JP4747916B2 - 多気筒４サイクルエンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、多気筒４サイクルエンジンの制御装置に関し、特に、電動駆動手段を用いた自動停止システムに好適な多気筒４サイクルエンジンの制御装置に関する。

例えば、特許文献１〜３に開示されているように、燃費低減およびＣＯ₂排出量抑制等を目的として、アイドル時にエンジンを自動で停止するようにしたエンジン制御システム（自動停止システム）が知られている。

このような自動停止システムにおいては、発進操作等のエンジン再始動要求に対して即座にエンジンを始動しなくてはならない。しかし、特許文献１に開示されているように、電動駆動手段によるクランキングを経てエンジンを始動するという一般的な始動方法では、始動時間がやや長くなるきらいがあった。また、クランキングに伴う騒音やエンジンの吹上がり（必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇）が違和感を与えるという不具合もあった。

さらに、そのようにエンジンがアイドル状態になる度に電動駆動手段でアシストして再始動を行うとすると、イグニッションスイッチが操作されたときにのみ始動する通常のシステムに比べて格段に始動回数が多くなってしまうので、電動駆動手段に著しく高い耐久性が要求されることになり、無用のコスト増大を招くという問題もある。

そのため、近年では、例えば特許文献２、３に開示される筒内直噴式エンジンのように、停止状態で膨張行程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、電動駆動手段の力を借りることなく、エンジンをそれ自体の力で始動するようにしたものが開発されている。
特開２００４−１００６１６号公報 特開２００５−４２６７７号公報 特開２００５−１８０２０８号公報

ところで、上述したような自動停止システムにおいては、ピストンの停止位置によって、充分な燃焼トルクを得ることができない場合がある。近年では、コントロールユニットの制御技術により、比較的正確にピストンの停止位置を予測できるようになったとはいうものの、やはり、運転状態によっては、ピストン停止位置が自動停止制御による停止位置からずれてしまうことも皆無ではない。そのような場合には、電動駆動手段を併用せざるを得ないのであるが、電動駆動手段を作動させるタイミングによっては、停止時圧縮行程気筒に自着火が生じたり、或いは過度の負荷が電動駆動手段に作用するという不具合を招来する。

本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、エンジンの停止状態に応じて好適な再始動制御を実行することにより、安定性や迅速性の高い多気筒４サイクルエンジンの制御装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために本発明は、自動停止後のエンジンを再始動する条件が成立した際に少なくとも当該エンジン停止時に膨張行程にあった停止時膨張行程気筒での燃焼によってエンジンを再始動させる多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、停止中のエンジンを少なくとも始動アシスト可能な電動駆動手段と、エンジン停止時における前記各気筒のピストン停止位置を識別するピストン停止位置識別手段と、前記ピストン停止位置識別手段によって識別された各気筒のピストン停止位置が前記停止時膨張行程気筒での燃焼による燃焼再始動に適しているか否かを判定する燃焼再始動判定手段と、前記燃焼再始動判定手段の判定に基づいて前記電動駆動手段を駆動制御する電動駆動制御手段と、前記燃焼再始動判定手段の判定に基づいて、前記各気筒の燃料噴射弁の動作タイミングを制御する燃料噴射制御手段とを備え、前記ピストン停止位置識別手段が識別した前記停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が、燃焼による再始動が可能な下死点限界と上死点限界とによって決定される燃焼再始動可能範囲から外れていると前記燃焼再始動判定手段が判定した場合には、前記燃料噴射制御手段は、再始動を開始してから最初の圧縮上死点までにおける停止時膨張行程気筒への噴射と停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒に対する最初の圧縮上死点までにおけるタイミングでの噴射とを停止するとともに、前記電動駆動制御手段が電動駆動手段を駆動するようになっており、また、前記ピストン停止位置識別手段は、前記燃焼再始動可能範囲の前記下死点限界と上死点限界の間に設定される一部の所定範囲を燃焼のみによって再始動可能な単独燃焼停止範囲と識別し、残余の燃焼再始動可能範囲を、電動駆動手段とエンジンの燃焼とを併用可能な併用燃焼停止範囲と識別するように設定されていて、前記電動駆動制御手段は、前記ピストン停止位置識別手段が識別したピストン停止位置が前記併用燃焼停止範囲内である場合に電動駆動手段を駆動するようになっており、更に、少なくとも再始動要求時の前記エンジンの筒内温度を推定可能な運転状態検出手段と、前記ピストン停止位置識別手段によって前記停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が前記燃焼再始動可能範囲のうち前記単独燃焼停止範囲よりも上死点側にあると判定された場合であって、前記運転状態検出手段によって運転状態が温間停止時であると判定されたときには、当該停止時膨張行程気筒での燃焼により停止時圧縮行程気筒のピストン位置を圧縮行程前半側に矯正する停止位置矯正手段とを備えていて、前記電動駆動制御手段は、前記停止位置矯正手段によって各ピストン位置が矯正された後に前記電動駆動手段を始動制御するようになっていることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置である。この態様では、停止時における停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が、停止時膨張行程気筒の燃焼による再始動（この明細書において、「燃焼再始動」という）が可能な燃焼再始動可能範囲から外れている場合には、停止時膨張行程気筒と停止時圧縮行程気筒には燃料が噴射されないので、トルクが充分に生成されないピストン位置での燃料噴射が抑止され、未燃成分の排出を抑制し、燃費の向上を図ることが可能になる。また、ピストン停止位置に基づいて、燃料の噴射タイミングと電動駆動手段の併用とを決定しているので、いわゆる自動停止後にエンジンを強制燃焼させる自動停止システムでの再始動のみならず、モータとエンジンを併用するハイブリッド車においても本発明を適用することが可能になる。また、この態様では、ピストンの停止位置によって、エンジンの燃焼のみによって再始動することが可能な範囲と、始動アシストとエンジンの燃焼が併用される範囲とが識別されるので、ピストン停止位置に応じて、より好適なエンジンの再始動動作を実現することが可能になり、始動時の安定性、迅速性をエンジンの運転状況に応じて可及的に高めることが可能になる。更に、この態様では、エンジンの停止時に再始動条件が成立した際、各気筒の停止状態が、燃焼再始動に適しているか否かが判定される。仮に各気筒の停止状態が燃焼再始動に適していないと判定された場合であって、停止時膨張行程気筒（または停止時圧縮行程気筒）が当該行程の前半にあるときには、停止時膨張行程気筒で燃焼が行われる。この結果、各気筒は所定量正転する。この正転によってエンジンは、電動駆動手段によるエンジン始動に好適な位置に移動する。ここで、本態様では、停止時膨張行程気筒での燃焼によってエンジンの各ピストン位置を矯正しているので、この矯正動作によって、自着火が起こりやすい停止時圧縮行程気筒や停止時吸気行程気筒の筒内が大気圧に戻ってしまう結果、電動駆動手段を駆動させた後は、これらの気筒での過度な圧力上昇を抑制することが可能になり、自着火を効果的に防止することが可能になる。停止位置矯正手段が停止時膨張行程気筒を燃焼させるタイミングとしては、自動停止条件成立後再始動条件成立前のエンジン停止時であることが好ましい。尤も、自動停止条件成立後のエンジン停止前に再始動条件が成立する場合もあるので、再始動条件が成立するのを待って停止時膨張行程気筒を燃焼させるようにしてもよい。

好ましい態様において、前記燃料噴射制御手段は、エンジンの停止位置が前記単独燃焼停止範囲外と判定された場合であって、前記停止時圧縮行程気筒にあるピストンの停止位置が当該圧縮行程の前半にある場合には、前記ピストンが圧縮行程の中期に駆動されてから燃料を噴射するものである。この態様では、ピストンが停止時圧縮行程気筒の前半にずれている場合において、燃焼による再始動が実行される際、電動駆動手段によるエンジンの駆動によって当該ピストンが燃料噴射に適切な位置に変位した後、燃料が噴射されるので、当該気筒において、より好適な燃焼特性を得ることができ、燃費を向上させることが可能になる。

好ましい態様において、前記燃料噴射制御手段は、少なくとも電動駆動手段の作動時に、エンジン停止時に圧縮行程にあった気筒に対して燃料を噴射するものである。この態様では、電動駆動手段によってエンジンが再始動を開始する際、圧縮行程にある気筒に燃料が噴射されるので、気化潜熱で当該圧縮行程にある気筒の筒内圧力が低下し、より確実に自着火を防止することが可能になる。

好ましい態様において、前記停止位置矯正手段は、前記燃焼再始動判定手段が前記ピストン停止位置識別手段によって検出された前記停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が前記燃焼再始動可能範囲よりも上死点側に外れていると判定した場合であって前記運転状態検出手段が所定温度に満たない冷間時であると判定したときには、前記停止時膨張行程気筒でのピストン位置矯正用の燃焼を中止するものである。この態様では、比較的温間ロックが生じやすい温間運転時にのみ停止時膨張行程気筒での燃焼が実行され、確実に温間ロックが防止されるとともに、温間ロックが生じにくい冷間時には、通常の燃焼再始動または電動駆動手段によるアシスト駆動が実行されることにより、迅速且つ確実な再始動を実現することが可能になる。

好ましい態様において、燃焼再始動が、一旦、停止時圧縮行程気筒での燃焼により前記エンジンを逆転させた後、前記停止時膨張行程気筒での燃焼により前記エンジンを正転させて行われるものであり、前記電動駆動制御手段は、前記停止位置矯正手段が前記停止時膨張行程気筒での燃焼を実行した場合には、前記停止時圧縮行程気筒での逆転用の燃焼を中止した後、電動駆動手段を作動させてエンジンを正転させるものである。この態様では、いわゆる逆転式燃焼再始動を実行するに当たり、停止時圧縮行程気筒を燃焼させるのに先立って停止時膨張行程気筒での燃焼により、ピストン位置が矯正される。そして、ピストン位置が矯正された後、停止時圧縮行程気筒での燃焼によってエンジンが逆転されるので、その後の正転時における電動駆動手段の負荷が低減し、迅速な再始動を実行することが可能になる。

好ましい態様において、前記エンジンの自動停止時に吸気行程にあった停止時吸気行程気筒に対し、当該停止時吸気行程気筒が圧縮行程上死点を超えた後に該停止時吸気行程気筒に点火する点火制御手段を設けていることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。この態様では、自動停止システムにおいて、エンジンを再始動する際に、最も自着火が生じやすい停止時吸気行程気筒の点火を圧縮上死点後にリタードすることにより、該気筒での自着火を確実に防止することが可能になる。

好ましい態様において、前記燃料噴射制御手段は、前記エンジンの自動停止時に吸気行程にあった停止時吸気行程気筒に対し、当該停止時吸気行程気筒が圧縮行程にある時に燃料を噴射するものである。

好ましい態様において、前記燃料噴射弁からの各気筒への燃料リーク量を判定する燃料リーク量測定手段を設け、前記燃料リーク量測定手段による燃料リーク量の測定値に基づいて、前記再始動の条件が成立した時に前記始動アシスト手段を併用して前記エンジンを再始動させるようになっており、前記燃料噴射制御手段は、前記運転状態検出手段が所定の温間状態を検出した場合において、前記燃料リーク量の測定値が所定のしきい値未満のときは前記始動アシスト手段の作動後に最初に圧縮行程を迎える気筒への燃料噴射を停止し、前記しきい値以上のときは当該気筒の圧縮行程中期に燃料を噴射するものである。この態様では、燃料のリーク量が比較的少ない状態で始動アシスト手段が駆動された場合には、当該始動アシスト手段が駆動された後、最初に圧縮行程を迎える気筒に対して燃料がカットされるので、当該気筒において自着火を防止することが可能になる。これは本件発明者が鋭意研究の結果、見出した現象であり、燃料リーク量が比較的少ない場合に圧縮行程を迎える気筒に燃料を噴射すると、その燃料噴射によって自着火が生じやすくなる一方、燃料リーク量が比較的多い場合には、燃料噴射によってオーバーリッチとなり、自着火が生じにくくなることに着目して、燃料噴射の是非を燃料リーク量に基づいて変更することとしたものである。このような燃料噴射制御により、始動アシスト手段を併用して再始動制御を実行する際、始動アシスト手段を駆動した後に圧縮行程を迎える気筒において自着火を確実に防止することができるので、温間ロックを回避し、始動性を高めることが可能になる。

好ましい態様において、前記エンジンの再始動は、再始動条件が成立した際、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒での燃焼によってエンジンを逆転させた後、前記停止時膨張行程気筒にて燃焼を実行して行われようになっており、前記燃料噴射制御手段は、停止時に吸気行程にあった停止時吸気行程気筒の燃料リーク量が前記しきい値未満の場合には、前記電動駆動手段の作動後に最初に当該停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎える際に燃料噴射を停止し、前記しきい値以上のときは当該気筒の圧縮行程中期に燃料を噴射するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。この態様では、最も自着火の生じやすい停止時吸気行程気筒に対しても、所定条件下で燃料がカットされるので、より確実な温間ロックを図ることが可能になる。

好ましい態様において、前記燃料噴射制御手段は、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒のピストン位置が、前記燃焼再始動可能範囲外に停止していたときには、リーク量に拘わらず燃料をカットするものである。この態様では、停止時圧縮行程気筒のピストン位置が圧縮行程の後半にある場合には、リーク量が少なくても自着火が生じにくくなることから、燃料の噴射をカットすることにより、未燃燃料が排出されるのを抑制し、排気性能の向上と自着火防止とを両立させている。

好ましい態様において、前記運転状態検出手段は、当該エンジンの吸気通路の空気温度が急上昇する運転状態のときに前記所定の温間状態であると判定するものである。この態様では、例えば、高速運転後のエンジン自動停止時においては、筒内の空気温度が急上昇するので、吸気通路の空気温度が急上昇する運転状態には、温間状態であると判定して、リーク量に基づく燃料噴射の可否を決定することが可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、停止時膨張行程気筒の燃焼による再始動が可能な燃焼再始動可能範囲から外れている場合には、停止時膨張行程気筒と停止時圧縮行程気筒には燃料が噴射されないので、トルクが充分に生成されないピストン位置での燃料噴射が抑止され、未燃成分の排出を抑制し、燃費の向上を図ることが可能になる結果、エンジンの停止状態に応じて好適な再始動制御を実行することにより、安定性や迅速性の向上を図ることができるという顕著な効果を奏する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係るエンジン制御システムの概略構成図であり、図２は前記エンジン制御システムの吸気系および排気系の構成を示す模式図である。

