JP4604948B2 - 多気筒エンジンの始動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの始動装置に関し、エンジンのアイドル運転状態等において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エンジンを自動的に停止させるとともに、この状態で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。
近年、燃費の低減および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の方式としては、特許文献１に開示された先行技術のように、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、圧縮行程で停止した気筒（この明細書において「圧縮行程気筒」という）の混合気を点火して、一旦エンジンを逆転させ、次いで膨張行程で停止した気筒（この明細書において「膨張行程気筒」という）に燃料を噴射し、点火してエンジンを自動的に再始動させるように構成されたいわゆる逆転再始動方式のものと、特許文献２、３に開示されているように、単に膨張行程で停止した気筒に燃料を噴射して点火するいわゆる正転再始動方式のものとがある。特に、特許文献３には、正転再始動方式において、スタータと燃焼併用の始動装置が開示されている。
特開２００４−３２４４７９公報 特開２００４−３２４４７９公報 特開２００４−３１６４５５公報
上述した各再始動方式の何れにおいても、再始動したエンジンが２回の圧縮行程を迎えるときの負荷が最も大きい。この２回目の圧縮行程をスムーズに乗り越えるためには、初回の燃焼時のピストン位置が非常に重要な要因となる。しかるに従来の始動装置では、単に自動停止するピストンの位置を推定しているに過ぎず、積極的に再始動時に最初に混合気が着火される気筒（この明細書において「初回燃焼気筒」という）の運動エネルギーを高めるものではなかった。そのため、再始動時に始動トルクのばらつきが大きくなり、スタータのアシストなしに再始動の成功率を高めることが困難であった。
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、初回燃焼気筒での緩慢燃焼により混合気の燃焼のみによって可及的に再始動を可能とすることのできるエンジンの始動装置を提供することを課題としている。
上記課題を解決するために本発明は、多気筒エンジンの燃焼室に燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁を備え、予め設定された多気筒エンジンの自動停止条件が成立したときに、当該多気筒エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止して前記多気筒エンジンを自動的に停止させるとともに、再始動条件が成立した場合に少なくとも膨張行程気筒の混合気を燃焼させて、前記多気筒エンジンを再始動させる多気筒エンジンの始動装置において、再始動時に最初に混合気を燃焼させる初回燃焼気筒を前記多気筒エンジンの自動停止動作中に予測する初回燃焼気筒予測手段と、空気密度を推定する空気密度推定手段と、前記多気筒エンジンの自動停止動作中において、少なくとも空気密度推定手段に推定された空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御中の最後の吸気行程で初回燃焼気筒に燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段とを備えていることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置である。この態様では、エンジンを自動停止させる過程で初回燃焼気筒（正転再始動方式の場合には膨張行程気筒、逆転再始動方式の場合には圧縮行程気筒）が推定されるとともに、少なくとも空気密度推定手段に推定された空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御中の最後の吸気行程で初回燃焼気筒に燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御しているので、高地走行時等の空気密度が比較的低い場合、初回燃焼気筒内は、混合気の均質化が促進され噴霧による乱れも生じなくなっている。これにより、例えば初回燃焼気筒が圧縮行程気筒である場合に、単に圧縮行程気筒の停止位置を上死点寄りに制御するばかりでなく、再始動時に圧縮行程気筒の混合気が点火された際、自動停止後再始動まで相当時間が経過している場合や空気密度が低い環境下であっても、緩慢な燃焼特性を得ることができるので、混合気の燃焼による熱が筒内壁面から放出されることによって生じる熱損失も緩やかになり、比較的多くの燃焼エネルギーを運動エネルギーに変換することが可能になる。このため少ない空気重量での緩慢燃焼により比較的大きな逆転運動エネルギーを確保することができるとともに、この緩慢燃焼による比較的大きな逆転運動エネルギーによって膨張行程気筒の運動エネルギーをより高めることが可能になる。この結果、２回目の圧縮行程を越えるのに充分な運動エネルギーを確保することが可能になる。
好ましい態様において、自動停止される初回燃焼気筒のピストン停止位置が行程中央よりも上死点側の所定クランク角度範囲になるように位置制御する停止位置制御手段を備えている。この態様では、初回燃焼気筒が上死点寄りに停止されることにより、当該初回燃焼気筒のピストンストロークを大きく設定し、再始動時における運動エネルギーを高めることが可能になる。
好ましい態様において、停止時間を計測する停止時間計測手段を設け、前記燃料噴射制御手段は、計測された停止時間が所定値以上経過した場合には、再始動条件成立後に、初回燃焼気筒に対し燃料噴射を実行するように燃料噴射弁を制御するものである。この態様では、長期間の自動停止によって筒内が希釈化した場合でも、確実に再始動用の燃焼エネルギーを確保し、再始動時の逆転トルクを確保することが可能になる。
好ましい態様において、上記初回燃焼気筒は、自動停止した多気筒エンジンを一旦逆転させるために着火される圧縮行程気筒であり、前記燃料噴射制御手段は、エンジンが上死点を通過する際の上死点回転速度とブースト圧とに基づき前記多気筒エンジンの自動停止時に圧縮行程気筒が所定クランク角度範囲よりも下死点側で停止することが推定される場合には、当該圧縮行程気筒に対し、停止制御中に追加の燃料を噴射するように、燃料噴射弁を制御するものである。この態様では、逆転始動方式において、気筒停止位置制御手段が推定された初回燃焼気筒としての圧縮行程気筒において、圧縮行程で噴射された燃料の気化潜熱による冷却で筒内圧力が低下することにより、ピストンの停止位置を作動行程の中間から上死点寄りに微調整することが可能になる。この結果、前記自動停止状態における膨張行程気筒のシリンダ容積が、当該自動停止状態における圧縮行程気筒のシリンダ容積より多くなるように制御することが可能になる。
以上説明したように、本発明によれば、所定の条件下で自動停止制御中に初回燃焼気筒に対して噴射された燃料が気化霧化することにより、当該初回燃焼気筒における混合気の均質化を促進することができるので、再始動時に急速燃焼を来すことを防止し、緩慢燃焼による運動エネルギーを確実に確保することができるので、２回目の圧縮行程を越えるのに充分な運動エネルギーを確保することが可能になる結果、初回燃焼気筒での緩慢燃焼により混合気の燃焼のみによって可及的に再始動可能とすることができるという顕著な効果を奏する。
図１および図２は本発明に係る４サイクル火花点火式エンジン１の概略構成を示している。このエンジン１は、シリンダヘッド１０およびシリンダブロック１１を有しており、ＥＣＵ２によって制御される構成になっている。前記エンジン１には、四つの気筒（第１気筒１２Ａ、第２気筒１２Ｂ、第３気筒１２Ｃおよび第４気筒１２Ｄ）が設けられるとともに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、クランクシャフト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。
前記各気筒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、エンジン１には、前記燃焼室１４の側方に配置され、燃焼室１４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１６ａを備えた燃料供給システム１６が設けられている。燃料供給システム１６には、図略の電動高圧ポンプが設けられており、この電動高圧ポンプから吐出された燃料タンクの燃料が分配管を介して燃料噴射弁１６ａに噴射されるように構成されている。電動高圧ポンプは、ＥＣＵ２によって、エンジン１の運転状態に応じ、例えば３ＭＰａから１３ＭＰａまでの範囲で燃圧を調整可能に構成されている。なお、燃料供給システムについては、例えば本件出願人が先に提案している特開２００２−２４２７３８号公報に開示されているものと同等のものを適用可能であるので、その詳細については説明を省略する。
燃料噴射弁１６ａは、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、前記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前記点火プラグ１５の電極付近に向けて噴射するように構成されている。
前記各気筒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。前記吸気弁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。
前記吸気ポート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。前記吸気ポート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、吸気の温度を検知する吸気温センサ２９、大気の空気密度を検出するための大気圧センサＳＷ１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。
