JP2007270768A - エンジンの始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的短いエンジン停止動作期間であっても、再始動時に有利な掃気形態をと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】所定の自動停止条件が成立したときに、全気筒燃料カットＡ４を行ってエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止制御を行うとともに、その後の再始動条件成立時に、停止時圧縮行程気筒１２Ａで燃焼を行わせてエンジンを逆回転させ、その後、停止時膨張行程気筒１２Ｂで燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる停止再始動制御手段を備えたエンジンの始動装置であって、自動停止条件が成立（ｔ１）した後、着火順序が連続する２気筒１２Ａ，１２Ｂへの燃料供給を先行して停止する第１特定モード運転Ａ１を実行した後に全気筒燃料カットＡ４を行い、第１特定モード運転Ａ１で燃料供給が停止された気筒１２Ａ，１２Ｂが、停止時圧縮行程気筒と停止時膨張行程気筒とになるようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの自動停止条件が成立したときに、いったんエンジンを自動的に停止させるとともに、停止させたエンジンをその後自動的に始動させる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、アイドル時にエンジンを自動的にいったん停止させるとともに、その後に発進操作等の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したエンジンの始動装置が開発されてきている。

このエンジンの再始動は、再始動条件成立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方法は好ましくない。

そこで、停止状態のエンジンの膨張行程にある気筒（以下、エンジン停止時に膨張行程にある気筒を便宜上停止時膨脹行程気筒と称する。他の行程にある気筒も同様である）に燃料を供給して燃焼を行わせ、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始動方法が開発されつつある。

このような技術として、例えば特許文献１や特許文献２が知られている。特許文献１は、エンジン自動停止時のピストン位置が再始動に有利な位置となるように制御するとともに、エンジンが完全に停止するまでに筒内に残留する排ガスを充分排出（掃気）し、再始動時の筒内の新気割合を増大させるように制御するものである。掃気という観点からすれば、燃料停止からエンジン完全停止までの期間（経過サイクル数）は長い方が好ましい。

一方、特許文献２は、減筒運転（複数ある気筒のうち、一部の気筒での燃焼を停止する運転）中に燃料停止を行う際に燃料停止からエンジンの完全停止までの時間を短縮する制御を行うものである。通常、減筒運転中は吸排気弁が全開になっており、そのポンピングロスが小さいことによりエンジン停止までの時間が間延びし、このエンジン停止動作期間中にエンジンの再始動要求（車両の発進や加速要求）があった場合に支障をきたす虞があるからである。このように、エンジン停止動作中に再始動要求が発生する機会を低減するという観点からすれば、燃料停止からエンジン完全停止までの期間は短い方が好ましい。

結局、燃料停止からエンジン完全停止までの期間は、上記の各観点、あるいはその他諸々の条件を勘案して最適な値に設定され、調整されることとなる。
特開２００５−３１５２０３号公報 特開２００４−２２５５６１号公報

このような燃料停止からエンジン完全停止までの期間の最適値を策定するうえで、その期間を比較的短期間に設定する必要のある場合がある。例えば回転系の慣性モーメント（いわゆるイナーシャ）が小さい場合や、回転抵抗が大きい場合（自動変速機が連結されており、これがドライブ状態とされている場合を含む）などである。

このような場合、エンジン停止までの行程（吸気・圧縮・膨張・排気）数が少なくなり、エンジンの掃気が不充分となる虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、比較的短いエンジン停止動作期間であっても、再始動時に有利な掃気形態をとることができるエンジンの始動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、４気筒以上の偶数気筒を有するエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を全気筒に対して停止してエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記エンジンの再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒で燃焼を行わせていったんエンジンを逆回転させ、その後、エンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせて該エンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えたエンジンの始動装置であって、上記停止再始動制御手段は、少なくとも上記エンジンの自動停止条件が成立した後、一部の気筒への燃料供給停止を先行して行う特定モード運転を実行した後に上記全気筒に対する燃料供給停止を行うように構成され、上記特定モード運転は、着火順序が連続する少なくとも２気筒への燃料供給を停止する第１形態を少なくとも含み、上記停止再始動制御手段は、上記第１形態の特定モード運転中に燃料供給が停止された気筒が、少なくとも上記エンジン停止時に圧縮行程にある気筒と、上記エンジン停止時に膨張行程にある気筒とを含むように上記自動停止制御を行うことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のエンジンの始動装置において、上記エンジンは車両に搭載されるものであり、上記停止再始動制御手段は、所定車速以下での車両走行中においても上記自動停止制御を実行し、かつ、その車速範囲内で、比較的高車速の場合に上記特定モード運転を実行することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のエンジンの始動装置において、上記エンジンは車両に搭載されるものであり、上記特定モード運転は、着火順序が隣り合わない少なくとも２気筒への燃料供給を停止する第２形態を、上記第１形態と選択可能に含み、上記停止再始動制御手段は、所定車速以下での車両走行中においても上記自動停止制御を実行し、かつ、その車速範囲内で比較的高車速の場合は、上記第１形態の特定モード運転を選択する一方、比較的低車速の場合は、上記第２形態の特定モード運転を選択し、さらに上記停止再始動制御手段は、上記第２形態の特定モード運転を選択した場合、該特定モード運転中に燃料供給が停止された気筒が、少なくとも上記エンジン停止時に膨張行程にある気筒を含むように上記自動停止制御を行うことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記停止再始動制御手段は、上記特定モード運転を行うエンジン回転速度を、通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、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、エンジンに正転方向の駆動力を付与するスタータモータを備え、上記停止再始動制御手段は、上記特定モード運転で燃料供給が停止された気筒に、エンジン停止時に膨張行程にある気筒が含まれなかった場合、上記再始動条件成立後、上記スタータモータによってエンジン始動を補助するアシスト始動を行うことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、上記エンジンには、該エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、上記駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態との切替え可能に構成された自動変速機が連結され、少なくとも上記停止再始動制御手段が全気筒に対して燃料供給を停止した後の停止動作期間は、上記自動変速機が上記ドライブ状態に維持されることを特徴とする。

請求項１の発明によると、以下説明するように、比較的短いエンジン停止動作期間であっても、再始動時に有利な掃気形態をとることができる。

本発明の構成によれば、自動停止条件が成立したとき、全気筒に対する燃料供給を停止する前に、一部の気筒への燃料供給を停止する特定モード運転を実行する。特定モード運転中に燃料供給が停止された気筒では、燃焼が行われず、吸排気のみが行われるので掃気が促進する。従って、全気筒に対する燃料供給が停止された後のエンジン停止動作期間が比較的短くても、この先行して掃気が行われた気筒においては充分な掃気がなされることとなる。

この特定モード運転として、着火順序が連続する少なくとも２気筒への燃料供給を停止する第１形態をとることができる。このとき、特定モード運転中に燃料供給が停止されて掃気が促進された気筒を、停止時圧縮行程気筒および停止時膨張行程気筒とすることができる。

