(57)【要約】【課題】筒内噴射式エンジン１の停止直前に再始動条件が成立した場合に、少なくとも膨張行程にある気筒２への燃料噴射および点火を実行して、自立始動させることができるか否か正確に判定し、失敗する前にスタータ始動に切り替えできるようにする。【解決手段】エンジン１の停止直前にクランクシャフト１３が逆転動作すれば、膨張行程にある気筒２内への燃料噴射および点火によって自立始動させる（ステップＳＴ２１０：自立始動制御手段）。逆転動作によって上昇する筒内圧が混合気の着火時点で所定圧以上になるか否か判定し（ステップＳＴ２０７，ＳＴ２０８：判定手段）、筒内圧が所定圧未満であると判定すれば、自立始動を禁止してスタータ始動に切り替える（ステップＳＴ２０９：禁止手段）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内噴射式エンジンが停止する直前に再始動条件が成立した場合に、少なくとも膨張行程にある気筒への燃料噴射および点火を実行して、当該エンジンを始動させるようにしたエンジンの始動制御装置であって、
クランクシャフトが回転を停止する前に逆転動作した後に、前記気筒内へ燃料噴射弁によって燃料を噴射させるとともに、その後、点火プラグによって混合気に点火させて、スタータモータを用いずにエンジンを始動させる自立始動制御手段と、
前記逆転動作によって上昇する前記気筒内の圧力が、前記点火による混合気の着火時点で所定圧以上になるか否か判定する判定手段と、
前記判定手段によって気筒内の圧力が前記所定圧以上でないと判定された場合に、前記自立始動制御手段によるエンジンの始動を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、逆転動作中のクランク角速度の最大値が所定値未満であれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、逆転動作の開始時におけるクランク角位置が下死点寄りの所定範囲内になければ、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、逆転動作中のクランク角位置およびクランク角速度の変化に基づいて、クランク角位置が上死点寄りの所定範囲内にまで戻らないと判定すれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、逆転動作後にクランクシャフトが再び正転動作を始めた後に、再始動条件が成立すれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、逆転動作の開始後にクランク角位置の変化が所定幅未満である期間が予め設定した時間以上になった後に、再始動条件が成立すれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、前記気筒の吸気バルブ閉時期における吸気圧が所定値以下であれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、逆転動作に移行する直前に乗り越えた上死点におけるクランク角速度が所定値以下であれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記判定手段は、クランクシャフトの動作が所定時間以上、停止した後に、再始動条件が成立すれば、混合気の着火時点における前記気筒内の圧力が所定圧以上でないと判定する、エンジンの始動制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のエンジンの始動制御装置において、
前記自立始動制御手段によるエンジンの始動が前記禁止手段によって禁止された場合に、スタータモータを動作させるとともに、圧縮行程にある気筒への燃料噴射および点火を実行して、エンジンを始動させるスタータ始動制御手段を備える、エンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの停止する直前に再始動条件が成立した場合の始動制御に関し、特にクランクシャフトが逆転動作した後に、膨張行程にある気筒への燃料噴射および点火を行う始動制御に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より一般に、車両のエンジンをアイドル時などに自動で停止させ、その後、自動で再始動させるようにしたシステム（アイドリングストップシステム）は公知である。このようなシステムにおいてエンジンが自動停止する直前に再始動条件が成立することがあり、このときには迅速かつスムーズな始動を実現するために、膨張行程にある気筒（以下、簡略に膨張行程気筒ともいう）への燃料噴射および点火を実行して、スタータモータを用いずに始動（以下、自立始動ともいう）させることが提案されている。
【０００３】
一例として特許文献１に記載されているように、エンジンを停止させるために燃料噴射および点火が停止されると、惰性で回転するクランクシャフトなどの運動エネルギが徐々に小さくなって、いずれかの気筒の圧縮行程において上死点を越えることができなくなる。そして、その上死点の手前でクランクシャフトが一旦、停止した後に逆転動作し、その後、再び正転動作するという揺り戻しの期間を経て、完全に停止する。
【０００４】
そのようにしてクランクシャフトの回転が止まる直前に再始動条件が成立した場合、前記のような逆転動作によって膨張行程気筒のピストンが上死点に向かって上昇することに着目し、特許文献１に記載のエンジンでは、この気筒のピストンが上死点近傍の所定位置に到達したときに当該気筒内に燃料を噴射し、これにより形成される混合気に点火して、クランクシャフトに回転力（燃焼トルク）を付与するようにしている。
【０００５】
すなわち、前記のようにクランクシャフトが逆転動作するのは、圧縮行程にある気筒においてピストンが大きな筒内圧を受けるからであり、その逆転動作の直前に一旦、停止する位置（クランク角位置）にはばらつきが生じる。これは主として、逆転動作の前に最後に上死点を越えたときに、クランクシャフトなどが有する運動エネルギのばらつきによるものであり、さらに、圧縮行程にある気筒における吸気の充填量やエンジンのフリクションなどのばらつきの影響も受ける。
【０００６】
また、そうしてクランクシャフトが逆転動作すると、今度は、膨張行程気筒のピストンが上死点に向かって上昇し、筒内圧を受けるようになる。これによりクランクシャフトは上死点の手前で一旦、停止した後に、再び正転動作することになるが、このように再正転動作の直前にピストンが一旦、停止する位置についても前記と同様の理由でばらつきが生じる。
【０００７】
このばらつきによって膨張行程気筒のピストンは、上死点近傍まで戻らないこともあり、このときには筒内圧があまり高くならない上に、燃焼トルクも小さくなりやすいので、始動に失敗するおそれがあった。この点について前記従来例（特許文献１）においては、膨張行程気筒のピストンが上死点近傍の所定位置まで戻ったときに燃料の噴射および点火を実行するようにしており、所定位置まで戻らなければ自立始動を諦めてスタータモータによる始動に切り替えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１３６０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来例のように逆転動作によって、膨張行程気筒のピストンが所定位置まで戻ってきたか否か判定しても、それだけでは十分でない場合がある。すなわち、気筒内に燃料を噴射してから点火するまでには、混合気形成のための待ち時間（点火ディレー時間）が必要なので、ピストンが上死点近傍の所定位置まで戻ったときに燃料を噴射しても、その後の混合気の着火までの間にクランクシャフトが再び正転動作を始めてしまい、上死点から離れることがあるからである。
