(57)【要約】【課題】  エンジン停止前に噴射した燃料の圧縮自己着火を防止することにより、エンジンの再始動性能を確実に向上させることができる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】  エンジンのクランクシャフトを駆動させる再始動モータ２０と、エンジンの自動停止期間中に上記再始動モータ２０の駆動を制御するモータ制御手段４５とを備え、各気筒の列で両端に配設されたもののうち、少なくとも何れか一方の気筒がエンジン停止時に膨張行程となるように上記モータ制御手段４５を制御する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒が一列に配設されたエンジンを備えた車両において予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動停止させるとともに、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程となる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する一方、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、再始動モータを作動状態としてエンジンの出力軸を駆動させるとともに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させる車両の制御装置であって、
エンジンの自動停止期間中に上記再始動モータの駆動を制御するモータ制御手段を備え、
上記各気筒の列で両端に配設されたもののうち、少なくとも何れか一方の気筒がエンジン停止時に膨張行程となるように上記モータ制御手段を制御することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
上記モータ制御手段は、エンジンの自動停止の所定の実行回数ごとに、上記各気筒の列で両端に配設されたものが交互に膨張行程となるように、上記モータ制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときに再始動させるように構成された車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費低減及びＣＯ2排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に運転者により車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御（いわゆるアイドルストップ制御）の技術が開発されている。
【０００３】
この種のアイドルストップ制御においては、エンジン停止後における再始動性能を向上すべく、エンジン停止時に膨張行程となる気筒（以下、膨張行程気筒と称す）に対してエンジン停止前に予め燃料を噴射しておき、この燃料を再始動時に燃焼させることも行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４２８７６号公報（特に〔０１８３〕段落及び〔図２３〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のように、膨張行程気筒に対してエンジン停止前に予め燃料を噴射するアイドルストップ制御においては、当該気筒において、先行する圧縮行程時に上記噴射燃料の混合気が圧縮自己着火してしまうおそれがあった。
【０００５】
したがって、上記特許文献１のアイドルストップ制御では、再始動時の燃焼を想定して予め噴射された燃料がエンジン停止前に燃焼してしまうおそれがあり、エンジンの再始動性能を確実に向上させることが困難だった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジン停止前に噴射した燃料の圧縮自己着火を防止することにより、エンジンの再始動性能を確実に向上させることができる車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、複数の気筒が一列に配設されたエンジンを備えた車両において予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを自動停止させるとともに、エンジンの自動停止時に少なくとも膨張行程となる気筒に対してエンジンの停止直前に燃料を噴射する一方、エンジンの自動停止後に予め設定された再始動条件が成立したときに、再始動モータを作動状態としてエンジンの出力軸を駆動させるとともに、上記停止直前の燃料噴射により生成された混合気に点火してエンジンを再始動させる車両の制御装置であって、エンジンの自動停止期間中に上記再始動モータの駆動を制御するモータ制御手段を備え、上記各気筒の列で両端に配設されたもののうち、少なくとも何れか一方の気筒がエンジン停止時に膨張行程となるように上記モータ制御手段を制御するものである。
【０００８】
本発明によれば、エンジンの自動停止時に膨張行程となる気筒（以下、膨張行程気筒と称す）を、各気筒の列の端のものとすることにより、エンジンの自動停止前に噴射された燃料（以下、停止前噴射燃料と称す）が過度に加熱されるのを抑制して、この燃料により生成された混合気が膨張行程気筒において先行する圧縮行程で圧縮自己着火するのを抑制することができる。
【０００９】
