部４７は、水温センサ３３からの検知信号に基づき、エンジン停止中であって、冷却水温度が高く、冷却水の循環が必要なとき（たとえばエンジンの自動停止後の所定期間）に電動ウォータポンプ５７を作動させる。

電動ファン制御部４８は、ラジエータ部Ｌ２における熱交換を促進させる必要のあるとき（たとえば冷却水温度が高いとき）にファンモータ５２を作動させる。

エレキサーモバルブ制御部４９は、冷却水温度が所定の開弁温度よりも高いときにはエレキサーモバルブ５３をＯＮにし、冷却水の温度低下を図る。冷却水温度が開弁温度よりも低いとき（たとえば暖機運転中）にはエレキサーモバルブ５３をＯＦＦにし、冷却水の温度が低下し過ぎることを防止する。当実施形態のエレキサーモバルブ５３の開弁温度は、エンジンの低負荷領域では約９０℃、高負荷領域では約７５℃に設定されている。

そしてＥＣＵ２は、少なくともエンジン自動停止中の所定期間を含む期間、エレキサーモバルブ５３を開弁するとともに電動ウォータポンプ５７を作動させる筒内冷却モードを実行するように構成されている。筒内冷却モードについては後に詳述する。

以上のような構成による当実施形態の作用を、特に本発明の特徴部分に関して説明する。まずエンジンの通常の運転時において、冷却水温度が所定の開弁温度よりも高温のときにはエレキサーモバルブ５３がＯＮとなり、開弁される。エレキサーモバルブ５３をＯＮにすると、冷却水がラジエータ部Ｌ２に循環するので、周囲の空気との熱交換がなされ、温度が低下する。この冷却水がウォータポンプ５６によってウォータジャケット部Ｌ１に還流されるので、エンジンの冷却が適正に行われ、安定した運転を行うことができる。

また冷却水温度が所定の開弁温度よりも低温のときにはエレキサーモバルブ５３がＯＦＦとなり、閉弁される。エレキサーモバルブ５３をＯＦＦにすると、冷却水がラジエータ部Ｌ２に循環せず、バイパス部Ｌ３を通ってウォータジャケット部Ｌ１に還流される。従って、ラジエータからの必要以上の放熱を抑制し、燃費を向上させることができる。またエンジン始動直後など、冷却水の温度を上昇させる要求があるときに、その温度上昇を促進することができる。

次に当実施形態のアイドルストップ制御について以下説明する。アイドルストップ制御では、所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させる。当実施形態では、エンジン自動停止条件の１つに冷却水温度が所定の自動停止許可温度（例えば６０℃）以上であるようにしている。こうすることにより、暖機運転中のように燃焼が不安定な状態のときにアイドルストップを行うことが確実に防止され、再始動性の低下を抑制している。

そして再始動に際しては、まず圧縮行程気筒で燃焼を行わせることにより、そのピストン１３を押し下げてクランク軸３を少しだけ逆転させる。これによって膨張行程気筒のピストン１３を一旦上昇（上死点に近づける）させ、その気筒内の空気（燃料噴射後は混合気となる）を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させている。この燃焼によって、クランク軸３に正転方向の駆動トルクを与えてエンジンを再始動させている。

上記のようにして特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけでエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギを充分に確保することにより、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒（当実施形態では圧縮行程気筒および吸気行程気筒）がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。したがって、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が１８０°ＣＡだけずれているため、各ピストン１３が互いに逆方向に作動する。膨張行程気筒のピストン１３が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギが得られる。しかし、上記膨張行程気筒のピストン１３が極端に下死点側に位置した状態となると、圧縮行程気筒内の空気量が少なくなり過ぎて、再始動時の初回燃焼でクランク軸３を逆転させるための燃焼エネルギが充分に得られなくなる。

これに対して上記膨張行程気筒の行程中央、つまり圧縮上死点後のクランク角が９０°ＣＡとなる位置よりもやや下死点側の所定範囲Ｒ、例えば圧縮上死点後のクランク角が１００〜１２０°ＣＡとなる範囲Ｒ内にピストン１３を停止させることができれば、圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて上記初回の燃焼によりクランク軸３を少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギが得られることになる。しかも、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランク軸３を正転させるための燃焼エネルギを充分に発生させてエンジンを確実に再始動させることが可能となる（以下この範囲Ｒを適正停止範囲Ｒとする）。

ピストン１３を適正停止範囲Ｒ内に停止させるよう、ＥＣＵ２によって次のような制御がなされる。図５は、この制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジンの回転速度Ｎｅ、ブースト圧Ｂｔ（吸気圧力）およびスロットル弁２３の開度Ｋを示す。また図６は、図５の時点ｔ１付近以降の拡大図であり、図５に加えてクランク角ＣＡおよび各気筒の行程推移チャートを示す。なお、以下説明を簡潔にするため、＃１気筒１２Ａが膨張行程気筒、＃２気筒１２Ｂが排気行程気筒、＃３気筒１２Ｃが圧縮行程気筒、＃４気筒１２Ｄが吸気行程気筒であるものとする。

ＥＣＵ２は、エンジンの自動停止条件が成立した時点ｔ０で、エンジンの目標速度を、エンジンを自動停止させない時の通常のアイドル回転速度（以下、通常のアイドル回転速度という）よりも高い値、例えば通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍ（自動変速機はドライブ（Ｄ）レンジ）に設定されたエンジンでは上記目標速度（自動停止条件成立時のアイドル回転速度）を８５０ｒｐｍ程度（自動変速機はニュートラル（Ｎ）レンジ）に設定することにより、エンジンの回転速度Ｎｅを通常のアイドル回転速度よりも少し高い回転速度で安定させる制御を実行する。またブースト圧Ｂｔが比較的高い所定の値（約−４００ｍｍＨｇ）で安定するようにスロットル弁２３の開度Ｋを調節する。