【００１０】
このようにして膨張行程気筒においてピストンが上死点寄りの所定範囲から外れた状態で混合気が着火すると、前記のような理由で自立始動に失敗することがあり、この場合はスタータモータによる始動に切り替えることになる。このときには、例えばクランクシャフトの回転が停止して、始動に失敗したと判定した上でスタータモータを動作させることになり、余分な時間がかかることから、運転者が再始動にもたつきを感じてしまうおそれがある。
【００１１】
このような実状を考慮して本発明の目的は、エンジンが停止する過程で再始動条件が成立した場合に、自立始動を行えるか否かを正確に判定し、失敗する前にスタータモータによる始動に切り替えできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために本発明は、エンジン停止直前のクランクシャフトの逆転動作による膨張行程気筒の筒内圧の上昇に着目し、筒内圧の所定以上に高い状態で混合気に着火するのであれば、エンジンを自立始動させる一方、そうでなければ自立始動を禁止するようにした。
【００１３】
すなわち、本発明は、筒内噴射式エンジンが停止する直前に再始動条件が成立した場合に、少なくとも膨張行程気筒への燃料噴射および点火を実行して、当該エンジンを始動させるようにした始動制御装置を対象とし、まず、クランクシャフトが回転を停止する前に逆転動作した後に、膨張行程気筒内へ燃料噴射弁によって燃料を噴射させるとともに、その後、点火プラグによって混合気に点火させて、スタータモータを用いずにエンジンを始動させる自立始動制御手段を備えるものとする。
【００１４】
そして、前記逆転動作によって上昇する前記膨張行程気筒内の圧力が、前記点火による混合気の着火時点で所定圧以上になるか否か判定する判定手段と、この判定手段によって膨張行程気筒内の圧力（筒内圧）が前記所定圧以上でないと判定された場合に、前記自立始動制御手段によるエンジンの始動を禁止する禁止手段と、をさらに備える構成とした。なお、前記自立始動制御手段は、従来例（特許文献１）などと同じく、逆転動作によって膨張行程気筒のクランク角位置が上死点近傍の所定範囲内に戻るまでは、燃料噴射などを待機するものとするのが好ましい。
【００１５】
前記の構成により、エンジンの停止する過程で再始動条件が成立した場合に、クランクシャフトの逆転動作によって上昇する膨張行程気筒の筒内圧が、混合気の着火時点で所定圧以上になるか否か、判定手段によって判定される。そして、所定圧以上であると判定すれば自立始動制御手段によって、膨張行程気筒内への燃料噴射および点火の制御が行われ、エンジンの自立始動が可能になる。
【００１６】
一方、前記膨張行程気筒の筒内圧が、混合気の着火時点で所定圧以上でないと判定した場合は、前記自立始動制御手段によるエンジンの自立始動が禁止手段によって禁止される。これにより、自立始動に失敗する前に、スタータモータを動作させる始動制御に切り替えることが可能になって、運転者がエンジンの再始動にもたつきを感じることが抑制される。
【００１７】
前記の判定手段として具体的には、エンジンの少なくとも１つの気筒の筒内圧を計測するように筒内圧センサを装備して、その出力信号に基づいて混合気の着火時点での筒内圧を推定し、これが所定圧以上であるか否か判定するようにすればよい。また、筒内圧センサを装備しない場合は、以下のように種々の観点から判定を行うことが好ましい。
【００１８】
例えば、逆転動作中のクランク角速度の最大値が所定値未満であれば、その逆転動作の勢いが弱く、運動エネルギがあまり大きくないことから、膨張行程気筒においてピストンが吸気を十分に圧縮できず、混合気の着火時点における筒内圧は所定圧以上にならないと判定できる。この場合、始動要求のタイミングによらず自立始動を禁止することが好ましい。
【００１９】
また、逆転動作の開始時におけるクランク角位置もクランクシャフトの動作（この場合は正転動作）の勢いを表すものであり、このクランク角位置が膨張行程気筒の下死点寄りの所定範囲内になければ、その後の逆転動作によってピストンが吸気を十分に圧縮できないと考えられる。よって、このときにも混合気の着火時点における筒内圧が所定圧以上にならないと判定することができる。
【００２０】
さらに、そうしてクランクシャフトが逆転動作するときには、その開始から暫くの間、クランク角速度が増大し、前記の最大値になった後は、ピストンが筒内圧を受けることによって、クランク角速度が低下してゆく。そこで、そのクランク角位置およびクランク角速度の変化に基づいて、ピストンが上死点寄りの所定範囲内にまで戻るか否か判定し、戻らないとすれば、やはり混合気の着火時点における筒内圧が所定圧以上にならないと判定することができる。
【００２１】
そのようにしてクランク角速度が低下していった後に、クランクシャフトは逆転動作を終了して一旦、停止してから再び正転動作（再正転動作）を始めるようになり、これにより筒内圧は低下してゆく。よって、クランクシャフトが再正転動作を始めた後に、再始動条件が成立した場合は、その後の燃料噴射および点火ディレー時間などを経て、混合気の着火時点における筒内圧は所定圧未満にまで低下すると判定できる。
【００２２】
ここで、そのようにクランクシャフトが再正転動作を始めたことは、例えばクランク信号によって判定することができるが、一般的にクランク信号は、クランク角センサの分解能に応じて所定クランク角（例えば５〜１０°ＣＡ）毎に発生するので、前記のように逆転動作から再正転動作に切り替わるときに暫くの間、クランク信号が入力しないことによって、判定が遅れることもある。
【００２３】
そこで、そのような逆転動作中にクランク信号が暫くの間、入力しなくなれば、即ち、逆転動作によるクランク角位置の変化が所定幅（例えば前記所定クランク角）未満である期間が、予め設定した時間以上に長くなれば、クランクシャフトが再正転動作に移行しつつあると推定し、その後に再始動条件が成立した場合も、混合気の着火時点における筒内圧が所定圧以上にならないと判定することができる。
【００２４】
ところで、クランクシャフトの逆転動作によって膨張行程気筒の筒内圧が高くなるか否かは、吸気行程において気筒内に充填される吸気の量によっても左右される。エンジンの自動停止の際には、その後の自立始動に備えてスロットルバルブを全閉にせず、振動が大きくならない範囲内で開いて、吸気量を確保するようにしているが、それでも気筒内には吸気が十分に充填されないことがある。
【００２５】
そこで好ましいのは、エンジンの停止する過程で前記膨張行程気筒の吸気バルブが閉じるタイミングにおける吸気圧（吸気通路の圧力）が所定値以下であれば、当該気筒内に充填される吸気の量が不足すると考えて、この場合にも混合気の着火時点において筒内圧は所定圧以上にならないと判定することである。言い換えると、そのように筒内圧の上昇が阻害されるような吸気圧を予め実験などによって調べて、前記所定値とすればよい。
【００２６】
また、前記したようにクランクシャフトの逆転動作の勢いが不足していて、筒内圧が十分に上昇しないことを、逆転動作の前に最後に越えた上死点におけるクランク角速度（エンジン回転数でもよい）から判定することも可能である。この場合は、その最後に越えた上死点におけるクランク角速度が所定値以下であれば、クランクシャフトの逆転動作の勢いが不足していて、混合気の着火時点における筒内圧は所定圧以上にならないと判定することができる。
【００２７】