各図を参照して、このエンジン制御システムは、シリンダヘッド１０およびシリンダブロック１１を備えたエンジン本体１と、該エンジン本体１を制御するためのコントロールユニット（ＥＣＵ）２とを備えている。

前記エンジン本体１には、４つの気筒１２Ａ〜１２Ｄが設けられていて、該各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、図１に示すように、クランクシャフト３に連結されるピストン１３がそれぞれ嵌挿され、これにより、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内部でピストン１３の上方には燃焼室１４が形成されている。

一般的に、多気筒４サイクルエンジンにおいては、各気筒が所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなる燃焼サイクルを行うようになっている。本実施形態の４気筒エンジンの場合、気筒列方向一端側から１番気筒１２Ａ、２番気筒１２Ｂ、３番気筒１２Ｃ、４番気筒１２Ｄと呼ぶと、１番気筒（＃１）、３番気筒（＃３）、４番気筒（＃４）、２番気筒（＃２）の順にクランク角で１８０度ずつの位相差をもって燃焼が行われるようになっている。さらに本実施形態では、エンジンの自動停止中に圧縮行程にあった気筒を停止時圧縮行程気筒、膨脹行程にあった気筒を停止時膨脹行程気筒と称する（同様に吸気行程にあった気筒を停止時吸気行程気筒、排気行程にあった気筒を停止時排気行程気筒と称する）。

図１を参照して、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの燃焼室１４の頂部には、該燃焼室１４内の混合気に点火して燃焼させるための点火プラグ１５が設けられている。各点火プラグ１５先端の電極は、前記燃焼室１４に臨むように配置されている。また、前記燃焼室１４の側方（図１の右方向）には、先端の噴孔を燃焼室１４に臨ませた燃料噴射弁１６が設けられている。この燃料噴射弁１６は、図示しないニードル弁およびソレノイドを内蔵し、前記コントロールユニット２からのパルス信号の入力によりそのパルス幅に対応する時間だけ開弁駆動されて、その駆動時間に応じた量の燃料を各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に直接筒内に噴射するように構成されている。そして、その燃料の噴射方向が前記点火プラグ１５の電極付近に向かうように調整されている。

また、前記燃料噴射弁１６には、図示しないが、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るようになっており、その燃料供給圧は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの圧縮行程中期以降で高圧の気筒内燃焼室１４に燃料を噴射できるように、その燃焼室１４の圧力よりも高い値に設定されている。

前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の上部には、該燃焼室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が設けられている。これらのポート１７、１８に吸気弁１９および排気弁２０がそれぞれ配設されている。これらの吸気弁１９および排気弁２０は、図示省略のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動されるものである。前記動弁機構による吸気弁１９および排気弁２０の開弁タイミングは、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気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に設定されている。

図２に示すように、吸気ポート１７および排気ポート１８には、それぞれ吸気通路２１および排気通路２２が連通している。吸気ポート１７に近い吸気通路２１の下流側は、気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に独立した分岐吸気通路２１ａを構成しており、各分岐吸気通路２１ａの上流端は、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よりも上流の吸気通路２１は各気筒１２Ａ〜１２Ｄに共通の共通吸気通路２１ｃである。この共通空気通路２１ｃには、例えばバタフライ弁により通路断面積を調節して吸気流を絞るスロットル弁２３と、このスロットル弁２３を駆動するアクチュエータ２４とが配設されている。さらに、スロットル弁２３の上流側および下流側には、吸気量を検出するためのエアフローセンサ２５と吸気圧力（負圧）を検出するための吸気圧センサ２６とが配設されている。

次に、エンジン本体１には、ベルト等によりクランクシャフト３に駆動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には、フィールドコイルの電流を制御することによって出力電圧を変更し、これにより発電量を調整するレギュレータ回路２８ａが内蔵されており、このレギュレータ回路２８ａに前記コントロールユニット２からの制御指令（例えば電圧）が入力されることで、基本的には車両の電装品の電気負荷と車載バッテリ電圧とに応じて発電量が制御されるようになっている。このようにしてオルタネータ２８の発電量が変更されるときには、これに伴いその駆動力、即ちエンジン本体１の外部負荷の大きさが変化することになる。

次に、図１および図２に示すように、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの排気通路２２の集合部下流には、排気を浄化するための触媒３７が配設されている。この触媒３７は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒であり、これは排気中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、ＨＣ、ＣＯ等と反応させるものである。なお、触媒３７は、三元触媒に限らず、前記のような酸素吸蔵能を有するものであればよく、例えば、酸素過剰雰囲気でもＮＯｘを浄化可能ないわゆるリーンＮＯｘ触媒であってもよい。

次に、エンジン本体１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回転速度Ｎｅが検出されるとともに、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の回転方向および位相が検出されるようになっている。

次に、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。

さらに、前記クランクシャフト３には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギア３５が、回転中心に対して同心に設けられている。リングギア３５は、電動駆動手段としてのスタータモータ３６の入力部材であり、後述するように、スタータモータ３６のピニオンギア３６ｄと噛合されるように構成されている。

図３は、スタータモータの構成を示す一部破断断面略図である。

図３を参照して、スタータモータ３６は、モータ３６ａと、モータ３６ａと平行に配置された電磁駆動式のプランジャ３６ｂと、このプランジャ３６ｂによってシフトレバー３６ｃを介し、モータ３６ａの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動するピニオンギア３６ｄとを有し、エンジンの再始動時に、前記ピニオンギア３６ｄを図３の実線で示す待機位置から仮想線で示す噛合位置に移動させてリングギア３５に噛合させることにより、クランクシャフト３を回転駆動してエンジンを再始動させるように構成されている。

本実施形態に採用されているスタータモータ３６のピニオンギア３６ｄは、スクリュー状に捩れているとともに、リングギア３５との係脱を容易にするために、リングギア３５が停止しているときに、当該リングギア３５と逆方向に約６０ｒｐｍの速度で回転しながら噛合する仕様になっている。

図１を参照して、コントロールユニット２は、エンジンの運転を統括的に制御するマイクロプロセッサである。この本実施形態のエンジンは、予め設定された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制御（アイドルストップ制御）を実行するとともに、エンジンの自動停止後に運転者によるアクセル操作が行わ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（燃焼再始動制御）を実行するように構成されている。かかる制御を実現するために、コントロールユニット２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およ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およびオルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａ、スタータモータ３６のそれぞれに各駆動信号を出力する。これにより、コントロールユニット２は、電動駆動制御手段、運転状態検出手段、ピストン停止位置識別手段、停止位置矯正手段、燃料噴射制御手段、並びに点火制御手段を機能的に構成している。

図４はエンジンの自動停止制御についての停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置を示す説明図であり、図５は停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒と空気量との関係を示す説明図である。

図４および図５を参照して、コントロールユニット２のメモリには、予め燃焼による再始動が可能な下死点限界（停止時圧縮行程気筒１２Ａのθ１、停止時膨張行程気筒のθ４）と上死点限界（停止時圧縮行程気筒１２Ａのθ４、停止時膨張行程気筒のθ１）とによって決定される燃焼再始動可能範囲Ａが決定されている。このピストン１３は、上述した制御に基づき、この燃焼再始動可能範囲Ａ内で停止するのであるが、この燃焼再始動範囲の中でも、停止時圧縮行程気筒については、上死点前９０°ＣＡよりも僅かに上側の範囲に停止していることが好ましい。本実施形態の例では、図４のθ２からθ３で示すように、停止時圧縮行程気筒が上死点前６０°ＣＡから８０°ＣＡ（従って停止時膨張行程気筒が上死点後１００°ＣＡから１２０°ＣＡ）の範囲にあるときを単独燃焼停止範囲Ｒ、この単独燃焼停止範囲Ｒよりも図４のθ１までの上死点側（停止時膨張行程気筒にあっては下死点側）とθ４までの下死点側（停止時膨張行程気筒にあっては上死点側）の所定範囲を併用燃焼停止範囲、残余の範囲を燃焼再始動不能範囲ＮＧ１、ＮＧ２としてコントロールユニット２に判定基準を設定している。

単独燃焼停止範囲Ｒとは、再始動時に、スタータモータ３６を使用せずに、燃焼のみによってエンジン本体１の再始動が可能な停止位置をいう。停止時膨張行程気筒のピストン１３がこの単独燃焼停止範囲Ｒにある場合には、当該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。またエンジン停止動作期間中にスロットル弁２３の開度Ｋを増大させることにより掃気が促進されるので、触媒３７に充分な量の新気が供給される。従ってエンジン停止中は触媒３７の酸素吸蔵量が充分に多い状態となっている。また、停止時圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて前記初回の燃焼によりクランクシャフト３を少しだけ逆転方向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、停止時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を正転方向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。

そこで本実施形態では、アイドル時にエンジン本体１を自動で停止させるときに、まず、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気が十分に行われるように、アイドル回転速度よりもやや高い所定回転速度で燃料カットを行うとともに、その後の所定期間、スロットル弁２３を開いて、予め設定した開度になるように制御する。そして、そのスロットル弁２３を予め設定した適切なタイミングで閉じるようにしている。これにより停止時膨張行程気筒１２Ｂおよび停止時圧縮行程気筒１２Ａへそれぞれ吸入される空気量が十分に多くなり、且つ該膨張行程気筒１２Ｂの空気量が圧縮行程気筒１２Ａよりもやや多くなる。この結果、再始動時に駆動される２つの気筒１２Ａ、１２Ｂ内の空気の圧縮圧力のバランスによって、膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３が行程中央部から多少、下死点寄りの再始動に好適な単独燃焼停止範囲Ｒ内に停止するようになる。

次に、併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２とは、再始動時にスタータモータ３６を併用することによって、再始動が可能な停止範囲をいう。

さらに、燃焼再始動不能範囲ＮＧ１、ＮＧ２とは、燃焼による逆転再始動ができない停止範囲をいう。

なお、以下の説明では、併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２並びに燃焼再始動不能範囲ＮＧ１、ＮＧ２のうち、行程の前半側と後半側でそれぞれ添え字１、２を付すこととする。

これらの停止範囲Ｒ、Ａ１、Ａ２、ＮＧ１、ＮＧ２は、コントロールユニット２が停止範囲を推定した後、設定される停止範囲判定フラグＦ_STによって識別され、次に説明するエンジン本体１の再始動制御において、それぞれの場合に応じて、再始動制御が実行されるようにしている。さらに本実施形態においては、併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２のうち、停止時圧縮行程気筒１２Ａのピストン１３が単独燃焼停止範囲Ｒよりも圧縮上死点前にある場合には、後述するピストン位置強制処理を実行することにより、再始動処理に先立って、ピストン１３の位置を強制するようにしている。

なお、本実施形態において、燃焼再始動制御の際、圧縮行程中期で燃料噴射する場合には、圧縮行程気筒１２Ａのピストンが圧縮行程においてたとえば、図４のθ２からθ３の範囲にあるときに実行されるようになっている。

次に、前記コントロールユニット２によりエンジン本体１を自動で停止する制御について説明する。

図６は、燃料カットから慣性で回転するエンジン本体１が停止するまでの間（以下、停止動作期間ともいう）におけるエンジン回転速度Ｎｅ、クランク角および各気筒１２Ａ〜１２Ｄの行程の変化を互いに対応づけて示すとともに、その間に行われるスロットル開度の制御と、これによる吸気圧力（吸気管負圧）の変化とを模式的に示す説明図である。図７は、前記停止動作期間において徐々に回転が低下するエンジン本体１の上死点時の回転速度ｎｅ（後述）と、停止後の膨張行程気筒１２におけるピストン停止位置との相関関係を示す図である。

図６に示すように、エンジン本体１の運転中に所定の設定回転速度（図例では８００ｒｐｍ）で燃料カットが行われると（タイミングｔ０）、そのときにクランクシャフト３等の運動部分が有する運動エネルギーが機械的な摩擦や各気筒１２Ａ〜１２Ｄのポンプ仕事によって消費されることで、エンジン回転速度Ｎｅが徐々に低下し、エンジン本体１は慣性で数回転した後に停止することになる。詳しくは、エンジン本体１が慣性で回転する間、エンジン回転速度Ｎｅは、微視的には各気筒１２Ａ〜１２Ｄの圧縮上死点（上死点）を迎える毎に一時的に大きく落ち込み、上死点を越えると再び上昇する、というようにアップダウンを繰り返しながら低下して行く。そして、例えば図示の如く約８００ｒｐｍで燃料カットした場合には、通常は上死点を８、９回越えて、その最後の上死点を越えた後に（タイミングｔ３）、その次の上死点を越えることができなくなって、停止に至る（タイミングｔ４〜ｔ６）。この過程では、圧縮行程気筒１２および膨張行程気筒１２のピストン１３にそれぞれ逆向きに作用する圧縮反力によって、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのピストン１３はそれぞれ数回、往復作動した後に停止することになるが（タイミングｔ６）、その停止位置は、前記圧縮および膨張行程気筒１２の圧縮反力のバランスによって概略決定されるとともに、エンジン本体１の摩擦等の影響を受けて、停止前に最後に上死点を越えるときのエンジン本体１の回転慣性、即ち最後に上死点を越えるときのエンジン回転速度Ｎｅの高低に応じて変化することになる。従って、停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３を再始動に適した単独燃焼停止範囲Ｒ内に停止させるためには、まず、その停止時膨張行程気筒１２および停止時圧縮行程気筒１２の圧縮反力がいずれも十分に大きくなり、且つ膨張行程気筒１２の圧縮反力が圧縮行程気筒１２よりも所定以上、大きな適切なバランスとなるように、両方の気筒１２への吸入空気量を調節する必要がある。このために、本実施形態では、燃料カット後に直ちに開いたスロットル弁２３（タイミングｔ１）を所定期間の経過後に閉じて（タイミングｔ２）、一時的に吸気管負圧を減少させる（吸気量は増大）ことで、停止時の圧縮および膨張行程気筒１２にそれぞれ所要量の空気が吸入されるようにしている。

但し、実際のエンジン本体１ではスロットル弁２３自体や吸気ポート１７、分岐吸気通路２１ａ等の形状に個体ばらつきがあり、それらを流通する空気流の挙動が変化することもあって、エンジン本体１の停止動作期間に各気筒１２Ａ〜１２Ｄに流入する空気の量には或る程度のばらつきを生じるから、上述のようなスロットル弁２３の開閉制御を行ったとしても、それだけではエンジン停止時に圧縮行程や膨張行程になる気筒１２のピストン停止位置を正確に目標とする単独燃焼停止範囲Ｒ内に収めることは難しい。

