エンジンの始動装置
【課題】 ２気筒接続可能な特殊なエンジンの改良に関し、エンジンを自動停止させて燃費向上を図り、自動停止後に確実に再始動させる。
【解決手段】 各気筒における燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段と、エンジンを自動停止、再始動させる停止再始動制御手段とを備える。燃焼状態制御手段は、２気筒接続状態で運転する特殊運転モードにおいて先行気筒で空燃比がリーン空燃比で燃焼を行わせ、この既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせる。停止再始動制御手段は、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒での燃焼後、この膨張行程気筒およびこの気筒と先後対をなす気筒と異なる気筒で正転作動のための燃焼を行わせ、かつ、エンジンの正転始動時から停止時吸気行程気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間における燃料噴射を各気筒で略理論空燃比ないしはそれよりも小さいリッチ空燃比となるように制御する。
【解決手段】 各気筒における燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段と、エンジンを自動停止、再始動させる停止再始動制御手段とを備える。燃焼状態制御手段は、２気筒接続状態で運転する特殊運転モードにおいて先行気筒で空燃比がリーン空燃比で燃焼を行わせ、この既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせる。停止再始動制御手段は、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒での燃焼後、この膨張行程気筒およびこの気筒と先後対をなす気筒と異なる気筒で正転作動のための燃焼を行わせ、かつ、エンジンの正転始動時から停止時吸気行程気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間における燃料噴射を各気筒で略理論空燃比ないしはそれよりも小さいリッチ空燃比となるように制御する。
【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、先後一対の気筒を直列的に接続した２気筒接続状態に切換可能なエンジンにおいて、この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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、火花点火式エンジン等において、各気筒内の混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせることにより燃費改善を図る技術が知られており、本願出願人も、触媒に要する経済的負担を軽減させ、またエミッション性を向上させつつ燃費を改善すべく、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行う多気筒エンジンにおいて、低負荷低回転域では、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程側の気筒である先行気筒から排出される既燃ガスをそのまま吸気行程側の気筒である後続気筒に導入し、この後続気筒から排出されるガスを排気通路に導くようにするとともに、この２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒において理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比とした状態で燃焼を行わせるように燃焼状態等を制御（特殊運転モードという）する一方、高負荷高回転域では、通常通り、各気筒毎を理論空燃比で燃焼を行わせるように燃焼状態等を制御（通常運転モードという）する技術を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、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な、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、スタータモータが頻繁に作動状態となって電力が消費されるとともに、スタータモータの寿命が短くなる等の問題がある。
【０００４】
そこで、本願出願人は、エンジン停止時の圧縮行程気筒に対して初回の燃焼を実行してピストンを押し下げ、膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるとともに、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを始動させる４サイクル多気筒エンジンにおいて、エンジン停止時の圧縮行程気筒における初回燃焼後の筒内に燃焼用空気を存在させ、かつ、初回燃焼後に当該気筒内に燃料を供給して、当該気筒が初回燃焼後にピストン上昇に転じて圧縮上死点を越える際に当該気筒での２回目の燃焼を行わせるように制御して、所定の気筒における燃焼エネルギーだけでエンジンを再始動させる技術を提案している（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−７６６１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２４７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記本願出願人によって先に提案された上記特許文献１および特許文献２の技術は、ともに燃費改善を目的とするものであり、これらを併用することによりさらなる燃費改善効果が期待できる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のエンジンに上記特許文献２記載の装置をそのまま適用したのでは、エンジンの再始動を適正に実行できない虞があり、この点に改良の余地があった。