さらにまた、前記の逆転動作や再正転動作の後にクランクシャフトの動作が停止したり、或いは殆ど逆転動作などをせずにクランクシャフトの動作が停止したりすることもあるが、その後、所定時間が経過すると膨張行程気筒から吸気が漏出して、筒内圧が低下してしまう。よって、その後に再始動条件が成立した場合、燃料噴射や点火を行っても混合気の着火時点における筒内圧が所定圧以上にならないと判定するのが好ましい。
【００２８】
以上のように種々の観点から混合気の着火時点における筒内圧について判定し、これがあまり高くならず、自立始動は困難であると考えられる場合には、禁止手段によって自立始動のための制御が禁止される。この場合には、スタータモータを動作させるとともに、圧縮行程にある気筒への燃料噴射および点火を実行して、エンジンを始動させるために、スタータ始動制御手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
以上、説明したように本発明に係るエンジンの始動制御装置によると、エンジンの停止する過程で再始動条件が成立した場合に、クランクシャフトの逆転動作によって膨張行程気筒の筒内圧が所定以上に高くなった状態で混合気が着火すると判定すれば、エンジンを自立始動させる一方、そうでなければ自立始動を禁止するようにしたので、自立始動に失敗しそうな場合には速やかにスタータモータによる始動に切り替えることが可能になり、これにより、運転者がもたつきを感じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態に係るエンジンの概略構成図である。
【図２】エンジンが停止する際のエンジン回転数、クランク回転速度、およびクランクカウンタの変化の一例を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態に係るアイドリングストップ制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【図４】クランクシャフトの回転停止直前のピストン位置の変化の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】実施の形態に係る自立始動の制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【図６】クランクシャフトの逆転動作によるクランク角位置およびクランク回転速度の変化を示すタイミングチャートである。
【図７】逆転動作中のクランク回転速度の絶対値が所定値以上になる場合と、所定値未満になる場合とを対比して示す図６相当図である。
【図８】膨張行程気筒の下死点寄りの所定範囲内で逆転動作が始まった場合と、所定範囲外で始まった場合とを対比して示す図６相当図である。
【図９】逆転動作する前の膨張行程気筒のＩＶＣにおける吸気圧が所定値よりも高い場合と、所定値以下の場合とを対比して示す図６相当図である。
【図１０】クランクシャフトが再正転動作を始めた後で再始動条件が成立した場合などについて示す図６相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は一例として、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用する場合について説明する。
【００３２】
−エンジンの概要−
図１にはエンジン１の概略構成を示すが、本実施の形態のエンジン１は４気筒ガソリンエンジンであって、第１〜第４の４つの気筒２（図には１つのみ示す）のそれぞれには燃焼室１１を区画するようにピストン１２が収容されている。ピストン１２とクランクシャフト１３はコンロッド１４によって連結されており、そのクランクシャフト１３の回転角（クランク角）を検出するためのクランク角センサ１０１が設けられている。
【００３３】
詳しくは、前記クランクシャフト１３にはシグナルロータ１７が取り付けられており、その外周面に複数の歯１７ａが設けられている。一方、クランク角センサ１０１は、例えば２つの電磁ピックアップを備えており、クランクシャフト１３の回転によってシグナルロータ１７の歯１７ａが通過する都度、それぞれの電磁ピックアップからパルス信号が出力されるようになっている。
【００３４】
前記２つの電磁ピックアップのうち一方から出力される信号が、クランク角位置の変化を表すクランク信号であり、他方から出力される信号は、クランク信号と所定の位相差を有している。このため、クランク信号の立ち上がり時または立ち下がり時に、他方の電磁ピックアップからの信号がロー、ハイのいずれであるかによって、クランクシャフト１３が正回転中か否か（逆転動作中か）判定することができる。
【００３５】
また、図示はしないがクランクシャフト１３の端部には、一体に回転するようにフライホイールが取り付けられており、その外周に形成されたリングギヤにピニオンギヤを噛み合わせて、回転させることができるようにスタータモータ１８（図１には模式的に示す）が配設されている。このスタータモータ１８は、エンジン１の通常の始動の際に、後述するようにＥＣＵ１００からの信号を受けて動作する。
【００３６】
また、シリンダブロック１５の上部にはシリンダヘッド１６が載置されており、各気筒２毎にインジェクタ１９が配設されて、燃焼室１１に臨んでいる。例えば気筒２の吸気行程でインジェクタ１９から噴射された燃料は、気筒２内の吸気の流動に乗って拡散しながら混合気を形成する。こうして形成される混合気に点火するために、シリンダヘッド１６には点火プラグ２０も配設され、イグナイタ２１からの電力の供給を受けて火花放電するようになっている。
【００３７】
さらに、シリンダヘッド１６には、各気筒２内の燃焼室１１に連通するように吸気ポート３０および排気ポート４０が形成されており、それぞれの気筒２内に臨む開口部が吸気バルブ３１および排気バルブ４１によって開閉されるようになっている。これら吸気バルブ３１および排気バルブ４１を動作させる動弁系は、吸気および排気の２本のカムシャフト３２，４２を備え、図示しないタイミングチェーンおよびスプロケットを介して、クランクシャフト１３により回転される。
【００３８】
また、吸気カムシャフト３２の近傍には、いずれかの気筒２が所定クランク角位置（例えば第１気筒２が上死点）にあるときにパルス信号（以下、カム信号という）を出力するように、カム角センサ１０２が設けられている。吸気カムシャフト３２はクランクシャフト１３の半分の速度で回転するので、クランクシャフト１３が２回転（クランク角で７２０°変化）する毎に、カム角センサ１０２は少なくとも１回、カム信号を出力する。
【００３９】
また、前記吸気ポート３０の上流側（吸気の流れの上流側）に連通する吸気通路３には、エアフローメータ１０３、吸気温センサ１０４（エアフローメータ１０３に内蔵）、および、電子制御式のスロットルバルブ３３が配設され、このスロットルバルブ３３の下流（一例としてサージタンク）に吸気圧センサ１０９が配設されている。スロットルバルブ３３はスロットルモータ３４によって駆動され、吸気の流れを絞ってエンジン１の吸気量を調整する。
【００４０】
そうしてスロットルバルブ３３によって流量調整された吸気の流れが吸気ポート３０から各気筒２内に流入し、インジェクタ１９から噴射された燃料と混じり合って混合気を形成する。この混合気が点火プラグ２０により点火されて燃焼し、これにより発生したガスが気筒２の排気行程で排気ポート４０に流出する。排気ポート４０の下流側（排気の流れの下流側）に連通する排気通路４には、排気浄化用の触媒４３が配設され、その上流側には空燃比センサ１０５が配設されている。
【００４１】
−ＥＣＵ−
以上のように構成されたエンジン１はＥＣＵ１００によって制御される。ＥＣＵ１００は、公知の電子制御ユニット（Electronic Control Unit）からなり、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップＲＡＭは例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。
