(57)【要約】【課題】  エンジンの再始動時における燃焼エネルギーを適正に制御してエンジンの始動性を向上させる。【解決手段】  エンジン自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときにエンジンの停止時点で少なくとも膨張行程にある気筒に燃料を供給して燃焼を行わせることにより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おいて、エンジンの停止時点で圧縮行程にある複数の気筒のうち先に圧縮行程となった気筒１１で燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒１１の少なくとも一つで燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせてエンジンを始動させるように構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる多気筒４サイクルエンジンにおいて、所定の自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときにエンジンの停止時点で少なくとも膨張行程にある気筒に燃料を供給して燃焼を行わせることによりエンジンを自動的に再始動させるエンジンの始動装置であって、エンジンの停止時点で圧縮行程にある複数の気筒のうち先に圧縮行程となった気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒の少なくとも一つで燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせてエンジンを始動させるように構成したことを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる多気筒４サイクルエンジンにおいて、所定の自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときにエンジンの停止時点で少なくとも膨張行程にある気筒に燃料を供給して燃焼を行わせることによりエンジンを自動的に再始動させるエンジンの始動装置であって、エンジンの停止時点で圧縮行程にある複数の気筒の少なくとも一つで燃焼を行わせることにより何れかの気筒が圧縮上死点を超えるようにエンジンを一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒の少なくとも一つで燃焼を行わせてエンジンを始動させるように構成したことを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項３】
エンジンの逆転動作の終了後に、エンジンの停止時点から膨張行程にある気筒で燃焼を行わせることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
エンジンの逆転動作の終了後に、膨張行程にある全ての気筒で燃焼を行わせることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
エンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせる際に、その点火時期を通常時よりも遅らせるようにしたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
エンジン停止時に膨張行程にあった全ての気筒で、そのピストンが行程の前半３分の１外にある場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータモータを作動させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
エンジン停止時に膨張行程にあった全ての気筒で、そのピストンが行程の前半３分の１外にある場合には、エンジンの再始動時にエンジンを逆転方向に作動させることなく、エンジンの停止時点から膨張行程にある気筒で最初の燃焼を行わせることにより、エンジンを正転方向に作動させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
エンジン停止時に最初に圧縮行程となった気筒の吸気弁閉時期を、エンジンの再始動開始時点までに早閉じ状態に変更することを特徴とする請求項１〜７の何れか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、気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる例えば８気筒４サイクルエンジンにおいて、エンジンのアイドル運転状態等において所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後に所定の再始動条件が成立したときに自動的に再始動させるように構成された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排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時等にエンジンを自動的に一旦停止させ、その後に運転者により車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点で、エンジンを自動的に再始動させるようにしたエンジンの自動停止制御（いわゆるアイドルストップ制御）の技術が開発されている。このアイドルストップ制御時における再始動は、車両の発進操作等に応じてエンジンを即座に始動させる迅速性が要求されるが、従来から一般的に行われているように、スタータモータによりエンジンの出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを再始動させる方法によると、始動が完了するまでにかなりの時間を要するという問題がある。
【０００３】
そこで、膨張行程で停止状態にある膨脹行程気筒内に燃料を噴射して点火、燃焼させることにより、その燃焼エネルギーでエンジンを即時的に始動させることが望ましい。しかし、エンジンを停止させると筒内圧力は短時間で略大気圧となるため、その略大気圧となっている気筒内に燃料を供給して燃焼させても再始動のための出力が充分得られない場合がある。
【０００４】
その対策として、例えば特許文献１や特許文献２に示すようなエンジンの始動装置が知られている。特許文献１に開示されたエンジンの始動装置は、エンジンの始動に際し、まず圧縮行程で停止状態にある圧縮行程気筒内に燃料を噴射させて燃焼を行わせ、エンジンを一旦逆回転させた後、上記膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンの回転方向を正転に転じさせて始動させるように構成されている。また、特許文献２に開示されたエンジンの始動装置も同様に、エンジンの始動に際し、まず圧縮行程で停止状態にある圧縮行程気筒内に燃料を噴射させて燃焼を行わせ、エンジンを一旦逆回転させる。そしてその圧縮行程気筒のピストンを下死点前で停止させ、その後膨張行程気筒で燃焼を行わせてエンジンの回転方向を正転に転じさせて始動させるように構成されている。
【０００５】
これらのエンジンの始動装置は、何れもエンジンを一旦逆回転させることによって膨張行程気筒のピストンを上昇させ、その圧縮圧力を増大させた後に当該気筒での燃焼を行わせることにより、エンジンを正転方向に転じさせるとともに、その後の継続的な運転を行わせるための充分高い出力が得られるようになっている。
【特許文献１】ＷＯ  ０１／３８７２６  Ａ１
【特許文献２】ＷＯ  ０１／８１７５９  Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１および特許文献２に開示されたエンジンの始動装置によると、始動時における膨張行程気筒の最初の燃焼で得られる出力が高められる。この最初の燃焼による出力は、その後の作動を継続して円滑に行わせるために高いほうが望ましい。そして、膨張行程気筒の最初の燃焼で得られる出力を高めるためには、気筒内に導入された多くの空気を、エンジンの逆転動作に応じて強力に圧縮する必要がある。
