(57)【要約】【課題】  再始動時のスタータモータの作動頻度を可及的に少なくするとともに、スタータモータを作動させる場合であっても、始動の遅れを最小限に抑制することができるエンジンの始動装置を提供する。【解決手段】  ピストン位置検出手段３０、３１と、スタータモータ３９と、再始動の際、スタータモータ３９による駆動力付与の要否を判定するとともに、必要と判定したときにスタータモータ３９を作動させるスタータモータ制御手段４２とを備え、エンジン停止時における膨張行程気筒１２Ａのピストン位置が、適正停止範囲にあるときはスタータモータ３９を作動させず、適正停止範囲にないときは作動させるとともに、再始動条件成立時がエンジン停止後の筒内温度が高いとされる所定期間内であるとき、適正停止範囲を狭くするように補正する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の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、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、
少なくともエンジンの自動停止時における上記膨張行程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、
エンジンに正転方向の駆動力を付与するスタータモータと、
再始動の際、上記スタータモータによる駆動力付与の要否を判定するとともに、必要と判定したときに上記スタータモータを作動させるスタータモータ制御手段とを備え、
上記スタータモータ制御手段は、エンジン停止時における上記膨張行程気筒のピストン位置が、再始動に適正な行程中期の所定範囲である適正停止範囲にあるときは上記スタータモータによる駆動力付与を不要と判定し、上記適正停止範囲にないときは必要と判定するとともに、上記再始動条件成立時がエンジン停止後の筒内温度が高いとされる所定期間内であるとき、上記適正停止範囲を狭くするように補正することを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
上記補正は、上記適正停止範囲の、上記膨張行程気筒における上死点側領域を削減するようになされるものであ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】
エンジン停止中に冷却水をラジエータ側に強制的に循環させる冷却水強制循環手段を備え、
該冷却水強制循環手段によって冷却水が強制循環させられているエンジン停止中の上記所定期間内に上記再始動条件が成立したとき、上記スタータモータ制御手段は、上記補正を行うことを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
エンジンの冷却水温度を検知する水温センサを備え、
エンジンの冷却水温度が所定値以上であるとき、上記スタータモータ制御手段は、上記適正停止範囲を０とする補正を行い、ピストン停止位置に拘わらずエンジン再始動の初期から上記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乃至３の何れか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
所定の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、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、
エンジンに正転方向の駆動力を付与するスタータモータと、
再始動の際、上記スタータモータによる駆動力付与の要否を判定するとともに、必要と判定したときに上記スタータモータを作動させるスタータモータ制御手段とを備え、
上記スタータモータ制御手段は、上記再始動条件成立時がエンジン停止後の筒内温度が高いとされる所定期間内であるとき、上記スタータモータによる駆動力付与が必要と判定してエンジン再始動の初期から上記スタータモータを作動させることを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項６】
エンジンの作動と連動して冷却水をラジエータ側に循環させる冷却水循環手段を備え、
エンジン停止中は、上記冷却水循環手段の作動が停止することによって冷却水の意図的な循環が停止させられることを特徴とする請求項５記載のエンジンの始動装置。
【請求項７】
エンジンが高負荷運転状態の後に自動停止を行った場合に、上記スタータモータ制御手段が上記スタータモータによる駆動力付与の要否判定を行うことを特徴とする請求項５または６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、エンジンの始動装置に関し、特に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、所定の再始動条件が成立したとき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虞がある。
【０００４】
その対策として、例えば特許文献１や特許文献２のようなエンジンの始動装置が知られている。特許文献１の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る。その後、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。特許文献２の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。
【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ので、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を得ることができる。
【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のように、エンジンを一旦逆転させてから始動する方法は、スタータモータを用いずにエンジンを再始動させる場合に、その成功率を高める有効な技術である。しかし、エンジン停止時のピストン位置のばらつきや外部温度要因、或いは運転条件の違い（例えば自動停止してから再始動までの経過時間の違い）等、始動性のばらつき要因は多く、現在の技術では、その再始動成功率をスタータモータによる始動と同程度に高めるには至っていない。
【０００７】
従って、スタータモータを用いない再始動に万一失敗したとき、或いは失敗しそうなときには、バックアップとしてスタータモータを作動させることがフェイルセーフ上有効な手段となる。
【０００８】
しかし上述のように、スタータモータによる始動は迅速性が低く、またクランキング音が発生して運転者に違和感を与える虞もあるので、その作動頻度は可及的に少ないことが望ましい。そこで例えば、まずスタータモータを用いない再始動を試み、その始動が失敗した（或いは失敗しそうである）と認められる所定の状態（例えばエンジン回転速度が所定値以下）となったときにのみスタータモータを作動させれば、その作動頻度を最小限に抑えることができる。
【０００９】
しかしこの場合、一度再始動に失敗してからスタータモータを作動させるので、単に初めからスタータモータによる始動を行う場合よりも、一層迅速性が低下してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、予めスタータモータを用いない再始動の成功率が低い場合（条件）を想定しておき、その条件が成立したときには最初からスタータモータを用いた始動を行うようにすれば、上記のような一層の迅速性低下を可及的に防止することができる。このような制御を有効に行うには、スタータモータを用いない再始動の成功率が低い条件を予め精度良く設定することが重要となる。
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑み、スタータモータを用いない再始動の成功率が低い条件を予め精度良く設定することにより、再始動時のスタータモータの作動頻度を可及的に少なくするとともに、スタータモータを作動させる場合であっても、始動の遅れを最小限に抑制す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】
【００１２】
請求項１に係る本発明は、所定の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、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、少なくともエンジンの自動停止時における上記膨張行程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、エンジンに正転方向の駆動力を付与するスタータモータと、再始動の際、上記スタータモータによる駆動力付与の要否を判定するとともに、必要と判定したときに上記スタータモータを作動させるスタータモータ制御手段とを備え、上記スタータモータ制御手段は、エンジン停止時における上記膨張行程気筒のピストン位置が、再始動に適正な行程中期の所定範囲である適正停止範囲にあるときは上記スタータモータによる駆動力付与を不要と判定し、上記適正停止範囲にないときは必要と判定するとともに、上記再始動条件成立時がエンジン停止後の筒内温度が高いとされる所定期間内であるとき、上記適正停止範囲を狭くするように補正することを特徴とする。
【００１３】
なお、当明細書において、エンジンの自動停止中に膨脹行程にある気筒を膨脹行程気筒と称する（同様に圧縮行程にある気筒を圧縮行程気筒、吸気行程にある気筒を吸気行程気筒、排気行程にある気筒を排気行程気筒と称する）が、これらはそれぞれ特定の気筒を指すわけではなく、エンジンの自動停止に際し、例えばある気筒が膨脹行程にあるときにエンジンが完全に停止したとき、便宜上その気筒を膨脹行程気筒と称するものである（圧縮行程気筒等も同様）。
【００１４】