一方、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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、前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触媒であってもよい。
図２において、３８は上記排気通路２２に導出された排気ガスを吸気通路２１に還流する排気還流通路であり、この排気還流通路３８には排気ガスの還流量を調節するためのＥＧＲ弁３９が設けられている。
また、前記エンジン１には、タイミングベルト等によりクランクシャフト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に入力される前記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。
さらに、エンジン１には、クランクシャフト３の回転角を検出する２つのクランク角度センサ３０、３１が設けられ、一方のクランク角度センサ３０から出力される検出信号に基づいてエンジン回転速度Ｎｅが検出されるとともに、後述するように前記両クランク角度センサ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シャフト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。
さらに、エンジン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１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。
ＥＣＵ２は、エンジン１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。本実施形態のＥＣＵ２は、予め設定されたエンジン１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１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１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。
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、クランク角度センサ３０、３１、カム角センサ３２、水温センサ３３、アクセル開度センサ３４、および大気圧センサＳＷ１からの各検知信号が入力されるとともに、燃料供給システム１６（燃料噴射弁１６ａ）、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のそれぞれに各駆動信号を出力する。ＥＣＵ２は、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、筒内温度推定部４６、空気密度推定部４７、および排気還流制御部４８を機能的に含んでいる。
燃料噴射制御部４１は、燃料噴射タイミングと、各噴射における燃料噴射量と、燃圧とを設定して、その信号を燃料供給システム１６に出力する燃料噴射制御手段である。特に本実施形態では、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。燃料噴射制御部４１は、その分割噴射タイミングの設定や、燃料配分の設定も行う。
点火制御部４２は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに対して適切な点火タイミングを設定し、各点火装置２７に点火信号を出力する。
吸気流量制御部４３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。特に本実施形態では、後述するようにエンジン１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。吸気流量制御部４３は、その際のスロットル弁２３の開度調節も行う。
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。特に本実施形態では、後述するようにエンジン１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。その際、発電量制御部４４は、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１の負荷を増大させ、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。
ピストン位置検出部４５は、クランク角度センサ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度（°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本明細書においてもピストン位置をクランク角度で表す。本実施形態では、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。
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１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。特に本実施形態では、後述するように、エンジン１の再始動に際してエンジン１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。
空気密度推定部４７は、前記吸気温センサ２９と大気圧センサＳＷ１の出力から大気の空気密度を推定し、エンジン１の自動制御の際に燃料噴射タイミングのパラメータを出力するためのものである。
排気還流制御部４８は、上記ＥＧＲ弁３９を駆動して排気還流通路３８を開閉するためのものである。
以上のような構成のＥＣＵ２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１の再始動時には、最初に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シャフト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、クランクシャフト３に正転方向の駆動トルクを与えてエンジン１を再始動させるように構成されている。
前記のようにして再始動モータ等を使用することなく、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１を適正に再始動させるためには、前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（本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上死点を越えるようにしなければならない。従って、膨張行程気筒内に充分な空気量を確保し、さらには、急速燃焼を実現して熱エネルギーから運動エネルギーへの変換を迅速化させる必要がある。
図３（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、前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シャフト３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。
これに対して前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度が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度が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前記初回の燃焼によりクランクシャフト３を少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、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保することにより、クランクシャフト３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１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）。
そこで、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４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５は、図４の時点ｔ１付近以降の拡大図であり、図４に加えてクランク角度ＣＡおよび各気筒の行程推移チャートを示す。
以下、説明を簡潔にするため、第１気筒１２Ａが膨張行程気筒、第２気筒１２Ｂが排気行程気筒、第３気筒１２Ｃが圧縮行程気筒、第４気筒１２Ｄが吸気行程気筒であるものとする。
図７は、クランク角度信号の出力信号を示す説明図、図８は、エンジン自動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。
ＥＣＵ２は、エンジン１の自動停止条件が成立した時点ｔ０、すなわち、図９のステップＳ１において、フラグがＯＮの場合、エンジン１の目標速度を、エンジン１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１では前記目標速度（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。
そしてエンジン回転速度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回転速度Ｎｅを低下させる。また、エンジン１を自動停止させる制御動作の初期段階である前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１の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、前記時点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４および図５は前者の場合を示している。
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。