すなわち、エンジンの自動停止状態においては、通常運転時の燃焼による熱がエンジン自体（シリンダ等）に残留しており、この熱との間に生じる熱交換によって燃料室内の気体、つまり、停止前噴射燃料により生成された混合気が加熱されることになるが、本発明では、各気筒列の端に配設された気筒、つまり、他の気筒が両側に隣接せず片側の外気側へ上記残留熱を放熱することができる気筒に対して、燃料の停止前噴射を実行するようにしているので、他の気筒が両側に隣接している気筒と比較して上記熱交換による混合気に対する熱量を低減することができる結果、膨張行程気筒内の混合気が過度に加熱されるのを抑制することができる。
【００１０】
したがって、本発明によれば、停止前噴射燃料の過度の加熱を抑制することにより、エンジンの再始動前における停止前噴射燃料の圧縮自己着火を抑制することができるので、エンジンの再始動時に停止前噴射燃料を有効に活用させることができ、再始動性能を向上することができる。
【００１１】
上記膨張行程気筒とする気筒は、各気筒列の両端の少なくとも何れか一方とすればよいが、上記モータ制御手段は、エンジンの自動停止の所定の実行回数ごとに、上記各気筒の列で両端に配設されたものが交互に膨張行程となるように、上記モータ制御手段を制御することがより好ましい。
【００１２】
この構成によれば、エンジンの自動停止の所定の実行回数ごとに、膨張行程気筒となる気筒を変更することができるので、点火プラグの経時的な性能の悪化を防止することができる。
【００１３】
つまり、エンジン再始動時の最初の燃焼においては、その燃焼条件が比較的悪く、この燃焼により点火プラグにカーボン等の異物が付着する、いわゆる、点火プラグのかぶりが生じ、これが繰返されると異物の付着、堆積により当該プラグの点火性能を悪化させるおそれがあるが、上記構成によれば、エンジン再始動時に最初に燃焼させる気筒を、エンジンの自動停止の所定回数ごとに変更することができるので、特定の気筒に対して上記かぶりが重複するのを避けることができる結果、点火プラグの点火性能の悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンジン停止前に噴射した燃料の圧縮自己着火を抑制することにより、エンジンの再始動性能を確実に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２は、本発明の実施形態によるエンジンの概略構成を示している。これらの図において、エンジン本体１には、一列４個の気筒２が配設され（図示せず）、各気筒２には、ピストン３が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室４が形成されている。上記ピストン３は、図外のコンロッドを介してクランクシャフト５に連結されている。
【００１６】
上記気筒２の燃焼室４には、その頂部に点火プラグ１３が装備されているとともに、吸気ポート６及び排気ポート７が開口し、この吸気ポート６には、燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は、図外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、このパルス入力時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吸気ポート６に噴射するように構成されている。
【００１７】
上記吸気ポート６及び排気ポート７には、吸気弁６ａ及び排気弁７ａがそれぞれ装備されている。これらの吸気弁６ａ及び排気弁７ａは、カムシャフト等を有する動弁機構により駆動されるようになっている。そして、各気筒２が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒２の吸気弁６ａ及び排気弁７ａの開閉タイミングが設定されている。
【００１８】
上記吸気ポート６及び排気ポート７には、吸気通路９及び排気通路１０が接続されている。この吸気通路９には、ロータリバルブからなるスロットル弁１２が配設されている。このスロットル弁１２は、アクチュエータ１２ａにより駆動されるようになっている。また、エンジン本体１のクランクシャフト５に対し、その回転角を検出するクランク角センサ１４が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、上記クランクシャフト５には、その一端部にエンジン本体１の回転を変速して車輪１５に伝達するトランスミッション１６が配設されているとともに、他端部にエンジンの再始動装置が配設されている。この再始動装置は、車両に搭載されたバッテリ１８からインバータ１９を介して供給された電力により回転駆動される再始動モータ２０と、この再始動モータ２０の駆動力をクランクシャフト５に伝達するチェーン又はベルトを有する動力伝達機構２１とを有している。上記再始動モータ２０は、内蔵された図略のクラッチにより、上記バッテリ１８からの供給電力により上記クランクシャフト５を駆動させる作動状態、上記クランクシャフト５に対する駆動連結を解除したニュートラル状態、又は上記クランクシャフト５からの逆作動により発電して上記バッテリ１８に充電する充電状態の何れかの状態に切換可能とされている。
【００２０】
そして、上記再始動装置は、エンジンの再始動時に後述するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット：図３参照）３０から出力される制御信号に応じ、上記再始動モータ２０が上記作動状態となってクランクシャフト５を回転駆動し、上記ニュートラル状態となってクランクシャフト５に対する負荷を解除し、上記発電状態となって発電してこの電力を上記バッテリ１８に充電するように構成されている。また、上記再始動モータ２０には、その回転角を検出する回転角センサ２２が設けられている。