そして再始動時には、自動再始動制御として、まず停止時圧縮行程気筒で燃焼を行わせていったんエンジンを逆回転させ、その後、停止時膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させるのであるが、この再始動初期に燃焼が行われる重要な２つの気筒において、ともに掃気の促進された状態（つまり新気割合の高い状態）で燃焼を行わせることができるので、充分な燃焼エネルギーを得ることができ、円滑な再始動を図ることができる。

請求項２の発明によると、所定車速（例えば２０〜５０ｋｍ／ｈ程度）以下での車両走行中においても自動停止制御を行うので、車両停止時のみ自動停止制御を行うものに比べ、エンジン自動停止の機会が増大し、燃費等の向上効果が高められる。

ところで、このような低車速領域においてはエンジン回転速度も低く、振動騒音（いわゆるＮＶＨ）に対して注意を要する状態となっている。乗員のＮＶＨに対する感度も高い。一方、特定モード運転時には、全気筒で燃焼を行わせる運転よりもエンジンのトクル変動が大きく、ＮＶＨが低下しがちである。但し、自動停止制御を行う低車速領域内であっても、比較的高車速の方が低車速の場合に比べてＮＶＨレベル的に有利である。そこで、そのような高車速の場合に特定モード運転を行うようにすることにより、低車速域で特定モード運転を行うことによるＮＶＨ低下懸念を払拭することができる。

請求項３の発明によると、ＮＶＨに有利な第２形態の特定モード運転を併用することにより、特定モード運転の実行領域をより拡大し、より大きな掃気性向上効果を得ることができる。

第２形態の特定モード運転では、着火順序が隣り合わない２気筒への燃料供給を停止するので、着火順序が連続する２気筒への燃料供給を停止する第１形態の特定モード運転よりもエンジンのトルク変動が小さく、ＮＶＨに対して有利である。そこで、ＮＶＨ低下懸念の比較的大きい低車速域においてこの第２形態の特定モード運転を選択することにより、より低車速域にまでＮＶＨの許容レベルを拡大することができる。

なお、請求項２を引用する場合には、自動停止制御を行う所定車速を例えば高速、低速、極低速の３段階に分け、高速域で第１形態の特定モード運転を実行し、低速域で第２形態の特定モード運転を実行し、極低速域では特定モード運転を実行しないようにすれば良い。

請求項４の発明によると、エンジン回転速度を高めることにより、エンジン完全停止までの期間を適度に延長させることによって掃気性の向上が図られる。またピストンを狙いの位置に停止させる制御が行い易くなる。

また、上述したように特定モード運転時にはＮＶＨレベルが低下しがちであるが、そのエンジン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することにより、トルク変動を低減させ、ＮＶＨレベルの低下を抑制することができる。

但し、あまり回転速度を高くし過ぎると、エンジン回転音が増大して運転者に違和感を与えたり、自動変速機と連結された場合にはクリープ力の増大が懸念されたりするので注意を要する。条件によっても異なるが、９００〜１０００ｒｐｍ程度を上限とするのが好ましい。

請求項５の発明によると、特定モード運転によって充分掃気がなされた気筒が、何らかの事情によって停止時膨張行程気筒とならなかった場合に、アシスト始動によって可及的に円滑な始動を図ることができる。

本来、停止再始動制御手段は、特定モード運転によって充分掃気がなされた気筒が、少なくとも停止時膨張行程気筒を含むようにエンジン自動停止制御を行うのであるから、そうならなかった場合には停止時膨張行程気筒の掃気が充分でなく、その燃焼エネルギーを利用した再始動が円滑に行われない可能性が比較的高い。再始動が円滑に行われなかったときにはバックアップとしてスタータモータを用いるようにしても良いが、そうすると始動遅れの懸念がある。そこで、このような狙いから外れた停止形態となった場合には、最初からスタータモータによるアシスト始動を行うことにより、結果的に始動遅れとなる機会を低減することができる。

請求項６の発明によると、以下に述べるように掃気性向上効果を顕著に得ることができる。自動変速機をドライブ状態としたままエンジンを自動停止させると、ニュートラル状態に切換えて自動停止させる場合に比べ、エンジンンの回転抵抗（負荷）が大きくなり、全気筒燃料供給停止からエンジン完全停止までの期間が短くなる。しかし本発明によれば特定モード運転によって少なくとも停止時膨張行程気筒の掃気性が高められているので、そのような場合でも充分な再始動性を得ることができる。

また、自動変速機をドライブ状態としたままエンジンを自動停止させるので、自動停止動作期間中に再加速要求（アクセルオン）があった場合、エンジンの燃焼を復帰させるだけで円滑かつ速やかに車両を再加速させることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２は本発明の一実施形態による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とを備える。エンジン本体１には複数の気筒（当実施形態では４つの気筒）１２Ａ〜１２Ｄが設けられている。各気筒１２Ａ〜１２Ｄにはコンロッドを介してクランクシャフト３に連結されたピストン１３が嵌挿され、ピストン１３の上方に燃焼室１４が形成されている。

各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の頂部には点火装置２７に接続された点火プラグ１５が装備され、そのプラグ先端が燃焼室１４内に臨んでいる。さらに、燃焼室１４の側方部には、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１５付近に向けて燃料を噴射するように燃料噴射弁１６の噴射方向が設定されている。なお、この燃料噴射弁１６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。

また、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４に対して吸気ポート１７及び排気ポート１８が開口し、これらのポート１７，１８に吸気弁１９及び排気弁２０が装備されている。これら吸気弁１９及び排気弁２０は、図外のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動される。そして、各気筒１２Ａ〜１２Ｄが所定の位相差をもって吸気・圧縮・膨張・排気という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からなる吸気流量調節手段が配設されている。スロットル弁２３に、アイドル運転時の回転速度を調節する図略のＩＳＣ（Idle Speed Control）ユニットを併設しても良い。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と吸気温度を検出する吸気温センサ２９とが配設されている。またスロットル弁２３の下流側には吸気圧力（ブースト圧）を検出する吸気圧センサ２６が配設されている。また排気通路２２には、排気を浄化する排気浄化装置３７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シャフト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、図略のフィールドコイルの電流をレギュレータ回路２８ａで制御して出力電圧を調節できるように構成され、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の制御が実行されるように構成されている。

また、エンジン本体１には、クランクシャフト３に直結されたリングギヤ（そのピッチ円の一部を一点鎖線で示す）を駆動するスタータモータ（以下スタータ３６と称す）が設けられている。スタータ３６は、必要に応じてピニオンギヤをリングギヤに噛合させ、そのピニオンギヤを駆動することにより、エンジンを正転方向に駆動する。スタータ３６として、オルタネータを統合したモータ（ＩＳＧ：Integrated Starter Generator）を用いても良い。スタータ３６は、通常のエンジン始動時に用いられる他、当実施形態のエンジン自動停止後の再始動時に、その始動を補助するアシスト始動を行うときにも用いられる。

さらに、上記エンジンには、クランクシャフト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、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シャフト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。

また、上記エンジンでは、カムシャフトの特定回転位置を検出して気筒識別信号として出力するカム角センサ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、さらに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と、車速を検出する車速センサ３８とが設けられている。

