(57)【要約】【課題】  エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を通過する確実性を向上することができ、これによりエンジンの始動性を向上させる。【解決手段】  エンジン自動停止時に膨張行程にある気筒に対して燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させる。各気筒のピストン位置を検出するクランク角センサと、各気筒に導入される吸気量を調節するスロットル弁と、クランク角センサからの検出結果に基づいてスロットル弁を制御する制御手段とを備える。制御手段は、エンジンの再始動から、エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に圧縮上死点を通過するまでの再始動不安定期間において、アイドル運転時の吸気量よりも多い吸気量となるように吸気量調節手段を制御する。【選択図】      図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの自動停止後において再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に膨張行程にある気筒に対して燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させる多気筒４サイクルエンジンの始動装置において、
各気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、各気筒に導入される吸気流量を調節する吸気量調節手段と、上記ピストン位置検出手段からの検出結果に基づいて上記吸気量調節手段を制御する制御手段とを備え、
当該制御手段は、エンジンの再始動から、エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に圧縮上死点を通過するまでの再始動不安定期間において、アイドル運転時の吸気量よりも多い吸気量となるように上記吸気量調節手段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２】
上記制御手段は、上記再始動不安定期間の経過後に当該不安定期間の吸気量よりも少ない吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御することを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
吸気圧力を検出する吸気圧検出手段を備え、上記制御手段は、再始動不安定期間の経過後に上記吸気圧検出手段からの検出結果に基づき吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合には、アイドル運転時の吸気量よりも少ない吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、上記制御手段は、再始動不安定期間の経過後に回転速度検出手段からの検出結果に基づきエンジンの回転速度がアイドル運転時の回転速度付近にまで上昇したことを検出した後に、アイドル運転時の吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
各気筒に対する燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備え、当該噴射時期制御手段は、エンジン再始動後、上記吸気行程気筒に対する最初の燃料の噴射時期を当該気筒が最初に迎える圧縮行程の後半に設定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
上記エンジンは、上記再始動不安定期間であって、上記膨張行程気筒の燃焼を実行してエンジンを正転方向に作動させる前に、エンジン停止時の圧縮行程気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることにより当該エンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の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、アイドリング時等にいったん停止させたエンジンを自動的に再始動させるエンジンの始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費低減およびＣＯ2排出量抑制等のため、アイドル時に自動的にエンジンをいったん停止させ、その後に発進操作等の再始動条件が成立したときに自動的にエンジンを再始動させるようにしたエンジンの始動装置が開発されてきている。
【０００３】
このようにエンジン停止後に自動的に再始動させる場合に、発進操作等に応じて即座に始動させることが要求されるため、始動用のモータによりエンジン出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを始動させるような、始動完了までにかなりの時間を要する従来の一般的な始動の方法は好ましくない。
【０００４】
そこで、スタータモータを駆動させることなく、停止状態のエンジンの特定気筒に燃料を供給して着火、燃焼を行わせ、エンジンの燃焼によって発生するトルクのみによってエンジンが即時的に始動されるようにすることが望ましい。この場合、エンジン停止中に膨張行程にある気筒に燃料を供給して燃焼を行わせるようにすればその燃焼のエネルギーをエンジン正転方向に作用させることができる。このような始動装置として、多気筒エンジンにおいてエンジン停止時の圧縮行程気筒に対して初回の燃焼を実行して当該圧縮行程気筒のピストンを押し下げ、それに伴い膨張行程にある気筒のピストン上昇によって当該膨張行程気筒の筒内圧力を高めるようにした上で、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、こうしてエンジン正転方向に作用する燃焼エネルギーを増大させるようにしたものも提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第０１／３８７２６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に示されるような始動装置を４サイクルエンジンに適用し、この装置によってエンジンの燃焼により発生するトルクのみによってエンジンを繰り返し始動させると、エンジンの回転数の経時変化は図１３に代表されるような特性があることが分かった。
【０００６】
すなわち、エンジン再始動開始後、まず停止時圧縮行程気筒における初回燃焼によってエンジンを逆転方向に作動させて、停止時膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該膨張行程気筒で燃焼させることによりエンジンを正転方向に作動させると、まず圧縮行程気筒のピストンが圧縮圧力に打ち勝って最初に圧縮上死点を超え（第１ＴＤＣ）、次いで停止時吸気行程気筒、排気行程気筒のピストンが順次圧縮上死点（第２，第３ＴＤＣ）を超えることになるが、再始動後、停止時吸気行程気筒のピストンが最初の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を超える際にエンジンの回転速度が極端に低下することが分かり、膨張行程気筒の上記燃焼による燃焼エネルギーが小さかったり、この燃焼エネルギーの損失が大きかったりすると、上記ピストンが圧縮圧力に打ち負けてこの上記第２ＴＤＣを超えることができず、エンジンを適正に始動させることができない可能性があることが分かった。
【０００７】