【００２１】
上記ＥＣＵ３０には、図３に示すように、アクセルペダルの踏込状態を検出するアクセルセンサ３２と、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ３３、運転者によるイグニッションキーの操作に応じてＯＮ又はＯＦＦ操作されるイグニッションスイッチ３４、ブレーキペダルの踏込状態を検出するブレーキスイッチ３５又は、バッテリ残量を検出するバッテリ残量センサ３６からそれぞれ出力される各検出信号が入力されるようになっている。
【００２２】
また、上記ＥＣＵ３０には、エンジン回転数を検出するクランク角センサ１４、上記再始動モータ２０の回転角を検出する回転角センサ２２、エンジンの冷却水温度若しくは潤滑油温度等の気筒内温度に関する値に基づいてエンジンの気筒内温度を検出するエンジン温度センサ３７又は、吸気管内の負圧を検出する吸気管負圧センサ４０からそれぞれ出力される検出信号が入力されるようになっている。
【００２３】
そして、上記ＥＣＵ３０には、スロットル弁１２の開度を制御するスロットル弁制御手段４１と、燃料噴射弁８から噴射される燃料の噴射タイミング及び噴射量を制御する燃料噴射制御手段４２と、点火プラグ１３による混合気の点火タイミングを制御する点火制御手段４３と、エンジンの自動停止制御を実行する自動停止制御手段４４と、エンジンの自動停止時及び再始動時に上記インバータ２２に制御信号を出力して再始動モータ２０の作動状態を制御する再始動モータ制御手段４５とが設けられている。
【００２４】
上記スロットル弁制御手段４１は、クランク角センサ１４からのクランク角速度情報に基づいて算出されたエンジン回転速度や、アクセルセンサ３２からのアクセル開度情報等に応じて必要なスロットル弁１２の開度を演算し、この演算結果に対応した制御信号を上記アクチュエータ１２ａに出力してスロットル弁１２を開閉制御するように構成されている。
【００２５】
また、上記燃料噴射制御手段４２及び点火制御手段４３は、上記アクセル開度情報やエンジン回転数情報に加え、エアフローセンサ３９により検出された吸気流量情報や、エンジン温度センサ３７により検出されたエンジン温度情報等に基づき、必要な燃料噴射量とその噴射時期及び適正な混合気の点火時期を演算し、この演算結果に対応した制御信号を燃料噴射弁８及び点火プラグ１３に出力するようになっている。
【００２６】
また、スロットル弁制御手段４１、燃料噴射制御手段４２、点火制御手段４３及び再始動モータ制御手段４５は、エンジンの自動停止を行う場合に、上記制御に加えて、次に述べる自動停止制御手段４４から出力される制御信号に対応した制御を実行するものである。すなわち、自動停止制御手段４４は、上記シフトポジションセンサ３３、ブレーキスイッチ３５及びバッテリ残量センサ３６等の出力信号に応じてエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判別し、この自動停止条件が成立したことが確認された場合に、所定のタイミングで燃料噴射弁８からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ１３による混合気の点火を停止させることにより、エンジンを自動停止させるようになっている。
【００２７】
そして、上記自動停止制御手段４４によりエンジンを自動停止させる際には、エンジンの自動停止時に膨張行程になる気筒（以下、膨張行程気筒と称す）及び圧縮行程になる気筒（以下、圧縮行程気筒と称す）、つまり、エンジンの停止後に吸気弁６ａ及び排気弁７ａが閉止状態となって燃焼室４が密閉される気筒を予測して特定するとともに、これらの気筒に対してエンジンの停止直前に所定のタイミングで燃料を噴射する（以下、停止前噴射と称す）制御が実行されるようになっている。
【００２８】
また、上記自動停止条件が成立して燃料噴射が停止された後に所定の設定時間が経過するまでの間、上記再始動モータ２０を作動状態としてクランクシャフト５に駆動トルクを付与することにより、エンジン回転数の低下を抑制する制御、例えば、エンジン回転数を一定値（アイドル回転数）に維持する制御が実行されるとともに、上記設定時間よりも短い所定時間にわたってスロットル弁１２を予め設定された所定開度に開放操作する制御が上記スロットル弁制御手段４１により実行されるように構成されている。
【００２９】
さらに、本実施形態では、上記自動停止制御手段４４は、上記設定時間の経過後であって予め実験等により求められたクランク角となるまでの間、上記再始動モータ２０を作動状態とするようになっている。上記クランク角は、上記再始動モータ２０を停止した後に惰性で回転するエンジンが、一列４個に配設された各気筒２のうち、両端の何れか一方の気筒２を膨張行程とした状態で停止するものとして求められたものである。
【００３０】
上記自動停止制御手段４４は、エンジンの自動停止状態で上記各センサの出力信号に応じてエンジンの再始動条件が成立したか否かを判定し、再始動条件が成立したことが確認された場合に、上記再始動モータ２０を作動させるとともに、上記停止前噴射された燃料により生成された混合気に点火し、かつ、エンジンの再始動時に吸気行程及び排気行程にある気筒にそれぞれ燃料を順次噴射して所定のタイミングで点火することにより、エンジンを自動的に再始動させるように構成されている。
