(57)【要約】【課題】停止時に特定気筒へ供給された燃料が燃焼されない状態で排出されるのを防止する内燃機関の停止制御装置を提供する。【解決手段】アイドリングストップ中に、特定気筒の燃焼室内に未燃燃料が封入された状態で、イグニションスイッチのオフ操作が行われた場合には、その未燃燃料を燃焼させて、その未燃燃料が排出するのを防止する。また、そのとき発生する振動は、クランクシャフトの回転方向と反対の方向にモータジェネレータを回転させることにより抑制することができる。また、特定気筒の燃焼室内に未燃燃料が封入された状態で、その後、その停止位置の予測を誤り、その未燃燃料が排出されると予測される場合には、所定のタイミングで、その特定気筒に対応する排気バルブを閉じるか、或いはその未燃燃料を燃焼させて、その未燃燃料が排出されるのを防止する。これにより、エミッションの悪化を防止することができる。【選択図】      図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関停止時に圧縮行程及び／又は膨張行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給して停止制御を行う停止制御手段と、
前記機関の停止制御時に、前記気筒の燃焼室内の燃料が燃焼されない状態で排出されると予測される場合には、前記燃料の排出を防止する未燃燃料排出防止手段と、
前記機関始動時に前記気筒の燃焼室内に供給された前記燃料を燃焼させる燃焼手段と、
前記燃焼手段により得られる燃焼圧及び／又はモータを利用して前記機関の始動を行う始動手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項２】
前記燃料が燃焼されない状態で排出されると予測される場合とは、前記機関の停止制御中にイグニションスイッチがオフとなった場合であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項３】
前記停止制御手段は、前記機関動作中に、前記圧縮行程及び／又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給し、前記機関停止時に、前記圧縮行程、及び／又は前記膨張行程となる気筒で停止するようにクランク角度位置を調整する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項４】
前記未燃燃料排出防止手段は、前記機関停止時に前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒が排気行程を通過すると予測される場合には、前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に供給された燃料が排出されるのを防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項５】
前記機関は、排気バルブを開閉する開閉手段をさらに備え、前記機関停止時に前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒が排気行程を通過すると予測される場合には、前記開閉手段は、前記排気バルブを閉じて、前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に供給された燃料が排出されるのを防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項６】
前記未燃燃料排出防止手段は、前記機関停止時に前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒が排気行程を通過すると予測される場合には、前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に供給された燃料が排出される前に、前記燃焼手段により前記燃料を燃焼させて前記燃料の排出を防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項７】
前記始動手段は、第１の始動条件が成立したときには、前記燃焼手段により得られる燃焼圧を利用して前記機関を始動し、
前記未燃燃料排出防止手段は、前記気筒の燃焼室内の燃料が燃焼されない状態で排出される前に、前記燃焼手段により前記燃料を燃焼させて前記燃料の排出を防止することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項８】
前記始動手段は、第２の始動条件が成立したときは、前記燃焼手段により得られる燃焼圧及びモータを利用し、且つ所定の時期に前記機関への燃料の供給を開始して前記機関を始動し、
前記未燃燃料排出防止手段は、前記気筒の燃焼室内の燃料が燃焼されない状態で排出される前に、前記燃焼手段により前記燃料を燃焼させて前記燃料の排出を防止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項９】
前記燃焼手段によって前記気筒の燃焼室内の燃料を燃焼させたときに発生する前記機関トルクを吸収するトルク吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１０】
前記トルク吸収手段は、前記燃料の燃焼により生じるトルクを受けて回転する前記機関の回転方向とは逆回転方向に、前記モータからのトルクを付与することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１１】
前記機関は、前記未燃燃料排出防止手段の実行時に警告表示を行う手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【請求項１２】
前記機関は、前記未燃燃料排出防止手段の実行終了後に前記機関を停止させる手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の停止始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の停止始動制御装置に関し、停止時に特定気筒へ供給された燃料が燃焼されない状態で排出されるのを防止する未燃燃料の排出防止技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、環境保全若しくは省資源エネルギー化等の観点から、アイドリング時の燃料消費量及び排出ガスの低減などを図るため、車両が停止すると内燃機関（以下、「エンジン」ともいう。）を自動停止し、停止状態から発進指示があるとエンジンを自動的に再始動して車両を発進させるエンジン停止始動制御装置が知られている。この制御は、「アイドリングストップ」などとも呼ばれている。
【０００３】
アイドリングストップ技術を自動的に行う場合、エンジンの始動時の必要エネルギーを最小とするためには、エンジンの停止位置を制御することが有効であることがわかってきている。エンジン始動時の必要エネルギーを最小とすることにより、モータジェネレータ（ＭＧ）などの、アイドリングストップ後のエンジン始動装置を小型化できるとともに、電気エネルギーを少なくすることでバッテリーの寿命を長くすることができるという利点がある。
【０００４】
また、エンジンの速やかな始動を行う方法として、エンジン停止時に膨張行程気筒の燃焼室内に燃料を供給しておき、始動時にその燃料を燃焼させ、そのとき生じる燃焼圧を利用して始動時のクランキングトルクを発生させるエンジン始動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４９８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジン停止時に、膨張行程気筒の燃焼室内に燃料供給をしていたとしても、その後、運転者によりイグニションスイッチのオフ操作がなされた場合には、次回の始動時は、運転者がイグニションスイッチのオン操作によってスタータを回し、このとき生じるスタータのトルクによるエンジン始動となる。
【０００７】
このとき、スタータのクランキング動作によりクランクシャフトが回されるため、その気筒の燃焼室内に供給された燃料が燃焼されることなく排気ポートを通じて排出されてしまい、エミッションの悪化を招くという問題点がある。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、停止時に特定気筒へ供給された燃料が燃焼されない状態で排出されるのを防止する内燃機関の停止始動制御装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点では、内燃機関の停止始動制御装置は、機関停止時に圧縮行程及び／又は膨張行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給して停止制御を行う停止制御手段と、前記機関の停止制御時に、前記気筒の燃焼室内の燃料が燃焼されない状態で排出されると予測される場合には、前記燃料の排出を防止する未燃燃料排出防止手段と、前記機関始動時に前記気筒の燃焼室内に供給された前記燃料を燃焼させる燃焼手段と、前記燃焼手段により得られる燃焼圧及び／又はモータを利用して前記機関の始動を行う始動手段と、を備える。
【００１０】
上記の停止始動制御装置は、例えばアイドリングストップ制御などに好適に使用することができ、機関の停止制御において、機関停止時に圧縮行程及び／又は膨張行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給しておく。この燃料は、次回の機関始動時に駆動力を生成するために予め供給されるものである。そして、機関の始動時には、それら燃焼室に供給しておいた燃料を燃焼させて得られる燃焼圧及び／又はモータによる駆動力で機関を始動させる。但し、そのように予め気筒内に供給しておいた燃料が燃焼されることなく排出される場合には、エミッションの悪化などが生じうるので、その燃料の排出を防止する。なお、気筒内に予め供給しておいた燃料が燃焼されることなく排出される場合とは、例えば圧縮行程及び／又は膨張行程にある気筒に燃料が供給されて停止している状態で、イグニッションスイッチがオフされた場合や、停止制御に失敗して予定の機関停止位置に停止できない場合などである。
【００１１】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の一態様では、燃料が燃焼されない状態で排出されると予測される場合とは、前記機関の停止制御中にイグニションスイッチがオフとなった場合である。イグニションスイッチがオフされると、次回の機関始動はモータによるクランキングとなる。そして、この場合に機関始動を行うと、モータによりクランクシャフトが回されるため、機関停止時に圧縮行程及び／又は膨張行程となる気筒の燃焼室内に封入された燃料は燃焼されることなく排気ポートを通じて排出されてしまう可能性がある。よって、燃料が燃焼されない状態で排出されると予測される場合とは、機関の停止制御中にイグニションスイッチがオフとなった場合とすることができる。