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シャフト３の回転抵抗を低減し、エンジン回転速度Ｎｅの速度が早く低下し過ぎないようにしている。
こうして時点ｔ１で燃焼噴射を停止するとエンジン回転速度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１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およびサージタンク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５に示す場合では第４気筒１２Ｄ、第２気筒１２Ｂ、第１気筒１２Ａ、第３気筒１２Ｃの順となる。ここで、時点ｔ１および時点ｔ２の設定を前記のようにすることによって、第３気筒１２Ｃ（圧縮行程気筒）よりも第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。
時点ｔ１以降はエンジン１が惰性で回転するため、エンジン回転速度Ｎｅが次第に低下し、やがて時点ｔ５で停止するが、このエンジン回転速度Ｎｅの低下は、図４および図５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。
図５に示すクランク角度ＣＡのタイムチャートは、実線が第１気筒１２Ａおよび第４気筒１２Ｄの上死点（ＴＤＣ）を０°ＣＡとした場合のクランク角度を示し、一点鎖線が第２気筒１２Ｂおよび第３気筒１２Ｃの上死点を０°ＣＡとした場合のクランク角度を示している。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１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（クランク角度＝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。
この何れかの気筒が圧縮上死点となるタイミングは、前記エンジン回転速度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。
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が上死点を越えることなく押し返されてクランクシャフト３が逆転する。このクランクシャフト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シャフト３が再び正転し始め、このクランクシャフト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１の摩擦等の影響を受け、前記最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ４のエンジン１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。
従って、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、且つ膨張行程気筒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で前記スロットル弁２３を閉止してその開度Ｋを低減することにより前記吸入空気量を調節するようにしている。
ところで、このようにしてエンジン１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は、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。
この特性を利用し、本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。
エンジン回転速度Ｎｅがさらに低下し、最後の圧縮上死点通過タイミング（図５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シャフト３が逆転し、エンジン回転速度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やすくなる。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やすくなる。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やすくなってしまう。
そこで本実施形態では、時点ｔ４と略同時（やや遅らせてもよい）にスロットル弁２３の開度Ｋを図５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がより停止しやすくなっている。
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タイミング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。そのため本実施形態では、ＥＣＵ２が最後の上死点通過タイミング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タイミングであると判別する。なお、最後の圧縮上死点通過タイミング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）で停止しやすくなる。
ところで、エンジン自動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タイミング（図５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）となりやすい。ブースト圧Ｂｔが高い（大気圧側）と、その逆となる。
従って、最後の上死点通過タイミング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タイミングのブースト圧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やす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。そこで本実施形態では、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５参照）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。
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度センサ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６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クランク角度信号ＣＡ１（クランク角度センサ３０からの信号）および第２クランク角度信号ＣＡ２（クランク角度センサ３１からの信号）に基づき、第１クランク角度信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角度信号ＣＡ２がLowであるか否か、または第１クランク角度信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角度信号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１の停止動作時における前記信号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１が正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する。
すなわち、エンジン１の正転時には、図７（Ａ）のように、第１クランク角度信号ＣＡ１に対して第２クランク角度信号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クランク角度信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角度信号ＣＡ２がLow、第１クランク角度信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角度信号ＣＡ２がHighとなる。一方、エンジン１の逆転時には、図７（Ｂ）のように、第１クランク角度信号ＣＡ１に対して第２クランク角度信号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１の正転時とは逆に第１クランク角度信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角度信号ＣＡ２がHigh、第１クランク角度信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角度信号ＣＡ２がLowとなる。
そこで、ステップＳ４１の判定がＹＥＳであれば、エンジン１の正転方向のクランク角度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、前記ＣＡカウンタをダウンする（ステップＳ４３）。そして、エンジン自動停止後に前記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）。
エンジン１が完全に停止すると、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内温度は図８の温度特性に示すような変化をする。図８は、エンジン自動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、エンジン自動停止時（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。
この特性に示すように、エンジン１が完全に停止すると冷却水の流れが停止するので、停止直後に筒内温度が急速に上昇する。そしてエンジン自動停止後約１０秒でピークとなり、以後は徐々に低下して行く。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。なお、初回燃焼気筒（逆転再始動方式の場合には圧縮行程気筒１２Ｃ、正転再始動方式の場合には膨張行程気筒１２Ａ）に関しては、所定の場合にタイミングｔ３以降に燃料が噴射されることから、その場合にはＴ１２Ｃの特性を取ることとなり、そのような特性がこのグラフに対応する制御マップに記憶されている。