そしてエンジンの回転速度Ｎｅが目標速度に安定した時点ｔ１で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Ｎｅを低下させる。また、エンジンを自動停止させる制御動作の初期段階である上記燃料噴射の停止時点ｔ１で、スロットル弁２３の開度Ｋを、気筒内空燃比を空気過剰率λ＝１にしたときのアイドル時の吸気流量（エンジン運転を継続させるために必要な最小限の吸気流量）よりも多い吸気流量となるように設定する。すなわち、上記時点ｔ１直前の燃焼状態が、気筒内空燃比を空気過剰率λ＝１ないしλ＝１付近に設定されて均質燃焼されている場合はスロットル弁２３の開度Ｋを増大させ（例えば開度Ｋ＝３０％程度）、気筒内空燃比がリーンに設定されて成層燃焼されている場合はスロットル弁２３の開度Ｋをそのまま（成層燃焼時の比較的大きな開度のまま）維持する。図５及び図６は前者の場合を示している。

この制御によって時点ｔ１からやや遅れてブースト圧Ｂｔが増大し始める（時点ｔ１直前が均質燃焼の場合）か、または比較的高いブースト圧Ｂｔを維持する（時点ｔ１直前が成層燃焼の場合）ので、排気ガスの掃気が促進される。

またＥＣＵ２は、時点ｔ１でオルタネータ２８の発電を一旦停止させる。これによってクランク軸３の回転抵抗を低減し、エンジンの回転速度Ｎｅの速度が早く低下し過ぎないようにしている。

こうして時点ｔ１で燃焼噴射を停止するとエンジンの回転速度Ｎｅが低下し始め、予め設定された基準速度、例えば７６０ｒｐｍ以下になったことが確認された時点ｔ２でスロットル弁２３を閉止する。すると時点ｔ２からやや遅れてブースト圧Ｂｔが減少し始め、エンジンの各気筒に吸入される吸気流量が減少する。スロットル弁２３を開放している時点ｔ１から時点ｔ２までの間に吸入された空気は、共通吸気通路２１ｃ及びサージタンク２１ｂを経由して各気筒の分岐吸気通路２１ａに導かれる。そして吸気行程を迎えた気筒から順にその空気を吸入することになる。図６に示す場合では＃４気筒１２Ｄ、＃２気筒１２Ｂ、＃１気筒１２Ａ、＃３気筒１２Ｃの順となる。ここで、時点ｔ１及び時点ｔ２の設定を上記のようにすることによって、＃３気筒１２Ｃ（圧縮行程気筒）よりも＃１気筒１２Ａ（膨張行程気筒）の方がより多くの空気を吸入することになる。

時点ｔ１以降はエンジンが惰性で回転するため、エンジンの回転速度Ｎｅが次第に低下し、やがて時点ｔ５で停止するが、このエンジンの回転速度Ｎｅの低下は、図５および図６に示すように、小刻みなアップダウン（４気筒４サイクルエンジンでは１０回前後）を繰り返しながら低下して行く。

図６に示すクランク角ＣＡのタイムチャートは、実線が＃１気筒１２Ａおよび＃３気筒１２Ｃの上死点（ＴＤＣ）を０°ＣＡとした場合のクランク角を示し、一点鎖線が＃２気筒１２Ｂおよび＃４気筒１２Ｄの上死点を０°ＣＡとした場合のクランク角を示している。実線と一点鎖線とは９０°ＣＡを境に互いに逆位相となっている。４気筒４サイクルエンジンでは、１８０°ＣＡごとに何れかの気筒が順次圧縮上死点を迎えるので、このタイムチャートは、実線または一点鎖線で示す波形の頂点（クランク角＝０°ＣＡ）において何れかの気筒が圧縮上死点を通過していることを示している。

この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、上記エンジンの回転速度Ｎｅのアップダウンの谷のタイミングと一致している。つまり、エンジンの回転速度Ｎｅは、各気筒が順次圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込んだ後、その圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するという小刻みなアップダウンを繰り返しながら次第に低下するのである。

そして最後の圧縮上死点を通過した時点ｔ４の後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒１２Ｃでは、慣性力によるピストン１３の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン１３が上死点を超えることなく押し返されてクランク軸３が逆転する。このクランク軸３の逆転によって膨張行程気筒１２Ａの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が下死点側に押し返されてクランク軸３が再び正転し始め、このクランク軸３の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン１３が往復作動した後に停止することになる。このピストン１３の停止位置は、圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａにおける圧縮反力のバランスにより略決定されるとともに、吸気行程気筒１２Ｄの吸気抵抗やエンジンの摩擦等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ４のエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Ｎｅの高低によっても変化することになる。

したがって、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を適正停止範囲Ｒ内に停止させるためには、まず膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮反力がそれぞれ充分に大きくなり、かつ膨張行程気筒１２Ａの圧縮反力が圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮反力よりも所定値以上大きくなるように、両気筒に対する吸気流量を調節する必要がある。このために、燃料噴射の停止時点ｔ１でスロットル弁２３を開放してその開度Ｋを増大させることにより膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃの両方に所定量の空気を吸入させた後、所定時間が経過した時点ｔ２で上記スロットル弁２３を閉止してその開度Ｋを低減することにより上記吸入空気量を調節するようにしている。

ところで、このようにしてエンジンを自動停止させ、エンジン回転速度が低下する過程において、各気筒１２Ａ〜１２Ｄが圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度（上死点回転速度）ｎｅと、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置との間に明確な相関関係がある。すなわち、各段階（停止前から２番目、３番目、４番目・・・）の上死点回転速度ｎｅがそれぞれ一定の速度範囲内にあるときに膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ内となる確率が高くなるのである。

この特性を利用し、当実施形態ではエンジン回転速度Ｎｅの低下過程における所定の段階（特に重要なのは停止前から２番目（時点ｔ３））の上死点回転速度ｎｅが一定の速度範囲内となるような制御を行って、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３がより確実に適正停止範囲Ｒ内で停止するような制御を行っている。具体的には、オルタネータ２８の発電量を増減させることによってクランクシャフト３の負荷（エンジン負荷）を調節し、停止前から２番目の上死点回転速度ｎｅ（時点ｔ３）が、３５０±５０ｒｐｍの範囲内となるようにしている。