この点、本実施形態では、図７に一例を示すように、停止動作期間においてエンジン回転速度Ｎｅが徐々に低下する過程で、各気筒１２Ａ〜１２Ｄが順次、上死点を通過するときのエンジン回転速度Ｎｅ（以下、上死点時の回転速度ｎｅともいう）と、エンジン停止後に膨張行程にある気筒１２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て、図６に示すようにエンジン回転速度Ｎｅが低下する過程で１８０°ＣＡ毎の上死点時の回転速度ｎｅをそれぞれ検出し、この検出値に応じてオルタネータ２８の発電量を制御することにより、エンジン回転の落ち具合を調整するようにしている。

図７に示す例では、上述のようにエンジン回転速度Ｎｅが略８００ｒｐｍのときに燃料カットを行い、その後の所定期間、スロットル弁２３を開状態に維持するようにして、慣性で回転するエンジン本体１の各気筒１２Ａ〜１２Ｄが上死点を越える度に、上死点時の回転速度ｎｅを計測するとともに、そうして停止した後の膨張行程気筒１２のピストン位置を調べて、このピストン位置を縦軸に、また、前記上死点時の回転速度ｎｅを横軸に取って、両者の関係を表している。このような作業を所定回数、繰り返すことで、図７に示すように、エンジン停止動作期間における上死点時の回転速度ｎｅと停止後の膨張行程気筒１２におけるピストン停止位置との間の相関関係を表す分布図が得られる。

図７の例では、エンジン停止前の最後の上死点を越えるときの回転速度は示されておらず、燃料カット直後の上死点時の回転速度（図７の例では最後から数えて９番目のもの）ｎｅから最後の１つ前の上死点時の回転速度ｎｅ（最後から数えて２番目のもの）までのデータが示されている。この最後から９〜２番目の上死点時の回転速度ｎｅは、それぞれ一かたまりとなって分布しており、特に図示の６〜２番目のものにおいて明らかなように、上死点時の回転速度ｎｅが或る特定の範囲（図に斜線を入れて示す範囲）にあれば、ピストン停止位置が再始動に好適な単独燃焼停止範囲Ｒ（図の例では、停止時膨張行程気筒１２Ｂの圧縮上死点後１００〜１２０°ＣＡ）に入ることが分かる。

前記の如く、膨張行程気筒１２のピストン１３がエンジン本体１の再始動に好適な単独燃焼停止範囲Ｒに停止することになる上死点時の回転速度ｎｅの特定の範囲を以下、この明細書では適正回転速度範囲と呼ぶものとする。そして、この実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅがアップダウンを繰り返しながら低下するときに、気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎の上死点時の回転速度ｎｅをそれぞれ検出し、この検出値と前記適正回転速度範囲とを比較して、両者の速度偏差に応じてオルタネータ２８の発電量を制御するようにしている。

まず、燃料カット直後の所定期間は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気等のためにスロットル弁２３を比較的大きく開いており、このスロットルの開度をさらに調整しても気筒１２のポンプ仕事量があまり変化しないから、これによるエンジン回転速度Ｎｅの調整は難しい。そこで、この間は意図的にオルタネータ２８を発電作動させるとともに、その発電量を変更制御して、そのための発電駆動力の大きさを変化させることにより、エンジン回転速度Ｎｅの低下度合いを調整する。この際、上死点時の回転速度ｎｅが適正回転速度範囲の下限寄りになるように、即ちエンジン回転がやや落ち気味になるように、オルタネータ２８の発電量を大きめに制御する。

そのように、オルタネータ２８の発電制御によってエンジン回転速度Ｎｅの低下の度合いを調整して、遅くとも最後の上死点を通過するまでに上死点時の回転速度ｎｅが前記適正回転速度範囲に収まるようにすれば、この時点でクランクシャフト３、或いはピストン１３、コネクティングロッド等の運動部分が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒１２の高圧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等と見合うものになって、エンジン本体１の停止時に膨張行程にある気筒１２のピストン１３を前記の再始動に適した単独燃焼停止範囲Ｒ内に停止させることができるのである。

次に、自動停止の具体的な制御例を図８および図９を参照しながら説明する。

図８および図９は停止制御の手順を示すフローチャート図である。

図８を参照して、コントロールユニット２は、エンジン運転中の所定のタイミングで自動停止の条件（アイドルストップ条件）が成立したか否かの判定を行う（ステップＳ１）。この判定は、車速、ブレーキの作動状況、エンジン水温等に基づいて行うもので、例えば車速が所定速度よりも小さく、ブレーキが作動していて、エンジン水温が所定範囲内にあり、さらにエンジン本体１を停止させることに特に不都合のない状況であれば、自動停止条件が成立したものとする。

ステップＳ１で自動停止条件が成立したとき（ＹＥＳの場合）、コントロールユニット２は、いずれか１つの気筒１２（例えば１番気筒１２Ａ）を特定して、エンジン本体１を停止させる所定の条件が成立したかどうかの判定を行う（ステップＳ２）。この制御では、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カットの設定回転速度（この実施形態では略８００ｒｐｍ）であるかどうか、前記特定した気筒１２が予め設定した行程（例えば吸気行程）にあるかどうか等が判定される。ステップＳ１、Ｓ２の条件が成立してＹＥＳと判定されれば、コントロールユニット２は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料噴射を停止させる（ステップＳ３）。

次いで、図６のｔ１で示すように、スロットル弁２３を設定開度になるように開く（ステップＳ４）。これにより、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気量が増大し、十分な掃気が行われるとともに、排気通路２２に配設された触媒３７にも多量の新気が供給されることになり、この触媒３７に吸蔵される酸素の量が十分に多くなる。

続いて、コントロールユニット２は、クランク角センサ３０からの信号により求められる上死点時の回転速度ｎｅが、適正回転速度範囲にあるかどうか判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５の判定がＹＥＳであれば、コントロールユニット２は、今度はエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度以下かどうか判定する（ステップＳ６）。この所定回転速度は、吸気の輸送遅れを考慮して、図６に示すように停止時膨張行程気筒（図示の例では＃２気筒）１２Ｂへの吸気量が停止時圧縮行程気筒（図示の例では＃１気筒）１２Ａよりも多くなるようなタイミングでスロットル弁２３を閉じるためのものであって、同図のタイミングｔ２に対応し、この実施形態では例えば約５００〜６００ｒｐｍの範囲に設定されている。そして、コントロールユニット２は、エンジン回転速度Ｎｅが前記所定回転速度以下になれば（ステップＳ８の判定がＹＥＳの場合）スロットル弁２３を閉じ（ステップＳ７）、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度よりも高ければ（ＮＯの場合）、ステップＳ５にリターンする。

ステップＳ５において、上死点回転速度が適正回転速度範囲から外れていると判定された場合（ＮＯの場合）、コントロールユニット２は、上死点回転速度と適正回転速度範囲との間の回転速度の偏差に基づいてオルタネータ２８の発電量を算出する（ステップＳ８）。この発電量は、例えばエンジン回転速度Ｎｅ、適正回転速度範囲からの速度偏差および現在の発電量に応じて予め設定されたマップから読み出され、例えば上死点回転速度が適正回転速度範囲の上限よりも高いときには、エンジン本体１の負荷が増えるようにオルタネータ２８の発電量を増大させる一方、上死点回転速度が適正回転速度範囲の下限よりも低いときには、エンジン本体１の負荷が減るように発電量を減少させるものである。また、前記マップにおいて発電量の目標値は、上死点回転速度が適正回転速度範囲の下限付近になるよう大きめに設定されている。次に、コントロールユニット２は、ステップＳ６での算出結果に応じてオルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａに制御指令を出力する（ステップＳ９）。このオルタネータ２８の発電作動によってエンジン本体１の負荷が調整されることで、慣性で回転するエンジン本体１の回転速度の軌跡は高回転側または低回転側のいずれかにシフトされて、徐々に目標とする軌跡に近づいて行く。そうして、コントロールユニット２は、エンジン回転速度Ｎｅが前記ステップＳ６の所定回転速度以下になれば（ＹＥＳの場合）、ステップＳ７に進み、スロットル弁２３を閉じる。

一方で、前記のようなオルタネータ２８の制御によって、燃料カット後のエンジン回転速度Ｎｅの低下度合いを調整することで、図６に示すようにアップダウンを繰り返しながら徐々に低下するエンジン回転速度Ｎｅの軌跡を徐々に修正して、遅くとも最後の上死点までには適正回転速度範囲に収めることが可能になる。そのため、本実施形態では、スロットル弁２３のアクチュエータ２４を駆動した後、ステップＳ２３に進むようになっている。

その後は、各々圧縮行程および膨張行程にある２つの気筒１２Ａ、１２Ｂの圧縮反力によって正転側および逆転側に数回、回転作動した後に、停止することになる。そこで、図９を参照して、コントロールユニット２は、ステップＳ２４に進んで、クランク角センサ３０、３１からの信号に基づいてエンジン本体１の停止位置を予測する。

このとき、コントロールユニット２は、ピストン１３の停止位置が、単独燃焼停止範囲Ｒ内であるか否かを判定し（ステップＳ２５）、推定された停止位置が単独燃焼停止範囲Ｒに入っていると判定した場合には、コントロールユニット２は、停止位置判定フラグＦ_STを初期値０から１に設定する（ステップＳ２６）。他方、ステップＳ２５の判定で、推定された停止位置が適正な範囲から外れていると判定した場合には、コントロールユニット２は、さらに、停止時圧縮行程気筒１２Ａのピストン１３が併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２内で停止するか否かを判定する（ステップＳ２７）。仮に併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２内である場合、コントロールユニット２は、さらに停止位置が圧縮行程の前半であるか後半であるかを判別し（ステップＳ２８）、前半であれば、停止位置判定フラグＦ_STを２に（ステップＳ２９）、後半であれば３に（ステップＳ３０）、それぞれ設定する。他方、ステップＳ２７で、停止時圧縮行程気筒１２Ａのピストン１３が許容範囲外で停止すると判定した場合には、コントロールユニット２は、さらに停止位置が圧縮行程の前半であるか後半であるかを判別し（ステップＳ３１）、前半であれば、停止位置判定フラグＦ_STを４に（ステップＳ３２）、後半であれば５に（ステップＳ３３）、それぞれ設定し、各停止位置判定フラグＦ_STの値をコントロールユニット２のメモリに記憶して、エンジン停止制御を完了する。

ここで、停止位置判定フラグＦ_STは、後述する表１に列挙されているものである。

次に、アイドル時に自動で停止したエンジン本体１を自動で再始動する場合について説明する。

エンジン本体１が上述したように強制的に停止した場合、停止時膨張行程気筒を燃焼させた後に圧縮行程を迎える気筒（主として停止時吸気行程気筒）で自着火が生じると、その気筒でピストンが大きな反力を受け、ノッキングが生じて再始動に失敗することになる。特に、スタータモータ３６を併用して再始動を実行しなければならない場合、スタータモータ３６のピニオンギア３６ｄとエンジン本体１のリングギア３５の噛合時に自着火が生じると、その逆トルクによって両ギア３５、３６ｄがロックしてするおそれもある。そこで本実施形態では、燃焼再始動時の自着火を防止するために、種々の対策がなされている。

図１０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（タイミング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。図１０を参照して、エンジンが完全に停止すると、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内温度は、同図に示す温度特性で変化する。

まず、自着火の対策の一つとしては、筒内温度の管理がある。すなわち、エンジン本体１の自動停止後、エンジン本体１が完全に停止すると冷却水の流れも停止するので、停止直後に筒内温度が急速に上昇する。そしてエンジン停止後約１０秒でピークとなり、以後は徐々に低下して行く。この特性は冷却水の温度（エンジン水温）や外気温（吸気温度）等によって異なるが、エンジン本体１の仕様毎に実験等で決定することも可能であることから、コントロールユニット２には、エンジン本体１の仕様毎に図１０の特性をマップ化したデータを記憶させて、エンジン停止後の約１０秒前後の範囲を所定停止時間範囲とし、この所定停止時間範囲では、当該エンジン本体１の吸気通路の空気温度が急上昇する運転状態のときに前記所定の温間状態であると判定するとともに、この所定停止時間範囲に再始動時間に近いほど、筒内温度が高いと判定するように設定して、自着火防止のために対策処理を実行することとしている。

図１１は自動停止したエンジンの停止位置と自着火発生タイミングとの関係を示すグラフである。

次に、図１１を参照して、温間時（warm-up:例えば、吸気温センサ２９の検出値が１００℃以上の場合）において、停止時圧縮行程気筒１２Ａの停止位置が上死点前９０よりも下死点側にある場合、停止時圧縮行程気筒１２Ａに未燃燃料が存在すると、その空燃比に殆ど関係なく、停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃焼後に停止時圧縮行程気筒１２Ａで自着火が生じやすくなることが、本件発明者が実験した結果、明らかになった。このため、本実施形態では、図４で示したピストン停止位置の許容範囲のうち、ピストン１３がθ３を超えてθ４までのところに存在する場合には、ピストン位置を強制してからエンジン本体１の再始動を実行するようにしている。また、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼が終了した後、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対して燃料を噴射することにより、噴射された燃料の気化霧化によって筒内圧力を低減することが実行されることになるが、一定の場合には、その燃料噴射を停止したり、或いは、自着火防止のために追加燃料を噴射して停止時圧縮行程気筒１２Ａでの自着火防止を図るようにしている。

次に再始動時の燃料噴射タイミングについて説明する。

図１２は前記エンジン制御システムにおけるエンジンの始動手順を示す模式図である。

図１２を参照して、エンジンの再始動時には、原則として、スタータモータ３６の力を借りることなく、エンジン本体１を自力で始動させるのであるが、この実施形態では、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に模式的に示すように、まず、停止時圧縮行程気筒１２Ａで最初の燃焼を行わせて、ピストン１３を押し下げることにより、クランクシャフト３を少しだけ逆転させ（図１２（Ａ）参照）、これにより、停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３を上昇させて、この気筒１２Ｂ内の混合気を圧縮する（図１２（Ｂ）参照）。そして、そのようにして圧縮されて温度および圧力の高くなった停止時膨張行程気筒１２Ｂ内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に正転方向のトルクを与えて、エンジン本体１を始動するようにしている。そのようにエンジン本体１を自力で始動させるためには、停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃焼によってクランクシャフト３にできるだけ大きな正転方向のトルクを与え、これにより、図１２（Ｃ）に示すように停止時圧縮行程気筒１２Ａが、その圧縮反力（圧縮圧力）に打ち勝って上死点を越えるようにしなければならない。そのために、エンジン本体１の確実な始動のためには停止時膨張行程気筒１２Ｂ内に燃焼のための空気を十分に確保しておく必要がある。他方、再始動の際に、停止時膨張行程気筒１２Ｂ内に相当な空気が存在していることは、逆転時にその空気を強く圧縮することの妨げとなる。圧縮された空気の圧縮反力が停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３を押し戻す方向に作用するからである。