一方、停止時吸気行程気筒のピストンが一旦上記第２ＴＤＣを超えると適正にエンジンを始動させることができることが分かり、したがってエンジンの始動にあたっては、エンジンの再始動開始からこの第２ＴＤＣを超える期間（再始動不安定期間）を如何にして乗り越えるかが問題となる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑み、エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を確実に通過させることができ、これによりエンジンの始動性を向上させることができるエンジンの始動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジンの始動装置は、エンジンの自動停止後において再始動条件が成立したときに、エンジン停止時に膨張行程にある気筒に対して燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させる多気筒４サイクルエンジンの始動装置において、各気筒のピストン位置を検出するピストン位置検出手段と、各気筒に導入される吸気流量を調節する吸気量調節手段と、上記ピストン位置検出手段からの検出結果に基づいて上記吸気量調節手段を制御する制御手段とを備え、当該制御手段は、エンジンの再始動から、エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に圧縮上死点を通過するまでの再始動不安定期間において、アイドル運転時の吸気量よりも多い吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御することを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、制御手段が、ピストン位置検出手段からの検出結果に基づき、エンジンの再始動開始時点から、エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に圧縮上死点を通過するまでの再始動不安定期間を特定し、この再始動不安定期間において、アイドル運転時の吸気量よりも多い吸気量となるようにスロットル弁等の吸気量調節手段を制御するので、この再始動不安定期間中に吸気行程を迎える各気筒のポンピングロスを低減することができる。これにより、停止時膨張行程気筒の燃焼エネルギーの損失を抑制して、停止時吸気行程気筒のピストンがエンジン再始動のあと最初に迎える圧縮上死点を通過する際の確実性を向上することができ、これによりエンジンの始動性を効果的に向上させることができる。
【００１１】
この場合、上記制御手段が、上記再始動不安定期間の経過後に当該不安定期間の吸気量よりも少ない吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御すべく構成されるのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
すなわち、いったん停止時吸気行程気筒が最初に迎える圧縮上死点を通過した後は、始動に失敗する可能性が少ないばかりか、エンジン停止時に吸気通路等の圧力が大気圧ないしはこれに近い圧力となっていることから、逆にその吸気量を減らさないと、エンジンの急峻な吹き上がりを生じる可能性がある。したがって、上記のように構成すれば、各気筒に導入される吸気量を小さくして急峻な吹き上がりを有効に抑制することができ、これによりこの吹き上がりに基づく違和感や車両発進時のトルクショックを効果的に抑えることができる。
【００１３】
このように吸気量を減らす場合には、吸気圧力を検出する吸気圧検出手段をさらに備え、上記制御手段が、再始動不安定期間の経過後に上記吸気圧検出手段からの検出結果に基づき吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合に、アイドル運転時の吸気量よりも少ない吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御するのが好ましい（請求項３）。
【００１４】
このように構成すれば、各気筒に導入される吸気量を確保しつつ、エンジン停止時に大気圧ないしこれに近くなった吸気圧力を早い段階で所定の負圧に低減することができるため、より確実にエンジンの吹き上がりを抑制することができる。
【００１５】
また、上記のように吸気量を減らす場合には、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段をさらに備え、上記制御手段が、再始動不安定期間の経過後に回転速度検出手段からの検出結果に基づきエンジンの回転速度がアイドル運転時の回転速度付近にまで上昇したことを検出した後に、アイドル運転時の吸気量となるように上記吸気量調節手段を制御することもできる（請求項４）。
【００１６】
このように、再始動不安定期間の経過後であってエンジンの回転速度がアイドル運転時の回転速度付近にまで上昇したことを検出した後の所定の時点で上記吸気量調節手段を調節制御することによっても、各気筒に導入される吸気量を確保しつつ、エンジン停止時に大気圧ないしこれに近くなった吸気圧力を早い段階で所定の負圧に低減することができるため、より確実にエンジンの吹き上がりを抑制することができる。
【００１７】
さらに、この発明において、各気筒に対する燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段を備え、当該噴射時期制御手段は、エンジン再始動後、上記吸気行程気筒に対する最初の燃料の噴射時期を当該気筒が最初に迎える圧縮行程の後半に設定するのが好ましい（請求項５）。
【００１８】
このように構成すれば、停止時吸気行程気筒がエンジンの始動後に最初に迎える圧縮行程後半に噴射された燃料の気化潜熱による筒内温度の低下を通じて当該吸気行程気筒の筒内圧力を下げることができ、これによりエンジンの始動後、当該気筒が最初に迎える圧縮行程での圧縮反力を低減してこのピストンが最初の圧縮上死点を通過する確実性をより向上させることができる。特に、停止時吸気行程気筒に導入される吸気は、エンジンの停止中に加熱されて圧力が上昇した状態にあることが多いため、気化潜熱による筒内圧力の低減を効果的に達成することができる。
【００１９】
上記エンジンは始動時にまず停止時膨張行程気筒での燃焼を実行するものであってもよいが、この膨張行程気筒の燃焼に先立って、エンジン停止時の圧縮行程気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることにより当該エンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてもよい（請求項６）。
【００２０】
このように構成すれば、エンジン始動時に、まず上記圧縮行程気筒において初回燃焼が行われ、これによりエンジンが逆転方向に駆動されて膨張行程気筒のピストンが上死点に近づくことにより当該気筒内の空気が圧縮され、この状態で膨張行程気筒内の燃料が燃焼されることによりその燃焼圧が有効にピストンに作用してエンジンが正転方向に駆動され、これにより上記膨張行程気筒で高い燃焼エネルギーが得られ、このエネルギーに基づいて吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点近傍における圧縮反力に確実に打ち勝ってエンジンの始動性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のエンジンの始動装置によれば、特定のピストン行程について吸気量を調節する吸気吸気量調節手段を制御することにより、再始動不安定期間における各気筒のポンピングロスを低減することができ、これによりエンジン始動後に燃焼させる膨張行程気筒の燃焼エネルギーの損失を抑制してこのエネルギーを停止時吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を通過するためのエネルギーに効率的に変換してエンジンの始動性を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１及び図２は本発明の一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、エンジン本体はシリンダヘッド１及びシリンダブロック２で構成され、複数の気筒を有し、図示の実施形態では４つの気筒３Ａ〜３Ｄを有している。各気筒３Ａ〜３Ｄにはピストン４が嵌挿され、ピストン４の上方に燃焼室５が形成されている。上記ピストン４はコンロッドを介してクランクシャフト６に連結されている。
