(57)【要約】【課題】エンジンの気筒内での燃料の自己着火の発生を抑制する。【解決手段】本発明は、停止時圧縮行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを逆回転駆動させた直後、停止時膨張行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを正回転駆動させることによって多気筒４サイクルエンジンを始動するエンジンの始動装置であって、各気筒毎に設けられた燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、エンジンを始動させるときに、停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測する自己着火予測手段とを有し、燃料噴射制御手段は、停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したときはエンジンが正回転駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、自己着火予測手段が燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行する。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン停止時に圧縮行程の停止時圧縮行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを逆回転で駆動させた直後、エンジン停止時に膨張行程の停止時膨張行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを正回転で駆動させることによって多気筒４サイクルエンジンを始動するエンジンの始動装置であって、
各気筒毎に設けられた燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に排気行程の停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測する自己着火予測手段とを有し、
前記燃料噴射制御手段は、停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、
前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、
前記自己着火予測手段が燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの始動装置において、
前記燃料噴射制御手段は、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したとき、エンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中の停止時排気行程気筒の空燃比が、理論空燃比に比べてリッチになるように停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁の噴射量を制御することを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの始動装置において、
前記自己着火予測手段は、エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に吸気行程の停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測するように構成され、
前記燃料噴射制御手段は、停止時吸気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、
前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、
前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とするエンジンの始動装置。
【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装置において、
前記自己着火予測手段は、燃料の自己着火の発生の可能性を示す値がしきい値より高い場合に燃料の自己着火が発生すると予測するように構成され、
停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値は、停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値に比べて大きい値に設定されていることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの始動装置において、