すなわち、特許文献１に記載のエンジンは、その低負荷側の運転領域において２気筒接続状態となされ、上記先行気筒では空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で燃焼を行わせるものとなされているので、再始動にあたって十分な出力を得ることができず、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが再始動後、最初に迎える圧縮上死点を超えることができない虞があり、適正に再始動されない場合が考えられる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、エミッション性を向上させるとともに燃費効果を改善する２気筒接続可能な特殊なエンジンの改良にかかるものであり、所定条件下でエンジンを自動停止させてさらなる燃費向上を図り、かつ、この自動停止後に確実に再始動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】
【０００８】
本発明にかかるエンジンの始動装置は、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンであって、エンジンの少なくとも低負荷側運転領域でエンジンの吸・排気及び燃焼状態についての制御モードを特殊運転モードとし、この特殊運転モードでは、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態となされたエンジンの始動装置において、各気筒における燃料噴射量や噴射時期を含む燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段と、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、上記燃焼状態制御手段を制御してエンジンに対する燃料供給を停止することにより２気筒接続状態のままエンジンを自動的に停止させるとともに、この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、上記燃焼状態制御手段を制御して少なくともエンジンの停止時に膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火、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停止再始動制御手段とを備え、上記燃焼状態制御手段は、上記特殊運転モードにおいて先行気筒で空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で燃焼を行わせ、この先行気筒から後続気筒にリーン空燃比の既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせるように制御し、上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転始動時からエンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間における燃料噴射を上記リーン空燃比に換えて各気筒で略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように上記燃焼状態制御手段を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、所定の自動停止・再始動条件が成立した場合にエンジンを自動停止・再始動させる停止再始動制御手段を備えるので、例えばアイドルストップ時等に無駄な燃料消費を抑制することができ、２気筒接続状態に切換可能な上記エンジンの特徴を生かしつつ、さらなる燃費改善効果を得ることができる。しかも、エンジンの低負荷側運転領域においては、特殊運転モードの制御が実行され、上記燃焼状態制御手段は、特殊運転モードの制御が実行される場合には、原則として（少なくともエンジンの再始動後所定期間を除いて）、上記先行気筒でリーン空燃比で燃焼を行わせ、この先行気筒から既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせるように制御するので、エンジン全体の温度を比較的高く維持することができ、先行気筒ではリーン燃焼による熱効率向上が図られるとともに先行・後続両気筒ではポンピングロス低減による燃費改善効果が得られる。
【００１０】
そして、エンジンの温度が上記したように比較的高温で維持できるので、２気筒接続状態のまま停止したエンジンを気筒内での燃焼エネルギーだけで再始動させ易くなり、この２気筒接続状態、すなわち特殊運転モードの吸・排気状態のまま再始動させることができる。エンジンの再始動が実行されている最中、すなわち再始動条件が成立した後所定の期間が経過するまでは、停止再始動制御手段によって、エンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの燃料噴射を上記リーン空燃比に換えて各気筒で略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように上記燃焼状態制御手段が制御されるので、比較的不安定となり易いエンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの不安定期間において十分に再始動のためのトルクを引き出すことができ、これにより確実に停止時吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を通過してエンジンの再始動性を向上させることができる。
【００１１】
この発明において、上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒の当該圧縮行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させるように制御するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
