JP2006029202A

JP2006029202A - ４サイクル多気筒エンジンの始動装置

Info

Publication number: JP2006029202A
Application number: JP2004208802A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tetsuno; 雅之鐵野; Junichi Taga; 淳一田賀; Keiji Araki; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-15
Also published as: JP4293075B2

Abstract

【課題】簡単な構成でエンジンの自動停止時にピストンを適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させ得るようにする。
【解決手段】エンジンの回転速度と、各気筒の行程とに基づいて、エンジン停止時において、各気筒が最終の圧縮上死点を迎えるタイミングを把握する。エンジンを自動停止させる際、各気筒１２Ａ〜１３Ｄが最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒１２Ｃのポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御する。さらにその後、所定のタイミングで膨張行程となる気筒１２Ａのポートを開く。
【選択図】図４

Description

本発明は、４サイクル多気筒エンジンの始動装置に関し、エンジンのアイドル運転状態等において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エンジンを自動的に停止させるとともに、この状態で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ように構成された４サイクル多気筒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ＣＯ₂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、スタータモータが頻繁に作動状態となって電力が消費されるとともに、スタータモータの寿命が短くなる等の問題がある。

そこで、膨張行程で停止状態にある気筒内に燃料を噴射して点火、燃焼させることにより、そのエネルギー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、上記のように膨張行程で停止状態にある気筒のピストン停止位置が不適切である場合、例えば上死点あるいは下死点に極めて近い位置にピストンが停止している場合には、気筒内の空気量が著しく少なくなって燃焼によるエネルギーが充分に得られなくなり、あるいは燃焼によるエネルギーがピストンに作用する行程が短すぎる等により、エンジンを正常に始動させることができない可能性がある。

このような問題の対策として、例えば下記特許文献１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、膨張行程で停止状態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上記制動装置を制御する技術が知られている。しかし、その構成では、制動装置が必要であり、高価となる。これを防止するために、本件出願人は、特許文献２に示すように、所定のタイミングでエンジンの気筒内への吸気の流入または排気を阻止する停止制御手段を提案している。さらに、特許文献３に示すように、イグニションスイッチがオフとなった後、所定タイミング経過後に、内燃エンジン（ＩｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅ）の１または複数の気筒の排気弁を閉じる技術が提案されている。
実開昭６０−１２８９７５号公報特開昭６２−２５５５５７号公報ＷＯ０１／４４６３６Ａ２

上記特許文献１に開示されたエンジンの始動装置によると、車両の制動装置とは別にエンジンのクランク軸を制動するための装置を設ける必要があり、しかも膨張行程で停止状態となる気筒のピストンを適正位置に停止させるには上記制動装置を精度良くコントロールしなければならず、このコントロールが困難であるという問題がある。

一方、上記特許文献２、３に開示されているように、所定タイミングにおいて、気筒の弁を閉じる構成では、専ら膨張行程で停止した気筒に点火して再起動を行なう形式であるため、圧縮行程で停止した気筒との関係をも考慮した精緻な停止制御を行なうことはできなかった。特に、停止時に圧縮行程となる気筒に圧縮抵抗を与える方法を採用しているので、エンジン停止時のＮＶＨ（エンジンの振動）が高くなる傾向があった。

本発明は上記の事情に鑑み、簡単な構成でエンジンの自動停止時にＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ、ピストンを適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができる４サイクル多気筒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、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、エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で自動停止した気筒に燃料を噴射して点火、燃焼を行なわせることによりエンジンを再始動させるように構成された４サイクル多気筒エンジンの始動装置であって、各気筒に設けられ、エンジンの運転状態に応じて各気筒に開口するポートを開閉するバルブの開閉タイミングを変更可能にする可変バルブタイミングシステムと、各気筒の作動行程を検出する行程検出手段と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段が検出したエンジンの回転速度と、行程検出手段が検出した各気筒の行程とに基づいて、エンジン停止時において、何れかの気筒が最終の上死点を迎えるタイミングを把握する最終上死点把握手段と、エンジンを自動停止させる際、最終上死点把握手段が把握したタイミングと、回転速度検出手段によって検出された当該タイミングにおけるエンジンの回転速度と、行程検出手段によって検出された各気筒の行程とに基づいて、可変バルブタイミングシステムを制御する自動停止制御手段とを備え、自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御することを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置である。

この態様では、自動停止が開始され、各気筒が最終の上死点を迎えるタイミングが、最終上死点把握手段によって把握される。この最終の上死点において、自動停止制御手段は、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように、可変バルブタイミングシステムを制御する。この結果、停止時に、圧縮行程となる気筒の空気量が低減し、圧縮反力が低下するので、ＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ停止することができる。「気筒のポート」は、当該気筒の吸気ポートまたは排気ポートである他、吸気ポートと排気ポートの双方であってもよい。或いは、吸気ポートおよび排気ポートとは別に、気筒内の空気を排出し得るポートを設けてもよい。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた直後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものである。

この態様では、停止時に圧縮行程となる気筒が最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下するので、当該気筒のピストンが受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のＮＶＨ（エンジンの振動）をより抑制した状態で所望のストロークにピストンを中央寄りに停止させることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記自動停止制御手段が、各気筒が最終の上死点を越えた後、エンジンが逆回転動作を行なった後に、上記最終の上死点時のエンジン回転速度が所定の値よりも高い場合には、停止時に膨張行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものである。

この態様では、エンジンを自動停止させる際、各気筒が最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くことによって、停止時に圧縮行程となる気筒の吸気量が低減される結果、停止時に膨張行程となる気筒は、下死点側に停止する傾向になる。このとき、各気筒が最終の上死点を迎えたときのエンジンの回転数が所定の値（例えば１８０ｒｐｍ）より低い場合には、各気筒にそれぞれ充分な空気が充填されるので、圧縮反力が高まるため、各ピストンの行程は、中央寄りになるのであるが、最終の上死点を越えたところで、停止時に圧縮行程となる気筒の空気を抜くこととしているので、停止時に膨張行程となる気筒の停止位置が下死点側に行き過ぎる場合がある。そこで、この態様では、最終の上死点を迎えたときのエンジンの回転数をバラメータとして、膨張行程となる気筒の空気を抜いて、当該気筒のピストンが中央側に戻るようにしている。

請求項４記載の発明は、請求項１、２、または３記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記気筒のポートが、当該圧縮行程となる気筒の吸気ポートである。

この態様では、当該圧縮行程となる気筒が吸気行程から圧縮行程に移行する際に吸気弁を開弁したままの状態で圧縮反力の低減を図ることが可能になる。

請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、上記自動停止制御手段は、停止時に圧縮行程となる気筒が最終の上死点を迎える直前に吸気行程に移行した後、少なくとも吸気ポートを開いた状態に維持するように可変バルブタイミングシステムを制御するものである。

この態様では、圧縮行程となる気筒のポートを開く際、この気筒が最終の上死点を越える直前の位相は、吸気行程であり、少なくとも吸気弁は開いているので、その状態をそのまま維持して圧縮反力を低減することとしている。また、最終の上死点を越えたときの回転速度が低い場合（例えば、１８０ｒｐｍ未満）では、圧縮反力をより積極的に下げるため、吸気弁のみならず、排気弁をも開弁してもよい。