前記燃料の自己着火の発生の可能性を示す値は、エンジンの停止時間、エンジン冷却水の温度、および吸気の温度の少なくとも１つに基づいて算出されることを特徴とするエンジンの始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタータを使用せずにエンジンを始動させるエンジンの始動装置に関し、燃料の燃焼を制御することによってエンジンを制御するエンジン制御の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１に記載するような、スタータを使用せずにエンジンを始動させるエンジンの始動装置が知られている。これは多気筒４サイクルエンジンの始動装置であって、まず、エンジン停止時に圧縮行程の気筒（以下、「停止時圧縮行程気筒」と称する。）内に燃料を供給してその燃料を燃焼させることによってエンジンを逆回転で駆動させる。次に、エンジン停止時に膨張行程の気筒（以下、「停止時膨張行程気筒」と称する。）のピストンが上死点に到達する前に、この停止時膨張行程気筒内に燃料を供給してその燃料を燃焼させる。これにより、エンジンが正回転で駆動され始める。続いて、エンジン停止時に吸気行程の気筒（以下、「停止時吸気行程気筒」と称する。）がエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程であるときにその内部に燃料を供給するとともに、エンジン停止時に排気行程の気筒（以下、「停止時排気行程気筒」と称する。）がエンジンが正回転で駆動されて最初の吸気行程であるときにその内部に燃料を供給し、２つの気筒内に供給された燃料それぞれを各気筒の膨張行程中に燃焼させる。それ以後は、各気筒において、吸気行程中に燃料を内部に供給して膨張行程中にその燃料を燃焼させる。
【０００３】
このようにエンジンを始動させるエンジンの始動装置は、始動時にエンジンが高温状態にある場合を想定したものである。例えば、アイドル時にエンジンを自動的に停止させる制御システムによってエンジンが制御される場合を想定したものである。さらに厳密に言えば、自動的に停止された高温状態のエンジンが、停止後すぐに始動される場合を想定したものである。
【０００４】
上述のエンジンの始動装置において、停止時圧縮行程気筒内に燃料を供給してその燃料を燃焼させてエンジンを逆回転駆動させる理由は、停止時膨張行程気筒内の空気を圧縮し、燃焼エネルギを高めるためである。これは、エンジンを正回転で始動させるために停止時膨張行程気筒に燃料を供給してその燃料を燃焼させても、気筒のピストンが下死点側にあると、燃料燃焼により移動するピストンからクランクシャフトに十分なトルクが伝わらず該クランクシャフトが十分に回転しない場合があるためである。
【０００５】
また、上述のエンジンの始動装置において、停止時吸気行程気筒に対する燃料の供給をエンジンが正回転駆動して最初の圧縮行程であるときに行う理由は、この気筒内での燃料の自己着火の発生を抑制するためである。これは、エンジンが正回転駆動して最初の吸気行程中のタイミング、すなわちエンジンの回転数が小さい吸気行程中のタイミングで燃料を供給すると、高温状態のエンジンから熱を受けることによって燃料が膨張行程前に自己着火して燃焼することがあるためである（圧縮行程中のタイミングで供給される燃料は、吸気行程中のタイミングで供給される場合に比べて燃焼室内に拡散し難く、そのために高温状態のエンジンから熱を受けても自己着火し難い。また、エンジンの回転数が高くなればなるほど燃料は自己着火し難くなる。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８０２０８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のエンジンの始動装置においては、停止時排気行程気筒がエンジンが正回転で駆動されて最初の吸気行程であるときにその内部に燃料を供給してその後の膨張行程で該燃料を燃焼させているが、最初の吸気行程で供給した燃料が、高温状態のエンジンから熱を受けて膨張行程前に自己着火する可能性がある。また、膨張行程前の圧縮行程で燃料が自己着火して燃焼し、それによりエンジンが逆回転で駆動し始める可能性がある。
【０００８】
補足すると、このような停止時排気行程気筒の自己着火は、特に、停止時吸気行程気筒の燃焼状態が不良のときに発生しやすい。つまり、停止時吸気行程気筒の燃焼が正常に行われてエンジンの回転が上昇すれば、次に燃焼が行われる停止時排気行程気筒が高温状態であっても、停止時排気行程気筒における自己着火は起こり難い。ところが、停止時吸気行程気筒の燃焼が不十分であれば、エンジン回転が上昇せず、次に燃焼が行われる停止時排気行程気筒において自己着火が発生しやすくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、高温状態のエンジンの始動直後において、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生を抑制することができるエンジンの始動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、エンジン停止時に圧縮行程の停止時圧縮行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを逆回転で駆動させた直後、エンジン停止時に膨張行程の停止時膨張行程気筒内で燃料を燃焼してエンジンを正回転で駆動させることによって多気筒４サイクルエンジンを始動するエンジンの始動装置であって、各気筒毎に設けられた燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に排気行程の停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測する自己着火予測手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの始動装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記自己着火予測手段が燃料の自己着火の発生を予測したとき、エンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中の停止時排気行程気筒の空燃比が、理論空燃比に比べてリッチになるように停止時排気行程気筒に対応する燃料噴射弁の噴射量を制御することを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のエンジンの始動装置において、
前記自己着火予測手段は、エンジンを始動させるときに、エンジン停止時に吸気行程の停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生するか否かを予測するように構成され、前記燃料噴射制御手段は、停止時吸気行程気筒に対応する燃料噴射弁に対して、前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火を予測したときはエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させる制御を実行し、前記自己着火予測手段が停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火は発生しないと予測したときは吸気行程中にのみ燃料を噴射させる制御を実行することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの始動装置において、前記自己着火予測手段は、燃料の自己着火の発生の可能性を示す値がしきい値より高い場合に燃料の自己着火が発生すると予測するように構成され、停止時吸気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値は、停止時排気行程気筒内で燃料の自己着火が発生することを予測するためのしきい値に比べて大きい値に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
加えて、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のエンジンの始動装置において、前記燃料の自己着火の発生の可能性を示す値は、エンジンの停止時間、エンジン冷却水の温度、および吸気の温度の少なくとも１つに基づいて算出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、停止時排気行程気筒内において燃料が自己着火が発生するか否かが予測され、停止時排気行程気筒に対するエンジンが正回転で駆動して最初の燃料供給は、自己着火が発生すると予測される場合は自己着火し難いエンジンが正回転で駆動し始めて最初の圧縮行程で実行され、自己着火が発生しないと予測される場合はエンジンが正回転で駆動されて最初の膨張行程で実行される。これにより、高温状態のエンジンの始動直後において、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制される。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、燃料の自己着火が発生すると予測される場合、エンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程中の停止時排気行程気筒の空燃比が、理論空燃比に比べてリッチになるように燃料が該気筒に供給される。理論空燃比に対応する量より大きい量の燃料が供給されることにより、停止時排気行程気筒がより冷却される（燃料が気化するときに、気筒内や気筒の壁面から熱を奪うことによる。）。気筒が冷却されることにより、該気筒内で気化した燃料が自己着火し難くなる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、停止時吸気行程気筒に対しても自己着火が発生するか否かが予測される。停止時吸気行程気筒に対するエンジンが正回転で駆動されて最初の燃料供給は、自己着火が発生することが予測される場合は自己着火し難いエンジンが正回転で駆動されて最初の圧縮行程で実行され、自己着火が発生しないと予測される場合はエンジンが正回転で駆動されて最初の膨張行程で実行される。これにより、停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制される。