【００３１】
上記自動停止制御手段４４によるエンジンの再始動制御を実行する際には、エンジンの停止時点から再始動時点までの停止継続時間が測定され、この停止継続時間に基づいて上記再始動モータ制御手段４５により再始動モータ２０の駆動トルクが調節されるようになっている。すなわち、上記ＥＣＵ３０内に設けられたタイマーによりエンジンが自動停止状態となった後に再始動条件が成立するまでの時間が停止継続時間として計測され、この停止継続時間が長い場合には、短い場合に比べて上記再始動モータ２０の駆動トルクが小さな値に設定されるようになっている。このように、停止継続時間に応じて再始動モータ２０の駆動トルクを調整することにより、再始動モータ２０から不要な駆動トルクがクランクシャフト５に付与されることに起因した電力の消費及び騒音の発生を抑制しつつ、必要な駆動トルクを付与してエンジンを適正に再始動させることができる。
【００３２】
例えば、エンジンの停止継続時間が長い場合には、エンジンの停止直前に噴射された燃料が充分に気化又は霧化した状態となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られるため、停止継続時間が短い場合に比べて上記再始動モータ２０の駆動トルクを小さな値に設定することにより、不要な電力消費を抑制することができる。一方、エンジンの停止継続時間が短い場合には、エンジンの停止直前に噴射された燃料の気化又は霧化が不充分となり、混合気の燃焼による出力トルクが充分に得られない傾向があるため、再始動モータ２０の駆動トルクを大きな値に設定することにより、エンジンを適正に再始動させることができるという利点がある。
【００３３】
さらに、上記エンジンの自動停止中にイグニッションスイッチ３４が運転者によりＯＦＦ操作されたことが検出された場合には、この時点で、エンジンの停止直前に上記気筒２（膨張行程気筒又は圧縮行程気筒）に燃料が噴射されることにより生成された混合気に点火する制御が、上記点火制御手段４３において実行されるようになっている。
【００３４】
上記のように構成されたエンジンの制御装置により実行されるエンジンの自動停止及び再始動時における制御動作を、図４及び図５に示すタイムチャートに基づいて具体的に説明する。なお、図４では、上記各気筒２をその配列順に＃１気筒２Ａ、＃２気筒２Ｂ、＃３気筒２Ｃ及び＃４気筒２Ｄと称し、エンジンの自動停止制御が開始された時点からのエンジン回転数、充填効率又はクランク角の推移及び、スロットル弁１２の開閉及び再始動モータ２０の作動又は停止のタイミングをそれぞれ示している。また、図４に示すクランク角は、＃１気筒２Ａの吸気上死点を０°ＣＡとした場合におけるクランク角を示している。さらに、図４及び図５では、膨張行程気筒が＃１気筒２Ａに設定される場合について示したものである。
【００３５】
上記エンジンの制御装置では、自動停止条件が成立した後の時点ｔ０において噴射燃料をカットするとともに混合気の点火を停止する。これにより、エンジンは惰性での回転を開始することになるが、上記時点ｔ０においては、再始動モータ２０の作動も同時に開始して、エンジンの回転数をアイドル回転数に維持するようになっている。さらに、上記時点ｔ０においては、スロットル弁１２の開放動作も実行され、上記再始動モータ２０によるエンジン回転数を維持することと相俟って各気筒２内の掃気が実行されるようになっている。
【００３６】
そして、上記時点ｔ０から後述する開放時間Ｙが経過した時点ｔ１において、スロットル弁１２を閉止させるとともに、上記時点ｔ０からモータ作動時間Ｚが経過した後であって、モータ停止用クランク角ＣＡ１（３００°ＣＡ）を迎えた時点ｔ２において再始動モータ２０の駆動を停止させる。
【００３７】
ここで、モータ停止用クランク角ＣＡ１は、列の両端の気筒２（＃１気筒２Ａ及び＃４気筒２Ｄ）のうち、何れか一方のもの（図４では＃１気筒２Ａ）が膨張行程気筒となるために、再始動モータ２０を停止させるタイミングに対応するクランク角であって、予め実験等で求められたものであり、上記再始動モータ２０の作動によるエンジン回転数（図４ではアイドル回転数）に対応して定まる値である。
【００３８】
上記時点ｔ２において再始動モータ２０が停止すると、エンジンは、惰性での回転を開始してその回転数が徐々に低下していく。ここで、本実施形態のエンジンの制御装置では、例えば、時点ｔ３及び時点ｔ４に示すように、予め実験等で求められたエンジンの目標回転数Ｌ１と、実際の回転数Ｌ２とを比較することにより、その回転数偏差δ１、δ２を検出して、当該偏差δ１、δ２を埋めるように、すなわち、上記目標回転数Ｌ１上に実際の回転数Ｌ２を乗せるように再始動モータ２０を作動させるようになっている。
【００３９】
また、エンジンが停止する直前においては、膨張行程気筒及び圧縮行程気筒に対して燃料噴射Ｆ１、Ｆ２（以下、停止前噴射Ｆ１、Ｆ２と称す）を実行し、エンジンが自動停止した後再始動する場合には、図５に示すように、これら停止前噴射Ｆ１、Ｆ２の燃料により生成された混合気を順次点火Ｂ１、Ｂ２することにより、エンジンを再始動させるようになっている。
【００４０】
なお、図６は、＃４気筒２Ｄを膨張行程気筒に設定する場合のタイムチャートを示しており、この場合には、モータ停止用クランク角ＣＡ２が６６０°ＣＡとなる時点ｔ２で再始動モータ２０を停止させるようになっている。
【００４１】
そして、本実施形態のエンジンの制御装置では、エンジンの自動停止制御の実行ごとに、上記＃１気筒２Ａと＃４気筒２Ｄとが交互に膨張行程気筒となるように（すなわち、図４と図６の制御を交互に実行するように）、上記モータ作動時間Ｚを設定するようになっている。