なお、エンジン自動停止動作期間中にスロットル弁２３の開度Ｋを増大させることにより掃気が促進されるので、触媒３７に充分な量の新気が供給される。従ってエンジン自動停止中は触媒３７の酸素吸蔵量が充分に多い状態となっている。
次に、エンジン１の再始動時の制御について説明する。再始動の際は、上述のようにまず圧縮行程気筒１２Ｃでの燃焼を行わせてエンジン１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１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１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ーが得られる。つまりエンジン１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。
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。
そこで本実施形態では、膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射タイミング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。燃料噴射タイミングを遅らせると、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１の逆転のエネルギーであればピストン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。
上記ＥＣＵ２の自動停止制御手段によりエンジン１を自動停止させる際の制御動作を、図９〜図１３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、エンジン１の自動停止制御を実行することが可能な運転状態にあるか否かを示す自動停止許可フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１）。この自動停止許可フラグは、車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、且つエアコンがＯＦＦ状態にある等の条件が全て満たされている場合に、エンジン１の自動停止制御を実行することが可能な状態にあると判断してＯＮ状態となるように設定されている。
上記ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合には、アクセル開度センサ３４がＯＦＦ状態であるか否かを判定し（ステップＳ２）、ＹＥＳと判定されて車両が所定の減速状態にあることが確認された場合には、さらにブレーキが踏み込まれているか否かを判定する（ステップＳ３）。本実施形態では、ステップＳ２、Ｓ３の判定が何れもＹＥＳの場合にのみ、次のステップＳ４に移行し、それ以外の場合には、ステップＳ２に復帰して、実質的に自動停止条件が成立するのを待機する。
ステップＳ２およびＳ３が何れも成立した場合、エンジン回転速度Ｎｅが、予め１１００ｒｐｍ程度に設定された減速時燃料カット実行判定用の判断基準値ＦＣ・ＯＮよりも大きいか否かを判定し（ステップＳ４）、ＹＥＳと判定された場合には、減速時燃料カットを実行する（ステップＳ５）。次いで、エンジン回転速度Ｎｅが、予め９００ｒｐｍ程度に設定された燃料復帰用の判断基準値Ｆ／Ｃ・ＯＦＦ以下に低下したか否かを判定し（ステップＳ６）、ＹＥＳと判定された時点で、上記減速時の燃料カット（ＦＣ）を終了して通常の燃料噴射状態に復帰し（ステップＳ７）、ステップＳ８に移行する。他方、ステップＳ４において、エンジン回転速度Ｎｅが、減速時燃料カット実行判定用の判断基準値ＦＣ・ＯＮ以下であると判定された場合には、燃料カット制御（ステップＳ５〜Ｓ７）をバイパスし、直ちにステップＳ８に移行する。
ステップＳ８においては、現在、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内の空燃比が理論空燃比よりもかなり大きい値に設定されたリーン燃焼状態、つまり成層リーン燃焼の運転状態にあるか否かを判定し、ＹＥＳと判定された場合には、エンジン１の目標回転速度を、通常のアイドル回転速度（６５０ｒｐｍ程度）よりも所定量だけ高い値、例えば７５０ｒｐｍ程度に設定して、この速度を維持する（ステップＳ９）。また、上記ステップＳ７でＮＯと判定されて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の運転状態にあることが確認された場合には、エンジン１の目標回転速度を、上記７５０ｒｐｍよりさらに高い値、例えば８００ｒｐｍ程度に設定して、この速度を維持する（ステップＳ１０）。
その後、アクセル開度センサ３４がＯＦＦであり、且つブレーキセンサ３５がＯＮである状態が維持されているか否かをこの時点で再度判定し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、何れもＹＥＳと判定された場合には、次のステップに移行し、アクセル開度センサ３４がＯＮまたはブレーキセンサ３５がＯＦＦの場合には、上記ステップＳ１にリターンして上記制御動作を繰り返す。
図１０を参照して、アクセル開度センサ３４がＯＦＦであり、且つブレーキセンサ３５がＯＮである状態が維持されている場合には、車速が０か否か、つまり車両が停止したか否かを判定する（ステップＳ２０）。
上記ステップＳ２０でＹＥＳと判定されて停車状態となったことが確認された場合には、この時点ｔ０で気筒１２Ａ〜１２Ｄ内の空燃比が理論空燃比よりもリーンな燃焼状態、つまり成層燃焼状態にあるか否かを判定し（ステップＳ２１）、ＹＥＳと判定されて現在、エンジン１が成層リーン燃焼の運転状態にあることが確認された場合には、エンジン１の目標回転速度Ｎ１を、通常のアイドル回転速度（６５０ｒｐｍ）よりも所定量だけ高い値、例えば８１０ｒｐｍ程度に設定するとともに（ステップＳ２２）、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気性を向上させるために排気還流通路３８に設けられたＥＧＲ弁３９を閉止して排気還流を停止させる（ステップＳ２３）。
他方、上記ステップＳ２１でＮＯと判定されてエンジン１が成層リーン燃焼の運転状態にないことが確認された場合、例えば、触媒温度の低下、ないしＮＯｘ触媒のリフレッシュを図るために、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状態にあることが確認された場合には、エンジン１の目標回転速度Ｎ１を、上記８１０ｒｐｍよりさらに高い値、例えば８６０ｒｐｍ程度に設定し（ステップＳ２４）、且つスロットル弁２３を開弁方向に操作してブースト圧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をフィードバック制御する（ステップＳ２５）。
ステップＳ２２〜Ｓ２３、或いはステップＳ２４〜Ｓ２５が終了すると、ＥＣＵ２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（ステップＳ２６）。
上記のようにステップＳ１で車速が１０ｋｍ／ｈよりも大きい走行時にあってエンジン１の自動停止許可フラグがＯＮ状態にあることが確認されるとともに、ステップＳ２で車両が減速状態（ブレーキセンサ３５がＯＮ状態）にあることが確認された場合に、エンジン１の目標回転速度Ｎ１をエンジン１の燃焼状態に対応した所定値として安定させる制御を実行するように構成したため、エンジン回転速度Ｎｅが通常のアイドル回転速度（６５０ｒｐｍ）に低下する前に、エンジン１の自動停止制御を実行することができる。従って、通常のアイドル回転速度まで一旦、低下したエンジン回転速度Ｎｅを、上記目標回転速度Ｎ１まで上昇させるように構成した場合のように、エンジン回転速度Ｎｅの上昇に伴う不快感が運転者に与えられたり、エンジン１を自動停止させるまでの時間が必要以上に長くなったりする等の弊害が生じるのを防止することができる。
また、上記のように各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に導入される空気量が多く、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気性を充分に確保可能な成層リーン燃焼状態にある場合には、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に導入される空気量が少なく、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気性を充分に確保することが困難な均一燃焼状態にある場合に比べ、上記目標回転速度Ｎ１を低い値に設定するように構成したため、上記成層リーン燃焼状態で掃気性を確保しつつ、エンジン回転速度Ｎｅが必要以上に高くなることに起因して燃費が悪化したり、不快な燃焼音が発生したりする等の弊害が生じるのを防止できるという利点がある。
さらに、上記ステップＳ２０で車速が０であると判定された時点ｔ０で、上記ステップＳ２２、Ｓ２４においてエンジン１の目標回転速度Ｎ１が所定値に設定されるとともに、上記ステップＳ２６において自動変速機のシフトレンジがドライブ状態（Ｄレンジ）からニュートラル状態（Ｎレンジ）にシフトされることにより、自動変速機の負荷が軽減されるため、図４に示されるように、エンジン回転速度Ｎｅが、自動停止条件の成立時点ｔ０からやや上昇することになる。
次いで、上記ステップＳ２９でＹＥＳと判定されてエンジン１の自動停止条件が成立したことが確認された時点ｔ０の後に、予め１ｓｅｃ程度に設定された所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２７）。このステップＳ２７でＮＯと判定された場合には、この判定動作を繰り返し、ＹＥＳと判定された時点で、燃料噴射の停止条件（ＦＣ条件）が成立したか否か、具体的にはエンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１となるとともに、ブースト圧Ｂｔが上記目標圧Ｐ１となった状態で安定したか否かを判定する（ステップＳ２８）。なお、上記判定動作中にアクセル開度センサ３４がＯＦＦ状態となり、あるいはブレーキセンサ３５がＯＮ状態となった場合には、燃料噴射を停止させることなく、リターンする。これにより、車速が０となった直後に、走行状態に移行するような場合に、不適切なエンジン１の自動停止が行われるのを防止することができる。