【００２４】
各気筒３Ａ〜３Ｄの燃焼室５の頂部には点火プラグ７が装備され、そのプラグ先端が燃焼室５内に臨んでいる。
【００２５】
さらに、燃焼室５の側方部には、燃焼室５内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁８が設けられている。この燃料噴射弁８は、図略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、そのパルス入力時期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噴射するように構成されている。そして、点火プラグ７付近に向けて燃料を噴射するように燃料噴射弁８の噴射方向が設定されている。なお、この燃料噴射弁８には図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給され、かつ、圧縮行程での燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力を与え得るように燃料供給系統が構成されている。
【００２６】
また、各気筒３Ａ〜３Ｄの燃焼室５に対して吸気ポート９及び排気ポート１０が開口し、これらのポート９，１０に吸気弁１１及び排気弁１２が装備されている。これら吸気弁１１及び排気弁１２は、図外のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動される。そして、後に詳述するように各気筒が所定の位相差をもって燃焼サイクルを行うように、各気筒の吸・排気弁の開閉タイミングが設定されている。
【００２７】
上記吸気ポート９及び排気ポート１０には吸気通路１５及び排気通路１６が接続されている。上記吸気ポート９に近い吸気通路１５の下流側は、各気筒３Ａ〜３Ｄに対応して独立した分岐吸気通路１５ａとされ、この各分岐吸気通路１５ａの上流端がそれぞれサージタンク１５ｂに連通している。このサージタンク１５ｂの上流側には共通吸気通路１５ｃが設けられるとともに、この共通吸気通路１５ｃには、スロットル弁１７が設けられている。このスロットル弁１７はアクチュエータ１８により駆動され、当該スロットル弁１７の上流側及び下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ２０と、吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ１９とが配設されている。そして、スロットル弁１７および吸気圧センサ１９が本願発明にいう吸気量調節手段および吸気圧検出手段に相当する。
【００２８】
また、エンジンには、タイミングベルト等によりクランクシャフト６に連結されたオルタネータ（発電機）２６が付設されている。このオルタネータ２６は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路２６ａを内蔵し、このレギュレータ回路２６ａに入力される後述するＥＣＵ３０からの制御信号に基づき、車両の電気的負荷及び車載バッテリーの電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。
【００２９】
さらに、上記エンジンには、上記クランクシャフト６に対し、その回転角を検出するクランク角センサが設けられており、当実施形態では、後に詳述するように、互いに一定量だけ位相のずれたクランク角信号を出力する２つのクランク角センサ２１，２２が設けられている。さらにカムシャフトに対し、その特定回転位置を検出することで気筒識別信号を与えることのできるカム角センサ２３が設けられている。なお、上記クランク角センサ２１，２２が本願発明にいうピストン位置検出手段であり、また回転速度検出手段ともなっている。この他にもエンジンの制御に必要な検出要素として、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２４、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２５等が装備されている。
【００３０】
３０は制御手段としてのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）であり、上記各センサ２０〜２５からの信号を受け、上記燃料噴射弁８に対して燃料噴射量及び噴射時期を制御する信号を出力するとともに、点火装置に対して点火時期制御信号を出力し、かつ、スロットル弁１７のアクチュエータ１８に対してスロットル開度を制御する信号を出力し、さらにオルタネータ２６のレギュレータ回路２６ａに対して発電量を制御する信号を出力する。すなわち、このＥＣＵ３０が本発明にいう制御手段および燃料噴射時期制御手段に相当する。
【００３１】
そして、アイドリング時において所定のエンジン停止条件が成立したときに、燃料供給停止等により自動的にエンジンを停止させるとともに、その後のエンジン再始動条件成立時に、自動的にエンジンの再始動を行わせる。このエンジン再始動時に、ピストンの停止位置が特定範囲（適正範囲）にある場合は、まずエンジン停止時の圧縮行程気筒に対して初回の燃焼を実行してピストンを押し下げ、膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、かつ、上記圧縮行程気筒における初回燃焼後の燃焼室内に燃焼用空気を存在させ、その空気量に応じた燃料を初回燃焼後の適当な時期に供給することにより、当該気筒がピストン上昇に転じて圧縮上死点を越える際に当該気筒で再燃焼を行わせるように制御する。すなわち、エンジンの自動再始動時に、ピストンの停止位置が後述する適正範囲にあるときは、始動初期で一旦エンジンを逆転作動させ、その後正転作動に転じるように制御する。
【００３２】
なお、当実施形態では、停止時膨張行程気筒のピストンが適正範囲内にあるときは上述のように圧縮行程気筒での初回燃焼及び膨張行程気筒での燃焼を行わせる第１再始動制御モードを実行し、一方当該ピストンが適正範囲にないときは圧縮行程気筒での初回燃焼を行わずにスタータ（始動用モータ）３１でアシストしつつ膨張行程気筒での燃焼及びその次の圧縮行程気筒での燃焼により始動を行う第２再始動制御モード実行するようになっている。
【００３３】
具体的には、第１再始動制御モードでエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギーを充分に確保することにより、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。したがって、エンジンの自動停止時にピストンが膨張行程の途中にある上記膨張行程気筒内に充分な空気量を確保することを考慮しつつ、当該気筒の圧縮圧力を有効に高めるべく、当該ピストンをこの燃焼に適した所定の適正範囲に停止させておく必要がある。
【００３４】
すなわち、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、エンジンの停止時点で膨張行程気筒および圧縮行程気筒になる気筒では、それぞれ位相が１８０°ＣＡずれているため、各ピストン４が互いに逆方向に作動し、膨張行程気筒のピストン４が行程中央（上死点後９０°ＣＡ）よりも下死点側に位置していれば、その気筒内の空気量が多くなって充分な燃焼エネルギーが得られる。しかし、上記膨張行程気筒のピストン１３が極端に下死点側に位置した状態となると、圧縮行程気筒内の空気量が少なくなり過ぎてクランクシャフト６を逆転させるための燃焼エネルギーが充分に得られなくなる。
【００３５】