【００４２】
以下、上記エンジンの制御装置により実行される処理について、図４〜図６のタイムチャート及び図７〜図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
この制御動作がスタートすると、各種センサ類から出力された検出信号を入力した後（ステップＳ１）、エンジンが自動停止状態にあるか否かを判定し（ステップＳ２）、ＮＯと判定された場合には、上記検出信号に基づき、エンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、上記各種センサ類の検出信号に基づき、車速がゼロの状態で、ブレーキスイッチ３５のＯＮ状態が所定時間にわたり継続し、かつ、バッテリ残量が予め設定された所定の基準値以上であることが確認された場合には、エンジンの自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満足されていない場合には、自動停止条件が成立していないと判定されるようになっている。
【００４４】
上記ステップＳ３でＮＯと判定されてエンジンの自動停止条件が成立していないことが確認された場合には、エンジン回転数と吸気量とに応じた通常の燃料噴射制御及び点火制御を実行する（ステップＳ４）。
【００４５】
上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された場合には、後述する燃料カット後におけるスロットル弁１２の目標開度Ｇと、その開放時間Ｙ及び燃料カット後における空転サイクル数Ｆの設定制御を実行するとともに、この空転サイクル数Ｆに基づいて再始動モータ２０を作動状態とする設定時間、つまり、モータ作動時間Ｚを設定する制御を実行する（ステップＳ５）。
【００４６】
次いで、通常の燃料噴射及び点火を停止して燃料カットを実行するとともに、スロットル弁１２を開放操作して、その開度を上記ステップＳ５で設定された目標スロットル開度Ｇとし、かつ、上記再始動モータ２０を作動状態としてエンジン回転数をアイドル回転数に維持する制御を実行する（ステップＳ６：時点ｔ０）。また、上記ステップＳ５で設定された開放時間Ｙが経過したか否かを判定し（ステップＳ７）、ＹＥＳと判定された時点ｔ１で、スロットル弁１２を閉止状態とした後（ステップＳ８）、ステップＳ５で設定されたモータ作動時間Ｚが経過したか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００４７】
上記ステップＳ９でＹＥＳと判定されてモータ作動時間Ｚが経過したことが確認された場合には、当該自動停止制御の実行回数参照用のカウンタに１を加算するとともに（ステップＳ１０）、累積されたカウンタ値を参照して今回膨張行程気筒とするのが＃１気筒２Ａであるか否かを判別する（ステップＳ１１）。
【００４８】
本実施形態のステップＳ１１では、具体的に、上記カウンタ値が偶数である場合に＃１気筒２Ａ、奇数である場合に＃４気筒２Ｄと判別する、つまり、自動停止制御の実行ごとに＃１気筒２Ａ又は＃４気筒２Ｂを交互に膨張行程気筒に設定するようになっている。なお、上記ステップＳ１１では、自動停止制御が１回実行されるごとに膨張行程気筒となる気筒２を変更するようにしているが、複数回ごとに変更することもできる。
【００４９】
上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されると、モータ停止用クランク角をＣＡ１（３００°ＣＡ）に設定する（ステップＳ１２）一方、ステップＳ１１でＮＯと判定されると、モータ停止用クランク角をＣＡ２（６６０°ＣＡ）に設定し（ステップＳ１３）、これら設定したクランク角ＣＡ１又はＣＡ２が到来したか否かを、上記クランク角センサ１４によって判別する（ステップＳ１４）。
【００５０】
上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されると、この時点ｔ２で上記再始動モータ２０の作動を停止した後（ステップＳ１５）、圧縮行程気筒を判別するとともに、この圧縮行程気筒及び膨張行程気筒に対して所定のタイミングで再始動用の燃料を噴射する（ステップＳ１６：図４及び図５の停止前噴射Ｆ１、Ｆ２）。
【００５１】
このステップＳ１６で圧縮行程気筒を判別することができるのは、上記モータ停止用クランク角ＣＡ１又はＣＡ２を設定する時点で＃１気筒２Ａ又は＃４気筒２Ｄの何れかの気筒２が膨張行程気筒となるように調整されているためであり、膨張行程気筒を＃１気筒２Ａに設定した場合には当該＃１気筒２Ａよりも１サイクル遅れた気筒＃３気筒２Ｃが圧縮行程気筒であり（図４参照）、同様に膨張行程気筒を＃４気筒２Ｄに設定した場合には＃２気筒２Ｂが圧縮行程気筒である（図６参照）と判別することができる。
【００５２】
上記エンジンの停止直前における停止前噴射Ｆ１、Ｆ２を行った後、後述するモータアシスト制御を実行するとともに（ステップＳ１７）、エンジン回転数Ｎが０になったか否かを判定し（ステップＳ１８）、ＹＥＳと判定されてエンジンが自動停止状態となったことが確認された時点ｔ５で、上記停止継続時間Ｔの計測を開始する（ステップＳ１９）。
【００５３】