請求項６記載の発明は、請求項１から５の何れか１記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、自動停止制御を実行してから最後の上死点を通過した後にエンジンの再始動条件が成立した場合には、自動停止手段による可変バルブタイミングシステムの開弁動作を禁止するとともに、再始動可能条件が成立した場合には、膨張行程となる気筒に対し、エンジンの回転が逆転から正転に復帰したタイミングで燃料を噴射し、その後、エンジンが逆転から正転に変わったタイミングで当該気筒に点火する再始動制御手段をさらに備えている。

この態様では、エンジンの自動停止制御に移行し、最終の上死点を通過した後に、エンジンの再始動要求が生じた場合には、自動停止手段による可変バルブタイミングシステムの開弁動作を禁止し、所定のタイミングで燃料噴射、点火を行なうことによって、停止直前のエンジンの逆転動作を有効利用し、直ちにエンジンを再始動させることが可能になる。

請求項１に係る発明によれば、最終の上死点において、圧縮行程となる気筒の空気量を低減し、圧縮反力を低下することができるので、ＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ停止することができる。従って、本発明によれば、簡単な構成でエンジンの自動停止時にＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ、ピストンを適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができるという顕著な効果を奏する。

請求項２に係る発明によれば、停止時に圧縮行程となる気筒が最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下するので、当該気筒のピストンが受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のＮＶＨ（エンジンの振動）をより抑制した状態で所望のストロークにピストンを中央寄りに停止させることができるので、ピストンの停止時の位置精度が向上する。

請求項３に係る発明によれば、エンジンの個体差や最終の上死点を通過するときの回転速度のばらつきによって、圧縮行程を迎える気筒に係るピストンの制動にばらつきが生じても、このばらつきを膨張行程を迎える気筒によって吸収することが可能になり、より精度の高い制動制御が可能になる。

請求項４、５に係る発明によれば、当該圧縮行程となる気筒が吸気行程から圧縮行程に移行する際に吸気弁を開弁したままの状態で圧縮反力の低減を図ることが可能になるので、制御が簡単になり、弁の動作精度も高くなるという利点がある。

請求項６に係る発明によれば、エンジンの自動停止制御に移行した後に、停止直前のエンジンの逆転動作を有効利用し、直ちにエンジンを再始動させることが可能になるので、より迅速にエンジンを再始動することが可能になる。

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。このエンジンは、車両に搭載された図外の自動変速機に動力を伝達するものであり、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、４つの気筒１２Ａ〜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。

なお、当実施形態において、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒を圧縮行程気筒、膨脹行程となる気筒を膨脹行程気筒と称する（同様に吸気行程となる気筒を吸気行程気筒、排気行程となる気筒を排気行程気筒と称する）。当実施形態においては、気筒１２Ａが膨張行程気筒、気筒１２Ｂが排気行程気筒、気筒１２Ｃが圧縮行程気筒、気筒１２Ｄが吸気行程気筒となる。

シリンダヘッド１０には、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４毎に点火プラグ１５が固定されている。各点火プラグ１５は、その先端が対応する燃焼室１４の内部に頂部から臨むように設置されている。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。

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。

本実施形態における上記吸気弁１９および排気弁２０は、電磁弁式の可変バルブタイミングシステム（ＶＶＴＳ：ＶａｒｉａｂｌｅＶａｌｖｅＴｉｍｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）１１２（図２参照）によって、クランク軸３の位相に拘わらず開閉タイミングを変更可能に構成されている。この可変バルブタイミングシステム１１２が各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気弁１９、排気弁２０を駆動して吸気ポート１７、排気ポート１８を開閉するタイミングは、ＥＣＵ２により制御されるようになっている。

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（図１）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の上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ２５と、吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ２６とが配設されている。

さらに、共通吸気通路２１ｃの当該スロットル弁２３よりも下流側には、ＥＧＲ通路１２４に設けられたＥＧＲ弁１２５が接続されている。

また、上記エンジン本体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（発電機）２８が付設されている。このオルタネータ２８は、図示を省略したロータの回転を制御して出力電圧を調節することにより目標発電電流Ｇｅ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、通常時に車両の電気負荷および車載バッテリーの電圧等に対応した目標発電電流Ｇｅ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（回転速度検出手段）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。

上記ＥＣＵ２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、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センサ３４と、運転者がブレーキ操作を行ったことを検出するブレーキセンサ３５からそれぞれ出力される各検出信号が入力されるようになっている。

ＥＣＵ２は、回転速度検出手段、行程検出手段としての各センサ３０、３１が検出した回転速度、並びに各気筒の行程に基づいて、エンジン停止時において、何れかの気筒が最終の上死点を迎えるタイミングを把握する最終上死点把握手段を機能的に構成している。

そして、ＥＣＵ２は、上記各センサ２５、２６、３０〜３５からの検出信号を受け、燃料噴射弁１６に対して燃料の噴射量および噴射時期を制御するための制御信号を出力するとともに、点火プラグ１５に付設された点火装置２７に対して点火時期を制御するため制御信号を出力し、かつ上記スロットル弁２３のアクチュエータ２４に対してスロットル開度を制御するための制御信号を出力するように構成されている。また、後述するように、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、エンジンを自動的に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が実行されるようになっている。

具体的には、エンジンの自動停止時に圧縮行程気筒１２Ｃで初回の燃焼を行なわせることにより、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１２Ａのピストン１３を一旦上昇させ、その気筒１２Ａ内の混合気を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させることにより、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るように構成されている。

上記のようにして原則的に再始動モータ等を使用することなく、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１２Ａの混合気を燃焼させることにより得られるエネルギーを充分に確保し、圧縮行程気筒１２Ｃ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。そのためには、混合気を燃焼させる際に、当該膨張行程気筒１２Ａ内に充分な空気量を確保しておく必要がある。

このメカニズムについて、図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、エンジンの停止時点で膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃ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し、膨張行程気筒１２Ａ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燃焼によるエネルギーが充分に得られる。しかし、上記膨張行程気筒１２Ａ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、図３（ｂ）に示すように、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が少なくなり過ぎて、初回の燃焼時に、クランク軸３を逆転させるためのエネルギー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１２Ａの行程中央、つまり圧縮上死点を０°ＣＡとしたときのクランク角が９０°ＣＡとなる位置よりもやや下死点側の所定範囲（例えば圧縮上死点から１００°ＣＡ〜１２０°ＣＡとなる範囲。以下、適正範囲Ｒという）内にピストン１３を停止させることができれば、膨張行程気筒１２Ａ内に多くの空気量を確保することができるとともに、圧縮行程気筒１２Ｃ内にも所定量の空気が確保されるので、クランク軸３を少しだけ逆転させ得る程度のエネルギーをも得ることが可能になり、その後の膨張行程気筒１２Ａでのエネルギーも充分に高くなり、エンジンを確実に再始動させることが可能となる。