【００１２】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記停止制御手段は、前記機関動作中に、前記圧縮行程及び／又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に燃料を供給し、前記機関停止時に、前記圧縮行程及び／又は前記膨張行程となる気筒で停止するようにクランク角度位置を調整する手段をさらに備える。これによれば、機関停止時には、燃焼室に燃料が供給された気筒が圧縮行程及び／又は膨張行程で停止する。よって、次回の機関始動時には、それらの気筒に対して点火を実施して燃料を燃焼させることにより機関始動のための駆動力を発生させることができる。
【００１３】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記未燃燃料排出防止手段は、前記機関停止時に前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒が排気行程を通過すると予測される場合には、前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に供給された燃料が排出されるのを防止する。機関の停止制御は、停止時に圧縮行程又は膨張行程となる気筒に対して燃料を供給しておき、次回始動時にその燃料を燃焼させて駆動力を発生させるものであるが、停止制御に失敗し、機関停止時にそれら燃料を供給した気筒が排気行程を通過する場合には、未燃燃料が排気されてしまうので、それを防止する。
【００１４】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記機関は、排気バルブを開閉する開閉手段をさらに備え、前記機関停止時に前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒が排気行程を通過すると予測される場合には、前記開閉手段は、前記排気バルブを閉じて、前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に供給された燃料が排出されるのを防止する。この態様によれば、停止制御において燃料を供給しておいた気筒が排気行程まで至ると予測される場合には、排気バルブを閉じておくことにより、未燃燃料が排出されることを防止する。
【００１５】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記未燃燃料排出防止手段は、前記機関停止時に前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒が排気行程を通過すると予測される場合には、前記圧縮行程又は前記膨張行程となる気筒の燃焼室内に供給された燃料が排出される前に、前記燃焼手段により前記燃料を燃焼させて前記燃料の排出を防止する。この態様によれば、停止制御において燃料を供給しておいた気筒が排気行程まで至ると予測される場合には、未燃燃料を強制的に燃焼させてしまうことにより、未燃燃料が排出されることを防止する。
【００１６】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記始動手段は、第１の始動条件が成立したときには、前記燃焼手段により得られる燃焼圧を利用して前記機関を始動し、前記未燃燃料排出防止手段は、前記気筒の燃焼室内の燃料が燃焼されない状態で排出される前に、前記燃焼手段により前記燃料を燃焼させて前記燃料の排出を防止することができる。
【００１７】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記始動手段は、第２の始動条件が成立したときは、前記燃焼手段により得られる燃焼圧及びモータを利用し、且つ所定の時期に前記機関への燃料の供給を開始して前記機関を始動し、前記未燃燃料排出防止手段は、前記気筒の燃焼室内の燃料が燃焼されない状態で排出される前に、前記燃焼手段により前記燃料を燃焼させて前記燃料の排出を防止することができる。
【００１８】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記燃焼手段によって前記気筒の燃焼室内の燃料を燃焼させたときに発生する前記機関トルクを吸収するトルク吸収手段をさらに備えることができる。これにより、燃焼手段により未燃燃料を燃焼させたときに生じるトルクを吸収して、車両の振動などを抑制することができる。
【００１９】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記トルク吸収手段は、前記燃料の燃焼により生じるトルクを受けて回転する前記機関の回転方向とは逆回転方向に、前記モータからのトルクを付与する。この態様によれば、トルク吸収手段は、例えばモータとすることができる。かかるモータの駆動トルクを機関の回転方向とは逆回転方向に付与することにより、機関を殆ど回転させることなく、未燃燃料の燃焼によって生じる振動を相殺して消滅させることができる。
【００２０】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記機関は、前記未燃燃料排出防止手段の実行時に警告表示を行う手段をさらに備える。この態様による警告表示とは、イグニションスイッチのオフ後に未燃燃料を燃焼させるための特殊処理を行う旨の表示であり、運転者が一見して把握できるように運転パネル等に表示される。そのため、燃料排出防止手段を実行させるときに、かかる警告表示をだすことで、イグニションスイッチがオフされた後、機関が一時的に始動しても、機関の異常などではなく、前記の特殊処理が実行されていることを、運転者は認識することができる。
【００２１】
上記の内燃機関の停止始動制御装置の他の一態様では、前記機関は、前記未燃燃料排出防止手段の実行終了後に前記機関を停止させる手段を備える。この態様によれば、未燃燃料を燃焼させた後、その燃焼圧により得られる機関の有する慣性エネルギーによって自然と機関を停止させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２３】
［車両の構成］
まず、本発明に係る内燃機関の始動制御を適用した車両の概略構成を説明する。本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、アイドリングストップ技術を適用したいわゆるエコラン車両又はハイブリット車両などを対象とする。「エコラン車両」とは、主としてエンジンの始動を目的とした電動機（モータジェネレータ）を搭載し、アイドリングストップによるエンジンの停止後、モータジェネレータによりエンジンを自動的に再始動する車両である。また、「ハイブリット車両」とは、エンジン及びモータジェネレータをそれぞれ動力源とするパワートレーンである。ハイブリット車両では、走行状態に応じてエンジン及びモータジェネレータの両者を協働させ、あるいは使い分けて、滑らかでレスポンスのよい動力性能を得ることができる。
【００２４】
図１に、本発明に係る車両１０のシステム構成を示す。
【００２５】
車両１０は、図１に示すように、ＤＣスタータ１と、エンジン２と、エンジン２から出力される駆動力により発電すると共にエンジン２を始動する際のセルモータとして駆動可能なモータジェネレータ３と、モータジェネレータ３等を制御するためのモータ制御装置４と、モータ制御装置４を介してモータジェネレータ３等と電力の授受を行う電源装置５と、モータジェネレータ３、モータ制御装置４及び電源装置５を各々接続する電源ケーブル６と、エンジン２から発生する駆動力を車輪に伝える動力伝達装置７と、車輪８とを備える。
【００２６】
次に、上記各構成について、図１を参照して説明する。
【００２７】
ＤＣスタータ１は、エンジン２を始動させる直流方式のセルモータである。ＤＣスタータ１はシャフトを有し、イグニションスイッチがオン状態とされることにより、１２Ｖ電源装置からの電力供給を受けて、そのシャフトを回転させる。ＤＣスタータ１のシャフトが回転することにより、エンジン２のクランクシャフトが回され、エンジン２を始動する。具体的には、ＤＣスタータ１のシャフトの先端部には、ピニオンギアが取り付けられている。ピニオンギアは、エンジン２のクランクシャフトに設けられたフライホイールのリングギアと噛み合っている。そのため、ＤＣスタータ１は、エンジン２の始動により１２Ｖ電源装置から電力供給を受けると、そのピニオンギアがフライホイールのリングギアと噛み合って回転し、フライホイールを回転させる。これにより、所定気筒数のピストンが連結されたクランクシャフトが回転させられるため、その回転駆動力によりエンジン２を始動することができる。なお、エンジンの始動のためにクランクシャフトを駆動することを「クランキング」と呼ぶ。
【００２８】
エンジン２は、シリンダ内の混合気を爆発させて、動力を発生する内燃機関である。内燃機関には、ガソリンを燃料とするガソリンエンジン、又は軽油などを燃料とするディーゼルエンジンなどがある。ガソリンエンジンには、クランクシャフトが２回転する間に、吸気、圧縮、膨張、排気の１サイクルを完了して動力を発生する４サイクルガソリンエンジン、又はクランクシャフトが１回転する間に前記の１サイクルを完了する２サイクルガソリンエンジンがある。なお、本実施形態における車両１０は、４サイクルガソリンエンジンであるとする。
【００２９】
図２にエンジン２の概略構成の一例を示す。
【００３０】
シリンダヘッド１２に形成された吸気ポート２４は吸気バルブ２６により開閉される。吸気ポート２４への吸気の供給は、吸気通路２８を介してなされる。吸気通路２８にはサージタンク３０が設けられ、サージタンク３０の上流にはスロットルバルブ３２が設けられている。スロットルバルブ３２は電動モータ３４により開度（スロットル開度ＴＡ）が調整され、このスロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ３６により検出されている。
【００３１】
エンジン２はいわゆるポート噴射型のエンジンであり、吸気ポート２４に燃料噴射弁１４が設けられている。吸気ポート２４内の吸気と、吸気ポート２４内に噴射された燃料により混合気が生成され、シリンダブロック１６、ピストン１８及びシリンダヘッド１２により区画された燃焼室２０内に導入される。燃焼室２０の天井部分には点火プラグ２２が配置され、吸気ポート２４から導入された混合気に対して点火可能としている。なお燃料噴射弁１４には高圧燃料ポンプ（図示略）からデリバリパイプ１４ａを介して高圧燃料が供給されている。このことにより、圧縮行程末期においても燃料噴射弁１４から燃焼室２０内に燃料噴射が可能となっている。このデリバリパイプ１４ａ内の燃料圧力は燃圧センサ１４ｂにより検出されている。
【００３２】
また、シリンダヘッド１２に形成された排気ポート３８は排気バルブ４０により開閉される。燃焼室２０から排気ポート３８に排出された排気は、排気通路４２及び排気浄化触媒（図示略）等を介して外部に排出される。
【００３３】
燃焼室２０内での混合気の燃焼に伴うピストン１８の往復運動は、コンロッド４４を介してクランクシャフト４６の回転運動に変換される。クランクシャフト４６は図示しないトルクコンバータや変速機を介して車輪８に動力を伝達している。
【００３４】
また、このような動力伝達系とは別に、クランクシャフト４６の一端は電磁クラッチ４８を介してプーリ５０（以下、「クランクシャフトプーリ」とも呼ぶ。）に接続されている。このプーリ５０は、ベルト５２により他の３つのプーリ５４，５６，５８との間で動力の伝達が可能とされている。本例では、プーリ５４によりエアコン用コンプレッサ６０が駆動可能とされ、プーリ５６によりパワーステアリングポンプ６２が駆動可能とされている。もう一つのプーリ５８（以下、「ＭＧプーリ」とも呼ぶ。）は、モータジェネレータ３に連結されている。モータジェネレータ３はＭＧプーリ５８側からのエンジン駆動力により発電を行う発電機としての機能と、ＭＧプーリ５８側へモータジェネレータ３の駆動力を供給する電動機としての機能とを併せ持っている。