エンジン回転速度Ｎｅが更に低下し、最後の圧縮上死点通過時期（図６に示す時点ｔ４）を過ぎると、何れの気筒も上死点を通過することがなく、行程の推移はなされなくなる。ピストン１３は、その行程内で減衰振動（逆向きに動くときはクランク軸３が逆転し、エンジンの回転速度Ｎｅが負になる）しつつ狙いの適正停止範囲Ｒに停止しようとする。しかし、このとき吸気行程気筒１２Ｄは吸気動作を行っており、その吸気抵抗が大きいとピストン１３の停止位置がばらつき易くなる。特に、吸気抵抗はピストン１３が下死点側に動くときに大きくなるように作用するので、ピストン１３が狙いよりも上死点寄りに停止し易くなる。吸気行程気筒１２Ｄのピストン１３と膨張行程気筒１２Ａのピストン１３とは同位相で動くので、結局膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が狙いよりも上死点寄りに停止し易くなってしまう。

そこで当実施形態では、時点ｔ４と略同時（やや遅らせても良い）にスロットル弁２３の開度Ｋを図６に示す開度Ｋ１（例えばＫ１＝４０％程度）まで増大させ、吸気行程気筒１２Ｄの吸気抵抗を低減している。これによって膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃにおける吸気流量バランスに影響を及ぼすことなく、そのバランスに応じた狙いの位置にピストン１３がより停止し易くなっている。

なお、このような制御を行うためには、時点ｔ４が最後の圧縮上死点通過時期であることを即時に判別する必要があり、次の（圧縮行程気筒１２Ｃでの）圧縮上死点は通過しないことを時点ｔ４において予測しなければならない。そのため当実施形態では、ＥＣＵ２が最後の上死点通過時期を判別するようにしている。ＥＣＵ２は、各上死点通過時のエンジン回転速度と、予め実験等で求められた所定の回転速度（例えば２６０ｒｐｍ）とを比較し、前者が後者以下となった時点で、それが最後の圧縮上死点通過時期であると判別する。なお、最後の圧縮上死点通過時期における上死点回転速度ｎｅは、高いほど行程後期寄り（膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が下死点寄り、圧縮行程気筒１２Ｃでは上死点寄り）で停止し易くなる。

ところで、エンジン停止直前の膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃの最終吸気行程における吸気流量バランスは、ブースト圧Ｂｔによっても影響を受ける。特に、停止前から２番目の圧縮上死点通過時期（図６の時点ｔ３）は、圧縮行程気筒１２Ｃにおいて最終吸気行程の始点となっており、この時点のブースト圧Ｂｔの影響が大きい。すなわち、このブースト圧Ｂｔが低い（真空側）と、圧縮行程気筒１２Ｃへの吸気流量が少なくなり、結果的に圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３の停止位置が上死点寄り（膨張行程気筒１２Ａでは下死点寄り）となり易い。ブースト圧Ｂｔが高い（大気圧側）と、その逆となる。

従って、最後の上死点通過時期における上死点回転速度ｎｅが高く、また停止前から２番目の圧縮上死点通過時期のブースト圧Ｂｔが低いときは、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が行程後期寄りで停止し易い条件が重なっており、狙いの停止位置（上死点後１００〜１２０°ＣＡ）で停止する可能性が高い。このような条件のときに、時点ｔ３でスロットル弁２３の開度をＫ１まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。そこで当実施形態では、そのような場合には、時点ｔ３におけるスロットル弁２３の開度をＫ１より低開度（または閉止）とされる開度Ｋ２（図６参照）に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。

次にエンジンを自動停止させる際のＥＣＵ２の制御動作を図７および図８に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、これらのフローチャートは、気筒内の空燃比が理論空燃比、ないし理論空燃比付近に設定された均一燃焼からのエンジン自動停止制御のフローチャートである。この制御動作がスタートすると、まず各種センサ類から出力された検出信号に基づ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（ステップＳ１）。具体的には、冷却水温度が所定の自動停止許可温度（例えば６０℃）以上であり、ブレーキスイッチのＯＮ状態が所定時間に亘り継続し、かつバッテリ残量が予め設定された基準値以上であり、車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以下の状態であること等が確認された場合には、エンジンの自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満たされていない場合には、エンジンの自動停止条件が成立していないと判定される。

上記ステップＳ１でＹＥＳと判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された場合には、筒内冷却モードが実行される。すなわちエレキサーモバルブ５３が開弁される（ステップＳ２）とともに電動ウォータポンプ５７が駆動される（ステップＳ３）。また電動ファン５１も駆動される（ステップＳ４）。

そして、順次エンジンを自動停止させる制御が実行される。まず自動変速機のシフトレンジをニュートラルに設定して無負荷状態とするとともに（ステップＳ５）、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁（図示せず）を閉弁して、排気還流を停止させ（ステップＳ６）、エンジン回転速度Ｎｅの目標値（目標速度）を通常のアイドル回転速度よりも高い値Ｎ１（例えば８５０ｒｐｍ程度）に設定する（ステップＳ７）。また、ブースト圧Ｂｔが例えば−４００ｍｍＨｇ程度に設定された目標圧Ｐ１となるようにスロットル弁２３の開度Ｋを調節（スロットル弁２３を開弁方向に操作）するとともに（ステップＳ８）、エンジンの回転速度Ｎｅが目標速度Ｎ１となるように点火時期のリタード量を算出する（ステップＳ９）。これにより、上記ブースト圧Ｂｔを目標圧Ｐ１とするためにスロットル開度Ｋがフィードバックされるとともに、エンジンの回転速度Ｎｅを目標速度Ｎ１とするために点火時期のリタード量がフィートバックされる（エンジン回転速度のフィードバック制御が実行される）ことになる。

なお、上記ステップＳ１において、エンジンの自動停止条件の判定を、車速が１０ｋｍ／ｈ以下に低下した時点で実行するようにしているので、エンジンの自動停止条件成立時のアイドル回転速度を、エンジンを自動停止させないときの通常のアイドル回転速度（例えば、自動変速機のＤレンジ状態において６５０ｒｐｍ）よりも高い値（８５０ｒｐｍ）に設定でき、エンジン回転速度が通常のアイドル回転速度（６５０ｒｐｍ）に低下する前に、上記ステップＳ５およびステップＳ６が実行できる。よって、一旦、通常のアイドル回転速度まで低下したエンジン回転速度を目標回転速度Ｎ１（８５０ｒｐｍ）まで上昇させる必要がなく、運転者に対して、エンジン回転速度の上昇に伴う不快感を与えることがない。