請求項２に係る本発明は、請求項１記載のエンジンの始動装置において、上記補正は、上記適正停止範囲の、上記膨張行程気筒における上死点側領域を削減するようになされるものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る本発明は、請求項１または２記載のエンジンの始動装置において、エンジン停止中に冷却水をラジエータ側に強制的に循環させる冷却水強制循環手段を備え、該冷却水強制循環手段によって冷却水が強制循環させられているエンジン停止中の上記所定期間内に上記再始動条件が成立したとき、上記スタータモータ制御手段は、上記補正を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る本発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの始動装置において、エンジンの冷却水温度を検知する水温センサを備え、エンジンの冷却水温度が所定値以上であるとき、上記スタータモータ制御手段は、上記適正停止範囲を０とする補正を行い、ピストン停止位置に拘わらずエンジン再始動の初期から上記スタータモータを作動させることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る本発明は、所定の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、そのエンジン停止後において所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨脹行程にある膨張行程気筒に燃料を供給し、点火して燃焼を行わせることによりエンジンを再始動させるエンジンの始動装置において、エンジンに正転方向の駆動力を付与するスタータモータと、再始動の際、上記スタータモータによる駆動力付与の要否を判定するとともに、必要と判定したときに上記スタータモータを作動させるスタータモータ制御手段とを備え、上記スタータモータ制御手段は、上記再始動条件成立時がエンジン停止後の筒内温度が高いとされる所定期間内であるとき、上記スタータモータによる駆動力付与が必要と判定してエンジン再始動の初期から上記スタータモータを作動させることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る本発明は、請求項５記載のエンジンの始動装置において、エンジンの作動と連動して冷却水をラジエータ側に循環させる冷却水循環手段を備え、エンジン停止中は、上記冷却水循環手段の作動が停止することによって冷却水の意図的な循環が停止させられることを特徴とする。
【００１９】
なお、上記意図的な循環とは、何らかの手段を用いて積極的に冷却水を循環させることを言い、たとえば自然放置状態における対流による循環などは含まない。
【００２０】
請求項７に係る本発明は、請求項５または６記載のエンジンの始動装置において、エンジンが高負荷運転状態の後に自動停止を行った場合に、上記スタータモータ制御手段が上記スタータモータによる駆動力付与の要否判定を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によれば、スタータモータ制御手段によって、スタータモータによる駆動力付与が不要と判定されるときにはスタータモータを作動させず、燃焼のみによる始動を行うことにより迅速で静粛な再始動を行うことができる。
【００２２】
一方、スタータモータによる駆動力付与が必要と判定されるときには、再始動の初期からスタータモータを作動させることによって、確実な再始動を図りつつ、始動の遅れを最小限に抑制することができる。
【００２３】
そして、このスタータモータ制御手段は、再始動条件成立時がエンジン停止後の筒内温度が高いとされる所定期間内であるとき、スタータモータによる駆動力付与を不要と判定するピストン停止位置の適正停止範囲を狭くするように補正するので、スタータモータの要否判定精度を高めることができ、再始動時のスタータモータの作動頻度を可及的に少なくすることができる。
【００２４】
本願発明者は、ピストン停止位置が、再始動に適正な行程中期の所定範囲である適正停止範囲（例えば行程中央ないしはやや後期寄り）にあるときは燃焼のみによる再始動の成功率が高いことを見出すとともに、その適正停止範囲は再始動を開始する時期に対して一定ではなく、変動することを見出した。
【００２５】
その最も大きな変動要因はエンジン停止後の筒内温度の変化である。通常、エンジンを冷却する冷却水は、エンジンの作動に連動するウォータポンプによってラジエータ側に循環され、熱交換される。ところがエンジンが停止してウォータポンプの作動が停止すると冷却水の循環が停止するので、時間の経過に伴い筒内温度が上昇する。そしてピークを迎えた後、徐々に低下してゆく。
【００２６】
このように筒内温度が変化すると、気筒内の空気密度が変化するため、得られる燃焼エネルギにも影響を与える。すなわち筒内温度が相対的に高いときには、空気密度が低くなるため、燃焼エネルギが低下し、再始動の成功率が低下するのである。
【００２７】
本発明によると、そのように筒内温度が高く、再始動の成功率が低下しているときには、適正停止範囲を狭くするように補正する（たとえば筒内温度が高いときに比較的再始動に不利となる領域を削減する）ことにより、筒内温度が高くても一定の再始動成功率を確保できるとき（補正後の適正停止範囲にあるとき）には燃焼のみの再始動を行い、そうでないとき（補正後の適正停止範囲外にあるとき）は、再始動の初期からスタータモータを作動させ、始動の遅れを最小限に抑制することができる（燃焼のみの再始動に失敗してからスタータモータを作動させるよりも迅速に再始動できるので）。
【００２８】
適正停止範囲の補正は、膨張行程気筒における上死点側領域を削減する（請求項２）のが効果的である。この領域は筒内容積の比較的少ない領域であって、空気量が少なく、比較的燃焼エネルギの小さくなる領域であるところ、筒内温度が高くなって空気密度が低下すると、更に燃焼エネルギが低下して再始動に不利な条件が重なるからである。
【００２９】
請求項３に係る発明によれば、エンジン停止中に冷却水をラジエータ側に強制的に循環させる冷却水強制循環手段（たとえば電動ウォータポンプ）を備えることにより、エンジン停止後の筒内温度上昇を抑制することができるので、上記補正量を削減するすることができ、スタータモータの作動頻度をより低減することができる。
【００３０】
請求項４に係る発明によれば、筒内温度の代用特性として冷却水温度を用い、その冷却水温度が所定値以上であるとき、適正停止範囲を０とする補正を行ってピストン停止位置に拘わらずエンジン再始動の初期からスタータモータを作動させるので、制御が簡潔化され、スタータモータの要否判定を迅速に行うことができる。
【００３１】
請求項５に係る発明によれば、筒内温度が高いときにエンジン再始動の初期からスタータモータを作動させるので、制御が簡潔化され、スタータモータの要否判定を迅速に行うことができる。この制御は、特にエンジン停止後に筒内温度が上昇し易い条件のときに適している。たとえば、エンジンの作動と連動して冷却水をラジエータ側に循環させる冷却水循環手段（たとえばクランクシャフトと連動するウォータポンプなど）を備えたもの（請求項６）に適している。
【００３２】
なお、このようなスタータモータによる駆動力付与の要否判定は、エンジン停止後に筒内温度が高くなることが予測される所定の状態のとき（たとえば請求項７に示すような、エンジンが高負荷運転状態の後に自動停止を行った場合）に行うのが効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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には、四つの気筒（＃１気筒１２Ａ、＃２気筒１２Ｂ、＃３気筒１２Ｃ及び＃４気筒１２Ｄ）が設けられるとともに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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。
【００３４】
上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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。
【００３５】
また、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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〜１２Ｄ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〜１２Ｄの吸・排気弁１９，２０の開閉タイミングが設定されている。
【００３６】
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、図２に示すように、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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及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。
【００３７】
また、エンジン本体１には、スタータモータ３９が設けられている。スタータモータ３９は、図外のピニオンを介して、クランクシャフト３と直結された図外のドライブプレートを回転させることによってエンジンに正転方向の駆動力を付与する。スタータモータ３９は、ＥＣＵ２のスタータモータ制御部４２からの制御信号に基づき、通常のエンジン始動時に作動されられるほか、自動停止後の再始動時にも必要に応じて作動させられる。
【００３８】
さらにエンジン本体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。
【００３９】
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。
【００４０】