【０００７】
しかし、膨張行程気筒内の空気量を増やし過ぎると、その筒内空気を充分圧縮することが困難になる。また、膨張行程気筒と圧縮行程気筒とは、ピストンの作動方向が逆方向であるため、停止時のピストン位置を下死点に近付けて膨張行程気筒内の空気量を増大させると、圧縮行程気筒内の空気量が減少することになる。したがって、上記膨張行程気筒内の空気量を増やし過ぎると、圧縮行程気筒内の空気量が減少して上記最初の燃焼による逆転エネルギーが減少して、膨張行程気筒内のガス（混合気）を充分に圧縮することができないという問題がある。
【０００８】
また、膨張行程気筒内の空気を強く圧縮するために、圧縮行程気筒における逆転用の燃焼エネルギーを増大させ過ぎると、エンジン（クランクシャフト）の逆回転量が過大になる虞がある。このエンジンの逆回転量が過大になって上記圧縮行程気筒のピストンが下死点を超えると、圧縮行程気筒が吸気行程まで戻るとともに、膨脹行程気筒が圧縮行程まで戻ることとなって、もはや円滑な再始動が不可能となる。したがって、圧縮行程気筒おける逆転用の燃焼エネルギーを適度に調節する必要があり、これにより膨張行程気筒内の空気の圧縮圧力が制限されるという問題がある。
【０００９】
特に、気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる例えば８気筒４サイクルエンジンでは、エンジンの停止時に圧縮行程となった気筒が複数存在しているために、膨張行程気筒内の空気量や上記逆転用の燃焼エネルギーが過大となり易い傾向がある。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑み、気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる例えば多気筒４サイクルエンジンにおいて、再始動時における膨張行程気筒の最初の燃焼エネルギーを適正に制御して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】
【００１１】
請求項１に係る発明は、気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる多気筒４サイクルエンジンにおいて、所定の自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときにエンジンの停止時点で少なくとも膨張行程にある気筒に燃料を供給して燃焼を行わせることによりエンジンを自動的に再始動させるエンジンの始動装置であって、エンジンの停止時点で圧縮行程にある複数の気筒のうち先に圧縮行程となった気筒で燃焼を行わせることによりエンジンを一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒の少なくとも一つで燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせてエンジンを始動させるように構成したものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる多気筒４サイクルエンジンにおいて、所定の自動停止条件が成立したときに燃料供給を停止させてエンジンを停止させるとともに、所定の再始動条件が成立したときにエンジンの停止時点で少なくとも膨張行程にある気筒に燃料を供給して燃焼を行わせることによりエンジンを自動的に再始動させるエンジンの始動装置であって、エンジンの停止時点で圧縮行程にある複数の気筒の少なくとも一つで燃焼を行わせることにより何れかの気筒が圧縮上死点を超えるようにエンジンを一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒の少なくとも一つで燃焼を行わせることにより、エンジンを正転方向に作動させてエンジンを始動させるように構成したものである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載のエンジンの始動装置において、エンジンの逆転動作の終了後に、エンジンの停止時点から膨張行程にある気筒で燃焼を行わせるものである。
【００１４】
請求項４に係る発明は、上記請求項１または２に記載のエンジンの始動装置において、エンジンの逆転動作の終了後に膨張行程にある全ての気筒で燃焼を行わせるものである。
【００１５】
請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、エンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせる際に、その点火時期を通常時よりも遅らせるようにしたものである。
【００１６】
請求項６に係る発明は、上記上記請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止時に膨張行程にあった全ての気筒で、そのピストンが行程の前半３分の１外にある場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータモータを作動させるものである。
【００１７】
請求項７に係る発明は、上記請求項１〜５の何れか１に記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止時に膨張行程にあった全ての気筒で、そのピストンが行程の前半３分の１外にある場合には、エンジンの再始動時にエンジンを逆転方向に作動させることなく、エンジンの停止時点から膨張行程にある気筒で最初の燃焼を行わせることにより、エンジンを正転方向に作動させるものである。
【００１８】
請求項８に係る発明は、上記請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止時に最初に圧縮行程となった気筒の吸気弁閉時期をエンジンの再始動開始時点までに早閉じ状態に変更するものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、エンジンの停止時に、先に圧縮行程になりエンジンの逆転動作時にストロークが大きくなる側の気筒で、最初の燃焼を行わせてエンジンを所定量だけ逆回転させ、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある気筒のピストンを上昇させることにより、その圧縮圧力を充分に増大させた状態で当該気筒での燃焼を行わせるように構成したため、エンジンの正転方向における駆動トルクを充分に発生させるとともに、その後に、エンジンの停止時点で圧縮行程にあった他の気筒で燃焼を行わせることにより、エンジン回転速度を効果的に上昇させてエンジンを適正に再始動させることができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、エンジンの停止時点で圧縮行程にある気筒の少なくとも一つで最初の燃焼を行わせることにより、何れかの気筒が圧縮上死点を超えるようにエンジンを逆回転させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある気筒のピストンを上昇させて、その圧縮圧力を充分に増大させた状態で当該気筒での燃焼を行わせるように構成したため、エンジンの正転方向における駆動トルクを確保してエンジンを適正に再始動させることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、エンジンの再始動時における上記逆転動作の終了後に膨張行程にある複数の気筒のうち、エンジンの停止時点から膨張行程にある気筒内のガスが、上記エンジンの逆転動作に応じて充分に圧縮された状態で燃焼が行われることにより、エンジンを正転して再始動させるために必要な燃焼エネルギーが効果的に得られるという利点がある。