次いで、燃料噴射の停止条件（燃料カット条件）が成立したか否か、具体的にはエンジン回転速度Ｎｅが目標速度Ｎ１となるとともに、ブースト圧Ｂｔが上記目標圧Ｐ１となったか否かを判定し（ステップＳ１０）、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ８に戻って上記制御動作を繰り返す。そして、上記ステップＳ１０でＹＥＳと判定された時点（図５及び図６の時点ｔ１）で、スロットル弁２３を比較的大きな開度（３０％程度）に開弁させ（ステップＳ１１）、オルタネータ２８の発電量を０に設定して発電を停止させるとともに（ステップＳ１２）、燃料噴射を停止する（ステップＳ１３）。

その後、燃料噴射の停止時点ｔ１の後に、エンジンの回転速度Ｎｅが低下し始めたことを判定するために、エンジンの回転速度Ｎｅが予め７６０ｒｐｍ程度に設定された基準速度Ｎ２以下となったか否かを判定する（ステップＳ１４）。そしてステップＳ１４でＹＥＳと判定された時点（時点ｔ２）でスロットル弁２３を閉止状態とする（ステップＳ１５）。この結果、上記ステップＳ１１でスロットル弁２３を開放して大気圧に近づくようにしたブースト圧Ｂｔが、上記スロットル弁２３の閉止操作に応じて所定の時間差をもって低下し始めることになる。

なお、上記ステップＳ１４でエンジンの回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下になったと判定された時点ｔ２でスロットル弁２３を閉止状態とするように構成された上記実施形態に代え、ピストン１３が圧縮上死点を通過するときのエンジン回転速度、つまりエンジンの上死点回転速度ｎｅが基準速度Ｎ２以下になったと判定された時点で、スロットル弁２３を閉止状態とするように構成しても良い。

次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、予め設定された７６０ｒｐｍ程度に設定された基準速度Ｎ２以下となったか否かを判定する（ステップＳ１６）。ここでＹＥＳと判定されると、これ以降、予め設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Ｎｅが低下するように制御する。当実施形態では、順次通過する各圧縮上死点時の上死点回転速度ｎｅが、適正回転速度範囲内となるようにオルタネータ２８の発電量を調節する（ステップＳ１７）。具体的には、上死点回転速度ｎｅが高めのときは発電量を増やしてクランク軸３の回転抵抗を高め、エンジンの回転速度Ｎｅの低下速度を上げることによって次回の上死点回転速度ｎｅが予め設定された基準ラインに近づくようにする。上死点回転速度ｎｅが低めのときはその逆に発電量を減少させる。

そして、各気筒が順次圧縮上死点を通過するたびにエンジンの上死点回転速度ｎｅが所定値Ｎ３以下か否かを判定する（ステップＳ１８）。この所定値Ｎ３は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Ｎｅが低下している過程で最後の圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度に対応した値であり、例えば２６０ｒｐｍ程度に設定されている。また、各気筒が順次圧縮上死点を通過する各時点のブースト圧Ｂｔも検知し、記憶しておく。

上記ステップＳ１８でＮＯと判定された場合には、ステップＳ１３に戻って上記制御動作を繰り返し、上記ステップＳ１８でＹＥＳと判定されてエンジンの上死点回転速度ｎｅが上記所定値Ｎ３以下となったことが確認された時点（時点ｔ４）で、最後の上死点を通過したことが判別される。またこの時点ｔ４で、その１回前の圧縮上死点通過時（時点ｔ３）におけるブースト圧Ｂｔを読み出し、それが停止前から２番目の圧縮上死点におけるブースト圧Ｂｔであると決定する（ステップＳ１９）。

そして、最後の圧縮上死点通過時の上死点回転速度ｎｅ（以下最終上死点回転速度ｎｅ１という）と、停止前から２番目の圧縮上死点におけるブースト圧Ｂｔ（以下ブースト圧Ｂｔ２という）とに基いて、行程後期寄り（膨張行程気筒１２Ａでは下死点寄り）で停止する傾向が大であるか否かの判定がなされる（ステップＳ２０）。具体的には、最終上死点回転速度ｎｅ１が所定回転数Ｎ４（例えばＮ４＝２００ｒｐｍ）以上であり、かつブースト圧Ｂｔ２が第１所定圧力Ｐ２（例えばＰ２＝−２００ｍｍＨｇ）以下（真空側）のときに行程後期寄り（膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後１００〜１２０°ＣＡとなる適正範囲Ｒに対し、１２０°ＣＡに近い位置）で停止する傾向が大であると判定される。

このステップＳ２０でＮＯと判定された場合には、上記行程後期寄りで停止する傾向があまり大きくなく、比較的行程前期寄り（膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が、上記適正範囲Ｒに対し、１００°ＣＡに近い位置もしくは１００°ＣＡ以下）で停止する傾向がある。そこでより確実に適正範囲内で停止することができるように、スロットル弁２３を開放する。すなわち、例えば４０％程度に設定された第１所定開度Ｋ１となるようにスロットル弁２３の開度Ｋを増大させ、吸気流量を増大させる（ステップＳ２１）。こうすることにより、吸気行程気筒１２Ｄの吸気抵抗が低減し、より行程後期寄りで停止し易くなる。結果的に、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン１３の停止位置が適正範囲Ｒの下限（１００°ＣＡ）を下回ることが可及的に防止され、適正範囲Ｒ内への停止精度をより向上させることができる。

一方、上記ステップＳ１９でＹＥＳと判定された場合には、エンジンの回転慣性が大きく、また圧縮行程気筒１２Ｃへの最終吸気行程における吸気流量が少なく、圧縮反力が小さいという、ピストン１３が行程後期寄りで停止し易い条件が既に揃っている。そこでスロットル弁２３の開度Ｋを第２所定開度Ｋ２（ステップＳ１１で閉弁したときのスロットル弁２３の開度に近い開度、例えばＫ２＝５％程度）となるようにスロットル弁２３の開度Ｋを調節する（ステップＳ２２）。この第２開度は、エンジンの特性等に応じて、さらに小開度、或いは閉止としても良い。こうすることにより、吸気行程気筒１２Ｄに適度な大きさの吸気抵抗が生じ、狙いの行程後期寄りよりもさらに後期寄りに行き越すことが起こりにくくなる。結果的に、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン１３の停止位置が適正範囲Ｒの上限（１２０°ＣＡ）を超えることが可及的に防止され、適正範囲Ｒ内への停止精度をより向上させることができる。