【００３５】
マイクロコンピュータを中心として構成されているＥＣＵ７０（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、入出力装置、記憶装置、中央処理演算装置、などから構成され、車両１０のシステムを統括制御する。ＥＣＵ７０は、エンジン２に搭載された各センサなどからの入力情報などに基づいて、車両１０を最適な状態に制御する。具体的には、ＥＣＵ７０は、前述した燃圧センサ１４ｂから燃料圧力、スロットル開度センサ３６からスロットル開度ＴＡ、モータジェネレータ３内蔵の回転数センサからモータジェネレータ回転数、電源装置５の電圧あるいは充放電時の電流量、イグニッションスイッチ７２のスイッチ状態、車速センサ７４から車速ＳＰＤ、アクセル開度センサ７６からアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）、ブレーキスイッチ７８からブレーキペダルの踏み込み有無、エンジン回転数センサ８０からクランクシャフト４６の回転数（エンジン回転数ＮＥ）、エアフロメータ８２から吸入空気量ＧＡ、冷却水温センサ８４からエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチ８６からアクセルペダルの踏み込み有無状態、排気通路４２に設けられた空燃比センサ８８から空燃比検出値Ｖｏｘ、カム角センサ９２からカムシャフトの回転位置を、クランク角センサ９０からクランクシャフトの回転角度（クランク角度）を、それぞれ検出している。
【００３６】
クランク角センサ９０は、被検出物（例えば、金属など）を検出することが可能な磁気式センサなどであり、エンジン２内のクランクシャフト４６近傍の所定の位置に設けられる。即ち、クランクシャフト４６上の所定の位置には、外周に凹凸が形成された歯車（以下、「シグナルロータ」と呼ぶ。）が取り付けられるが、クランク角センサ９０は、そのシグナルロータの歯数を検出することが可能な位置に設けられる。また、クランク角センサ９０は、クランクシャフト４６の回転角度（以下、「クランク角度」と呼ぶ。）を例えば１０〜３０°ＣＡ程度の分解能で検出することができる。クランクシャフト４６が回転するとシグナルロータもそれに連動して回転する。このとき、クランク角センサ９０は、そのシグナルロータの歯数を検出し、パルス信号としてＥＣＵ７０などに出力する。ＥＣＵ７０は、クランク角センサ９０から出力されたパルス信号をカウントして、それをクランク角度に変換する。これにより、ＥＣＵ７０などは、クランク角度を検出する。また、クランク角センサ９０は、エンジン２内に直接設けられるため、クランク角度を絶対角度として検出することができる。
【００３７】
なお、クランク角センサ９０は、シグナルロータの歯数を１つ検出すると、１つのパルス信号をＥＣＵ７０などに出力する。このため、クランク角センサ９０から出力されるパルス信号は、クランクシャフト４６が正転しても、あるいは逆転しても同様の出力状態となるため、ＥＣＵ７０などは、クランクシャフト４６の正転又は逆転の別を検出することができない。
【００３８】
このようにして得られたデータに基づいて、ＥＣＵ７０は、電動モータ３４を駆動してスロットル開度ＴＡを調整するとともに、燃料噴射弁１４からの噴射時期を調整する。更に自動停止条件が成立すると、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を停止して、エンジン２の運転を自動停止させる。また、自動始動条件が成立するとモータジェネレータ３の駆動力により、プーリ５８、ベルト５２、プーリ５０及び電磁クラッチ４８を介してクランクシャフト４６を回転させ、エンジン２を始動させる。更に、ＥＣＵ７０は、点火時期制御、その他の必要な制御を実行している。
【００３９】
モータジェネレータ３は、プーリ５０、プーリ５８及びベルト５２を通じて、クランクシャフト４６と連結されている。クランクシャフト４６に連結されたクランクシャフトプーリ５０又はモータジェネレータ３に連結されたＭＧプーリ５８の一方が回転駆動することにより、ベルト５２を介して他方に動力が伝達される。
【００４０】
モータジェネレータ３は、後述する電源装置５からの電力供給を受けて回転駆動するモータ（電動機）としての機能を有するとともに、車輪８からの回転駆動力を受けて回転している場合には三相コイルの両端に起電力を生じさせるジェネレータ（発電機）としての機能を併せ持つ。モータジェネレータ３が電動機として機能する場合には、モータジェネレータ３は電源装置５からの電力供給を受けて回転し、その回転駆動力をクランクシャフトプーリ５０に伝達してクランクシャフト４６を回転させエンジン２を始動する。一方、モータジェネレータ３が発電機として機能する場合には、車輪８からの回転駆動力がクランクシャフト４６及びクランクシャフトプーリ５０を介してモータジェネレータ側のＭＧプーリ５８に伝達され、モータジェネレータ３を回転させる。モータジェネレータ３が回転することによってモータジェネレータ３内で起電力が発生し、その起電力が、モータ制御装置４を介して直流電流に変換され、電源装置５に電力を供給する。これにより、電源装置５は充電される。
【００４１】
図１に戻り、モータ角センサ３ａは、検出部にホール素子などが好適に適用され、モータジェネレータ３内の所定の位置に設けられる。モータ角センサ３ａは、モータジェネレータ３のシャフトの回転角度を、概ね７．５°ＣＡ単位の高い分解能で検出することができる。モータジェネレータ３が電源装置５からの電力供給を受けて回転駆動すると、モータ角センサ３ａは、そのシャフトの回転角度を検出する。具体的には、モータ角センサ３ａは、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の交流電流をそれぞれ検出できるように、それらの各相に設けられる。各モータ角センサ３ａは、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の交流電流をそれぞれ検出してパルス信号に変換し、モータ制御装置４に出力する。
【００４２】
モータ制御装置４は、エンジン２内に設けられ、モータジェネレータ３及び電源装置５と電源ケーブル６によりそれぞれ接続される。モータ制御装置４は、主として、インバータ、コンバータ、又は制御用コンピュータなどから構成される。
【００４３】
インバータは、電源装置５からの高電圧直流電流を所定の３相交流電流に変換して、モータジェネレータ３に電力を供給する。また、インバータは、逆にモータジェネレータ３から生じた起電力（３相交流電流）を、電源装置５を充電するのに適した直流電流に変換する。
【００４４】
コンバータは、所定の直流電圧から所定の直流電圧へ変換するＤＣ／ＤＣ変換装置である。即ち、コンバータは、電源装置５の定格電圧（例えば、３６Ｖ電圧）を所定の電圧（例えば、１２Ｖ電圧）に降圧して、補機類などの駆動、又は車両に搭載された１２Ｖ電源装置への充電を行う。
【００４５】
制御用コンピュータは、インバータやコンバータの制御を行う。即ち、制御用コンピュータは、モータジェネレータ３の駆動トルクや発電量を最適な状態に制御すると共に、電源装置５への充電量を最適な状態に制御して充電を行う。具体的には、モータジェネレータ３が電動機として機能する場合には、制御用コンピュータは、電源装置５から供給された電力に基づいて、モータジェネレータ３の駆動トルクや発電量の制御を行う。これにより、モータジェネレータ３が電動機として機能するのに最適な状態に制御される。一方、モータジェネレータ３が発電機として機能する場合には、制御用コンピュータは、モータジェネレータ３から生じた起電力に基づいて、所定の直流電流を電源装置５に供給して電源装置５の充電を行う。
【００４６】
また、モータ制御装置４は、上述したモータ角センサ３ａから出力されたパルス信号の数をカウントすることにより、モータジェネレータ３のシャフトの回転角度に変換する。さらに、モータ制御装置４は、その変換後の回転角度に基づいてクランクシャフトプーリ５０とＭＧプーリ５８との回転比率からクランク角度への変換を行う。これにより、モータ制御装置４は、クランク角度を、概ね３°ＣＡ単位の高い分解能で検出することができる。
【００４７】
さらに、モータ制御装置４は、モータジェネレータ３のシャフトの正転又は逆転の別を検出することもできる。即ち、モータジェネレータ３のシャフトが正転したときと、逆転したときではＵ、Ｖ、Ｗの各相のパルス信号の出力状態が異なる。モータジェネレータ３のシャフトが正転したときのＵ、Ｖ、Ｗの各相のパルス信号は、位相差により、先ずＵ相のパルス信号が一定時間出力され、その後遅れてＶ相のパルス信号が一定時間出力され、さらにその後遅れてＷ相のパルス信号が一定時間出力され、それらが周期的に繰り返される出力状態となる。これに対し、モータジェネレータ３のシャフトが逆転したときのＵ、Ｖ、Ｗの各相のパルス信号は、正転の場合とは逆のパルス信号の出力状態となる。つまり、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順にパルス信号が一定時間それぞれ周期的に繰返される出力状態となる。そのため、モータ制御装置４は、それらの位相差を利用してモータジェネレータ３のシャフトの正転又は逆転の別を検出することができる。
【００４８】
電源装置５は、鉛蓄電池、ニッケル水素電池などの２次電池である。電源装置５は、車両１０のスペースの効率化などを図るため、例えば、車両１０の後部などに設置される。電源装置５は、例えば、３６Ｖなどの定格電圧とすることができる。そのため、電源装置５は、モータジェネレータ３の起動、又は車両制動時におけるエネルギー回生などにおいて高い入出力特性を有する。電源装置５は、具体的には、補機類やモータジェネレータ３などに対して電力を供給する。モータジェネレータ３への電力供給は、主として、車両１０が停止中に行われる。また、車両１０が走行中、あるいは制動時の場合には、モータジェネレータ３から発生する起電力がモータ制御装置４を介して、直流電流に変換され電源装置５に供給される。これにより、電源装置５を充電することができる。
【００４９】
電源ケーブル６は、上述したように、モータジェネレータ３とモータ制御装置４、及びモータ制御装置４と電源装置５とにそれぞれ接続され、直流電流や３相交流電流を流す役割を果たす。
【００５０】
動力伝達装置７は、主として、トルクコンバータ、ロックアップクラッチ、変速機、動力切換機構などから構成される。これらが有機的に作用することにより、動力伝達装置７は、走行状態などに応じて、エンジン２、又はモータジェネレータ３から発生する回転駆動力を車輪８に伝達し又は遮断する。また、動力伝達装置７は、制動時などにおいては、逆に車輪８からの回転駆動力をモータジェネレータ３に伝達する。
【００５１】
車輪８は、動力伝達装置７からの回転駆動力を路面に伝える車軸、及びタイヤなどである。本実施形態においては、車輪８として後輪を図示している。
【００５２】
次に、クランク角センサ９０とカム角センサ９２の例について説明する。
【００５３】