そして、上記ステップＳ２８でＹＥＳと判定され、エンジン回転速度Ｎｅおよびブースト圧Ｂｔが安定した状態となったことが確認された時点（図４および図５の時点ｔ１）で、燃料噴射を停止させた後（ステップＳ２９）、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを０Ａに設定して発電を停止させるとともに（ステップＳ３０）、スロットル弁２３を開弁して、その開度Ｋを例えば３０％程度に設定する（ステップＳ３１）。
図１１を参照して、その後、上記ステップＳ２９で燃料噴射が停止された時点ｔ１から所定時間が経過したか否か、つまり燃料噴射の停止後に２回の圧縮上死点を迎えてその前に噴射された燃料の燃焼が終了したか否かを判定し（ステップＳ３２）、ＹＥＳと判定された時点で上記点火装置２７による点火を停止させる（ステップＳ３３）。次いで、エンジン回転速度Ｎｅが予め７６０ｒｐｍ程度に設定された基準速度Ｎ２以下となったか否かを判定することにより、図４に示す燃料噴射の停止時点ｔ１の後に、エンジン回転速度Ｎｅが低下し始めたか否かを判定し（ステップＳ３４）、ＹＥＳと判定された時点ｔ２でスロットル弁２３を閉止状態としてその開度Ｋを０％とする（ステップＳ３５）。この結果、上記ステップＳ３１でスロットル弁２３が開放されて大気圧に近付くように上昇したブースト圧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。
また、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを予め６０Ａ程度に設定された初期値に設定してオルタネータ２８を作動させる発電制御を開始する（ステップＳ３６）。なお、上記ステップＳ３４でエンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下となったと判定された時点ｔ２でスロットル弁２３を閉弁状態とするように構成された上記実施形態に代え、エンジン１の上死点回転速度ｎｅが、例えば７６０ｒｐｍ程度に設定された基準速度Ｎ２以下になったと判定された時点で、スロットル弁２３を閉弁状態とするとともに、オルタネータ２８の発電制御を開始するように構成してもよい。
次いで、エンジン１の上死点回転速度ｎｅが第１所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３７）。この第１所定範囲は、予め設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Ｎｅが低下している過程で、例えばエンジン１が停止状態となる前の４番目の圧縮上死点を通過する時点ｔ３における上死点回転速度ｎｅに基づいて設定された値であり、具体的には４８０ｒｐｍ〜５４０ｒｐｍの範囲内に設定されている。
上記ステップＳ３７でＹＥＳと判定され、エンジン１の上死点回転速度ｎｅが上記所定範囲（４８０ｒｐｍ〜５４０ｒｐｍ）内にあることが確認された場合には、その時点ｔ３の上死点回転速度ｎｅに対応したオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを設定する（ステップＳ３８）。すなわち、エンジン１の上死点回転速度ｎｅが高い程、目標発電電流Ｇｅが大きな値に設定されたマップＭ１から上死点回転速度ｎｅに対応した目標発電電流Ｇｅを読み出し、この値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上記初期値（６０Ａ）から、上記マップから読み出された値に低下させる制御を実行する。
次いで、エンジン１の上死点回転速度ｎｅが、エンジン自動停止前の２番目の圧縮上死点を通過する時点ｔ３における上死点回転速度ｎｅに基づいて設定された第２所定範囲内、例えば２６０ｒｐｍ〜４００ｒｐｍの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３９）。
図１２を参照して、上記ステップＳ３９でＹＥＳと判定された場合、ＥＣＵ２は、空気密度が所定の値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。この判定は、例えば、高地（日本国内であれば、１５００ｍ、ＥＵ諸国であれば１８００ｍ以上）で自動停止制御を実行する場合、再始動時の燃焼が急速になり過ぎるため、始動性が低下する場合があるので、空気密度に応じて、燃料噴射タイミングを変更するために、この時点で判別することとしている。例えば、空気密度が１．０８Ｋｇ／ｍ３の場合、本実施形態では、実験に基づいてエンジン１の上死点回転速度ｎｅが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された燃料噴射マップＭ２に基づき、圧縮行程気筒１２Ｃに対し、吸気行程（図４に示す時点ｔ３とｔ４の間）で再始動用の燃料が噴射される（ステップＳ５１）。これにより、この再始動用燃料が圧縮行程気筒１２Ｃ内で気化霧化し、均質な混合気が自動停止期間中に生成されることになる。また、この気筒１２Ｃに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下することになる。
そして、エンジン１の上死点回転速度ｎｅが所定値Ｎ３以下であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。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回転速度Ｎｅが低下している過程で最後の圧縮上死点を越える際の上死点回転速度ｎｅに対応した値であり、例えば２６０ｒｐｍ程度に設定されている。また、各気筒１２Ａ〜１２Ｃが順次圧縮上死点を通過する各時点のブースト圧Ｂｔが検知され、その値が記憶される。
上記ステップＳ５２でＹＥＳと判定されてエンジン１の上死点回転速度ｎｅが上記所定値Ｎ３以下になったこと、つまりエンジン１が最後の圧縮上死点を通過したことが確認された場合には、この時点ｔ５で、その１回前の圧縮上死点を通過する際のブースト圧Ｂｔを読み出し、この値をエンジン自動停止前の２番目の圧縮上死点（ＴＤＣ）におけるブースト圧Ｂｔとして設定する（ステップＳ５３）。
そして、エンジン１が最後の圧縮上死点を迎える時点ｔ５における上死点回転速度ｎｅ（以下、最終上死点回転速度ｎｅ１という）と、エンジン１が停止から２回前の圧縮上死点におけるブースト圧Ｂｔ（以下、ブースト圧Ｂｔ２という）とに基づき、ピストン１３が各行程の後期寄り位置（膨張行程気筒１２Ａでは下死点寄りの位置）で停止する傾向があるか否かを判定する（ステップＳ５４、Ｓ５５）。具体的には、最終上死点回転速度ｎｅ１が所定回転速度Ｎ４（例えばＮ４＝２００ｒｐｍ）以上であり（ステップＳ５４がＹＥＳの場合）、かつ上記ブースト圧Ｂｔ２が所定圧力Ｐ２（例えばＰ２＝−２００ｍｍＨｇ）以下であるとき（真空側であるとき）に（ステップＳ５５がＹＥＳの場合）、上記行程の後期寄りの位置で停止する傾向が大きい。そこで、本実施形態では、ステップＳ５４、Ｓ５５を判定基準とし、上述した条件が成立した場合には、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後１００°〜１２０°ＣＡとなる適正停止範囲Ｒに対して１２０°ＣＡに近い位置で停止するものとしている。
上記ステップＳ５４、Ｓ５５で何れもＹＥＳと判定された場合には、エンジン１の回転慣性が大きいとともに、圧縮行程気筒１２Ｃへの最終吸気行程における吸気流量が少なく、その圧縮反力が小さい状態にあって、ピストン１３が行程の後期寄りの位置で停止しやすい条件が既に揃っている。そこで、スロットル弁２３の開度Ｋを、例えば５％程度に設定された第２開度Ｋ２とするようにスロットル弁２３を操作する（ステップＳ５６）。上記第２開度Ｋ２は、エンジン１の特性等に応じ、さらに小開度、あるいは閉止状態としてもよい。このようにして吸気行程気筒１２Ｄに適度の吸気抵抗が生じ、ピストン１３の停止位置が上記適正停止範囲Ｒを超えてさらに後期側となるという事態の発生が効果的に防止される。
他方、上記ステップＳ５４、Ｓ５５の何れかでＮＯと判定された場合には、エンジン１が上記のように行程の後期寄りの位置で停止する傾向が顕著ではなく、行程の比較的に前期寄りの位置、つまり膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置が、圧縮上死点後１００°〜１２０°ＣＡとなる適正停止範囲Ｒに対して１００°ＣＡに近い位置または１００°ＣＡ以下で停止する可能性がある。そこで、ピストン１３を上記適正停止範囲Ｒ内により確実に停止させるために、スロットル弁２３を開放操作する。例えばスロットル弁２３の開度Ｋを、全開の４０％程度に設定された第１開度Ｋ１とするようにスロットル弁２３を開弁し（ステップＳ３５）、吸気流量を増加させることにより、吸気行程気筒１２Ｄの吸気抵抗を減少させる。この結果、エンジン１が行程の後期寄りの位置で停止しやすくなり、結果的に膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン１３の停止位置が適正停止範囲Ｒ内の下限（１００°ＣＡ）を越えることが防止されることになる。
図１３を参照して、さらに本実施形態においては、ステップＳ５４、Ｓ５５の判定によってスロットル開度Ｋを調整し、圧縮行程気筒１２Ｃが行程中央の上死点寄りに移動できるようにするばかりでなく、スロットル開度Ｋの調整後に、圧縮行程気筒のピストン停止位置ＣＡＰを推定する処理を実行し（ステップＳ６０）ＣＡＰが適正停止範囲Ｒ内であるか否かが判定される（ステップＳ６１）。この判定で仮にピストン停止位置ＣＡＰが適正停止範囲Ｒ外であると判定された場合には、実験に基づいて推定される停止位置が下死点に近い程、燃料噴射量が大きな値に設定された追加用の燃料噴射マップＭ３に基づき、圧縮行程気筒１２Ｃに対して、最後の圧縮行程（時点ｔ５経過後）に追加の燃料が噴射される。これにより、可及的に圧縮行程気筒１２Ｃの筒内圧力が低下し、より精緻に当該圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３を適正停止範囲Ｒ内（好ましくはその範囲の上死点側）で停止させることが可能になる。