こうしてエンジンの回転速度Ｎｅがさらに低下するに従い、エンジンが停止状態になったか否かを判定し（ステップＳ２３）、ＹＥＳと判定された時点で、後述するように上記クランク角センサ３０，３１の検出信号に基づいてピストン１３の停止位置の検出する制御を実行した後に（ステップＳ２４）、制御動作を終了する。

図９は、図８のステップＳ２４に示すピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。この検出制御がスタートすると、第１クランク角信号ＣＡ１（クランク角センサ３０からの信号）および第２クランク角信号ＣＡ２（クランク角センサ３１からの信号）に基づき、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であるか否か、または第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であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。これにより、エンジンの停止動作時における上記信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が、図１０（ａ）のようになるか、それとも図１０（ｂ）のようになるかを判定してエンジンが正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する。

すなわち、エンジンの正転時には、図１０（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１０（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。

そこで、ステップＳ４１の判定がＹＥＳであれば、エンジンの正転方向のクランク角変化を計測するためのＣＡカウンタをアップし（ステップＳ４２）、ステップＳ４１の判定がＮＯの場合は、上記ＣＡカウンタをダウンする（ステップＳ４３）。そして、エンジン停止後に上記ＣＡカウンタの計測値を調べることでピストン停止位置を求め（ステップＳ４４）、リターンする。

次に、以下筒内冷却モードについて説明する。上記のような自動停止制御によってエンジンが完全に停止すると、ウォータポンプ５６が停止する。このとき、電動ウォータポンプ５７も停止していると各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内温度は図１１の温度特性に示すような変化をする。図１１は、エンジン停止からの経過時間と筒内温度との関係を示すグラフであり、エンジン停止時（時点ｔ５）の筒内温度が８０℃であった場合の筒内温度変化の推定値である。

この特性に示すように、エンジンが完全に停止したときに冷却水の循環が停止すると、停止直後から筒内温度が急速に上昇し始める。そしてエンジン停止後約１０秒でピークとなり、それ以降は徐々に低下して行く。

筒内温度が高いとき（図１１のピーク付近）は、筒内空気密度が小さくなっている。従ってこのときエンジンを再始動すると、エンジンの燃焼エネルギが低くなり、再始動性が低下する虞がある。そこで当実施形態ではＥＣＵ２が筒内冷却モードを実行することにより、図１１の温度特性に示すような急激な温度上昇を抑制するようにしている。

筒内冷却モードでは、エレキサーモバルブ５３が開弁されるとともに電動ウォータポンプ及び電動ファン５１が作動する。こうすることによってエンジン停止中でも冷却水をラジエータ部Ｌ２に循環させることができ、筒内温度上昇を抑制することができる。また電動ファン５１によってラジエータ部Ｌ２での熱交換が促進されるので、冷却効果が増大し、筒内温度上昇抑制効果をより高めることができる。

筒内冷却モードの開始時期は電動ウォータポンプを作動させない場合のエンジン自動停止後に筒内温度が極大値（ピーク）となる時点（図１１の例ではエンジン停止後１０ｓ付近）より早期に設定するのが効果的である。例えば筒内温度がピークに達するより前のエンジン停止後５ｓないしはそれより早期としても良いが、当実施形態ではエンジン自動停止条件が成立したとき（図５の時点ｔ０）であるように設定している。このような早期に設定することにより、より高い冷却効果を得ることができる。また、エンジン停止前の電力消費量を増大させることにより、再始動時のオルタネータ発電余裕度を予め増大させておくという効果も得られる（詳細は後述する）。

筒内冷却モードは、これを終了させても筒内温度上昇が許容レベルとなる時期に終了させると良い。当実施形態では、この時期を予め設定されたタイマー値としている（図１１の例ではエンジン停止後３０ｓないし６０ｓ付近が適切である）。他に、例えば筒内温度推定部４６による筒内温度の推定値が所定値以下となった時点としても良い。これらのようにすることにより、筒内温度が必要以上に低下することがないようにしている。

なお、筒内冷却モード中に再始動条件が成立し、エンジンの再始動を行うときは、当該筒内冷却モードを終了する。

次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。再始動の際は、上述のようにまず圧縮行程気筒１２Ｃでの燃焼を行わせてエンジンを一旦逆回転させてから膨張行程気筒１２Ａでの燃焼を行わせ、正転方向に転じさせる。つまりエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせる。膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒにあって燃焼のための充分な空気量が確保されていることと、その空気がエンジンの逆転によって圧縮されることにより大きな燃焼エネルギが得られる。つまりエンジンを確実に正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転に円滑に移行させることができる。

しかし、膨張行程気筒１２Ａ内に充分な空気が存在していることが、その空気を強く圧縮することの妨げとなっている。それは、圧縮された空気の圧縮反力が膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を押し戻す方向に作用するからである。

そこで当実施形態では、膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射時期を遅らせることにより、膨張行程気筒１２Ａ内の空気の圧縮量を増大（密度を増大）させる制御を行っている。燃料噴射時期を遅らせると、ある程度筒内空気が圧縮された状態の気筒内に燃料を噴射することになり、その気化潜熱によって圧縮圧力が減少する。従って同じエンジン逆転のエネルギであればピストン１３がより上死点近くまで移動することができ（ピストンストローク増大）、圧縮空気の密度をより高めることができる。

一方、燃料噴射時期を遅らせるということは燃料噴射から点火までの時間が短くなることでもあり、点火時の気化が不十分となる虞がある。点火時点までに気化を充分促進させるためには、早期（例えば逆転動作の初期）に燃料噴射を行うことが望ましい。つまり上記空気密度の増大と点火時点の気化促進とは燃料噴射時期に関して相反する要求を有するものである。

そこで当実施形態では、燃料を分割噴射（２分割）し、前段の燃料噴射を逆転動作の初期に行い、後段の燃料噴射を逆転動作中に行うようにしている。すなわち、比較的点火時期までの時間が長い前段の燃料噴射で気化を促進し、後段の燃料噴射によって圧縮空気密度の増大を図っている。