図３に示すように（図２では図示を略している）、クランクシャフト４６にはシグナルロータ９１が取り付けられている。このシグナルロータ９１の外周部には、クランクシャフト４６の軸線を中心として等角度間隔（ここでは１０°間隔）に配置された３４個の歯（突起部分）９１ａと、１個の幅広の欠歯（歯が存在しない部分）９１ｂが設けられている。欠歯９１ｂの長さは、歯９１ａの２個分に相当する。そして、シグナルロータ９１の外周部に対向して、クランク角センサ９０が設けられている。クランクシャフト４６が回転した場合には、シグナルロータ９１の各歯９１ａおよび欠歯９１ｂが順次クランク角センサ９０の近傍を通過することにより、クランク角センサ９０からはそれら各歯９１ａおよび欠歯９１ｂの通過数に対応したパルス状の回転信号（以下「ＮＥ信号」と称する）が出力される。
【００５４】
一方、吸気カムシャフト２７の外周面には３個の突起２７ａ，２７ｂ，２７ｃが吸気カムシャフト２７の軸線を中心として９０°（１８０°ＣＡに相当する）間隔に配列して設けられている。したがって両端の突起２７ａと突起２７ｃとの間隔は１８０°（３６０°ＣＡに相当する）となっている。これら突起２７ａ〜２７ｃに対向するように、突起２７ａ〜２７ｃを検出して検出信号を出力するカム角センサ９２が設けられている。吸気カムシャフト２７が回転した場合には、突起２７ａ〜２７ｃがカム角センサ９２の近傍を通過する。これにより、カム角センサ９２からは、突起２７ａ〜２７ｃのそれぞれの通過に対応してパルス状の検出信号が出力される。
【００５５】
ここで、エンジン２が駆動している時においてＥＣＵ７０に入力されるクランク角センサ９０、およびカム角センサ９２からの信号を図４に示す。図４（ａ）は吸気カムシャフト２７の回転に伴いカム角センサ９２内に発生する電圧波形を示すものである。図４（ｂ）は、図４（ａ）の電圧波形をパルス状のカム角信号（Ｇ２信号）に変換したものである。図４（ｃ）はクランクシャフト４６の回転に伴いクランク角センサ９０内に発生する電圧波形を示すものである。図４（ｄ）は図４（ｃ）の電圧波形をＮＥ信号に変換したものである。本例では、ＮＥ信号のうち、歯９１ａに対応するパルス数は、クランクシャフト４６の１回転（３６０°ＣＡ）当たり３４個となっている。また、クランク角センサ９０から出力される回転信号のうち、欠歯９１ｂに対応する部分ではパルスの間隔が２パルス存在しないことにより広くされている。このパルス間隔が広い部分の数は、クランクシャフト４６の１回転（３６０°ＣＡ）当たり１つとなっている。
【００５６】
ＥＣＵ７０は、上述したクランク角センサ９０のＮＥ信号およびカム角センサ９２からのカム角信号に基づきクランクシャフト４６および吸気カムシャフト２７の回転位相を検知する。そして、ＥＣＵ７０は、クランクシャフト４６および吸気カムシャフト２７の回転位相から各気筒（＃１〜＃４）について気筒判別を行い、それら各気筒（＃１〜＃４）のうち燃料噴射や点火を行うべき気筒を選択する。
【００５７】
［車両の動作］
次に、上記の構成からなる車両１０の動作について説明する。車両１０は、停車、発進、通常走行、加速走行、又は制動などの各運転状態に応じて、各種の動作を行う。
【００５８】
車両１０の自動停止（アイドリングストップ）中では、エンジン２は停止状態である。この状態において、エアーコンプレッサ、ウォータポンプ、又はパワーステアリングポンプなどの補機類の駆動が必要な場合には、モータジェネレータ３は、エンジン２を駆動させることなく、電源装置５からの電力供給を受けて、それらの補機類を駆動する。ただし、エンジン２とモータジェネレータ３とは各々のプーリを介してベルト５２で回動自在に接続されているため、この状態においては、モータジェネレータ３のシャフトが回転することにより、その回転駆動力がエンジン２に伝達されてしまう。そこで、上記補機類のみを駆動するためには、エンジン２のクランクシャフトが回転しないように電磁クラッチを作動させて、モータジェネレータ３からの回転駆動力を遮断する。これにより、エンジン２を駆動させることなく、補機類のみ駆動させることができる。
【００５９】
車両１０の発進時、即ち、アイドリングストップ状態のときに運転者がブレーキペダルから足を離すと、モータジェネレータ３は、アイドリング回転数付近まで回転数を上昇する。そして、運転者がアクセルペダルを踏むことにより、モータジェネレータ３はエンジン２のクランクシャフトを回転させてエンジン２を自動再始動する。また、ブレーキオフ操作、つまり運転者がブレーキペダルから足を離した状態から一定時間が経過した場合においても、最適な動力性能を得るためエンジン２を自動再始動することができる。
【００６０】
通常走行時には、車両１０は、一般的な車両と同様にエンジン２からの駆動力が車輪８に伝達されて走行する。なお、通常走行時において電源装置５の電圧が低下している場合には、車輪８からの駆動力がモータジェネレータ３に伝達されてモータジェネレータ３が発電を行う。これにより、モータジェネレータ３は発電機として機能し、電源装置５の不足する電力を補充するために、電源装置５に対して充電を行う（以下、この運転状態を「回生」と呼ぶ。）。よって、電源装置５は、常時、適正な充電状態に維持される。
【００６１】
車両１０が登坂走行や加速走行をするときには、適切な動力性能を発揮するため、前記した通常走行時の状態に加えて、電源装置５の電力を使用してモータジェネレータ３を駆動し、モータジェネレータ３による回転駆動力をエンジン２の回転駆動力に付与することができる（以下、この運転状態を「アシスト」と称する。）これにより、車両１０は、エンジン２及びモータジェネレータ３の２つの動力源を効果的に使用して、高い動力性能を得ることができる。
【００６２】
減速などにおける制動時には、車輪８による駆動力が、動力伝達装置７、エンジン２を介してモータジェネレータ３に伝達され回生が行われる。
【００６３】
［エンジンの停止制御］
次に、上述した車両１０のエンジンの停止制御について説明する。上述したように、車両１０は、走行停止時にはアイドリングストップ、つまりエンジン２を自動停止する。その後、運転者が、ブレーキペダルから足を離すと同時にモータジェネレータ３はエンジン２のアイドリング回転数付近まで回転を上昇する。そして、運転者がアクセルペダルを踏むことによりモータジェネレータ３が回転駆動し、その回転駆動力によりエンジン２を自動再始動させる。このとき、車両１０では、エンジン２の自動始動時にスムーズな発進を可能とするために、アイドリングストップ時にエンジン２の内部において、クランク角度が最適なクランク角度停止位置に停止するように制御される。以下の例では、車両停止時におけるエンジンの慣性エネルギーを効果的に活用して正確な停止制御を行う。
【００６４】
以下、クランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させる方法について述べる。なお、最適なクランク角度停止位置は、圧縮行程にある気筒において、エンジン２の再始動時に圧縮行程上死点の乗越しが容易なクランク角度の停止位置とすることができる。例えば、本例のような４気筒エンジンの場合、クランク角度停止位置がクランク角度約９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内にあれば最適なクランク角度停止位置となる。
【００６５】
概要を説明すると、通常の車両１０の停止制御方法は、ＥＣＵ７０がアイドリング状態から所定のタイミングでエンジン２への燃料カットを実行し、その後のエンジン２の有する慣性エネルギーによって自然とエンジン２を停止させる。しかし、燃料カット時のエンジン回転数の大きさによってエンジン２の有する慣性エネルギーは毎回まちまちとなり、それに連動してクランク角度停止位置も毎回異なってしまう。そのため、通常の車両１０の停止制御方法では、クランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させることが困難となり、実際に車両が停止した際のクランク角度停止位置によっては次回のエンジン始動負荷が大きくなる。よって、モータジェネレータ３の有する出力トルクとの関係では、エンジン２のクランクシャフトを回転させることができず、エンジン２の自動再始動が失敗する確率が高くなる。
【００６６】
そこで、本例においては、燃料カット後のエンジン回転数を所定のタイミングで一定にすることにより、その時点においてエンジン２が有する慣性エネルギーを一定にする。そして、その後はその時点でエンジン２が有する慣性エネルギーを利用してエンジン２の回転を停止させる。これにより、毎回確実に、クランク角度を最適なクランク角度停止位置へ停止制御させることができる。
【００６７】
特に本実施形態においては、エンジン回転数を一定にさせる方法としてモータジェネレータ３を使用する。つまり、燃料カット後のクランクシャフトに所定のタイミングでモータジェネレータ３からの回転駆動力を付与することで（以下、「モータリング」と呼ぶ。）、エンジン２の有する慣性エネルギーを一定にする。これにより、エンジン停止時のクランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させる。クランク角度が最適なクランク角度停止位置にあれば、エンジン始動時におけるエンジン始動負荷を最小限にすることができ、エンジン２の自動再始動の失敗を効果的に防止することができる。
【００６８】
モータジェネレータ３を利用したエンジン停止時の回転数制御の様子を図５に示す。図５において、波形１００は本実施形態のエンジン停止制御によるエンジン回転数の変化を示す。波形１０１はエンジン停止制御における燃料カット信号波形を示し、燃料カット信号がＨレベルになると燃料カットを実行する。波形１０２はモータジェネレータ３の駆動信号（ＭＧ駆動信号）波形を示し、Ｈレベルの区間でモータジェネレータ３が駆動される。
【００６９】
今、時刻ｔ０で運転者がアクセルペダルを離したとすると、時刻ｔ０以降はエンジン２の回転数は、ほぼそのエンジンのアイドリング回転数ＮＥ１となる。時刻ｔ１において運転者がブレーキペダルを踏み込んだとすると、その時点でＥＣＵ７０は燃料カット信号をＨレベルとし、燃料カットを指示する。時刻ｔ１にて燃料カットが実行されると、エンジン２の回転数は徐々に低下する。ＥＣＵ７０は、エンジン回転数が予め決められたモータ設定回転数ＮＥ２まで低下したことを検出すると（時刻ｔ２）、ＭＧ駆動信号をＨレベルとし、モータジェネレータ３を駆動させ、エンジン２をモータジェネレータ３による駆動に切り換える。
【００７０】
そして、所定期間（時刻ｔ２〜ｔ３）にわたりモータジェネレータ３は予め決定されたモータ設定回転数ＮＥ２でエンジン２を駆動し、所定期間が経過するとＥＣＵ７０はモータジェネレータ３の駆動を停止する（時刻ｔ３）。時刻ｔ３でモータジェネレータ３による駆動力が除去されると、エンジン２はその時点で有する慣性エネルギーのみにより回転するのでエンジン回転数は徐々に低下し、時刻ｔ４付近でエンジン２は停止する。
【００７１】
このように、本実施形態では、エンジン停止時にエンジン２の駆動を一旦モータジェネレータ３による駆動に切り替え、エンジン２を所定の回転数ＮＥ２に保持した後でエンジンの駆動力を除去する。駆動力を除去した時点でエンジン２が有する慣性エネルギーは主としてその時点のエンジン回転数により決まるので、必ず所定のエンジン回転数ＮＥ２にエンジンの回転数を維持してから駆動力を除去するようにすれば、エンジン２は毎回同じ慣性エネルギーを持ち、同じ推移で停止する。
【００７２】
次に、上述のように所定のエンジン回転数ＮＥ２で駆動力を除去した後、エンジンが停止するまでのエンジンの挙動を説明する。図６は、エンジン２に対する駆動力を除去した後のエンジン２のクランク角度の変位を示す。図６において、縦軸は所定気筒のクランク角度の変位（°ＣＡ）を示す。なお、前記所定気筒とは、クランク角度が０°ＣＡ〜１８０°ＣＡに変位するとき圧縮行程にある気筒、例えば、＃３気筒を対象とする。一方、横軸は時間（秒）を示す。