このように構成すれば、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に連続して当該停止時圧縮行程気筒での燃焼が実行されるので、エンジンの正転作動のための燃焼エネルギーを十分に得ることができ、これにより確実にエンジンの再始動性を向上させることができる。
【００１３】
この場合、上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの再始動時における初回燃焼を上記停止時膨張行程気筒で実行するように制御してもよいし（請求項３）、或いは、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で実行させるように制御してもよい（請求項４）。
【００１４】
特に、上記エンジンを逆転作動させてから正転作動させる場合にはこの逆転作動を当該圧縮行程気筒の範囲内で行う必要があり、従ってエンジンの逆転作動のための出力はさほど要さない。従って、このエンジンの逆転作動を実行させて膨張行程気筒の筒内圧力を高めつつ、この逆転作動に費やされなかった残存新気を正転作動のための燃焼に使用することにより、エンジンを効率的、かつ確実に再始動させることができる。
【００１５】
また、上記請求項１に記載のエンジンの始動装置において、上記停止再始動制御手段は、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比で実行させ、上記膨張行程にある気筒での燃焼後、上記複数の先行気筒および複数の後続気筒のうち、上記停止時膨張行程気筒およびこの気筒と先後対をなす気筒と異なる気筒で正転作動のための燃焼を行わせるように制御するのが好ましい（請求項５）。
【００１６】
このように構成すれば、例えば停止時膨張行程気筒のピストンが再始動に適した適正範囲の中でも下死点側に位置する場合等には、上記停止時圧縮行程気筒の新気も少ないことから、理論空燃比ないしはこれよりもリッチ空燃比で燃焼させることによって十分に逆転作動させて膨張行程気筒内圧力を高めることができ、これによりエンジンの再始動性を確実に向上させることができる。
【００１７】
この場合、上記停止再始動制御手段は、いったんエンジンを逆転作動させてから正転作動させた後、このエンジンの逆転作動のための燃焼が実行された停止時圧縮行程気筒の当該圧縮行程で所定量の燃料を噴射するように制御するのが好ましい（請求項６）。
【００１８】
このように構成すれば、上記停止時圧縮行程気筒の当該圧縮行程で噴射された燃料の気化潜熱によりこの停止時圧縮行程気筒の筒内温度を下げ、或いはその温度上昇を抑制することにより、当該気筒の圧縮圧力を低減、或いはその圧力上昇を抑制させて当該気筒のピストンが圧縮上死点を越え易くし、エンジンの再始動性をより向上させることができるとともに、筒内温度上昇を抑制して後続気筒での過早自着火を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また、この発明において、上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転再始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間におて、後続気筒に対する燃料噴射時期を圧縮行程の後半に設定するのが好ましい（請求項７）。
【００２０】
このように構成すれば、先行気筒で温められた新気に対して噴射された燃料の活性化を抑制して、後続気筒における過早自着火を効果的に抑制することができる。
【００２１】
さらに、この発明において、エンジンのクランク軸に対する抵抗を調整することによりエンジンの外部負荷を調整する負荷調整手段をさらに備え、上記停止再始動制御手段は、上記後続気筒がエンジンの自動停止時に上記膨張行程気筒となるように上記負荷調整手段を制御するのが好ましい（請求項８）。
【００２２】
このように構成すれば、比較的高温の後続気筒でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して当該燃料の気化を促進させることができる。しかも、先行気筒においてリッチ空燃比で正転作動のための燃焼を実行した場合、この既燃ガスが導入された後続気筒では燃焼を実行することができないが、後続気筒で正転作動のための燃焼を実行した場合には、この燃焼による既燃ガスは直ちに排気通路に導出されることから、再始動初期において各気筒で連続して燃焼させることができ、再始動のための出力を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、例えばアイドルストップ時等に無駄な燃料消費を抑制することができ、エミッション性を向上させつつ、さらなる燃費改善効果を得ることができるという利点がある。しかも、エンジンの低負荷側運転領域においては、２気筒接続状態の特殊運転モードによる制御が行われるので、ガス流通経路を各気筒独立状態として各気筒においてそれぞれ独立して燃焼を行わせる場合に比べてエンジン全体の温度を比較的高く維持することができ、また先行気筒ではリーン燃焼による熱効率向上が図られるとともに先行・後続両気筒ではポンピングロス低減による燃費改善効果が得られる。加えて、エンジン温度が比較的高温に維持することができるため、２気筒接続状態のまま停止したエンジンを気筒内での燃焼エネルギーだけで再始動させ易くなり、再始動にあたって比較的不安定となり易いエンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの不安定期間において十分に再始動のためのトルクを引き出すことができ、これにより確実に停止時吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を通過してエンジンの再始動性を向上させることができるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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１２Ａ〜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。