【００２２】
請求項４の発明によると、エンジンの逆転動作が終了した時点で膨張行程にある全ての気筒で燃焼を行わせるように構成した場合には、エンジン停止時の初期位置からエンジンの正転動作に応じて２回目の圧縮上死点を迎える時点における燃焼エネルギーを充分に確保することにより、エンジンを適正に再始動させることができる。
【００２３】
請求項５の発明では、エンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせる際に、その点火時期を通常時よりも遅らせるように構成したため、エンジンの正転開始直後においてエンジン回転速度が極めて低い状態で圧縮上死点前に点火が行われることによる逆トルクの発生を防止することができる。したがって上記エンジンの停止時点で圧縮行程にある上記気筒のピストンが圧縮上死点を越えるために消費されるエネルギー量を抑制してエンジンの始動性を効果的に向上させることができる。
【００２４】
請求項６の発明によると、エンジン停止時に膨張行程にあった全ての気筒が行程の前半３分の１（上死点後０°〜６０°ＣＡ）外にある場合には、燃焼エネルギーが不足してエンジン回転速度を充分に上昇させることができない傾向があるため、エンジンの再始動開始時点からスタータモータを作動させて始動アシストを行うことにより、エンジンを確実に再始動させることができる。
【００２５】
請求項７の発明によると、エンジン停止時に膨張行程にあった全ての気筒が行程の前半３分の１（上死点後０°〜６０°ＣＡ）外にある場合には、これらの気筒内の空気量が充分に確保された状態にあるため、エンジンの再始動時に上記エンジンの逆転動作を行うことなく、エンジンの停止時点から膨張行程にある上記各気筒で最初に燃料を行わせてエンジンを正転方向に作動させることにより、エンジンを適正に再始動させることができる。
【００２６】
請求項８の発明によると、エンジン停止時に最初に圧縮行程となった気筒の吸気弁閉時期を、エンジンの停止時点からエンジンの再始動開始時点までに早閉じ状態に変更することにより、エンジンの再始動時に上記気筒で第１回目の燃焼を行ってエンジンを逆転方向に作動させる際に、吸気弁が開放状態となって燃焼ガスが吸気通路側に流出するのを確実に防止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】
【００２７】
図１および図２は本発明に係るエンジンの始動装置を有する４サイクル火花点火式エンジンの概略構成を示している。このエンジンには、シリンダヘッド１０およびシリンダブロック１１を有するエンジン本体１と、エンジン制御用のＥＣＵ２とを備えている。上記エンジン本体１は、第１気筒１２Ａ、第３気筒１２Ｃ、第５気筒１２Ｅおよび第７気筒１２Ｇを有する第１気筒列と、第２気筒１２Ｂ、第４気筒１２Ｄ、第６気筒１２Ｆおよび第８気筒１２Ｈを有する第２気筒列とが並設されたＶ型エンジンであり、各気筒１２Ａ〜１２Ｈの内部には、クランク軸３に連結されたピストン１３が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室１４が形成されている。
【００２８】
上記各気筒１２Ａ〜１２Ｈの燃焼室１４の頂部には、プラグ先端が燃焼室１４内に臨むように点火プラグ１５が設置されている。点火プラグ１５には、これに電気火花を発生させるための点火装置２７が付設されている。また、上記燃焼室１４の側方には、燃焼室１４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１６が設けられている。この燃料噴射弁１６は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、上記ＥＣＵ２の燃料噴射制御部４１から入力されたパルス信号の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上記点火プラグ１５の電極付近に向けて噴射するように構成されている。
【００２９】
また、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｈの燃焼室１４の上部には、燃焼室１４に向かって開口する吸気ポート１７および排気ポート１８が設けられるとともに、これらのポート１７，１８に、吸気弁１９および排気弁２０がそれぞれ装備されている。上記吸気弁１９および排気弁２０は、図示を省略したカムシャフト等を有する動弁機構によって駆動されることにより、各気筒１２Ａ〜１２Ｈ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１２Ａ〜１２Ｈの吸・排気弁１９，２０の開閉タイミングが設定されている。
【００３０】
上記吸気ポート１７および排気ポート１８には、吸気通路２１および排気通路２２が接続されている。上記吸気ポート１７に近い吸気通路２１の下流側は、各気筒１２Ａ〜１２Ｈに対応して独立した分岐吸気通路２１ａとされ、この各分岐吸気通路２１ａの上流端がそれぞれサージタンク２１ｂに連通している。このサージタンク２１ｂよりも上流側には共通吸気通路２１ｃが設けられるとともに、この共通吸気通路２１ｃには、アクチュエータ２４により駆動されるスロットル弁２３が配設されている。このスロットル弁２３の上流側には、吸気流量を検出するエアフローセンサ２５および吸気の温度を検知する吸気温センサ２９が設けられ、スロットル弁２３の下流側には吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ２６が設けられている。
【００３１】
一方、各気筒１２Ａ〜１２Ｈからの排気が集合する排気通路２２の集合部下流には、排気を浄化するための触媒３７が配設されている。この触媒３７は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒であり、これは排気中の酸素濃度が比較的高い酸素過剰雰囲気でこれを吸蔵する酸素吸蔵能を有し、酸素濃度の比較的低いときには吸蔵している酸素を放出して、ＨＣ、ＣＯ等と反応させるものである。なお、触媒３７は、三元触媒に限らず、上記のような酸素吸蔵能を有するものであれば良く、例えば酸素過剰雰囲気でもＮＯｘを浄化可能な、いわゆるリーンＮＯｘ触媒であっても良い。
【００３２】
また、上記エンジン本体１には、タイミングベルト等によりクランク軸３に連結されたオルタネータ２８が付設されている。このオルタネータ２８は、図示を省略した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２８ａを内蔵し、このレギュレータ回路２８ａに入力される上記ＥＣＵ２からの制御信号に基づき、車両の電気負荷およ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。
【００３３】
さらに、上記エンジンには、クランク軸３の回転角を検出する２つのクランク角センサ３０，３１が設けられ、一方のクランク角センサ３０から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、後述するように上記両クランク角センサ３０，３１から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランク軸３の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。
【００３４】
また、エンジン本体１には、カムシャフトに設けられた気筒識別用の特定回転位置を検出するカム角センサ３２と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３３とが設けられ、また車体側には運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３４が設けられている。
【００３５】