【００７３】
具体的には、縦軸は、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程から膨張行程に移行する際のクランク角度変位（°ＣＡ）を示しており、クランク角度変位が、下死点（０°ＣＡ）から上死点（１８０°ＣＡ）まで、３０°ＣＡ間隔毎に示される。一方、横軸は、モータリング停止時（０（秒））から所定気筒のクランク角度を最適なクランク角度停止位置に停止制御させるまでの経過時間（０．６（秒））を０．１（秒）間隔毎に示したものである。
【００７４】
次に、図中のグラフについて説明する。図中には２種類のグラフが示されている。これは、モータジェネレータ３による駆動（モータリング）停止時のエンジン回転数が高い場合のグラフ１１０と低い場合のグラフ１１２である。即ち、０秒から０．１秒の間において、傾きが大きいグラフ１１０はモータリング停止時のエンジン回転数が高い場合のクランク角度変位を示し、傾きが小さいグラフ７１はモータリング停止時のエンジン回転数が低い場合のクランク角度変位を示す。
【００７５】
先ず、０秒から０．１秒付近においては、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程の下死点から上死点に上昇している様子を示している。所定気筒に対応するピストンは、０．１秒経過直後に圧縮行程上死点近傍まで上昇する。このときは、エンジン２のクランクシャフト４６は正転している。
【００７６】
その後、所定気筒に対応するピストンは圧縮行程上死点（１８０°ＣＡ）の乗越しができずに、０．３秒付近までエンジン２のクランクシャフトは逆転する。これは以下の理由による。即ち、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程上死点に接近することにより、シリンダ内の容積は次第に小さくなり、圧力が高まってくる。これに比例して、シリンダ内においてはピストンを押し返そうとする圧縮反力１１６（以下、「コンプレッション反力」と呼ぶ。）も大きくなってくる。したがって、圧縮行程上死点付近では、シリンダ内におけるコンプレッション反力が最も大きい状態となるので、その時のエンジンが有する慣性エネルギーによってはコンプレッション反力に対抗できず、所定気筒に対応するピストンが圧縮行程下死点側に押し返される結果となる。このように、所定気筒に対応するピストンは、圧縮行程上死点への乗越しができずにエンジン２のクランクシャフトが逆転する。
【００７７】
その後、所定気筒に対応するピストンは、圧縮行程下死点側、即ち膨張行程側に移行するが、０．３秒付近においてエンジン２のクランクシャフト４６は再び逆転する。つまり、エンジン２のクランクシャフトは正転する。これは以下の理由による。即ち、このとき、所定気筒に対応するピストンは、膨張行程下死点側に下降する。膨張行程では吸排気弁がともに閉状態となっているため、ピストンが膨張行程下死点側に下降するのに従い、シリンダ内の容積が次第に大きくなる。これによって、シリンダ内では負圧が形成されると共に、その負圧が次第に大きくなる。したがって、他気筒に対応するピストンは、その負圧に起因する反力１１８によって上死点側の方向に再び引き戻される。これにより、エンジン２のクランクシャフトは再び正転する。
【００７８】
その後、０．３秒付近からエンジン２の有する慣性エネルギーが徐々に低下し、０．６秒後にエンジン２が停止する。これにより、クランク角度停止位置は、クランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内に収束する。クランク角度停止位置が、最終的にクランク角度９０°ＣＡ〜１２０°ＣＡの範囲内に収束すれば、最適なクランク角度停止位置に停止制御されたことになり、停止制御は成功といえる。
【００７９】
また、上述のエンジン停止制御によれば、エンジン停止時において各気筒がどの行程で停止するかを、エンジン停止前に予測することができる。図５に示すように、上記のエンジン停止制御では、燃料カット後に所定のモータリング期間を設けてエンジン２の回転数を予め決められた所定回転数に維持することにより、その時点においてエンジン２が有する慣性エネルギーを一定とした後、モータリングを終了してエンジン２の駆動力を除去し、エンジン２を停止させる。よって、モータリング終了後に、エンジン２が何回転してから停止するかは、モータリング終了時においてエンジン２が有する慣性エネルギー、即ち、モータリングにより維持されるエンジン回転数やモータリング期間などに依存する。逆に言えば、モータリング回転数を一定に維持しているので、モータリング終了後にエンジン（クランクシャフト）が停止するまでに何回転するかは常に一定となる。
【００８０】
よって、前述のカム角センサ９２などを利用した気筒判別により、モータリング開始時において各気筒がどの行程にあるかを検出しておけば、その後にモータリング所定期間モータリング実行し、最終的にエンジンが停止したときに各気筒がどの行程になるかを予測することができる。例えば、モータリング終了時にある特定の行程にある気筒が次の圧縮上死点を乗り越えることができるが、２つ目の圧縮上死点を乗り越えることはできないように、モータリング終了時の慣性エネルギー、つまりモータリング終了時のエンジン回転数が決定されているとすれば、エンジン２が停止したときにその気筒は圧縮行程にあることになる。また、モータリング期間中にエンジン２が何回転するかはモータリング期間に応じて既知とである。よって、ＥＣＵ７０は、モータリング停止時又はモータリング開始時における各気筒の行程の情報と、モータリング終了後にエンジンが慣性エネルギーにより何回転するかを示す情報などに基づいて、エンジン停止時に各気筒がどの行程になるかを、エンジン停止制御の実行中に予測することができる。以下に述べる本発明のエンジン２の停止始動制御においては、この予測結果を利用して、エンジン停止後に特定の行程にあると予測される気筒内に対して、エンジン停止前に混合気を封入する。
【００８１】
［停止始動制御］
次に、本発明に係る早期点火始動のためのエンジンの停止始動制御について述べる。
【００８２】
（第１の方法）
第１の方法は、上述した最適なクランク角度停止位置への停止制御を実行する際に、エンジン停止時に圧縮行程で停止すると予測される気筒に予め燃料噴射を行って混合気を燃焼室内に封入しておき、エンジン始動時、モータジェネレータによるクランキングに加えて、その混合気に対して点火を行うことにより、エンジン２の早期始動を行う。
【００８３】
まず、第１の方法の基本的原理を説明する。第１の方法では、例えば、アイドリングストップなどのエンジン停止時に、上述のエンジン停止制御を行うとともに、エンジン停止時に各気筒がどの行程となるかを予測し、エンジン停止時に圧縮行程になると予測される気筒を特定する。なお、エンジン停止時に各気筒がどの行程にあるかは、先に述べた方法で予測することができる。
【００８４】
通常、エンジン停止中に圧縮行程にある気筒は吸排気弁ともに閉状態となっているため、いわゆる直噴型エンジンとは異なり、第１の方法のようなポート噴射型エンジンではエンジン停止後にその気筒の燃焼室内に混合気を封入することはできない。そのため、エンジン停止時に圧縮行程になると予測される気筒（以下、「停止時圧縮行程気筒」とも呼ぶ。）の燃焼室内に混合気を封入しておくためには、その気筒の吸気行程で予め燃料噴射を行っておく必要がある。そこで、エンジン停止時に例えば＃３気筒が圧縮となると予測される場合には、ＥＣＵ７０は、その気筒について圧縮行程の前行程である吸気行程で燃料噴射を行い、燃焼室内に予め混合気を封入しておく。この燃料噴射を行う時点ではエンジンは停止前であり、吸気行程にある当該気筒の燃焼室内は負圧状態となっているため、通常通り、吸気ポートで噴射された燃料を含む混合気を確実に燃焼室内に吸入することができる。これにより、エンジン停止制御が完了し、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒（本例では＃３気筒）の燃焼室内には混合気が封入された状態となる。
【００８５】
エンジン始動時には、ＥＣＵ７０は、モータジェネレータ３によりクランキングを行うとともに、その停止時圧縮行程気筒（＃３気筒）に対して点火を行って爆発エネルギーを発生してクランクシャフトを回転させることにより、エンジン２の早期始動を行うことができる。
【００８６】
なお、このようにしてエンジン停止時に停止時圧縮行程気筒に封入されている混合気は、エンジン停止制御中、即ちエンジン停止前の状態におけるＡ／Ｆセンサ出力に基づく良好な空燃比となっている。また、前述のエンジン停止制御の説明にて述べたように、慣性エネルギーを利用してエンジンを停止する際には、停止直前にエンジンの回転が反転するので、封入された混合気は燃焼室内でピストンにより圧縮及び膨張を繰り返すことになり、空気と燃料とがよく混ざった状態となる。さらに、エンジン停止後も、未だエンジンが暖機状態にあるため、その混合気はシリンダからの熱を受けて燃焼室内で対流を生じ、空気と燃料の混合を促進する。これらの理由により、燃焼室内では霧状化した均質な混合気が保持され、その混合気は着火し易い状態となっている。よって、エンジン始動時の点火により円滑に燃焼し、エンジンの早期始動が可能となる。
【００８７】
次に、第１の方法について図７及び図８を参照して詳しく説明する。
【００８８】
図７は、エンジン停止直前における各気筒の状態を示す行程図、及び、行程図に対応するタイムチャートを示す。図７では、停止時圧縮行程気筒は＃３気筒であると仮定している。なお、第１の方法では、４気筒エンジンの例を説明するが、本発明の適用はこれに限られるものではない。また、エンジン２の点火順序は、図７に示すように、例えば、＃１気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃２気筒の順とするが、本発明の適用はこれに限られるものではない。
【００８９】
ここでのエンジン停止制御は、基本的には先に図５及び図６を参照して説明したものと同様である。即ち、運転者がアクセルをオフした後、ブレーキオンの検出時など（時刻ｔ１）に燃料カット信号がオンとなり、燃料カットが行われる。これにより、原則として時刻ｔ１以降は燃料の噴射は行われない。その後、エンジン回転数が所定回転数まで低下すると、時刻ｔ２でＭＧ駆動信号がオンとなり、モータリングが開始される。モータリングは所定時間経過後の時刻ｔ３で終了し、その後、エンジンは図６に示した挙動を示して時刻ｔ４で停止する。なお、エンジンが停止した位置を図中では実停止位置として波線で示している。
【００９０】
エンジン停止状態では、停止時圧縮行程気筒である＃３気筒が圧縮行程になる。ＥＣＵ７０はこれをエンジン停止制御中、例えばモータリング開始時などに既に予測している。そして、ＥＣＵ７０は、停止時圧縮行程気筒である＃３気筒に対し、エンジン停止直前の吸気行程で燃料噴射を行う（矢印２１０を参照）。つまり、燃焼カット信号を参照するとわかるように、燃料カット信号の変化後は原則として燃料噴射は行わないのであるが、停止時圧縮行程気筒に混合気を封入するために、例外的に停止時圧縮行程気筒がエンジン停止直前の吸気行程にある間に限り、燃料カットを一時的に中断して燃料を噴射している（時刻ｔ５〜ｔ６）。これにより、エンジン停止時に圧縮行程となった＃３気筒は混合気が封入された状態となる。時刻ｔ４でエンジンが停止する付近ではＥＣＵ７０は点火カット信号をオンとし、全気筒で点火を停止する。