【００２５】
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。この点火プラグ１５には、ＥＣＵ２による点火時期等のコントロールが可能な点火装置２７が接続されている。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。なお、図外の燃料ポンプ及び燃料供給通路等を備えるとともに、圧縮行程での燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力を与え得る燃料供給系統を介して、上記燃料噴射弁１６に燃料が供給されるように構成されている。
【００２６】
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１７，１７ａ，１７ｂおよび排気ポート１８，１８ａ，１８ｂが設けられるとともに、これらのポート１７，１８，…に、吸気弁１９，１９ａ，１９ｂおよび排気弁２０，２０ａ，２０ｂがそれぞれ装備されている。上記吸気弁１９，１９ａ，１９ｂおよび排気弁２０，２０ａ，２０ｂは、後述する動弁機構２９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。
【００２７】
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からなる吸気流量調節手段が配設されている。このスロットル弁２３の上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ２５と、吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ２６とが配設されている。
【００２８】
また、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、排気ガス中の酸素濃度を検出することにより空燃比を検出するＯ2センサ３８が設けられている。さらに、このＯ2センサ３８の設置部の下流側における排気通路２２には、排気ガス浄化触媒３７が配設されている。この排気ガス浄化触媒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、いわゆる三元触媒からなっている。この三元触媒からなる排気ガス浄化触媒３７は、一般に知られているように、排気ガスの空燃比が理論空燃比（つまり空気過剰率λ＝１）付近にあるときにＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘに対して高い浄化性能を示す触媒である。
【００２９】
そして、吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程からなる燃焼サイクルが各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に所定の位相差をもって行われるように構成され、４気筒エンジンの場合に、気筒列方向の一端側から１番気筒１２Ａ、２番気筒１２Ｂ、３番気筒１２Ｃ及び４番気筒１２Ｄと呼ぶと、図５に示すように、上記燃焼サイクルが１番気筒１２Ａ、３番気筒１２Ｃ、４番気筒１２Ｄ、２番気筒１２Ｂの順にクランク角で１８０°ずつの位相差をもって行われるようになっている。なお、図５において、ＥＸは排気行程、ＩＮは吸気行程であり、また、Ｆは燃料噴射、Ｓは強制点火を表し、図中の星マークは圧縮自己着火が行われることを表している。
【００３０】
排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間には、排気行程と吸気行程が重なるときの排気行程側の気筒（当明細書ではこれを先行気筒と呼ぶ）から吸気行程側の気筒（当明細書ではこれを後続気筒と呼ぶ）へ既燃ガスをそのまま導くことができるように、気筒間ガス通路２２ａが設けられている。当実施形態の４気筒エンジンでは、図５に示すように１番気筒１２Ａの排気行程（ＥＸ）と２番気筒１２Ｂの吸気行程（ＩＮ）とが重なり、また４番気筒１２Ｄの排気行程（ＥＸ）と３番気筒１２Ｃの吸気行程（ＩＮ）が重なるので、１番気筒１２Ａ及び２番気筒１２Ｂと、４番気筒１２Ｄ及び３番気筒１２Ｃとがそれぞれ一対をなし、１番気筒１２Ａ及び４番気筒１２Ｄが先行気筒となり、かつ２番気筒１２Ｂ及び３番気筒１２Ｃが後続気筒となる。
【００３１】
各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸・排気ポートと、これに接続される吸気通路２１、排気通路２２及び気筒間ガス通路２２ａは、具体的には次のように構成されている。
【００３２】
先行気筒である１番気筒１２Ａ及び４番気筒１２Ｄには、それぞれ、新気を導入するための吸気ポート１７と、既燃ガス（排気ガス）を排気通路２２に送り出すための第１排気ポート１８ａと、既燃ガスを後続気筒に導出するための第２排気ポート１８ｂとが配設されている。また、後続気筒である２番気筒１２Ｂ及び３番気筒１２Ｃには、それぞれ新気を導入するための第１吸気ポート１７ａと、先行気筒からの既燃ガスを導入するための第２吸気ポート１７ｂと、既燃ガスを排気通路２２に送り出すための排気ポート１８とが配設されている。
【００３３】
図１及び図２に示す例では、１番，４番気筒（先行気筒）１２Ａ，１２Ｄにおける吸気ポート１７及び２番，３番気筒（後続気筒）１２Ｂ，１２Ｃにおける第１吸気ポート１７ａが、１気筒当り２個ずつ、燃焼室１４の左半部側に並列的に設けられる一方、１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄ（先行気筒）における第１排気ポート１８ａ及び第２排気ポート１８ｂならびに２番，３番気筒（後続気筒）１２Ｂ，１２Ｃにおける第２吸気ポート１７ｂ及び排気ポート１８が、燃焼室１４の右半部側に並列的に設けられている。
【００３４】
１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄにおける吸気ポート１７及び２番，３番気筒１２Ｂ，１２Ｃにおける第１吸気ポート１７ａには、吸気通路２１における気筒別の分岐吸気通路２１ａの下流端が接続されている。