ＥＣＵ２は、エンジンの運転を統括的に制御するコントロールユニットであり、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したときに各気筒１２Ａ〜１２Ｈへの燃料噴射を所定のタイミングで停止（燃料カット）して自動的にエンジンを停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる制御（アイドルストップ制御）を行うように構成されている。
【００３６】
上記ＥＣＵ２には、エアフローセンサ２５、吸気圧センサ２６、吸気温センサ２９、クランク角センサ３０，３１、カム角センサ３２、水温センサ３３およびアクセル開度センサ３４からの各検知信号が入力されるとともに、燃料噴射弁１６、スロットル弁２３のアクチュエータ２４、点火装置２７およびオルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａに対して各駆動信号を出力する燃料噴射制御部４１、点火制御部４２、吸気流量制御部４３、発電量制御部４４、ピストン位置検出部４５および筒内温度推定部４６が設けられている。
【００３７】
上記燃料噴射制御部４１は、燃料噴射時期と、燃料噴射量とを設定して、その信号を燃料噴射弁１６に出力するものである。また、点火制御部４２は、各気筒１２Ａ〜１２Ｈに対して適切な点火時期を設定し、各点火装置２７に点火信号を出力するように構成されている。
【００３８】
吸気流量制御部４３は、各気筒１２Ａ〜１２Ｈに対して適切な吸気流量を設定し、その吸気流量に応じたスロットル弁２３の開度信号をアクチュエータ２４に出力するように構成されている。特に当実施形態では、エンジンの自動停止時に、スロットル弁２３の開度を調節することにより、ピストン１３を再始動に適した適正停止範囲に停止させるように吸気流量を制御し、具体的には、後に詳述するように、着火順序が隣り合う気筒同士であってエンジン停止時に圧縮行程となる２つの気筒のうちで先に圧縮行程となる気筒に対して後に圧縮行程となる気筒の吸気流量が多くなるように、それぞれに吸入される吸気の流量に差をもたせている。
【００３９】
また、上記発電量制御部４４は、オルタネータ２８の適切な発電量を設定し、その駆動信号をレギュレータ回路２８ａに出力するように構成されている。特に当実施形態では、エンジンの自動停止時に、オルタネータ２８の発電によるエンジン負荷の調節によりエンジン回転速度を予め設定された基準ラインに沿って低下させるようにコントロールし、また、エンジンの再始動時には、通常よりも多めの発電を行うことによりエンジンの負荷を増大させ、エンジン回転速度の吹上がり、つまり必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇を防止する制御が上記発電量制御部４４において実行されるように構成されている。
【００４０】
ピストン位置検出部４５は、クランク角センサ３０，３１の各検出信号に基づき、ピストン位置を検出するものである。このピストン位置とクランク角（°ＣＡ）とは１対１に対応し、一般的になされているように当明細書においてもピストン位置をクランク角で表している。そして、当実施形態では、後述するように膨張行程気筒および圧縮行程気筒の自動停止中のピストン位置に基づいて各筒内空気量を算出し、それに応じて再始動時における各気筒の燃焼制御を行っている。
【００４１】
筒内温度推定部４６は、水温センサ３３によって検知されるエンジン水温や、吸気温センサ２９によって検知される吸気温度等に基づいて、予め実験等によって求められたマップを用いて各気筒１２Ａ〜１２Ｈの気筒内の空気温度を推定するように構成されている。特に当実施形態では、後述するように、エンジンの再始動に際してエンジンの停止時間を考慮した筒内温度推定を行い、その推定値に基づいた燃焼制御を行っている。
【００４２】
以上のように各気筒１２Ａ〜１２Ｈのクランク角位相差が９０ＣＡ°に設定されて複数の気筒が同一行程となる多気筒（８気筒）４サイクルエンジンにおいて、ＥＣＵ２によってアイドルストップ制御を行うに当たり、エンジンの再始動時には、エンジンの停止時点で圧縮行程にある一対の気筒のうち最初に圧縮行程となった気筒で燃焼を行わせることにより、そのピストン１３を押し下げてクランク軸３を一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒の少なくもと一つで燃焼を行わせることによりエンジンを正転方向に作動させた後、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒で燃焼を行わせることにより、再始動モータ等を使用することなく、エンジンを再始動させる制御が実行されるようになっている。
【００４３】
すなわち、図８に示すように、各気筒１２Ａ〜１２Ｈのクランク角位相差が９０ＣＡに設定されるとともに、各気筒１２Ａ〜１２Ｈが、第１気筒１２Ａ、第８気筒１２Ｈ、第５気筒１２Ｅ、第４気筒１２Ｄ、第７気筒１２Ｇ、第６気筒１２Ｆ、第３気筒１２Ｃおよび第２気筒１２Ｂの順序で点火が行われるように構成された８気筒４サイクルエンジンでは、エンジンの停止時点ｔａで、例えば第４気筒１２Ｄおよび第７気筒１２Ｇが圧縮行程で停止するとともに、第８気筒１２Ｈおよび第５気筒１２Ｅが膨張行程で停止するように、それぞれ一対の気筒が同一行程となるように燃焼サイクルが設定されている。
【００４４】
そして、エンジンの停止時点で圧縮行程にある上記一対の気筒１２Ｄ，１２Ｇのうち、最初に圧縮行程となった第４気筒１２Ｄは、他方の第７気筒１２Ｇに比べてピストン１３が上死点に近い位置で停止しているため、上記第４気筒１２Ｄで最初の燃焼（１）行わせることにより、そのピストン１３を充分にストロークさせてクランク軸３を効果的に逆転させることが可能である。しかも、上記第４気筒１２Ｄ内の空気量は、他方の第７気筒１２Ｇに比べて少ないため、上記逆転操作時の燃焼エネルギーが過度に多くなることが防止され、上記エンジンの逆転動作に応じて最初に圧縮上死点を迎える第５気筒１２Ｅが圧縮上死点を超えた後、他の気筒が圧縮上死点を超えるのを防止することができる。
【００４５】
また、エンジンの停止時に最初に圧縮行程となった第４気筒１２Ｄで燃焼（１）を行わせてエンジンを逆転させた後、エンジンの停止時点から膨張行程にある第８気筒１２Ｈと、上記逆転動作により排気行程から膨張行程に移行した第１気筒１２Ａとの両方でそれぞれ燃焼（２ａ），（２ｂ）を行わせてエンジンを正転方向に駆動することにより、その次に圧縮上死点を迎える第７気筒１２Ｇが圧縮上死点を超えるための充分な燃焼エネルギーが得られることになる。
【００４６】
このような始動制御によって高い始動成功率が得られようにするためには、エンジンの停止時に後述の所定の適正範囲にピストンを停止させることが要求される。そこで、エンジンの自動停止時には、ピストン停止位置が所定の適正範囲内になる確率を高めるため、ＥＣＵ２によって図３〜図５に示すような制御がなされる。図３は、この制御によるエンジン自動停止時のタイムチャートであり、エンジンの回転速度Ｎｅ、スロットル弁２３の開度Ｋおよび各気筒の行程を示す。また図４、図５は、エンジンの自動停止時の制御をフローチャートで示している。
【００４７】
図３を参照しつつ、図４および図５に示す自動停止時の制御動作を説明する。なお、これらのフローチャートは、気筒内の空燃比が理論空燃比、ないし理論空燃比付近に設定された均一燃焼からのエンジン自動停止制御のフローチャートである。この制御動作がスタートすると、まず各種センサ類から出力された検出信号に基づいてエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、ブレーキスイッチのＯＮ状態が所定時間に亘り継続し、かつバッテリー残量が予め設定された基準値以上であり、車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以下の状態であること等が確認された場合には、エンジンの自動停止条件が成立したと判定され、上記要件の一つでも満たされていない場合には、エンジンの自動停止条件が成立していないと判定される。