【００４２】
そして、ＥＣＵ１００には、前記したクランク角センサ１０１、カム角センサ１０２、エアフローメータ１０３、吸気温センサ１０４、空燃比センサ１０５、吸気圧センサ１０９などの他に、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ１０６、ブレーキペダルの操作を検出するブレーキスイッチ（ブレーキＳＷ）１０７、スタータモータ１８を動作させるためのスタータスイッチ（スタータＳＷ）１０８などが接続されている。
【００４３】
そして、それらの各種センサおよびスイッチ１０１〜１０９から入力する信号に基づいてＥＣＵ１００は、種々の制御プログラムを実行することにより、エンジン１の運転状態を制御する。例えばＥＣＵ１００は、インジェクタ１９による燃料噴射制御（噴射量および噴射時期の制御）、イグナイタ２１による点火制御（点火プラグ２０のよる点火時期の制御）、およびスロットルモータ３４によるスロットル開度の制御（即ち、吸気量の制御）などを実行する。
【００４４】
そのような燃料噴射制御や点火制御は各気筒２毎に好適なタイミングで行われるものであり、そのために、クランクシャフト１３の２回転（クランク角で７２０°）を１周期とするクランクカウンタが生成される。図２に一例を示すようにクランクカウンタは、例えば第１気筒２の上死点（＃１ＴＤＣ）を基準として生成され、図２の下段に示すように時刻ｔ０にカム信号の入力に応じてリセットされて、カウント値が零（０）になった後に、クランク信号の入力に応じてカウントアップされてゆく。
【００４５】
また、ＥＣＵ１００は、スタータＳＷ１０８がオン操作されるとスタータモータ１８を動作させ、クランクシャフト１３を回転させる（クランキング）とともに、始動時の燃料噴射および点火の制御を実行して、エンジン１を始動（通常の始動）させる。さらに、以下に説明するようにＥＣＵ１００は、車両の停止時など所定の状況下において自動的にエンジン１を停止させるとともに、その後の運転者の所定操作に応じて、スタータモータ１８を用いずにエンジン１を始動（以下、自立始動ともいう）させる、アイドリングストップ制御も実行する。
【００４６】
−アイドリングストップ制御−
図３にはアイドリングストップ制御ルーチンの全体的な処理の流れを示している。このルーチンは、ＥＣＵ１００において所定のタイミングで繰り返し実行されるものであり、まず、ステップＳＴ１０１において、エンジン１の運転中に所定のアイドリングストップ条件が成立したか否か判定する。そして、否定判定（ＮＯ）であればリターンする一方、肯定判定（ＹＥＳ）になればステップＳＴ１０２に進んでエンジン１の自動停止処理を実行する。
【００４７】
なお、前記アイドリングストップ条件としては、一例としてエンジン１が運転中であること、アクセルオフ（アクセル開度が所定閾値以下でほぼ０）であること、ブレーキオン（ブレーキ踏力が所定の閾値以上）であること、車速が所定閾値以下であること（停止直前と考えられる場合、および実質、停止していると考えられる場合）などを含むように設定すればよい。
【００４８】
前記ステップＳＴ１０２の自動停止処理により、インジェクタ１９からの燃料噴射と点火プラグ２０による点火とを停止させると、前記の図２に表れているようにクランクシャフト１３の回転速度（クランク角速度であり、以下、クランク回転速度ともいう）が低下してゆく。なお、このときにスロットルバルブ３３は例えばアイドリング相当、または、それよりも少し開くように制御されて、再始動のための吸気充填量の確保と振動の低減とが図られている。
【００４９】
そして、ステップＳＴ１０３において、以下に詳述するようにクランクシャフト１３の回転の停止が判定され、否定判定（ＮＯ）であれば後述のステップＳＴ１０８に進んで、所定の再始動条件が成立したか否か判定する。そして、ここでも否定判定（ＮＯ）すれば前記ステップＳＴ１０２に戻る一方、肯定判定（ＹＥＳ）すれば、図４、５などを参照して後述するようにエンジン１の自立始動などの制御を行う。
【００５０】
これに対し、前記のステップＳＴ１０３においてクランクシャフト１３の回転が停止したと肯定判定（ＹＥＳ）すれば、ステップＳＴ１０４に進んで、ＥＣＵ１００は、所定のデータをバックアップＲＡＭに記憶した後に、再始動条件が成立するまで待機する。すなわち、ステップＳＴ１０５においてエンジン１の再始動条件が成立したかどうか判定し、否定判定（ＮＯ）であればステップＳＴ１０６に進む。
【００５１】
このステップＳＴ１０６では、例えば車両のイグニッションスイッチがオフされたなど、アイドリングストップ制御の終了条件が成立したか否か判定し、肯定判定（ＹＥＳ）であればルーチンを終了する（ＥＮＤ）一方、否定判定（ＮＯ）すれば前記のステップＳＴ１０５に戻る。つまり、エンジン１の再始動条件が成立するか、或いはアイドリングストップ制御の終了条件が成立するまで待機する。
【００５２】
こうして待機しているうちに、例えばブレーキペダルの踏力が緩められて、再始動条件が成立すれば、前記ステップＳＴ１０５において肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ１０７に進み、エンジン１の通常の再始動処理を実行する。なお、再始動条件としては前記のブレーキ操作以外にも、例えばアクセル踏み操作がなされたこと、シフトレバーの所定の操作がなされたこと、などを含むように設定すればよい。
【００５３】
前記通常の再始動処理について詳細な説明は省略するが、例えばスタータモータ１８を作動させてクランキングを開始するとともに、インジェクタ１９による燃料の噴射を開始させ、さらに点火プラグ２０による点火も開始する。これにより、いずれかの気筒２において燃焼が始まり（初爆）、エンジン回転数が所定値まで上昇すれば（始動完了）、ルーチンを終了する（ＥＮＤ）。
【００５４】
−エンジンの停止判定−
次に、前記フローのステップＳＴ１０３におけるクランクシャフト１３の回転停止の判定について詳細に説明すると、まず、エンジン１が停止するときには、前記図２の上段に表れているようにエンジン回転数が低下するが、このときには、同図の中段に示すようにクランク回転速度も全体として低下してゆく。また、クランク信号の入力する間隔が長くなってゆくことから、同図の下段に示すようにクランクカウンタのグラフの傾斜は徐々に緩やかになってゆく。
【００５５】
このようにエンジン１の停止する過程においてクランクシャフト１３の回転は、各気筒２毎の圧縮行程において上昇する筒内圧（ピストン１２の受ける圧縮反力）によって減速され、図の中段に表れているように上死点（ＴＤＣ）に近づくに連れて、クランク回転速度が低下する。一方、上死点を越えて膨張行程に移行すれば、今度は筒内圧によってクランクシャフト１３の回転が加速されるので、その回転速度は上昇するようになる。
【００５６】
すなわち、クランク回転速度は、各気筒２の上死点（＃１ＴＤＣ、＃３ＴＤＣ、＃４ＴＤＣ、…）の前後で低下および上昇を繰り返しながら、全体としては徐々に低下してゆく。これにより回転の勢いが弱くなってゆき、図示の例では時刻ｔ１において第３気筒２の上死点（＃３ＴＤＣ）を越えた後に、時刻ｔ３において第４気筒２の筒内圧に抗して上死点（＃４ＴＤＣ）を越えることができなくなる。
【００５７】
このためクランクシャフト１３は、前記第４気筒２の上死点の手前で一旦、停止した後に逆転動作し、その後、再び正回転の向きに少しだけ動作（再生点動作）する、という揺り戻しの期間を経て完全に停止するようになる。このとき、時刻ｔ２の少し手前でクランクシャフト１３が逆転動作した後は、クランク信号に応じてクランクカウンタが減少し、また、時刻ｔ３において再び正回転の向きになれば、時刻ｔ４においてクランクカウンタは増大する。