そこで、上記所定の適正範囲Ｒとして、膨張行程気筒の行程中央、つまり圧縮上死点後のクランク角が９０°ＣＡとなる位置をやや下死点側に超える所定範囲、例えば圧縮上死点後のクランク角が１００°〜１２０°ＣＡとなる範囲内にピストンを停止させることができれば、圧縮行程気筒内に所定量の空気が確保されて上記初回の燃焼によりクランクシャフト６をすこしだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギーが得られることになる。しかも、このクランクシャフト６の逆転によって当該気筒内の圧縮圧力を高めるとともに当該気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランクシャフト６を正転させるための燃焼エネルギーを充分に発生させてエンジンを確実に再始動させることが可能となる。
【００３６】
このエンジンの自動停止時におけるピストンの停止位置制御の具体的手法は、種々あるが、ここではスロットル弁１７の開度を制御することによってエンジン停止時における膨張行程気筒および圧縮行程気筒の空気による圧縮反力を調整するとともに、エンジンの自動停止過程におけるオルタネータ２６の発電量を制御することによってクランクシャフト６の抵抗を通じてエンジンの回転速度を調整し、これによりピストン４の停止位置を制御する場合について説明する。
【００３７】
図４に示すように、エンジンの自動停止条件が成立した時点で、車輪側への駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態および車輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態を含む複数段に切換可能な自動変速機をドライブ状態からニュートラル状態に切り換えるとともに、エンジンの目標速度を、エンジンを自動停止させないときの通常のアイドル回転速度（以下、「通常のアイドル回転速度」という）よりも高い値、例えば通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍ（自動変速機はドライブ状態）に設定されたエンジンでは上記目標速度を自動停止条件成立時のアイドル回転速度としての８５０ｒｐｍ程度（自動変速機はニュートラル状態）に設定することにより、エンジンの回転速度Ｎで安定させる制御を実行し、エンジンの回転速度Ｎが目標速度で安定した時点ｔ１で燃料噴射を停止させる。
【００３８】
また、エンジンを自動停止させる制御動作の初期段階である上記燃料噴射の停止時期ｔ１で、気筒内空燃比をλ＝１にしたときのアイドル時の吸気量（エンジン運転を継続させるために必要な最小限の吸気流量）よりも多い吸入流量となるように上記スロットル弁１７の開度を設定、つまり上記時点ｔ１の直前の燃焼状態が、気筒内空燃比をλ＝１ないしその付近に設定された均一燃焼であるため、スロットル弁１７の開度を増大させて（例えば開度を全開時の３０％程度に開いて）、エンジンの気筒３Ａ〜３Ｄに吸入される吸入空気量を大きな値に設定することにより、燃焼ガスの掃気性を確保するとともに、オルタネータ２６の発電量を上記自動停止条件の成立時点ｔ０よりも低下させることにより、クランクシャフト６の回転抵抗を低減するように構成されている。
【００３９】
また、上記の時点ｔ１で燃焼噴射を停止することによりエンジンの回転速度Ｎが低下して予め設定された基準速度、例えば７６０ｒｐｍ程度になったことが確認された時点ｔ２で、上記スロットル弁１７を閉止してエンジンの気筒３Ａ〜３Ｄに吸入される吸気流量を減少させるとともに、オルタネータ２６の発電量を増大させ、かつ後述するように上記スロットル弁１７の開度およびオルタネータ２６の発電量をエンジン回転速度Ｎの低下度合に対応させて調節することにより、予め行った実験結果等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Ｎを低下させる制御を実行する。
【００４０】
上記のようにエンジンを自動停止させる際に、燃料噴射の停止時点ｔ１から、クランクシャフト６やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦による機械的な損失や、各気筒３Ａ〜３Ｄのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジンのクランクシャフト６は惰性で数回転し、４気筒４サイクルエンジンでは１０回前後の圧縮上死点（図４ではＡbt： bt＝…３，２，１）を迎えた後に停止する。
【００４１】
具体的には、図４に示すように、上記気筒３Ａ〜３Ｄが圧縮上死点を迎える度にエンジンの回転速度Ｎが一時的に落ち込んだ後に、圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するというアップダウンを繰り返しながらエンジン回転速度Ｎが次第に低下する。
【００４２】
そして、最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ３の後に圧縮上死点を迎えようとする気筒では、慣性力によるピストン４の上昇に伴って空気圧が高まり、その圧縮反力によりピストン４が押し返されてクランクシャフト６が反転する。このクランクシャフト６の逆転によって膨張行程気筒の空気圧が上昇するため、その圧縮反力に応じて膨張行程気筒のピストン４が下死点側に押し返されてクランクシャフト６が再び正転し始め、このクランクシャフト６の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン４が往復作動した後に停止することになる。このピストン４の停止位置は、上記圧縮行程気筒および膨張行程気筒における圧縮反力のバランスにより略決定されるとともに、エンジンの摩擦等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ３のエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Ｎの高低によっても変化することになる。
【００４３】
したがって、エンジンが自動停止する際に膨張行程にある気筒のピストン４を再始動に適した上記所定の適正範囲Ｒ内に停止させるためには、まず上記膨張行程気筒および圧縮行程にある圧縮行程気筒の圧縮反力がそれぞれ充分に大きくなり、かつ膨張行程気筒の圧縮反力が圧縮行程気筒の圧縮反力よりも所定値以上大きくなるように、両気筒に対する吸気流量を調節する必要がある。このために、燃料噴射の停止時点ｔ１でスロットル弁１７を開放することにより上記膨張行程気筒および圧縮行程にある圧縮行程気筒の両方に所定量の空気を吸入させた後、所定時間が経過した時点ｔ２で上記スロットル弁１７を閉止してその開度を低減することにより上記吸入空気量を調節するようにしている。
【００４４】
ただし、実際のエンジンでは、スロットル弁１７、吸気ポート９および分岐吸気通路１５ａ等の形状に個体差があることにより、それらを流通する空気の挙動が変化するため、エンジンの自動停止期間中に各気筒３Ａ〜３Ｄに吸入される吸気流量にバラツキが生じ、上記のようにスロットル弁１７の開閉制御を行っても、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒および圧縮行程にある気筒のピストン停止位置を適正範囲Ｒ内に納めることは困難である。
【００４５】
この点につき、当実施形態では、エンジンの自動停止期間中においてエンジンの回転速度が低下する過程で、図５に一例を示すように、各気筒３Ａ〜３Ｄが圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度（上死点回転速度）ｎと、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒のピストン停止位置との間に明確な相関関係があることに着目し、燃料噴射を停止した時点ｔ１の後にエンジンの回転速度Ｎが低下する過程で、各気筒のピストン４が圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度、つまり上死点回転速度ｎをそれぞれ検出し、この上死点回転速度ｎの検出値に応じてオルタネータ２６の発電量を制御することにより、クランクシャフト６の回転抵抗を調整してエンジン回転速度の落ち込み度合を調節するようにしている。