更にエンジン本体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。
【００４１】
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る。当実施形態のエンジンは、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〜１２Ｄ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。以下ＥＣＵ２の説明にあたり、このアイドルストップ制御に関する部分を中心に説明する。
【００４２】
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及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、オルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａ及びスタータモータ３９のそれぞれに各駆動信号を出力する。ＥＣＵ２は、燃焼制御部４１、スタータモータ制御部４２、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を機能的に含んでいる。なおＥＣＵ２に含まれる他の要素（電動ウォータポンプ制御部４７、電動ファン制御部４８、エレキサーモバルブ制御部４９。図３参照）については後述する。
【００４３】
燃焼制御部４１は、主に燃料噴射時期、各噴射における燃料噴射量、点火時期、吸気流量等を設定して、各気筒内における燃焼を制御する。
【００４４】
燃料噴射量および燃料噴射時期に関しては、これらを適切に設定し、その制御信号を燃料噴射弁１６に出力する。特に当実施形態では、後述するように再始動時における膨張行程気筒での最初の燃焼のための燃料を分割噴射によって供給している。燃焼制御部４１は、その分割噴射時期の設定や、燃料配分の設定も行う。
【００４５】
点火時期に関しては、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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。
【００４６】
吸気流量に関しては、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にスロットル弁２３の開度を調節して、ピストン１３が再始動に適した適正停止範囲に停止するような制御を行っている。燃焼制御部４１は、その際のスロットル弁２３の開度調節も行う。
【００４７】
スタータモータ制御部４２は、通常の始動時（アイドルストップを行わない場合の始動）にスタータモータ３９を作動させてエンジンを始動させる。また後述するように、アイドルストップを行う場合には、その再始動時にスタータモータ３９の作動が必要か否かを判定し、必要な場合にスタータモータ３９を作動させる。
【００４８】
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。特に当実施形態では、後述するようにエンジンの自動停止時にオルタネータ２８の発電量を調節することによってクランクシャフト３の負荷を変化させ、ピストン１３が再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。発電量制御部４４は、その際のオルタネータ２８の発電量の調節も行う。また再始動時には、通常よりも多めの発電を行うことによってエンジンの負荷増大させ、吹上がり（必要以上に急速なエンジン回転速度の上昇）を防止する制御を行っている。
【００４９】
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。ピストン位置とクランク角（°ＣＡ）とは１対１に対応するので、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す。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。
【００５０】
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いて、予め実験等によって求められたマップを用いる等して各気筒１２Ａ〜１２Ｄの気筒内の空気温度を推定する筒内温度推定手段である。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やスタータモータ３９の制御を行っている。
【００５１】
図３は、当実施形態のエンジンの冷却系回路構成図である。冷却水が冷却水回路Ｌ上を矢印に示す方向に循環する。冷却水回路Ｌは主に、エンジン本体１の内部に構成されるウォータジャケット部Ｌ１と、ラジエータ５０で熱交換を行うラジエータ部Ｌ２と、このラジエータ部Ｌ２を循環しないようにバイパスするバイパス部Ｌ３とからなる。
【００５２】
ウォータジャケット部Ｌ１の上流部には、ウォータポンプ５６及び電動ウォータポンプ５７が並列に設けられている。これらは何れもラジエータ部Ｌ２またはバイパス部Ｌ３から還流された冷却水をウォータジャケット部Ｌ１に圧送するポンプであって、少なくとも一方が作動することによって冷却水の循環が図られる。ウォータポンプ５６は、従来の一般的なエンジンに設けられるウォータポンプであって、エンジンの作動に連動している。すなわちエンジンが停止するとウォータポンプ５６は停止する。一方、電動ウォータポンプ５７は図外のバッテリを電源として作動する電動のウォータポンプであって、エンジンの停止中も作動させることができる。またウォータジャケット部Ｌ１には冷却水の温度を検知する水温センサ３３が設けられている。
【００５３】
ウォータジャケット部Ｌ１からラジエータ部Ｌ２またはバイパス部Ｌ３に分岐する分岐点には、エレキサーモバルブ５３が設けられている。エレキサーモバルブ５３は、ウォータジャケット部Ｌ１からラジエータ部Ｌ２への通路を開閉する電気式のバルブである。エレキサーモバルブ５３がＯＮ（開）のときは冷却水の流れが主にウォータジャケット部Ｌ１→ラジエータ部Ｌ２→ウォータジャケット部Ｌ１となり、エレキサーモバルブ５３がＯＦＦ（閉）のときは冷却水の流れがウォータジャケット部Ｌ１→バイパス部Ｌ３→ウォータジャケット部Ｌ１となる。
【００５４】
ラジエータ５０の近傍には電動ファン５１と、これを駆動するファンモータ５２とが設けられている。電動ファン５１はラジエータ５０に送風し、ラジエータ部Ｌ２における冷却水と外部空気（風）との熱交換を促進する。
【００５５】
エレキサーモバルブ５３、電動ウォータポンプ５７及びファンモータ５２は、それぞれＥＣＵ２からの制御信号によって作動する。ＥＣＵ２には、上記燃焼制御部４１等（図２参照）の他に、冷却系のための制御手段として更に電動ウォータポンプ制御部４７、電動ファン制御部４８およびエレキサーモバルブ制御部４９が機能的に含まれている。
【００５６】
電動ウォータポンプ制御部４７は、水温センサ３３からの検知信号に基づき、エンジン停止中であって、冷却水温度が高く、冷却水の循環が必要なとき（たとえばエンジンの自動停止後の所定期間）に電動ウォータポンプ５７を作動させる。
【００５７】
電動ファン制御部４８は、ラジエータ部Ｌ２における熱交換を促進させる必要のあるとき（たとえば冷却水温度が高いとき）にファンモータ５２を作動させる。
【００５８】
エレキサーモバルブ制御部４９は、冷却水温度が比較的高いときにはエレキサーモバルブ５３をＯＮにし、冷却水の温度低下を図る。冷却水温度が比較的低いとき（たとえば暖機運転中）にはエレキサーモバルブ５３をＯＦＦにし、冷却水の温度が低下し過ぎることを防止する。
【００５９】
以上のような構成によってアイドルストップ制御を行うにあたり、エンジンの再始動時には、最初にスタータモータ制御部４２によって、スタータモータ３９の駆動力付与が必要か否かが判定される。スタータモータ３９の駆動力付与が必要なときは、スタータモータ３９を作動させるとともに、膨張行程気筒での燃焼を行わせて再始動を行う。スタータモータ３９の駆動力付与が不要であるときには、燃焼のみによる再始動を行う。再始動の迅速性や静粛性は、燃焼のみによる再始動の方が高いので、できるだけこの燃焼のみによる再始動の頻度を高めることが望ましい。
【００６０】
当実施形態では、燃焼のみによる始動を行う際には、まず圧縮行程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を少しだけ逆転させる。これによって膨張行程気筒のピストン１３を一旦上昇（上死点に近づける）させ、その気筒内の空気（燃料噴射後は混合気となる）を圧縮した状態で、この混合気に点火して燃焼させることにより、クランク軸３に正転方向の駆動トルクを与えてエンジンを再始動させるように構成されている。
【００６１】
上記のようにして特定の気筒に噴射された燃料に点火するだけ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（当実施形態では圧縮行程気筒および吸気行程気筒）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、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。
【００６２】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が１８０°ＣＡだけずれているため、各ピストン１３が互いに逆方向に作動する。膨張行程気筒のピストン１３が行程中央よりも下死点側に位置していれば、その気筒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、再始動時の初回燃焼でクランク軸３を逆転させるための燃焼エネルギが充分に得られなくなる。
【００６３】