ステップＳ６１において、圧縮行程気筒１２Ｃの停止位置が適正停止範囲Ｒ内であると判定された場合、或いは、ステップＳ６２が実行された後は、エンジン１が停止状態になったか否かを判定し（ステップＳ６３）、ＹＥＳと判定された時点で、エンジン自動停止時間のカウントを開始する（ステップＳ６４）。次いで、自動変速機のシフトレンジをニュートラル状態からドライブ状態（Ｄレンジ）に復帰させるとともに（ステップＳ６５）、自動停止許可フラグをＯＦＦとした後に（ステップＳ６６）、制御動作を終了する。
上記のようにして自動停止状態となったエンジン１を再始動させる際の制御動作を図１４〜図１６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が成立したか否かを判定し（ステップＳ１００）、ＹＥＳと判定された場合、例えば、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には、ステップＳ６４でカウント開始されたエンジン自動停止時間が予め設定された基準時間以内であるか否かが判定される（ステップＳ１０１）。エンジン１の自動停止時間が比較的長い場合には、自動停止制御中に燃料を噴射している場合であっても、圧縮行程気筒１２Ｃ内が希釈化してしまい、所望の燃焼特性を得ることができなくなるおそれがある。そこで、この判定では、エンジン１の停止時間に応じて、再度、燃料噴射が必要であるか否かを判定しているのである。
ステップＳ１０１の判定でＹＥＳの場合、すなわち、エンジン自動停止時間が比較的短く圧縮行程気筒１２Ｃの筒内が希釈化していないと判定された場合には、さらに大気の空気密度が所定範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。他方、ステップＳ１０１の判定でＮＯの場合には、ステップＳ１０２でＹＥＳの場合と同様に、圧縮行程気筒１２Ｃを着火するためのフロー（ステップＳ１０３〜Ｓ１１０）に移行する。
圧縮行程気筒１２Ｃを着火するためのフローとしては、最初にエンジン水温、自動停止からの経過時間、吸気温度等に基づいて筒内温度を推定する（ステップＳ１０３）。
次いで、エンジン１の自動停止時に検出されたピストン１３の停止位置に基づき、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Ｓ１０４）。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る。なお、エンジン１の自動停止時には、燃料噴射の停止後にエンジン１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、且つ、エンジン自動停止中に圧縮行程気筒１２Ｃおよび膨張行程気筒１２Ａの内部が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になる。
次に、上記クランク角度センサ３０、３１の出力信号に応じて検出された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）のうち、下死点ＢＤＣ寄りにあるか否かが判定される（ステップＳ１０５）。上述したように、本実施形態では、自動停止条件が成立したステップＳ２０からステップＳ５７までの間に、圧縮行程気筒１２Ｃを行程中央よりも上死点側の適正停止範囲Ｒ内に停止させる制御を実行しているのみならず、図１３のステップＳ６０からステップＳ６２の制御によってさらに、精緻に圧縮行程気筒１２Ｃのピストン１３の停止位置を行程中央よりも上死点側の適正停止範囲Ｒ内に停止させる制御を実行しているため、極めて高い確率で、圧縮行程気筒１２Ｃは、上死点側に移動している。しかし、何らかの原因で意図された位置よりも下死点側で停止することも皆無とは言い難いので、念のため、このステップＳ１０５で圧縮行程気筒１２Ｃのピストン停止位置を確認することとしているのである。
このステップＳ１０５でＹＥＳと判定され（このような判定がなされることは極めてまれであるが）、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が比較的多いことが確認された場合には、上記ステップＳ１０４で算出された圧縮行程気筒１２Ｃの空気量に対し、λ（空気過剰率）＞１なる空燃比（例えば空燃比＝２０程度）となるように１回目の燃料噴射を行う（ステップＳ１０６）。この空燃比は、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１２Ｃの１回目用第１空燃比マップＭ１１から求められ、λ＞１というリーン空燃比に設定される。これにより、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が比較的多いときであっても、逆転のための燃焼エネルギーが過多となることが防止される。
一方、上記ステップＳ１０５でＮＯと判定され、圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量が比較的に少ないときは、上記ステップＳ１０４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１回目の燃料噴射を行う（ステップＳ１０７）。この空燃比は、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１２Ｃの１回目用第２空燃比マップＭ１２から求められ、λ≦１（理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比）に設定されることにより、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ーが充分に得られるようになっている。
次に、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所定時間の経過後に、当該気筒１２Ｃに対して点火を行う（ステップＳ１０８）。そして、点火後の一定時間内にクランク角度センサ３０、３１のエッジ、つまりクランク角度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Ｓ１０９）、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に対して再点火を行う（ステップＳ１１０）。
他方、上述したステップＳ１０１でエンジン自動停止時間が比較的短く、しかもステップＳ１０２で空気密度が所定値未満である場合、既に図１３のステップＳ６２で燃料が圧縮行程気筒１２Ｃ内に噴射されていることから、圧縮行程気筒１２Ｃ内には均質な混合気が生成されている。そこで、その場合には、直ちに圧縮行程気筒１２Ｃを点火し（ステップＳ１１１）、その後はステップＳ１０９に以降して、逆転動作を実行させるようにしている。
次に、図１５を参照して、上記ステップＳ１０９でＹＥＳと判定されてピストン１３が動いたことが確認されると、ピストン停止位置および上記ステップＳ１０３で推定した筒内温度に基づいて、膨張行程気筒１２Ａに対する分割燃料噴射の分割比（１回目の前段噴射と２回目の後段噴射との比率）を算出する（ステップＳ１２１）。上記後段の噴射比率は、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大きな値に設定される。
次に、上記ステップＳ１０４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１３の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒１２Ａ用の空燃比マップＭ１４から求められる。また、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）。
次に、上記ステップＳ１０３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１の逆転）を開始した後に、気筒内の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ように、つまりピストン１３を上死点へ近づけるように設定され、且つこの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確保できるように設定される。
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）。
上記膨張行程気筒１２Ａへの２回目の燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点で点火する（ステップＳ１２７）。このディレイ時間は、ピストン１３の停止位置に応じて予め設定された膨張行程気筒１２Ａ用の点火マップＭ１５から求められる。上記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１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が上死点側に移動し、気筒内のガス（上記ステップＳ１０８の点火によって燃焼した既燃ガス）を圧縮し始める。
次に、燃料の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）よりもさらにリッチ（例えば６程度）になるように、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１２Ｃの２回目用空燃比マップＭ１６から求められる。この圧縮行程気筒１２Ｃにおける２回目の噴射燃料による気化潜熱に応じて、圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮上死点付近における圧縮圧力が低減されることにより、当該圧縮上死点を容易に越えることが可能となる。
なお、上記圧縮行程気筒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、燃焼は行われず、可燃空燃比よりもリッチなために自着火も起こらず、この不燃燃料は、その後に排気通路２２の排気ガス浄化触媒に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。
