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、電磁VVT50(電磁式動弁機構)によって駆動される。
電磁VVT50は、電磁力で吸排気弁19,20を開閉駆動する電磁式動弁機構である。電磁VVT50は周知の構造なので簡潔に記すが、電磁石のオン・オフによって直接吸排気弁19,20を開閉させるものであって、一種のVVT(Variable Valve Timing)である。但し従来のカム位相をずらすようなVVTよりも格段に制御自由度が高く、任意のクランク角で吸排気弁19,20を開閉することができる。吸気弁19には吸気側VVT51が、排気弁20には排気側VVT52がそれぞれ設けられている。
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。
さらにエンジン本体1には、自動変速機(以下ATとも略称する)60が連結されている。AT60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。AT60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。また、AT60の内部にはトルクコンバータ等の流体継手が設けられており、これをドライブ状態において直結状態(ロックアップオン)とした場合には、駆動輪側からエンジン側への逆駆動力の伝達も可能となる。
なお、AT60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、AT60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、AT60をニュートラル状態とすることができる。
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。
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。
またECU2は、車両減速中にエンジンへの燃料供給を停止させる減速時燃料停止制御を実行する。つまりECU2は減速時燃料停止制御手段としても機能する。
以下ECU2の説明にあたり、上記エンジン自動停止制御、自動再始動制御および減速時燃料停止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。またAT60に対して制御信号を入出力し、エンジンとAT60との総合的な制御を行う。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、スタータ制御部46、電磁VVT制御部48およびAT制御部49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停止させる。また、減速時燃料停止制御においても減速走行中に燃料供給を停止する。
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。
電磁VVT制御部48は、電磁VVT50による吸気弁19および排気弁20の開閉時期を設定するバルブタイミング制御手段である。電磁VVT制御部48は、その動作モードとして、吸気・圧縮・膨張・排気の4行程形態をとる通常の4サイクルモード4S(図4参照)と、吸気・排気を交互に繰り返す2行程形態をとる特定サイクルモード2S(図4参照)との何れかを選択的に設定する。4サイクルモード4Sは、通常燃焼時に選択され、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の開閉タイミングを設定するものである。
一方、特定サイクルモード2Sは、エンジン自動停止制御中に選択される特有の動作モードである。特定サイクルモード2Sでは、具体的には上記4サイクルモード4Sに対して、その圧縮行程に相当する期間に排気側VVT52によって排気弁20が開弁される。すると実質上排気行程と同様の動弁系の挙動となる。また4サイクルモード4Sの膨張行程に相当する期間に吸気側VVT51によって吸気弁19が開弁される。すると実質上吸気行と同様の動弁系の挙動となる。結局、4サイクルモード4Sの吸気・圧縮・膨張・排気の4行程のうち、圧縮を排気に、膨張を吸気に置き換えることにより、吸気・排気・吸気・排気という2行程形態が得られるのである。
AT制御部49は、AT60に関する制御を行うが、特に当実施形態に関する事項として、AT60のドライブ状態とニュートラル状態との切替えや、ロックアップオン/オフに係る制御信号をAT60との間で送受信する。
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。
上記のように原則としてスタータ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。従って、燃料供給が停止されてからエンジンが完全停止するまでの間に、充分掃気されていることが望ましい。
図4は、主に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、上段から順にエンジンの回転速度、電磁VVT制御部48が選択する動作モード、各気筒の行程推移チャート(「吸」は吸気行程、「圧」は圧縮行程、「膨」は膨張行程、「排」は排気行程)、およびAT60の状態(「D」はドライブ状態、「N」はニュートラル状態)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のタイムチャートには、エンジンが燃焼状態にあるとき(停車状態)に自動停止条件が成立した場合と、減速時燃料停止制御の実行領域(例えば実行中または実行条件成立と略同時)、つまり走行中に自動停止条件が成立した場合とを示す。前者は実線で、後者は破線で示す。各気筒の行程推移チャートは前者の場合を示す。