これに対して上記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となる位置よりもやや下死点側の所定範囲Ｒ、例えば圧縮上死点後のクランク角が１００〜１２０°ＣＡとなる範囲Ｒ内にピストン１３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軸３を少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギが得られることになる。しかも、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランク軸３を正転させるための燃焼エネルギ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（以下この範囲Ｒを適正停止範囲Ｒとする）。
【００６４】
但し、エンジン停止後のある期間（筒内温度が上昇する期間）は、膨張行程気筒での燃焼エネルギが低下するため、ピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ内にあっても、比較的空気量が少ない（膨張行程気筒においてピストン停止位置が上死点に近い）ときには燃焼エネルギが不充分となる場合がある。すなわち、適正停止範囲Ｒは、図４（ｂ）に示す適正停止範囲Ｒ’に縮小する。
【００６５】
ピストン１３を適正停止範囲Ｒ内に停止させるよう、ＥＣＵ２によって次のような制御がなされる。図５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、ブースト圧Ｂｔ（吸気圧力）およびスロットル弁２３の開度Ｋを示す。また図６は、図５の時点ｔ１付近以降の拡大図であり、図５に加えてクランク角ＣＡおよび各気筒の行程推移チャートを示す。なお、以下説明を簡潔にするため、＃１気筒１２Ａが膨張行程気筒、＃２気筒１２Ｂが排気行程気筒、＃３気筒１２Ｃが圧縮行程気筒、＃４気筒１２Ｄが吸気行程気筒であるものとする。
【００６６】
ＥＣＵ２は、エンジンの自動停止条件が成立した時点ｔ０で、エンジンの目標速度を、エンジンを自動停止させない時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（Ｄ）レンジ）に設定されたエンジンでは上記目標速度（自動停止条件成立時のアイドル回転速度）を８５０ｒｐｍ程度（自動変速機はニュートラル（Ｎ）レンジ）に設定することにより、エンジンの回転速度Ｎｅを通常のアイドル回転速度よりも少し高い回転速度で安定させる制御を実行する。またブースト圧Ｂｔが比較的高い所定の値（約−４００ｍｍＨｇ）で安定するようにスロットル弁２３の開度Ｋを調節する。
【００６７】
そしてエンジンの回転速度Ｎｅが目標速度に安定した時点ｔ１で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Ｎｅを低下させる。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点ｔ１で、スロットル弁２３の開度Ｋを、気筒内空燃比を空気過剰率λ＝１にしたときのアイドル時の吸気流量（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）よりも多い吸気流量となるように設定する。すなわち、上記時点ｔ１直前の燃焼状態が、気筒内空燃比を空気過剰率λ＝１ないしλ＝１付近に設定されて均質燃焼されている場合はスロットル弁２３の開度Ｋを増大させ（例えば開度Ｋ＝３０％程度）、気筒内空燃比がリーンに設定されて成層燃焼されている場合はスロットル弁２３の開度Ｋをそのまま（成層燃焼時の比較的大きな開度のまま）維持する。図５及び図６は前者の場合を示している。
【００６８】
この制御によって時点ｔ１からやや遅れてブースト圧Ｂｔが増大し始める（時点ｔ１直前が均質燃焼の場合）か、または比較的高いブースト圧Ｂｔを維持する（時点ｔ１直前が成層燃焼の場合）ので、排気ガスの掃気が促進される。
【００６９】
またＥＣＵ２は、時点ｔ１でオルタネータ２８の発電を一旦停止させる。これによってクランク軸３の回転抵抗を低減し、エンジンの回転速度Ｎｅの速度が早く低下し過ぎないようにしている。
【００７０】
こうして時点ｔ１で燃焼噴射を停止するとエンジンの回転速度Ｎｅが低下し始め、予め設定された基準速度、例えば７６０ｒｐｍ以下になったことが確認された時点ｔ２でスロットル弁２３を閉止する。すると時点ｔ２からやや遅れてブースト圧Ｂｔが減少し始め、エンジンの各気筒に吸入される吸気流量が減少する。スロットル弁２３を開放している時点ｔ１から時点ｔ２までの間に吸入された空気は、共通吸気通路２１ｃ及びサージタンク２１ｂを経由して各気筒の分岐吸気通路２１ａに導かれる。そして吸気行程を迎えた気筒から順にその空気を吸入することになる。図６に示す場合では＃４気筒１２Ｄ、＃２気筒１２Ｂ、＃１気筒１２Ａ、＃３気筒１２Ｃの順となる。ここで、時点ｔ１及び時点ｔ２の設定を上記のようにすることによって、＃３気筒１２Ｃ（圧縮行程気筒）よりも＃１気筒１２Ａ（膨張行程気筒）の方がより多くの空気を吸入することになる。
【００７１】
時点ｔ１以降はエンジンが惰性で回転するため、エンジンの回転速度Ｎｅが次第に低下し、やがて時点ｔ５で停止するが、このエンジンの回転速度Ｎｅの低下は、図５および図６に示すように、小刻みなアップダウン（４気筒４サイクルエンジンでは１０回前後）を繰り返しながら低下して行く。
【００７２】
図６に示すクランク角ＣＡのタイムチャートは、実線が＃１気筒１２Ａおよび＃３気筒１２Ｃの上死点（ＴＤＣ）を０°ＣＡとした場合のクランク角を示し、一点鎖線が＃２気筒１２Ｂおよび＃４気筒１２Ｄの上死点を０°ＣＡとした場合のクランク角を示している。実線と一点鎖線とは９０°ＣＡを境に互いに逆位相となっている。４気筒４サイクルエンジンでは、１８０°ＣＡごとに何れかの気筒が順次圧縮上死点を迎えるので、このタイムチャートは、実線または一点鎖線で示す波形の頂点（クランク角＝０°ＣＡ）において何れかの気筒が圧縮上死点を通過していることを示している。
【００７３】
この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、上記エンジンの回転速度Ｎｅのアップダウンの谷のタイミングと一致している。つまり、エンジンの回転速度Ｎｅは、各気筒が順次圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込んだ後、その圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するという小刻みなアップダウンを繰り返しながら次第に低下するのである。
【００７４】
そして最後の圧縮上死点を通過した時点ｔ４の後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒１２Ｃでは、慣性力によるピストン１３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１３が上死点を超えることなく押し返されてクランク軸３が逆転する。このクランク軸３の逆転によって膨張行程気筒１２Ａ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１２Ａのピストン１３が下死点側に押し返されてクランク軸３が再び正転し始め、このクランク軸３の逆転と正転とが数回繰り返されてピストン１３が往復作動した後に停止することになる。このピストン１３の停止位置は、圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａ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、吸気行程気筒１２Ｄの吸気抵抗や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ｔ４のエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Ｎｅの高低によっても変化することになる。
【００７５】
したがって、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を適正停止範囲Ｒ内に停止させるためには、まず膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃ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１２Ａの圧縮反力が圧縮行程気筒１２Ｃ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２３を開放してその開度Ｋを増大させることにより膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃ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２３を閉止してその開度Ｋ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。
【００７６】
ところで、このようにしてエンジンを自動停止させ、エンジン回転速度が低下する過程において、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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）ｎｅと、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置との間に明確な相関関係がある。すなわち、各段階（停止前から２番目、３番目、４番目・・・）の上死点回転速度ｎｅがそれぞれ一定の速度範囲内にあるときに膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ内となる確率が高くなるのである。
【００７７】
この特性を利用し、当実施形態ではエンジン回転速度Ｎｅの低下過程における所定の段階（特に重要なのは停止前から２番目（時点ｔ３））の上死点回転速度ｎｅが一定の速度範囲内となるような制御を行って、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３がより確実に適正停止範囲Ｒ内で停止するような制御を行っている。具体的には、オルタネータ２８の発電量を増減させることによってクランクシャフト３の負荷（エンジン負荷）を調節し、停止前から２番目の上死点回転速度ｎｅ（時点ｔ３）が、３５０±５０ｒｐｍの範囲内となるようにしている。