【００４６】
すなわち、図５は、上記のようにエンジンの回転速度Ｎが所定速度となった時点ｔ１で燃料噴射を停止し、その後の所定期間に亘りスロットル弁１７を開状態に維持するようにして惰性により回転するエンジンの各気筒３Ａ〜３Ｄに設けられたピストン４が圧縮上死点を通過する際の上死点回転速度ｎを計測するとともに、エンジンの停止時点における膨張行程気筒のピストン位置を調べ、このピストン位置を縦軸に取るとともに、上記エンジンの上死点回転速度ｎを横軸に取って、両者の関係をグラフ化したものである。この作業を繰り返してエンジンの停止動作期間中における上記上死点回転速度ｎと、膨張行程気筒におけるピストン停止位置との相関関係を示す分布図が得られることになる。
【００４７】
上記の分布図から、エンジンの停止動作期間中における上死点回転速度ｎと膨張行程気筒におけるピストン停止位置と間に所定の相関関係が見られ、図５に示す例では、エンジンが停止状態となる前の６番目〜２番目における上死点回転速度ｎがハッチングで示す範囲（適正回転速度範囲）内にあれば、ピストン４の停止位置がエンジンの再始動に適した範囲Ｒ（圧縮上死点後の１００°〜１２０°ＣＡ）に入ることが分かる。したがって、ＥＣＵ３０は、スロットル弁１７が閉止された時点ｔ２以降、オルタネータ２６の発電量を制御することにより、所定の上死点回転速度ｎが適正回転速度範囲内に含まれるように制御している。
【００４８】
以上、エンジンの自動停止制御を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。図６のフローチャートに示す処理は、エンジンが運転されている状態からスタートし、ＥＣＵ３０は、まずステップＳ１でアイドルストップ条件が成立したか否かを判定する。この判定は、車速、エンジン温度（エンジン冷却水の温度）等に基づいて行い、例えば車速が０の停車状態ないしは車速が１０ｋｍ／ｈ以下の超低速状態が所定時間以上持続し、かつ、エンジン温度が所定範囲内にあり、さらにエンジンを停止させることに格別の不都合（例えばバッテリー残量が少ないということ）がない状況にある場合等に、アイドルストップ条件成立とする。
【００４９】
アイドルストップ条件が成立したときは（ステップＳ１でＹＥＳ）、まず自動変速機をニュートラル状態に自動的に切り換えるとともに、通常のアイドル回転速度よりも高い目標速度にエンジンの回転速度を安定させ、さらにＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁（図示せず）を閉弁して排気還流を停止させる等の初期制御を実行してから、エンジンの回転速度や吸気圧等の所定の条件に基づいてエンジンの各気筒に対する燃料供給を停止し（ステップＳ２）、次いで一旦スロットル弁１７を所定開度に開き（ステップＳ３）、これにより排気ガスの掃気性を確保するとともに、オルタネータ２６の発電量を自動停止条件の成立時点よりも低下させ（ステップＳ４）、これより、クランクシャフト６の回転抵抗を低減させる。それから、エンジン回転数が所定回転数（図４の例では７６０ｒｐｍ程度）以下となるまでこの状態を保ち（ステップＳ５）、所定回転数以下となればスロットル弁１７を閉じ（ステップＳ６）、これにより各気筒３Ａ〜３Ｄに吸入される吸気流量を減少させる。
【００５０】
次いで、オルタネータ２８の発電量を予め６０Ａ程度に設定された初期値に設定して所定期間（例えば約３００ｍｓ程度）に亘りオルタネータ２８を作動させる発電量の初期制御を実行する（ステップＳ７）。
【００５１】
続いて、ピストン４が圧縮上死点を通過する際のエンジンの回転速度である上死点回転速度ｎを検出し（ステップＳ８）、この上死点回転速度ｎが図５に示す所定の範囲内（適正回転速度範囲内）にあるかどうかを判定する（ステップＳ９）。この判定の結果、上死点回転速度ｎが所定の適正回転速度範囲内にない場合には、上死点回転速度ｎと上記適正回転速度範囲との間の回転速度の偏差に基づいてオルタネータ２６の発電量を算出する（ステップＳ１０）。このように上死点回転速度ｎが適正回転速度範囲内にない場合、例えば図５で回転速度が４７０ｒｐｍである場合には、この回転速度を挟む適正回転速度範囲（高回転側範囲と低回転側範囲）のうち近接する適正回転速度範囲（この例では低回転側範囲）に基づいて偏差を算出する。具体的には、高回転側範囲の下限値と低回転側範囲の上限値の中間値に基づいて検出された上死点回転速度がこの中間値よりも高いか低いかを判定することによって偏差の基準となる適正回転速度範囲を決定する。そして、この発電量は、上記回転速度の偏差および現在の発電量に基づいて予め設定されたマップから読み出され、上死点回転速度ｎが上記基準適正回転速度範囲よりも高い場合には、オルタネータ２６の発電量を増大させ、逆に低い場合にはオルタネータ２６の発電量を減少ないし停止して（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に移行する。
【００５２】
上記ステップＳ９で上死点回転速度ｎが所定の適正回転速度範囲内にある場合には、上記ステップＳ１０およびＳ１１をスキップして、エンジンの上死点回転速度ｎが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この所定値は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度が低下している過程で最後の上死点を超える際のエンジン回転速度に対応した値であり、例えば２６０ｒｐｍ程度に設定されている。上記ステップＳ１２でＮＯと判定された場合には、ステップＳ８に戻って上記制御動作を繰り返す。上記ステップＳ８でＹＥＳと判定されてエンジンの上死点回転速度ｎが上記所定値以下になったことが確認されれば、ステップＳ１３でエンジンが停止したか否かを判定し、エンジンが停止すると、後述の図７の停止位置検出ルーチンによるピストンの停止位置の検出に基づき、上記ステップＳ１４で上記停止位置を検出してＥＣＵ３０に含まれる図外の記憶手段に記憶される。
【００５３】
図７は停止位置検出ルーチンを示している。このルーチンがスタートすると、ＥＣＵ３０は、第１クランク角信号ＣＡ１（第１クランク角センサからの信号）および第２クランク角信号ＣＡ２（第２クランク角センサからの信号）を調べ、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowまたは第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighであるか否かを判定する。要するに、これらの信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が図８（ａ）のようになるか、それとも図８（ｂ）のようになるかを判別することにより、エンジンの正転時か逆転時かを判別する（ステップＳ２０）。
【００５４】
すなわち、エンジンの正転時には、図８（ａ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLow、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighとなる。一方、エンジンの逆転時には、図８（ｂ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転時とは逆に第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHigh、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowとなる。そこで、ステップＳ２０の判定がＹＥＳであればエンジンの正転方向のクランク角変化を計測するためのＣＡカウンタをアップし（ステップＳ２１）、ステップＳ２０の判定がＮＯの場合は上記ＣＡカウンタをダウンする（ステップＳ２２）。そして、エンジン停止時に上記ＣＡカウンタの値を調べることで停止位置を求めるのである（ステップＳ２３）。