なお、ＥＣＵ２の燃焼制御部４１は、前段と後段との噴射燃料の比率（分割比）や後段の燃料噴射時期を、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置や逆転開始時の筒内空気温度（推定値）によって補正し、気化性能を確保しつつ燃焼エネルギを可及的に増大させることができるようにしている。すなわち膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒのうちの比較的下死点寄りにあるとき（比較的筒内空気量が多い）は、比較的上死点寄りにあるとき（比較的筒内空気量が少ない）に比べて後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、比較的筒内空気量が多いときは、その圧縮反力も大きくなるので、後段の燃料噴射量をより多くすることによって効果的に圧縮圧力を低減させ、圧縮空気の密度を増大させるためである。また、筒内空気温度が比較的高いときにも後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、気化性能を確保するための前段の燃料噴射をあまり必要としなくなるからである。

後段の燃料噴射時期に関しては、筒内空気温度が比較的高いときに後段の燃料噴射時期を遅らせている。つまり、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、後段の燃料噴射時期を遅らせても点火までの間に気化し易くなっており、その分燃料噴射時期を遅らせることで圧縮空気密度の更なる増大を図っている。

上記のような制御を含むエンジン再始動時の制御動作を図１２〜図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件（停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合、バッテリ電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等）が成立したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、ＮＯと判定されてエンジンの再始動条件が成立していないことが確認された場合には、そのままの状態で待機する。ステップＳ１０１でＹＥＳと判定されてエンジンの再始動条件が成立したことが確認された場合には、筒内温度推定部４６が、エンジン水温、停止時間（自動停止からの経過時間）、吸気温度などから筒内温度を推定する（ステップＳ１０２）。そして、ピストン位置検出部４５によって検出されたピストン１３の停止位置に基づいて圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａ内の空気量を算出する（ステップＳ１０３）。つまり、上記ピストン１３の停止位置から圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａの燃焼室容積が求められ、また、エンジン停止の際には燃料噴射の停止後にエンジンが数回転してから停止するので膨張行程気筒１２Ａも新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａの内部は略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることとなる。

次に、ピストン停止位置が、圧縮行程気筒１２Ｃにおける適正停止範囲Ｒ（上死点前ＢＴＤＣ６０〜８０°ＣＡ）のうち、比較的下死点ＢＤＣ側であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４でＹＥＳと判定され、比較的空気量が多いときは、ステップＳ１０５に移行して、上記ステップＳ１０３で算出された圧縮行程気筒１２Ｃの空気量に対してλ（空気過剰率）＞１なる空燃比（たとえば空燃比＝２０程度）となるように燃料を噴射させる（１回目の燃料噴射）。この空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒１回目用空燃比マップＭ１から求められる。λ＞１というリーン空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が多いときであっても、逆転のための燃焼エネルギが過多となることなく、逆転し過ぎる（圧縮行程気筒１２Ｃにおいて、下死点側に動いたピストン１３が下死点を通過して、吸気行程まで逆転してしまう）ことを防止している。

一方ステップＳ１０４でＮＯと判定され、比較的空気量が少ないときは、ステップＳ１０６に移行して、上記ステップＳ１０３で算出された圧縮行程気筒１２Ｃの空気量に対してλ≦１なる空燃比となるように燃料を噴射させる（１回目の燃料噴射）。この空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒１回目用空燃比マップＭ２から求められる。λ≦１という理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼エネルギを充分得ることができる。

次にステップＳ１０７に移行し、圧縮行程気筒１２Ｃへの１回目燃料噴射から気化時間を考慮して設定した時間の経過後に、当該気筒に対して点火を行う。そして、点火してから一定時間内にクランク角センサ３０，３１のエッジ（クランク角信号の立ち上がり又は立ち下がり）が検出されたか否かにより、ピストン１３が動いたか否かを判定し（ステップＳ１０８）、ＮＯと判定されて失火によりピストン１３が動かなかったことが確認された場合には、圧縮行程気筒１２Ｃに対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ１０９）。

クランク角センサ３０，３１のエッジが検出され、ピストン１３が動いたと判定されると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、ピストン停止位置および上記ステップＳ１０２で推定した筒内温度に基いて、膨張行程気筒１２Ａに対する分割燃料噴射の分割比（前段噴射（１回目）と後段噴射（２回目）との比率）を算出する（ステップＳ１２１）。膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど、後段の噴射比率を大きくする。

次に上記ステップＳ１０３で算出した膨張行程気筒１２Ａの空気量に対して所定の空燃比（λ≦１）となるように燃料噴射量を算出する（ステップＳ１２２）。この際の空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒用空燃比マップＭ３から求められる。

次に、ステップＳ１２２で算出された膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射量とステップＳ１２１で算出された分割比とによって、膨張行程気筒１２Ａに対する前段（１回目）の燃料噴射量を算出し、噴射する（ステップＳ１２３）。

次に、上記ステップＳ１０２で推定された筒内温度に基づき、膨張行程気筒１２Ａに対する後段（２回目）の燃料噴射時期を算出する（ステップＳ１２４）。この２回目の噴射時期は、ピストン１３が上死点側への移動（エンジンの逆転）を開始した後の、筒内空気が圧縮されている時期であるとともに、噴射燃料の気化潜熱が圧縮圧力を効果的に減少させる（ピストン１３を可及的に上死点へ近づける）ように、かつこの２回目の噴射燃料が点火時期までに気化する時間が可及的に長くなるように設定される。

次に、ステップＳ１２２で算出された膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射量とステップＳ１２１で算出された分割比とによって、膨張行程気筒１２Ａに対する後段（２回目）の燃料噴射量を算出し（ステップＳ１２５）、上記ステップＳ１２４で算出された２回目の噴射時期に噴射する（ステップＳ１２６）。

膨張行程気筒１２Ａへの２回目の燃料噴射後、所定のディレー時間経過後に点火する（ステップＳ１２７）。所定のディレー時間はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒点火ディレーマップＭ４から求められる。この点火による膨張行程気筒１２Ａでの初回燃焼により、エンジンは逆転から正転に転ずる。従って圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３は上死点側に移動し、内部のガス（上記ステップＳ１０７の点火によって燃焼した既燃ガス）を圧縮し始める。