次に図１６を参照して、上記のように圧縮行程気筒１２Ｃにおいて２回目に噴射された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、つまり停止時に吸気行程にあった第４気筒での最初の燃焼となる。この吸気行程気筒１２Ｄのピストン１３が圧縮上死点を越えるためのエネルギーとしては、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーの一部が充てられ、上記膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーが、圧縮行程気筒１２Ｃが圧縮上死点を乗り越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。
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ーが小さいことが望ましく、このために気筒１２Ｄ内の空気密度を推定し、その推定値から吸気行程気筒１２Ｄの空気量を算定した後（ステップＳ１４０）、上記ステップＳ１０３で推定した筒内温度に基づいて、自着火を防止する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）が発生し、その分だけ圧縮上死点を越えるためのエネルギーが多く消費され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している。
次に、上記ステップＳ１４０で算定した吸気行程気筒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に基づき、吸気行程気筒１２Ｄへの燃料噴射量を算出する（ステップＳ１４２）。そして、上記吸気行程気筒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されるように、つまり圧縮上死点を越えるための必要エネルギーが低減されるように、圧縮行程の後期まで遅延され（ステップＳ１４３）、その遅延量は、エンジン１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。
また、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）。以上の制御が実行されることにより、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が小さくなって上死点を越えやすくなり、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が発生することになる。
上記ステップＳ１４４の後、通常の制御状態に移行してもよいが、当実施形態では、さらにエンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。このエンジン回転速度の吹上がりとは、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、運転者に違和感が与えられたりする原因となるので望ましくない。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（吸気行程気筒１２Ｄでの初回燃焼以降）の各気筒１２Ａ〜１２Ｄ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発生する。このために下記のステップＳ１４５〜Ｓ１５８で、上記エンジン回転速度の吹上がりを抑制する制御を行っている。
まず、オルタネータ２８の目標電流値を通常より高めに設定して発電を開始し（ステップＳ１４５）、このオルタネータ２８の発電によってクランクシャフト３の回転抵抗（エンジン１の外部負荷）を増大させてエンジン回転速度の吹上がりを抑制する。
次に、吸気圧センサ２６によって検出された吸気圧力が、エンジン１の自動停止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を判定し（ステップＳ１５０）、ＹＥＳと判定されると、エンジン回転速度の吹上がりが起こりやす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さらに小さくすることにより（ステップＳ１５１）、燃焼エネルギーの発生量を抑制する。
そして、排気通路２２に設けられた排気ガス浄化触媒の温度が活性温度以下であるか否かを判定し（ステップＳ１５２）、ＹＥＳと判定された場合には、気筒内の目標空燃比を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）。これにより、上記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ーの発生量が抑制される。
一方、上記ステップＳ１５２でＮＯと判定されて排気ガス浄化触媒の温度が活性温度よりも高いことが確認された場合には、気筒内の目標空燃比をλ＞１のリーン空燃比に設定して成層リーンの燃焼状態とする（ステップＳ１５８）。このリーン燃焼によって燃料の消費が抑制されつつ、燃焼エネルギーの発生量が抑制されることになる。
上記ステップＳ１５４またはステップＳ１５８を経てステップＳ１５０に戻り、このステップＳ１５０でＮＯと判定されてエンジン１の自動停止を行わない場合の通常のアイドル時によりも吸気圧力が低下したことが確認されるまで、上記制御動作が繰り返される。このステップＳ１５０でＮＯと判定されると、もはやエンジン回転速度の吹上がりが生じるおそれがないので、オルタネータ２８の発電電流も含めて通常の制御状態に移行する（ステップＳ１６０）。
以上説明したように本実施形態においては、エンジン１を自動停止させる過程で初回燃焼気筒としての圧縮行程気筒１２Ｃが推定されるとともに、少なくとも空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御時における最後の吸気行程で圧縮行程気筒１２Ｃに燃料が噴射されるので、高地走行時等の空気密度が比較的低い場合には、噴射された燃料が吸気に乗って筒内に導入され、迅速に気化霧化することによって混合気の均質化を促進することができ、再始動時に急速燃焼を来すことを防止し、緩慢燃焼による運動エネルギーを確実に確保することができる結果、２回目の圧縮行程を越えるのに充分な運動エネルギーを確保することが可能になる。
また、本実施形態のＥＣＵ２は、停止時間を計測し、計測された停止時間が所定値以上経過した場合には、再始動条件成立後に、圧縮行程気筒１２Ｃに対し燃料噴射を実行するように燃料噴射弁を制御する停止時間計測手段を機能的に構成している（ステップＳ６４、Ｓ１０１等参照）。このため本実施形態では、長期間の自動停止によって筒内が希釈化した場合でも、確実に再始動用の燃焼エネルギーを確保し、再始動時の逆転トルクを確保することが可能になる。
また、本実施形態では、前記燃料噴射制御手段は、図１３のステップＳ６０からＳ６２で示したように、停止時に圧縮行程気筒１２Ｃが所定クランク角度範囲よりも下死点側で停止しそうな場合には、当該圧縮行程気筒１２Ｃに対し、停止制御中に燃料を分割噴射するように、燃料噴射弁を制御するものである。このため本実施形態では、逆転始動方式において、気筒停止位置制御手段としてのピストン位置検出部４５によってＥＣＵ２が推定された圧縮行程気筒１２Ｃを作動行程の中間から上死点寄りで停止させることが可能になる。この結果、前記自動停止状態における膨張行程気筒１２Ａのシリンダ容積が、当該自動停止状態における圧縮行程気筒１２Ｃのシリンダ容積より多くなるように制御することが可能になる（図３（Ａ）参照）。
次に、正転再始動方式の場合の制御について、図１７および図１８を参照しながら説明する。
まず、図１７を参照して、正転再始動方式において、エンジン１を自動停止する場合においても、逆転始動方式の場合である図９および図１０と同様な処理（ステップＳ１〜Ｓ３１）が実行される。
その後、空気密度が所定値未満が否かが判定され（ステップＳ２００）、所定値未満である場合には、膨張行程気筒１２Ａに対し、実験に基づいてエンジン１の上死点回転速度ｎｅが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された燃料噴射マップＭ２１に基づき、膨張行程気筒１２Ａに対し、吸気行程（図４に示す時点ｔ３の直前の行程の間）で再始動用の燃料が噴射される（ステップＳ２０１）。これにより、この再始動用燃料が膨張行程気筒１２Ａ内で気化霧化し、均質な混合気が自動停止期間中に生成されることになる。また、この膨張行程気筒１２Ａに噴射された燃料が気化することによって気筒内温度が低下する。その後は、図１２のステップＳ５２〜Ｓ５６と同様な処理（ステップＳ２０２〜Ｓ２０７）が実行される。
他方、正転再始動方式においては、図１３で示したステップＳ６０からＳ６２の処理が省略され、図１３のステップＳ６３からＳ６６と同様な処理（ステップＳ２０８〜Ｓ２１１）を実行して、自動停止制御を終了する。
次に、図１８を参照して、自動停止後、再始動条件の成立が検出された場合（ステップＳ２２０）には、正転再始動方式の場合と同様に、ステップＳ２０９でカウント開始されたエンジン自動停止時間が予め設定された基準時間以内であるか否かが判定される（ステップＳ２２１）。
ステップＳ２２１の判定でＹＥＳの場合には、さらに大気の空気密度が所定範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ２２２）。他方、ステップＳ２２１の判定でＮＯの場合には、ステップＳ２２２でＹＥＳの場合と同様に、膨張行程気筒１２Ａを着火するためのフロー（ステップＳ２２３〜Ｓ２２７）に移行する。そして、これ以降は、図１４のステップＳ１０３、Ｓ１０４と同様の処理（ステップＳ２２３、Ｓ２２４。但しステップＳ２２４では、膨張行程気筒のみ）が実行された後、膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射から気化時間を考慮して設定した所定時間の経過後に、当該気筒１２Ａに対して点火を行う（ステップＳ２２５）。そして、点火後の一定時間内にクランク角度センサ３０、３１のエッジ、つまりクランク角度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Ｓ２２６）、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、膨張行程気筒１２Ａに対して再点火を行う（ステップＳ２２７）。