【００５５】
一方、ＥＣＵ３０は、上記のようにして自動停止状態にあるエンジンについて、所定の再始動条件が成立した場合であって、膨張行程気筒のピストン４が所定の適正範囲内にある場合には、第１再始動制御モード（ダイレクトスタートモード）で当該エンジンを自動的に再始動するように制御される。
【００５６】
多気筒４サイクルエンジンにおいては各気筒が所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、４気筒エンジンの場合、気筒列方向一端側から１番気筒３Ａ、２番気筒３Ｂ、３番気筒３Ｃ、４番気筒３Ｄと呼ぶと、図９中及び図１０中に示すように、上記サイクルが１番気筒３Ａ、３番気筒３Ｃ、４番気筒３Ｄ、２番気筒３Ｂの順にクランク角で１８０°ずつの位相差をもって行われるようになっている。
【００５７】
エンジン停止後に所定の再始動条件が成立したときは、ＥＣＵ３０によって自動的にエンジンを再始動する制御が行われるが、この際、ピストンの停止位置が膨張行程気筒において行程中間部付近の所定適正範囲内にある場合は、第１再始動制御モードのルーチンが実行される。図９は上記第１再始動制御モードによる場合におけるエンジンの各気筒の行程と始動制御開始時点からの各気筒における燃焼（図中に燃焼の順序に従って（１），（２），（３）……で示す）との関係を示すとともに、各燃焼によるエンジンの動作方向を矢印で示しており、また図１０は、上記第１再始動制御モードによる場合のエンジン回転速度、所定の気筒の筒内圧及びスロットル弁１７の開度、吸気圧の時間的変化を示している。
【００５８】
これらの図に示すように、上記第１再始動制御モードによる場合には、まず圧縮行程気筒（図示の例では３番気筒）において燃焼空燃比は略理論空燃比ないしはこれよりも若干リッチ空燃比となるように制御されつつ初回燃焼（図９中の（１））を実行し、この初回燃焼による燃焼圧（図１０中のａ部分）で圧縮行程気筒のピストンが下死点側に押し下げられてエンジンが逆転方向に駆動され、それに伴い、膨張行程気筒（図示の例では１番気筒）のピストンが上死点に近づくことにより当該気筒内の空気が圧縮されて筒内圧が上昇する（図１０中のｂ部分）。そして、膨張行程気筒で燃料を噴射して膨張行程気筒のピストンが上死点に充分に近づいた時点で当該気筒に対する点火されて、予め当該気筒に噴射されている燃料が燃焼し（図９中の（２））、その燃焼圧（図１０中のｃ部分）でエンジンが正転方向に駆動される。さらに、上記圧縮行程気筒に対して適当なタイミングで燃料を噴射するように制御することにより、圧縮行程気筒の上死点付近での圧縮圧力が低減される。その後、圧縮行程気筒のピストンがこの低減された圧縮圧力に打ち勝って圧縮上死点を超え（図１０中のｄ部分）、続いて圧縮行程を迎える停止時吸気行程気筒に当該圧縮行程後半の所定のタイミングで燃料が噴射される（図１０中のｅ部分）とともに、当該気筒のピストンが上死点を超えた所定のタイミングで点火して（図１０中のｆ部分）、吸気行程気筒における燃焼が行われる（図９中の（３））。その燃焼圧でエンジンの駆動力が高められ、円滑な始動が実行される。
【００５９】
ところで、上記のようにエンジンの燃焼により発生するトルクのみによってエンジンを再始動する場合、具体的にはエンジンの再始動にあたって、圧縮行程気筒で初回の燃焼を実行して少しだけエンジンを逆回転させた後、膨張行程気筒で燃焼させることによりエンジンを正回転させる場合には、この正回転時に圧縮行程気筒のピストンが上昇した後に、圧縮上死点を経て燃焼を伴う膨張行程に移行するが、エンジンを逆回転させる初回の燃焼で空気が既に使われているため、上記圧縮上死点付近における本来の燃焼時（エンジンを正回転させる膨張行程での燃焼時）に、必要な量の空気が気筒内に存在していない状態となる。したがって、エンジンを正回転させる本来の燃焼が充分に行われず、エンジンの停止時に膨張行程にある上記気筒で燃焼が行われた後、別の気筒で次の燃焼が行われるまでの間隔が長くなり、この間にエンジンの回転速度が低下して始動性が悪化する虞がある。特に、エンジンが正転方向に再始動されると、まず圧縮行程気筒のピストンが圧縮圧力に打ち勝って最初に圧縮上死点を超え（第１ＴＤＣ）、次いで停止時吸気行程気筒、排気行程気筒のピストンが順次圧縮上死点（第２，第３ＴＤＣ）を超えることになるが、圧縮行程気筒が第１ＴＤＣを超える時点で燃焼が行われないことから、再始動後、停止時吸気行程気筒のピストンが最初の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を超える際にエンジンの回転速度が極端に低下する。
【００６０】
したがって、当実施形態では、エンジンの再始動から、エンジン停止時における吸気行程気筒のピストンが最初に圧縮上死点を通過するまでの再始動不安定期間に次のような制御を実行することにより、膨張行程気筒での燃焼エネルギー（図９中（２）の燃焼によるエネルギー）の損失を抑制して停止時吸気行程気筒（４番気筒）のピストンが再始動後最初に迎える圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を確実に通過できるようになされている。
【００６１】
すなわち、ＥＣＵ３０は、第１再始動制御モードが実行される場合であって、エンジンの自動停止後、クランク角センサ２１，２２によりエンジンの始動を検出したときは、この再始動の始めから停止時吸気行程気筒（４番気筒）のピストンが第２ＴＤＣを通過したことをクランク角センサ２１，２２により検出するまでの再始動不安定期間において、アイドル運転時の開度（全開時の８％程度）よりも大きい開度、例えば全開状態となるようにスロットル弁１７の開度を制御する。そして、第２ＴＤＣを通過したことをクランク角センサ２１，２２により検出した後に、再始動不安定期間の吸気量よりも少ない吸気量となるようにスロットル弁１７の開度を低減させるように制御する。具体的には、例えばアクセルがＯＮされていない状態で吸気圧センサ１９からの検出結果に基づき吸気圧がアイドル運転時の吸気圧よりも高いことを検出した場合には、アイドル運転時の開度よりも小さい開度（例えば全開時の４〜５％）となるようにスロットル弁１７を制御する一方、吸気圧がアイドル運転時の吸気圧よりも低い或いは低くなったことを検出した場合には、アイドル運転時の開度となるようにスロットル弁１７を制御する。
【００６２】
このように、エンジンの再始動開始時にスロットル弁１７の開度を増大させることにより再始動不安定期間において吸気行程を迎える各気筒３Ａ〜３Ｄのポンピングロスを低減することができ、これにより膨張行程気筒（１番気筒）の燃焼エネルギーの損失を抑制して停止時吸気行程気筒（４番気筒）のピストンがエンジン始動のあと最初に迎える圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を通過する際の確実性を向上することができ、エンジンの始動性を効果的に向上させることができる。
【００６３】
また、ＥＣＵ３０は、停止時圧縮行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点（第１ＴＤＣ）を超える際の圧縮反力を低減すべく、当該圧縮行程の後半で燃料を噴射するように制御している。このように圧縮行程の後半で燃料を噴射することにより、噴射した燃料の気化潜熱によって筒内温度を低減することができ、筒内温度の低減を通じて筒内圧力を効果的に下げることができる。ただし、噴射した燃料が膨張する前にピストンが上死点を超えなければ、却って圧力が上昇することも考えられるため、噴射時期はこの燃料の膨張時間を考慮して適宜設定される。