【００１８】
さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、自己着火の発生の可能性を示す値がしきい値より高い場合に自己着火が発生すると予測され、停止時吸気行程気筒内で自己着火が発生することを予測するためのしきい値は、停止時排気行程気筒内で自己着火が発生することを予測するためのしきい値より大きく設定されている。これは、停止時排気行程気筒内には高温の排気が残っている可能性があり、そのために停止時排気行程気筒の方が停止時吸気行程気筒に比べて内部温度が高い可能性がある、すなわち停止時排気行程気筒の方が燃料の自己着火が発生しやすいことによる。これにより、停止時吸気行程気筒内で自己着火が発生すると過度に予測することがなく、また停止時排気行程気筒内で自己着火が発生すると確実に予測できる、すなわち停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒それぞれに対する自己着火の発生予測が適切に行われる。
【００１９】
加えて、請求項５に記載の発明によれば、自己着火の発生の可能性を示す値は、エンジンの停止時間、エンジン冷却水の温度、および吸気の温度の少なくとも１つに基づいて算出される。したがって、気筒内での燃料の状態をモニタリングすることなく、燃料の自己着火の発生を予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１および図２は、本発明の一実施形態に係るエンジンの始動装置を含むエンジン制御システムを概略的に示している。
【００２１】
図において符号１０で示されるエンジン制御システムは、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１４を備えたエンジン１６と、エンジン１６を制御するためのＥＣＵ（エンジンコントローラユニット）１８とから構成される。
【００２２】
エンジン１６は、4気筒４サイクルエンジン（各気筒において圧縮、膨張、排気、吸気行程からなる燃焼サイクルが実行されるエンジン）であって、４つの気筒２０Ａ〜２０Ｄを有し、各気筒内にはクランクシャフト２２に駆動連結されたピストン２４が嵌挿され、各気筒においてピストン上部に燃焼室２６が形成されている。
【００２３】
各気筒２０Ａ〜２０Ｄの燃焼室２６の頂部には、燃焼室内の混合気に点火して該混合気を燃焼させるための点火プラグ２８が設けられ、点火プラグはその先端の電極が燃焼室内に臨むように配置されている。また、各気筒２０Ａ〜２０Ｄの燃焼室２６の側方には、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁３０が設けられ、燃料噴射弁は点火プラグ２８の電極近傍に向かって燃料を噴射できるように配置されている。燃料噴射弁３０は、その噴射量が後述するようにＥＣＵ１８によって調整されるように、また圧縮行程の気筒内の圧力より高い圧力で燃料が噴射できるように構成されている。
【００２４】
さらに、各気筒２０Ａ〜２０Ｄの燃焼室２６の上部には、燃焼室に向かって開口する吸気ポート３２と排気ポート３４とが設けられ、吸気ポートに吸気弁３６が配設され、排気ポートに排気弁３８が配設されている。各気筒２０Ａ〜２０Ｄの吸気弁３６と排気弁３８は、図示しないカムシャフト等からなる動弁機構により開閉され、その開閉タイミングはクランクシャフト２２の回転角に対応している。
【００２５】
また、各気筒２０Ａ〜２０Ｄの吸気ポート３２には吸気通路４０が接続され、排気ポート３４には排気通路４２が接続されている。図２に示すように、各気筒２０Ａ〜２０Ｄの吸気ポート３２に近い吸気通路４０の下流側部分は各気筒に接続される分岐吸気通路４０ａとして構成され、この分岐吸気通路それぞれの上流端がサージタンク４０ｂに接続されている。サージタンク４０ｂよりも上流側の吸気通路４０の部分４０ｃは各気筒２０Ａ〜２０Ｄに対して共通の共通吸気通路として構成され、この共通吸気通路には通過する吸気の量を調整するスロットル弁４４と、スロットル弁を駆動するスロットル弁アクチュエータ４６とが設けられている。また、共通吸気通路４０ｃにおいてスロットル弁４４の上流側には吸気量を検出するためのエアフローセンサ４８が設けられ、スロットル弁４４の下流側には吸気温度を検出するための吸気温センサ５０と吸気圧力を検出するための吸気圧センサ５２とが設けられている。
【００２６】
一方、各気筒２０Ａ〜２０Ｄからの排気が集合する排気通路４２の集合部下流側には排気を浄化する触媒（図示せず）が設けられている。
【００２７】
エアフローセンサ４８、吸気温センサ５０、吸気圧センサ５２以外に、エンジン１６には、クランクシャフトの２２の回転方向と回転速度とを算出するために回転角を検出するクランク角センサ５４および５６と、吸気弁３６と排気弁３８の開閉タイミングに対応する図示しないカムシャフトの回転角を検出するカム角センサ５８と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ６０と、アクセル開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ６２とが設けられている。