【００３５】
１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄにおける第１排気ポート１８ａ及び２番，３番気筒１２Ｂ，１２Ｃにおける排気ポート１８には、排気通路２２における気筒別の分岐排気通路２２ｂの上流端が接続されている。また、１番気筒１２Ａと２番気筒１２Ｂとの間及び３番気筒１２Ｃと４番気筒１２Ｄとの間には、それぞれ気筒間ガス通路２２ａが設けられている。そして、先行気筒である１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄの第２排気ポート１８ｂに、上記気筒間ガス通路２２ａの上流端が接続されるとともに、後続気筒である２番，３番気筒１２Ｂ，１２Ｃの第２吸気ポート１７ｂに、上記気筒間ガス通路２２ａの下流端が接続されている。
【００３６】
上記気筒間ガス通路２２ａは、互いに隣接する気筒間を接続する比較的短い通路であり、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから排出されるガスがこの通路２２ａを通る間における放熱量が比較的小さく抑えられるようになっている。
【００３７】
各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸・排気ポートを開閉する吸・排気弁とこれらに対する動弁機構は、次のようになっている。
【００３８】
１番，４番気筒（先行気筒）１２Ａ，１２Ｄにおける吸気ポート１７、第１排気ポート１８ａ及び第２排気ポート１８ｂにはそれぞれ吸気弁１９、第１排気弁２０ａ及び第２排気弁２０ｂが設けられ、また、２番，３番気筒（後続気筒）１２Ｂ，１２Ｃにおける第１吸気ポート１７ａ、第２吸気ポート１７ｂ及び排気ポート１８にはそれぞれ第１吸気弁１９ａ、第２吸気弁１９ｂ及び排気弁２０が設けられている。そして、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気行程や排気行程が上述のような所定の位相差をもって行われるように、これら吸・排気弁がそれぞれカムシャフト１９ａ，２０ａ等からなる動弁機構により所定のタイミングで開閉するように駆動される。
【００３９】
さらに、これらの吸・排気弁のうちで第１排気弁１９ａ、第２排気弁２０ｂ、第１吸気弁１９ａ及び第２吸気弁１９ｂに対しては、各弁を作動状態と停止状態とに切換える弁停止機構２９が設けられている。この弁停止機構２９は、従来から知られているため詳しい図示は省略するが、例えば、カムシャフト１９ａ，２０ａのカムと弁軸との間に介装されたタペットに作動油の給排が可能な油圧室が設けられ、この油圧室に作動油が供給されている状態ではカムの作動が弁に伝えられて弁が開閉作動され、油圧室から作動油が排出されたときにはカムの作動が弁に伝えられなくなることで弁が停止されるようになっている。なお、この作動油は、エンジンの駆動中はその駆動によって駆動されるオイルポンプによって供給され、一方、エンジンの停止中は電気モータによって駆動される電動オイルポンプによって供給されるようになっている。
【００４０】
上記第１排気弁２０ａの弁停止機構２９と第１吸気弁１９ａの弁停止機構２９とに対する作動油給排用の通路５６には、第１コントロール弁５７が設けられ、また第２排気弁２０ｂの弁停止機構２９と第２吸気弁１９ｂの弁停止機構２９とに対する作動油給排用の通路５８には、第２コントロール弁５９が設けられている（図３参照）。
【００４１】
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（発電機）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目標発電電流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、通常時に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目標発電電流の制御が実行されるように構成されている。
【００４２】
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。
【００４３】
また、カムシャフト１９ａ，２０ａ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、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センサ３４と、運転者がブレーキ操作を行ったことを検出するブレーキセンサ３５からそれぞれ出力される各検出信号がＥＣＵ２に入力されるようになっている。
【００４４】
一方、ＥＣＵ２は、マイクロコンピュータ等からなるエンジン制御用のものであり、その駆動、制御系統を図１、図３に示している。この図において、ＥＣＵ２には、上記各センサ２５，２６，３０〜３６，３８からの検出信号からの信号が入力されている。すなわち、ＥＣＵ２は、エアフローセンサ２５及びＯ2センサ３８からの信号が入力され、さらに運転状態を判別する等のためにエンジン回転数を検出するクランク角センサ３０，３１及びアクセル開度（アクセルペダル踏込み量）を検出するアクセルセンサ３４等からの信号も入力されている。また、上記ＥＣＵ２から、点火プラグ１５に付設された点火装置２７と、各燃料噴射弁１６と、スロットル弁２３のアクチュエータ２４と、上記第１，第２のコントロール弁５７，５９とに対して制御信号が出力されるようになっている。
【００４５】
上記ＥＣＵ２は、運転状態判別手段４１、弁停止機構制御手段４２、吸気流量制御手段４３、燃焼状態制御手段４４、発電電流制御手段４７及び停止再始動制御手段４８を備え、エンジンの燃焼状態や吸・排気特性等についての制御を切り換え制御するとともに、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、エンジンを自動的に停止させ、かつ、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を実行するように構成されている。