【００６４】
以上、エンジンの再始動制御を図１１および図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６５】
制御動作がスタートすると、エンジン自動停止時の膨張行程気筒のピストン停止位置が所定の適正範囲（当実施形態では１００°〜１２０°ＣＡ）内にあるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、この適正範囲内にない場合には、第１再始動制御モードでの始動が困難と判断して、第２再始動制御モードでの制御、すなわち、スタータモータ３１を使用した通常の始動制御を実行し（ステップＳ１０２）、後述するステップＳ１２１に移行する。
【００６６】
一方、膨張行程気筒のピストン停止位置が所定の適正範囲内にある場合には（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、再始動不安定期間において吸気行程を迎える気筒、具体的には停止時吸気行程気筒（４番気筒）および排気行程気筒（２番気筒）のポンピングロスを低減すべく、アクチュエータ１８を駆動してスロットル弁１７を全開にする（ステップＳ１０３）。
【００６７】
そして、停車状態から発進のためのアクセル操作等が行われた場合や、バッテリー電圧が低下した場合等のエンジン再始動条件成立時（ステップＳ１０４の判定がＹＥＳのとき）には、ステップＳ１０５でピストンの停止位置に基づいて圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の空気量を算出する。つまり、上記停止位置から圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の燃焼室容積が求められ、また、エンジン停止の際には燃料カット後にエンジンが数回転してから停止するので上記膨張行程気筒も新気で満たされた状態にあり、かつ、エンジン停止中に圧縮行程気筒及び膨張行程気筒の筒内圧は略大気圧となっているので、上記燃焼室容積から新気量が求められることとなる。
【００６８】
なお、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０３は、この再始動成立条件の判定（ステップＳ１０５）後に実行するものであっても良いが、上記各ステップＳ１０１〜Ｓ１０３を予め実行しておくことにより、迅速な再始動が可能となる点で有利である。
【００６９】
続いて、ステップＳ１０６で、算出された圧縮行程気筒の空気量に対して所定の圧縮行程気筒１回目用空燃比（Ａ／Ｆ＝１１〜１４）となるように燃料を噴射するとともに、ステップＳ１０７で、当該圧縮行程気筒の燃料噴射後に燃料の気化時間を考慮して設定した時間の経過後に、当該気筒に対して点火を行う。この場合、圧縮行程気筒１回目用空燃比はピストンの停止位置に応じてマップＭ１から求められる。そして、圧縮行程気筒の１回目用空燃比は略理論空燃比もしくは理論空燃比よりも多少リッチな空燃比となるように、予め上記マップＭ１が設定されている。
【００７０】
次にステップＳ１０８で、点火してから一定時間内にクランク角センサ２１，２２のエッジ（クランク角信号の立ち上がり又は立ち下がり）が検出されたか否かにより、ピストンが動いたか否かを判定し、失火によりピストンが動かなかった場合は圧縮行程気筒に対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ１０９）。
【００７１】
クランク角センサ２１，２２のエッジが検出されたとき（ステップＳ１０８の判定がＹＥＳのとき）は、ステップＳ１０５で算出した膨張行程気筒の空気量に対して所定の膨張行程気筒用空燃比となるように燃料を噴射する（ステップＳ１１０）。この場合、膨張行程気筒用空燃比はそのピストンの停止位置に応じてマップＭ２から求められる。そして、膨張行程気筒用空燃比は圧縮行程用の１回目の空燃比と同様に、略理論空燃比もしくは理論空燃比よりも多少リッチな空燃比となるように、予め上記マップＭ２が設定されている。そして、エッジ検出後所定ディレイ時間が経過してから膨張行程に対して点火を行う（ステップＳＳ１１１）。上記ディレイ時間はピストンの停止位置に応じてマップＭ３から求められる。
【００７２】
さらに、ステップＳ１１２で、圧縮行程気筒のピストンが上死点の近傍に近づいた所定のタイミングで圧縮行程気筒に対して再度燃料を噴射する。この燃料噴射は、圧縮行程気筒での再燃焼のためのものではなく、気化潜熱によって圧縮行程気筒における圧縮圧力を低減するために噴射するものであり、停止位置に応じてマップＭ４から圧縮行程気筒２回目用燃料噴射量を求めるとともに、この噴射燃料によって自着火が発生しないように噴射時期を設定する。
【００７３】
ここで、エンジンの停止によって空気の流れが止まり、エンジン停止時における吸気行程気筒内に吸入された新気温度も上昇する。したがって、エンジンを効率的に正転させるためには、エンジンの始動後、当該吸入行程気筒が始めて圧縮行程を迎える際にその自着火を防止しつつ、効率的にエンジンを正転させるように制御することが求められ、当実施形態では次のような制御を実行している。
【００７４】
すなわち、図１２に移って、水温センサ２４によりエンジンの水温を検出するとともに図示しないタイマや温度センサに基づいてエンジンの停止時間や吸気温度等を検出し、この検出結果から推定される筒内温度と大気圧に基づいて、エンジンの停止時における吸気行程気筒の再始動後初回吸入空気の密度を推定し、この推定値に基づいて当該吸入行程気筒の吸入空気量を算出する（ステップＳ１１３）。
【００７５】
続いて、ステップＳ１１４において、吸気行程気筒での自着火を防止するため、先に推定された吸気行程気筒の筒内温度に基づいて当該吸気行程気筒用空燃比の補正値が求められる。この補正値は、筒内温度に基づいて予め実験等によって求められたマップＭ５から算出する。
【００７６】
そして、この空燃比の補正値と、ステップＳ１１３で算出された空気量とから当該吸気行程気筒に対して噴射する燃料の噴射量を算出するとともに（ステップＳ１１５）、エンジン停止時に温度が上昇した新気を気化潜熱によってその温度上昇を抑制して圧縮圧を低減するように、通常の噴射時期（吸気行程）よりも遅延させて圧縮行程で燃料を噴射する（ステップＳ１１６）。この燃料の具体的噴射時期は、エンジンの水温、エンジンの停止時間、および吸気温度等を考慮して設定され、当実施形態では圧縮行程の後半に設定されている。
【００７７】
さらに、エンジン停止時における吸気行程気筒が圧縮上死点を超える際にアクチュエータ１８を駆動して上記ステップＳ１０３において全開にしたスロットル弁１７を閉じて全閉状態とし（ステップＳ１１７）、エンジンの急峻な吹き上がりを有効に抑制してこの吹き上がりに基づく乗員の違和感や車両発進時のトルクショックを効果的に抑えることができる。
【００７８】
その後、停止時吸気行程気筒のピストン４が圧縮上死点を超えた直後に点火プラグ７によって点火し（ステップＳ１１８）、エンジンの始動初期で充分な慣性力がない時期において逆トルクの発生によって始動の妨げにならないようになされている。
【００７９】
次に、ステップＳ１１９に移行して、スロットル弁１７よりも下流の分岐吸気通路１５ａの吸気圧力（吸気管負圧）がエンジンの通常のアイドル運転時における吸気圧力よりも高いか否かを判定し、アイドル運転時の吸気圧力よりも高い場合には、（ステップＳ１１９でＹＥＳ）、各気筒３Ａ〜３Ｄに吸入される空気量を確保しつつ、過度の吹き上がりを防止する観点から、アイドル運転時のスロットル弁１７の開度（例えば全開時の８％の開度）よりも小さい開度（例えば全開時の４〜５％の開度）となるようにスロットル弁１７を駆動し（ステップＳ１２０）、分岐吸気通路１５ａの吸気圧力がアイドル運転時の吸気圧力と同程度ないし低くなるまで３Ａ〜３Ｄに吸入される空気量を絞る。一方、アイドル運転時における吸気圧力と同程度ないし低いと判定した場合（ステップＳ１１９でＮＯ）には、通常のエンジン制御に移行して終了する。