【００７８】
エンジン回転速度Ｎｅが更に低下し、最後の圧縮上死点通過時期（図６に示す時点ｔ４）を過ぎると、何れの気筒も上死点を通過することがなく、行程の推移はなされなくなる。ピストン１３は、その行程内で減衰振動（逆向きに動くときはクランク軸３が逆転し、エンジンの回転速度Ｎｅが負になる）しつつ狙いの適正停止範囲Ｒに停止しようとする。しかし、このとき吸気行程気筒１２Ｄは吸気動作を行っており、その吸気抵抗が大きいとピストン１３の停止位置がばらつき易くなる。特に、吸気抵抗はピストン１３が下死点側に動くときに大きくなるように作用するので、ピストン１３が狙いよりも上死点寄りに停止し易くなる。吸気行程気筒１２Ｄのピストン１３と膨張行程気筒１２Ａのピストン１３とは同位相で動くので、結局膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が狙いよりも上死点寄りに停止し易くなってしまう。
【００７９】
そこで当実施形態では、時点ｔ４と略同時（やや遅らせても良い）にスロットル弁２３の開度Ｋを図６に示す開度Ｋ１（例えばＫ１＝４０％程度）まで増大させ、吸気行程気筒１２Ｄの吸気抵抗を低減している。これによって膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃにおける吸気流量バランスに影響を及ぼすことなく、そのバランスに応じた狙いの位置にピストン１３がより停止し易くなっている。
【００８０】
なお、このような制御を行うためには、時点ｔ４が最後の圧縮上死点通過時期であることを即時に判別する必要があり、次の（圧縮行程気筒１２Ｃでの）圧縮上死点は通過しないことを時点ｔ４において予測しなければならない。そのため当実施形態では、ＥＣＵ２が最後の上死点通過時期を判別するようにしている。ＥＣＵ２は、各上死点通過時のエンジン回転速度と、予め実験等で求められた所定の回転速度（例えば２６０ｒｐｍ）とを比較し、前者が後者以下となった時点で、それが最後の圧縮上死点通過時期であると判別する。なお、最後の圧縮上死点通過時期における上死点回転速度ｎｅは、高いほど行程後期寄り（膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が下死点寄り、圧縮行程気筒１２Ｃでは上死点寄り）で停止し易くなる。
【００８１】
ところで、エンジン停止直前の膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃの最終吸気行程における吸気流量バランスは、ブースト圧Ｂｔによっても影響を受ける。特に、停止前から２番目の圧縮上死点通過時期（図６の時点ｔ３）は、圧縮行程気筒１２Ｃにおいて最終吸気行程の始点となっており、この時点のブースト圧Ｂｔの影響が大きい。すなわち、このブースト圧Ｂｔが低い（真空側）と、圧縮行程気筒１２Ｃへの吸気流量が少なくなり、結果的に圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３の停止位置が上死点寄り（膨張行程気筒１２Ａでは下死点寄り）となり易い。ブースト圧Ｂｔが高い（大気圧側）と、その逆となる。
【００８２】
従って、最後の上死点通過時期における上死点回転速度ｎｅが高く、また停止前から２番目の圧縮上死点通過時期のブースト圧Ｂｔが低いときは、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が行程後期寄りで停止し易い条件が重なっており、狙いの停止位置（上死点後１００〜１２０°ＣＡ）で停止する可能性が高い。このような条件のときに、時点ｔ３でスロットル弁２３の開度をＫ１まで増大させる制御を行うと、ピストン停止位置がより行程後期寄りとなって、かえって狙いの停止位置から外れてしまう虞がある。そこで当実施形態では、そのような場合には、時点ｔ３におけるスロットル弁２３の開度をＫ１より低開度（または閉止）とされる開度Ｋ２（図６参照）に設定し、吸気流量の増大を抑制することにより、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が下死点寄りになり過ぎないようにしている。
【００８３】
こうして時点ｔ５においてピストン１３が完全に停止するが、その停止直前から停止までのピストン１３の動作をクランク角センサ３０，３１で検出することにより、ＥＣＵ２のピストン位置検出部４５がピストン１３の停止位置を検出する。図７は、その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Ｓ４１）。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。
【００８４】
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。
【００８５】
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Ｓ４２）、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Ｓ４３）。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Ｓ４４）。
【００８６】
エンジンが完全に停止すると、ウォータポンプ５６が停止する。このとき、電動ウォータポンプ５７も停止していると各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内温度は図９の温度特性に示すような変化をする。図９は、エンジン停止からの経過時間と筒内温度との関係を示すグラフであり、エンジン停止時（時点ｔ５）の筒内温度が８０℃であった場合の筒内温度変化の推定値である。
【００８７】
この特性に示すように、エンジンが完全に停止したときに冷却水の流れが停止すると、停止直後に筒内温度が急速に上昇する。そしてエンジン停止後約１０秒でピークとなり、以後は徐々に低下して行く。当実施形態では、エンジン停止に伴って、電動ウォータポンプ５７とファンモータ５２を作動させ、図９の温度特性に示すような急激な温度上昇を緩和するようにしている。この特性は冷却水の温度（エンジン水温）や外気温（吸気温度）等によって異なり、ＥＣＵ２の筒内温度推定部４６はその特性をマップ化したデータを記憶している。
【００８８】
次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。再始動の際は、上述のようにまずスタータによる駆動力付与が必要か否かを判定する。当実施形態では、その判定基準に始動後の第２ＴＤＣを越えるときの残存エネルギを用いている。第２ＴＤＣは、エンジンの正転後に２番目に迎える圧縮上死点（吸気行程気筒１２Ｄにおける最初の圧縮上死点。図１５参照。）である。始動後の膨張行程気筒１２Ａにおける最初の燃焼エネルギは、第１ＴＤＣ（エンジンの正転後に最初に迎える圧縮上死点であって圧縮行程気筒１２Ｃにおける最初の圧縮上死点）と第２ＴＤＣを越えるために消費される。燃焼のみによる始動を成功させるには、第２ＴＤＣを越えるためのエネルギを消費してもなお運動エネルギが残存していることが必須要件となる。
【００８９】
当実施形態では、第２ＴＤＣ時点の残存運動エネルギを予測し、その運動エネルギが所定値（１Ｊ）以下であるときにはスタータモータ３９による駆動力付与が必要であると判定して再始動の初期からスタータモータ３９を作動させるようにしている。
【００９０】
図１０は、第２ＴＤＣ時点の残存運動エネルギを示す特性図であり、（ａ）はエンジン停止時点の筒内温度が比較的低い場合、（ｂ）は比較的高い場合を示す。
【００９１】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第２ＴＤＣ時点の残存運動エネルギは、図９に示す筒内温度の特性と略相反する特性となる。これは、筒内温度が高いほどエンジンの燃焼エネルギが低下するからである。但し、筒内温度が高いほど第２ＴＤＣ時点の残存運動エネルギが大きくなる要因（たとえば摩擦抵抗低減など）もあるので、この特性はそれらを総合して得られるものである。
【００９２】
図１０（ａ）には、３水準の特性（特性１０１、特性１０２、特性１０３）を示す。特性１０１は、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が１２０°ＣＡ（ＡＴＤＣ）のもの、特性１０２は同ピストン停止位置が１００°ＣＡ（ＡＴＤＣ）のもの、特性１０３は、同ピストン停止位置がθ１（ＡＴＤＣ）（１００＜θ１＜１２０）のものである。なお、適正停止範囲Ｒ（補正しない場合）は１００〜１２０°ＣＡ（ＡＴＤＣ）とする。
【００９３】
特性１０１は、エンジン停止からの経過時間に拘わらず全域で第２ＴＤＣ時点の残存運動エネルギ（以下単に残存エネルギとも言う）が１Ｊを越えている。しかし特性１０２は、エンジン停止からの経過時間が１０秒前後の期間（ｔ１１〜ｔ１２）において、残存エネルギが１Ｊ以下となっている。
【００９４】
特性１０３は、残存エネルギの最小値が１Ｊとなるような特性である。
【００９５】
これらの特性図から、適正停止範囲Ｒは、次のように再設定される。エンジン停止時点から時点ｔ１１まで、或いは時点ｔ１２以降に再始動条件が成立したときには、適正停止範囲Ｒは、当初のまま、１００〜１２０°ＣＡ（ＡＴＤＣ）とされる。エンジン停止後、時点ｔ１１〜ｔ１２の期間に再始動条件が成立したときには適正停止範囲Ｒは適正停止範囲Ｒ’に補正される。適正停止範囲Ｒ’は、θ〜１２０°ＣＡ（ＡＴＤＣ）である（但しθは、その時点における残存運動エネルギが１Ｊとなるピストン停止位置であって、１００＜θ＜１２０）。
【００９６】