まず、停車中にエンジンが燃焼状態にあるときに自動停止条件が成立した場合について説明する。このときのエンジン回転速度の変化を特性71で示す。ECU2は、所定のアイドルストップ条件(例えば、車速V<ロックアップオフ車速(例えば49km/h)、アクセルオフ、ブレーキオン、エアコンオフ、AT60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)が成立した時点t0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)N1よりも高い目標回転速度N2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、AT60がドライブ状態のときの通常のアイドル回転速度N1が650rpmに設定されており、目標回転速度N2は850rpm程度に設定されている。
また、AT制御部49によって、AT60がドライブ状態Dからニュートラル状態Nに切替えられる(特性76)。こうすることにより、エンジンの負荷が低減されて、エンジン完全停止までの期間を適度に延長させることができる。従って充分な掃気を図ることができる。またエンジン負荷のバラツキが低減されるので、ピストン13の停止位置精度を高めることができる。
エンジンの回転速度が目標回転速度N2で安定する(時点t1)と、ECU2は所定の待ち時間(200ms程度)待機した後、時点t2で燃料噴射停止A2を行う。
また時点t2で、電磁VVT制御部48は、電磁VVT50を特定サイクルモード2Sに切替える。特定サイクルモード2Sにすると、4サイクルモード4Sに対して吸排気弁の開弁期間が実質上約2倍になるので掃気が格段に促進される。
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t5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、4サイクルモード4Sにおける、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、4サイクルモード4Sでは、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。
以下、当明細書では、気筒を指定せず圧縮TDCという場合、エンジン全体から見て何れかの気筒が圧縮TDCであるポイントを指すものとする(つまりエンジン回転速度の振動の各谷を指す)。また、特定サイクルモード2Sにおいても、便宜上このポイントを圧縮TDCと呼ぶものとする。
特定サイクルモード2Sでは、4サイクルモード4Sの圧縮行程を事実上排気行程に置き換えたものであるから、圧縮TDCで圧縮圧が殆ど発生しない。従って圧縮TDCを通過する際のエンジンの回転速度の波打ちが抑制される。すなわちエンジンの振動が抑制され、NVHレベルが向上する。
この特定サイクルモード2Sは、停止時膨張行程気筒12Bにおける、停止前の最後の圧縮行程開始時期(t3)で4サイクルモード4Sに復帰される。なお、特定サイクルモード2Sから4サイクルモード4Sへの復帰ポイントは、気筒別に見れば本来の吸気行程後に排気弁を開弁させず、圧縮行程に移行させた時点(下死点)が復帰ポイントとなる。この復帰ポイントは気筒別に順次現出する(境界線79参照)。エンジン全体としては、何れかの気筒(図4の場合は停止時膨張行程気筒12B)でそのような復帰ポイントが現出した最早の時点t3をもって4サイクルモード4Sへの復帰ポイントとする。
特定サイクルモード2Sから4サイクルモード4Sへの復帰ポイントをこのように最後から2番目の圧縮TDC(時点t3)としているので、停止時膨張行程気筒12Bにも停止時圧縮行程気筒12Aにもエンジン停止前に圧縮行程を迎えさせることができる。そして最後の圧縮TDC(特にこれを最終TDCともいう)を通過した時点t4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。
なお、最後から2番目の圧縮TDCは、その圧縮TDCにおけるエンジンの回転速度が、所定値N4(例えばN4=400rpm程度)以下となった時点で、それが最後から2番目の圧縮TDCであると判定される。
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TDC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t3))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t3)が、350±50rpmの範囲内となるようにしている。
また、時点t2以降、電磁VVT制御部48は通過した圧縮TDCの数をカウントアップし、それに応じて次第に吸気弁19の閉弁時期を遅延(リタード)させる。図4には、停止時膨張行程気筒12Bの最後の吸気行程における吸気弁19の開弁期間77と、停止時圧縮行程気筒12Aの最後の吸気行程における吸気弁19の開弁期間78とを示す。この図に示すように、後から吸気行程を迎えた停止時圧縮行程気筒12Aの方が、吸気弁の閉弁時期がリタードされている。吸気弁19閉弁時期をリタードすると、吸気量が低減する。従って図4に示す例では、停止時膨張行程気筒12Bの吸気量の方が停止時圧縮行程気筒12Aの吸気量よりも多くなる。このため最終TDC(t4)を越えた後の筒内圧バランスによってピストン13が適正停止範囲R内に停止し易くなる。
時点t5でエンジンが完全に停止すると、AT制御部49はAT60をドライブ状態Dとし、次の再始動、再発進に備える。
次に、減速時燃量停止制御の実行中または実行条件成立と略同時に自動停止条件が成立した場合について説明する。このときのエンジン回転速度を特性72で示す。