次に、燃料気化時間を考慮に入れ、圧縮行程気筒１２Ｃに２回目の燃料を噴射する（ステップＳ１２８）。この際の燃料噴射量は、１回目の噴射量とを合計した噴射量に基づく全体の空燃比が可燃空燃比（下限は７〜８）よりも更にリッチ（例えば６程度）になるように、ピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒２回目用空燃比マップＭ５から求められる。この圧縮行程気筒１２Ｃの２回目の噴射燃料の気化潜熱によって、圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮上死点付近の圧縮圧力が低減するので、当該圧縮上死点を容易に越えることができる。

なお、この圧縮行程気筒１２Ｃへの２回目の燃料噴射は、専ら筒内の圧縮圧力を低減させるためになされるものであって、これに対する点火、燃焼は行われない（可燃空燃比よりもリッチなので自着火も起こらない）。この不燃燃料は、その後、排気通路２２に設けられた図外の触媒において吸蔵されている酸素と反応し、無害化される。

上記のように圧縮行程気筒１２Ｃでの２回目の噴射燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒１２Ａでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒１２Ｄ（停止時に吸気行程にあった＃４気筒。図１５参照。）での最初の燃焼である。吸気行程気筒１２Ｄのピストン１３が圧縮上死点を越えるためのエネルギとして、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギの一部が充てられる。つまり膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギは、圧縮行程気筒１２Ｃが圧縮上死点を乗り超えるためと吸気行程気筒１２Ｄが圧縮上死点を越えるためとの両方に供される。

従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒１２Ｄが圧縮上死点を越えるためのエネルギが小さいことが望ましい。以下のステップＳ１４０〜Ｓ１４４は、次の吸気行程気筒１２Ｄでの燃焼を行うにあたり、圧縮上死点を越えるためのエネルギを可及的に小さくするための制御である。

まずステップＳ１４０で、筒内空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒１２Ｄの空気量を算出する。次に、ステップＳ１０２で推定した筒内温度に基いて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する（ステップＳ１４１）。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって圧縮上死点に至る前にピストン１３を下死点側に押し戻す力（逆トルク）が発生する。これはその分圧縮上死点を越えるためのエネルギを多く消費するので望ましくない。そこでこの逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、自着火が起こらないようにするのである。

次に、上記ステップＳ１４０で算出した吸気行程気筒１２Ｄの空気量と、上記ステップＳ１４１で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とから、吸気行程気筒１２Ｄへの燃料噴射量を算出する（ステップＳ１４２）。

そして吸気行程気筒１２Ｄに対する燃料噴射を行うが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減するように（つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギを低減するように）、圧縮行程の後期まで遅延してなされる（ステップＳ１４３）。その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基いて算出される。

次に、上記逆トルクの発生を抑制するため、点火時期を上死点以降に遅延して点火する（ステップＳ１４４）。以上の制御によって、吸気行程気筒１２Ｄにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力を小さくして上死点を越え易くし、上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギによる正転方向のトルクが発生するようになる。

ステップＳ１４４の後、通常の制御に移行しても良いが、当実施形態では更に吹上がり抑制制御を行っている。ここで言う吹上がりとは、吸気行程気筒１２Ｄでの初回燃焼以降、エンジン回転速度が必要以上に急上昇することをいい、加速ショックが発生したり運転者に違和感を与えたりする虞があって望ましくない。吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力（スロットル弁２３より下流の圧力）が略大気圧となっているために、始動直後（吸気行程気筒１２Ｄでの初回燃焼以降）の各気筒での燃焼エネルギが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギに比べて一時的に大きくなることによって起こる。そこで以降のステップＳ１４５〜Ｓ１５８で、この吹上がりを抑制する制御を行っている。

まずオルタネータ２８の発電を開始する（ステップＳ１４５）。その目標電流値はＥＣＵ２の発電量制御部４４によって通常より高めに設定される。オルタネータ２８の発電によってクランクシャフト３の負荷（エンジン負荷）が増大するので、吹上がりが抑制される。

次に吸気圧センサ２６によって検知される吸気圧が、アイドルストップを行わない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かが判定される（ステップＳ１５０）。ここでＹＥＳと判定されると、吹上がりが起こり易い状態となっているので、スロットル弁２３の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりも更に小さくし（ステップＳ１５１）、燃焼エネルギの発生量を抑制する。

次に排気通路２２に設けられた触媒の温度が活性温度以下であるか否かが判定され（ステップＳ１５２）、ＹＥＳと判定されれば目標空燃比をλ≦１なるリッチ空燃比に設定するとともに（ステップＳ１５３）、点火時期を上死点以降に遅延させる（ステップＳ１５４）。こうすることにより、触媒の温度上昇が促進されるとともに、点火時期の遅延によって燃焼エネルギの発生量が抑制される。

遡って、ステップＳ１５２でＮＯと判定されたときは、目標空燃比をλ＞１なるリーン空燃比に設定して（ステップＳ１５８）燃焼させる。このリーン燃焼によって燃料の消費を抑制しつつ燃焼エネルギの発生量を抑制することができる。

ステップＳ１５４またはステップＳ１５８の後はステップＳ１５０に戻り、ＮＯと判定されるまで上記制御を繰り返す。ステップＳ１５０でＮＯと判定されると、もはや吹上がりの虞がないので、オルタネータ２８の発電量も含めて通常制御に移行する（ステップＳ１６０）。

上記の再始動制御が実行されることにより、図１５に示すように、先ず圧縮行程気筒１２Ｃ（＃３気筒）において１回目の燃料噴射Ｊ３が行われ、点火によって燃焼が行われる。この燃焼による燃焼圧（図１５中のａ部分）で、圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３が下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動される。ここで、圧縮行程気筒１２Ｃの１回目の燃料噴射Ｊ３が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比（λ＞１）、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比（λ≦１）となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼エネルギ、すなわち膨張行程気筒１２Ａ内の空気を充分圧縮しつつも、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼エネルギを得ることができる。

エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒１２Ａ（＃１気筒）のピストン１３が上死点方向に動き始める。またその直後に膨張行程気筒１２Ａでの１回目（前段）の燃料噴射Ｊ１が行われ、気化し始める。