【００８０】
なお、図９のフローチャート中のステップＳ１０１での判定がＮＯのときに実行される第２再始動制御モード（スタータモータ始動モード）のルーチンの詳細については図示を省略するが、通常のエンジンの始動と同様の制御が実行される。
【００８１】
なお、以上説明したエンジンの始動装置は、本発明に係る始動装置が適用される装置の一実施形態であって、装置の具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、変形例を以下に説明する。
【００８２】
（１）上記実施形態では、再始動不安定期間におけるスロットル弁１７の開度を全開状態としている場合について説明しているが、このスロットル弁１７の開度は、アイドル運転時の開度よりも大きく設定すれば、このスロットル弁１７の開度は特に限定するものではない。
【００８３】
（２）上記実施形態では、再始動不安定期間の経過後に吸気圧センサ１９からの検出結果に基づき吸気圧がアイドル運転時の吸気圧よりも高い場合には、アイドル運転時の吸気量よりも少ない吸気量となるように上記スロットル弁１７を制御することとなされているが、再始動不安定期間の経過後の制御はこれに限定されるものではなく、例えば回転速度検出手段としてのクランク角センサ２１，２２からの検出結果に基づきエンジンの回転速度がアイドル運転時の回転速度付近にまで上昇したことを検出した後に、アイドル運転時の吸気量となるように上記スロットル弁１７を制御するようにしてもよい。
【００８４】
（３）上記実施形態では、エンジンの再始動の際にまず圧縮行程気筒で初回燃焼を実行してエンジンの逆転作動後に膨張行程気筒で燃焼させて正転回転するものについて説明しているが、本発明は、逆転作動を実行せずにエンジンの燃焼により発生するトルクのみによって再始動させる場合にも適用可能である。
【００８５】
（４）上記実施形態では、第１再始動制御モードによる自動再始動時の圧縮行程気筒のピストンが最初に上死点を迎える際の燃焼はなされず、燃料だけが噴射されるものとなされているが、当該気筒でのエンジンの逆転作動のための初回燃焼を理論空燃比よりもリーン空燃比としたリーン燃焼とすることにより、上記最初に上死点を迎える際にも燃焼させることができる。また、初回燃焼後の筒内に空気を補給するようにしてもよく、この場合、吸気弁に対する動弁機構に、少なくとも吸気弁閉時期を変更可能にするバルブタイミング可変機構を設け、エンジン再燃焼時に、圧縮行程気筒の吸気弁閉時期を通常時よりも遅らせて、下死点より所定クランク角だけ圧縮行程に入り込んだ時期となるようにしてもよい。
【００８６】
このようにすると、圧縮行程気筒での初回燃焼により吸気弁閉時期よりも進角側までエンジンが逆転したとき、吸気弁が開かれることにより、筒内ガスの一部と新気が入れ替わり、２回目燃焼のための新気が補給されることとなる。 なお、このような作用に加え、初回燃焼後に吸気弁が開かれると筒内の圧力が低下するため、 その後の膨張行程気筒での燃焼によるエンジン正転時に圧縮行程気筒のピストンに作用する抵抗が軽減され、再始動に有利となる。
【００８７】
また、この圧縮行程気筒での２回目の燃焼を実行するように構成した場合、この燃焼を圧縮自己着火による燃焼となるように制御してもよい。
【００８８】
（５）上記実施形態の構成に加え、排気弁に対する動弁機構に、少なくとも排気弁開時期を変更可能にするバルブタイミング可変機構を設け、エンジン停止時の膨張行程にある気筒がエンジン再始動時に最初に排気行程となるときの排気弁の開時期を通常時よりも遅らせて、略下死点で排気弁が開くようにすることが好ましい。
【００８９】
このようにすると、膨張行程での燃焼によるエネルギーが、略下死点まで、排気通路側に逃げることなく有効に当該気筒のピストンに作用するため、始動性が高められる。
【００９０】
（６）上記実施形態では、エンジンの停止時における排気行程気筒に対する、エンジン始動後最初の燃料噴射時期を吸気行程吸気行程に設定しているが、この燃料噴射時期を圧縮行程気筒の後半に設定することもできる。このように設定すれば、当該排気行程気筒のピストンが第３ＴＤＣを超える際の圧縮反力を当該燃料の気化潜熱によって低減することができ、より確実な始動性を担保することができる。
【００９１】
（７）図１１に示す例では、エンジン再始動条件成立時に、圧縮行程気筒の初回燃焼用の燃料を噴射した後に膨張行程気筒用の燃料も噴射することにより、圧縮行程気筒の初回燃焼が失敗に終わった場合（再点火を繰り返しても成功しなかった場合）、膨張行程気筒用の燃料噴射を中止することによって無駄な燃料噴射を避けることができるようにしているが、圧縮行程気筒の初回燃焼用の燃料の噴射時期と略同時期に膨張行程用の燃料を噴射してもよい。このように、膨張行程気筒の燃料噴射時期を早めることにより、膨張行程気筒の燃料噴射から点火までに燃料の気化のための時間を稼ぐことができる。なお、圧縮行程気筒の初回燃焼が失敗に終わった場合、再始動制御モードをスタータモータ３１でのアシストによる始動に変更すればよい。
【００９２】
（８）上記実施形態では、スロットル弁１７を共通吸気通路１５ｃに設けられたものについて説明しているが、このスロットル弁１７の配置箇所はこれに限定されるものではなく、例えば各分岐吸気通路１５ａに多連型のスロットル弁を設けるものとしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、吸気量調節手段としてスロットル弁１７を採用しているが、これに限らず、各気筒３Ａ〜３Ｄに設けられた吸気弁１２のリフト量を変更する周知の可変動弁機構を設けることにより、上記各気筒３Ａ〜３Ｄへの吸気量を調節する構造を採用するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。
【図２】エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。
【図３】エンジンの停止時に膨張行程および圧縮行程になる気筒のピストン停止位置と空気量との関係を示す説明図である。
【図４】エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。
【図５】エンジン停止時のエンジン回転速度とピストン停止位置との相関関係を示す分布図である。
【図６】エンジンの自動停止制御動作を示すフローチャートである。
【図７】ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。
【図８】クランク角信号に出力信号を示す説明図である。
【図９】エンジンの再始動時における燃焼動作等を示すタイムチャートである。
【図１０】エンジンの再始動時におけるエンジン回転速度の変化状態等を示すタイムチャートである。
【図１１】エンジンの再始動時における制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図１２】エンジンの再始動時における制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図１３】従来のエンジンの始動装置によって再始動した場合のエンジン回転速度の変化状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
３Ａ〜３Ｄ    気筒
１７   スロットル弁（吸気量調節手段）
１９   吸気圧センサ
２０   エアフローセンサ
２１，２２    クランク角センサ（ピストン位置検出手段、回転速度検出手段）
２６   オルタネータ
３０   ＥＣＵ（制御手段、燃料噴射時期制御手段）
【図１】
2005273629.tif 000003
【図２】
2005273629.tif 000004
【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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