【００９１】
次に、こうしてエンジンが停止した後の始動制御について図８を参照して説明する。図８は、停止制御後におけるエンジン２の始動制御例を示す行程図である。なお、図８に示す実停止位置は、図７に示す実停止位置と同様である。
【００９２】
図８に示すように、先ず、＃４気筒は実停止位置において吸気行程となっている。よって、エンジン２の早期始動を図るため、ＥＣＵ７０は、エンジン始動条件が具備されると、燃料カット信号をオフとし、吸気行程にある＃４気筒の燃焼室内に対してＥＦＩを通じて燃料噴射を実行する（矢印２２０参照）。
【００９３】
また、実停止位置において、＃３気筒は前述のように圧縮行程にあり、＃３気筒の燃焼室内には混合気が封入されている。よって、ＥＣＵ７０は、＃３気筒の燃焼室内に封入された混合気に対して点火を実行する（矢印２２１参照）ことにより、クランクシャフトを回転させる。具体的には、ＥＣＵ７０は、エンジン始動条件が具備されると、点火カット信号をオンからオフにし、＃３気筒が圧縮上死点に到達したとき点火装置に対して点火指令信号を送信する。これにより、ＥＣＵ７０は、そのとき生じる燃焼圧によりクランクシャフトを回転させる。その後は、通常通り燃料の噴射及び点火が実行される。
【００９４】
このように、第１の方法によれば、エンジン始動時には、モータジェネレータによるクランキングに加えて、エンジン停止時に停止時圧縮行程気筒に封入しておいた混合気を燃焼させて爆発エネルギーを発生してクランクシャフトを駆動するので、エンジン２の早期の初爆が実現され、エンジン始動を迅速化することができる。
【００９５】
（第２の方法）
第２の方法は、上述した第１の方法に係るエンジン停止始動制御を基本としつつ、さらに迅速にエンジン２の早期点火始動を実現しようとするものである。具体的には、第２の方法では、停止時に膨張行程で停止すると予測される気筒（以下、「停止時膨張行程気筒」とも呼ぶ。）に対しても予め燃料噴射を行って、エンジン停止時に混合気を封入しておき、エンジン始動時、その混合気に対して常圧着火を行うことにより、エンジン２のさらなる早期始動を図る。ここで、常圧着火とは、ＥＣＵ７０が、通常の圧縮行程による圧縮状態の混合気ではなく、大気状態に近い膨張行程の燃焼室内の混合気に対し、ＥＦＩを通じて点火することをいう。
【００９６】
第２の方法の概要を説明すると、先ずエンジン停止制御中に停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒を予測する。例えば、エンジン停止時に、＃１気筒は膨張行程、＃３気筒は圧縮行程となると予測される場合には、ＥＣＵ７０は、それらの気筒へエンジン停止直前の吸気行程において夫々燃料噴射を行い、混合気を各燃焼室内に封入しておく。これにより、エンジン停止制御が完了してエンジンが停止したときには、各気筒の燃焼室内に混合気が封入され保持された状態となっている。しかも、その混合気は、前述のように、エンジン停止時のエンジン反転動作や、シリンダからの受熱による対流効果などによって、霧化した良好な混合気となっており、着火し易い状態となっている。
【００９７】
よって、その後にエンジン始動条件が成立すると、ＥＣＵ７０は、先ず、モータジェネレータ３を駆動してクランキングを行うとともに、停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒に点火を開始する。これにより、モータジェネレータの駆動エネルギー、停止時圧縮行程気筒の爆発エネルギーに加えて、停止時膨張行程気筒の爆発エネルギーを利用してエンジン２を始動させることができるので、エンジン２の始動をより迅速化、確実化することができる。
【００９８】
次に、第２の方法におけるエンジン停止制御例について図９を参照して説明する。図９において、第２の方法のエンジン停止制御が第１の方法によるエンジン停止制御（図７参照）と異なるのは、時刻ｔ１にて燃料カットが実行された後、停止時膨張行程気筒である＃１気筒に対しても燃料の噴射が行われていることである。即ち、エンジン停止制御において、時刻ｔ１で燃料カットが行われ、時刻ｔ２でエンジン回転数が所定回転数まで低下するとモータジェネレータによるモータリングが開始される。その後、停止時膨張行程気筒である＃１気筒がエンジン停止直前の吸気行程となる時刻ｔ５で燃料カットが一時的に中断され、＃１気筒に燃料噴射が行われる（矢印２１１）。続いて、停止時圧縮行程気筒である＃３気筒でも燃料噴射が行われる（矢印２１０）。なお、これは第１の方法と同様である。これら２つの気筒への燃料噴射が完了すると、時刻ｔ６で再び燃料カットが実施される。そして、時刻ｔ３でモータリングを終了し、エンジンは時刻ｔ４で停止する。
【００９９】
次に、第２の方法におけるエンジン始動制御例について図１０を参照して説明する。図１０において、エンジン始動条件が具備されると、燃料カット信号がオフとなり燃料噴射が開始されるとともに、点火カット信号がオフとなり点火が実施される。図中の実停止位置１００で示すエンジン停止中には、停止時圧縮行程気筒である＃３気筒と、停止時膨張行程気筒である＃１気筒に混合気が封入されているので、エンジン始動時には、＃１気筒に点火（矢印２２１）が行われるとともに＃３気筒にも点火（矢印２２０）が行われ、爆発エネルギーによる駆動力が生成される。これら爆発エネルギーがモータジェネレータによるクランキングに追加されるので、エンジンの早期始動が可能となる。
【０１００】
［未燃燃料の排出防止制御］
次に、本実施形態に係る未燃燃料の排出防止制御について説明する。
【０１０１】
まず、概要を説明する。上述の停止制御では、停止時膨張行程気筒である＃１気筒及び停止時圧縮行程気筒である＃３気筒の各燃焼室内に予め燃料噴射を行っておき、エンジン始動時に、それらの各気筒に対して点火を実行することにより、エンジンの早期点火始動を図る。また、エンジン停止時には、クランク角度位置は最適なクランク角度停止位置、つまり＃３気筒の圧縮上死点の乗越しの容易な停止位置にあるので、始動時の必要エネルギーを最小にすることができ、エンジン２の始動が容易となる。これにより、迅速且つ確実にエンジンの始動を行うことができる。
【０１０２】
しかし、運転者が、アイドリングストップ中にイグニションスイッチ７２のオフ操作をしてしまうと、次回のエンジン始動はＤＣスタータ１による始動となる。そのため、エンジン始動時には、運転者がイグニションスイッチ７２をオン操作することによりＤＣスタータ１によりクランキングが実行される。これにより、クランクシャフト４６が回されるため、停止時に圧縮行程にある＃３気筒は膨張行程へと移行し、一方、停止時に膨張行程にある＃１気筒は排気行程へと移行することとなる。よって、それらの各気筒の燃焼室内に封入された混合気（未燃燃料を含む）が排気ポート３８を通じて排出され、エミッションの悪化を招くこととなる。
【０１０３】
そこで、本実施形態においては、上記問題について、以下に示す各実施例により解決する。なお、以下に示す各実施例では、停止制御位置としては、停止時圧縮行程気筒が＃３気筒、停止時膨張行程気筒が＃１気筒となるものと仮定する。
【０１０４】
（第１実施例）
第１実施例では、アイドリングストップ状態、即ち、停止時膨張行程気筒である＃１気筒及び停止時圧縮行程気筒である＃３気筒の各燃焼室内に未燃燃料を含む混合気が封入された状態でエンジンが停止しているときにイグニションスイッチ７２のオフ操作が行われた場合は、その未燃燃料を燃焼させて、排気ポート３８から排出されないように制御する。
【０１０５】
第１実施例について、図９及び図１１を参照して説明する。図１１は、第１実施例のフローチャートを示す。この制御は、基本的にはＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。なお、本実施例では、上述した停止始動制御（第２の方法）を基本にして説明する。図９に示す実停止位置１００では、＃１気筒は膨張行程、＃３気筒は圧縮行程にある。エンジンがこの実停止位置１００で停止している状態でイグニションスイッチ７２のオフ操作が行われたとする。
【０１０６】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ７０は、イグニションスイッチ７２の出力信号がオンなのか、オフなのか判定する。イグニションスイッチ７２の出力信号がオンであるときは、通常のアイドリング停止状態であるので処理を終了する。即ち、イグニションスイッチ７２の出力信号がオンであるときはアイドリングストップ状態が維持され、その後、運転者が、ブレーキペダルから足を離すことにより、エンジン２を自動再始動する。その際には、前述のように停止時膨張行程気筒及び停止時圧縮行程気筒内に封入されていた燃料に点火することによりクランキングを行うことになる。
【０１０７】
一方、イグニションスイッチ７２の出力信号がオフになったときは、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、先ず、運転パネル等に警告表示を行う。この警告表示は、未燃燃料が膨張行程にある＃１気筒内、及び圧縮行程にある＃３気筒内にそれぞれ封入されており、この未燃燃料が排気ポートを通じて排出されないようにするため、一時的にエンジン２を始動してその未燃燃料を燃焼させるための特殊処理を行う旨の表示である。警告表示は、運転者が一見して把握可能なものとし、ＥＣＵ７０は、それを運転パネル等において表示する。よって、運転者は、イグニションスイッチ７２をオフした後、エンジン２が一時的に始動しても、エンジンの異常などではなく、上記の特殊処理が実行されていると認識する。
【０１０８】
続いて、ステップＳ３では、膨張行程にある＃１気筒内の未燃燃料の排出を防止するために、ＥＣＵ７０は、点火装置を作動させて＃１気筒への点火（常圧着火）を実行する。これにより、その＃１気筒内にある未燃燃料を燃焼させることができる。続いて、ステップＳ４では、上記した＃３気筒内にある未燃燃料の排出を防止するために、ＥＣＵ７０は、点火装置を作動させて点火を実行する。ステップＳ３及びＳ４の点火により、爆発エネルギーが発生し、エンジン２は一時的に始動されることになる。こうして＃１気筒及び＃３気筒内に点火を行って未燃燃料を燃焼させた後、ステップＳ５でＥＣＵ７０はエンジン２を停止する。
【０１０９】
このように、本実施例では、アイドリングストップによりエンジンが停止した状態で運転者がイグニッションスイッチをオフした場合には、未燃燃料が予め封入されている停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒に対して点火を行って未燃燃料を強制的に燃焼させてしまう。この燃焼によりエンジンは一時的に始動するが、その後直ぐに停止される。これにより、次回始動時に停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒内に封入されていた未燃燃料がそのまま排出されることを防止することができる。
【０１１０】
なお、ステップＳ５におけるエンジン停止時に上述の停止制御が行われない場合には、クランク角度停止位置が不明となり、始動時の始動トルクが増加する可能性を有する。しかし、次回のエンジン始動は出力トルクの大きなＤＣスタータ１により行われるので、エンジン２の始動性については特に問題は生じない。
【０１１１】
（第１実施例の応用例）