そこで、上記ＥＣＵ２に機能的に設けられた自動停止制御手段により、図４に示すピストンの停止位置制御を行なう。この制御では、エンジンの自動停止条件が成立したタイミングｔ０で、エンジンの目標回転速度を通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定して安定させるステップを最初に実行する。例えば、通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍ（自動変速機がドライブレンジ）に設定されたエンジンでは、上記目標回転速度（自動停止条件成立時のアイドル回転速度）を、８１０ｒｐｍ程度（自動変速機はニュートラルレンジ）に設定し、エンジンの回転速度Ｎｅが目標回転速度で安定したタイミングｔ１で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Ｎｅを低下させるように設定されている。

また、ＥＣＵ２は、上記燃料噴射の停止タイミングｔ１で、通常のアイドル時における吸気流量（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。例えば気筒内の空燃比が、空気過剰率λ＝１に設定されている）よりも吸気流量が多くなるように上記可変バルブタイミングシステム１１２を開くように制御してエンジンの気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量を充分に確保できるように設定されている。

次に、オルタネータ２８を制御するタイミングについて説明する。

当実施形態のＥＣＵ２は、上記燃料の噴射を停止するタイミングｔ１で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを予め設定されている初期値よりも低下させる制御条件が記憶されている。これにより、クランク軸３の回転抵抗が低減し、上記ピストン１３を適正位置に停止させる制御が可能な速度にエンジンの回転速度Ｎｅを維持することが可能になる。当実施形態では、上記燃料噴射の停止タイミングｔ１で設定されるオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅが例えば０に設定される。

またＥＣＵ２には、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを一時的に上記初期値よりも増大させるタイミングｔ２と、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅをエンジン回転速度Ｎｅの低下度合に対応させて調節するタイミングｔ３とが設定されている。タイミングｔ２は、上記のタイミングｔ１で燃焼噴射を停止した後、エンジンの回転速度Ｎｅが、予め設定された基準速度（例えば７６０ｒｐｍ）Ｎ２以下に低下したことが検出された時点に設定されている。また、タイミングｔ３は、タイミングｔ２の経過後、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定範囲内となったタイミングに設定されている。このタイミングｔ３で、予め行った実験結果等に基づいて設定された基準ラインに沿ってオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを調整することにより、エンジンに負荷をかけ、回転速度Ｎｅを低下させることが可能になる。

タイミングｔ３は、エンジンが停止状態となるタイミングから４番目前の圧縮上死点を通過した状態にあるタイミングであり、具体的には、減速しているエンジンの上死点回転速度ｎｅを検出し、この上死点回転速度ｎｅが、例えば４８０ｒｐｍ〜５４０ｒｐｍ内にあることが判定されることにより、決定される。

図５は、エンジンの回転速度に応じてオルタネータの目標発電電流を設定するために、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、目標発電電流Ｇｅが大きな値に設定されたマップである。ＥＣＵ２は、タイミングｔ３において、図５のマップから上死点回転速度ｎｅの検出値に対応した目標発電電流Ｇｅを読み出し、この値に対応したオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅするように構成されている。

なお、タイミングｔ２でオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上昇させる際の初期値は、上記マップから読み出される目標発電電流Ｇｅの最大値よりも大きな値に設定されている。例えば、図５に示すマップから読み出される目標発電電流Ｇｅが０〜５０Ａに設定されている場合には、その最大値である５０Ａよりも高い値、例えば６０Ａに上記初期値が設定されている。そして、上記タイミングｔ２で目標発電電流Ｇｅが６０Ａに設定された後、上記タイミングｔ３でマップから読み出された値に基づいて上記目標発電電流Ｇｅの低下量が設定され、この値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流を低下させる制御が実行されるよう設定されている。

また、ＥＣＵ２には、タイミングｔ３を経過した後、上死点回転速度ｎｅが所定範囲に減速したことを検出することによって、エンジン停止前の２番目の圧縮上死点をタイミングｔ４として把握できるように構成されている。

上記のようにしてオルタネータ２８の発電電流の制御が実行されることにより、タイミングｔ４で、クランク軸３、フライホイール、ピストン１３およびコネクティングロッド等が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒１２Ｃで圧縮された空気が有する位置エネルギー等が、その後に作用する摩擦抵抗損失等と見合うものとなり、エンジンの停止状態で膨張行程となる気筒１２Ａのピストン１３をエンジンの再始動に適した範囲Ｒ内に停止させることが可能になる。

上記のようにエンジンを自動停止させる過程では、燃料噴射の停止タイミングｔ１から、クランク軸３やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジンのクランク軸３は惰性で数回転し、４気筒４サイクルのエンジンでは１０回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。具体的には、図４に示すように、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄが圧縮上死点を迎える度にエンジンの回転速度Ｎｅが一時的に落ち込んだ後に、圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するというアップダウンを繰り返しながらエンジン回転速度Ｎｅが次第に低下する。

なお、図４に示すクランク角ＣＡのタイムチャートは、実線が第１気筒１２Ａ（膨張行程気筒１２Ａ）および第３気筒１２Ｃ（圧縮行程気筒１２Ｃ）の上死点（ＴＤＣ）を圧縮上死点として０°ＣＡとし、一点鎖線が第２気筒１２Ｂ（排気行程気筒）および第４気筒１２Ｄ（吸気行程気筒）の上死点を０°ＣＡとしたクランク角を示している。４気筒４サイクルのエンジンでは、上記実線で示す気筒１２Ａ、１２Ｃと、一点鎖線で示す気筒１２Ｂ、１２Ｃとの間に１８０°ＣＡの位相ずれがあるため、１８０°ＣＡ毎に何れかの気筒が圧縮上死点を迎えることが上記タイムチャートにより表されている。

そして、最後の圧縮上死点（以下、最終圧縮上死点という）を通過したタイミングｔ５の後に圧縮行程を迎える圧縮行程気筒１２Ｃ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、上記圧縮行程気筒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、エンジンの摩擦抵抗等の影響を受け、上記最終圧縮上死点を超えたタイミングｔ５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。

当実施形態においては、最終上死点回転速度ｎｅが検出された時点で、可変バルブタイミングシステム１１２を制御し、圧縮行程気筒１２Ｃのポートを一定の開弁時間Ｔ_clsだけ開くように設定されている（図４のＶＴＴ３）。この制御により、圧縮行程気筒１２Ｃは、その圧縮反力が低減するので、当該圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３は、行程中央部分、すなわち、９０°付近よりも上死点側で停止することになる。

この点について、図６および図７を参照しながら、詳細に説明すると、通常、上述したように、タイミングｔ０から燃料噴射を停止し、オルタネータ２８を駆動してエンジンに負荷をかけながら制動すると、各気筒は、概ね行程中央９０°付近のところで停止することになる。しかしながら、上述したように、いわゆる自動再スタートを行なうためには、図３（ａ）で説明したように、圧縮行程気筒１２Ｃが膨張行程気筒１２Ａよりも僅かに上死点のところにある状態、すなわち、両気筒のピストンが図３（ｂ）のＲの範囲内で停止することが好ましい。

そして、エンジンが自動停止する際に膨張行程となる膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を再始動に適した上記適正範囲Ｒ内に停止させるためには、まず上記膨張行程気筒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１２Ａ、１２Ｃに対する吸気流量を調節する必要がある。そこで、本実施形態では、可変バルブタイミングシステム１１２の制御により、圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮反力を低減し、当該圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３を行程中央部分付近よりも上死点側で停止するようにしているのである。