【００２８】
ＥＣＵ１８は、エアフローセンサ４８、吸気温センサ５０、吸気圧センサ５２、クランク角センサ５４と５６、カム角センサ５８、水温センサ６０、およびアクセル開度センサ６２からの信号を読み込むように構成されている。
【００２９】
また、ＥＣＵ１８は、燃料噴射弁３０、点火プラグ２８によって点火を実行する点火装置６４、およびスロットル弁アクチュエータ４６に制御信号を出力するように構成されている（特許請求の範囲に記載の燃料噴射制御手段として機能する。）。
【００３０】
このＥＣＵ１８は、エンジン１６の駆動中、アクセル開度センサ１８からの信号に基づいた制御信号をスロットル弁アクチュエータ４６に出力して吸気量を制御し、エアフローセンサ４８からの信号に基づいて吸気量を検出し、検出した吸気量に基づいて気筒２０Ａ〜２０Ｄのうちの吸気行程の気筒内の混合気の空燃比が理論空燃比になるような量の燃料を該気筒内に設けられた燃料噴射弁３０が噴射するように対応する信号を該燃料噴射弁に出力し、燃料が供給された気筒が膨張行程であるときに該気筒に設けられた点火プラグ２８の点火装置６４に信号を出力して該燃料を燃焼させる制御を実行するように構成されている。以下、この制御を「通常燃焼制御」と称する。
【００３１】
そのために、ＥＣＵ１８は、各気筒２０Ａ〜２０Ｄの現在の行程をクランク角センサ５４および５６と、カム角センサ５８とからの信号に基づいて検出するように構成されており、検出した各気筒の行程に基づいて燃料噴射弁３０による燃料噴射のタイミングと点火プラグ２８による燃料点火のタイミングを制御するように構成されている。
【００３２】
一方、ＥＣＵ１８は、エンジン１６を始動するとき、以下の制御動作を実行する。以下の制御内容は、始動前のエンジン１６が高温状態であるときを想定した、例えばＥＣＵ１８がアイドル時にエンジンを自動的に停止させるように構成されている場合、またはイグニッションキーがＯＦＦされてすぐに再びＯＮされた場合などを想定したものである。具体的には、始動前のエンジン１６が高温状態であって、複数の２０Ａ〜２０Ｄのうちの停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒において燃料の自己着火が起こらないようにエンジン１６を始動させる制御動作を実行する。
【００３３】
ＥＣＵ１８は、エンジン１６の温度状態、厳密にいえば、複数の気筒２０Ａ〜２０Ｄのうちの停止時排気行程気筒の内部温度に基づいて後述する図３、図４のいずれかに示すエンジン１６の始動に関する制御動作を実行する。そのために、ＥＣＵ１８は、吸気温センサ５０および水温センサ６０からの信号と吸気温度、冷却水温度、および停止時排気行程気筒の内部温度それぞれの対応関係を示す予め作成されたマップとに基づいて、停止時排気行程気筒の内部温度を算出するように構成されている。
【００３４】
また、ＥＣＵ１８は、算出した停止時排気行程気筒の内部温度に基づいて該気筒内の空燃比が所定の目標空燃比になるような量の燃料を該気筒に対応する燃料噴射弁３０に噴射させるように構成されている。所定の目標空燃比は、停止時排気行程気筒の内部温度によって異なり、その対応関係は予め実験的または理論的に算出され、理論空燃比よりリッチになるように設定されている。この効果は後述する。
【００３５】
ＥＣＵ１８のエンジン１６の始動に関する制御動作を図３〜５を参照しつつ説明する。
【００３６】
図３は、始動前のエンジン１６が高温状態でない場合、具体的にいえば、エンジン１６が始動される時の停止時排気行程気筒の内部温度が所定の内部温度より低いときの制御動作を示している（内部温度が特許請求の範囲の自己着火の発生の可能性を示す値に相当する。）。一方、図４は、始動前のエンジン１６が高温状態である場合、エンジン１６が始動される時の停止時排気行程気筒の内部温度が所定の内部温度より高いときの制御動作を示している。
【００３７】
図３（ａ）と図４（ａ）は、エンジン１６の行程図であり、吸気弁３６と排気弁３８の開閉タイミングと行程との関係を示している。また、行程に対する燃料噴射弁３０による燃料噴射（供給）のタイミングをＦ１〜Ｆ８で示し、行程に対する点火プラグ２８による燃料燃焼のタイミングをＥ１〜Ｅ６で示している。タイミングＦＸ（Ｘは整数）で噴射された燃料は、タイミングＥＸで燃焼される。さらに、図において、ＢＤＣは下死点を示し、ＴＤＣは上死点を示している。
【００３８】
一方、図３（ｂ）と図４（ｂ）は、燃料噴射タイミングＦ１〜Ｆ８と燃料燃焼タイミングＥ１〜Ｅ６とを時間軸上で示したタイミング図である。
【００３９】
図５は、ＥＣＵ１８が行う、停止状態のエンジン１６を始動させて上述の通常燃焼制御を実行し始めるまでの制御動作のフローの一例を示している。
【００４０】
まず、ＥＣＵ１８は、図５に示すように、Ｓ１０において、エンジン１６の始動が要求されたか否かを判定する、例えばアクセル開度センサ６２からアクセルペダルが踏まれたことを示す信号がＥＣＵ１８に出力されたか否かを判定する。エンジン１６の始動要求が確認されると次のステップに進む。