なおエンジン本体１には、図略の自動変速機（以下ＡＴとも略称する）が連結されている。ＡＴは、車両の走行状態や運転者の操作に応じて、エンジン出力を最適な回転速度および駆動トルクに自動的に変換して車軸に伝達する機構である。ＡＴは、車輪側への駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態と、車輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態とに切換え可能に構成されている。

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エンジン自動停止制御を行うとともに、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自動再始動制御を行うように構成されている。つまりＥＣＵ２は停止再始動制御手段として機能する。以下ＥＣＵ２の説明にあたり、上記エンジン自動停止制御や自動再始動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、アクセル開度センサ３４、ブレーキセンサ３５および車速センサ３８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、点火プラグ１５の点火装置２７、オルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａおよびスタータ３６のそれぞれに各駆動信号を出力する。ＥＣＵ２は、燃料噴射制御部４１、点火制御部４２、吸気流量制御部４３、発電量制御部４４、ピストン位置検出部４５およびスタータ制御部４６を機能的に含んでいる。

燃料噴射制御部４１は、燃料噴射時期と、各噴射における燃料噴射量とを設定して、その信号を燃料噴射弁１６に出力する燃料噴射制御手段である。特に当実施形態のエンジン自動停止制御では、後述するように、エンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料噴射を全気筒に対して停止させる。またその全気筒燃料噴射停止に先行してなされる特定モード運転において、一部の気筒（当実施形態では、第１形態においては停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時膨張行程気筒１２Ｂ、第２形態においては停止時膨張行程気筒１２Ｂおよび停止時吸気行程気筒１２Ｃ）への燃料噴射を停止させる。

点火制御部４２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。

吸気流量制御部４３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、エンジン自動停止制御においてスロットル弁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。吸気流量制御部４３は、その際のスロットル弁２３の開度調節も行う。スロットル弁２３にＩＳＣユニットが併設されている場合は、その制御（ＩＳＣ制御）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、エンジン自動停止制御においてオルタネータ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。

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、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。

スタータ制御部４６は、スタータ３６の駆動制御を行う。通常は、運転者のエンジン始動操作に応じてスタータ３６に駆動信号を送る。また自動再始動制御において、必要に応じてエンジン始動を補助するアシスト始動を行う際にもスタータ３６に駆動信号を送る。

以上のような構成のＥＣＵ２によってエンジンを自動停止させた後、自動再始動制御を行うにあたり、当実施形態では最初に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シャフト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ることにより、クランクシャフト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。

上記のようにしてスタータ３６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ー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３（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ーが得られる。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シャフト３を逆転させるための燃焼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シャフト３を少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギー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、クランクシャフト３を正転させるための燃焼エネルギー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）。そこで、ピストン１３を適正停止範囲Ｒ内に停止させるよう、ＥＣＵ２によってスロットル弁２３の開度を調節する等のエンジン自動停止制御が行われる。

ところで、たとえピストン１３が適正停止範囲Ｒに停止したとしても、気筒、特に膨張行程気筒や圧縮行程気筒の掃気が不充分であって、気筒内に既燃ガスが多く残留している状態であると、新気による燃焼のエネルギーを充分得ることができないので再始動に不利となる。そこで当実施形態では、少なくとも膨張行程気筒での掃気、望ましくは圧縮行程気筒での掃気をも充分行うために、エンジン自動停止制御の初期段階で以下に詳述する特定モード運転を実行する。

図４は、第１形態の特定モード運転が選択された場合のエンジン自動停止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、上段にはエンジンの回転速度、下段には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、エンジンが完全に停止した時、＃１気筒１２Ａが圧縮行程、＃２気筒１２Ｂが膨張行程、＃３気筒１２Ｃが吸気行程、＃４気筒１２Ｄが排気行程にあるものとする。そして便宜上、＃１気筒１２Ａを停止時圧縮行程気筒１２Ａ、＃２気筒１２Ｂを停止時膨張行程気筒１２Ｂ、＃３気筒１２Ｃを停止時吸気行程気筒１２Ｃ、＃４気筒１２Ｄを停止時排気行程気筒１２Ｄと称する。

図４に示すタイムチャートは、ＡＴ（自動変速機）がドライブ状態にあるときにエンジンの自動停止条件が成立した場合を示している。このとき、当実施形態ではＡＴをドライブ状態としたままエンジンを自動停止させる。こうすることにより、自動停止動作期間中に再加速要求（アクセルオン）があった場合、エンジンの燃焼を復帰させるだけで円滑かつ速やかに車両を再加速させることができるという利点がある。しかし一方では、ＡＴをニュートラル状態に切換えてエンジンを停止させるものに比べて、エンジンの回転抵抗（負荷）が大きくなり、エンジン完全停止までの期間が短くなって掃気が不充分となる懸念も生じる。

そこでＥＣＵ２は、エンジンの自動停止条件が成立した時点（タイムチャートの時点ｔ１よりも前の段階）で、エンジンの目標回転速度を、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）よりも高い目標回転速度Ｎ_０に設定する。そうすることにより、エンジン完全停止までの期間を適度に延長させ、掃気性の向上が図られる。またピストンを狙いの位置に停止させる制御が行い易くなる。当実施形態では、ＡＴがドライブ状態のときの通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍに設定されており、目標回転速度Ｎ_０は９００ｒｐｍ（車速Ｖ＞１２ｋｍ／ｈのとき）または８５０ｒｐｍ（車速Ｖ≦１２ｋｍ／ｈのとき）に設定されている。

なお図４は車速Ｖ＞１２ｋｍ／ｈの場合のタイムチャートであって、この車速域のときに第１形態の特定モード運転（以下第１特定モード運転Ａ１と略称する）が選択される。

エンジンの回転速度が目標回転速度Ｎ_０で安定する（時点ｔ１）と、第１特定モード運転Ａ１に移行する（第１特定モード運転Ａ１の実行期間を矢印で示す）。第１特定モード運転Ａ１は、全気筒燃料噴射停止Ａ３に先行して一部の気筒への燃料供給停止を行う運転形態である。以下、第１特定モード運転Ａ１で燃料停止を行う気筒を先行燃料停止気筒と称する。これに対し燃焼を継続する気筒を継続稼動気筒と称する。先行燃料停止気筒には停止時膨張行程気筒１２Ｂが含まれていることが望ましく、停止時圧縮行程気筒１２Ａが含まれているとより望ましい。そうすることにより停止時膨張行程気筒１２Ｂや停止時圧縮行程気筒１２Ａの掃気性が向上し、再始動に有利になるからである。当実施形態の第１特定モード運転Ａ１では、停止時圧縮行程気筒１２Ａと停止時膨張行程気筒１２Ｂとが先行燃料停止気筒となるように制御される。