ただし、実際のエンジンでは、スロットル弁２３、吸気ポート１７および分岐吸気通路２１ａ等の形状に個体差があることにより、それらを流通する空気の挙動が変化するため、エンジンの自動停止期間中に各気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量にバラツキが生じる。また、エンジンの個体差およびエンジン温度の高低によってもエンジンの摩擦抵抗に差が生じて、上記のように可変バルブタイミングシステム１１２を制御しても、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒１２Ａおよび圧縮行程にある気筒１２Ｃのピストン停止位置を適正範囲Ｒ内に納めることができない場合がある。

この点につき、本発明では、エンジンの自動停止期間中において最終上死点回転速度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ことに着目した。

図７は、上記のようにエンジンの回転速度Ｎｅが所定速度となったタイミングｔ１で燃料噴射を停止し、その後の所定期間に亘り可変バルブタイミングシステム１１２で各気筒を開弁状態に維持するようにして、惰性により回転するエンジンの各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられたピストン１３が停止直前の最終圧縮上死点を通過する際の上死点回転速度（最終上死点回転速度）ｎｅを計測するとともに、エンジンの停止時点における膨張行程気筒１２Ａのピストン位置を調べ、このピストン位置を縦軸に取るとともに、上記エンジンの上死点回転速度ｎｅを横軸に取って、両者の関係をグラフ化したものである。この作業を繰り返してエンジンの停止動作期間中における上記最終上死点回転速度ｎｅと、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置との相関関係を調べたところ、以下の結果を得ることができた。すなわち、上記最終上死点回転速度ｎｅは、２６０ｒｐｍ以下の範囲内にあるとともに、約１８０ｒｐｍを境にしてそれ以下の低回転側では、上記最終上死点回転速度ｎｅが低下するのに伴ってピストン停止位置が徐々に上死点寄りに変化している。一方、上記最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍ以上の高回転側では、その値に拘わらず、ピストン１３の停止位置が概ね一定になり、適正範囲Ｒから僅かに下死点側に分布している。

上記のような特徴的な分布傾向が見られるのは、エンジンの最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍ以上の高回転側にあると、エンジン停止時の膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃにそれぞれ充分な量の空気が充填され、この空気の圧縮反力によってピストン停止位置が行程の中央寄りに集中するためであると考えられる。なお、上記１８０ｒｐｍ以下の低回転側でピストン停止位置が左下がりの分布状態となるのは、各気筒内１２Ａ〜１２Ｄで往復動するピストン１３が最終上死点を越えた後、摩擦抵抗等により減速されて行程中央まで達することができずに停止するためであると考えられる。

そこで、当実施形態では、最終上死点回転速度ｎｅの値に応じて、上記可変バルブタイミングシステム１１２による開弁時間を調整するように設定されている。具体的には、図８で示すマップをＥＣＵ２に記憶しておき、最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍ未満であれば、その値に反比例して開弁時間を長くするように設定されている。

他方、最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍ以上の領域では、圧縮行程気筒１２Ｃの開弁によって、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が下死点側に下がる傾向が生じる。そこで、当実施形態では、図４、図６に示すように、最終上死点回転速度を経過した後、当該最終上死点回転速度が所定以上の速さ（すなわち１８０ｒｐｍ）以上であるときには、膨張行程気筒１２Ａの可変バルブタイミングシステム１１２を制御して、所定の開弁時間Ｔ_openだけ、膨張行程気筒１２Ａを開いて、膨張行程気筒１２Ａの空気を抜くように設定されている（図４のＶＴＴ１で表示）。この制御により、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置は、僅かに上死点側に移行し、最終的に所望の位置で停止させることが可能になる。

上記ＥＣＵ２の自動停止制御手段によりエンジンを自動停止させる際の制御動作を、図９〜図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。

この制御動作がスタートすると、エンジンの自動停止制御を実行することが可能な運転状態にあるか否かを判定する自動停止許可フラグＦがＯＮになるのを待機する（ステップＳ１）。この自動停止許可フラグＦは、車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、かつエアコンがＯＦＦ状態にある等の条件が満たされている場合に、ＯＮ状態となるように設定されている。

上記ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合、ＥＣＵ２は、アクセルセンサ３４がＯＦＦ状態であり、かつブレーキセンサ３５がＯＮ状態であるＡＮＤ条件が成立するまで待機する（ステップＳ２）。ＹＥＳと判定して車両が減速状態にあることが確認した場合、ＥＣＵ２は、エンジン回転速度Ｎｅが、予め１１００ｒｐｍ程度に設定された減速時燃料カット用の判断基準値であるＦ／Ｃ実行回転数よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３）、ＮＯと判定した場合には、下記ステップＳ７に移行する。

他方、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定した場合、ＥＣＵ２は、減速時の燃料カット（ＦＣ）を実行する（ステップＳ４）。次いで、エンジン回転速度Ｎｅが、予め９００ｒｐｍ程度に設定された燃料復帰用の判断基準値であるＦ／Ｃ停止回転数以下に低下するのを待機し（ステップＳ５）、ＹＥＳと判定された時点で、上記減速時の燃料カット（ＦＣ）を終了して通常の燃料噴射状態に復帰する（ステップＳ６）。

次いで、エンジンの目標回転速度を例えば８００ｒｐｍ程度に設定して、この速度を維持する（ステップＳ７）。その後、アクセルセンサ３４がＯＮ状態であり、かつブレーキセンサ３５がＯＦＦ状態であるか否かが判定され（ステップＳ８）、ＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ１に戻って、車両が減速状態になるのを待機するとともに、ステップＳ８において、Ｎｏと判定され、車両が減速状態にあることが確認された場合には、図１０に示すエンジン制御動作に移行する。

図１０を参照して、ステップＳ８において、車両が減速状態にあることが確認された場合には、車速が０になって、自動停止条件が成立するのを待機する（ステップＳ１１）。

このステップＳ１１で自動停止条件が成立すると、ＥＣＵ２は、目標回転速度を８６０ｒｐｍに設定する。これにより、エンジンの回転速度Ｎｅは、アイドル回転速度（６５０ｒｐｍ）よりも所定量だけ高い値に設定されることになる。また、これと同時に、ＥＧＲ弁１２５を閉じて、排気還流を停止するとともに、シフトレンジがニュートラルに切り換えられ、エンジンを無負荷状態にする（ステップＳ１２）。

上記のようにステップＳ１で車速が１０ｋｍ／ｈよりも大きい走行時にあってエンジンの自動停止許可フラグＦがＯＮ状態にあることが確認されるとともに、ステップＳ２で車両が減速状態（ブレーキセンサ３５がＯＮ状態）にあることが確認された場合に、エンジンの目標回転速度Ｎ１をエンジンの燃焼状態に対応した所定値として安定させる制御を実行するように構成したため、エンジン回転速度Ｎｅが通常のアイドル回転速度（６５０ｒｐｍ）に低下する前に、エンジンの自動停止制御を実行することができる。従って、通常のアイドル回転速度まで一旦、低下したエンジン回転速度Ｎｅを、上記目標回転速度Ｎ１まで上昇させるように構成した場合のように、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に伴う不快感が運転者に与えられたり、エンジンを自動停止させるまでの時間が必要以上に長くなったりする等の弊害が生じるのを防止することができる。