【００５８】
そうして揺り戻し期間を経て停止するまでの間にクランクシャフト１３の回動する角度が小さくなると、クランク角センサ１０１からはクランク信号が出力されなくなる。そして、時刻ｔ４〜ｔ５のようにクランク信号の入力しない時間が予め設定した時間Δｔになると（時刻ｔ５）、クランクシャフト１３の回転が停止した（即ちエンジン１が完全に停止した）と判定される。
【００５９】
−エンジンの自立始動−
次に、前記図３のフローのステップＳＴ１０８において再始動条件が成立した場合（肯定判定）のエンジン１の自立始動について詳細に説明する。まず、前記のようにアイドリングストップ制御によってエンジン１が自動停止するのは通常、運転者が車両を停止させようとしているときであるが、これによりエンジン１が完全に停止する前に、運転者の心変わり（Change Of Mind：COM）によって再びエンジン１を始動させることがある。
【００６０】
このときに運転者は、例えばブレーキペダルを離して、アクセルペダルを踏み込んだりするので、エンジン１の再始動条件が成立し（ステップＳＴ１０８でＹＥＳ）、これに応じて吸気行程ないし圧縮行程にある気筒２への燃料噴射および点火が再開される。そして、これらの気筒２における混合気の燃焼によって、クランクシャフト１３に回転力（燃焼トルク）を付与して、スタータモータ１８を用いずにエンジン１を始動させることができる。
【００６１】
すなわち、例えば図２を参照して上述した時刻ｔ０〜ｔ１のように或る程度、エンジン回転数が高くて、クランクシャフト１３の回転の勢いが強いとき、即ちクランクシャフト１３やフライホイールなどの回転部分の運動エネルギが大きいときに、再始動条件が成立すれば、例えば圧縮行程にある気筒２のインジェクタ１９に燃料を噴射させ、これにより混合気が形成されるのを待って、上死点近傍において点火プラグ２０により点火すればよい。
【００６２】
但し、前記の時刻ｔ０〜ｔ１の期間の終盤では、かなりエンジン回転数が低くなっているので、圧縮行程にある気筒２が上死点（図２では第３気筒２の上死点：＃３ＴＤＣ）を越えるとは限らない。そこで、この第３気筒２が上死点（＃３ＴＤＣ）を越えて膨張行程に移行してから、インジェクタ１９により燃料を噴射させ、これにより形成される混合気に点火する。こうすれば、より確実に正転の向きの燃焼トルクが得られ、エンジン１の始動が可能になる。
【００６３】
一方、例えば時刻ｔ１以降で再始動条件が成立した場合は、エンジン回転数が低くなり過ぎており、そのときに圧縮行程にある第４気筒２は上死点（＃４ＴＤＣ）を越えることができない。この場合、上述したようにクランクシャフト１３は、上死点の手前で一旦、停止した後に逆転動作するので、圧縮行程にある第４気筒２では、一例を図４の上段に破線のグラフで示すようにピストン１２が上死点の手前で一旦、停止し（図４の時刻ｔ１）、その後、下降を始めるようになる。
【００６４】
このときに膨張行程にある第３気筒２のピストン１２は、同図に実線のグラフで示すように下死点（ＢＤＣ）の手前で一旦、停止し、その後のクランクシャフト１３の逆転動作によって上昇する。そこで、この逆転動作によってピストン１２が上死点寄りの所定範囲Ａ（例えばＡＴＤＣ０〜５０°ＣＡくらい）内に戻ってきて、筒内圧が十分に高くなったときに、第３気筒２のインジェクタ１９を動作させて（図４の時刻ｔ２）、燃料を噴射させる。
【００６５】
こうして噴射された燃料噴霧によって第３気筒２内で混合気が形成されるのを待って、即ち所定の点火ディレー時間が経過するまで待機してから、当該第３気筒２の点火プラグ２０により混合気に点火して（図４の時刻ｔ３）燃焼させる。これにより、膨張行程にある第３気筒２の筒内圧、即ち圧縮反力に加えて、混合気の燃焼による圧力がピストン１２に作用し、クランクシャフト１３の回転力に変換されるようになる。
【００６６】
つまり、クランクシャフト１３の逆転動作によって膨張行程にある気筒２（以下、簡略に膨張行程気筒２ともいう）のピストン１２が上死点に近づくほど、圧縮反力および燃焼トルクは大きくなるので、予め実験などによってクランク角位置と圧縮反力および燃焼トルクの大きさとの関係を調べて、始動に十分なトルクが得られるような所定範囲Ａを設定しておく。そして、この所定範囲Ａまで戻ったときに燃料を噴射させるのである。
【００６７】
但し、前記のようにクランクシャフト１３の逆転動作によって膨張行程気筒２ピストン１２が上死点に近づき、一旦、停止する位置にはばらつきがある。これは主として、クランクシャフト１３などが有する運動エネルギのばらつき、および、気筒２内の吸気充填量のばらつきによるものであり、また、エンジン１のフリクションのばらつきの影響もある。このため、前記のように燃料を噴射して混合気に点火しても、十分なトルクが得られず自立始動に失敗することがあった。
【００６８】
すなわち、前記のように膨張行程気筒２内に燃料を噴射してから点火するまでには、混合気形成のための待ち時間（点火ディレー時間）が必要であり、さらに、点火された混合気が着火するまでの遅れもある。このため、図４の下段に実線のグラフで示すように、ピストン１２が所定範囲Ａ内に戻ったときに燃料を噴射しても、その後の混合気の着火までの間にクランクシャフト１３が再び正転動作することによって、所定範囲Ａから出てしまうこともあるからである。
【００６９】
こうようにして所定範囲Ａ外で混合気が着火する場合に、前記のような理由で自立始動に失敗することがあり、この場合はスタータモータ１８による始動（スタータ始動）に切り替えることになる。しかしながら、この場合には例えばクランクシャフト１３の回転が完全に停止して、始動に失敗したと判定した上でスタータモータ１８を動作させることになり、運転者が再始動にもたつきを感じるおそれがあった。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、前記のようにクランクシャフト１３が逆転動作するときの膨張行程気筒２における筒内圧の上昇に着目し、この筒内圧が所定以上に高い状態で混合気が着火することになるか否か予測（判定）する。そして、筒内圧の高い状態で混合気が着火するのであれば、自立始動の制御を行う一方、そうでなければ自立始動は禁止して、速やかにスタータ始動に切り替えるようにしている。以下、図５のフローチャートを参照して始動制御の手順を具体的に説明する。
【００７１】
−自立始動ルーチン−
図５に示す始動制御ルーチンは、図３のステップＳＴ１０８において再始動条件が成立したときに開始され、まず、ステップＳＴ２０１では、クランクシャフト１３が逆転動作をする前の正回転中であるか否か判定する。これは、図２を参照して上述したようにクランクカウンタの値、即ちクランク角センサ１０１から入力するクランク信号の変化によって判定すればよい。
【００７２】
そして、否定判定（ＮＯ）すれば後述のステップＳＴ２０６に進む一方、肯定判定（ＹＥＳ）すればステップＳＴ２０２に進んで、今度は、エンジン回転数が所定の閾値以下になっていて、次の上死点を越えない可能性があるか否か判定する。この閾値は、クランクシャフト１３など回転部分の運動エネルギ、および気筒２の筒内圧やフリクションなどを考慮して、次の上死点を越えるようなエンジン回転数を予め実験などによって設定すればよい。
【００７３】
こうしてステップＳＴ２０２において否定判定（ＮＯ）すればステップＳＴ２０３へ進み、その後に上死点を迎える気筒２から順に燃料噴射および点火を再開して、ルーチンを終了する（エンド）。一方、エンジン回転数が閾値以下になっていて肯定判定（ＹＥＳ）すれば、次の上死点を越えない可能性があるので、ステップＳＴ２０４へ進んで圧縮行程にある気筒２が実際に上死点を越えたか否か判定し、否定判定（ＮＯ）すれば一旦、ルーチンを終了する（エンド）