スタータモータ制御部４２は、再始動条件が成立したとき、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ（補正されたときはＲ’）内にないとき、スタータモータ３９による駆動力付与が必要であると判定して再始動の初期からスタータモータ３９を作動させる。
【００９７】
図１０（ｂ）に示す特性１０１’、１０２’は、（ａ）の特性１０１、１０２に対応するものであるが、（ａ）に比べてエンジン停止時点の筒内温度が高温なので、残存エネルギは全体的に小さくなっている。特に、エンジン停止後、時点ｔ２１〜ｔ２２の期間は、適正停止範囲Ｒの全域において残存エネルギが１Ｊ以下となっている。このような期間に再始動条件が成立すると、スタータモータ制御部４２は、適正停止範囲Ｒ’を０とする補正を行う。つまりピストン停止位置に拘わらず再始動の初期からスタータモータ３９を作動させる。
【００９８】
再始動条件が成立したとき、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ（補正されたときはＲ’）内にあるときには、スタータモータ３９による駆動力付与が不要であり、次のような燃焼のみによる再始動が行われる。
【００９９】
まず圧縮行程気筒１２Ｃでの燃焼を行わせてエンジンを一旦逆回転させてから膨張行程気筒１２Ａでの燃焼を行わせ、正転方向に転じさせる。つまり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１２Ａのピストン１３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。膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒにあって燃焼のための充分な空気量が確保されていることと、その空気がエンジンの逆転によって圧縮されることにより大きな燃焼エネルギが得られる。つまりエンジンを確実に正転方向に転じさせるとともにその後の継続的な運転に円滑に移行させることができる。
【０１００】
しかし、膨張行程気筒１２Ａ内に充分な空気が存在していることが、その空気を強く圧縮することの妨げとなっている。それは、圧縮された空気の圧縮反力が膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を押し戻す方向に作用するからである。
【０１０１】
そこで当実施形態では、膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射時期を遅らせることにより、膨張行程気筒１２Ａ内の空気の圧縮量を増大（密度を増大）させる制御を行っている。燃料噴射時期を遅らせると、ある程度筒内空気が圧縮された状態の気筒内に燃料を噴射することになり、その気化潜熱によって圧縮圧力が減少する。従って同じエンジン逆転のエネルギであればピストン１３がより上死点近くまで移動することができ（ピストンストローク増大）、圧縮空気の密度をより高めることができる。最大の空気密度増大効果を得るためには、燃料噴射時期を、膨張行程気筒１２Ａの圧縮行程中期から後期の前半までに行うのが好ましい。
【０１０２】
一方、燃料噴射時期を遅らせるということは燃料噴射から点火までの時間が短くなることでもあり、点火時の気化が不十分となる虞がある。点火時点までに気化を充分促進させるためには、早期（例えば逆転動作の初期）に燃料噴射を行うことが望ましい。つまり上記空気密度の増大と点火時点の気化促進とは燃料噴射時期に関して相反する要求を有するものである。
【０１０３】
そこで当実施形態では、燃料を分割噴射（２分割）し、前段の燃料噴射を逆転動作の初期に行い、後段の燃料噴射を逆転動作中（望ましくは行程中央の９０°ＣＡよりも上死点寄り）に行うようにしている。すなわち、比較的点火時期までの時間が長い前段の燃料噴射で気化を促進し、後段の燃料噴射によって圧縮空気密度の増大を図っている。
【０１０４】
なお、ＥＣＵ２の燃焼制御部４１は、前段と後段との噴射燃料の比率（分割比）や後段の燃料噴射時期を、膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置や逆転開始時の筒内空気温度（推定値）によって補正し、気化性能を確保しつつ燃焼エネルギを可及的に増大させることができるようにしている。すなわち膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置が適正停止範囲Ｒのうちの比較的下死点寄りにあるとき（比較的筒内空気量が多い）は、比較的上死点寄りにあるとき（比較的筒内空気量が少ない）に比べて後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、比較的筒内空気量が多いときは、その圧縮反力も大きくなるので、後段の燃料噴射量をより多くすることによって効果的に圧縮圧力を低減させ、圧縮空気の密度を増大させるためである。また、筒内空気温度が比較的高いときにも後段の燃料噴射量比率を増大させている。これは、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、気化性能を確保するための前段の燃料噴射をあまり必要としなくなるからである。
【０１０５】
後段の燃料噴射時期に関しては、筒内空気温度が比較的高いときに後段の燃料噴射時期を遅らせている。つまり、筒内空気温度が高いときは燃料の気化性能が高くなっているので、後段の燃料噴射時期を遅らせても点火までの間に気化し易くなっており、その分燃料噴射時期を遅らせることで圧縮空気密度の更なる増大を図っている。
【０１０６】
上記のような制御を含むエンジン再始動時の制御動作を図１１以降に示すフローチャートに基づいて説明する。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Ｓ１）、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Ｓ１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、エンジン停止からの経過時間を算出（ステップＳ２）し、その経過時間、油水温、ピストン停止位置から、第２ＴＤＣ時点の残存エネルギを算出する（ステップＳ３）。この残存エネルギは、予め実験等の結果に基づいて設定されたマップＭ９（図１０に相当する特性マップ）を参照することにより求められる。
【０１０７】
そして、残存運動エネルギが所定値（１Ｊ）以下であるとき（ステップＳ４でＹＥＳであって、ピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ或いは適正停止範囲Ｒ’にないとき）にはスタータ併用による再始動が実施され（ステップＳ５）、そうでないとき（ステップＳ４でＮＯ）には燃焼のみによる再始動が実行される。
【０１０８】
図１２〜図１４は、図１１のステップＳ６に相当する燃焼のみによる再始動のサブルーチンである。このルーチンがスタートすると、まず筒内温度推定部４６が、エンジン水温、停止時間（自動停止からの経過時間）、吸気温度などから筒内温度を推定する（ステップＳ１０２）。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圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａ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の停止位置から圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａ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から停止するので膨張行程気筒１２Ａ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１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａ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。
【０１０９】
次に、ピストン停止位置が、圧縮行程気筒１２Ｃにおける適正停止範囲Ｒ（上死点前ＢＴＤＣ６０〜８０°ＣＡ）または補正された適正停止範囲Ｒ’のうち、比較的下死点ＢＤＣ側であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０４）。
【０１１０】
ステップＳ１０４でＹＥＳと判定され、比較的空気量が多いときは、ステップＳ１０５に移行して、上記ステップＳ１０３で算出された圧縮行程気筒１２Ｃの空気量に対してλ（空気過剰率）＞１なる空燃比（たとえば空燃比＝２０程度）となるように燃料を噴射させる（１回目の燃料噴射）。この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１回目用空燃比マップＭ１から求められる。λ＞１というリーン空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が多いときであっても、逆転のための燃焼エネルギが過多となることなく、逆転し過ぎる（圧縮行程気筒１２Ｃにおいて、下死点側に動いたピストン１３が下死点を通過して、吸気行程まで逆転してしまう）ことを防止している。
【０１１１】
一方ステップＳ１０４でＮＯと判定され、比較的空気量が少ないときは、ステップＳ１０６に移行して、上記ステップＳ１０３で算出された圧縮行程気筒１２Ｃの空気量に対してλ≦１なる空燃比となるように燃料を噴射させる（１回目の燃料噴射）。この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１回目用空燃比マップＭ２から求められる。λ≦１という理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比とすることにより、比較的圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が少ないときであっても、逆転のための燃焼エネルギを充分得ることができる。
【０１１２】