そこで本実施形態では、停止時膨張行程気筒１２Ｂへの燃料噴射タイミングを遅らせることにより、停止時膨張行程気筒１２Ｂ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。燃料噴射タイミングを遅らせると、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方向のエネルギーであればピストン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からである。

次に、正転後においては、停止時圧縮行程気筒に残存する既燃ガスの反力が、正転後のトルクを下げる原因となり得る。そのため、本実施形態では、停止時膨張行程気筒に対する燃焼の後に、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対して燃料を噴射することにより、気化潜熱で逆転後の停止時圧縮行程気筒１２Ａ内の圧力を下げ、トルクの低減を抑制するようにしている（図１２（Ｃ）参照）。

さらに、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼後に圧縮行程を迎える停止時吸気行程気筒１２Ｃにおいては、点火タイミングを圧縮上死点後にリタードさせて、いわゆる吹き上がりを防止している（図１２（Ｄ）参照）。

次に、始動制御の手順について説明する。なお以下の説明では、表１に基づくフラグを使用して、制御を実行するようにしている。なお、これらフラグは、本実施形態の動作を説明する上で論理的に構築されているものであり、必ずしも、プログラム上で設定されていることを要する訳ではない。

停止位置判定フラグＦ_STは、エンジン本体１が自動停止した場合の停止状態を示すものであり、１の場合には、ピストン１３が単独燃焼停止範囲Ｒで停止していることを示し、２の場合には、行程前半側の併用燃焼停止範囲Ａ１内で停止していることを示し、３の場合には、行程後半の併用燃焼停止範囲Ａ２内で停止していることを示し、４の場合には、ピストン１３が行程前半の燃焼再始動不能範囲ＮＧ１内で停止していることを示し、５の場合には、ピストン１３が行程後半の燃焼再始動不能範囲ＮＧ２内で停止していることを示している。初期値は１に設定されている。

矯正判定フラグＦ_EXPは、停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃焼によってピストン停止位置を矯正する場合を示すものであり、０の場合には、矯正処理がない場合（すなわち、ピストン１３は未燃状態である場合）、１の場合には、矯正処理を実行し、矯正動作に成功した場合、２の場合には、矯正処理を実行し、矯正に失敗した場合（失火）である。初期値は０に設定されている。

逆転判定フラグＦ_REVは、停止時圧縮行程気筒１２Ａの燃焼による逆転動作に成功したか否かを識別するフラグであり、０の場合には、逆転動作がない場合、１の場合には、逆転動作に成功した場合、２の場合には、逆転動作を行い、失火した場合を示すものである。初期値は０に設定されている。

再始動判定フラグＦ_RSは、再始動後に２番目の圧縮行程を迎えた気筒が圧縮上死点を超えたか否かを判定するフラグであり、０の場合は、判定前の状態、０１の場合は、停止時膨張行程気筒において、逆転から正転のための点火に成功した状態、０２の場合は、停止時膨張行程気筒において、逆転から正転のための点火に失敗した状態、１１の場合は、停止時膨張行程気筒での燃焼終了後、所定タイミングで検出されたエンジン回転速度Ｎｅが所要の速度以上であった状態（すなわち、最初の圧縮上死点を越え得る状態）、１２の場合は、停止時膨張行程気筒での燃焼終了後、所定タイミングで検出されたエンジン回転速度Ｎｅが所要の速度未満であった状態（すなわち、最初の圧縮上死点を越え得ない状態）、２１の場合は、最初の圧縮上死点を越えた後、所定の判定タイミングにおいてエンジン本体１が２番目の圧縮上死点を超えた状態、２２の場合は、最初の圧縮上死点を越えた後、所定の判定タイミングにおいて、２番目の圧縮上死点を超えなかった場合を示すものである。初期値は０である。

図１３は再始動制御のメインフローを示すフローチャートである。

図１３を参照して、本実施形態のエンジン本体１の再始動制御は、上述したようにエンジン本体１を自力で始動させることを基本としているが、フェールセーフ機能として、スタータモータ３６を併用する場合のみならず、最初からスタータモータ３６を併用する場合も含められている。

このフローでは、再始動条件が成立するか否かをコントロールユニット２が最初に判定する（ステップＳ６０）。この再始動条件とは、停車状態から発進するためにブレーキが解除された場合やアクセル操作等が行われた場合、エアコン等の動作のためにエンジンの運転が必要になった場合等である。再始動条件が成立すると、エンジン本体１が停止しているか否かが判定される（ステップＳ６１）。仮にエンジンが停止していない状態でアクセルが踏み込まれた場合、その時点でのエンジン回転速度Ｎｅが、所定の許容回転速度Ｎｅ_minに達しているか否かが判定される（ステップＳ６２）。このフローで仮にエンジンが所定の回転速度に達していない場合には、図８、図９で示したフローチャートが実行され、エンジンが停止するのを待機し、許容回転速度以上であれば、そのまま通常運転に切り変えて（ステップＳ６３）、処理を終了する。

次にステップＳ６１において、エンジン本体１が停止していると判定された場合、コントロールユニット２は、メモリから停止位置判定フラグＦ_STを読み出し、エンジン本体１の停止状態を識別する（ステップＳ６４）。

仮に停止位置判定フラグＦ_STの値が１であった場合、さらに始動アシストが必要な運転状態であるか否かが判定され（ステップＳ６５）、この判定に基づいて、燃焼再始動制御サブルーチン（ステップＳ１１０）、アシスト併用再始動制御サブルーチン（Ｓ１２０）が実行されることになる。また、停止位置判定フラグＦ_STの値が１以外であった場合、コントロールユニット２は、直ちにアシスト併用再始動制御サブルーチンＳ１２０を実行する。

図１４から図１６は、燃焼再始動制御サブルーチンＳ１１０を示すフローチャートである。

まず、コントロールユニット２は、水温、停止時間、吸気温度等から、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内温度を推定する（ステップＳ１１０１）。そして、コントロールユニット２は、検出されたピストン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内の空気量を算出する（ステップＳ１１０２）。つまり、上記ピストン１３の停止位置から停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時膨張行程気筒１２Ｂ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停止時膨張行程気筒１２Ｂも新気で満たされた状態にあり、且つ、エンジン停止中に停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時膨張行程気筒１２Ｂ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、コントロールユニット２は、停止位置判定フラグＦ_STの値を読み取ることにより、ピストン停止位置が、停止時圧縮行程気筒１２Ａにおける単独燃焼停止範囲Ｒ（圧縮上死点前６０〜８０°ＣＡ）のうち、比較的下死点側であるか否かを判定する（ステップＳ１１０３）。

比較的空気量が多く、ステップＳ１１０３でＹＥＳと判定した場合、コントロールユニット２は、ステップＳ１１０４に移行して、上記ステップＳ１１０２で算出された停止時圧縮行程気筒１２Ａの空気量に対して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、比較的停止時圧縮行程気筒１２Ａ内の空気量が多いときであっても、逆転方向のための燃焼エネルギーが過多となることなく、逆転し過ぎる（停止時圧縮行程気筒１２Ａ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、吸気行程まで逆転方向してしまう）ことを防止している。

一方、比較的空気量が少なく、ステップＳ１１０３でＮＯと判定した場合、コントロールユニット２は、ステップＳ１１０５に移行して、ステップＳ１１０２で算出された停止時圧縮行程気筒１２Ａ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停止時圧縮行程気筒１２Ａの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、逆転方向のための燃焼エネルギーを充分得ることができる。

次に、コントロールユニット２はステップＳ１１０６に移行し、停止時圧縮行程気筒１２Ａ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、点火してから所定時間Ｔ_LT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、コントロールユニット２はピストン１３が動いたか否かを判定する（ステップＳ１１０７）。

このステップＳ１１０７において、ＹＥＳと判定されてピストン１３が動いたことが確認すると、コントロールユニット２は、逆転判定フラグＦ_REVを１に更新し（ステップＳ１１０８）、次のステップに進む。

他方、ステップＳ１１０７において、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を確認した場合には、コントロールユニット２は、点火後の経過時間Ｔが所定時間Ｔ_LTだけ経過していないかどうかを判断し（ステップＳ１１０９）、経過していない場合には、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ１１１０）。他方、ステップＳ１１０９において、点火後の経過時間Ｔが所定時間を経過してしまった場合には、コントロールユニット２は逆転判定フラグＦ_REVを２に更新し（ステップＳ１１１１）、ステップＳ１２０のアシスト併用再始動における始動時正転制御サブルーチンＳ２２０に移行する。

図１５を参照して、ステップＳ１１０７において、ＹＥＳと判定されてピストン１３が動いたことが確認され、逆転判定フラグＦ_REVが更新されると、コントロールユニット２は、ピストン停止位置およびステップＳ１１０１で推定した筒内温度に基づいて、停止時膨張行程気筒１２Ｂ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Ｓ１１１２）。停止時膨張行程気筒１２Ｂ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、コントロールユニット２は、ステップＳ１１０２で算出した停止時膨張行程気筒１２Ｂ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Ｓ１１１３）。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、コントロールユニット２は、ステップＳ１１１２で算出された分割比とステップＳ１１１３で算出された停止時膨張行程気筒１２Ｂへの燃料噴射量とによって、停止時膨張行程気筒１２Ｂ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Ｓ１１１４）。

次に、コントロールユニット２は、ステップＳ１１０１で推定された筒内温度に基づき、停止時膨張行程気筒１２Ｂに対する後段（２回目）の燃料噴射タイミングを算出する（ステップＳ１１１５）。この２回目の噴射タイミングは、ピストン１３が上死点側への移動（エンジンの逆転方向）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、且つこの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、コントロールユニット２は、ステップＳ１１１５で算出された２回目の噴射タイミングの燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁１６に算出した量の燃料を噴射させる（ステップＳ１１１６）。この停止時膨張行程気筒１２Ｂへの２回目の燃料噴射後、コントロールユニット２は、所定のディレー時間経過後に点火プラグ１５を駆動する（ステップＳ１１１７、Ｓ１１１８）。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。この点火による停止時膨張行程気筒１２Ｂでの初回燃焼により、エンジンは逆転方向から正転方向に転ずる。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（ステップＳ１１０６の点火によって燃焼した既燃ガス）を圧縮し始める。

ステップＳ１１１８による停止時膨張行程気筒１２Ｂでの点火後、コントロールユニット２は、再度、点火してから所定時間Ｔ_LT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する（ステップＳ１１１９）。このステップＳ１１１８において、ＹＥＳと判定されてピストン１３が動いたことを確認すると、コントロールユニット２は、停止位置判定フラグＦ_STを０１に設定し、次のステップに移行する（ステップＳ１１２０）。

他方、ステップＳ１１１９において、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を確認した場合には、コントロールユニット２は、点火後の経過時間Ｔが所定時間Ｔ_LTだけ経過していないかどうかを判断し（ステップＳ１１２１）、経過していない場合には、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ１１２２）。ここで、ステップＳ１１２１において、点火後の経過時間Ｔが所定時間を経過してしまった場合には、コントロールユニット２は、停止位置判定フラグＦ_STを０２に設定し、ステップＳ１２０のアシスト併用再始動における始動時正転制御サブルーチンＳ２２０に移行する。

次に、図１６を参照して、ステップＳ１１１９において、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、コントロールユニット２は、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対し、燃料気化時間を考慮に入れた量の２回目の燃料を燃料噴射弁１６に噴射させる（ステップＳ１１２４）。この際の燃料噴射量は、１回目の噴射量と合計した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、ピストンの停止位置に応じて予め設定された停止時圧縮行程気筒１２Ａへの２回目用空燃比マップＭ５から求められる。この停止時圧縮行程気筒１２Ａへの２回目の噴射燃料の気化潜熱によって、停止時圧縮行程気筒１２Ａの１回目の圧縮上死点付近の圧縮圧力が低減するので、当該１回目の圧縮上死点を容易に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の触媒３７において吸蔵されている酸素と反応し、無害化される。

次に、上述したように、停止時圧縮行程気筒１２Ａでの２回目の噴射燃料は燃焼しないので、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での燃焼である。停止時吸気行程気筒１２Ｃのピストン１３が２回目の圧縮上死点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。つまり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１回目の圧縮上死点を乗り超えるためと、その後、停止時吸気行程気筒１２Ｃが２回目の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停止時吸気行程気筒１２Ｃが２回目の圧縮上死点を越える際の負荷が小さいことが望ましい。その場合には、小さなエネルギーで２回目の圧縮上死点を超えることができる。以下のフローは、次の停止時吸気行程気筒１２Ｃでの燃焼を行うにあたり、可及的に小さなエネルギーで２回目の圧縮上死点を越えるための制御である。

まず、コントロールユニット２は筒内空気密度を推定し、その推定値から停止時吸気行程気筒１２Ｃの空気量を算定する（ステップＳ１１２５）。次にコントロールユニット２は、ステップＳ１１０１で推定した筒内温度に基づいて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する（ステップＳ１１２６）。すなわち自着火が起こると、その燃焼によって２回目の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２回目の圧縮上死点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。そこでこの逆トルクを抑制するために空燃比をリーン寄りのリッチに補正し、自着火が起こらないようにするのである。

次に、コントロールユニット２は、ステップＳ１１２５で算定した停止時吸気行程気筒１２Ｃの空気量と、ステップＳ１１２６で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とから、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射量を算出する（ステップＳ１１２７）。

そして停止時吸気行程気筒１２Ｃに対する燃料噴射が実行される。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２回目の圧縮上死点を越えるための必要エネルギーを低減するように）、圧縮行程の後期まで遅延してなされる（ステップＳ１１２８）。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。

他方、コントロールユニット２は、ステップＳ１１１９において、クランク角センサ３０、３１のエッジを検出したタイミングを起点として検査タイミングを算出し（ステップＳ１１２９）、このタイミングに至るのを待機する（ステップＳ１１３０）。