【００４１】
次に、ＥＣＵ１８は、Ｓ１２において、吸気温センサ５０からの信号と水温センサ６０からの信号を読み込み、吸気温度と冷却水温度を検出する。
【００４２】
続いて、Ｓ１４において、ＥＣＵ１８は、検出した吸気温度と冷却水温度と上述するマップとに基づいて、複数の気筒２０Ａ〜２０Ｄのうちの停止時排気行程気筒の内部温度を算出する。
【００４３】
Ｓ１６において、ＥＣＵ１８は、算出した内部温度に基づいて、上述するように所定の目標空燃比を算出する。
【００４４】
ここからは、燃焼に関わる制御動作、すなわち点火プラグ２８と燃料噴射プラグ３０に対する制御をＥＣＵ１８は実行し始める。
【００４５】
まず、Ｓ１８において、ＥＣＵ１８は、複数の気筒２０Ａ〜２０Ｄのうちの停止時圧縮行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる（Ｆ１）。例えば、エンジン１６が停止状態であるときの複数の気筒２０Ａ〜２０Ｄとクランクシャフト２２との状態を示す図６（ａ）に示すように、停止時圧縮行程気筒が気筒２０Ａである場合、気筒２０Ａに対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる。
【００４６】
次に、Ｓ２０において、ＥＣＵ１８は、停止時圧縮行程気筒に供給された燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ２８を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する（Ｅ１）。
【００４７】
停止時圧縮行程気筒で燃料が燃焼すると、図６（ｂ）に示すように、クランクシャフト２２が逆回転し始める（エンジン１６が逆回転駆動し始める。）。
【００４８】
続く、Ｓ２２において、ＥＣＵ１８は、複数の気筒２０Ａ〜２０Ｄのうちの停止時膨張行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる（Ｆ２）。この燃料供給のタイミングＦ２は、図３（ａ）や図４（ａ）に示すように、停止時膨張行程気筒が膨張行程中のタイミングである（エンジン１６の逆回転駆動によって排気行程に移行する前のタイミングである。）。
【００４９】
Ｓ２４において、ＥＣＵ１８は、停止時膨張行程気筒に供給された燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ２８を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する（Ｅ２）。この燃料点火のタイミングＥ２は、図３（ａ）や図４（ａ）に示すように、停止時膨張行程気筒が膨張行程中（厳密には、対応するピストンが上死点近くにきたとき）のタイミングである（エンジン１６の逆回転駆動によって排気行程に移行する前のタイミングである。）。
【００５０】
停止時膨張行程気筒で燃料が燃焼すると、図６（ｃ）に示すように、クランクシャフト２２が正回転し始める（エンジン１６が正回転駆動し始める。）。
【００５１】
エンジン１６が正回転駆動し始めると、ＥＣＵ１８は、Ｓ２６において、停止時圧縮行程気筒と停止時膨張行程気筒に対して上述の通常燃焼制御を開始する。すなわち、以後、停止時圧縮行程気筒と停止時膨張行程気筒においては、吸気行程中に燃料が供給され（Ｆ５、Ｆ６）、その後の膨張行程でその燃料が燃焼される（Ｅ５、Ｅ６）。
【００５２】
Ｓ２８において、ＥＣＵ１８は、上述するようにクランク角センサ５４および５６と、カム角センサ５８とからの信号に基づいて停止時吸気行程気筒が圧縮行程であるか否かを判定する。停止時吸気行程気筒が圧縮行程であることが確認されるとステップ３０に進む。
【００５３】
ステップ３０において、ＥＣＵ１８は、ステップ１４で算出した内部温度が所定の温度より高い温度であるか否かを判定する、すなわちエンジン１６が高温状態であるか否かが判定される。内部温度が所定の温度より低い場合、ステップ３２に進む。そうでない場合（内部温度が所定の温度より高い場合）、ステップ４０に進む。
【００５４】
Ｓ３２において、図３（ａ）に示すように、ＥＣＵ１８は、圧縮行程中の停止時吸気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる（Ｆ３）。
【００５５】
次に、Ｓ３４において、ＥＣＵ１８は、吸気行程中の停止時排気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる（Ｆ４）。燃料噴射タイミングＦ４は、図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、燃料噴射タイミングＦ３と略同一のタイミングである。このとき、ＥＣＵ１８は、燃料噴射弁３０に理論空燃比に基づいた量の燃料を供給させる。
【００５６】
続く、Ｓ３６において、ＥＣＵ１８は、上述するようにクランク角センサ５４および５６と、カム角センサ５８とからの信号に基づいて停止時吸気行程気筒が膨張行程であるか否かを判定する。停止時吸気行程気筒が膨張行程であることが確認されるとステップ３８に進む。