そして、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点側（望ましくは行程中央より上死点寄り）に移動し、筒内の空気が圧縮された時点で２回目（後段）の燃料噴射Ｊ２が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン１３がより上死点に近づくので圧縮空気（混合気）の密度が増大する（図１５中のｂ部分）。

そして膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒に対する点火が行われて、気化が促進された１回目の噴射燃料（Ｊ１）と２回目の噴射燃料（Ｊ２）とが燃焼し、その燃焼圧（図１５中のｃ部分）でエンジンが正転方向に駆動される。

さらに、圧縮行程気筒１２Ｃに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射（Ｊ４）されることにより、この圧縮行程気筒１２Ｃでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって該圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮圧力を低減させる（図１５中のｄ部分）。これにより、当該圧縮上死点（始動開始から最初の圧縮上死点）を超えるために消費される膨張行程気筒１２Ａの最初の燃焼エネルギを低減することができる。

さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒１２Ｄにおける燃料噴射（Ｊ５）の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング（例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、該吸気行程気筒１２Ｄの圧縮行程での（圧縮上死点前での）自着火が防止される。また、該吸気行程気筒１２Ｄの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される（図１５中のｅ部分）。つまり燃料噴射（Ｊ５）による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、当該圧縮上死点（始動開始から２番目の圧縮上死点）を超えるために消費される膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギを低減することができる。

こうして膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギによって、再始動開始後の最初の圧縮上死点と２番目の圧縮上死点とを超えることができ、円滑で確実な始動性を確保することができる。

それ以降は、触媒の温度に応じて空燃比をリーン（λ＞１）にしたり点火時期を遅延させたりして吹上がりを防止しつつ通常運転に移行する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の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した発明の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、当実施形態の燃焼のみによる再始動において、エンジンを一旦逆転させるようにしているが、必ずしもそのようにする必要はなく、最初から正転方向に作動させるようにしても良い。

また、上記実施形態では再始動時の膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のための燃料噴射を分割噴射（Ｊ１＋Ｊ２）としたが、これを、気化潜熱による圧縮圧力の低減と気化性能の確保とが可及的に両立できるタイミング（所定燃料噴射時期）を実験等によって策定し、この所定燃料噴射時期における１回の燃料噴射としても良い。

エンジンを自動停止させる制御は上記実施形態に限るものではなく、適宜設定して良い。但し再始動性を高めるためには、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン１３の停止位置が行程中央よりよやや下死点寄り（圧縮行程気筒１２Ｃにおいては行程中央よりやや上死点寄り）となるような制御であることが望ましい。

本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。エンジンの冷却系回路構成図である。エンジンの停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒のピストン停止位置と空気量との関係を示す説明図である。エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。図５の部分拡大図であり、さらにクランク角および各気筒の行程推移を示すタイムチャートである。エンジンの自動停止動作を示すフローチャートの前半部分である。エンジンの自動停止動作を示すフローチャートの後半部分である。ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。クランク角信号に出力信号を示す説明図である。エンジン停止からの経過時間と筒内温度推定値との関係を示すグラフである。エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャート（１／３）である。エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャート（２／３）である。エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャート（３／３）である。エンジンの再始動時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。

符号の説明

１２Ａ＃１気筒（膨張行程気筒）
１２Ｂ＃２気筒（排気行程気筒）
１２Ｃ＃３気筒（圧縮行程気筒）
１２Ｄ＃４気筒（吸気行程気筒）
３３水温センサ
５０ラジエータ
５１電動ファン（ファン）
５３エレキサーモバルブ（サーモバルブ）
５７電動ウォータポンプ
Ｌ冷却水回路

Claims

所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、
エンジンの冷却水温度を検知する水温センサと、
エンジン停止時においてもエンジン冷却水を強制循環し得る電動ウォータポンプと、
エンジンの冷却水回路上に設けられ、熱交換によってエンジン冷却水温度を低減させるラジエータと、
上記冷却水回路上に設けられ、上記ラジエータ側へ冷却水を導く開弁状態と上記ラジエータ側へ冷却水を導かない閉弁状態とに切換え自在なサーモバルブとを備え、
上記エンジン自動停止条件の１つに冷却水温度が所定の自動停止許可温度以上であることが含まれるとともに、
少なくともエンジン自動停止中の所定期間を含む期間、上記サーモバルブを開弁するとともに上記電動ウォータポンプを作動させる筒内冷却モードが実行されることを特徴とするエンジンの始動装置。
上記筒内冷却モードの開始時期が、電動ウォータポンプを作動させない場合のエンジン自動停止後に筒内温度が極大値となる時点より早期であるように設定されてい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。
上記筒内冷却モードの開始時期が、エンジンの自動停止後５秒以内であるように設定されてい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。
上記筒内冷却モードの開始時期が、エンジン自動停止条件が成立したときであるように設定されてい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。
エンジン作動中の上記サーモバルブの開弁温度が、エンジンの低負荷領域では高負荷領域に対して高温であり、かつ上記自動停止許可温度よりも高温であるように設定されており、
上記筒内冷却モードの開始時期において冷却水温度が上記サーモバルブ開弁温度よりも低い場合であっても、上記筒内冷却モードを開始して上記サーモバルブを開弁させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
所定のエンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させ、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、
エンジンの冷却水温度を検知する水温センサと、
エンジン停止時においてもエンジン冷却水を強制循環し得る電動ウォータポンプと、
エンジンの冷却水回路上に設けられ、熱交換によってエンジン冷却水温度を低減させるラジエータと、
上記冷却水回路上に設けられ、上記ラジエータ側へ冷却水を導く開弁状態と上記ラジエータ側へ冷却水を導かない閉弁状態とに切換え自在なサーモバルブとを備え、
エンジン作動中の上記サーモバルブの開弁温度が、エンジンの低負荷領域では高負荷領域に対して高温であるように設定されており、
上記エンジン自動停止条件が成立したとき、上記サーモバルブを強制的に開弁させるとともに、上記電動ウォータポンプを作動させる筒内冷却モードが実行されることを特徴とするエンジンの始動装置。
上記筒内冷却モードの実行中に上記再始動条件が成立したときには当該筒内冷却モードを終了させることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
ラジエータに冷却風を送風するファンを備え、
上記筒内冷却モード中に上記ファンを作動させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。