次いで、算出された検査タイミングにおけるエンジン回転速度Ｎｅ（検査時エンジン回転速度Ｎｅ）Ｎｅが所定の必要エンジン回転速度Ｎｅ（例えば２００ｒｐｍ）を下回っていないかどうか判定する（ステップＳ１１３０）。この判定で、検査時エンジン回転速度Ｎｅが必要エンジン回転速度Ｎｅ以上である場合（ステップＳ１１３１でＹＥＳ）、コントロールユニット２は、２回目の圧縮上死点を超えると判断し、再始動判定フラグＦ_RSの値を１１に更新する（ステップＳ１１３２）。他方、ステップＳ１１３０の判定で、必要エンジン回転速度Ｎｅに満たないと判定した場合には、再始動判定フラグＦ_RSを１２に更新し（ステップＳ１１３３）、スタータモータ併用駆動サブルーチン（ステップＳ２２０）に移行する。

次に図１７を参照して、コントロールユニット２は、エンジンが２番目の圧縮上死点を超えるのを待機する（ステップＳ１１３４）。このステップにおいて、２番目の圧縮上死点を超えた場合には、コントロールユニット２は、再始動判定フラグＦ_RS の値を２１に更新し（ステップＳ１１３５）、所定タイミングで点火プラグ１５をスパークさせる（ステップＳ１１３６）。他方、仮にエンジンが回転速度による判定にも拘わらず、２番目の圧縮上死点を超えることができなかった場合には、コントロールユニット２は、再始動判定フラグＦ_RSの値を２２に更新し（ステップＳ１１３７）、スタータモータ併用駆動サブルーチン（ステップＳ２２０）に移行する。このように本実施形態では、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの点火時期を２回目の圧縮上死点以降に遅延しているので、逆トルクの発生を抑制することが可能になる。また停止時吸気行程気筒１２Ｃにおいて、２回目の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やすくし、上死点を過ぎたタイミングで燃焼エネルギーによる正転方向のトルクが発生するようになる。そして、２回目の圧縮上死点移行においては、再始動開始後、停止時排気行程気筒１２Ｄが圧縮行程を迎えることになる。この停止時排気行程気筒１２Ｄ移行の制御については、メインルーチンに復帰し、通常制御によって吸気行程で燃料を噴射し、圧縮上死点経過前に点火することにより、高いトルクを得るようにしている。

次に、図１８を参照して、アシスト併用再始動制御サブルーチンについて説明する。

まず、コントロールユニット２は、アシスト併用再始動制御サブルーチンにおいては、停止位置判定フラグＦ_STを参照する（ステップＳ１２０１）。この停止位置判定フラグＦ_STの値が初期値（＝１）である場合、コントロールユニット２は、始動時逆転制御サブルーチン（ステップＳ２１０）を実行する。この始動時逆転制御サブルーチン（ステップＳ２１０）は、エンジン本体１を正転させる前の逆転動作であり、その内容は、スタータモータ３６を併用するための処理（ステップＳ１１０９、Ｓ１１１１）が省略されている他は、実質的に上述した燃焼再始動制御サブルーチン（ステップＳ１１０）におけるステップＳ１１０１から１１０８まで同じであるので、その詳細については説明を省略する。

他方、ステップＳ１２０１において、停止位置判定フラグＦ_STの値が１初期値（＝０）以外である場合には、コントロールユニット２は、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し（ステップＳ１２０２）、推定された筒内温度が所定温度以上であるか否か、すなわち温間（warm-up）であるか、冷間（cold-start）であるかを判定する（ステップＳ１２０３）。仮にステップＳ１２０３において、エンジン本体１の運転状態が温間であると判定された場合、コントロールユニット２は、さらに停止位置判定フラグＦ_STを参照し（ステップＳ１２０４）、停止位置判定フラグＦ_STの値が２であると判定した場合、コントロールユニット２は、ピストン位置矯正制御サブルーチンを実行し（ステップＳ２００）、その後、始動時正転制御サブルーチン（ステップＳ２２０）を実行し、メインルーチンに復帰して通常運転制御を実行する。

他方、ステップＳ１２０３において、冷間であると判定された場合、或いは、ステップＳ１２０４において、停止位置判定フラグが３から５であると判定された場合、コントロールユニット２は、ピストン位置矯正制御２００をバイパスして、始動時正転制御サブルーチン（ステップＳ２２０）を実行する。

図１９は、ピストン位置矯正制御サブルーチンＳ２１０のフローチャートである。

上述したように、ピストン１３の停止位置が不適切であると、圧縮行程を迎える気筒で自着火が発生しやすくなる。他方、再始動制御に先立ってピストン１３を矯正することができれば、自着火を来すことなく、再始動制御を成功させることが可能になる。ここで、ピストン１３の停止位置を矯正する方法としては、スタータモータ３６でエンジン本体１を直接駆動することも考えられる。しかし、その場合には、停止しているエンジン本体１を駆動するときの騒音が大きくなり、操縦者に不快感を与えるおそれがある。しかも、下死点側に停止している停止時圧縮行程気筒のピストンを上死点側に駆動するとなると、吸気弁１９、排気弁２０のカムの反力を受けてスタータモータ３６がロックするおそれもある。そこで、本実施形態では、停止時膨張行程気筒１２Ｂを燃焼させることにより、ピストン１３の位置を変更し、自着火の防止を図ることとしている。

図１９を参照して、このサブルーチンＳ２００が実行されると、コントロールユニット２は、停止位置に応じて、停止時膨張行程気筒１２Ｂに対する燃料噴射量を制御マップＭ２０に基づいて設定する（ステップＳ２００１）。

次に、コントロールユニット２は、停止時膨張行程気筒１２Ｂに燃料を噴射する（ステップＳ２００２）。その後、燃料の気化時間を考慮した所定時間経過後に停止時膨張行程気筒１２Ｂに点火する（ステップＳ２００３）。ここで、停止時膨張行程気筒１２Ｂでは、燃焼速度を促進するため、多点点火を実行することとしている。そのため、本実施形態では、点火回数Ｎ_Igをカウントし（ステップＳ２００４）、カウントされた点火回数Ｎ_Igが所定の必要点火回数Ｎ_{Ig_end}に至ったか否かを判定し（ステップＳ２００５）、必要点火回数Ｎ_{Ig_end}に至らなかった場合には、再点火して（ステップＳ２００６）ステップＳ２００４にリターンし、必要点火回数Ｎ_{Ig_end}に至った場合には、最後に点火してから所定時間Ｔ_LT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が適正範囲に移動したか否かを判定する（ステップＳ２００７）。このステップＳ２００７において、ＹＥＳと判定した場合には、矯正判定フラグＦ_EXPの値を１に変更し（ステップＳ２００８）、メインルーチンに復帰する。

他方、ステップＳ２００７において、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、コントロールユニット２は、点火後の経過時間Ｔが所定時間Ｔ_LTだけ経過していないかどうかをさらに判断し（ステップＳ２００９）、経過していない場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂに対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ２０１０）。他方、ステップＳ２００９において、点火後の経過時間Ｔが所定時間を経過してしまった場合には、コントロールユニット２は、矯正判定フラグＦ_EXPの値を２に変更し（ステップＳ２０１１）メインルーチンに復帰する。

図２０および図２１は、始動時正転制御サブルーチンＳ２２０を示すフローチャートである。

図２０を参照して、始動アシスト併用再始動制御サブルーチンＳ１２０内において、始動時正転制御サブルーチンＳ２２０が実行されると、スタータモータ駆動制御サブルーチンＳ２４０が並行して実行される。

このスタータモータ駆動制御サブルーチンＳ２４０と並行して、コントロールユニット２は、停止位置判定フラグＦ_STに基づき、停止時膨張行程気筒１２Ｂに対する燃焼の可否を判定する（ステップＳ２２０１）。具体的には、停止位置判定フラグＦ_STの値を読み取り、値が１、３、または４の何れかの場合には次のステップＳ２２０２に進み、これらの何れにも該当しない場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼と、停止時吸気行程気筒１２Ｃでの燃焼をも中止するようにしている（ステップＳ２２０３、Ｓ２２０６）。

但し、コントロールユニット２は、ステップＳ２２０３で停止時膨張行程気筒１２Ｂへの燃料噴射を中止した後、反転判定フラグＦ_REVの値を参照し、当該反転判定フラグＦ_REVの値が２以外であるか否かを判定する（ステップＳ２２０４）。

ピストン位置が適切で、逆転動作を実行した場合でも、この逆転動作で失火し、ステップＳ１１１１が実行された場合（逆転判定フラグＦ_REVが２の場合）、未燃燃料が停止時圧縮行程に残っているため、そのままの状態で正転動作を実行すると、温間時には停止時圧縮行程気筒１２Ａで自着火を来たすおそれがある。そこで、ステップＳ２２０４で反転判定フラグＦ_REVの値を参照し、当該反転判定フラグＦ_REVの値が２である場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼を中止する場合であっても、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対して追加燃料を噴射し、停止時圧縮行程気筒１２Ａの空燃比をオーバーリッチに設定して、自着火を防止することとしているのである。

ステップＳ２２０１において、停止位置判定フラグＦ_STの値が１の場合は、コントロールユニット２は、自動停止の際、ピストン１３が単独燃焼停止範囲Ｒにあるので、逆転動作の後、正転動作を行うためにこの時点で停止時膨張行程気筒１２Ｂを燃焼する必要のある場合である。停止位置判定フラグＦ_STの値が３の場合は、ピストン１３が併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２にあって、スタータモータ３６でエンジン本体１を駆動することにより停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼が可能な場合である。停止位置判定フラグＦ_STの値が４の場合は、ピストン１３が燃焼再始動不能範囲ＮＧ１、ＮＧ２にあるものの、スタータモータ３６でエンジン本体１を駆動することにより、ピストン１３を適正停止位置に変位させ、その後、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼が可能な場合である。従って、これらの場合には、他の条件を満たすことで、停止時膨張行程気筒１２Ｂに燃料を噴射し、燃焼によるトルクを得るようにしているのである。

これに対し、ステップＳ２２０１において、停止位置判定フラグＦ_STの値が２の場合は、上述したピストン位置矯正制御サブルーチン（ステップＳ２００）が実行されているので、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼は実行しないようにしている。また、停止位置判定フラグＦ_STの値が５の場合は、ピストン１３が図４で示したθ０からθ１の間にあるので、停止時膨張行程気筒１２Ｂに燃料を噴射しても気化霧化するまでに排気弁２０が開いてしまい、トルクを得ることができなくなる。従ってこの場合でも、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼は実行しないようにして、無駄な燃料噴射／点火動作を回避しているのである。

次に、ステップＳ２２０１において、停止位置判定フラグＦ_STの値が１、３、または４の何れかの場合、コントロールユニット２は、再始動判定フラグＦ_RSを参照する（ステップＳ２２０２）。ステップＳ２２０２において、再始動判定フラグＦ_RSの値が０以外の値の場合、停止時膨張行程気筒１２Ｂでは、燃焼再始動制御サブルーチンＳ１１０において、既に燃焼が実行されているか、失火が生じている場合である。停止時膨張行程気筒１２Ｂが既燃である場合には、燃料を噴射して点火しても、新気がないためトルクを出力できる燃焼を実行することはできない。また、停止時膨張行程気筒１２Ｂで失火が生じている場合には重ねて燃料を噴射してもオーバーリッチとなるため、失火するおそれが大きい。そこで再始動判定フラグＦ_RSの値が０以外の値の場合には、当該気筒での燃焼を中止しているのである。

仮にステップＳ２２０２での判定がＹＥＳの場合、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼制御サブルーチンＳ２３０が実行される。他方、ステップＳ２２０２での判定がＮＯである場合、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼は中止される。なお、燃焼制御サブルーチンＳ２３０の実行内容は、燃料噴射タイミングが、スタータモータ３６によってピストン１３が駆動された後になる点と、スタータモータ３６を併用するための処理（ステップＳ１１２１、Ｓ１１２３）が省略されている他は、実質的に図２０で説明した停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃料噴射制御と同じであるので、その詳細については説明を省略する。

ステップＳ２３０が実行された場合、或いはステップＳ２２０４において反転判定フラグＦ_REVの値が２である場合には、コントロールユニット２は、燃料気化霧化時間を考慮し、停止時圧縮行程気筒１２Ａに燃料を噴射させる（ステップＳ２２０７）。

他方、ステップＳ２２０５で停止時圧縮行程気筒１２Ａへの燃料噴射が中止された場合、コントロールユニット２は、再度、停止位置判定フラグＦ_STの値を参照する（ステップＳ２２０８）。参照された停止位置判定フラグＦ_STの値が１２または２２の場合、コントロールユニット２は、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射をも中止する（ステップＳ２２０９）。停止位置判定フラグＦ_STの値がこれら１２または２２の場合には、既に停止時吸気行程気筒１２Ｃでの燃焼が実行されているからである。

図２１を参照して、次に、ステップＳ２２０７を実行することにより停止時圧縮行程気筒１２Ａに燃料が噴射された場合、またはステップＳ２２０８で停止時吸気行程気筒１２Ｃでの燃料噴射が実行前であることを判定した場合、コントロールユニット２は、停止時吸気行程気筒１２Ｃの筒内空気密度を推定し、その推定値から停止時吸気行程気筒１２Ｃの空気量を算定する（ステップＳ２２２０）。次に、ステップＳ２１０１で推定した筒内温度に基づいて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する（ステップＳ２２２１）。

次に、ステップＳ２２２０で算定した停止時吸気行程気筒１２Ｃの空気量と、ステップＳ２２２１で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とから、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射量を算出する（ステップＳ２２２２）。

そして停止時吸気行程気筒１２Ｃ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、圧縮行程の後期まで遅延してなされる（ステップＳ２２２３、Ｓ２２２４）。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。

次いで、コントロールユニット２は、再始動判定フラグＦ_RSを参照し、値が２２であるか否かを判定する（ステップＳ２２２５）。仮に停止時吸気行程気筒１２Ｃが最初に圧縮行程を迎えた時点で、再始動判定フラグＦ_RSの値が２２であった場合、既に燃焼再始動制御Ｓ１１０において、再始動制御が実行されており、その結果、２番目の圧縮上死点を超えることができなかったわけであるから（図１７参照）、その場合には、最も自着火が発生しやすい停止時吸気行程気筒１２Ｃにおいて、自着火防止対策を講じる必要がある。かかる自着火防止対策として、本実施形態では、回転速度の影響について配慮している。すなわち、回転速度が低い場合には、熱伝導時間が長くなり、温間再始動時には、停止時吸気行程気筒１２Ｃの筒内が高温状態になり、燃料の噴射タイミングを上述のように遅延させたとしても、自着火が生じやすい状況になっている。