次にステップＳ１０７に移行し、圧縮行程気筒１２Ｃへの１回目燃料噴射から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。そして、点火してから一定時間内にクランク角センサ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Ｓ１０８）、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、圧縮行程気筒１２Ｃに対して再点火を繰り返し行う（ステップＳ１０９）。
【０１１３】
クランク角センサ３０，３１のエッジが検出され、ピストン１３が動いたと判定されると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、ピストン停止位置および上記ステップＳ１０２で推定した筒内温度に基いて、膨張行程気筒１２Ａに対する分割燃料噴射の分割比（前段噴射（１回目）と後段噴射（２回目）との比率）を算出する（ステップＳ１２１）。膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が下死点寄りであるほど、また筒内温度が高いほど、後段の噴射比率を大きくする。
【０１１４】
次に上記ステップＳ１０３で算出した膨張行程気筒１２Ａの空気量に対して所定の空燃比（λ≦１）となるように燃料噴射量を算出する（ステップＳ１２２）。この際の空燃比はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒用空燃比マップＭ３から求められる。
【０１１５】
次に、ステップＳ１２２で算出された膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射量とステップＳ１２１で算出された分割比とによって、膨張行程気筒１２Ａに対する前段（１回目）の燃料噴射量を算出し、噴射する（ステップＳ１２３）。
【０１１６】
次に、上記ステップＳ１０２で推定された筒内温度に基づき、膨張行程気筒１２Ａに対する後段（２回目）の燃料噴射時期を算出する（ステップＳ１２４）。この２回目の噴射時期は、ピストン１３が上死点側への移動（エンジンの逆転）を開始した後の、筒内空気が圧縮されている時期であるとともに、噴射燃料の気化潜熱が圧縮圧力を効果的に減少させる（ピストン１３を可及的に上死点へ近づける）ように、かつこの２回目の噴射燃料が点火時期までに気化する時間が可及的に長くなるように設定される。
【０１１７】
次に、ステップＳ１２２で算出された膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射量とステップＳ１２１で算出された分割比とによって、膨張行程気筒１２Ａに対する後段（２回目）の燃料噴射量を算出し（ステップＳ１２５）、上記ステップＳ１２４で算出された２回目の噴射時期に噴射する（ステップＳ１２６）。
【０１１８】
膨張行程気筒１２Ａへの２回目の燃料噴射後、所定のディレー時間経過後に点火する（ステップＳ１２７）。所定のディレー時間はピストンの停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒点火ディレーマップＭ４から求められる。この点火による膨張行程気筒１２Ａでの初回燃焼により、エンジンは逆転から正転に転ずる。従って圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３は上死点側に移動し、内部のガス（上記ステップＳ１０７の点火によって燃焼した既燃ガス）を圧縮し始める。
【０１１９】
次に、燃料気化時間を考慮に入れ、圧縮行程気筒１２Ｃに２回目の燃料を噴射する（ステップＳ１２８）。この際の燃料噴射量は、１回目の噴射量とを合計した噴射量に基づく全体の空燃比が可燃空燃比（下限は７〜８）よりも更にリッチ（例えば６程度）になるように、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２回目用空燃比マップＭ５から求められる。この圧縮行程気筒１２Ｃの２回目の噴射燃料の気化潜熱によって、圧縮行程気筒１２Ｃ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できる。
【０１２０】
なお、この圧縮行程気筒１２Ｃへの２回目の燃料噴射は、専ら筒内の圧縮圧力を低減させるためになされるものであって、これに対する点火、燃焼は行われない（可燃空燃比よりもリッチなので自着火も起こらない）。この不燃燃料は、その後、排気通路２２に設けられた図外の触媒において吸蔵されている酸素と反応し、無害化して排出される。
【０１２１】
上記のように圧縮行程気筒１２Ｃでの２回目の噴射燃料は燃焼しないので、膨張行程気筒１２Ａでの最初の燃焼に続く次の燃焼は、吸気行程気筒１２Ｄ（停止時に吸気行程にあった＃４気筒。図１５参照。）での最初の燃焼である。吸気行程気筒１２Ｄのピストン１３が圧縮上死点を越えるためのエネルギとして、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギの一部が充てられる。つまり膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギは、圧縮行程気筒１２Ｃが圧縮上死点を乗り超えるためと吸気行程気筒１２Ｄが圧縮上死点を越えるためとの両方に供される。
【０１２２】
従って、円滑な始動のためには吸気行程気筒１２Ｄが圧縮上死点を越えるためのエネルギが小さいことが望ましい。以下のステップＳ１４０〜Ｓ１４４は、次の吸気行程気筒１２Ｄでの燃焼を行うにあたり、圧縮上死点を越えるためのエネルギを可及的に小さくするための制御である。
【０１２３】
まずステップＳ１４０で、筒内空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒１２Ｄの空気量を算出する。次に、ステップＳ１０２で推定した筒内温度に基いて、自着火防止のための空燃比補正値を算出する（ステップＳ１４１）。すなわち自着火が起こると、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。これはその分圧縮上死点を越えるためのエネルギを多く消費するので望ましくない。そこでこの逆トルクを抑制するために空燃比をリーン側に補正し、自着火が起こらないようにするのである。
【０１２４】
次に、上記ステップＳ１４０で算出した吸気行程気筒１２Ｄの空気量と、上記ステップＳ１４１で算出した空燃比補正値を考慮した空燃比とから、吸気行程気筒１２Ｄへの燃料噴射量を算出する（ステップＳ１４２）。
【０１２５】
そして吸気行程気筒１２Ｄ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するように（つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギを低減するように）、圧縮行程の後期まで遅延してなされる（ステップＳ１４３）。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いて算出される。
【０１２６】
次に、上記逆トルクの発生を抑制するため、点火時期を上死点以降に遅延して点火する（ステップＳ１４４）。以上の制御によって、吸気行程気筒１２Ｄ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、上死点を過ぎた時点で燃焼エネルギによる正転方向のトルクが発生するようになる。
【０１２７】
ステップＳ１４４の後、通常の制御に移行しても良いが、当実施形態では更に吹上がり抑制制御を行っている。ここで言う吹上がりとは、吸気行程気筒１２Ｄでの初回燃焼以降、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。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（吸気行程気筒１２Ｄでの初回燃焼以降）の各気筒での燃焼エネルギが通常のアイドル運転時の燃焼エネルギに比べて一時的に大きくなることによって起こる。そこで以降のステップＳ１４５〜Ｓ１５８で、この吹上がりを抑制する制御を行っている。
【０１２８】
まずオルタネータ２８の発電を開始する（ステップＳ１４５）。その目標電流値はＥＣＵ２の発電量制御部４４によって通常より高めに設定される。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）が増大するので、吹上がりが抑制される。
【０１２９】
次に吸気圧センサ２６によって検知される吸気圧が、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る（ステップＳ１５０）。ここでＹＥＳと判定されると、吹上がりが起こり易い状態となっているので、スロットル弁２３の開度を通常のアイドル運転時におけるスロットル開度よりも更に小さくし（ステップＳ１５１）、燃焼エネルギの発生量を抑制する。
【０１３０】
次に排気通路２２に設けられた触媒の温度が活性温度以下であるか否かが判定され（ステップＳ１５２）、ＹＥＳと判定されれば目標空燃比をλ≦１なるリッチ空燃比に設定するとともに（ステップＳ１５３）、点火時期を上死点以降に遅延させる（ステップＳ１５４）。こうすることにより、触媒の温度上昇が促進されるとともに、点火時期の遅延によって燃焼エネルギの発生量が抑制される。
【０１３１】
遡って、ステップＳ１５２でＮＯと判定されたときは、目標空燃比をλ＞１なるリーン空燃比に設定して（ステップＳ１５８）燃焼させる。このリーン燃焼によって燃料の消費を抑制しつつ燃焼エネルギの発生量を抑制することができる。
【０１３２】
ステップＳ１５４またはステップＳ１５８の後はステップＳ１５０に戻り、ＮＯと判定されるまで上記制御を繰り返す。ステップＳ１５０でＮＯと判定されると、もはや吹上がりの虞がないので、オルタネータ２８の発電量も含めて通常制御に移行する（ステップＳ１６０）。
【０１３３】