図４のタイムチャートには、吸気・圧縮・膨張・排気の各行程を簡略的に「吸」「圧」「膨」「排」で表している。第１特定モード運転Ａ１の開始時点である時点ｔ１以降、継続稼動気筒である停止時吸気行程気筒１２Ｃおよび停止時排気行程気筒１２Ｄでは、時点ｔ１以前から継続して吸気行程で燃料噴射Ｆがなされ、圧縮行程後半で点火Ｓがなされる。すなわち燃焼が継続して行われる。

一方、先行燃料停止気筒である停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時膨張行程気筒１２Ｂでは燃料噴射が停止される（燃料停止Ｃ）。従って燃焼も行われない。しかし吸気行程においては吸気弁１９が、排気行程においては排気弁２０が、それぞれ開弁するので、排気が排出され、また新気が導入されて掃気が促進する。

各気筒の着火順序（膨張行程となる順序）に着目すると、通常の燃焼では＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒（→＃１気筒）である。＃１気筒１２Ａと＃２気筒１２Ｂとが第１特定モード運転Ａ１における先行燃料停止気筒であるから、特定モード運転Ａ１では、先行燃料停止気筒は着火順序の連続する気筒において燃焼が停止されることとなる。

先行燃料停止気筒（１２Ａ，１２Ｂ）での燃焼が停止されるに伴い、継続稼動気筒（１２Ｃ，１２Ｄ）への１気筒当たりの燃料噴射量と吸気流量が増量される。そして適切な点火時期、燃料噴射時期が設定されて、第１特定モード運転Ａ１の開始前に対してエンジン出力が大きく変動しないように調整される。

継続稼動気筒（１２Ｃ，１２Ｄ）への吸気流量の増大は、具体的にはスロットル弁２３の開度増大やＩＳＣ制御によって行われる。こうすることによりブースト圧Ｂｔが上昇するので、それによる先行燃料停止気筒（１２Ａ，１２Ｂ）での更なる掃気促進効果も得ることができる。

特定モード運転Ａ１は、２サイクル程度、つまり停止時膨張行程気筒１２Ｂにおいて吸排気行程が各２回程経過するような、比較的短時間行われる。

なお、第１特定モード運転Ａ１は、着火順序の連続する気筒の燃焼が省略された燃焼形態なので、通常の燃焼形態、或いは着火順序の隣り合わない気筒の燃焼が省略された燃焼形態（第２形態の特定モード運転）に比べて出力トルクの変動が大きくなりがちである。そのためＮＶＨレベルの低下が懸念される。この懸念は車速が低いほど増大する。そこで当実施形態では、第１特定モード運転Ａ１を実行する車速域を比較的車速の高い場合（当実施形態では１２ｋｍ／ｈより高い場合）とし、それより低車速の場合には後述する第２形態の特定モード運転を実行したり、或いは特定モード運転を行わないようにしたりしている。

また、第１特定モード運転Ａ１では、そのエンジン回転速度が通常のアイドル回転速度よりも高い値（９００ｒｐｍ以上）に設定されているので、この点でもトルク変動が低減され、ＮＶＨレベルの低下が抑制される。

なお、あまり回転速度を高くし過ぎると、エンジン回転音の増大によって運転者に違和感を与える懸念がある。この点でも車速が高いほどその懸念が小さくなるので、第１特定モード運転Ａ１では、より低車速の場合に選択される第２形態の特定モード運転に比べ、エンジン回転速度を高く設定して、乗員に与える違和感を抑制しつつ可及的大幅なＮＶＨレベルの低下抑制を図っている。

時点ｔ２でＥＣＵ２は第１特定モード運転Ａ１を終了させ、全気筒燃料噴射停止Ａ３を行う。時点ｔ２以前に燃料噴射Ｆがなされた気筒がある場合には、点火Ｓを行って燃焼させ、未燃ガスが排気通路２２に排出されないようにする。

またＥＣＵ２は、時点ｔ２以降、スロットル弁２３の開度ＫをＫ_１に増大させる（例えば開度Ｋ_１＝３０％程度）。またはＩＳＣ制御によって吸気流量を増大させる。これによってブースト圧Ｂｔが増大し始めるので、排気ガスの掃気が促進される。

さらにＥＣＵ２は、所定のタイミングでオルタネータ２８の発電量を増減させることによってエンジンの負荷を調節し、エンジン回転速度の低下度合が所定の目標値となるように制御する。

こうして時点ｔ２で燃焼噴射を停止するとエンジンの回転速度が低下し始め、予め設定された基準速度Ｎ_１（例えばＮ_１＝７６０ｒｐｍ）以下になったことが確認された時点ｔ３でスロットル弁２３が閉止される。すると時点ｔ３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ｔ２から時点ｔ３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。時点ｔ２及び時点ｔ３の設定を上記のようにすることによって、エンジン完全停止時点ｔ６において、停止時圧縮行程気筒１２Ａよりも停止時膨張行程気筒１２Ｂの方がより多くの空気を吸入することになり、結果的にピストン１３が図３（ｂ）に示す適正停止範囲Ｒで停止することとなる。

時点ｔ２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が次第に低下し、やがて時点ｔ６で停止する。このエンジンの回転速度の低下は、図４に示すように、波打ちながら低下して行く。この波の谷のタイミングは、何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングと一致している。つまり、エンジンの回転速度は、各気筒が順次圧縮上死点を経過する度に一時的に落ち込んだ後、その圧縮上死点を超えた後に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。

そして最後の圧縮上死点を通過した時点ｔ５の後に圧縮上死点を迎える停止時圧縮行程気筒１２Ａ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シャフト３が逆転する（エンジン回転速度が負の値となる）。このクランクシャフト３の逆転によって停止時膨張行程気筒１２Ｂの空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３が下死点側に押し返されてクランクシャフト３が再び正転し始め、このクランクシャフト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（逆転期間を矢印Ａ４で示す）。

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）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ｔ４））の上死点回転速度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（時点ｔ４）が、３５０±５０ｒｐｍの範囲内となるようにしている。

図５は、第２形態の特定モード運転が選択された場合のエンジン自動停止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、表記態様は図４と同様である。またＡＴがドライブ状態にあるときにエンジンの自動停止条件が成立した場合であることも図４と同様である。

この第２形態の特定モード運転（以下第２特定モード運転Ａ２と略称する）が選択されるのは、車速Ｖが、７ｋｍ／ｈ＜Ｖ≦１２ｋｍ／ｈのときであって、第２特定モード運転Ａ２中のエンジン回転速度は、上述したように第１特定モード運転Ａ１の場合よりも低い８５０ｒｐｍである。

エンジンの回転速度が目標回転速度Ｎ_０で安定する（時点ｔ１）と、第２特定モード運転Ａ２に移行する（第２特定モード運転Ａ２の実行期間を矢印で示す）。第２特定モード運転Ａ２は、全気筒燃料噴射停止Ａ３に先行して一部の気筒への燃料供給停止を行う運転形態である。第２特定モード運転Ａ２では、停止時膨張行程気筒１２Ｂと停止時吸気行程気筒１２Ｃとが先行燃料停止気筒となるように制御される。