他方、上述したステップＳ２２１でエンジン自動停止時間が比較的短く、しかもステップＳ２２２で空気密度が所定値未満である場合、既に図１７のステップＳ２０１で燃料が膨張行程気筒１２Ａ内に噴射されていることから、膨張行程気筒１２Ａ内には均質な混合気が生成されている。そこで、その場合には、直ちに膨張行程気筒１２Ａを点火し（ステップＳ２２８）、その後はステップＳ２２６に以降して、逆転動作を実行させるようにしている。
なお、この点火によってエンジン１が始動し、クランク角度センサ３０のエッジが検出された場合には、正転再始動方式における図１６以降のフローと同様の処理を実行して通常制御に移行する。
図１９は、上述した各実施形態の効果を示すためのグラフであり、（Ａ）は筒内圧力の推移をクランク角度ＣＡでみたグラフ、（Ｂ）は熱発生率の推移をクランク角度ＣＡでみたグラフ、（Ｃ）は質量燃焼割合の推移をクランク角度ＣＡでみたグラフである。
図１９（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、上述した各実施形態においては、高地走行時等の空気密度が比較的低い場合等、空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御中の最後の吸気行程で初回燃焼気筒に燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御しているので、圧縮行程気筒１２Ｃまたは膨張行程気筒１２Ａ内は、混合気の均質化が促進され噴霧による乱れも生じなくなっている。これにより、自動停止後再始動まで相当時間が経過している場合や空気密度が低い環境下であっても、単に圧縮行程気筒の停止位置を上死点寄りに制御するばかりでなく、再始動時に圧縮行程気筒の混合気が点火された際、図１９（Ａ）〜（Ｃ）の実線ＰＬ１、Ｊ１、Ｑ１で示すように、緩慢な燃焼特性を得ることができるので、混合気の燃焼による熱が筒内に吸収されることによって生じる熱損失も緩やかになり、比較的多くの燃焼エネルギーを運動エネルギーに変換することが可能になる。このため少ない空気重量での緩慢燃焼により比較的大きな逆転運動エネルギーを確保することができるとともに、この緩慢燃焼による比較的大きな逆転運動エネルギーによって膨張行程気筒の運動エネルギーをより高めることが可能になる。他方、空気密度を考慮せずに、再始動時に燃料を噴射した場合には、図１９（Ａ）〜（Ｃ）の仮想線ＰＬ２、Ｊ２、Ｑ２で示すように、急速燃焼が生じてしまい、運動エネルギーを充分に取り出すことができなくなるのである（図１９（Ｃ）参照）。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前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。例えば、逆転再始動方式において、前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（所定燃料噴射タイミング）を実験等によって策定し、この所定燃料噴射タイミングにおける１回の燃料噴射としてもよい。
また、逆転再始動方式において、再始動時における膨張行程気筒１２Ａの最初の燃焼のために行う分割燃料噴射は、必要に応じて３分割以上としてもよい。
また、前記実施形態では省略しているが、エンジン再始動時において、所定の条件成立時（例えばピストン停止位置が適正停止範囲Ｒ内にない場合や、始動後の所定タイミングまでにエンジン回転速度が所定値に達しないなど）、スタータモータによるアシストを伴う制御を行ってもよい。
エンジン１を自動停止させる制御は前記実施形態に限るものではなく、適宜設定してよい。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。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
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。 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。 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。 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の部分拡大図であり、さらにクランク角度および各気筒の行程推移を示すタイムチャートである。 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。 クランク角度信号の出力信号を示す説明図である。 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。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 逆転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 正転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 正転再始動方式を採用した実施形態における制御内容を示すフローチャートである。 各実施形態の効果を示すためのグラフであり、（Ａ）は筒内圧力の推移をクランク角度ＣＡでみたグラフ、（Ｂ）は熱発生率の推移をクランク角度ＣＡでみたグラフ、（Ｃ）は質量燃焼割合の推移をクランク角度ＣＡでみたグラフである。
符号の説明
１ ４サイクル多気筒エンジン
２ ＥＣＵ
３ クランクシャフト
１２Ａ 膨張行程気筒（正転方式における初回燃焼気筒の一例）
１２Ｃ 圧縮行程気筒（逆転方式における初回燃焼気筒の一例）
１３ ピストン
１４ 燃焼室
１５ 点火プラグ
１６ 燃料供給システム
１６ａ 燃料噴射弁
２９ 吸気温センサ
３０ クランク角センサ
３１ クランク角センサ
３２ カム角センサ
３３ 水温センサ
３４ アクセル開度センサ
４１ 燃料噴射制御部
４２ 点火制御部
４３ 吸気流量制御部
４４ 発電量制御部
４５ ピストン位置検出部
４６ 筒内温度推定部
４７ 空気密度推定部
４８ 排気還流制御部
ＣＡ クランク角度
ＣＡＰ ピストン停止位置
Ｒ 適正停止範囲
ＳＷ１ 大気圧センサ

Claims (4)

  1. 多気筒エンジンの燃焼室に燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁を備え、予め設定された多気筒エンジンの自動停止条件が成立したときに、当該多気筒エンジンの運転を継続させるための燃料供給を停止して前記多気筒エンジンを自動的に停止させるとともに、再始動条件が成立した場合に少なくとも膨張行程気筒の混合気を燃焼させて、前記多気筒エンジンを再始動させる多気筒エンジンの始動装置において、
    再始動時に最初に混合気を燃焼させる初回燃焼気筒を前記多気筒エンジンの自動停止動作中に予測する初回燃焼気筒予測手段と、
    空気密度を推定する空気密度推定手段と、
    前記多気筒エンジンの自動停止動作中において、少なくとも空気密度推定手段に推定された空気密度が所定値未満の場合には、自動停止制御中の最後の吸気行程で初回燃焼気筒に燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と
    を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。
  2. 請求項１記載の多気筒エンジンの始動装置において、
    自動停止される初回燃焼気筒のピストン停止位置が行程中央よりも上死点側の所定クランク角度範囲になるように位置制御する停止位置制御手段を備えていることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。
  3. 請求項１または２記載の多気筒エンジンの始動装置において
    停止時間を計測する停止時間計測手段を設け、
    前記燃料噴射制御手段は、計測された停止時間が所定値以上経過した場合には、再始動条件成立後に、初回燃焼気筒に対し燃料噴射を実行するように燃料噴射弁を制御するものであることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。
  4. 請求項１から３の何れか１項に記載の多気筒エンジンの始動装置において、
    上記初回燃焼気筒は、自動停止した多気筒エンジンを一旦逆転させるために着火される圧縮行程気筒であり、
    前記燃料噴射制御手段は、エンジンが上死点を通過する際の上死点回転速度とブースト圧とに基づき前記多気筒エンジンの自動停止時に圧縮行程気筒が所定クランク角度範囲よりも下死点側で停止することが推定される場合には、当該圧縮行程気筒に対し、停止制御中に追加の燃料を噴射するように、燃料噴射弁を制御するものであることを特徴とする多気筒エンジンの始動装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204747A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Mazda Motor Corp エンジンの自動停止・始動制御装置
JP2004263569A (ja) * 2003-01-31 2004-09-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の停止始動制御装置
JP2005163660A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Mazda Motor Corp エンジンの始動装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204747A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Mazda Motor Corp エンジンの自動停止・始動制御装置
JP2004263569A (ja) * 2003-01-31 2004-09-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の停止始動制御装置
JP2005163660A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Mazda Motor Corp エンジンの始動装置

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