一方、上記ステップＳ２でＹＥＳと判定され、現在エンジンが自動停止状態にあることが確認された場合には、運転者によるイグニッションスイッチ３４のＯＦＦ操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０でＹＥＳと判定され、運転者が停車することを意図してイグニッションスイッチ３４をＯＦＦ操作したことが確認された場合には、膨張行程気筒及び圧縮行程気筒に上記停止前噴射Ｆ１、Ｆ２が行われることにより生成された混合気に対する点火を同時に行うとともに（ステップＳ２１）、上記停止継続時間Ｔの計測値をリセットした後（ステップＳ２２）、リターンする。
【００５４】
また、上記ステップＳ２０でＮＯと判定され、イグニッションスイッチ３４のＯＦＦ操作が行われていないことが確認された場合には、エンジンの再始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２３）。上記再始動条件としては、ブレーキスイッチ３５がＯＦＦ状態となったこと、ブレーキ負圧（吸気管負圧）が所定値以下となったこと、停止継続時間Ｔが所定値以上となったこと、又はバッテリ残量が所定値未満となったこと等があり、これらの要件の一つでも満足された場合に、エンジンの再始動条件が成立したものと判定される。
【００５５】
上記ステップＳ２３でエンジンの再始動条件が成立したと判定されると、上記再始動モータ２０の駆動トルクをテーブルから読み出す等により設定する（ステップＳ２４）。上記停止継続時間Ｔの計測値に対応した駆動トルクを設定するためのテーブルは、停止継続時間Ｔに基づいて設定され、この停止継続時間Ｔが長い場合には、短い場合に比べて駆動トルクが小さな値に設定されている。また、上記再始動条件の成立時点（図５の例では時点ｔ６）で再始動モータ２０を作動させるとともに、停止前噴射Ｆ１、Ｆ２により生成された混合気に対して所定のタイミングで点火（図５の例では点火Ｂ１、Ｂ２）を実行させることによりエンジンを再始動させる（ステップＳ２５）。
【００５６】
そして、上記再始動条件の成立時点ｔ６で吸気行程にある気筒２（図５の例では＃４気筒２Ｄ）及び排気行程にある気筒２（図５の例では＃２気筒２Ｂ）に対する燃料噴射（図５の例では燃料噴射Ｆ３、Ｆ４）を行なうとともに（ステップＳ２６）、これらの気筒２が圧縮上死点となった時点で順次、混合気の点火（図５の例では点火Ｂ３、Ｂ４）を行った後（ステップＳ２７）、上記停止継続時間Ｔの計測値を０にリセットする（ステップＳ２８）。
【００５７】
次に、上記ステップＳ５で実行されるスロットル弁１２の目標開度Ｇ、開放時間Ｙ、空転サイクル数Ｆ及びモータ作動時間Ｚを設定する制御の具体例を、図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、燃料カット前におけるエンジン温度センサ３７及び吸気温センサ３８の検出値に基づき、各気筒２の冷却に必要な吸入空気量Ａ及び許容圧縮圧力Ｂを設定する（ステップＳ２９）。上記吸入空気量Ａは、停止前噴射された再始動用燃料が上記膨張行程気筒及び圧縮行程気筒に供給されて圧縮されるまでに気筒２内を通過する吸気量であって、上記エンジン温度及び吸気温度が高いほど、上記吸入空気総量Ａも大きな値となる。また、上記許容圧縮圧力Ｂは、停止前噴射した燃料により生成された混合気が、圧縮上死点近傍で自己着火することのない限界圧力であって気筒内温度に依存した値である。
【００５８】
次いで、予め設定された掃気用吸気量Ｃ、つまり、燃料カット前に噴射された最後の燃料が燃焼した後、停止前噴射された再始動用の燃料が気筒に供給されるまでの間に気筒２内を通過する吸気量Ｃと、上記ステップ２９で設定された吸入空気総量Ａとを比較し、そのうちの大きい方を目標吸気総量Ｄとして設定する（ステップＳ３０）。
【００５９】
また、燃料カット後の気筒内圧力を上記ステップＳ２９で求めた許容圧縮圧力Ｂ以下とし、かつ、エンジンの停止時の振動を抑制し得る値に、吸気の充填効率変化パターンＥを設定する（ステップＳ３１）。この充填効率変化パターンＥを上記のように設定するのは、エンジンの自動停止時に再始動用燃料が噴射された気筒（膨張行程気筒及び圧縮行程気筒）が圧縮上死点となった時点における吸気の充填効率が予め設定された上限値Ｂａ（図４及び図６参照）以下となるように制限することにより、エンジンの停止前に上記気筒で圧縮自己着火が生じるのを防止するとともに、エンジンの騒音や振動によって運転者が違和感を受けるのを防止するためである。
【００６０】
次いで、上記目標吸気総量Ｄ及び吸気の充填効率変化パターンＥを満足するように、燃料カット後の空転サイクル数Ｆ及び目標スロットル開度Ｇと、この目標スロットル開度Ｇにスロットル弁１２を開放する開放時間Ｙとを予め設定されたマップから読み出して設定する（ステップＳ３２）。上記燃料カット後の空転サイクル数Ｆを設定するためのマップは、図１１に示すように、吸気の充填効率変化パターンＥと、目標吸気総量Ｄとをパラメータとし、吸気の充填効率変化パターン（充填効率の変化割合）Ｅが大きいほど、空転サイクル数Ｆが小さな値となり、目標吸気総量Ｄが多いほど空転サイクル数Ｆが大きな値となるように設定されている。
【００６１】
上記燃料カット後の目標スロットル開度Ｇは、図１２に示すように、吸気の充填効率変化パターンＥと、目標吸気総量Ｄとをパラメータとし、吸気の充填効率変化パターン（充填効率の変化割合）Ｅが大きいほど、目標スロットル開度Ｇが大きな値となり、目標吸気総量Ｄが多いほど目標スロットル開度Ｇが大きな値となるように設定され、かつ、上記開放時間Ｙも上記目標スロットル開度Ｇと同様に吸気の充填効率変化パターン（充填効率の変化割合）Ｅが大きいほど、大きな値となり、目標吸気総量Ｄが多いほど大きな値となるように設定されている。