第２特定モード運転Ａ２の開始時点である時点ｔ１以降、継続稼動気筒である停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時排気行程気筒１２Ｄでは、時点ｔ１以前から継続して吸気行程で燃料噴射Ｆがなされ、圧縮行程後半で点火Ｓがなされる。すなわち燃焼が継続して行われる。

一方、先行燃料停止気筒である停止時膨張行程気筒１２Ｂおよび停止時吸気行程気筒１２Ｃでは燃料噴射が停止される（燃料停止Ｃ）。従って燃焼も行われない。しかし吸気行程においては吸気弁１９が、排気行程においては排気弁２０が、それぞれ開弁するので、排気が排出され、また新気が導入されて掃気が促進する。

各気筒の着火順序（膨張行程となる順序）に着目すると、通常の燃焼では＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒である。＃２気筒１２Ｂと＃３気筒１２Ｃとが第２特定モード運転Ａ２における先行燃料停止気筒であるから、第２特定モード運転Ａ２では、先行燃料停止気筒は着火順序の隣り合わない気筒において燃焼が停止されることとなる。換言すれば、通常の燃焼では１８０°ＣＡ毎に各気筒で順次燃焼が行われるのに対し、第２特定モード運転Ａ２では、３６０°ＣＡ毎に継続稼動気筒（１２Ａ，１２Ｄ）で交互に燃焼が行われることとなる。

先行燃料停止気筒（１２Ｂ，１２Ｃ）での燃焼が停止されるに伴い、継続稼動気筒（１２Ａ，１２Ｄ）への１気筒当たりの燃料噴射量と吸気流量が増量される。そして適切な点火時期、燃料噴射時期が設定されて、特定モード運転Ａ１の開始前に対してエンジン出力が大きく変動しないように調整される。

継続稼動気筒（１２Ａ，１２Ｄ）への吸気流量の増大は、具体的にはスロットル弁２３の開度増大やＩＳＣ制御によって行われる。こうすることによりブースト圧Ｂｔが上昇するので、それによる先行燃料停止気筒（１２Ｂ，１２Ｃ）での更なる掃気促進効果も得ることができる。

第２特定モード運転Ａ２は、２サイクル程度、つまり停止時膨張行程気筒１２Ｂにおいて吸排気行程が各２回程経過するような、比較的短時間行われる。

なお、第２特定モード運転Ａ２は、一部の燃焼が省略された燃焼形態なので、通常の燃焼形態に比べて出力トルクの変動が大きくなりがちである。そのため第１特定モード運転Ａ１よりは有利であるものの、ＮＶＨレベルの低下が懸念される。しかし、上述したようにエンジン回転速度が通常のアイドル回転速度よりも高い値（８５０ｒｐｍ以上）に設定されているので、トルク変動が低減され、ＮＶＨレベルの低下が抑制される。

第２特定モード運転Ａ２は、第１特定モード運転Ａ１よりも低車速領域で選択される。この領域では、高車速領域に比べてＮＶＨ的に不利であり、またエンジン回転数の増大が運転者に違和感を与え易く、ＡＴのクリープ力の増大も考慮すると、よりエンジン回転速度を上げにくい条件となっている。しかし第２特定モード運転Ａ２は、第１特定モード運転Ａ１に比べてエンジントルク変動が小さく、ＮＶＨレベルの低下懸念に対して有利なので、そのような低車速域でも、またエンジン回転速度の増大幅が第１特定モード運転Ａ１より小さくても、可及的に特定モード運転による影響を抑制しつつ、当該特定モード運転を実行して掃気を促進することができる。

なお、後述するように自動再始動のための掃気性向上という観点からすれば第１特定モード運転Ａ１の方が有利である。結局、第１特定モード運転Ａ１と第２特定モード運転Ａ２とを併用することにより、特定モード運転による掃気性向上効果を可及的に多く得つつ、その実行領域も可及的に拡大することができる。

なお、当実施形態では、ＮＶＨ低下懸念が大である極低車速（当実施形態では７ｋｍ／ｈ以下。停車状態を含む）では、特定モード運転を行わないようにして、その懸念を払拭している。特定モード運転を行わない場合には、エンジン回転速度の目標値Ｎ_０がＮ_０＝８５０ｒｐｍに設定される。またブースト圧Ｂｔの目標値が比較的高い所定の値（約−４００ｍｍＨｇ）に設定される。そしてその目標ブースト圧Ｂｔとなるようにスロットル弁２３の開度Ｋの調節またはＩＳＣ制御が行われる。こうして予めブースト圧Ｂｔを高めておくことにより、掃気性の向上が図られる。

時点ｔ２でＥＣＵ２は第２特定モード運転Ａ２を終了させ、全気筒燃料噴射停止Ａ３を行う。時点ｔ２以前に燃料噴射Ｆがなされた気筒（当実施形態では停止時圧縮行程気筒１２Ａ）がある場合には、点火Ｓを行って燃焼させ、未燃ガスが排気通路２２に排出されないようにする。以下、時点ｔ２以降の制御については、上記図４の場合と同様なので省略する。

図６〜図７は、上記特定モード運転を含むエンジン自動停止制御の概略フローチャートである。この制御がスタートすると、まずステップＳ１でエンジンの自動停止条件が成立したか否かが判定される。このエンジンの自動停止条件とは、例えば車速が所定値（例えば２０ｋｍ／ｈ）以下、アクセルオフ、ブレーキオン、エアコンオフ、ＡＴのロックアップオフ、ステアリング操舵角が所定値以下、ウインカーオフ、バッテリー電圧が所定値以上等である。

なお、減速時燃料カット制御（周知の制御であるため詳述しないが、アクセルオフの減速時に燃料供給を停止して燃費向上を図る制御。ＡＴのロックアップがオンのときになされるので、その逆駆動力によってエンジンは停止しない。）に引き続いて当該エンジン自動停止制御を行う場合には、車速条件がＡＴのロックアップオフ車速（４９ｋｍ／ｈ程度）以下となる。

これらの条件を全て満たしてエンジンの自動停止条件が成立すると、次にＡＴがドライブ状態であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３）。ステップＳ３でＮＯ、つまりニュートラル状態である場合には特定モード運転を行わないのでステップＳ１６に移行する。ステップＳ３でＹＥＳの場合には、さらに車速Ｖ＞Ｖ_１（Ｖ_１＝１２ｋｍ／ｈ）であるか否かの判定が行われる（ステップＳ４）。

ステップＳ４でＹＥＳの場合、エンジンの目標回転速度Ｎ_０がＮ_０１（Ｎ_０１＝９００ｒｐｍ）に設定され（ステップＳ５）、エンジン回転速度が目標回転速度Ｎ_０で安定したら第１特定モード運転Ａ１が開始される（ステップＳ８）。一方、ステップＳ４でＮＯの場合、さらに車速Ｖ＞Ｖ_２（Ｖ_２＝７ｋｍ／ｈ）であるか否かの判定が行われる（ステップＳ９）。そしてステップＳ９でＹＥＳの場合、エンジンの目標回転速度Ｎ_０が、Ｎ_０１より低いＮ_０２（Ｎ_０２＝８５０ｒｐｍ）に設定され（ステップＳ１０）、エンジン回転速度が目標回転速度Ｎ_０で安定したら第２特定モード運転Ａ２が開始される（ステップＳ１２）。