【００４６】
具体的には、運転状態判別手段４１は、図４に示すように、エンジンの運転領域が低負荷低回転側の運転領域Ａ（部分負荷領域）と、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂとに分けられた制御用マップを有し、上記クランク角センサ３０，３１及びアクセルセンサ３４等からの信号により調べられるエンジンの運転状態（エンジン回転数及びエンジン負荷）が上記運転領域Ａ，Ｂのいずれの領域にあるかを判別する。そして、この判別に基づき、低負荷低回転側の運転領域Ａでは、排気行程にある先行気筒１２Ａ，１２Ｄから排出される既燃ガスを、そのまま吸気行程にある後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入して燃焼させる特殊運転モードが選択され、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、各気筒１２Ａ〜１２Ｄをそれぞれ独立させ燃焼させる通常運転モードが選択されるようになっている。
【００４７】
弁停止機構制御手段４２は、特殊運転モードでは気筒間ガス通路２２ａを介して先行気筒１２Ａ，１２Ｄの既燃ガスを後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入させる２気筒接続状態とし、通常運転モードでは各気筒１２Ａ〜１２Ｄにそれぞれ新気を導入させる各気筒独立状態とするように吸・排気流通状態を変更すべく弁停止機構２９を制御するもので、具体的には運転状態が運転領域Ａ，Ｂのいずれにあるかに応じ、上記各コントロール弁５７，５９を制御することにより、原則として各弁停止機構２９を次のように制御する。
【００４８】
運転領域Ａ：第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａを停止状態
第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂを作動状態
運転領域Ｂ：第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａを作動状態
第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂを停止状態
上記吸気流量制御手段４３は、アクチュエータ２４を制御することによりスロットル弁２３の開度（スロットル開度）を制御するものであり、運転状態に応じてマップ等から目標吸入空気量を求め、その目標吸入空気量に応じてスロットル開度を制御する。この場合、特殊運転モードとされる運転領域Ａでは、後続気筒（２番、３番気筒１２Ｂ，１２Ｃ）においては分岐吸気通路２１ａからの吸気導入が遮断された状態で先行気筒１２Ａ，１２Ｄから導入されるガス中の過剰空気と新たに供給される燃料との比が理論空燃比に対応した値とされつつ燃焼が行われるので、先行、後続の２気筒分の要求トルクに応じた燃料の燃焼に必要な量の空気（２気筒分の燃料の量に対して理論空燃比となる量の空気）が先行気筒（１番、４番気筒１２Ａ，１２Ｄ）に供給されるように、スロットル開度が調節される。
【００４９】
また、この吸気流量制御手段４３は、停止再始動制御手段４６からの信号を受けてアクチュエータ２４を制御することによりスロットル弁２３の開度を制御し、エンジンの自動停止過程においてはこのエンジン停止前における各気筒の掃気性を確保するとともに、エンジン停止時に膨張行程および圧縮行程にある気筒に吸気される空気量を調整するものとなされている。
【００５０】
上記燃焼状態制御手段４４は、燃料供給制御手段４５と点火制御手段４６とからなっており、燃料供給制御手段４５により、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられた燃料噴射弁１６からの燃料噴射量及び噴射タイミングをエンジンの運転状態に応じて制御するとともに、点火制御手段４６により運転状態に応じた点火時期の制御及び点火停止等の制御を行う。そして、特に運転状態が図４中の運転領域Ａにある場合と運転領域Ｂにある場合とで燃焼状態の制御（燃料噴射の制御及び点火の制御）が変更される。
【００５１】
すなわち、運転状態が低負荷低回転側の運転領域Ａにある場合、特殊運転モードでの制御状態として、先行気筒（１番、４番気筒）１２Ａ，１２Ｄに対しては、空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とするように燃料噴射量を制御するとともに、圧縮行程で燃料を噴射して混合気の成層化を行わせるように噴射タイミングを設定し、かつ、圧縮上死点付近で強制点火を行わせるように点火タイミングを設定する。一方、後続気筒（２番、３番気筒）１２Ｂ，１２Ｃに対しては、先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに対して燃料を供給し、実質的に理論空燃比となるように燃料噴射量を制御するとともに、吸気行程で燃料を噴射するように噴射タイミングを設定し、かつ、圧縮自己着火を行わせるべく、強制点火を停止させる。なお、この後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの圧縮自己着火に代えて強制点火により燃焼させることを排斥する趣旨ではない。
【００５２】
さらに、上記運転領域Ａにおいて、先行気筒及び後続気筒からなる一対の気筒に対する燃料噴射量の和が先行気筒に導入される新気量に対して理論空燃比となる量に調整されるとともに、後続気筒でノッキングが発生するのを防止しつつ、圧縮自己着火が良好に行われるように、先行気筒（１番、４番気筒）２Ａ，２Ｄに対する燃料噴射量と、後続気筒（２番、３番気筒）２Ｂ，２Ｃに対する燃料噴射量との割合が運転状態に応じて制御される。
【００５３】