その後、圧縮行程にある気筒２が上死点を越えて、ステップＳＴ２０４で肯定判定（ＹＥＳ）すればステップＳＴ２０５に進み、正回転時の自立始動のための燃料噴射および点火の制御を行う。すなわち、まず、そのように上死点を越えて膨張行程に移行した気筒（膨張行程気筒）２の吸気量を算出し、これに対して目標空燃比（理論空燃比よりもリッチにするのが好ましい）になるように、膨張行程気筒２のインジェクタ１９によって燃料を噴射させる。
【００７４】
その後、所定の点火ディレー時間（例えば数十ミリ秒くらい）が経過するのを待って点火プラグ２０に通電し、混合気に点火することで、クランクシャフト１３の回転（正回転）を助勢し、その後は上死点を迎える気筒２から順に燃料噴射および点火を再開して、ルーチンを終了する（エンド）。なお、前記の点火ディレー時間は、燃料噴霧が蒸発して混合気が形成されるまでの時間に相当し、予め実験などによって設定されている。
【００７５】
一方、前記のステップＳＴ２０１で否定判定（ＮＯ）、即ちクランクシャフト１３が逆転動作していると判定して進んだステップＳＴ２０６では、この逆転動作によって膨張行程気筒２が上死点寄りの所定範囲Ａ（図４を参照）内にまで戻ってきたか否か判定する。そして、所定範囲Ａ内に戻っていると肯定判定（ＹＥＳ）すれば後述のステップＳＴ２０８に進む一方、戻っていないと否定判定（ＮＯ）すればステップＳＴ２０７に進む。
【００７６】
すなわち、図２を参照して上述したようにクランクシャフト１３は、圧縮行程にある気筒２の筒内圧を受けて、上死点の手前で一旦、停止した後に逆転動作する。これにより、膨張行程気筒２においてピストン１２が上死点に向かって上昇するので、このピストン１２が上死点寄りの所定範囲Ａ内に戻っているか否かは、クランク信号の変化によって判定することができる。
【００７７】
詳しくは、エンジン１の停止直前の各気筒２の膨張行程におけるクランク角位置の変化を図６に示すと、まず、クランクシャフト１３が正回転中であれば、点火順に上死点（例えば＃２ＴＤＣ、＃１ＴＤＣ、＃３ＴＤＣ、…）を越えて膨張行程に移行した各気筒２のクランク角位置は、０°ＣＡ（上死点）から１８０°ＣＡ（下死点）まで変化する。そして、クランク回転速度の低下に伴い、クランク信号の入力する間隔が長くなってゆくと、クランク角位置の変化を表すグラフの傾きは徐々に緩やかになってゆく（〜時刻ｔ１）。
【００７８】
また、そうして各気筒２が上死点を越えるときにクランク回転速度は一旦、落ち込んでから上昇するようになるが、図には一点鎖線で示すように全体としては徐々に低下してゆき、クランクシャフト１３などの運動エネルギが小さくなってゆく。そして、時刻ｔ１で最後の上死点（図６の例では＃３ＴＤＣ）を越えて、膨張行程に移行した気筒２（図の例では第４気筒２）では、下死点の手前でクランクシャフト１３が一旦、停止し（時刻ｔ２）、それから逆転動作を始めるようになる。
【００７９】
このクランクシャフト１３の逆転動作によって膨張行程気筒２（図の例では第４気筒２）では、ピストン１２が上死点に向かって上昇するようになり、図６においては膨張行程気筒２のクランク角位置が０°ＣＡに向かって（図の下に向かって）変化する。このとき、図示のようにクランク角位置が所定範囲Ａ外にあれば、前記のステップＳＴ２０６において否定判定（ＮＯ）して、ステップＳＴ２０７に進む。
【００８０】
すなわち、膨張行程気筒２が所定範囲Ａ内に戻ってきていないと判定したときには、逆転動作の前に再始動条件が成立していても、所定範囲Ａ内に戻る（時刻ｔ３）までの間は自立始動を行わず、待機することになる。そして、この間、ステップＳＴ２０７において自立始動を禁止する第１の条件が成立しているか否か判定する。この第１の条件として具体的には、以下の（１）〜（４）などが挙げられる。
【００８１】
（１）逆転動作中のクランク回転速度の絶対値の最大値が所定値以下であること、
（２）逆転動作によって所定範囲Ａ内に戻らないと推定されること、
（３）逆転動作の前の最後の上死点におけるクランク回転速度が所定回転速度以下であること、
（４）膨張行程気筒のＩＶＣ（吸気バルブ３１の閉時期）における吸気圧が所定値以下  であること。
【００８２】
以下、前記（１）〜（４）の条件についてそれぞれ説明すると、まず、前記のようにクランクシャフト１３が逆転動作するときには、その開始から暫くの間（図６の時刻ｔ２〜）、圧縮行程にある気筒２のピストン１２に作用する筒内圧によって、クランク回転速度の絶対値が大きくなる。そして、図７に点Ｐとして示すように、クランク回転速度のピーク（絶対値の最大値）に達した後に、今度は膨張行程気筒２のピストン１２が筒内圧を受けることによって、クランク回転速度の絶対値は小さくなってゆく。
【００８３】
このように変化するクランク回転速度の絶対値は逆転動作の勢いを表しており、図７では実線のグラフに表れているように、その最大値が所定値α以上（図７では下側）であれば、ピストン１２が膨張行程気筒２内の吸気を十分に圧縮できるので、筒内圧が所定以上に高くなると考えられる。一方、同図に破線のグラフで示すようにクランク回転速度の絶対値のピークが所定値α未満（図７では上側）であれば、ピストン１２が吸気を十分に圧縮できないと考えられる。
【００８４】
言い換えると、クランクシャフト１３の逆転動作によって膨張行程気筒２が所定範囲Ａ内に戻ったときに燃料を噴射し、その後、混合気に点火して着火させる時点における筒内圧が所定圧以上になるように、予め実験などによってクランク回転速度の絶対値を求めておき、これを前記の所定値αとして設定する。そして、前記の条件（１）が成立すれば自立始動に失敗する可能性が高いので、これを禁止するのである。
【００８５】
また、そのようにクランクシャフト１３が逆転動作するときの膨張行程気筒２におけるクランク角位置およびクランク回転速度の変化に基づいて、図示はしないが、所定範囲Ａ内に戻る前にクランクシャフト１３の逆転動作が停止してしまい、所定範囲Ａ内に戻れないことも、即ち前記の条件（２）についても判定することができる。そのためには、逆転動作中のクランク角位置およびクランク回転速度に関連して所定範囲Ａ内に戻る条件を、予め実験などによって求めて設定しておけばよい。
【００８６】
さらに、前記のように逆転動作を始めるときのクランク角位置にも、クランクシャフト１３の動作（この場合は正転動作）の勢いが反映されるので、これに基づいて前記（１）（２）のような判定を行うことも可能である。すなわち、一例を図８に実線のグラフで示すように、クランクシャフト１３の逆転動作が下死点寄り（図の上寄り）の所定範囲Ｂ（例えばＢＢＤＣ０〜５０°ＣＡくらい）内で始まれば（時刻ｔ２）、その後の逆転動作によって筒内圧は十分に高くなると考えられる。
【００８７】
これは、逆転動作の開始が前記の所定範囲Ｂ内にあるとすれば、圧縮行程にある気筒２がかなり上死点寄りにあることから、そのピストン１２に作用する筒内圧（圧縮反力）がかなり大きくなって、これにより逆転動作するクランク回転速度の絶対値が大きくなるからである。このことから、クランク回転速度の絶対値のピークが前記の所定値α（前記の図７を参照）以上になり、また、逆転動作の終了時点で所定範囲Ａ内に戻ると判定することができる。
【００８８】
一方、同図に破線のグラフで示すように逆転動作の開始が所定範囲Ｂ外である場合は、前記のように所定範囲Ｂ内にある場合と比べて、圧縮行程にある気筒２のピストン１２が受ける筒内圧（圧縮反力）が小さくなる。よって、その分、逆転動作するクランク回転速度の絶対値が小さくなって、その絶対値のピークが所定値α未満になったり、所定範囲Ａ内に戻らなかったりするからである。そのような所定範囲Ｂについても予め実験などによって設定しておけばよい。