さらに、上記ステップＳ１１でエンジンの自動停止条件が成立したことが確認されたタイミングｔ０で、上記ステップＳ１２においてエンジンの目標回転速度Ｎ１が所定値に設定されるとともに、自動変速機のシフトレンジがドライブ状態（Ｄレンジ）からニュートラル状態（Ｎレンジ）にシフトされることにより、自動変速機の負荷が軽減されるため、図４に示されるように、エンジン回転速度Ｎｅが、自動停止条件の成立タイミングｔ０からやや上昇することになる。

次いで、ＥＣＵ２は、上記タイミングｔ０の後に、予め１ｓｅｃ（秒）程度に設定された所定時間が経過するのを待機する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３でＹＥＳと判定された時点で、ＥＣＵ２は、燃料噴射の停止条件（ＦＣ条件）が成立するのを待機する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４では、具体的にはエンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１となり、かつブースト圧Ｂｔが所定の目標圧となるＡＮＤ条件が成立することが待機される。これにより、車速が０となった直後に、走行状態に移行するような場合に、不適切なエンジンの自動停止が行われるのを防止することができる。

そして、上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定され、エンジン回転速度Ｎｅおよびブースト圧Ｂｔが安定した状態となったことが確認された時点（図４および図６のタイミングｔ１）で、燃料噴射を停止させた後（ステップＳ１５）、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを０に設定して発電を停止させるとともに（ステップＳ１６）、可変バルブタイミングシステム１１２を操作して、各気筒のバルブを開く（ステップＳ１７）。

次に、図１１を参照して、ステップＳ１７の後、ＥＣＵ２は、タイミングｔ１からタイミングｔ２になるのを待機し（ステップＳ１８）、ＹＥＳと判定された時点で上記点火装置２７による点火を停止させる（ステップＳ１９）。このステップＳ１９により、燃料停止後に筒内に残った燃料を燃焼させることができるとともに、停止直前に噴射された燃料が燃焼するのを防止することが可能になる。

次いで、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以下となるのを待機する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０は、タイミングｔ３をカウントするためのものである。

ステップＳ２０において、ＹＥＳと判定されたタイミング（すなわちタイミングｔ３）で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを初期値（６０Ａ程度）に設定し（ステップＳ２１）、オルタネータ２８を作動させる（ステップＳ２２）。すなわち、図５に示すように、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、目標発電電流Ｇｅが大きな値に設定されたマップから上死点回転速度ｎｅに対応した目標発電電流Ｇｅを読み出し、この値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上記初期値（６０Ａ）から、上記マップから読み出された値に低下させる制御を実行する。

次いで、上死点回転速度ｎｅが所定範囲内に減速するのを待機する（ステップＳ２３）。このステップＳ２３は、タイミングｔ４を検出するためのものであり、上記所定範囲は、例えば２６０ｒｐｍ〜４００ｒｐｍの範囲内に設定される。ステップＳ２３でＹＥＳと判定されるとそのタイミングにおいて、エンジン停止前の２番目の圧縮上死点を通過したことが確認される。

ステップＳ２３において、ＹＥＳと判定されたタイミング（すなわちタイミングｔ４）で、図外のマップから、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒１２Ｃに対する燃料噴射量を設定し、この気筒１２Ｃの圧縮行程後半で燃料噴射を行なう（ステップＳ２４）。このマップには、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、燃料噴射量が大きな値になるように設定されたものであり、ＥＣＵ２に予め記憶されているものである。この気筒１２Ｃに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下し、その内部圧力の上昇が抑制されることになる。

次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定値Ｎ以下に減速するのを待機する（ステップＳ２５）。このステップＳ２５は、タイミングｔ５を検出するためのものであり、所定値Ｎは、例えば２６０ｒｐｍ程度に設定されている。

タイミングｔ５が検出されると、当実施形態においては、その検出直後に可変バルブタイミングシステム１１２を制御し、圧縮行程気筒１２Ｃの吸気ポート１７および排気ポート１８を開く（ステップＳ２６）。この制御では、停止時に、圧縮行程気筒１２Ｃの空気量が低減し、圧縮反力が低下するので、ＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ停止することができる。なお、当実施形態の態様としては、圧縮行程気筒１２Ｃがタイミングｔ４で吸気行程に遷移した際、吸気ポート１７を引き続き、開放状態に維持する制御であってもよい。

特に、当実施形態では、最終上死点回転速度ｎｅが判定された際、直ちに圧縮行程気筒１２Ｃの吸気ポート１７および排気ポート１８を開くこととしているので、停止時に圧縮行程気筒１２Ｃが最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下する結果、当該圧縮行程気筒１２Ｃのピストンが受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のＮＶＨ（エンジンの振動）をより抑制した状態で所望のストロークにピストンを中央寄りに停止させることができる。

次に、ＥＣＵ２は、可変バルブタイミングシステム１１２が圧縮行程気筒１２Ｃを開放する時間Ｔ_clsを演算し、閉止タイミングを算出する（ステップＳ２７）。この演算では、上述した図８のテーブルに基づき、開弁時間Ｔ_clsが決定される。

次いで、ＥＣＵ２は、演算された開弁時間Ｔ_clsを計測し（ステップＳ２８）、開弁時間Ｔ_clsを経過したタイミングで圧縮行程気筒１２Ｃの吸気ポート１７および排気ポート１８を閉じる（ステップＳ２９）。

次に、図１２を参照して、ＥＣＵ２は、膨張行程気筒１２Ａの開弁タイミングを演算する（ステップＳ３０）。具体的には、クランク角センサ３０、３１により検出されるクランク角と、クランク角センサ３０から出力される回転速度に基づき、膨張行程気筒１２Ａの開弁時間Ｔ_openを決定する。

Ｔ_openが決定されると、ＥＣＵ２は、最終上死点回転速度を経過した後、最初に正転から逆転にエンジンが転じるタイミングｔ６を待機する（ステップＳ３１）。このタイミングｔ６が検出されると、ＥＣＵ２は、ステップＳ３０で演算された開弁時間Ｔ_openが０を越えるかどうか判別し（ステップＳ３２）、０を越えている場合には、その時間だけ膨張行程気筒１２Ａの吸気ポート１７および排気ポート１８を開く（ステップＳ３３〜Ｓ３５）とともに、０以下の場合には、膨張行程気筒１２Ａの開弁を省略することとしている。

開弁時間Ｔ_openは、最終上死点回転速度ｎｅに依存している。上述したように、最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍを下回る時には、膨張行程気筒１２Ａのピストンが上死点側に偏る傾向がある。他方、最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍ以上であるときには、膨張行程気筒１２Ａにも相当量の空気が入っているため、これを抜く必要がある。このような観点から、ステップＳ３０では、図略のマップに基づき、最終上死点回転速度ｎｅに基づいて、開弁時間Ｔ_openを決定し、最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍ以上であるときには、ステップＳ３２〜Ｓ３５を実行して、膨張行程気筒１２Ａの空気を抜き、当該膨張行程気筒１２Ａのピストンを上死点側に移動させるとともに、最終上死点回転速度ｎｅが１８０ｒｐｍに満たない場合には、専らステップＳ２６〜Ｓ２９による圧縮行程気筒１２Ｃの開弁制御によって、ピストンの停止位置を制御し、膨張行程気筒１２Ａは、開かないこととしている。