一方、エンジンの運転状態が高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂにある場合には、通常運転モードでの制御として、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの空燃比を理論空燃比もしくはそれ以下とするように燃料噴射量を制御し、例えばこの運転領域Ｂにおける大部分の領域で理論空燃比とし、全開負荷及びその付近の運転領域で理論空燃比よりリッチとする。そして、この場合に、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに対して吸気行程で燃料を噴射して混合気を均一化するように噴射タイミングを設定し、かつ、各気筒１２Ａ〜１２Ｄとも強制点火を行わせるように制御する。
【００５４】
また、この燃料状態制御手段４４は、停止再始動制御手段４８からの入力を受けて、エンジンの自動停止及びその後の再始動にあたって各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料供給、点火等を制御するものとなされている。これらの具体的制御については、停止再始動制御手段４８とともに後述するが、エンジンの自動停止後に再始動する場合には、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒が最初に迎える圧縮上死点を越えるまでの再始動不安定期間は運転領域Ａにある場合であっても各気筒における燃焼が理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように設定されているとともに、この再始動不安定期間において、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに対する燃料噴射時期を圧縮行程の後半に設定している。
【００５５】
さらに、燃焼状態制御手段４４、特に燃料供給制御手段４５は、車両の減速時であってエンジン回転速度が所定回転速度よりも大きいときに、燃料噴射弁１６による燃料供給を停止するように（以下、この車両減速時の燃料カットを「減速時ＦＣ」と称す）構成されている。
【００５６】
発電電流制御手段４７は、停止再始動制御手段４８からの信号を受けてオルタネータ２８の目標発電電流を設定するものであり、特に後述する自動停止条件が成立してからエンジンを停止するまでの間、エンジン回転速度に応じてオルタネータ２８による目標発電電流を変更することによりエンジンに対する外部負荷を調整するものとなされている。
【００５７】
一方、停止再始動制御手段４８は、上記各種制御手段４３〜４７等に対して制御信号を出力することによ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〜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、エンジンを自動的に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を実行するように構成されている。当実施形態の停止再始動制御手段４８は、エンジンの吸排気及び燃焼状態についての制御モードを特殊運転モードのまま、すなわち２気筒接続状態のまま、エンジンを自動停止及び再始動させるように構成されている。
【００５８】
具体的には、上記自動停止条件には、例えば車速が０ｋｍ／ｈ、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、かつ、エアコンがＯＦＦ状態にある等の所定条件のほか、いったん自動停止が実行された後、車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上になった後であるという条件が含まれている。この停止再始動制御手段４８による上記自動停止条件の成否判定は、自動停止条件に含まれる全ての条件を一挙に判定するものであってもよいが、当実施形態では各条件を所定時期に分散させて判定するものとなされている。
【００５９】
そして、停止再始動制御手段４８は、上記自動停止条件の成否判定の結果、自動停止条件が成立していると判定した場合には、停車後の所定時期に燃料供給制御手段４５による各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料の供給、及び点火制御手段４６による点火を停止するように構成されている。
【００６０】
ところで、この停止再始動制御手段４８は、エンジンの再始動時に停止時に膨張行程にある気筒で初回の燃焼を実行してエンジンを正転作動させるものであってもよいが、当実施形態では、エンジン再始動時に、まずエンジン停止時の圧縮行程にある気筒に対して初回の燃焼を実行してピストンを押し下げ、膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、かつ、上記圧縮行程気筒における初回燃焼後の燃焼室内に燃焼用空気を存在させ、その空気量に応じた燃料を初回燃焼後の適当な時期に供給することにより、当該気筒がピストン上昇に転じて圧縮上死点を越える際に当該気筒で再燃焼を行わせるように制御するように構成されている。つまり、エンジンの自動再始動時に、始動初期で一旦エンジンを逆転作動させ、その後、正転作動に転じるように制御する。
【００６１】
上記のようにして原則的に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してエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギーを充分に確保して続く気筒が圧縮上死点を超えるようにしなければならない。従って、エンジンの自動停止時にピストン１３が膨張行程の途中にある上記膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。
【００６２】
すなわち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、エンジンの停止時点で膨張行程および圧縮行程になる気筒では、各ピストン１３が互いに逆方向に作動し、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クランク軸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。