時点t1’はエンジン停止条件が成立した時点である。この時点で減速時燃量停止制御の実行条件も成立している。この場合、AT制御部49はAT60をドライブ状態Dのまま維持する(特性75)。こうすることによって、エンジンが完全停止する時点t5までの間に再加速要求(アクセルオン)があっても、エンジンを燃焼復帰させるだけで迅速かつNVHレベルの良好な再加速を行うことができる。
また電磁VVT制御部48は、電磁VVT50を終始通常の4サイクルモード4Sに保つ(破線で示す)。この点でも再加速に有利となっている。
時点t1’後、ECU2は所定の待ち時間(200ms程度)待機した後、時点t2’で燃料噴射停止A1を行う。但し、既に減速時燃量停止制御が実行中の場合は、その燃料噴射停止を継続する。以後は、車両停止中にエンジン自動停止制御を行う場合と同様である。
このように当実施形態では、減速時燃料停止制御の実行領域(走行中)にもエンジンの自動停止条件が成立するようにしているので、そのような場合に、減速時燃料停止制御から、燃焼復帰を経由せずに直接エンジンの自動停止制御に移行することができる。従って、燃費改善効果を一層高めることができる。
図5〜図6は、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、例えば車速がロックアップオフ車速(例えば49km/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。この自動停止条件は、減速時燃料停止制御の実行領域(走行中)にも成立するものである。
エンジンの自動停止条件が成立すると(ステップS1でYES)、次に車速(またはAT60のタービン回転速度)とエンジン回転速度とから、AT60内のトルクコンバータの速度比εが検出される(ステップS3)。そして、速度比εが所定値(例えば1)より大であるか否かの判定が行われる(ステップS5)。
ステップS5でYESの場合、つまり速度比ε>1の場合、減速状態であると判定され、AT60をドライブ状態Dに維持し(ステップS7)、ATフラグFに「1」が入力される。一方、ステップS5でNOの場合、つまり速度比ε≦1の場合、減速状態ではない、つまり停車状態であると判定され、AT60をニュートラル状態Nに切替え(ステップS9)、ATフラグFに「2」が入力される。
いずれの場合も、次にF/C(燃料停止)開始カウンタCTがリセットされる(ステップS13)。そして所定の待ち時間経過後(ステップS15でYES)、燃料噴射が停止される(ステップS19)。なお、既に減速時燃料停止制御によって燃料噴射が停止されている場合は、その停止状態を継続する。
次にATフラグFの判定がなされ、F=2(ステップS21でNO)であれば、停車状態からのエンジン自動停止であるから、電磁VVT制御部48が電磁VVT50を特定サイクルモード2Sにする(ステップS23)。そして、上死点回転速度が所定値N4(例えば400rpm)を下回った時点で(ステップS25でYES)、その圧縮TDCを最後から2番目の圧縮TDCであると判定し、電磁VVT制御部48が電磁VVT50を4サイクルモード4Sに復帰させる(ステップS27)。
なお、ステップS21でYES(F=1)であれば、減速中(走行中)のエンジン自動停止であるから、電磁VVT制御部48は電磁VVT50に4サイクルモード4Sを継続させる。つまりステップS23〜ステップS27をスキップする。
いずれの場合も、電磁VVT制御部48は通過した圧縮TDCの数をカウントアップし(ステップS29)、それに応じて次第に吸気弁19の閉弁時期を遅延(リタード)させる(ステップS31)。こうすることにより、上述したようにピストンが適正停止範囲Rに停止する確率を高めることができる。
これを最終TDC通過まで繰り返す。最終TDCの通過は、その上死点回転速度が所定の回転速度(例えば260rpm)以下となったことで判定される。そして最終TDC通過後(ステップS33でYES)、リターンされる。
以降は、クランク角センサ30,31によってエンジンが完全停止したことが確認された時点で、AT60がニュートラル状態Nであった場合にはドライブ状態Dに復帰される。
そして、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)が成立すると、ECU2は、まず停止時圧縮行程気筒12Aで燃焼を行わせてエンジンを少し逆転させる。そうすると停止時膨張行程気筒12Bの筒内圧が高められるので、その停止時膨張行程気筒12Bで燃焼を行わせ、大きな燃焼エネルギーでエンジンを正転方向に駆動する(逆転始動方式)。
なお、この最初の停止時圧縮行程気筒12Aでの燃焼を省略して最初から停止時膨張行程気筒12Bで燃焼を行わせても良い(正転始動方式)。
また、必要に応じてスタータ36を駆動させ、アシスト始動(正転方向のトルクをスタータ36で補う)や、バックアップ始動(燃焼による始動が適正になされなかったときにスタータ36を用いた始動を行う)を行っても良い。
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、停車状態からエンジン自動停止制御において、AT60をドライブ状態Dからニュートラル状態Nに切替える制御と、電磁VVT50を所定期間特定サイクルモード2Sで作動させる制御とを行っているが、これを何れか一方のみ行うようにしても良い。また、電磁VVT50を用いない場合は、例えば特許文献1に示されるような、スロットル弁23の開度Kを適宜調節することにより、エンジン停止直前の停止時圧縮行程気筒12Aと停止時膨張行程気筒12Bとの筒内圧バランスをとるようにしても良い。
(2)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。
(3)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。