【００５７】
Ｓ３８において、ＥＣＵ１８は、膨張行程中（厳密には、膨張行程に移行した直後）の停止時吸気行程気筒内の燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ２８を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する（Ｅ３）。燃料が燃焼することにより、クランクシャフト２２の回転速度が上がる（エンジン１６の回転数が上がる。）。そして、Ｓ４８に進む。
【００５８】
一方、Ｓ３０において、内部温度が所定の温度より高いことが確認された場合、Ｓ４０において、ＥＣＵ１８は、図４（ａ）に示すように、圧縮行程中の停止時吸気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる（Ｆ３）。
【００５９】
次に、Ｓ４２において、ＥＣＵ１８は、上述するようにクランク角センサ５４および５６と、カム角センサ５８とからの信号に基づいて停止時吸気行程気筒が膨張行程であるか否かを判定する。停止時吸気行程気筒が膨張行程であることが確認されるとステップ４４に進む。
【００６０】
Ｓ４４において、ＥＣＵ１８は、膨張行程中（厳密には、膨張行程に移行した直後）の停止時吸気行程気筒内の燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ２８を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する（Ｅ３）。燃料が燃焼することにより、クランクシャフト２２の回転速度が上がる（エンジン１６の回転数が上がる。）。
【００６１】
続く、Ｓ４６において、ＥＣＵ１８は、圧縮行程中の停止時排気行程気筒に対して該気筒に対応する燃料噴射弁３０に燃料を供給させる（Ｆ４‘）。このとき、ＥＣＵ１８は、燃料噴射弁３０にＳ１６で算出した目標空燃比に基づいた量の燃料を供給させる。そしてＳ４８に進む。
【００６２】
Ｓ４８においては、ＥＣＵ１８が、上述するようにクランク角センサ５４および５６と、カム角センサ５８とからの信号に基づいて停止時排気行程気筒が膨張行程であるか否かを判定する。停止時排気行程気筒が膨張行程であることが確認されるとステップ５０に進む。
【００６３】
Ｓ５０において、ＥＣＵ１８は、膨張行程中（厳密には、膨張行程に移行した直後）の停止時排気行程気筒内の燃料を燃焼させるために該気筒に対応する点火プラグ２８を制御して該燃料に点火する。点火により燃料が燃焼する（Ｅ４）。燃料が燃焼することにより、クランクシャフト２２の回転速度がさらに上がる（エンジン１６の回転数がさらに上がる。）。
【００６４】
エンジン１６の回転数がさらに上がると、Ｓ５２において、ＥＣＵ１８は、停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒に対して上述の通常燃焼制御を開始する。すなわち、以後、停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒においては、吸気行程中に燃料が供給され（Ｆ７、Ｆ８）、その後の膨張行程でその燃料が燃焼される。そして、ＥＣＵ１８のエンジン１６の始動に関する制御動作が終了する。
【００６５】
以上、ＥＣＵ１８が行うエンジン１６の始動に関する制御を説明してきたが、簡単に言うと、ＥＣＵ１８は、エンジン１６を始動するときにエンジン１６が高温状態であるか否かを確認し（停止時排気行程気筒の内部温度が高いか否かを確認し）、エンジン１６が高温状態である場合（停止時排気行程気筒の内部温度が高い場合）、停止時排気行程気筒に供給した燃料が自己着火すると予測し、停止時排気行程気筒に対するエンジン１６が正回転で駆動されて最初の燃料供給を自己着火し難い圧縮行程で行う。一方、エンジン１６が高温状態でない場合、停止時排気行程気筒に供給した燃料が自己着火しないと予測し、停止時排気行程気筒に対するエンジン１６が正回転で駆動されて最初の燃料供給を燃料が燃焼室内に拡散しやすい吸気行程で行う。これにより、高温状態のエンジンにおいて、停止時排気気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制される。
【００６６】
また、ＥＣＵ１８は、停止時排気行程気筒に対して、エンジン１６が正回転で駆動されて最初の燃料供給を自己着火し難い圧縮行程で行うとき、気筒内の空燃比が理論空燃比よりリッチな所定の目標空燃比なるような量を該気筒に燃料噴射弁３０を介して供給する。理論空燃比に対応する量より大きい量の燃料が供給されることにより、停止時排気行程気筒がより冷却される（燃料が気化するときに、気筒内や気筒の壁面から熱を奪うことによる。）。気筒が冷却されることにより、該気筒内で気化した燃料が自己着火し難くなる。
【００６７】