次に、第１実施例の応用例について説明する。第１実施例の応用例は、モータジェネレータ３を活用し、第１実施例において未燃燃料を爆発させたときに生じる振動を抑制し、運転者に与える違和感を緩和するための制御である。
【０１１２】
上記第１実施例においては、停止時圧縮行程気筒である＃３気筒、及び停止時膨張行程気筒である＃１気筒の各燃焼室内に封入された未燃燃料に点火し爆発させて一時的にエンジンを始動し、未燃燃料が排気ポート３８を通じて大気中に放出されるのを防止するようにしている。しかし、その爆発エネルギーに起因して車両１０には振動が生じ、それが大きい場合には運転者に違和感を与えることになる。
【０１１３】
そこで、その振動を抑制すべく、本例では、爆発エネルギーを受けて回転するクランクシャフト４６の回転方向とは反対の方向にモータジェネレータ３からの回転駆動力を付与する。これにより、未燃燃料の強制燃焼により発生する振動を相殺して消滅させることで、その振動を抑制する。即ち、未燃燃料が封入された各気筒において点火が行われても、殆どクランクシャフト４６を回転させることなく未燃燃料を燃焼させることができるため、その振動を効果的に抑制することができる。
【０１１４】
次に、本応用例に係る未燃燃焼の排出防止制御について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この処理は、基本的にはＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。
【０１１５】
順に説明すると、ステップＳ１１〜Ｓ１３までは、第１実施例のフローチャート（図１１参照）のステップＳ１〜Ｓ３までと同様であるため説明を省略する。
【０１１６】
続いて、ステップＳ１４では、ＥＣＵ７０は、＃１気筒での常圧着火による爆発エネルギーを受けて回転するクランクシャフト４６の回転方向が正転方向か、逆転方向かを判定する。クランクシャフト４６が正転するときは、ＥＣＵ７０は、モータ制御装置４を介して、モータジェネレータ３をクランクシャフト４６の回転方向（正転）とは逆方向に回転（逆転）させるように制御する（ステップＳ１５）。一方、クランクシャフト４６が逆転するときは、ＥＣＵ７０は、モータ制御装置４を介して、モータジェネレータ３をクランクシャフト４６の回転方向（逆転）とは逆方向に回転（正転）させるように制御する（ステップＳ１６）。これにより、未燃燃料の強制燃焼により生じる爆発エネルギーをモータジェネレータの駆動力により相殺し、振動を抑制することができる。
【０１１７】
なお、停止時にエンジンが最適なクランク角度停止位置にあり、停止時膨張行程気筒である＃１気筒に対して常圧着火した場合には、基本的にはクランクシャフト４６は正転側に回転すると考えられる。よって、モータジェネレータ３からの回転駆動力はクランクシャフト４６の回転方向（正転）とは逆側の回転方向（逆転）となる。
【０１１８】
続いて、ステップＳ１７では、ＥＣＵ７０は、＃３気筒への点火が終了したか否かについて判定する。＃３気筒への点火が終了していれば（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、ステップＳ１９へ移行してエンジン２を停止する。一方、＃３気筒への点火が未だ終了していない場合には（ステップＳ１７；Ｎｏ）、ステップＳ１８へ移行し、＃３気筒への点火を実行する。
【０１１９】
このときの点火は、爆発エネルギーにより生じる振動を小さくするため、圧縮行程上死点に到達する直前で行うことが好ましい。具体的には、停止時に、＃３気筒は最適なクランク角度位置（例えば、約９０°〜１２０°ＣＡ）にある。その後、＃１気筒での常圧着火によりクランクシャフト４６が回転し始め、＃３気筒内のピストンはその燃焼室内にある未燃燃料を圧縮するため圧縮行程上死点（１８０°）に近づく。このとき、ＥＣＵ７０は、ピストンが圧縮行程上死点に到達する前に点火を実行する。これにより、ピストンが圧縮上死点に位置する場合に比べて、爆発エネルギーを小さくすることができる。よって、爆発エネルギーによって生じる振動を小さくすることができ、運転者に対して与える違和感を緩和することができる。
【０１２０】
また、＃３気筒への点火は圧縮行程上死点に到達する前に行われるが、そのときの点火するタイミングによって、クランクシャフト４６は正転、或いは逆転することになる。そこで、＃３気筒への点火が実行されると、ステップＳ１３に戻り、ＥＣＵ７０は、＃３気筒での点火による爆発エネルギーを受けてクランクシャフト４６は正転しているのか、或いは逆転しているのか判定する。
【０１２１】
クランクシャフト４６が正転している場合は、ＥＣＵ７０は、モータ制御装置４を介して、モータジェネレータ３をクランクシャフト４６の回転方向（正転）とは逆方向に回転（逆転）させる（ステップＳ１５）。一方、クランクシャフト４６が逆転している場合は、ＥＣＵ７０は、モータ制御装置４を介して、モータジェネレータ３をクランクシャフト４６の回転方向（逆転）とは逆方向に回転（正転）させる（ステップＳ１６）。なお、クランクシャフト４６の正転／逆転の成否は、＃３気筒への点火によって発生する爆発エネルギーと、エンジン２の有する慣性エネルギーとの力の釣合い関係によって決定される。ＥＣＵ７０は、＃１気筒及び＃３気筒への点火後のクランク角の変位などを監視することにより、クランクシャフトが正転するか逆転するかを判定することができる。
【０１２２】
こうして、ステップＳ１７での判定がＹｅｓになると、ＥＣＵ７０はステップＳ１９に移行してエンジン２を停止する。
【０１２３】
以上説明したように、本応用例によれば、停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒に封入されている未燃燃料を強制的に燃焼させる際に、その燃焼によりクランクシャフトが回転する方向と逆方向にモータジェネレータにより駆動力を付与するので、車両の振動を抑制することができる。
【０１２４】
上述のように停止時膨張行程気筒に封入されている未燃燃料を強制的に燃焼させる場合に、当該気筒の圧縮上死点前に点火を行うことにより爆発エネルギー自体を小さくする方法のみを第１実施例に適用することもできる。即ち、本応用例のようにモータジェネレータにより爆発エネルギーと逆方向の駆動力を付与することを行わない場合でも、圧縮上死点前に点火を行って爆発エネルギーを小さくすることは振動の防止の観点から有効である。
【０１２５】
（第２実施例）
第２実施例では、停止時膨張行程気筒である＃１気筒、及び停止時圧縮行程気筒である＃３気筒の各燃焼室内に未燃燃料を封入した後に、前記各停止制御位置への停止制御が不可能と判断された場合には、それら各気筒の排気バルブを所定のタイミングで閉じることにより、未燃燃料が排気ポート３８から排出されないように制御する。これにより、エミッションの悪化を防止する。なお、本実施例は、任意のタイミングで排気バルブの開閉を制御できる機能を搭載したエンジンに適用することが前提となる。
【０１２６】
第２実施例について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、エンジン停止直前における各気筒の状態を示す行程図、及び、行程図に対応するタイムチャートである。なお、図１３は、停止制御位置１０１への停止制御が失敗し、さらに次の行程に移行して実停止位置１０２でエンジンが停止した場合を示す図である。
【０１２７】
図１３を参照して概要を説明すると、上述した停止制御により、停止時膨張行程気筒である＃１気筒及び停止時圧縮行程気筒である＃３気筒に予め燃料を封入した状態でエンジンを停止させる制御を行う。即ち、このときの停止制御位置１０１は図１３に示す破線の位置であり、ＥＣＵ７０はその停止制御位置１０１で停止するようにモータリングを実行し、エンジン２の有する慣性エネルギーを一定にして停止制御位置１０１でエンジンを停止させようとする。
【０１２８】
しかし、停止制御の実行中に何らかの原因によりエンジン回転数などに変動が生じ、実際には停止制御位置１０１への停止をさせることができない場合がある。図１３の例では、停止制御位置１０１を越えて、さらに実停止位置１０２で停止した場合を一例として示している。つまり、＃１気筒は排気行程、及び＃３気筒は膨張行程で停止する。この場合、＃１気筒では膨張行程終盤の所定位置２００から排気バルブが開き始め、＃１気筒の燃焼室内に予め封入した未燃燃料が燃焼されることなく、排気ポート３８を通じて排出されてしまう。
【０１２９】
一方、＃３気筒は、図１３に示すように、実停止位置１０２では膨張行程にあるが、エンジンが図１３に示す実停止位置１０２を越えて動くと、膨張行程終盤の所定位置２０１から排気バルブが開き始め、やはりその燃焼室内に封入した未燃燃料が燃焼されることなく排気ポート３８を通じて排出されてしまう。これにより、上記＃１気筒、及び＃３気筒の各燃焼室内に封入された未燃燃料が大気中に放出されてしまうため、エミッションの悪化を招くことになる。
【０１３０】
そこで、第２実施例では、それらの未燃燃料の排出を防止するため、エンジン停止制御中に予定の停止制御位置１０１にてエンジンを停止できないと判断した場合は、所定のタイミングで＃１気筒及び＃３気筒の各排気バルブを閉じて、それらの未燃燃料が排気ポート３８を通じて排出されないように制御する。
【０１３１】
次に、第２実施例について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、上述した停止制御の方法を前提としつつ、所定のタイミングで＃１気筒及び＃３気筒の各排気バルブを閉じるための制御を実行するものであり、基本的にはＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。
【０１３２】
順に説明すると、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ７０は、各気筒の停止位置の予測を行う。本来、ＥＣＵ７０は、停止制御中にモータリングの実行時間を決定し、その後のエンジン２の有する慣性エネルギーを一定にして、＃３気筒を圧縮行程の所定位置で停止させるように停止制御を行う。しかし、その時のエンジン回転数の変動等による影響を受けて、＃３気筒を圧縮行程の所定位置で停止させることができない場合がある。そこで、ステップＳ１０１では、かかる場合を考慮し、ＥＣＵ７０は各気筒の停止位置の予測を行う。
【０１３３】
続いて、ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７０は、エンジンが予定通り停止制御位置１０１（図１３参照）に停止するか否かを判定（予測）する。エンジンが停止制御位置１０１に停止すると予測される場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５へ移行し、停止制御を継続し、その後エンジン２が停止する（ステップＳ１０６）。本例では＃１気筒は膨張行程の所定位置で停止し、＃３気筒は圧縮行程の所定位置で停止する。つまり、図１３に示すように、エンジンは停止制御位置１０１で停止する。
【０１３４】
一方、エンジンが停止制御位置１０１に停止しないと予測される場合には（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ７０は＃１気筒の排気バルブを閉じる（ステップＳ１０３）。これにより、停止時に＃１気筒が、停止制御位置１０１を越えて排気行程へと移行しても、その気筒の燃焼室内に封入した未燃燃料が排気ポート３８を通じて排出されるのを防止することができる。