【００４８】
上記ステップＳ１でＹＥＳと判定されてエンジンの自動停止条件が成立したことが確認された場合には、自動変速機のシフトレンジをニュートラルに設定して無負荷状態とするとともに（ステップＳ２）、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（ステップＳ３）、エンジン回転速度Ｎｅの目標値（目標速度）を通常のアイドル回転速度よりも高い所定速度Ｎ１（例えば８５０ｒｐｍ程度）に設定する（ステップＳ４）。また、ブースト圧Ｂｔが例えば−４００ｍｍＨｇ程度に設定された目標圧Ｐ１となるようにスロットル弁２３の開度Ｋを調節（スロットル弁２３を開弁方向に操作）するとともに（ステップＳ５）、エンジンの回転速度Ｎｅが目標の所定速度Ｎ１となるように点火時期のリタード量を算出する（ステップＳ６）。これにより、上記ブースト圧Ｂｔを目標圧Ｐ１とするためにスロットル開度Ｋがフィードバックされるとともに、エンジンの回転速度Ｎｅを所定速度Ｎ１とするために点火時期のリタード量がフィードバックされる（エンジン回転速度のフィードバック制御が実行される）ことになる。
【００４９】
なお、上記ステップＳ１において、エンジンの自動停止条件の判定を、車速が１０ｋｍ／ｈ以下に低下した時点で実行するようにしているので、エンジンの自動停止条件成立時のアイドル回転速度（所定速度Ｎ１）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（例えば、自動変速機のＤレンジ状態において６５０ｒｐｍ）よりも高い値（８５０ｒｐｍ）に設定でき、エンジン回転速度が通常のアイドル回転速度（６５０ｒｐｍ）に低下する前に、上記ステップＳ２〜Ｓ６が実行できる。よって、一旦、通常のアイドル回転速度まで低下したエンジン回転速度を目標回転速度Ｎ１（８５０ｒｐｍ）まで上昇させる必要がなく、運転者に対して、エンジン回転速度の上昇に伴う不快感を与えることがない。
【００５０】
次いで、燃料噴射の停止条件（燃料カット条件）が成立したか否か、具体的にはエンジン回転速度Ｎｅが目標の所定速度Ｎ１となるとともに、ブースト圧Ｂｔが上記目標圧Ｐ１となったか否かを判定し（ステップＳ７）、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ５に戻って上記制御動作を繰り返す。そして、上記ステップＳ７でＹＥＳと判定された時点（図３の時点ｔ１）で、スロットル弁２３を比較的に大きな開度（３０％程度）に開弁させ（ステップＳ８）、オルタネータ２８の発電量を０に設定して発電を停止させるとともに（ステップＳ９）、燃料噴射を停止する（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ８でスロットル弁２３を開弁しているのは、吸気流量を増加させることにより、各気筒の掃気を促進するためである。
【００５１】
その後、燃料噴射の停止時点ｔ１の後に、エンジンの回転速度Ｎｅが低下し始めたことを判定するために、エンジンの回転速度Ｎｅが予め７６０ｒｐｍ程度に設定された所定速度Ｎ２以下となったか否かを判定する（ステップＳ１１）。そしてステップＳ１１でＹＥＳと判定された時点（図３の時点ｔ２）でスロットル弁２３を閉止状態とする（ステップＳ１２）。この結果、上記ステップＳ８でスロットル弁２３を開放して大気圧に近づくようにしたブースト圧Ｂｔが、上記スロットル弁２３の閉止操作に応じて所定の時間差をもって低下し始めることになる。
【００５２】
なお、上記ステップＳ１１でエンジンの回転速度Ｎｅが所定速度Ｎ２以下になったと判定された時点ｔ２でスロットル弁２３を閉止状態とするように構成された上記実施形態に代え、ピストン１３が圧縮上死点を通過するときのエンジン回転速度、つまりエンジンの上死点回転速度ｎｅが所定速度Ｎ２以下になったと判定された時点で、スロットル弁２３を閉止状態とするように構成しても良い。
【００５３】
次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、予め設定された７６０ｒｐｍ程度に設定された所定速度Ｎ２以下となったか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここでＹＥＳと判定されると、これ以降、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Ｎｅが低下するように制御する。当実施形態では、順次通過する各圧縮上死点時の上死点回転速度ｎｅが、適正回転速度範囲内となるようにオルタネータ２８の発電量を調節する（ステップＳ１４）。具体的には、上死点回転速度ｎｅが高めのときは発電量を増やしてクランク軸３の回転抵抗を高め、エンジンの回転速度Ｎｅの低下速度を上げることによって次回の上死点回転速度ｎｅが予め設定された基準ラインに近づくようにする。上死点回転速度ｎｅが低めのときはその逆に発電量を減少させる。
【００５４】
そして、各気筒が順次圧縮上死点を通過するたびにエンジンの上死点回転速度ｎｅが所定値Ｎ３以下か否かを判定する（ステップＳ１５）。この所定値Ｎ３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Ｎｅが低下している過程で、エンジン停止直前の最後のピストン上死点（図３中の時点ｔ５）より９０°ＣＡだけ前となる時期（図３中の時点ｔ４）に対して吸気流量制御の応答遅れ時間だけさらに早い時期（図３中の時点ｔ３）におけるエンジン回転速度に相当する。この場合、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Ｎｅが低下するように制御されるという条件下では、時間経過と回転速度の変化との関係は一義的に定まるので、上記時点ｔ３でのエンジン回転速度は予め実験的に求めておくことができ、そのエンジン回転速度が上記所定値Ｎ３とされている。
【００５５】
上記ステップＳ１５の判定がＮＯである間はステップＳ１４に戻ってその制御が繰り返され、ステップＳ１５の判定がＹＥＳになれば、スロットル弁２３を所定の大きな開度（例えば４０％）に開弁させる。その後、エンジンの回転速度Ｎｅがさらに低下するに従い、エンジンが停止状態になったか否かを判定し（ステップＳ１７）、ＹＥＳと判定された時点（図３中の時点ｔ６）で、後述するように上記クランク角センサ３０，３１の検出信号に基づいてピストン１３の停止位置の検出する制御を実行した後に（ステップＳ１８）、制御動作を終了する。
【００５６】
以上のような自動停止の制御によると、ピストン停止位置が所定の適正範囲となる確率が高められる。すなわち、図３に示すように、エンジンの自動停止動作の初期には掃気のためにスロットル弁２３が開かれるが、次に一旦、スロットル弁２３が閉じられて吸気の流量が少なくされ、その後にエンジン停止直前の最後のピストン上死点より９０°ＣＡだけ前となる時期に対して吸気流量制御の応答遅れ時間だけさらに早い時点ｔ３でスロットル弁２３が開かれることにより、最後のピストン上死点より９０°ＣＡだけ前（最後から２番目のピストン上死点）を境にそれより前は吸気流量が少なく、それより後は吸気流量が多くなる。つまり、図３中に示すように、エンジン停止時に圧縮行程となる２つの気筒のうちで先に圧縮行程となる気筒（図３の例で第４気筒１２Ｄ）の吸気行程では吸気流量が少なく、後に圧縮行程となる気筒（図３の例で第７気筒１２Ｇ）の吸気行程ではその後半に吸気流量が多くなる。したがって、相対的に第４気筒１２Ｄは圧縮抵抗が低く、第７気筒１２Ｇは圧縮抵抗が高くなる。
【００５７】