そこで、本実施形態では、クランキング用空燃比と回転速度のマップＭ１４をコントロールユニット２のメモリに記憶しておき、このマップＭ１４を参照しながら、エンジン回転速度Ｎｅに応じて、空燃比がリッチになるように追加燃料の噴射量を設定し（ステップＳ２２２６）、スタータモータ３６のピニオンギア３６ｄがリングギア３５と噛合するタイミングを検出し（ステップＳ２２２７）、噛合時に停止時吸気行程気筒１２Ｃに追加燃料を噴射することとしている（ステップＳ２２２８）。後述するように、スタータモータ３６のピニオンギア３６ｄがリングギア３５に噛合するタイミングは、ピストン１３が上死点を超えずにクランクシャフト３が逆転し、その後、エンジン回転速度Ｎｅが０に落ちた直後の時点であるので、このタイミングに追加燃料を噴射することにより、再度圧縮行程にある停止時吸気行程での気化霧化が促進され、自着火を回避することが可能となるのである。

その後は、停止時吸気行程気筒１２Ｃが圧縮上死点を超えたか否かを判定し（ステップＳ２２２９）、超えた場合には、停止時圧縮行程気筒１２Ａに点火して（ステップＳ２２３０）、元のルーチンに復帰する。

上述したように、アシスト併用再始動制御サブルーチン（ステップＳ２２０）においては、燃焼再始動制御（ステップＳ１１０）が実行できない場合、または燃焼再始動制御（ステップＳ１１０）の実行中にて燃焼再始動に不具合を来した場合には、表２の通り制御される。

表２を参照して、まず、停止位置判定フラグＦ_STの値が５の場合は、ピストン１３が図４で示したθ０からθ１の間にあるので、停止時膨張行程気筒１２Ｂに燃料を噴射しても気化霧化するまでに排気弁２０が開いてしまい、トルクを得ることができなくなる。従ってこの場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼は実行しないようにして、無駄な燃料噴射／点火動作を回避している。

次に、逆転判定フラグＦ_REVが２の場合は、再始動後、逆転時に失火した場合であるので（図１４参照）、この場合には、停止時吸気行程気筒１２Ａに自着火防止用の燃料を噴射して、いわゆる温間ロックを回避するようにしている（図２０参照）。

また、再始動判定フラグＦ_RSの値が０２の場合は、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼に失敗した場合であるので（図１５のステップＳ１１２３）、この場合には図２０の制御により、停止時膨張行程気筒１２Ｂへの燃料噴射（従って点火）が、ステップＳ２２０２によって中止される一方、停止時圧縮行程気筒１２Ａに対しては、スタータモータ３６による始動時の筒内圧力低減のための燃料が噴射され、停止時吸気行程気筒１２Ｃに対しては、燃料噴射が実行される。

また、停止位置判定フラグＦ_STの値が１２の場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼に成功したものの、トルクが充分に出力されなかった場合である（図１６のステップＳ１１３３）。この場合には、既に停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼が終了し、停止時圧縮行程気筒１２Ａへの燃料噴射が実行されているのであるが、逆転制御（ステップＳ１１０１からＳ１１１１）が実行されているので、停止時圧縮行程気筒１２Ａでは、自着火の問題が生じ得ず、温間ロックが生じるおそれはない。そこで、図２０のステップＳ２２０２の判定により、停止時膨張行程気筒１２Ｂおよび停止時圧縮行程気筒１２Ａへの燃料噴射が中止されるとともに、ステップＳ２２０８の判定により、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射も中止される（図２０参照）。

さらに、停止位置判定フラグＦ_STの値が２２の場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼に成功したものの、２番目の圧縮上死点を越えることができなかった場合である（図１６のステップＳ１１３３）。この場合には、既に停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼が終了し、停止時圧縮行程気筒１２Ａ、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射が実行されているので、図２０のステップＳ２２０２の判定により、停止時膨張行程気筒１２Ｂおよび停止時圧縮行程気筒１２Ａへの燃料噴射が中止されるとともに、ステップＳ２２０８の判定により、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射も中止される。

次に、図２２、図２３に基づき、スタータモータ駆動制御サブルーチンＳ２４０について説明する。

図２２はスタータモータ駆動制御サブルーチンＳ２４０のフローチャートであり、図２３は、同サブルーチンを実行した場合のタイミングチャートである。

各図を参照して、コントロールユニット２がスタータモータ駆動制御サブルーチンＳ２４０を実行すると、まず、現在のエンジン回転速度Ｎｅが検出され、０であるか否かが判定される（ステップＳ２４０１）。仮にエンジン回転速度Ｎｅが０の場合、コントロールユニット２は、直ちにスタータモータ３６を駆動すべきタイミングｔoutを決定する（ステップＳ２４０２）。

他方、エンジン回転速度Ｎｅが０ではない場合、コントロールユニット２は、エンジン回転速度Ｎｅが減速して最初に０になるクランク角度ＣＡ０を検出するのを待機する（ステップＳ２４０３）。次いで、エンジン回転速度Ｎｅが０の時のクランク角度ＣＡ０を起点として、当該クランク角度ＣＡが、それ以降エンジン回転速度Ｎｅが減速する所定のクランク角度ＣＡ１に到達するのを待機する（ステップＳ２４０３）。これは、エンジン回転速度Ｎｅが正転から逆転に転じて０になった時点では、信号の検出が困難になるので、回転速度Ｎｅが０になり、その後、逆向きに回転していることを検出できるタイミングＴ_CA1を基準とすることにより、確実な制御を図っているのである。

クランク角度ＣＡがＣＡ１に到達すると、コントロールユニット２は、ピストン１３の位置がＣＡ１に到達したタイミングＴ_CA1をアシスト起算タイミングとして演算の基準とする（ステップＳ２４０４）。

次いで、アシスト基準タイミングＴ_CA1から起算して、エンジン回転速度Ｎｅが逆転方向に転じてから再び正転方向に転じた後、０になるスタータモータ３６の０速度タイミングｔｐを算出し（ステップＳ２４０５）、さらに０速度タイミングｔｐに基づき、スタータモータ３６の噛合タイミング領域Ｔｓが算出される（ステップＳ２４０６）。この噛合タイミング領域Ｔｓは、採用されているスタータモータ３６の仕様に基づき、予めコントロールユニット２の記憶領域に記憶されているスタータモータ３６の仕様データに基づいて決定される。本実施形態では、リングギア３５が停止しているときに、当該リングギア３５と逆方向に約６０ｒｐｍの速度で駆動モータ３６ａがピニオンギア３６ｄを逆方向に駆動しながら噛合させる仕様であるため、噛合タイミング領域Ｔｓは、エンジン回転速度Ｎｅが０ｒｐｍから６０ｒｐｍとなる範囲に設定される。

さらに本実施形態では、バッテリ電圧からスタータモータ３６の駆動遅れ時間Ｔｄｙを算出する（ステップＳ２４０７）。本実施形態では、駆動モータ３６ａがピニオンギア３６ｄを逆方向に駆動しながら噛合させる仕様であるため、駆動信号の入力を受けてから、両ギア３５、３６ａが噛合するまでの間にタイムラグ（すなわち、駆動遅れ時間Ｔｄｙ）が生じることとなる。そこで、このステップＳ２４０７において、駆動遅れ時間Ｔｄｙを織り込んだタイミングｔoutを算出することとしている。

ステップＳ２４０７の後、コントロールユニット２は、上記演算に基づき、タイミングｔoutを演算する（ステップＳ２４０８）。なお、ステップＳ２４０２における演算においても、ステップＳ２４０５から２４０８と同様の演算を回転速度０として、実行している。

そして、ステップＳ２４０２またはステップＳ２４０８の後、コントロールユニット２は、タイミングｔoutのところで、駆動信号を出力し、スタータモータ３６を駆動する（ステップＳ２４０９）。この結果、スタータモータ３６のピニオンギア３６ｄが駆動モータ３６ａに駆動されてリングギア３５に噛合し、クランクシャフト３は、スタータモータ３６からの駆動力でアシストされ、メインフローにリターンする。

燃焼再始動またはスタータモータ併用により、始動開始から２回目の圧縮上死点を超えた後は、回転速度が所定回転数以上になったか否かを検出し（ステップＳ２４１０）、所定の回転速度が検出された場合には、スタータモータ３６の駆動を解除して処理を終了する（ステップＳ２４１１）。

図２４は、停止時における停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン停止位置が、燃焼再始動可能範囲（図４において、θ１からθ４までの範囲）から外れている場合の燃料噴射タイミングを示したタイミングチャートである。

図２４に示すように本実施形態では、停止時における停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン停止位置が、燃焼再始動可能範囲Ａから外れている場合、すなわち停止位置判定フラグＦ_STの値が４または５の場合には、図２６で示した制御により、図２４に示すように、停止時圧縮行程気筒１２Ａおよび停止時膨張行程気筒１２Ｂには燃料が噴射されないので、トルクが充分に生成されないピストン位置での燃料噴射が抑止され、未燃成分の排出を抑制し、燃費の向上を図ることが可能になる。また、ピストン停止位置に基づいて、燃料の噴射タイミングとスタータモータ３６の併用とを決定しているので、いわゆる自動停止後にエンジン本体１を強制燃焼させる自動停止システムでの再始動のみならず、モータとエンジン本体１を併用するハイブリッド車においても本実施形態を適用することが可能になる。

また本実施形態では、図４で示した燃焼再始動可能範囲のうち、停止時膨張行程気筒１２Ｂの上死点限界（停止時圧縮行程気筒１２Ａにおける下死点限界）θ３と同気筒１２Ａの上死点限界（停止時膨張行程気筒１２Ｂにおける上死点限界）θ２の間に設定される所定範囲を燃焼のみによって再始動可能な単独燃焼停止範囲Ｒと識別し、残余の燃焼再始動可能範囲をスタータモータ３６とエンジン本体１の燃焼とを併用可能な併用燃焼停止範囲Ａ１、Ａ２と識別するように設定されており、ピストン停止位置が併用燃焼停止位置である場合にスタータモータ３６を駆動するものである。このため本実施形態では、ピストン停止位置によって、エンジン本体１の燃焼のみによって再始動することが可能な範囲と、始動アシストとエンジン本体１の燃焼が併用される範囲とが識別されるので、ピストン停止位置に応じて、より好適なエンジン本体１の再始動動作を実現することが可能になり、始動時の安定性、迅速性をエンジン本体１の運転状況に応じて可及的に高めることが可能になる。

また本実施形態では、エンジン本体１の停止位置が前記併用燃焼停止範囲と判定された場合であって、停止時圧縮行程気筒１２Ａにあるピストン停止位置が当該圧縮行程の前半にある時には、前記ピストン１３が圧縮行程の中期に駆動されてから燃料を噴射するものである。このため本実施形態では、ピストン１３が停止時圧縮行程気筒１２Ａの前半にずれている場合において、燃焼による再始動が実行される際、スタータモータ３６によるエンジン本体１の駆動によって当該ピストン１３が燃料噴射に適切な位置に変位した後、燃料が噴射されるので、当該気筒において、より好適な燃焼特性を得ることができ、燃費を向上させることが可能になる。

また本実施形態では、停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン１３が前記燃焼再始動可能範囲のうち単独燃焼停止位置Ｒよりも上死点側（すなわち併用燃焼停止位置Ａ１）にあると判定された場合であって、運転状態が温間停止時であると判定されたときには、当該停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼により各気筒１２Ａ〜１２Ｄの停止位置をエンジン始動に好適な位置に矯正するようにコントロールユニット２が構成されており、コントロールユニット２は、各ピストン位置が矯正された後にスタータモータ３６を始動制御するものである。このため本実施形態では、エンジン本体１の停止時に再始動条件が成立した際、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの停止状態が、燃焼再始動に適しているか否かが判定される。仮に各気筒１２Ａ〜１２Ｄの停止状態が燃焼再始動に適していないと判定された場合であって、停止時膨張行程気筒１２Ｂ（または停止時圧縮行程気筒１２Ａ）が当該行程の前半にあるときには、停止時膨張行程気筒１２Ｂで燃焼が行われる。この結果、各気筒１２Ａ〜１２Ｄは所定量正転する。この正転によってエンジン本体１は、スタータモータ３６によるエンジン始動に好適な位置に移動する。ここで、本実施形態では、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼によってエンジン本体１の各ピストン位置を矯正しているので、この矯正動作によって、自着火が起こりやすい停止時圧縮行程気筒１２Ａや停止時吸気行程気筒１２Ｃの筒内が大気圧に戻ってしまう結果、スタータモータ３６を駆動させた後は、これらの気筒での過度な圧力上昇を抑制することが可能になり、自着火を効果的に防止することが可能になる。コントロールユニット２が停止時膨張行程気筒１２Ｂを燃焼させるタイミングとしては、自動停止条件成立後再始動条件成立前のエンジン本体１停止時であることが好ましい。尤も、自動停止条件成立後のエンジン本体１停止前に再始動条件が成立する場合もあるので、再始動条件が成立するのを待って停止時膨張行程気筒１２Ｂを燃焼させるようにしてもよい。

また本実施形態では、コントロールユニット２は、少なくともスタータモータ３６の作動時に、エンジン本体１停止時に圧縮行程にあった気筒に対して燃料を噴射するものである。このため本実施形態では、スタータモータ３６によってエンジン本体１が再始動を開始する際、圧縮行程にある気筒に燃料が噴射されるので、気化潜熱で当該圧縮行程にある気筒の筒内圧力が低下し、より確実に自着火を防止することが可能になる。

また本実施形態では、停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン停止位置が前記燃焼再始動可能範囲よりも上死点側に外れていると判定した場合であって所定温度に満たない冷間時であると判定されたときには、停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼を中止するものである。このため本実施形態では、比較的温間ロックが生じやすい温間運転時にのみ停止時膨張行程気筒１２Ｂでの燃焼が実行され、確実に温間ロックが防止されるとともに、温間ロックが生じにくい冷間時には、通常の燃焼再始動またはスタータモータ３６によるアシスト駆動が実行されることにより、迅速且つ確実な再始動を実現することが可能になる。