【００８９】
さらにまた、前記のようにクランクシャフト１３の逆転動作の勢いが不足していることは、逆転動作に移行する直前に乗り越えた上死点（最後の上死点）におけるクランク回転速度やエンジン回転数から判定することもできる。図６を参照して上述したように、最後の上死点を越えたとき（図６では時刻ｔ１）のクランク回転速度（および図６などに一点鎖線で示すエンジン回転数）は、クランクシャフト１３など回転部分の運動エネルギを表しているからである。
【００９０】
よって、前記したように混合気が着火する時点の筒内圧が所定圧以上になるよう、予め実験などによって必要なクランク回転速度（またはエンジン回転数）を求めて、所定回転速度として設定しておく。そして、最後の上死点におけるクランク回転速度が所定回転速度以下であれば、即ち前記の条件（３）が成立すれば、自立始動に失敗する可能性が高いので、これを禁止するのである。
【００９１】
加えて、そのように混合気が着火する時点の筒内圧が所定圧以上になるか否かは、吸気行程において気筒２内に充填される吸気の量によっても左右される。すなわち、一例として図９に示すようにエンジン１が停止する過程では、クランク回転速度の低下に伴い、スロットルバルブ３３よりも下流の吸気通路３における吸気圧が徐々に高く（吸気負圧が小さく）なってゆく。
【００９２】
但し、エンジン１の自動停止のタイミングは種々、異なるので、前記のように徐々に高くなる吸気圧の値にはばらつきが生じており、この結果として膨張行程気筒２（図の例では第４気筒２）の吸気バルブ３１が閉じるタイミング（ＩＶＣ）における吸気圧がばらつくことから、これに応じて当該膨張行程気筒２内に充填される吸気の量にもばらつきが生じる。
【００９３】
すなわち、図９には実線のグラフで示すように、ＩＶＣの吸気圧が所定吸気圧βよりも高ければ、膨張行程気筒２への吸気の充填量が十分に多くなると考えられる。よって、前述したように逆転動作によって所定範囲Ａ内に戻るとともに、その逆転動作中のクランク回転速度の絶対値が所定以上に大きくなれば、即ち前記の条件（１）（２）がいずれも成立しなければ、混合気の着火時点において筒内圧は所定圧以上になると判定できる。
【００９４】
一方、同図に破線のグラフで示すようにＩＶＣの吸気圧が所定吸気圧β以下であると、膨張行程気筒２への吸気の充填量が少なくなって、その分、筒内圧が低くなってしまう。よって、前記の条件（１）（２）がいずれも成立しないとしても、混合気の着火時点における筒内圧は所定圧未満になると考えられる。そこで、このような吸気圧を予め実験などによって調べて、前記所定吸気圧βとして設定しておき、前記の条件（４）について判定するのである。
【００９５】
前記の条件（１）〜（４）の少なくとも１つが成立していれば、ステップＳＴ２０７において肯定判定（ＹＥＳ）して、後述のステップＳＴ２０９に進む一方、いずれの条件も成立していなければ、ステップＳＴ２０７において否定判定（ＮＯ）して一旦、ルーチンを終了する（エンド）。つまり、第１の禁止条件が成立していなければ、前記のステップＳＴ２０１，ＳＴ２０６，ＳＴ２０７の手順を繰り返しながら、自立始動を待機することになる。
【００９６】
そうして自立始動の開始を待機している間に膨張行程気筒２のクランク角位置が所定範囲Ａにまで戻ってくれば、前記のステップＳＴ２０６で肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２０８に進み、今度は自立始動の第２の禁止条件について判定する。この第２の禁止条件は、膨張行程気筒２が十分に上死点寄りに戻っているにもかかわらず、自立始動を禁止する条件であり、具体的には以下の（５）〜（７）などが挙げられる。
【００９７】
（５）クランクシャフト１３が再正転動作を始めた後に再始動条件が成立したこと、
（６）クランクシャフト１３の逆転動作中にクランク信号の入力しない期間が予め設定した時間以上になった後で、再始動条件が成立したこと、
（７）クランクシャフト１３の動作が所定時間以上、停止した後に、再始動条件が成立したこと。
【００９８】
以下、前記（５）〜（７）の条件についてそれぞれ説明する。まず、図１０に実線のグラフで示すように、膨張行程気筒２のクランク角位置（ピストン１２の位置）は、クランクシャフト１３の逆転動作（時刻ｔ２〜ｔ３）によって上死点側（図の下側）に変化した後に、時刻ｔ３からはクランクシャフト１３の再正転動作によって、再び下死点側（図の上側）に変化するようになる。
【００９９】
このようにクランクシャフト１３が再正転動作を始めると、膨張行程気筒２の筒内圧は低下してゆくので、その後に再始動条件が成立した場合は、燃料噴射および点火の時間を考慮して、混合気の着火時点における筒内圧が所定圧未満になると考えられる。よって、前記のようなクランクシャフト１３の再正転動作をクランク信号によって判定し、その後に再始動条件が成立すれば、即ち前記の条件（５）が成立すれば、自立始動に失敗する可能性が高いので、これを禁止するのである。
【０１００】
ところで、前記のようなクランク角位置の変化を検出するためのクランク信号は、クランク角センサ１０９の分解能に応じて所定クランク角Δθ（例えば５〜１０°ＣＡ）毎に発生する。このため、前記のように逆転動作から再正転動作に切り替わるときには暫くの間、ＥＣＵ１００にクランク信号が入力しなくなるが、前記図１０の実線のグラフのようにクランク角位置の変化が速い場合は、クランク信号の入力しない期間が短いので、不具合は生じない。
【０１０１】
一方、クランクシャフト１３の逆転動作がかなり遅くなっていて、図１０に破線のグラフで示すようにクランク角位置の変化が遅い場合には、クランク角位置の変化が前記所定クランク角Δθ未満で、クランク信号の入力しない期間が長くなってしまう（この期間の長さを図１０に符号Ｄとして示す）。このため、前記のようにクランクシャフト１３の再正転動作をクランク信号によって判定しようとしても、この判定が遅れてしまうおそれがある。
【０１０２】
そこで、前記クランク信号の入力しない期間Ｄが予め設定した時間以上に長くなったときには、クランクシャフト１３が一旦、停止した後に再正転動作に移行しつつあると推定する。そして、その後に再始動条件が成立した場合には、やはり自立始動に失敗する可能性が高いので、前記の条件（６）が成立すれば自立始動を禁止する。なお、前記の期間Ｄは、クランク信号の入力しない期間ではなく、クランク角位置の変化が所定幅未満である期間としてもよい。
【０１０３】
さらにまた、図示はしないが、前記のようにクランクシャフト１３が逆転動作した後に、再正転動作をせずに動作が停止する場合があり、また、逆転動作もせずにクランクシャフト１３の動作が停止する場合もある。こうしてクランクシャフト１３の動作が停止した後、所定時間は膨張行程気筒２においてピストン１２との隙間のオイルが保持され、筒内圧が維持されるが、その後はオイルが流下してしまい、速やかに筒内圧は低下する。
【０１０４】
つまり、クランクシャフト１３の動作が停止してから所定時間以上、経過した後に再始動条件が成立した場合についても、その後の燃料噴射や点火の時間を考慮すれば、混合気の着火時点における筒内圧は所定圧未満になると考えられる。よって、前記の条件（７）のようにクランクシャフト１３の動作が所定時間以上、停止した後に再始動条件が成立した場合も、自立始動を禁止するのである。
【０１０５】
前記の条件（５）〜（７）の少なくとも１つが成立していれば、ステップＳＴ２０８において肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２０９に進み、スタータモータ１８を動作させるとともに、圧縮行程にある気筒２への燃料噴射および点火を実行して、エンジンを始動させ（スタータ始動処理）、ルーチンを終了する（エンド）。つまり、前記第１および第２の少なくとも一方の禁止条件が成立しているときには、自立始動に失敗する前にスタータ始動に切り替えるのである。