これにより、第７気筒１２Ｇ気筒の下死点寄りの位置にピストンが停止する（図８参照）。したがって、エンジン停止時に膨張行程となる気筒のうちの一方（図８の例で第５気筒１２Ｅ）では上死点寄りの位置にピストンが停止し、そのピストン停止位置は膨張行程を３等分したうちの前期となることが多く、とくにＡＴＤＣ４０°ＣＡ付近に停止することが多くなる。このような位置に停止することにより、後に詳述するように、エンジン再始動時に始動性が高められることとなる。
【００５８】
図６は、エンジンの停止動作時に上記クランク角センサ３０，３１の検出信号に応じ、ＥＣＵ２のピストン位置検出部４５において実行される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。この検出制御がスタートすると、第１クランク角信号ＣＡ１（クランク角センサ３０からの信号）および第２クランク角信号ＣＡ２（クランク角センサ３１からの信号）に基づき、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であるか否か、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（ステップＳ２１）。これにより、エンジンの停止動作時における上記信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が、図７（ａ）のようになるか、それとも図７（ｂ）のようになるかを判定してエンジンが正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する。
【００５９】
すなわち、エンジンの正転時には、図７（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７（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。
【００６０】
そこで、ステップＳ４１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Ｓ２２）、ステップＳ４１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Ｓ２３）。そして、エンジン停止後に上記ＣＡカウンタの計測値を調べることでピストン停止位置を求める（ステップＳ２４）。
【００６１】
上記エンジンの再始動時における制御動作を、図９〜図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、まず所定のエンジン再始動条件（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、バッテリー電圧が低下した場合、あるいはエアコンが作動した場合等）が成立したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、ＮＯと判定されてエンジンの再始動条件が成立していないことが確認された場合には、そのままの状態で待機する。ステップＳ１０１でＹＥＳと判定されてエンジンの再始動条件が成立したことが確認された場合には、エンジン水温、停止時間（自動停止からの経過時間）および吸気温度等の検出値に基づき、筒内温度を筒内温度推定部４６おいて予測する（ステップＳ１０２）。
【００６２】
そして、ピストン位置検出部４５によって検出されたピストン１３の停止位置に基づいてエンジンの停止時に最初に圧縮行程となった第４気筒１２Ｄおよびエンジンの停止時点から膨張行程にあった第８気筒１２Ｈ内の空気量を算出する（ステップＳ１０３）。つまり、上記ピストン１３の停止位置から上記第４気筒１２Ｄおよび第８気筒１２Ｈ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噴射の停止後にエンジンが数回転して後に停止するので第４気筒１２Ｄ内も新気で満たされた状態にあり、かつエンジン停止中に第５気筒１２Ｅおよび第８気筒１２Ｈの内部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。
【００６３】
次に、上記ステップＳ１０３で算出された第４気筒１２Ｄの空気量に対してλ（空気過剰率）≦１となるように燃料噴射量を算出して燃料噴射を行う（ステップＳ１０４）。上記空燃比は、ピストンの停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒用の第１空燃比マップＭ１から求められ、λ≦１、つまり理論空燃比ないしはそれよりリッチに設定されることにより、第４気筒１２上記内の空気量が比較的に少ないときであっても、逆転動作用の燃焼エネルギーが充分に確保されるようになっている。
【００６４】
また、第４気筒１２Ｄに対して噴射された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１２Ｄに対して点火を行った後（ステップＳ１０５）、上記クランク角センサ３０，３１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１３が動いたか否かを判定し（ステップＳ１０６）、ＮＯと判定されて失火によりピストン１３が動かなかったことが確認された場合には、上記第４気筒１２Ｄに対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ１０７）。
【００６５】
上記ステップＳ１０７でＹＥＳと判定され、クランク角センサ３０，３１の検出信号に応じてピストン１３が動いたことが確認された場合には、上記ステップＳ１０３で算出された第８気筒１２Ｈ、つまりエンジンの停止時点から膨張行程にあった気筒の空気量に対してλ≦１となるように燃料噴射量を算出した後（ステップＳ１０８）、上記第８気筒１２Ｈに対して燃料噴射を行う（ステップＳ１０９）。
【００６６】
次に、エンジンの停止時に排気行程にあり、上記第４気筒１２Ｄの燃焼エネルギーによるエンジンの逆転動作に応じて膨張行程となった第１気筒１２Ａ内の空気量に対し、λ（空気過剰率）≦１となるように燃料噴射量を算出した後（ステップＳ１１０）、上記第１気筒１２Ａに燃料を噴射する（ステップＳ１１１）。
【００６７】
また、上記第１気筒１２Ａおよび第８気筒１２Ｈに対する燃料噴射後に、所定のディレー時間が経過した時点でそれぞれ点火する（ステップＳ１１２）。このディレー時間はピストン１３の停止位置に応じて予め設定された点火ディレー用マップＭ２から求められる。この点火による第８，第１気筒１２Ｈ，１２Ａでの初回燃焼により、エンジンは逆転状態から正転状態に移行し、エンジンの停止時点で圧縮行程にある他の気筒、つまりエンジンの停止時に後から圧縮行程となった第５気筒１２Ｅのピストン１３が上死点側に移動して内部の空気が圧縮され始めることになる。
【００６８】
次に、エンジンの停止時点で膨張行程にある他の気筒、つまりエンジンの停止時に後から膨張行程となった第５気筒１２Ｅに噴射される燃料の気化時間を考慮に入れ、この第５気筒１２Ｅに燃料を噴射した後（ステップＳ１１３）、当該気筒１２Ｅが圧縮上死点を超えた時点で点火する（ステップＳ１１４）。上記ステップＳ１１３における燃料噴射量は、ピストン１３の停止位置に応じて予め設定された圧縮行程気筒用の第２空燃比マップＭ３から求められる。そして、上記噴射燃料の気化潜熱により第５気筒１２Ｅの圧縮上死点付近の圧縮圧力が低減するので、当該圧縮上死点を容易に越えることが可能となる。
【００６９】
また、ステップＳ１１５おいて、筒内空気密度を推定するとともに、その推定値からエンジンの停止時に後から圧縮行程となった第７気筒１２Ｇの空気量を算定する。次に、ステップＳ１０２で推定した筒内温度に基づいて、上記第７気筒１２Ｇにおける自着火を防止するための空燃比Ａ／Ｆ補正値を算出する（ステップＳ１１６）。すなわち上記第７気筒１２Ｇにおいて自着火が起こると、その燃焼によって圧縮上死点に至る前にピストン１３を下死点側に押し戻す力（逆トルク）が発生することにより、圧縮上死点を越えるためのエネルギーを多く消費するので望ましくない。そこで上記逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、圧縮自己着火が起こらないようにするために、上記空燃比Ａ／Ｆ補正値を算出する。