以上説明したように、本実施形態によれば、停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃焼による再始動が可能な燃焼再始動可能範囲から外れている場合には、停止時膨張行程気筒１２Ｂと停止時圧縮行程気筒１２Ａには燃料が噴射されないので、トルクが充分に生成されないピストン位置での燃料噴射が抑止され、未燃成分の排出を抑制し、燃費の向上を図ることが可能になる結果、エンジン本体１の停止状態に応じて好適な再始動制御を実行することにより、安定性や迅速性の向上を図ることができるという顕著な効果を奏する。

上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。

次に本発明の別の実施形態について説明する。

エンジン本体１が強制的に停止した場合、停止時膨張行程気筒を燃焼させた後に圧縮行程を迎える気筒（主として停止時吸気行程気筒）で自着火が生じると、その気筒でピストンが大きな反力を受け、ノッキングが生じて再始動に失敗することになる。特に、スタータモータ３６を併用して再始動を実行しなければならない場合、スタータモータ３６のピニオンギア３６ｄとエンジン本体１のリングギア３５の噛合時に自着火が生じると、その逆トルクによって両ギア３５、３６ｄがロックしてするおそれもある。そこで本実施形態では、燃焼再始動時の自着火を防止するために、燃料のリークを自着火防止の対策事項としている。本実施形態のように、燃料噴射弁１６が燃焼室１４に臨む直噴式のエンジンでは、エンジン本体１の停止時に各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内では燃料噴射弁１６の噴孔からリーク出した燃料が気化して、混合気が形成されている。そして、再始動時に、停止時吸気行程気筒１２Ｃ内で自着火を生じる場合が考えられる。

図２５および図２６は停止時吸気行程気筒１２Ｃの圧縮行程において、燃料リーク量Ｑ_L毎に噴射タイミングと自着火との関係を示すグラフである。なお各図において、Ａｇ１は、自着火が生じなかった範囲、Ａｇ２〜Ａｇ４は、自着火が発生した燃料噴射タイミングの範囲を示しており、Ａｇ２は、上死点経過後２０°ＣＡから１０°ＣＡ、Ａｇ３は、上死点経過後１０°ＣＡから０°ＣＡ、Ａｇ４は、上死点経過前０°ＣＡから１０°ＣＡであることをそれぞれ示している。また図２５はサージタンク２１ｂ内の温度が７５℃のときのグラフであり、図２６は１００℃のときのグラフである。

図２５（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、燃料リークが全くない場合、燃料噴射タイミングが圧縮行程中期（約９６°ＣＡ）のところから前半になるほど、自着火が生じやすい範囲Ａｇ４の面積が広くなる傾向がある。他方、同じ燃料噴射タイミングであっても、燃料リーク量Ｑ_Lが多い場合（Ａ／Ｆで３０以下）には、オーバーリッチになるため、かえって自着火は生じにくくなる。さらに、図２５の（Ａ）と図２６の（Ａ）、並びに図２５（Ｃ）と図２６の（Ｂ）を比較して、リーク量Ｑ_Lが同じであっても、吸気温度が高いと、自着火が生じやすくなる範囲Ａｇ４は、広くなる傾向がある。そこで、本実施形態では、リーク量Ｑ_Lに応じて、停止時吸気行程気筒１２Ｃに追加燃料を噴射することにより、自着火の防止を図っている。

図２７は燃料リーク量Ｑ_Lを測定する際のタイミングチャートであり、図２８は停止中の各気筒１２Ａ〜１２Ｄでの燃料リーク量Ｑ_Lを測定するためのフローを示すフローチャートである。

本実施形態のエンジン制御システムでは、エンジン本体１が手動で停止された後、すなわちイグニションスイッチの操作に応じてエンジン本体１が停止（手動停止）されたときに、時間の経過に応じて各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内にリークする燃料の量を学習し、この学習結果に基づいて、再始動の際に各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に新たに噴射する燃料の量を補正できるようにしている。

以下に、エンジン本体１の手動停止後に所定の気筒（図示の例では停止時膨張行程気筒１２Ｂ）の燃料リーク特性を学習する制御の手順を、主に図２８のフローチャート図に基づいて説明する。このフローはエンジン本体１の運転状態からスタートし、まず、図略のイグニションスイッチがオフ操作されたかどうか判定する（ステップＳ４１）。そして、オフ操作されていなければ、操作されるまで待機する一方、オフ操作されれば、コントロールユニット２は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料噴射を停止し（ステップＳ４２）、スロットル弁２３を所定期間、開くように制御する（ステップＳ４３）。これにより前記自動停止の場合と同様に各気筒１２Ａ〜１２Ｄの十分な掃気が行われ、また、排気通路２２の触媒３７に多量の新気が供給される。

続いて、クランク角センサ３０、３１からの信号に基づいてエンジン本体１の停止（完全な停止）を確認する（ステップＳ４４）。エンジン本体１が停止するまでは（ＮＯ）待機する一方、エンジン本体１の停止が確認されれば（ＹＥＳ）、エンジン運転中の気筒識別の結果から膨張行程で停止する気筒１２Ｂを検出し、前記クランク角信号に基づいてその気筒１２Ｂにおけるピストンの停止位置を検出する（ステップＳ４５）。

続いて、前記停止時膨張行程気筒１２Ｂのピストン停止位置に基づいて、当該気筒１２Ｂ内の空気量を算出する（ステップＳ４６）。また、ステップＳ４７では、図２７（Ａ）に模式的に示すように、設定時間間隔（例えば２５ミリ秒間隔）で前記停止時膨張行程気筒１２Ｂの点火プラグ１５に通電し（ステップＳ４７）、クランク角センサ３０、３１からの信号のエッジが検出されたか否かにより、ピストン１３が動いたかどうか判定する（ステップＳ４８）。

エンジン本体１の停止後は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄにおいてそれぞれ燃料噴射弁１６の噴孔から少しずつリークする燃料が高温の気筒１２内で気化して混合気を形成する。そして、吸気弁１９および排気弁２０の閉じている停止時圧縮行程気筒１２Ａや停止時膨張行程気筒１２Ｂにおいては、図２７（Ｂ）に示すように燃料のリーク量Ｑ_Lが増加するに従って、当該気筒１２内の空燃比が徐々にリッチ側に変化してゆき、着火可能な状態になれば、前記の如く繰り返される点火によって混合気に着火し、燃焼することによりピストン１３が動いて、クランク角信号が立ち上がることになる（同図（Ｃ）のエッジ検出）。

前記停止時膨張行程気筒１２Ｂ内にリーク出した燃料の量が未だあまり多くなっておらず、当該気筒１２Ｂ内の空燃比が着火限界よりもリーンであれば、いくら点火しても混合気には着火せず、前記ステップＳ４８の判定はＮＯとなって、ステップＳ４７にリターンし、点火を継続する。そして、時間の経過とともに停止時膨張行程気筒１２Ｂ内にリーク出た燃料の量が多くなって、当該気筒１２Ｂ内の空燃比が着火限界よりもリッチになれば、混合気に着火してピストン１３が動き、これによりクランク角信号のエッジが検出されると（ステップＳ４８でＹＥＳ）、エンジン本体１の停止からの経過時間を計測しているタイマの値を読み込む（ステップＳ４９）。

続いて、前記ステップＳ４６にて求めた停止時膨張行程気筒１２Ｂ内の空気量と、混合気のリーン側の着火限界に対応づけて予め設定された空燃比（例えばＡ／Ｆで４０くらい）とに基づいて、停止時膨張行程気筒１２Ｂ内にリーク出した燃料の量を算出し、この燃料の量と、ステップＳ４９にて読み込んだ計測時間とに基づいて、当該気筒１２における燃料リーク量Ｑ_Lの時間変化を推定する（ステップＳ５０）。続いて、ステップＳ５１において、停止時膨張行程気筒１２Ｂの燃料リーク特性テーブルを前記の推定結果により修正して、更新し（ステップＳ５２）、制御終了となる。

ここで、前記の燃料リーク特性テーブルというのは、図２７（Ｂ）に示されるように、時間の経過に伴って燃料のリーク量Ｑ_Lが増加する様子を、横軸に時間経過を取り、縦軸に燃料のリーク量Ｑ_Lを取って直線乃至曲線のグラフとして表したものである。すなわち、時間当たりの燃料のリーク量Ｑ_Lが略一定であると近似すれば、燃料リーク特性は、図に実線で示すような直線のグラフで表され、そのグラフの傾きが前記推定結果に応じて変更されることになる。なお、時間当たりの燃料のリーク量Ｑ_Lは燃圧の高いときほど多いと考えることもできるので、図に破線で示すような曲線のグラフで表してもよい。そして、こうして気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に修正、更新される燃料リーク特性テーブルからエンジン停止後の経過時間に対応する燃料リーク量Ｑ_Lを読み出せば、該各気筒１２内にリーク出した燃料の量を正確に推定することができる。なお、前記のフローでは、エンジン本体１の停止後に膨張行程にある気筒１２Ｂに繰り返し点火して、この気筒１２Ｂにおける燃料リーク特性を推定するようにしているが、この推定は、吸気弁１９および排気弁２０が閉じている気筒１２であれば行うことができるので、圧縮行程にある気筒１２Ａで行うようにしてもよい。

図２８に示した学習制御のフローのステップＳ４２により、イグニションスイッチがオフ操作されたときに各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料供給を停止して、エンジン本体１を停止させる手動停止手段２ｄが構成されている。

そして、前記フローのステップＳ４９〜Ｓ４１１により、前記膨張行程気筒１２内の空気量と、リーン側の着火限界に対応する設定空燃比とに基づいて、前記着火の判別時点における気筒１２内の燃料リーク量Ｑ_Lを算出するとともに、エンジン本体１の停止から前記着火判別時までの時間を計測して、その計測時間と前記燃料リーク量Ｑ_Lとに基づいて当該気筒１２の燃料リーク特性（燃料リーク量Ｑ_Lの時間変化特性）を推定し且つ記憶する学習手段２ｈが構成されている。なお、燃料リーク量Ｑ_Lのデータは、気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に収集され、メモリに記憶されるようになっている。

なお、本実施形態のエンジン制御システムでは、燃料リーク特性の推定をエンジン本体１の手動停止時にのみ行うようにしているが、これに限らず、自動停止等の自動停止のときにも燃料リーク特性を推定することができる。但し、この場合には、上述したように、推定気筒１２内の空気が消費され、既燃ガスが発生することで、その後の自力始動が困難になるから、自動停止後の再始動時であっても始動モータによりクランキングを行い、これによりエンジン本体１を確実に始動することが好ましい。また、そのようにエンジン本体１の再始動時にクランキングを行うと、これに伴う振動や騒音が運転者に違和感を与えるおそれがあるので、好ましくは、自動停止のときに燃料リーク特性の推定を行うのは例えば５０〜１００回に１回（予め設定した回数に１回）程度の割合とすべきである。このように再始動時に時折、燃料リーク特性の推定を行うようにするだけでも、元々、その自動停止の回数が手動停止に比べて格段に多いことから、燃料リーク量Ｑ_Lの学習頻度が大幅に高くなり、これにより、燃料噴射弁１６の個体ばらつきやその経年変化を早期に学習して、再始動時の燃料噴射制御に反映させることができる。

次に、リーク量Ｑ_Lを加味した始動制御の手順について説明する。なお以下の説明では、上述した実施形態と同様の事項については、重複する記載を省略し、専ら、変更箇所のみについて説明する。

まず、本実施形態においては、表３に基づくフラグを使用して、制御を実行するようにしている。このフラグもまた、本実施形態の動作を説明する上で論理的に構築されているものであり、必ずしも、プログラム上で設定されていることを要する訳ではない。

リーク量判定フラグＦ_LKは、各気筒のリーク量Ｑ_Lが所定の許容値Ｑ_LT以内であるか否かを示すフラグであり、０の場合は、判定前の状態、１の場合は、基準範囲内（リーク量Ｑ_L小）の状態、２の場合は、基準範囲外（リーク量Ｑ_L大）の状態であることを示すものである。初期値は０である。なお、後述するように、リーク量判定フラグＦ_LKは、停止時圧縮行程気筒１２Ａと停止時吸気行程気筒１２Ｃとにおいて設定されるので、それらは、添え字「＿ＣＯＭ」、「＿ＩＴＫ」でそれぞれ識別されるようになっている。

図２９を参照して、本実施形態のエンジン本体１の再始動制御は、ステップＳ６１でエンジン本体１の停止が確認された後、ステップＳ６４の判定に移行する前に、燃料リーク量上の補正制御サブルーチンＳ１００を実行するように構成されている。

図３０は、メインルーチンに含まれる燃料噴射量設定制御サブルーチンのフローチャートである。

図３０を参照して、燃料噴射量設定制御サブルーチンが実行されると、まず、メモリから停止時圧縮行程気筒のリーク量Ｑ_Lが読み出され（ステップＳ１００１）、基準となる許容値Ｑ_STと比較される（ステップＳ１００２）。仮にリーク量Ｑ_Lが許容値Ｑ_ST以内であれば、リーク量判定フラグＦ_LKは、１と設定され（ステップＳ１００３）、許容値Ｑ_STを超えている場合には、２と設定される（ステップＳ１００４）。次いで、停止時吸気行程気筒のリーク量Ｑ_L判定が終了しているか否かが判定され（ステップＳ１００５）、終了している場合には、メインルーチンに戻り、終了していない場合には、メモリから停止時吸気行程気筒のリーク量Ｑ_Lが読み出され（ステップＳ１００１）、ステップＳ１００２にリターンして同様の処理が実行され、メインルーチンに戻る。

図３１以下の燃焼再始動制御サブルーチンを参照して、本実施形態における燃焼再始動制御サブルーチンＳ１１０では、ステップＳ１１０４またはステップＳ１１０５での演算に際し、燃料リーク特性テーブルＭ１０に基づいて、燃料リーク量Ｑ_Lに基づく補正がなされるようになっている点が上述した実施形態と異なっている。

次に、図３２を参照して、逆転動作から正転動作に移行する際にステップＳ１１１２での演算を実行するに当たり、本実施形態では、燃料リーク特性テーブルＭ１０に基づいて、燃料リーク量Ｑ_Lに基づく補正がなされるようになっている。