【０１０６】
一方、（５）〜（７）のいずれの条件も成立しておらず、ステップＳＴ２０８において否定判定（ＮＯ）すれば、ステップＳＴ２１０に進んで、逆転時の自立始動の処理を行う。すなわち、ステップＳＴ２０５と同様に膨張行程気筒２の吸気量に対して目標空燃比になるように、インジェクタ１９によって燃料を噴射させた後に、所定の点火ディレー時間が経過すれば点火プラグ２０に通電し、混合気に点火する。これによりクランクシャフト１３に回転力を付与した後は、上死点を迎える気筒２から順に燃料噴射および点火を再開して、ルーチンを終了する（エンド）。
【０１０７】
前記図５のフローのステップＳＴ２１０を実行することによってＥＣＵ１００は、クランクシャフト１３が逆転動作した後に、気筒２内へインジェクタ１９によって燃料を噴射させるとともに、その後、点火プラグ２０によって混合気に点火させて、スタータモータ１８を用いずにエンジン１を始動させる自立始動制御手段を構成する。この自立始動制御手段は、逆転動作によって膨張行程気筒２のクランク角位置が上死点近傍の所定範囲Ａ内に戻るまでは（ステップＳＴ２０６でＮＯ）、自立始動の開始を待機する。
【０１０８】
また、ＥＣＵ１００は、同ステップＳＴ２０７，ＳＴ２０８を実行することによって、逆転動作によって上昇する筒内圧が混合気の着火時点で所定圧以上になるか否か判定する判定手段を構成し、これらステップＳＴ２０７，ＳＴ２０８からステップＳＴ２０９へ進むことによって、筒内圧が所定圧以上でないと判定された場合にエンジンの自立始動を禁止する禁止手段を構成する。
【０１０９】
さらに、前記のステップＳＴ２０９を実行することによってＥＣＵ１００は、前記のように禁止手段によってエンジン１の自立始動が禁止された場合に、スタータモータ１８を動作させるとともに、吸気行程や圧縮行程にある気筒２への燃料噴射および点火を実行して、エンジン１を始動させるスタータ始動制御手段を構成する。
【０１１０】
以上、説明したように本実施の形態では、まず、アイドリングストップ制御によってエンジン１を自動停止させる過程で再始動条件が成立したとき、このときに圧縮行程にある気筒２が上死点を越えて膨張行程に移行すれば、当該気筒２への燃料噴射および点火によってクランクシャフト１３に燃焼トルクを付与し、エンジン１をスムーズに自立始動させることができる。
【０１１１】
すなわち、仮に圧縮行程にある気筒２に燃料を噴射してしまうと、この気筒２の上死点を越えられずにクランクシャフト１３が逆転動作した場合に、混合気の燃焼によって逆転の向きの燃焼トルクが発生するおそれがあるが、前記のように気筒２が膨張行程に移行してから燃料噴射を行うようにすれば、確実に正転の向きの燃焼トルクが得られるからである。
【０１１２】
一方、前記圧縮行程にある気筒２が上死点を越えられずに、クランクシャフト１３が逆転動作した場合、或いは、クランクシャフト１３が逆転動作を始めた後に再始動条件が成立した場合は、その逆転動作によってピストン１２が上死点側に移動する膨張行程気筒２に燃料噴射および点火を行って、クランクシャフト１３に正転の向きの燃焼トルクを付与するようにしている。
【０１１３】
この際、クランクシャフト１３の逆転動作による膨張行程気筒２の筒内圧の上昇に着目し、筒内圧が所定圧以上に高い状態で混合気が着火すると判定すれば、エンジン１を自立始動させる一方、混合気の着火時点において筒内圧が所定圧未満であると判定すれば、自立始動を禁止するようにしている。これにより、自立始動に失敗する前にスタータ始動に切り替えることができ、運転者がもたつきを感じることを抑制できる。
【０１１４】
−他の実施の形態−
以上、説明した実施の形態は例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについて限定するものではない。例えば前記実施の形態では、エンジン１の停止直前にクランクシャフト１３が逆転動作しているときなどに、膨張行程気筒２のクランク角位置やクランク回転速度の変化、さらには逆転動作の前の吸気圧などに基づいて、混合気の着火時点の筒内圧が所定圧以上になるか否か、即ち第１および第２の禁止条件の成立について判定するようにしているが、その第１および第２の禁止条件は上述した条件（１）〜（７）には限定されない。
【０１１５】
すなわち、例えば前記第１の条件として前記の条件（１）〜（４）のうちの任意の１つ、２つまたは３つの条件を選択し、これらの少なくとも１つが成立していれば第１の禁止条件が成立しているとする一方、いずれの条件も成立していなければ、第１の禁止条件が成立していないとしてもよい。また、条件（１）〜（４）のうちの任意の２つまたは３つ以上が成立していれば、第１の禁止条件が成立しているとしてもよい。
【０１１６】
同様に前記第２の条件としても前記の条件（５）〜（７）のうちの任意の１つまたは２つの条件を選択し、これらの少なくとも１つが成立していれば第２の禁止条件が成立しているとする一方、いずれの条件も成立していなければ、第２の禁止条件が成立していないとしてもよい。また、条件（５）〜（７）のうちの任意の２つ以上が成立していれば、第２の禁止条件が成立しているとしてもよい。
【０１１７】
さらに、前記のように膨張行程気筒２のクランク角位置やクランク回転速度の変化などに基づいて、混合気の着火時点の筒内圧が所定圧以上になるか否か判定（予測）する必要もない。すなわち、例えば少なくとも１つの気筒２の筒内圧を計測するように筒内圧センサを配設し、その出力信号に基づいて混合気の着火時点での筒内圧を推定して、この筒内圧が所定圧以上であるか否か判定するようにしてもよい。
【０１１８】
また、前記実施の形態ではアイドリングストップ条件として、車速が所定閾値以下であること（停止直前と考えられる場合、および実質、停止していると考えられる場合）などを含むように設定しているが、これにも限定されず、車両の走行中にエンジン１を自動で停止させ、再始動する場合（いわゆるフリーラン制御など）にも、本発明を適用することができる。
【０１１９】
また、前記実施の形態では、車両に搭載された筒内噴射式の４気筒ガソリンエンジン１に本発明を適用した場合について説明しており、インジェクタとしては筒内噴射用のインジェクタ１９のみであるが、これにも限定されない。エンジンは例えば３気筒、５気筒、６気筒、８気筒などであってもよいし、筒内噴射用のインジェクタ１９以外にポート噴射用のインジェクタも備えていてもよい。さらにガソリンエンジンにも限定されず、例えば筒内噴射式のアルコールエンジンやガスエンジンなどであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、エンジンの停止直前に再始動条件が成立した場合に、スタータモータを用いずスムーズに再始動させることができるものであり、例えば自動車に搭載されたエンジンに適用して効果が高い。
【符号の説明】
【０１２１】
１        エンジン
２        気筒
１３      クランクシャフト
１８      スタータモータ
１９      インジェクタ（燃料噴射弁）
２０      点火プラグ
１００    ＥＣＵ（自立始動制御手段、判定手段、禁止手段、スタータ始動制御手段）
Ａ        クランク角位置の上死点寄りの所定範囲
Ｂ        クランク角位置の下死点寄りの所定範囲
【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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