【００７０】
次に、上記ステップＳ１１５で算定した第７気筒１２Ｇの空気量と、上記ステップＳ１１６で算出した空燃比Ａ／Ｆ補正値を考慮した空燃比とに基づき、第７気筒１２Ｇに対する燃料噴射量を算出する（ステップＳ１１７）。そして、上記第７気筒１２Ｇに対する燃料噴射を行うが、この燃料噴射は、その気化潜熱によって圧縮圧力が低減させることにより圧縮上死点を越えるための必要エネルギーを低減するように、圧縮行程の後期まで遅延され（ステップＳ１１８）、その遅延量は、エンジンの自動停止期間、吸気温度、エンジン水温等に基づいて算出される。
【００７１】
次いで、上記第７気筒１２Ｇに対する点火時期を圧縮上死点以降に遅延して点火する（ステップＳ１１９）。以上の制御により第７気筒１２Ｇにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力を小さくして上死点を越え易くし、圧縮上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギーによる正転方向のトルクを発生させるように制御される。
【００７２】
その後、上記逆トルクの発生を抑制するためにオルタネータ２８の発電を開始する（ステップＳ１２０）。このオルタネータ２８の目標電流値はＥＣＵ２の発電量制御部４４によって通常より高めに設定され、上記オルタネータ２８の発電によってクランクシャフト３の負荷（エンジン負荷）を増大することにより、エンジン回転速度の吹上がりを抑制するように設定される。ここで言うエンジン回転速度の吹上がりは、エンジンの始動直後にエンジン回転速度が必要以上に急上昇することをいい、加速ショックが発生したり運転者に違和感を与えたりする虞があって望ましくない。上記エンジン回転速度の吹上がりは、自動停止期間中の吸気圧力（スロットル弁２３より下流の圧力）が略大気圧となっているために、始動直後の各気筒での燃焼エネルギーが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギーに比べて一時的に大きくなることにより起こる。
【００７３】
次に、吸気圧センサ２６によって検知された吸気圧が、アイドルストップを行わない場合の通常のアイドル時における吸気圧力より高いか否かが判定され（ステップＳ１２１）、ＹＥＳと判定されてエンジン回転速度の吹上がりが起こり易い状態にあることが確認された場合には、スロットル弁２３を駆動してその開度を通常のアイドル運転時よりも小さくすることにより（ステップＳ１２２）、燃焼エネルギーの発生を抑制する。
【００７４】
その後、排気通路２２に設けられた触媒３７の温度が活性温度以下であるか否かを判定し（ステップＳ１２３）、ＹＥＳと判定された時点で、目標空燃比をリッチ空燃比（λ≦１）に設定するとともに（ステップＳ１２４）、点火時期を上死点以降に遅延させることにより（ステップＳ１２５）、上記触媒３７の温度上昇を促進するとともに、燃焼エネルギーの発生量を抑制する。
【００７５】
また、上記ステップＳ１２３でＮＯと判定され、触媒３７の温度が活性温度以上であることが確認された場合には、目標空燃比をリーン空燃比（λ＞１）に設定した後（ステップＳ１２６）、上記ステップＳ１２１に戻る。上記リーン空燃比の燃焼が行われることにより、燃料消費を抑制しつつ燃焼エネルギーの発生量を抑制することが可能となる。そして、上記ステップＳ１２１でＮＯと判定されてエンジン回転速度の吹上がりが生じる虞がなくなったことが確認された時点で、通常の制御に移行する（ステップＳ１２９）。
【００７６】
上記の再始動制御が実行されることにより、図８に示すように、先ずエンジンの停止時で圧縮行程にある複数の気筒１２Ｄ，１２Ｇのうち先に圧縮行程となった第４気筒１２Ｄに燃料が噴射されて点火されされることにより第１回目の燃焼（図８中の（１））が行われる。この第１回目の燃焼（１）による燃焼圧に応じ、エンジンの停止時に後から圧縮行程となった第７気筒１２Ｇのピストン１３が下死点側に押し下げられることによりエンジンが逆転方向に駆動される。また、上記エンジンの逆転動作に応じてエンジンの停止時に膨張行程にある第８気筒１２Ｈのピストン１３が上昇して内部のガス（混合気）が圧縮されるとともに、エンジンの停止時に後から排気行程となった第１気筒１２Ａのピストンが上死点を超えて膨張行程に移行する。
【００７７】
そして、上記エンジンの逆転動作に応じて排気行程から膨張行程に移行した第１気筒２Ａおよびエンジンの停止時点から膨張行程にあった第８気筒１２Ｈに対して燃料が噴射されて点火されることにより第２回目の燃焼（図８中の（２ａ），（２ｂ））が行われる。この第２回目の燃焼（２ａ），（２ｂ）による燃焼圧に応じてエンジンが正転方向に駆動された後、エンジンの停止時に後から膨張行程となった第５気筒１２Ｅに燃料が噴射されて点火されることにより第３回目の燃焼（図８中の（３））が行われ、かつエンジンの停止時に後から圧縮行程となった第７気筒１２Ｇに対して燃料が噴射されて点火されることにより第４回目の燃焼（図８中の（４））が行われることになる。
【００７８】
上記のように気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されて複数の気筒が同一行程となる多気筒４サイクルエンジンにおいて、エンジンの停止時に、先に圧縮行程になる側の第４気筒１２Ｄで第１回目の燃焼（１）を行わせてエンジンを所定量だけ逆回転させ、この時点で膨張行程にある第１，第８気筒１２Ａ，１２Ｈのピストン１３を上昇させることにより、その圧縮圧力を充分に増大させた状態で当該気筒１２Ａ，１２Ｈで第２回目の燃焼（２ａ），（２ｂ）を行わせるように構成したため、エンジンの正転方向における駆動トルクを充分に発生させた後に、エンジンの停止時に圧縮行程にあった他の気筒、つまりエンジンの停止時に後から圧縮行程になった第７気筒１２Ｇにおいて第４回目の燃焼（４）を行わせることにより、エンジン回転速度を徐々に上昇させてエンジンを適正に再始動させることができる。
【００７９】
すなわち、上記実施形態に示すように８気筒４サイクルエンジンでは、一対の気筒が同一行程となるように気筒間のクランク角位相差が９０°ＣＡに設定されているため、エンジンの停止時に、一対の気筒１２Ｄ，１２Ｇが圧縮行程となって停止することになる。そして、この両気筒１２Ｄ，１２Ｇのうち、先に圧縮行程になった第４気筒１２Ｄは、後から圧縮行程となる第７気筒１２Ｇに比べて気筒内の空気量が少ないとともに、エンジンの逆転動作時にストロークが大きくなる傾向がある。したがって、上記エンジンの逆転動作時にストロークが大きくなる側の第４気筒１２Ｄで第１回目の燃焼（１）を行わせてエンジンを所定量だけ逆回転、つまりこの逆転動作に応じて何れかの気筒が圧縮上死点を超える程度にエンジンを逆転駆動することにより、この時点で膨張行程にある第１気筒１２Ａおよび第８気筒１２Ｈのピストン１３を上昇させ、その圧縮圧力を充分に増大させた状態で、上記第１気筒１２Ａおよび第８気筒１２Ｈにおける第２回目の燃焼（２ａ），（２ｂ）を行わせることができる。
【００８０】
そして、エンジンの停止時に後から圧縮行程になった第７気筒１２Ｇは、上記第４気筒１２Ｄに比べて気筒内の空気量が多いため、上記第７気筒１２Ｇにおいて第４回目の燃焼（４）を行わせることにより、エンジン停止時の初期位置から上記の正転動作に応じて２回目の圧縮上死点を迎える時点（第７気筒１２Ｇが圧縮上死点を迎える時点）ｔｃにおける燃焼エネルギーを充分に確保することができる。したがって、上記時点ｔ２で燃焼エネルギーが不足することに起因してエンジンが停止状態となるのを効果的に防止し、エンジンを適正に再始動させることができる。
【００８１】