次に、図３３を参照して、始動時正転制御Ｓ２２０を実行するに際し、ステップＳ２３０が実行された場合、本実施形態では、コントロールユニット２は、圧縮行程気筒１２Ａのリーク量判定フラグＦ_{LK_COM}を参照し、リーク量Ｑ_Lを判定する（ステップＳ２２０６）。仮にリーク量判定フラグＦ_{LK_COM}の値が２である場合、すなわち圧縮行程気筒１２Ａのリーク量Ｑ_Lが多い場合には、燃料気化霧化時間を考慮し、停止時圧縮行程気筒１２Ａに燃料を噴射させる（ステップＳ２２０７）。他方、図２５および図２６で説明したように、リーク量Ｑ_Lが比較的少ない場合（ステップＳ２２０６においてリーク量判定フラグＦ_{LK_COM}の値が１である場合）に圧縮行程を迎える気筒に燃料を噴射すると、その燃料噴射によって自着火が生じやすくなる。そこで、ステップＳ２２０６において、リーク量Ｑ_Lが少ないと判定された場合（ステップＳ２２０６でＮＯと判定された場合）には、停止時圧縮行程気筒１２Ａへの燃料噴射を中止することとしている。なおこのステップＳ２２０６において、参照されたリーク量判定フラグＦ_{LK_COM}の値が０である場合、フェールセーフの観点から燃料噴射が実行される。

また、本実施形態では、ステップＳ２２０７を実行することにより、停止時圧縮行程気筒１２Ａに燃料が噴射された場合（ステップＳ２２０７）、またはステップＳ２２０８で停止時吸気行程気筒１２Ｃでの燃料噴射が実行前であることを判定した場合、コントロールユニット２は、停止時吸気行程気筒１２Ｃに係るリーク量判定フラグＦ_{LK_ITK}を参照し、その値が１の場合には、停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射を中止するように設定されている（ステップＳ２２１０）。停止時吸気行程気筒１２Ｃは、再始動時に最も自着火が生じやすい気筒であるので、燃料リーク量Ｑ_Lが少ない場合にスタータモータ３６を併用する場合は、自着火回避のために停止時吸気行程気筒１２Ｃへの燃料噴射を防止することとしているのである。

以上説明したように、本実施形態では、図３３で説明したように、燃料のリーク量Ｑ_Lが比較的少ない状態でスタータモータ３６が駆動された場合には、当該スタータモータ３６が駆動された後、最初に圧縮行程を迎える気筒に対して燃料がカットされるので、当該気筒において自着火を防止することが可能になる。これは図２５および図２６で示したように、燃料リーク量Ｑ_Lが比較的少ない場合に圧縮行程を迎える気筒に燃料を噴射すると、その燃料噴射によって自着火が生じやすくなる一方、燃料リーク量Ｑ_Lが比較的多い場合には、燃料噴射によってオーバーリッチとなり、自着火が生じにくくなることに着目して、燃料噴射の是非を燃料リーク量Ｑ_Lに基づいて変更することとしたものである。このような燃料噴射制御により、スタータモータ３６を併用して再始動制御を実行する際、スタータモータ３６を駆動した後に圧縮行程を迎える気筒において自着火を確実に防止することができるので、温間ロックを回避し、始動性を高めることが可能になる。

また本実施形態では、再始動条件が成立した際、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒１２Ａでの燃焼によってエンジン本体１を逆転させた後、停止時膨張行程気筒１２Ｂにて燃焼を実行するものであり、コントロールユニット２は、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒１２Ｂの燃料リーク量Ｑ_Lが前記しきい値未満の場合には、スタータモータ３６の作動後に最初に圧縮行程を迎える気筒への燃料噴射を停止し、前記しきい値以上のときは当該気筒の圧縮行程中期に燃料を噴射するものである。このため本実施形態では、最も自着火の生じやすい停止時吸気行程気筒１２Ｃに対しても、所定条件下で燃料がカットされるので、より確実な温間ロックを図ることが可能になる。

また本実施形態では、自動停止時における前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄのピストン停止位置を識別する機能をコントロールユニット２に持たせ、コントロールユニット２は、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒１２Ａが、前記燃焼再始動可能範囲外（本実施形態では、燃焼再始動不能範囲ＮＧ１、ＮＧ２）で停止していたときには、リーク量Ｑ_Lに拘わらず当該気筒１２Ａへの燃料をカットするものである。停止時圧縮行程気筒１２Ａのピストン位置が燃焼再始動不能範囲ＮＧ１、ＮＧ２にある場合には、リーク量Ｑ_Lが少なくても自着火が生じにくくなることから、燃料の噴射をカットすることにより、未燃燃料が排出されるのを抑制し、排気性能の向上と自着火防止とを両立させている。

また本実施形態では、コントロールユニット２は、図１１で説明した所定時間範囲では、当該エンジン本体１の吸気通路の空気温度が急上昇する運転状態のときに前記所定の温間状態であると判定するものである。このため本実施形態では、例えば、高速運転後のエンジン本体１自動停止時においては、エンジン本体１ルーム内の温度が急上昇するので、吸気通路の空気温度が急上昇する運転状態には、温間状態であると判定して、リーク量Ｑ_Lに基づく燃料噴射の可否を決定することが可能になる。

このように本実施形態においては、燃料リークに起因する自着火を確実に防止することができるので、自動停止システムにおいて、再始動要求があった際にスタータモータ３６を併用するに当たり、確実に温間ロックを防止することのできる多気筒４サイクルエンジン本体１の制御装置を提供することができるという顕著な効果を奏する。

上述した実施形態は本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。

例えば本発明は、この実施形態のように最初にエンジン本体１を少しだけ逆転させて、停止時膨張行程気筒１２の混合気を圧縮した後に点火するようにしたエンジン制御システムだけでなく、最初に停止時膨張行程気筒１２に点火して、これによりエンジン本体１を再始動するようにしたものにも適用可能である。

また、スタータモータは、再始動時のトルクを加勢するアシスト手段であってもよく、モータ駆動用車両の駆動用モータであってもよい。

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施形態に係るエンジン制御システムの概略構成図である。 前記エンジン制御システムの吸気系および排気系の構成を示す模式図である。 スタータモータの構成を示す一部破断断面略図である。 停止時におけるピストン停止範囲の適否を示す概略図である。 エンジンの自動停止制御についての説明図であり、（Ａ）は停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置、（Ｂ）は停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒と空気量との関係を示す説明図である。 エンジンの停止期間におけるエンジン回転速度、クランク角、スロットル開度、吸気圧力の変化を模式的に示す説明図である。 エンジン停止期間における圧縮上死点での回転速度とエンジン停止後のピストン位置との相関関係を示す分布図である。 停止制御の手順を示すフローチャート図である。 停止制御の手順を示すフローチャート図である。 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。 自動停止したエンジンの停止位置と自着火発生タイミングとの関係を示すグラフである。 前記エンジン制御システムにおけるエンジンの始動手順を示す模式図である。 再始動制御のメインフローを示すフローチャートである。 燃焼再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 燃焼再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 燃焼再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 燃焼再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 アシスト併用再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 ピストン位置矯正制御サブルーチンのフローチャートである。 始動時正転制御サブルーチンを示すフローチャートである。 始動時正転制御サブルーチンを示すフローチャートである。 スタータモータ駆動制御サブルーチンのフローチャートである。 同サブルーチンを実行した場合のタイミングチャートである。 燃料噴射タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 停止時吸気行程気筒の圧縮行程において、燃料リーク量毎に噴射タイミングと自着火との関係を示すグラフである。 停止時吸気行程気筒の圧縮行程において、燃料リーク量毎に噴射タイミングと自着火との関係を示すグラフである。 燃料リーク量を測定する際のタイミングチャートである。 停止中の各気筒での燃料リーク量を測定するためのフローを示すフローチャートである。 再始動制御のメインフローを示すフローチャートである。 メインルーチンに含まれる燃料噴射量設定制御サブルーチンのフローチャートである。 燃焼再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 燃焼再始動制御サブルーチンを示すフローチャートである。 始動時正転制御サブルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン本体
２ コントロールユニット
３ クランクシャフト
１２Ａ 停止時圧縮行程気筒
１２Ｂ 停止時膨張行程気筒
１２Ｃ 停止時吸気行程気筒
１２Ｄ 停止時排気行程気筒
１３ ピストン
１４ 燃焼室
１５ 点火プラグ
１６ 燃料噴射弁
２５ エアフローセンサ
２６ 吸気圧センサ
２７ 点火装置
２８ オルタネータ
２９ 吸気温センサ
３０、３１ クランク角センサ
３２ カム角センサ
３３ 水温センサ
３４ アクセル開度センサ
３５ リングギア
３６ スタータモータ
３６ａ 駆動モータ
３６ｄ ピニオンギア

Claims (11)

1. 自動停止後のエンジンを再始動する条件が成立した際に少なくとも当該エンジン停止時に膨張行程にあった停止時膨張行程気筒での燃焼によってエンジンを再始動させる多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   停止中のエンジンを少なくとも始動アシスト可能な電動駆動手段と、
   エンジン停止時における前記各気筒のピストン停止位置を識別するピストン停止位置識別手段と、
   前記ピストン停止位置識別手段によって識別された各気筒のピストン停止位置が前記停止時膨張行程気筒での燃焼による燃焼再始動に適しているか否かを判定する燃焼再始動判定手段と、
   前記燃焼再始動判定手段の判定に基づいて前記電動駆動手段を駆動制御する電動駆動制御手段と、
   前記燃焼再始動判定手段の判定に基づいて、前記各気筒の燃料噴射弁の動作タイミングを制御する燃料噴射制御手段と
   を備え、
   前記ピストン停止位置識別手段が識別した前記停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が、燃焼による再始動が可能な下死点限界と上死点限界とによって決定される燃焼再始動可能範囲から外れていると前記燃焼再始動判定手段が判定した場合には、前記燃料噴射制御手段は、再始動を開始してから最初の圧縮上死点までにおける停止時膨張行程気筒への噴射と停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒に対する最初の圧縮上死点までにおけるタイミングでの噴射とを停止するとともに、前記電動駆動制御手段が電動駆動手段を駆動するようになっており、
   また、前記ピストン停止位置識別手段は、前記燃焼再始動可能範囲の前記下死点限界と上死点限界の間に設定される一部の所定範囲を燃焼のみによって再始動可能な単独燃焼停止範囲と識別し、残余の燃焼再始動可能範囲を、電動駆動手段とエンジンの燃焼とを併用可能な併用燃焼停止範囲と識別するように設定されていて、前記電動駆動制御手段は、前記ピストン停止位置識別手段が識別したピストン停止位置が前記併用燃焼停止範囲内である場合に電動駆動手段を駆動するようになっており、
   更に、少なくとも再始動要求時の前記エンジンの筒内温度を推定可能な運転状態検出手段と、前記ピストン停止位置識別手段によって前記停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が前記燃焼再始動可能範囲のうち前記単独燃焼停止範囲よりも上死点側にあると判定された場合であって、前記運転状態検出手段によって運転状態が温間停止時であると判定されたときには、当該停止時膨張行程気筒での燃焼により停止時圧縮行程気筒のピストン位置を圧縮行程前半側に矯正する停止位置矯正手段とを備えていて、前記電動駆動制御手段は、前記停止位置矯正手段によって各ピストン位置が矯正された後に前記電動駆動手段を始動制御するようになっていることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
2. 請求項１記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は、エンジンの停止位置が前記単独燃焼停止範囲外と判定された場合であって、前記停止時圧縮行程気筒にあるピストンの停止位置が当該圧縮行程の前半にある場合には、前記ピストンが圧縮行程の中期に駆動されてから燃料を噴射するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は、少なくとも電動駆動手段の作動時に、エンジン停止時に圧縮行程にあった気筒に対して燃料を噴射するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記停止位置矯正手段は、前記燃焼再始動判定手段が前記ピストン停止位置識別手段によって検出された前記停止時膨張行程気筒のピストン停止位置が前記燃焼再始動可能範囲よりも上死点側に外れていると判定した場合であって前記運転状態検出手段が所定温度に満たない冷間時であると判定したときには、前記停止時膨張行程気筒でのピストン位置矯正用の燃焼を中止するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   燃焼再始動が、一旦、停止時圧縮行程気筒での燃焼により前記エンジンを逆転させた後、前記停止時膨張行程気筒での燃焼により前記エンジンを正転させて行われるものであり、
   前記電動駆動制御手段は、前記停止位置矯正手段が前記停止時膨張行程気筒での燃焼を実行した場合には、前記停止時圧縮行程気筒での逆転用の燃焼を中止した後、電動駆動手段を作動させてエンジンを正転させるものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記エンジンの自動停止時に吸気行程にあった停止時吸気行程気筒に対し、当該停止時吸気行程気筒が圧縮行程上死点を超えた後に該停止時吸気行程気筒に点火する点火制御手段を設けていることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は、前記エンジンの自動停止時に吸気行程にあった停止時吸気行程気筒に対し、当該停止時吸気行程気筒が圧縮行程にある時に燃料を噴射するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射弁からの各気筒への燃料リーク量を判定する燃料リーク量測定手段を設け、前記燃料リーク量測定手段による燃料リーク量の測定値に基づいて、前記再始動の条件が成立した時に前記始動アシスト手段を併用して前記エンジンを再始動させるようになっており、
   前記燃料噴射制御手段は、前記運転状態検出手段が所定の温間状態を検出した場合において、前記燃料リーク量の測定値が所定のしきい値未満のときは前記始動アシスト手段の作動後に最初に圧縮行程を迎える気筒への燃料噴射を停止し、前記しきい値以上のときは当該気筒の圧縮行程中期に燃料を噴射するものである
   ことを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
9. 請求項８記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
   前記エンジンの再始動は、再始動条件が成立した際、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒での燃焼によってエンジンを逆転させた後、前記停止時膨張行程気筒にて燃焼を実行して行われようになっており、
   前記燃料噴射制御手段は、停止時に吸気行程にあった停止時吸気行程気筒の燃料リーク量が前記しきい値未満の場合には、前記電動駆動手段の作動後に最初に当該停止時吸気行程気筒が圧縮行程を迎える際に燃料噴射を停止し、前記しきい値以上のときは当該気筒の圧縮行程中期に燃料を噴射するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
10. 請求項９記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
    前記燃料噴射制御手段は、停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒のピストン位置が、前記燃焼再始動可能範囲外に停止していたときには、リーク量に拘わらず燃料をカットするものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
11. 請求項１から１０の何れか１項に記載の多気筒４サイクルエンジンの制御装置において、
    前記運転状態検出手段は、当該エンジンの吸気通路の空気温度が急上昇する運転状態のときに前記所定の温間状態であると判定するものであることを特徴とする多気筒４サイクルエンジンの制御装置。
    

Images