さらに、ステップＳ９でＮＯの場合には特定モード運転を行わない。この場合はエンジンの目標回転速度Ｎ_０が、Ｎ_０２（Ｎ_０２＝８５０ｒｐｍ）に設定され（ステップＳ１３）、ブースト圧Ｂｔがスロットル弁２３の調整またはＩＳＣ制御によって−４００ｍｍＨｇとなるように調整され、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ８またはステップＳ１２に続き、所定回数（７〜９回程度）のＴＤＣ（上死点）が経過した後（ステップＳ１５でＹＥＳ）、再始動要求がないことを確認し（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、ステップＳ１のエンジン停止条件に、エンジン回転速度の目標値への収束、およびブースト圧Ｂｔの目標値への収束等が加えられた全気筒Ｆ／Ｃ（燃料噴射停止）条件が成立したか否かが判定される。その成立を待って（ステップＳ１８でＹＥＳ）、スロットル開度Ｋを目標値Ｋ_１（＝３０％）に制御する（ステップＳ２０）とともに全気筒燃料噴射停止Ａ３を行う（ステップＳ２１）。さらにオルタネータ２８の発電量を調節することによるピストン停止位置制御を行う（ステップＳ２２）。

そして、再始動要求のないまま（ステップＳ２３でＮＯ）、エンジン回転速度が基準速度Ｎ_１（＝７６０ｒｐｍ）より低くなったら（ステップＳ２５でＹＥＳ）、スロットル開度Ｋを０％とするか、またはこれに相当するＩＳＣ制御を行い（ステップＳ２６）、最終的に停止時圧縮行程気筒１２Ａよりも停止時膨張行程気筒１２Ｂの吸気量の方が多くなるようにする。

そして再始動要求のないまま（ステップＳ２７でＮＯ）、最終ＴＤＣ（図４または図５の時点ｔ５）を経過した後（ステップＳ２９）、エンジンが完全に停止したか否かの判定がなされる（ステップＳ３１）。

ここで、ステップＳ３１におけるエンジン完全停止の判定について説明する。この判定は、その停止直前から停止までのピストン１３の動作をクランク角センサ３０，３１で検出することによってなされる。またエンジンが完全停止するのに伴い、ＥＣＵ２のピストン位置検出部４５がピストン１３の停止位置を検出する。図８は、その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９（ａ）のようになるか、それとも図９（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９（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９（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る（ステップＳ４４）。

再び図７に戻って説明を続ける。ステップＳ３１でＹＥＳと判定され、エンジン完全停止時のピストン位置が求められたら、それが狙い通りの位置であるか、つまり図３（ｂ）に示す適正停止範囲Ｒ内であるか否かの判定が行われる（ステップＳ３３）。ステップＳ３３でＹＥＳの場合、さらに、特定モード運転で燃焼停止させた気筒（先行燃料停止気筒）のうち何れかが膨張行程で停止したか否かの判定が行われる（ステップＳ３４）。ステップＳ３４でＹＥＳであれば、狙い通りのエンジン自動停止制御が行われたことを示している。すなわち図４および図５に示すように、停止時膨張行程気筒１２Ｂが先行燃料停止気筒であり、第１特定モード運転Ａ１が選択された場合には停止時圧縮行程気筒１２Ａも先行燃料停止気筒であり、第２特定モード運転Ａ２が選択された場合には停止時圧縮行程気筒１２Ａが継続稼動気筒である。またこれらの気筒のピストン１３が、適正停止範囲Ｒに停止している。このとき、自動停止フラグＦがＦ＝１にセットされ（ステップＳ３７）、リターンされる。

一方、ステップＳ３３またはステップＳ３４でＮＯと判定された場合には、何らかの影響で狙いから外れた停止形態になっている。この場合には自動停止フラグＦがＦ＝２にセットされ（ステップＳ３８）、リターンされる。

遡って、ステップＳ１６，Ｓ２３，Ｓ２７でＹＥＳ、つまり再始動要求有りと判定された場合には、ステップＳ３９に移行してエンジン復帰制御を実行する。エンジン復帰制御では、各気筒への燃料供給が再開され、燃焼が行われてエンジンが通常の継続運転に復帰する。なお、再始動要求有無の判定は上記ステップＳ１６，Ｓ２３，Ｓ２７の各タイミングのみで行う必要はなく、再始動条件が成立した時点で、どのタイミングであっても当該フローチャートに割り込むようにしても良い。

次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。図１０はエンジン再始動時のタイムチャートである。このタイムチャートは逆転始動方式のものである。この逆転始動方式は、狙いのエンジン自動停止制御が実現した場合（自動停止フラグＦ＝１）に、その後自動再始動が行われるときに採用される。

所定のエンジン再始動条件（アクセルオン、ブレーキオフ、エアコンオン、バッテリー電圧が低下などのうち、少なくとも１つがＹＥＳのときに成立）が時点ｔ１で成立すると、ＥＣＵ２は、まずピストン１３の停止位置に基づいて停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時膨張行程気筒１２Ｂ内の空気量を求め、さらにその空気量に応じて適宜空燃比となるように各気筒への燃料噴射量を設定する。

そして、まず停止時圧縮行程気筒１２Ａに対して１回目の燃料噴射Ｊ１が行われる。この燃料噴射Ｊ１は、理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比となるようにすることが望ましい。そうすることにより、停止時圧縮行程気筒１２Ａ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ーを充分得ることができる。

次に燃料噴射Ｊ１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Ｄ１を行う。点火Ｄ１による燃焼によって、エンジン（クランクシャフト３）は逆回転する。すなわちエンジン回転速度が負の値となる（逆転期間を矢印Ａ６で示す）。この燃焼において、エンジン自動停止制御で第１特定モード運転Ａ１が選択されていた場合には、停止時圧縮行程気筒１２Ａの掃気が促進されており、より大きな燃焼エネルギーを得ることが期待できる。

点火Ｄ１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、ピストン１３が動いた（逆転を始めた）ことを確認後、停止時膨張行程気筒１２Ｂに燃料噴射を行う。当実施形態では、停止時膨張行程気筒１２Ｂへの燃料噴射をＪ２ａとＪ２ｂとに分割して行う。前段噴射Ｊ２ａによって気化が促進される。また後段噴射Ｊ２ｂによって、ピストン１３が上死点に接近したときの筒内圧が低減され、ピストン１３をより上死点近くにまで上昇させることができる。なお、前段噴射Ｊ２ａは、もっと早期、例えば燃料噴射Ｊ１と略同時期、あるいはそれよりも早い時期（再始動条件成立以前）に行っても良い。

その後、所定のディレー時間経過後に点火され（Ｄ２）、燃焼が行われる。この点火Ｄ２による停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼により、エンジンは逆転から正転に転ずる（時点ｔ１２）。従って停止時圧縮行程気筒１２Ａのピストン１３は上死点側に移動し、内部のガス（点火Ｄ１によって燃焼した既燃ガス）を圧縮し始める。