特に、上記実施形態では、第１，第８気筒１２Ａ，１２Ｈにおける第２回目の燃焼（２ａ），（２ｂ）と、第７気筒１２Ｇおける第４回目の燃焼（４）との間で、エンジンの停止時に後から膨張行程となった第５気筒１２Ｅにおける第３回目の燃焼（３）を行わせるように構成したため、エンジンの正転方向に連続して燃焼エネルギーを発生させることによりエンジンをスムーズに始動させることができる。
【００８２】
なお、エンジンの停止時に、先に圧縮行程になる側の第４気筒１２Ｄで第１回目の燃焼（１）を行わせるように構成した上記実施形態に代え、エンジンの停止時点で圧縮行程にある複数の気筒１２Ｄ，１２Ｇの少なくとも一つで燃焼を行わせることにより何れかの気筒が圧縮上死点を超えるようにエンジンを一旦逆転方向に作動させるとともに、この逆転動作の終了時点で膨張行程にある複数の気筒１２Ａ，１２Ｈの少なくとも一つで燃焼を行わせることにより、エンジンを正転方向に駆動してエンジンを始動させるように構成してもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、エンジンの逆転動作が終了した時点ｔｂで膨張行程にある全ての気筒、つまり上記第１気筒１２Ａおよび第８気筒１２Ｈで燃焼を行わせるように構成したため、エンジン停止時の初期位置から上記の正転動作に応じて２回目の圧縮上死点を迎える時点ｔｃにおける燃焼エネルギーを充分に確保することができる。
【００８４】
なお、上記両気筒１２Ａ，１２Ｈのうちエンジンの停止時点ｔａから膨張行程にある第８気筒１２Ｈのみを、エンジンの逆転動作の終了後に燃焼させるようにしてもよい。この場合には、上記第８気筒１２Ｈ内のガスがエンジンの逆転動作に応じて充分に圧縮された状態で燃焼が行われるため、エンジンの逆転動作が終了した時点ｔｂで膨張行程にある上記第８気筒１２のみを燃焼させるだけでエンジンを正転駆動するために必要な燃焼エネルギーが得られることになる。
【００８５】
エンジンの停止時点ｔａで膨張行程にある上記気筒１２Ｈ，１２Ｅのピストン１３の停止位置と、これらの気筒１２Ｈ，１２Ｅの燃焼エネルギーに応じて上昇するエンジン回転速度との関係を調べる実験を行ったところ、図１２に示すようにデータが得られた。このデータから、上記気筒１２Ｈ，１２Ｅが行程の前半３分の１（上死点後０°〜６０°ＣＡ）内にある場合には、エンジン回転速度を充分に上昇させることができるため、エンジンを適正に再始動させることが解る。
【００８６】
しかし、上記両気筒１２Ｈ，１２Ｅの何れも上記行程の前半３分の１（上死点後０°〜６０°ＣＡ）外にある場合、つまり両気筒１２Ｈ，１２Ｅのピストン１３がそれぞれ上死点後６０°〜１８０°ＣＡの範囲に停止している場合には、エンジン回転速度を充分に上昇させることができず、エンジンを適正に再始動させることが困難である。これは、エンジンの停止時に先に圧縮行程となった第４気筒１２Ｄのピストン位置が下死点に極めて近い位置にあり、この第４気筒１２Ｄで最初の燃焼（１）を行ってエンジンを逆転駆動する際におけるピストン１３のストロークが極めて小さく、上記膨張行程にある第１気筒１２Ａおよび第８気筒１２Ｈ内の空気を充分に圧縮することができず、その燃焼エネルギーが充分に得られないためであると考えられる。
【００８７】
したがって、エンジンの停止時に膨張行程にある上記両気筒１２Ｈ，１２Ｅの何れも上記行程の前半３分の１（上死点後０°〜６０°ＣＡ）外にある場合には、エンジンの再始動開始時点からスタータモータを作動させることにより、始動アシストを行うことが望ましい。
【００８８】
また、エンジンの停止時点ｔａで膨張行程にある上記気筒１２Ｈ，１２Ｅのピストン１３がそれぞれ行程の前半３分の１外にある場合には、当該気筒１２Ｈ，１２Ｅ内の空気量が充分に確保された状態にあるため、エンジンの再始動時に第４気筒１２Ｄで第１回目の燃焼（１）を行わせることによる上記エンジンの逆転動作を停止し、エンジンの停止時点から膨張行程にある上記両気筒１２Ｈ，１２Ｅで最初に燃料を行わせてエンジンを正転方向に作動させることにより、エンジンを再始動させるようにしてもよい。
【００８９】
上記実施形態に示すように、エンジンの停止時点ｔａで圧縮行程にある他の気筒、つまりエンジンの停止時に後から圧縮行程となった第５気筒１２Ｅで燃焼を行わせる際に、その点火時期を圧縮上死点後に設定して通常時よりも遅らせるように構成した場合には、エンジンの正転開始直後においてエンジン回転速度が極めて低い状態で、圧縮上死点前に点火が行われてピストン１３を下死点側に押し戻す逆トルクが発生するのを防止し、圧縮上死点を越えるためにエネルギーが浪費されることによる始動不良を効果的に防止することができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、エンジンの停止時に後から圧縮行程となった第７気筒１２Ｇで燃焼を行わせる際に、その点火時期を圧縮上死点以降に遅延して点火するように構成したため、上記第５気筒１２Ｅに続いて燃焼が行われる上記第７気筒１２Ｇにおいて、圧縮上死点まではその圧縮圧力を小さくして上死点を越え易くすることができるとともに、圧縮上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギーによる正転方向のトルクを発生させることにより、圧縮上死点を越えるためにエネルギーが浪費されることによる始動不良を、より効果的に防止できるという利点がある。
【００９１】
なお、エンジン停止時に最初に圧縮行程となった第４気筒１２Ｄの吸気弁閉時期を下死点後に設定した通常の状態と、図８の破線で示すように下死点の近傍に設定された早閉じ状態に変更するバルブタイミング調節機構を設け、エンジンの停止時点からエンジンの再始動開始時点までに第４気筒１２Ｄの吸気弁閉時期を上記早閉じ状態に変更するように構成することが好ましい。この構成によれば、エンジンの再始動時に第４気筒１２Ｄで第１回目の燃焼（１）を行ってエンジンを逆転方向に作動させる際に、吸気弁が開放状態となって燃焼ガスが漏出するのを確実に防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【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】エンジンを平面から見た状態を示す説明図である。
【図３】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４】エンジンの停止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５】エンジンの停止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６】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７】クランク角センサの出力信号を示す説明図である。
【図８】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９】エンジン再始動時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１０】エンジン再始動時おける制御動作の中盤部を示すフローチャートである。
【図１１】エンジン再始動時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１２】ピストン停止位置とエンジン再始動時の回転速度との対応関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
１２Ａ〜１２Ｈ  気筒
１３    ピストン
１６    燃料噴射弁
４１    燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
４５    ピストン位置検出部（ピストン位置検出手段）
４６    筒内温度推定部（筒内温度推定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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