【００６２】
次いで、上記燃料カット後の空転サイクル数Ｆを満足するように、再始動モータ２０を作動させてクランクシャフト５に駆動トルクを付与する設定時間、つまり、燃料カット後に再始動モータ２０を作動させてエンジン回転数を一定値（アイドル回転数）に維持するためのモータ作動時間Ｚを算出する（ステップＳ３３）。具体的には、アイドル回転状態にあるエンジンを燃料カットした場合に、停止状態となるまでの時間を実験等により求め、この時間と空転サイクル数Ｆに対応した時間とに基づき、上記モータ作動時間Ｚを算出する。
【００６３】
次に、上記ステップＳ１７で実行されるモータアシスト制御を、図４、図６、及び図１３に基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、膨張行程気筒に設定された気筒２（＃１気筒２Ａ又は＃４気筒２Ｄ）のクランク角が所定値となった時点ｔ３、ｔ４における実際のエンジン回転数Ｌ２と、予め実験等により求められた目標回転数Ｌ１との回転数偏差δを算出するとともに（ステップＳ３４）、この回転数偏差δに対応した再始動モータ２０の駆動トルク、つまり、停止時アシスト力を求める（ステップＳ３５）。
【００６４】
例えば、図４及び図６に示すように、上記膨張行程気筒（＃１気筒２Ａ又は＃４気筒２Ｄ）のクランク角が圧縮上死点ＴＤＣ前の１８０°ＣＡとなった時点ｔ３におけるエンジン回転数Ｌ２が目標回転数Ｌ１以下であり、上記時点ｔ３における回転数偏差δ１が負の値であることが確認された場合には、エンジン回転数Ｌ２を目標回転数Ｌ１に近づけるために、上記回転数偏差δ１に対応した正駆動トルクを設定する。また、上記膨張行程気筒のクランク角が圧縮上死点ＴＤＣとなった時点ｔ４におけるエンジン回転数Ｌ２が目標回転数Ｌ１以上であり、上記時点ｔ４における回転数偏差δ２が正の値であることが確認された場合には、上記偏差δ２に対応した逆駆動トルク（ブレーキトルク）をクランクシャフト５に入力することにより、エンジン回転数Ｌ２を目標回転数Ｌ１に近づけるように制御する。
【００６５】
そして、再始動モータ２０に作動指令信号を出力することにより（ステップＳ３６）、上記ステップＳ３５で求められた停止時アシスト力をクランクシャフト５に作用させた後、上記膨張行程気筒のクランク角が目標停止位置（図４では、４５０°ＣＡ：図６では９０°ＣＡ）となった時点ｔ５におけるエンジン回転数に基づき、停止時に発生するエンジンの逆転量を予測する（ステップＳ３７）。その後、上記逆転量に対応した作動指令信号を再始動モータ２０に出力することにより、上記逆転量の予測値に対応した正駆動トルクをクランクシャフト５に付与する（ステップＳ３８）。
【００６６】
すなわち、エンジン停止に至る場合、圧縮行程気筒（＃２気筒２Ｂ又は＃３気筒２Ｃ）ではピストン３が上死点に近づくにつれて当該気筒内の空気が圧縮されてピストン３を押し返す方向に圧力が作用し、これによりエンジンが逆転して上記圧縮行程気筒のピストン３が下死点側に押し返されるとともに、膨張行程気筒（＃１気筒２Ａ又は＃４気筒２Ｄ）のピストン３が上死点側に移動し、それに伴い当該気筒内の空気が圧縮され、その圧力で膨張行程気筒のピストン３が下死点側に押し返される逆転現象が生じるため、この逆転量に対応した正駆動トルクをクランクシャフト５に作用させることにより、このクランクシャフト５の停止位置を目標停止位置に正確に一致させることが可能となる。なお、図４及び図６においては、この再始動モータ２０の駆動については省略している。
【００６７】
なお、上記のように所定時点における実際のエンジン回転数Ｌ２と、予め実験により求められた目標回転数Ｌ１との回転数偏差δに基づき、上記再始動モータ２０から付与される駆動トルクを制御することにより、上記膨張行程気筒のクランク角が目標停止位置となった時点でエンジンを停止させるようにした上記実施形態に代え、例えば、エアフローセンサ３９及びクランク角センサ１４の出力信号等に応じて算出された吸気の充填効率に基づき、所定のタイミングでクランク軸トルクを算出し、この値に基づいて上記再始動モータ２０によって付与される駆動トルクを制御するようにしてもよい。
【００６８】
例えば、上記膨張行程気筒を＃１気筒２Ａに設定した場合（図４に示す場合）であれば、図１４に示すように、上記吸気の充填効率に基づいて＃１気筒２Ａの膨張トルクを求めるとともに、＃３気筒３Ｃの圧縮トルク、＃４気筒２Ｄの吸気抵抗、＃２気筒２Ｂの排気抵抗及びエンジン全体の機械抵抗を求め、これらの値を算出するようにしてもよい。そして、上記クランク軸トルクの算出値と、予め設定された目標クランク軸トルクとの偏差に基づき、上記再始動モータ２０によって付与される駆動トルクを制御するようにしてもよい。
【００６９】
また、図１５に示すように、吸気の充填効率と、エンジン回転数とをパラメータとして予め設定されたマップからクランク軸トルクのピーク値を読み出し、この値と、予め設定された目標クランク軸トルクとの偏差に基づき、上記再始動モータ２０によって付与される駆動トルクを制御するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、図１６に示すように、所定時点ｔ３から上記エンジン回転数Ｌ２と目標回転数Ｌ１との偏差を順次算出し、あるいは上記クランク軸トルクと目標クランク軸トルクとの偏差を順次算出し、これらの偏差に基づいて上記再始動モータ２０より付与される駆動トルクをフィードバック制御することにより、上記膨張行程気筒のクランク位置が目標停止位置となった時点でエンジンを停止させるようにしてもよい。