次いで、エンジンが停止状態になるタイミングｔ７を待機し（ステップＳ３６）、ＹＥＳと判定された時点で、自動変速機のシフトレンジをニュートラル状態からドライブ状態（Ｄレンジ）に復帰させるとともに（ステップＳ３７）、自動停止許可フラグＦをＯＦＦとした後に（ステップＳ３８）、制御動作を終了する。

次に、上述した自動停止制御が実行されている間に、エンジンを再始動させる要求があった場合の割り込み制御について、図１３および図１４を参照しながら、説明する。

図１３を参照して、ＥＣＵ２は、自動停止制御（図９から図１２で示したフローチャートに示す制御）の全過程で、再始動要求がないかどうかモニタしており、割り込み要求を判定するために、エンジンが停止動作に入っており（ステップＳ４０）、かつ、ブレーキがＯＦＦまたはアクセルＯＮであることが検出される（ステップＳ４１）場合に、再始動要求があると判定するように設定されている。

これらの要件（ステップＳ４０、Ｓ４１）を満たす場合、ＥＣＵ２は、再始動要求のあったタイミングがｔ５を経過しているか否かを判定する（ステップＳ４２）。上述したように、タイミングｔ５は、各気筒が最終圧縮上死点を経過するポイントであり、エンジン回転速度が約２８０ｒｐｍ以下に落ちている。

仮にエンジンがタイミングｔ５を過ぎている場合、ＥＣＵ２はクランク軸が最初の正転であるか否かを判別する（ステップＳ４３）。仮に、最初の正転である場合、さらに、ＥＣＵ２は、圧縮上死点通過直後であるか否かを判別する（ステップＳ４４）。仮に通過直後であれば、ＥＣＵ２は、膨張行程気筒１２Ａに燃料を噴射し（ステップＳ４５）、その後、直ちに膨張行程気筒１２Ａに点火する（ステップＳ４６）。これにより、正転しながら減速していたエンジンが、当該膨張行程気筒１２Ａの燃焼によるエネルギーによって加勢されるので、その後は、通常の制御に移行する（ステップＳ４７）。なお当実施形態では、このステップＳ４７において、エンジンが急激に加速するのを防止するため、イグニションタイミングを後述する再始動時の制御と同様にリタードさせている。

他方、ステップＳ４２において、再始動要求がタイミングｔ５を経過する以前であった場合、ＥＣＵ２は、さらに、圧縮上死点を通過直後であるか否かを判別する（ステップＳ４８）。このステップＳ４８において、圧縮上死点を通過した直後であれば、フローをステップＳ４５に戻す一方、圧縮上死点通過直後でなければ、圧縮行程にある気筒に燃料を噴射し（ステップＳ４９）、この気筒が圧縮上死点を越えるのを待機する（ステップＳ５０）。そして、圧縮行程にある気筒が上死点を越えたタイミングで、（すなわち、燃料が噴射された気筒が膨張行程に移行した時点で）この気筒（燃料を噴射した気筒）に点火し（ステップＳ５１）、その後は、ステップＳ４７に移行する。

次に、ステップＳ４３、ステップＳ４４において、それぞれ条件が合わなかった場合について、図１４を参照しながら説明する。

同図に示すように、再始動要求が、タイミングｔ５を経過した後にあって、クランク軸３が最初の正回転動作にあるとき（ステップＳ４３の判定がＹｅｓで、ステップＳ４４の判定がＮＯの場合）、ＥＣＵ２は、圧縮行程気筒１２Ｃの吸気ポート１７および排気ポート１８を閉じ（ステップＳ６０）、この状態でクランク軸３が逆回転するのを待機する（ステップＳ６１）。そして、クランク軸３が逆回転したときに、閉塞した膨張行程気筒１２Ａに燃料を噴射し（ステップＳ６２）、クランク軸３が正回転するのを待機する（ステップＳ６３）。このステップＳ６０からステップＳ６３のタイミングは、上述した自動停止制御が実行されている場合には、圧縮行程気筒１２Ｃが開弁され、次いで、膨張行程気筒１２Ａが開弁されるタイミングであるが、再始動要求があった場合には、これら圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａの開弁動作が禁止される。

次いで、クランク軸が正回転すると、ＥＣＵ２は、膨張行程気筒１２Ａに点火し（ステップＳ６４）、その後、ステップＳ４７に移行する。これにより、膨張行程で停止しつつある気筒内で燃焼を起し、そのエネルギーでトルクを高めることが可能になる。

次に、再始動要求が、タイミングｔ５を経過した後にあって、クランク軸３が最初の正回転動作にないとき（ステップＳ４３の判定がＮＯの場合）、ＥＣＵ２は、当該再始動要求が、クランク軸３の１回目の逆回転時であるか否かを判別する（ステップＳ６５）。このステップＳ６５で、クランク軸３が１回目の逆回転であることが判別された場合には、上述したステップＳ３０〜Ｓ３５の制御に拘わらず、膨張行程気筒１２Ａの吸気ポート１７および排気ポート１８を閉じて当該膨張行程気筒１２Ａ内の空気を確保し（ステップＳ６６）、その後はステップＳ６２に移行する。他方、ステップＳ６５において、最初の逆回転ではない場合には、もはやエンジンを再起動できるだけのトルクが残っていないと考えられるので、その場合には、エンジンの停止を待ってから再起動することとしている。

次にエンジンを再始動させる際の制御動作を図１５〜図１７に示すフローチャートと、図１８および図１９に示すタイムチャートとに基づいて説明する。まず、所定のエンジン再始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定では、例えば、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、バッテリー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、再始動条件の成立要因として設定されている。ステップ１０１でＹＥＳと判定された場合、ＥＣＵ２は、エンジン水温、自動停止からの経過時間、吸気温度等に基づいて筒内温度を推定する（ステップＳ１０２）。

そして、エンジンの自動停止時に検出されたピストン１３の停止位置に基づき、ＥＣＵ２は、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る。なお、エンジンの自動停止時には、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の内部が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になる。

次に、上記クランク角センサ３０、３１の出力信号に応じて検出された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、下死点ＢＤＣ寄りにあるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４でＹＥＳと判定され、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が比較的多いことが確認された場合には、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、λ（空気過剰率）＞１なる空燃比（例えば空燃比＝２０程度）となるように１回目の燃料噴射を行なう（ステップＳ１０５）。この空燃比は、ピストン１３の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒１２Ｃの１回目用第１空燃比マップＭ１から求められ、λ＞１というリーン空燃比に設定される。これにより、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が比較的多いときであっても、逆転のための燃焼によるエネルギーが過多となることが防止される。

一方、上記ステップＳ１０４でＮＯと判定され、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が比較的に少ないときは、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１回目の燃料噴射を行なう（ステップＳ１０６）。この空燃比は、ピストン１３の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒１２Ｃの１回目用第２空燃比マップＭ２から求められ、λ≦１（理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比）に設定されることにより、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼によるエネルギーが充分に得られるようになっている。