この点火Ｄ２による燃焼は、エンジンを逆転から正転に転じさせ、さらにその後の２回分の圧縮上死点を超えるためのエネルギー源となる重要な燃焼であり、大きな燃焼エネルギーが望まれる。当実施形態では、第１特定モード運転Ａ１或いは第２特定モード運転Ａ２の何れが選択された場合にも、停止時膨張行程気筒１２Ｂが先行燃料停止気筒となって掃気が促進されているので、多くの新気によって燃焼を行わせることができ、燃焼エネルギーを増大させることができる。

点火Ｄ１後、燃料気化時間を考慮に入れ、停止時圧縮行程気筒１２Ａに２回目の燃料噴射Ｊ３が行われる。燃料噴射Ｊ３の噴射量は、燃料噴射Ｊ１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）になるように設定される。この燃料噴射Ｊ３の気化潜熱によって、停止時圧縮行程気筒１２Ａの圧縮上死点（第１ＴＤＣ。時点ｔ１３）付近の圧縮圧力が低減するので、少ないエネルギー消費量で第１ＴＤＣを越えることができる。

なお、この停止時圧縮行程気筒１２Ａへの燃料噴射Ｊ３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の排気浄化装置３７によって無害化され、排出される。

上記のように停止時圧縮行程気筒１２Ａでの燃料噴射Ｊ３による燃焼が行われないので、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、停止時吸気行程気筒１２Ｃでの最初の燃焼となる。停止時吸気行程気筒１２Ｃのピストン１３が圧縮上死点（第２ＴＤＣ。時点ｔ１４）を越えるためのエネルギーとして、停止時膨張行程気筒１２Ｂにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられる。停止時膨張行程気筒１２Ｂにおける初回燃焼のエネルギーは、停止時圧縮行程気筒１２Ａが第１ＴＤＣを超えるためと停止時吸気行程気筒１２Ｃが第２ＴＤＣ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停止時吸気行程気筒１２Ｃが第２ＴＤＣを越えるためのエネルギーが小さいことが望ましい。

また、停止時吸気行程気筒１２Ｃは、エンジン停止中にサージタンク２１ｂ内で滞留して高温になった空気を最初に吸気する気筒である。このため、その圧縮行程における筒内温度が高くなりがちである。そのため、第２ＴＤＣ前の圧縮行程で自着火してしまう虞がある。このような自着火が起こると、その燃焼によって第２ＴＤＣ前に停止時吸気行程気筒１２Ｃのピストン１３を下死点側に押し戻す逆トルクが発生する（いわゆる温間ロック）。これはその分第２ＴＤＣを越えるためのエネルギーを多く消費するので望ましくない。

そこで、停止時吸気行程気筒１２Ｃが第２ＴＤＣを越えるためのエネルギーを小さくするために、また自着火を起こさせないようにするために、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射Ｊ４が第１ＴＤＣ後の圧縮行程において行われる。

燃料噴射Ｊ４が行われると、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減するので、第２ＴＤＣを越えるための必要エネルギーが低減する。すなわち第２ＴＤＣが超えやすくなる。その噴射時期は、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、圧縮行程内の適宜タイミングとなるように設定される。そしてその後の点火Ｄ４は、第２ＴＤＣ以降に遅延して行われる。そのため、点火Ｄ４による燃焼圧が第２ＴＤＣを超える妨げとならず、より第２ＴＤＣが超えやすくなっている。

また、燃料噴射Ｊ４の気化潜熱によって圧縮圧力が低減するので、第２ＴＤＣ前の自着火が抑制され、温間ロックが効果的に防止される。燃料噴射Ｊ４の量は、筒内圧力の低減および第２ＴＤＣ後のエンジントルクの増大のためには多い方が望ましい。しかし、多すぎると空燃比がリッチとなって逆に自着火を起こしやすくなったり、燃焼によって多くのスモーク（黒煙）を発生させたりする。従って、燃料噴射Ｊ４の量を多くしつつも、空燃比としては可及的にリーン側であることが望ましい。そのためには、停止時吸気行程気筒１２Ｃ内に新気が多く含まれていれば良い。換言すれば、掃気が充分なされていれば良い。エンジン自動停止制御において第２特定モード運転Ａ２が選択されていた場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂと同様、停止時吸気行程気筒１２Ｃも第２特定モード運転Ａ２において燃料噴射を停止する先行燃料停止気筒となっている。従って、停止時吸気行程気筒１２Ｃでの掃気が充分なされているため、停止時吸気行程気筒１２Ｃが継続稼動気筒である場合に比べ、燃料噴射Ｊ４の量を多く設定することができる。

時点ｔ１４以降は、停止時排気行程気筒１２Ｄでの燃料噴射Ｊ５と点火Ｄ５が行われ、以下順次通常制御に移行して行く。

図１１は、このような逆転始動方式の制御を含む自動再始動制御のフローチャートである。この制御が開始すると、まずエンジン再始動条件が成立したか否かが判定され（ステップＳ６１）、ＹＥＳとなった時点で自動停止フラグＦの判定が行われる（ステップＳ６３）。自動停止フラグＦ＝１の場合（ステップＳ６３でＹＥＳ）、図１０を参照して説明したような燃焼始動モード（逆転始動方式の制御）に移行する（ステップＳ６５）。その後、自動停止フラグＦをリセットして（ステップＳ６７）、始動制御を継続して通常制御に戻り（ステップＳ６９）、リターンする。

一方、ステップＳ６３でＮＯ（自動停止フラグＦ＝２）の場合、スタータアシスト始動モードに移行する（ステップＳ７１）。自動停止フラグＦ＝２であるということは、図７のフローチャートに示すように、何らかの理由で先行燃料停止気筒が停止時膨張行程気筒１２Ｂとならなかったか、なったとしてもそのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ内になかった場合である。このような場合、停止時膨張行程気筒１２Ｂの掃気が不充分であったり、停止時膨張行程気筒１２Ｂと停止時圧縮行程気筒１２Ａとの燃焼エネルギーのバランスが適正でなかったりして、逆転始動方式が適正に行われない可能性が比較的高い。この場合、いったん逆転始動方式を試み、それが成功しなかったときにバックアップとしてスタータ３６を用いるようにしても良いが、そうすると結果的に始動遅れとなる懸念がある。そこで、このように狙いから外れた停止形態となった場合には、最初からスタータ３６によるアシスト始動を行うことにより、始動遅れとなる機会を低減することができる。

スタータアシスト始動モードでは、図１０に示すようなクランクシャフト３の逆転を行わせず、最初から停止時膨張行程気筒１２Ｂに燃料を噴射し、点火して燃焼を行わせる。つまり正転方向の始動となる。またその燃焼に同期させてスタータ３６を作動させ、クランクシャフト３に正転方向の駆動力を付与する。従って、たとえ停止時膨張行程気筒１２Ｂにおける燃焼エネルギーが充分得られなくても、スタータ３６の補助によって円滑な再始動を行うことができる。