【００７１】
以上説明したように、エンジンの自動停止期間中に上記再始動モータ２０の駆動を制御する再始動モータ制御手段４５を備え、上記各気筒２の列で両端に配設されたもののうち、少なくとも何れか一方の気筒２がエンジン停止時に膨張行程となるように上記再始動モータ制御手段４５を制御するようにした上記実施形態によれば、膨張行程気筒を各気筒２の列の端のものとすることができるので、停止前噴射された燃料が過度に過熱されるのを抑制して、この燃料により生成された混合気が膨張行程気筒において先行する圧縮行程で圧縮自己着火するのを抑制することができる。
【００７２】
すなわち、エンジンの自動停止状態においては、通常運転時の燃焼による熱がエンジン自体に残留しており、この熱との間に生じる熱交換によって燃料室４内の気体、つまり、停止前噴射された燃料により生成された混合気が過熱されることになるが、上記実施形態では、各気筒２の列の端に配設された＃１気筒２Ａ又は＃４気筒２Ｄ、つまり、他の気筒２が両側に隣接せずこの開放側へ上記残留熱を放熱することができる気筒２に対して、燃料の停止前噴射を実行するようにしているので、他の気筒２が両側に隣接している気筒２（＃２気筒２Ｂ、＃３気筒２Ｃ）と比較して上記熱交換による混合気に対する熱量を低減することができる結果、膨張行程気筒の混合気が過度に過熱されるのを抑制することができる。
【００７３】
したがって、上記実施形態によれば、停止前噴射された燃料の過度の過熱を抑制することにより、エンジンの再始動前における停止前噴射燃料の圧縮自己着火を抑制することができるので、エンジンの再始動時に停止前噴射燃料を有効に活用させることができ、再始動性能を向上することができる。
【００７４】
上記膨張行程気筒とする気筒２は、各気筒２の列の少なくとも何れか一方とすればよいが、上記実施形態のように、エンジンの自動停止の所定の実行回数ごとに、＃１気筒２Ａと＃４気筒２Ｄとが交互に膨張行程となるように、上記再始動モータ制御手段４５を制御することが好ましい。
【００７５】
このようにすれば、エンジンの自動停止の所定の実行回数ごとに、膨張行程気筒となる気筒を変更することができるので、点火プラグ１３の経時的な性能の悪化を防止することができる。
【００７６】
つまり、エンジン再始動時の最初の燃焼においては、その燃焼条件が比較的悪く、この燃焼により点火プラグにカーボン等の異物が付着する、いわゆる点火プラグ１３のかぶりが生じ、これが繰返されると異物の付着、堆積により当該プラグ１３の点火性能を悪化させるおそれがあるが、上記構成によれば、エンジン再始動時に最初に燃焼させる気筒を、エンジンの自動停止の所定回数ごとに変更することができるので、特定の気筒に対して上記かぶりが重複するのを避けることができる結果、点火プラグ１３の点火性能の悪化を防止することができる。
【００７７】
なお、上記実施形態では、４個の気筒２を有するエンジン本体１について説明したが、気筒の数量は４個に限定されることはなく、少なくとも複数の気筒２が一列に配設されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る制御装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図２】図１のエンジンの再始動装置の構成を示す説明図である。
【図３】本発明の車両の制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】図３の制御装置の制御動作を示すタイムチャートであり、膨張行程気筒を＃１気筒に設定した場合の制御を示したものである。
【図５】図３の制御装置の制御動作におけるエンジンの自動停止から再始動までの範囲を拡大して示すタイムチャートであり、膨張行程気筒を＃１気筒に設定した場合の制御を示したものである。
【図６】図３の制御装置の制御動作を示すタイムチャートであり、膨張行程気筒を＃４気筒に設定した場合の制御を示したものである。
【図７】図３の制御装置の制御動作を示すフローチャートである（１／３）。
【図８】図３の制御装置の制御動作を示すフローチャートである（２／３）。
【図９】図３の制御装置の制御動作を示すフローチャートである（３／３）。
【図１０】図７の燃料カット回転数及び目標スロットル開度の設定制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】エンジンの空転サイクル数を設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図１２】目標スロットル開度を設定するためのマップの一例を示すグラフである。
【図１３】図８のモータアシスト制御動作を示すフローチャートである。
【図１４】クランク軸トルクを算出するための具体的構成を示す説明図である。
【図１５】軸トルクピーク値を求めるためのマップの一例を示すグラフである。
【図１６】モータアシスト制御動作の別の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１    エンジン本体
２    気筒
５    クランクシャフト（出力軸）
２０    再始動モータ（モータ）
４５    再始動モータ制御手段（モータ制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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