次に、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所定時間の経過後に、当該気筒１２Ｃに対して点火を行なう（ステップＳ１０７）。そして、点火後の一定時間内にクランク角センサ３０、３１のエッジ、つまり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に対して再点火を行なう（ステップＳ１０９）。

上記ステップＳ１０８でＹＥＳと判定されてピストン１３が動いたことが確認されると、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づいて、膨張行程気筒１２Ａに対する分割燃料噴射の分割比（１回目の前段噴射と２回目の後段噴射との比率）を算出する（ステップＳ１２１）。上記後段の噴射比率は、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大きな値に設定される。

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１３の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒１２Ａ用の空燃比マップＭ３から求められる。また、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、気筒内の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ように、つまりピストン１３を上死点へ近づけるように設定され、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）。

上記膨張行程気筒１２Ａへの２回目の燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点で点火する（ステップＳ１２７）。このディレイ時間は、ピストン１３の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒１２Ａ用の点火マップＭ４から求められる。上記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が上死点側に移動し、気筒内のガス（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、燃料の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）よりもさらにリッチ（例えば６程度）になるように、ピストン１３の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒１２Ｃの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における２回目の噴射燃料による気化潜熱に応じて、圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮上死点付近における圧縮圧力が低減されることにより、当該圧縮上死点を容易に越えることが可能となる。

なお、上記圧縮行程気筒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、燃焼は行われず、可燃空燃比よりもリッチなために自着火も起こらず、この不燃燃料は、その後に排気通路２２の排気ガス浄化触媒に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。

上記のように圧縮行程気筒１２Ｃにおいて２回目に噴射された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、図１９に示すように、吸気行程気筒１２Ｄ、つまり停止時に吸気行程にあった第４気筒での最初の燃焼となる。この吸気行程気筒１２Ｄのピストン１３が圧縮上死点を越えるためのエネルギーとしては、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられ、上記膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーが、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ーが小さいことが望ましく、このために上記気筒１２Ｄ内の空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒１２Ｄの空気量を算定した後（ステップＳ１４０）、上記ステップＳ１０２で推定した筒内温度に基づいて、自着火を防止する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）が発生し、その分だけ圧縮上死点を越えるためのエネルギーが多く消費されるので望ましくない。そこで上記逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、圧縮自己着火が起こらないようにしている。

次に、上記ステップＳ１４０で算定した吸気行程気筒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に基づき、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、上記吸気行程気筒１２Ｄに対する燃料噴射を行なうが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減されるように、つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギーが低減されるように、圧縮行程の後期まで遅延され（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づいて算出される。

また、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）。以上の制御が実行されることにより、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が小さくなって上死点を越え易くなり、上死点を過ぎた時点で燃焼によるエネルギーによる正転方向のトルクが発生することになる。

上記ステップＳ１４４の後、通常の制御状態に移行してもよいが、当実施形態では、さらにエンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。このエンジン回転速度の吹上がりとは、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、運転者に違和感が与えられたりする原因となるので望ましくない。上記エンジン回転速度の吹上がりは、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１２Ａ〜１２Ｄでの燃焼によるエネルギーが通常のアイドル運転時の燃焼によるエネルギーに比べて一時的に大きくなることにより発生する。このために下記のステップＳ１４５〜Ｓ１５８で、上記エンジン回転速度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の目標電流値を通常より高めに設定して発電を開始し（ステップＳ１４５）、このオルタネータ２８の発電によってクランクシャフト３の回転抵抗（エンジンの外部負荷）を増大させてエンジン回転速度の吹上がりを抑制する。

次に、吸気圧センサ２６によって検出された吸気圧力が、エンジンの自動停止を行な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を判定し（ステップＳ１５０）、ＹＥＳと判定されると、エンジン回転速度の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さらに小さくすることにより（ステップＳ１５１）、燃焼によるエネルギーの発生量を抑制する。

そして、排気通路２２に設けられた排ガス浄化触媒の温度が活性温度以下であるか否かを判定し（ステップＳ１５２）、ＹＥＳと判定された場合には、気筒内の目標空燃比を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）。これにより、上記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によるエネルギーの発生量が抑制される。

一方、上記ステップＳ１５２でＮＯと判定されて排気ガス浄化触媒の温度が活性温度よりも高いことが確認された場合には、気筒内の目標空燃比をλ＞１のリーン空燃比に設定して成層リーンの燃焼状態とする（ステップＳ１５８）。このリーン燃焼によって燃料の消費が抑制されつつ、燃焼によるエネルギーの発生量が抑制されることになる。

上記ステップＳ１５４またはステップＳ１５８を経てステップＳ１５０に戻り、このステップＳ１５０でＮＯと判定されてエンジンの自動停止を行なわない場合の通常のアイドル時よりも吸気圧力が低下したことが確認されるまで、上記制御動作が繰り返される。このステップＳ１５０でＮＯと判定されると、もはやエンジン回転速度の吹上がりが生じる虞がないので、オルタネータ２８の発電電流も含めて通常の制御状態に移行する（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１８および図１９に示すように、先ず圧縮行程気筒１２Ｃ（第３気筒）において１回目の燃料噴射Ｊ３が行われ、その点火によって燃焼（図１８中の（１））が行われる。この燃焼（１）による燃焼圧（図１９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によるエネルギー、すなわち膨張行程気筒１２Ａ内の空気を充分圧縮しつつ、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によるエネルギーを得ることができる。

上記エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒１２Ａ（第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、上記気筒１２Ａ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１９中のｂ部分）。

上記膨張行程気筒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１２Ａ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（図１８中の（２））、その燃焼圧（図１９中のｃ部分）によりエンジンが正転方向に駆動される。

また、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（図１８中の（３））、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上記圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮圧力が低減され（図１９中のｄ部分）、これに応じて当該圧縮上死点（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の最初の燃焼によるエネルギーが低減されることになる。

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（図１８中の（４）に示すように、例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、上記吸気行程気筒１２Ｄの圧縮行程で圧縮上死点前に自着火することが防止される。また、上記吸気行程気筒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１９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なわないことにより、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーが上記圧縮上死点（エンジン始動開始時点から２番目の圧縮上死点）を超えるために消費されるのを抑制することができる。

このようにして膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼（図１８中の（２））のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点（図１８中の（３））と、２番目の圧縮上死点（図１８中の（４））とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができ、それ以降（図１８中の（５）、（６）・・・）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。

上記のように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、エンジンの運転を継続させる燃料噴射を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で停止状態にある気筒１２Ａに燃料を噴射して点火、燃焼を行なわせることによりエンジンを再始動させるように構成されたエンジンの始動装置において、エンジンにより駆動されるオルタネータ２８と、エンジンを自動停止させる際に、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを予め大きな値に設定された初期値に上昇させた後に低下させる自動停止制御手段とを設け、上記目標発電電流Ｇｅの低下量を燃料噴射の停止後に生じたエンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応した値に設定するように構成したため、クランク軸３の回転抵抗をエンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応した値に調節することにより、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒１２Ａのピストン１３をエンジンの再始動に適した範囲Ｒ内、つまり行程中央よりもやや下死点側に片寄った位置に停止させることができる。