このようなスタータアシスト始動モードに移行した後、自動停止フラグＦをリセットして（ステップＳ７３）、始動制御を継続して通常制御に戻り（ステップＳ７５）、リターンする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。その変形例を以下に説明する。

（１）上記実施形態では、エンジン自動停止制御を行う車速域を３段階に分け、比較的高車速（１２ｋｍ／ｈ超）では第１特定モード運転Ａ１を行い、それよりも低速域（７ｋｍ／ｈ超、１２ｋｍ／ｈ以下）では第２特定モード運転Ａ２を行い、極低速域（７ｋｍ／ｈ以下）では特定モード運転を行わないようにしたが、必ずしもそのようにする必要はない。

例えば、エンジン自動停止制御を行う車速域を適宜車速で２段階に分け、比較的高車速域では第１特定モード運転Ａ１を行い、低速域では第２特定モード運転Ａ２を行うようにしても良い。或いは、比較的高車速域では第１特定モード運転Ａ１を行い、低速域では特定モード運転を行わないようにしても良い。さらには、エンジン自動停止制御を行う車速域を分割せず、全域において第１特定モード運転Ａ１を行うようにしても良い。

（２）上記実施形態では、第１特定モード運転Ａ１のエンジン回転速度を、第２特定モード運転Ａ２の場合よりも高く設定したが、これを同じ値に設定しても良い。また、必ずしもエンジン回転速度を特定モード運転の形態と連携して変化させる必要はなく、例えば独立した車速区切りで変化させるようにしても良い。

（３）上記実施形態では、説明の都合上、＃１気筒１２Ａを停止時圧縮行程気筒、＃２気筒１２Ｂを停止時膨張行程気筒、＃３気筒１２Ｃを停止時吸気行程気筒、＃４気筒１２Ｄを停止時排気行程気筒であるとしたが、必ずしもそのようにする必要はなく、また自動停止する度に変動しても良い。但し着火順序は変動しないので、どの気筒が停止時膨張行程気筒であるかが決定すれば、他の気筒は一義的に決定する。

（４）上記実施形態では、ＡＴがドライブ状態のままエンジンを自動停止させるものを挙げたが、必ずしもそれに限定するものではなく、ＡＴをニュートラル状態としてエンジンを自動停止させるものに適用しても良い。なお、ＡＴのドライブ状態またはニュートラル状態とは、その動力伝達形態を指すものであり、必ずしも運転者が操作するシフトレバー等のポジションと一致するものではない。例えば、シフトレバーのポジションが「Ｄ」レンジであっても、ＡＴ内部の動力伝達系（油圧クラッチ等）を解放することにより、ＡＴをニュートラル状態とすることができる。

（５）上記実施形態では、燃料噴射弁１６について筒内噴射型のものを採用しているが、ポート噴射型の燃料噴射弁を採用する場合にも適用することができる。

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。 エンジンを自動停止させる際の圧縮行程気筒と膨張行程気筒との関係を示す図である。（ａ）は圧縮行程気筒および膨張行程気筒のピストンの位置関係を示す図であり、（ｂ）はピストンの停止位置と各気筒内の空気量との関係を示す図である。 第１形態の特定モード運転が選択された場合のエンジンを自動停止させる際のタイムチャートである。 第２形態の特定モード運転が選択された場合のエンジンを自動停止させる際のタイムチャートである。 特定モード運転を含むエンジン自動停止制御の概略フローチャートの前半である。 図６のフローチャートの後半である。 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。 クランク角信号の出力信号を示す説明図であり、（ａ）は正転時、（ｂ）は逆転時のパターンを示す。 エンジンを自動停止後に自動再始動させる際のタイムチャートである。 逆転始動方式の制御を含む自動再始動制御の概略フローチャートである。

符号の説明

１ エンジン本体
２ ＥＣＵ（停止再始動制御手段）
１２Ａ ＃１気筒（停止時圧縮行程気筒）
１２Ｂ ＃２気筒（停止時膨張行程気筒）
１２Ｃ ＃３気筒（停止時吸気行程気筒）
１２Ｄ ＃４気筒（停止時排気行程気筒）
１３ ピストン
３６ スタータモータ
Ａ１ 第１特定モード運転（第１形態の特定モード運転）
Ａ２ 第２特定モード運転（第２形態の特定モード運転）

Claims (6)

1. ４気筒以上の偶数気筒を有するエンジンの自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を全気筒に対して停止してエンジンを自動的に停止させるエンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記エンジンの再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に圧縮行程にある気筒で燃焼を行わせていったんエンジンを逆回転させ、その後、エンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせて該エンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えたエンジンの始動装置であって、
   上記停止再始動制御手段は、少なくとも上記エンジンの自動停止条件が成立した後、一部の気筒への燃料供給停止を先行して行う特定モード運転を実行した後に上記全気筒に対する燃料供給停止を行うように構成され、
   上記特定モード運転は、着火順序が連続する少なくとも２気筒への燃料供給を停止する第１形態を少なくとも含み、
   上記停止再始動制御手段は、上記第１形態の特定モード運転中に燃料供給が停止された気筒が、少なくとも上記エンジン停止時に圧縮行程にある気筒と、上記エンジン停止時に膨張行程にある気筒とを含むように上記自動停止制御を行うことを特徴とするエンジンの始動装置。
2. 上記エンジンは車両に搭載されるものであり、
   上記停止再始動制御手段は、所定車速以下での車両走行中においても上記自動停止制御を実行し、かつ、その車速範囲内で、比較的高車速の場合に上記特定モード運転を実行す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。
3. 上記エンジンは車両に搭載されるものであり、
   上記特定モード運転は、着火順序が隣り合わない少なくとも２気筒への燃料供給を停止する第２形態を、上記第１形態と選択可能に含み、
   上記停止再始動制御手段は、所定車速以下での車両走行中においても上記自動停止制御を実行し、かつ、その車速範囲内で比較的高車速の場合は、上記第１形態の特定モード運転を選択する一方、比較的低車速の場合は、上記第２形態の特定モード運転を選択し、
   さらに上記停止再始動制御手段は、上記第２形態の特定モード運転を選択した場合、該特定モード運転中に燃料供給が停止された気筒が、少なくとも上記エンジン停止時に膨張行程にある気筒を含むように上記自動停止制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの始動装置。
4. 上記停止再始動制御手段は、上記特定モード運転を行うエンジン回転速度を、通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
5. エンジンに正転方向の駆動力を付与するスタータモータを備え、
   上記停止再始動制御手段は、上記特定モード運転で燃料供給が停止された気筒に、エンジン停止時に膨張行程にある気筒が含まれなかった場合、上記再始動条件成立後、上記スタータモータによってエンジン始動を補助するアシスト始動を行う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。
6. 上記エンジンには、該エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、上記駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態との切替え可能に構成された自動変速機が連結され、
   少なくとも上記停止再始動制御手段が全気筒に対して燃料供給を停止した後の停止動作期間は、上記自動変速機が上記ドライブ状態に維持されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。

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