上記の再始動制御が実行されることにより、図１５に示すように、先ず圧縮行程気筒１２Ｃ（＃３気筒）において１回目の燃料噴射Ｊ３が行われ、点火によって燃焼が行われる。この燃焼による燃焼圧（図１５中のａ部分）で、圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３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る。ここで、圧縮行程気筒１２Ｃの１回目の燃料噴射Ｊ３が、比較的空気量の多いときにはリーン空燃比（λ＞１）、少ないときには理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比（λ≦１）となるように噴射されるので、エンジン逆転のための適度な燃焼エネルギ、すなわち膨張行程気筒１２Ａ内の空気を充分圧縮しつつも、その圧縮上死点を超えて逆転し過ぎることのない程度の燃焼エネルギを得ることができる。
【０１３４】
エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒１２Ａ（＃１気筒）のピストン１３が上死点方向に動き始める。またその直後に膨張行程気筒１２Ａでの１回目（前段）の燃料噴射Ｊ１が行われ、気化し始める。
【０１３５】
そして、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点側（望ましくは行程中央より上死点寄り）に移動し、筒内の空気が圧縮された時点で２回目（後段）の燃料噴射Ｊ２が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン１３がより上死点に近づくので圧縮空気（混合気）の密度が増大する（図１５中のｂ部分）。
【０１３６】
そして膨張行程気筒１２Ａのピストン１３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が行われて、気化が促進された１回目の噴射燃料（Ｊ１）と２回目の噴射燃料（Ｊ２）とが燃焼し、その燃焼圧（図１５中のｃ部分）でエンジンが正転方向に駆動される。
【０１３７】
さらに、圧縮行程気筒１２Ｃに対して適当なタイミングで可燃空燃比よりもリッチな燃料が噴射（Ｊ４）されることにより、この圧縮行程気筒１２Ｃでは燃焼させないものの、燃料噴射による気化潜熱によって該圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮圧力を低減させる（図１５中のｄ部分）。これにより、当該圧縮上死点（始動開始から最初の圧縮上死点）を超えるために消費される膨張行程気筒１２Ａの最初の燃焼エネルギを低減することができる。
【０１３８】
さらに、次の燃焼気筒である吸気行程気筒１２Ｄにおける燃料噴射（Ｊ５）の時期を、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度、および圧縮圧力を低下させる適正なタイミング（例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、該吸気行程気筒１２Ｄの圧縮行程での（圧縮上死点前での）自着火が防止される。また、該吸気行程気筒１２Ｄの点火時期が圧縮上死点以降に設定されていることも相俟って、圧縮上死点前での燃焼が防止される（図１５中のｅ部分）。つまり燃料噴射（Ｊ５）による圧縮圧力の低減と圧縮上死点前の燃焼を行わないことにより、当該圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を超えるために消費される膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギを低減することができる。
【０１３９】
こうして膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギによって、再始動開始後の最初の圧縮上死点（第１ＴＤＣ）と２番目の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）とを超えることができ、円滑で確実な始動性を確保することができる。
【０１４０】
それ以降は、触媒の温度に応じて空燃比をリーン（λ＞１）にしたり点火時期を遅延させたりして吹上がりを防止しつつ通常運転に移行する。
【０１４１】
図１６は、図１１のステップＳ５に相当するスタータ併用による再始動のサブルーチンである。スタータを併用する場合は、エンジンの逆転を行わず、最初からエンジンを正転方向に作動させるように制御される。
【０１４２】
このルーチンがスタートすると、まずスタータモータ３９を駆動する（ステップＳ２０１）。次にピストン停止位置より圧縮行程気筒１２Ｃ、膨張行程気筒１２Ａの空気量を算出し（ステップＳ２０２）、圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａに燃料を噴射する。その際の空燃比は、λ＝１とされる（ステップＳ２０３）。
【０１４３】
次に膨張行程気筒１２Ａで点火し（ステップＳ２０４）燃焼させ、続いて圧縮行程気筒１２Ｃで点火し（ステップＳ２０５）、燃焼させる。
【０１４４】
さらに筒内空気密度の推定値から吸気行程気筒１２Ｄの空気量を算出し（ステップＳ２０６）、その吸気行程気筒１２Ｄに燃料を噴射（λ＝１）し（ステップＳ２０７）、点火させて（ステップＳ２０８）燃焼させる。
【０１４５】
以下順次各気筒での燃焼を行わせ、エンジンの回転速度Ｎｅが所定の回転数Ｎ２に達した時点（ステップＳ２０９でＹＥＳ）でスタータを停止させる（ステップＳ２１０）。その後、図１４のステップＳ１４５にリターンし、吹上がりを抑制しつつ通常制御に移行する。
【０１４６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能である。たとえば、当実施形態の燃焼のみによる再始動において、エンジンを一旦逆転させるようにしているが、必ずしもそのようにする必要はなく、最初から正転方向に作動させるようにしても良い。
【０１４７】
また、上記実施形態では再始動時の膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のための燃料噴射を分割噴射（Ｊ１＋Ｊ２）としたが、これを、気化潜熱による圧縮圧力の低減と気化性能の確保とが可及的に両立できるタイミング（所定燃料噴射時期）を実験等によって策定し、この所定燃料噴射時期における１回の燃料噴射としても良い。
【０１４８】
冷却水回路Ｌは、電動ウォータポンプ５７を設けず、ウォータポンプ５６のみによって循環するものとしても良い。その場合、エンジン停止後の所定期間（図１０の時点ｔ１１〜ｔ１２に相当する期間）に、ピストン停止位置に拘わらずスタータモータ３９を作動させるようにしても良い。また、エンジンが高負荷運転状態の後に自動停止を行った場合にスタータモータ３９による駆動力付与の要否判定を行うようにしても良い。
【０１４９】
エンジンを自動停止させる制御は上記実施形態に限るものではなく、適宜設定して良い。但し再始動性を高めるためには、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン１３の停止位置が行程中央よりよやや下死点寄り（圧縮行程気筒１２Ｃにおいては行程中央よりやや上死点寄り）となるような制御であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【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】当実施形態のエンジンの冷却系回路構成図である。
【図４】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５】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６】図５の部分拡大図であり、さらにクランク角および各気筒の行程推移を示すタイムチャートである。
【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】エンジン停止からの経過時間と筒内温度推定値との関係を示すグラフである。
【図１０】エンジン始動後の第２ＴＤＣ（圧縮上死点）時点の残存運動エネルギを示す特性図であって、（ａ）はエンジン停止時点の筒内温度が比較的低温の場合、（ｂ）は比較的高温の場合を示す。
【図１１】エンジン再始動時の制御動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示すフローチャートの一部を示すサブルーチンであり、燃焼のみによるエンジン再始動時の制御動作を示す（１／３）。
【図１３】図１１に示すフローチャートの一部を示すサブルーチンであり、燃焼のみによるエンジン再始動時の制御動作を示す（２／３）。
【図１４】図１１に示すフローチャートの一部を示すサブルーチンであり、燃焼のみによるエンジン再始動時の制御動作を示す（３／３）。
【図１５】燃焼のみによる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１６】図１１に示すフローチャートの一部を示すサブルーチンであり、スタータ併用によるエンジン再始動時の制御動作を示す。
【符号の説明】
【０１５１】
１２Ａ    ＃１気筒（膨張行程気筒）
１２Ｂ    ＃２気筒（排気行程気筒）
１２Ｃ    ＃３気筒（圧縮行程気筒）
１２Ｄ    ＃４気筒（吸気行程気筒）
１３    ピストン
３３    水温センサ
３９    スタータモータ
４２    スタータモータ制御部（スタータモータ制御手段）
４５    ピストン位置検出部（ピストン位置検出手段）
５０    ラジエータ
５６    ウォータポンプ（冷却水循環手段）
５７    電動ウォータポンプ（冷却水強制循環手段）
Ｒ    ピストンの適正停止範囲
Ｒ’    ピストンの適正停止範囲（補正後）
【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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