【０１３５】
続いて、ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７０は、＃３気筒の排気バルブを閉じる。これにより、停止時に、万一、＃３気筒が図１３に示す停止制御位置１０１を越えて、膨張行程の所定位置２０１へと移行しても、その気筒の燃焼室内に封入した未燃燃料が排気ポート３８を通じて排出されるのを防止することができる。
【０１３６】
続いて、ステップＳ１０５では、停止制御を継続し、その後エンジン２が停止する（ステップＳ１０６）。
【０１３７】
このように、本例では＃１気筒は排気行程の所定位置で停止し、＃３気筒は膨張行程の所定位置で停止する。つまり、図１３に示す実停止位置１０２で停止する。しかし、図１３に示す実停止位置１０２では、＃１気筒及び＃３気筒の各排気バルブは閉じられているため、それらの気筒の燃焼室内に封入された未燃燃料が大気中に放出されるのを防止することができる。これにより、エミッションの悪化を防止することができる。
【０１３８】
（第３実施例）
第３実施例では、停止時膨張行程気筒である＃１気筒及び停止時圧縮行程気筒である＃３気筒の各燃焼室内に未燃燃料を封入した後に、停止制御が予定通りに実行できず、排気バルブから未燃燃料が排出されると予測される場合には、点火処理を行ってその未燃燃料を燃焼させてしまう。これにより、停止制御が失敗したとしても、未燃燃料が大気中に放出されるのを回避でき、エミッションの悪化を防止することができる。なお、第３実施例は、所定のタイミングで排気バルブを自由に開閉制御できないエンジン２に対して有効な方法である。
【０１３９】
第３実施例について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、停止直前における各気筒の状態を示す行程図、及び、行程図に対応するタイムチャートである。なお、図１５に示す行程図は、図１３に示す行程図と同様であるが、図１５に示すように、＃１気筒が膨張行程で点火される点（符号２１２）、＃３気筒が膨張行程で点火される点（符号２１３）、及び時刻ｔ６〜ｔ７において燃料カットがされた後、＃２気筒の吸気行程で燃料噴射（矢印２１４）が行われる点が異なる。
【０１４０】
第３実施例では、基本的には上述した第２実施例と類似した制御が行われる。但し、第２実施例と異なるのは未燃燃料の排出を防止する方法である。即ち、第２実施例では、停止制御時に＃１気筒、及び＃３気筒の各排気バルブを所定のタイミングで閉じることにより、未燃燃料が排気ポートから排出されるのを防止した。これに対し、第３実施例では、それらの各気筒の燃焼室内に封入された未燃燃料を所定のタイミングで夫々燃焼させてしまうことにより、未燃燃料が排気ポートから排出されるのを防止する。
【０１４１】
次に、第３実施例における動作について図１５を参照して説明する。
【０１４２】
＃１気筒は、停止制御により停止時に膨張行程の所定位置（停止制御位置１０１）で停止する。そのため、＃１気筒は、図１５に示すように、吸気行程において燃料噴射が行われる（矢印２１１）。また、＃３気筒は、停止制御により、停止時に圧縮行程の所定位置（停止制御位置１０１）で停止する。そのため、＃３気筒は、図１５に示すように、吸気行程において燃料噴射が行われる（矢印２１０）。
【０１４３】
その後、停止制御が予定通りに実行不能であり、＃１気筒が膨張行程、＃３気筒が圧縮行程で停止することができないことがわかると、＃１気筒は膨張行程で点火が行われる（符号２１２）。これにより、エンジン回転数の変動等に起因して、停止時膨張行程への停止制御が失敗し排気行程側へ移行したとしても、＃１気筒の燃焼室内に封入された未燃燃料が排気ポート３８を通じて排出されるのを防止することができる。
【０１４４】
同様に、＃３気筒も膨張行程において点火が行われる（符号２１３）。これにより、エンジン回転数の変動等に起因して、停止時圧縮行程への停止制御が失敗し膨張行程の所定位置へ移行したとしても、＃３気筒の燃焼室内に封入された未燃燃料が排気ポート３８を通じて排出されるのを防止することができる。
【０１４５】
続いて、＃２気筒は、吸気行程において燃料噴射が行われる（矢印２１４）。その後、それらの各気筒が圧縮行程から膨張行程に移行するときに次々と点火が行われ、エンジン２の動作が継続される。
【０１４６】
このように、本実施例では、始動制御のために停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒への燃料噴射を行った後、停止制御により予定通りの位置にエンジンを停止できないことがわかった場合には、それらの未燃燃料を燃焼させてしまう。これにより、エンジンが予定の停止制御位置１０１を越えて停止した場合でも、未燃燃料が排出されることを防止することができる。
【０１４７】
なお、図１５においては、＃１気筒及び＃３気筒の各燃焼室内に封入した未燃燃料に対して所定のタイミングで点火を行い、エンジンの動作を継続（アイドリングストップを中止）している。この場合、その後にまだエンジン停止条件が具備されている場合には再度停止制御を再実行してもよい。また、そのままアイドリングストップ制御自体を中止してしまってもよい。その場合は、車両停止中もエンジンは動作したままとなる。
【０１４８】
また、未燃燃料を燃焼させたあと、他の気筒での燃料噴射（例えば図１５の矢印２１４参照）などを行わず、そのままエンジンを停止させてしまっても、未燃燃料が排出されることはないので特に問題はない
次に、第３実施例の制御について、図１６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この処理は、上述した停止制御の方法を前提としつつ、＃１気筒及び＃３気筒の燃焼室内に封入された未燃燃料に対して所定のタイミングで点火処理を行うものであり、基本的にはＥＣＵ７０が各種センサからの出力信号に基づいて実行する。また、第２実施例に示すフローチャートと同様の箇所については、簡略化して説明する。
【０１４９】
まず、第２実施例と同様に、ＥＣＵ７０はステップＳ３０１で停止位置を予測し、予定の停止位置で停止すると判断される場合、つまり停止制御位置１０１への停止となる場合には（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、停止制御を継続し（ステップＳ３０７）、エンジンを停止する（ステップＳ３０８）。これにより、エンジンは予定通り、図１５に示す停止制御位置１０１で停止する。
【０１５０】
一方、何らかの原因により予定の停止位置に停止できないと判断される場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、ＥＣＵ７０は、＃１気筒が圧縮行程上死点にあるか否か判定する（ステップＳ３０３）。そして、＃１気筒が圧縮行程上死点に到達したときは、ＥＣＵ７０は、点火装置を通じて＃１気筒に対して点火を実行する（ステップＳ３０４）。これにより、その後に＃１気筒が排気行程側に移行したとしても、未燃燃料が排気ポート３８から排出されるのを防止することができる。
【０１５１】
続いて、ＥＣＵ７０は、＃３気筒が圧縮行程上死点にあるか否か判定する（ステップＳ３０５）。＃３気筒が圧縮行程上死点に到達したときは、ＥＣＵ７０は、点火装置を通じて＃３気筒に対して点火を実行する（ステップＳ３０６）。これにより、その後に＃３気筒が膨張行程の所定位置に移行したとしても、未燃燃料が排気ポートから排出されるのを防止することができる。
【０１５２】
なお、図１６の例では、＃１気筒及び＃３気筒において、それぞれピストンが上死点に至ったときに点火を行っているが（ステップＳ３０３〜Ｓ３０６）、エンジンの動作を継続せず、そのままエンジンを停止させてしまう場合には、上死点手前で点火を行うことにより、停止時の振動を抑制するように制御することも可能である。
【０１５３】
以上説明したように、本実施例では、停止時圧縮行程気筒及び停止時膨張行程気筒の各燃焼室内に封入された未燃燃料を所定のタイミングで燃焼させることにより、その未燃燃料が排気ポートを通じて大気中に放出されるのを防止する。これにより、エミッションの悪化を防止することができる。
【０１５４】
［変形例］
なお、上記の各実施例では、停止制御において、停止時圧縮行程気筒と停止時膨張行程気筒の両方に予め燃料を封入しているが、いずれか一方の気筒のみに燃料を封入しておく停止制御に本発明を適用することもできる。その場合には、予め燃料を封入した気筒に対してのみ未燃燃料の強制燃焼（実施例１及び３）や排気バルブの閉鎖（実施例２）を行えばよい。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の停止制御装置によれば、アイドリングストップ中に、特定気筒の燃焼室内に未燃燃料が封入された状態で、イグニションスイッチのオフ操作が行われたとしても、その未燃燃料を所定の時期に燃焼させるようにしているため、その未燃燃料が排気ポートを通じて排出されるのを防止することができる。また、その未燃燃料を燃焼させることにより発生する振動は、その燃焼圧によって回転するクランクシャフトの回転方向とは反対の回転方向にモータジェネレータを回転させて相殺させることにより効果的に抑制することができる。
【０１５６】
また、特定気筒の燃焼室内に未燃燃料が封入された状態で、その後、予定通りの停止制御位置にエンジンを停止することができないと予測される場合には、その特定気筒に対応する排気バルブを閉じるか、或いはその未燃燃料を燃焼させることにより、その未燃燃料が排気ポートを通じて排出されるのを防止することができる。よって、その未燃燃料が大気中に放出されるのを防止することができ、エミッションの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン停止制御を行う車両のシステム構成を示す。
【図２】本発明に係るエンジンの概略構成図を示す。
【図３】クランク角センサ及びカム角センサの構成を示す図である。
【図４】クランク角センサ及びカム角センサの出力信号波形を示す。
【図５】エンジン停止制御によるエンジン回転数の推移を示すグラフである。
【図６】エンジン停止制御によるクランク角度位置の変化の様子を示すグラフである。
【図７】第１の方法によるエンジン停止制御例を示す。
【図８】第１の方法による停止制御後のエンジン始動制御例を示す
【図９】第２の方法によるエンジン停止制御例及び第１実施例による未燃燃料の排出防止制御の方法を示す。
【図１０】第２の方法による停止制御後のエンジン始動制御例を示す
【図１１】第１実施例による未燃燃料の排出防止制御のフローチャートを示す。
【図１２】第１実施例の応用例に係る未燃燃料の排出防止制御のフローチャートを示す。
【図１３】第２実施例による未燃燃料の排出防止制御の方法を示す。
【図１４】第２実施例による未燃燃料の排出防止制御のフローチャートを示す。
【図１５】第３実施例による未燃燃料の排出防止制御の方法を示す。
【図１６】第３実施例による未燃燃料の排出防止制御のフローチャートを示す。
【符号の説明】
１  ＤＣスタータ
２  エンジン
３  モータジェネレータ
４  モータ制御装置
５  電源装置
６  電源ケーブル
７  動力伝達装置
８  車輪
９  ＥＣＵ
１０  車両
【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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