すなわち、上記オルタネータ２８は、目標発電電流Ｇｅを例えば０Ａから６０Ａ程度までの任意の値に調節することにより、クランク軸３の回転抵抗を広範囲において正確に調節することができるとともに、図２０に示すように、目標発電電流Ｇｅを例えば１０Ａ程度の小さな電流値から６０Ａ程度の大きな電流値に設定して発電電流を上昇させる場合に、０．１ｓｅｃ（秒）程度の時間を要することが知られている。これに対し、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを、例えば６０Ａ程度の大きな電流値から１０Ａ程度の小さな電流値に設定して発電電流を下降させる場合には、瞬時に発電電流を変化させることができる。

従って、上記エンジンを自動停止させる動作の初期に、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを初期値に上昇させることにより、オルタネータ２８の発電機能を充分に発揮し得る状態とした後に、ピストン１３が圧縮上死点を通過するときのエンジンの上死点回転速度ｎｅを検出し、この上死点回転速度ｎｅが低い場合に、高い場合に比べて目標発電電流Ｇｅの低下量を大きな値に設定することにより、エンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応してクランク軸３の回転抵抗を調節する制御を迅速かつ正確に実行することができるため、エンジンの停止時点で膨張行程となる気筒１２Ａのピストン１３をエンジンの再始動に適した位置に停止させることができる。

以上説明したように、当実施形態によれば、最終の圧縮上死点において、圧縮行程気筒１２Ｃの空気量を低減し、圧縮反力を低下することができるので、ＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ停止することができる。従って、当実施形態によれば、簡単な構成でエンジンの自動停止時にＮＶＨ（エンジンの振動）を抑制しつつ、ピストン１３を適正位置に停止させてエンジンを確実に再始動させることができるという顕著な効果を奏する。

特に当実施形態では、各気筒が最終の上死点を越えた直後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることから、停止時に圧縮行程気筒１２Ｃが最初に圧縮を始めるところで気筒内の圧力が低下するので、当該気筒のピストン１３が受ける圧縮反力が小さくなり、エンジン停止時のＮＶＨ（エンジンの振動）をより抑制した状態で所望のストロークにピストン１３を中央寄りに停止させることができるので、ピストン１３の停止時の位置精度が向上する。

また、当実施形態は、各気筒が最終の上死点を越えた後、エンジンが逆回転動作を行なった後に、上記最終の上死点時のエンジン回転速度が所定の値よりも高い場合には、膨張行程気筒１２Ａのポートを開くものであるから、エンジンの個体差や最終の圧縮上死点を通過するときの回転速度のばらつきによって、圧縮行程を迎える気筒に係るピストン１３の制動にばらつきが生じても、このばらつきを膨張行程を迎える気筒によって吸収することが可能になり、より精度の高い制動制御が可能になる。

また、当実施形態によれば、自動停止制御を実行してから最終圧縮上死点（タイミングｔ５）を通過した後にエンジンの再始動条件が成立した場合には、ＥＣＵ２による可変バルブタイミングシステム１１２の開弁動作を禁止するとともに、図１３〜図１４で説明したような再始動可能条件が成立した場合には、膨張行程気筒１２Ａに対し、エンジンの回転が逆転から正転に復帰したタイミングで燃料を噴射し、その後、エンジンが逆転から正転に変わったタイミングで当該気筒に点火することにより、停止直前のエンジンの逆転動作を有効利用し、直ちにエンジンを再始動させることが可能になるので、より迅速にエンジンを再始動することが可能になる。

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スロットル開度および目標発電電流の変化状態等を示すタイムチャートである。エンジンの回転速度に応じてオルタネータの目標発電電流を設定するためのマップの一例を示す図表である。エンジン停止時における可変バルブタイミングシステムの開弁制御を示すタイミングチャートである。エンジン停止前の最終上死点回転速度とピストン停止位置との相関関係を示す分布図である。エンジンの最終上死点回転速度に応じて可変バルブタイミングシステムの開弁時間を設定するためのマップの一例を示す図表である。エンジンの自動停止制御動作の前半部を示すフローチャートである。エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。エンジンの自動停止制御動作の途中で再始動要求があった場合の制御動作を示すフローチャートである。エンジンの自動停止制御動作の途中で再始動要求があった場合の制御動作を示すフローチャートである。エンジンの再始動時における制御動作の前半部を示すフローチャートである。エンジンの再始動時における制御動作の中盤部を示すフローチャートである。エンジンの再始動時における制御動作の後半部を示すフローチャートである。エンジンの再始動時における燃焼動作等を示すタイムチャートである。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。オルタネータの発電電流の変化状態を示すタイムチャートである。

符号の説明

２ＥＣＵ（上死点把握手段、自動停止制御手段の一例）
３クランク軸
１３ピストン
１７吸気ポート
１８排気ポート
３０、３１クランク角センサ（回転速度検出手段、行程検出手段の一例）
１１２可変バルブタイミングシステム

Claims

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、エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させるとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくとも膨張行程で自動停止した気筒に燃料を噴射して点火、燃焼を行なわせることによりエンジンを再始動させるように構成された４サイクル多気筒エンジンの始動装置であって、
各気筒に設けられ、エンジンの運転状態に応じて各気筒に開口するポートを開閉するバルブの開閉タイミングを変更可能にする可変バルブタイミングシステムと、
各気筒の作動行程を検出する行程検出手段と、
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
回転速度検出手段が検出したエンジンの回転速度と、行程検出手段が検出した各気筒の行程とに基づいて、エンジン停止時において、何れかの気筒が最終の上死点を迎えるタイミングを把握する最終上死点把握手段と、
エンジンを自動停止させる際、最終上死点把握手段が把握したタイミングと、回転速度検出手段によって検出された当該タイミングにおけるエンジンの回転速度と、行程検出手段によって検出された各気筒の行程とに基づいて、可変バルブタイミングシステムを制御する自動停止制御手段とを備え、
自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御することを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置。
請求項１記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた直後に、停止時に圧縮行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置。
請求項１または２記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記自動停止制御手段は、各気筒が最終の上死点を越えた後、エンジンが逆回転動作を行なった後に、上記最終の上死点時のエンジン回転速度が所定の値よりも高い場合には、停止時に膨張行程となる気筒のポートを開くように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置。
請求項１、２、または３記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記気筒のポートは、当該圧縮行程となる気筒の吸気ポートであることを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置。
請求項１から４の何れか１記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
上記自動停止制御手段は、停止時に圧縮行程となる気筒が最終の上死点を迎える直前に吸気行程に移行した後、少なくとも吸気ポートを開いた状態に維持するように可変バルブタイミングシステムを制御するものであることを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置。
請求項１から５の何れか１記載の４サイクル多気筒エンジンの始動装置において、
自動停止制御を実行してから最後の上死点を通過した後にエンジンの再始動条件が成立した場合には、自動停止手段による可変バルブタイミングシステムの開弁動作を禁止するとともに、再始動可能条件が成立した場合には、膨張行程となる気筒に対し、エンジンの回転が逆転から正転に復帰したタイミングで燃料を噴射し、その後、エンジンが逆転から正転に変わったタイミングで当該気筒に点火する再始動制御手段をさらに備えていることを特徴とする４サイクル多気筒エンジンの始動装置。