さらに、ＥＣＵ１８は、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生予測を該気筒内の温度に基づいて行い、該気筒内の温度をエンジン冷却水の温度と吸気の温度に基づいて算出している。そのため、気筒内での燃料の状態をモニタリングすることなく、燃料の自己着火の発生を予測することができる。
【００６８】
以上、上述の一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００６９】
例えば、上述の実施形態においては、停止時排気行程気筒に対するエンジンが正回転で駆動されて最初の燃料供給を圧縮行程で行うとき、通常燃焼制御時に供給される理論空燃比に基づく量より大きい所定の目標空燃比に基づく量の燃料を供給して気筒内を冷却し、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生を確実に抑制している。しかしながら、圧縮行程で燃料を供給するだけで確実に停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生が抑制できるのであれば、その量は理論空燃比に基づく量であってもよい。この場合、上述の実施形態に比べて使用される燃料が少なくなる。
【００７０】
また、上述の実施形態は、停止時排気行程気筒内での燃料の自己着火の発生予測を停止時排気行程気筒の内部温度に基づいて行い、内部温度は吸気温度と冷却水温度とに基づいて算出している。すなわち、吸気温度と冷却水温度の２つのパラメータによって内部温度を算出することにより、その算出精度を向上させている。吸気温度と冷却水温度の少なくとも一方で高精度に内部温度を算出できるのであれば、吸気温度と冷却水温度の２つのパラメータによって内部温度を算出しなくてもよい。
【００７１】
関連して、ＥＣＵがアイドル時にエンジンを自動的に停止させるように構成されている場合、エンジンが停止されて再び始動されるまでのエンジン停止時間に基づいて停止時排気行程気筒の内部温度を算出することも可能である（アイドル時に自動的に停止されたエンジン全体の温度は、エンジン停止時間に対応して変化する。）。また、エンジン停止時間、吸気温度、および冷却水温度の３つのパラメータに基づいて停止時排気行程気筒の内部温度を算出してもよい。本発明は、広義には、停止時排気行程気筒内の内部温度が正確に算出できるのであれば、算出するためのパラメータを限定しない。
【００７２】
さらに、上述の実施形態においては、停止時排気行程気筒内のみでの燃料の自己着火の発生を予測しているが、停止時吸気行程気筒内での燃料の自己着火の発生も予測してもよい。
【００７３】
例えば、停止時排気行程気筒と同様に、停止時吸気行程気筒に対して燃料の自己着火の発生予測をエンジン始動時に行い、停止時吸気行程気筒に対応する燃料噴射弁に、自己着火が発生することが予測される場合はエンジンが正回転駆動されて最初の圧縮行程中に燃料を噴射させて以後は吸気行程中に燃料を噴射させ（上述の実施形態）、自己着火が発生しないと予測される場合は吸気行程中にのみ燃料を噴射させるようにしてもよい。
【００７４】
また、このように停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒の両方においてその内部における燃料の自己着火の発生予測が実行され、自己着火の発生の可能性を示す値（上述の実施形態においては内部温度）がしきい値（所定の内部温度）より高い場合に自己着火が発生すると予測する場合、、それぞれの自己着火が発生することを予測するためのしきい値（上述の実施形態においては所定の内部温度）は、停止時吸気行程気筒内の方が大きくなるように設定するのが好ましい。
【００７５】
これは、停止時排気行程気筒内には高温の排気が残っている可能性があり、そのために停止時排気行程気筒の方が停止時吸気行程気筒に比べて内部温度が高い可能性がある、すなわち停止時排気行程気筒の方が燃料の自己着火が発生しやすいことによる。それぞれの自己着火が発生することを予測するためのしきい値を停止時吸気行程気筒内の方が大きくなるように設定することにより、停止時吸気行程気筒内で自己着火が発生すると過度に予測することがなく、また停止時排気行程気筒内で自己着火が発生すると確実に予測できる、すなわち停止時吸気行程気筒と停止時排気行程気筒それぞれに対する自己着火の発生予測が適切に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの始動装置を含むエンジン制御システムの概略図である。
【図２】本発明に係るエンジンの概略図である。
【図３】高温状態でないエンジンの始動時の行程図とタイミング図を示すものである。
【図４】高温状態のエンジンの始動時の行程図とタイミング図を示すものである。
【図５】エンジンの始動からエンジンが通常燃焼制御されるまでの制御動作のフローの一例を示す図である。
【図６】エンジンの始動方法を詳しく説明するための補足的な図である。
【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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