【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、例えば圧縮上死点後のクランク角が１００°〜１２０°ＣＡとなる適正範囲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、クランク軸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を確実に再始動させることが可能となる。
【００６４】
そこで、ＥＣＵ２に設けられた停止再始動制御手段４８により、吸気流量制御手段４３、燃焼状態制御手段４４及び発電電流制御手段４７を制御してピストン１３を上記適正範囲Ｒ内に停止させるようにしている。
【００６５】
また、停止再始動制御手段４８は、特殊運転モードのままエンジンの自動停止を実行する場合に、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒が上記先行気筒１２Ａ，１２Ｄと後続気筒１２Ｂ，１２Ｃとのいずれの気筒であるかを予測して、この予測に基づき、吸気流量制御手段４３によって先行気筒１２Ａ，１２Ｄに吸気される空気量を調整して上記適正範囲Ｒ内に停止させるようにしている。
【００６６】
具体的には、上記ＥＣＵ２に設けられた自動停止制御手段により、図７に示すように、エンジンの自動停止条件が成立した時点ｔ０で、先行気筒１２Ａ，１２Ｄと後続気筒１２Ｂ，１２Ｃとを気筒間ガス通路２２ａにより連通させる２気筒接続状態を維持しつつ、エンジンの目標回転速度を、エンジンを自動停止させないときの通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定して安定させる制御を実行する。例えば、通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍ（自動変速機がドライブレンジ）に設定されたエンジンでは、上記目標回転速度（自動停止条件成立時のアイドル回転速度）を、８００ｒｐｍ程度（自動変速機はニュートラルレンジ）に設定することにより、エンジンの回転速度Ｎｅを通常モードにおける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し、エンジンの回転速度Ｎｅが目標回転速度で安定した時点ｔ１で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Ｎｅを低下させるようになっている。
【００６７】
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、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃ内の空燃比が、通常モードでのアイドル時における吸気流量（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）よりも吸気流量が多くなるように上記スロットル弁２３の開度Ｋを設定して吸気絞り量を小さくすることにより、エンジンの気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量を、充分に確保するようになっている。つまり、上記時点ｔ１の直前における燃焼状態が、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃ内の空燃比をλ（空気過剰率）＝１ないしその付近に設定された均一燃焼にある場合には、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、例えば全開の３０％程度の開度に増大させてブースト圧（吸気圧力）Ｂｔを上昇させることにより、エンジンの気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量を、エンジン運転の継続に必要な最小限の吸気流量よりも所定量だけ多い状態に設定して燃焼ガスの掃気性を確保するとともに、上記燃料噴射の停止時点ｔ１で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上記自動停止条件の成立時点ｔ０よりも低下させることにより、クランク軸３の回転抵抗を低減するように構成されている。
【００６８】
上記の時点ｔ１で燃焼噴射を停止することにより、エンジンの回転速度Ｎｅが、予め設定された基準速度（例えば７９０ｒｐｍ）以下に低下したことが確認された時点ｔ２で、上記スロットル弁２３を閉止する。このスロットル弁２３が閉止された時点ｔ２からブースト圧Ｂｔが低下し始めてエンジンの各気筒に導入される吸気流量が減少し、上記スロットル弁２３の開放時点ｔ１から閉止時点ｔ２までの間に共通吸気通路２１ｃに導入された空気が、サージタンク２１ｂおよび分岐吸気通路２１ａを経由することにより、図８に示すように、吸気行程を迎える先行気筒である第４気筒１２Ｄ、および第１気筒１２Ａの順に所定の輸送遅れをもって導入される。このとき、後続気筒である第２気筒１２Ｂ、第３気筒１２Ｃには先行気筒１２Ａ，１２Ｄの既燃ガスが導入されるようになっている。
【００６９】
そして、当実施形態ではこの時点ｔ２で、クランク角センサ３０，３１によるエンジン回転速度や水温センサ３３によるエンジン温度等に基づいて、エンジンの停止時に先行・後続気筒いずれの気筒が膨張行程にあるかが少なくとも予測され、吸気流量制御手段４３に対して予測気筒に関する信号を出力し、この予測、及び上記吸気遅れを考慮しつつ、吸気流量制御手段４３によってスロットル弁２３の開度や期間等の開閉制御を適正時期に設定することにより、先行気筒１２Ａ，１２Ｄへの吸気量、ひいてはこの先行気筒１２Ａ，１２Ｄからのガスが導入される後続気筒１２Ｂ，１２Ｃへの吸気量を調整し、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒よりも、膨張行程となる気筒に対して、より多くの空気が導入されるようにしている。
【００７０】
図８の例では、時点ｔ１でスロットル弁２３の開度を３０％に設定して、時点ｔ２でその開度を０％に設定し、この時点ｔ２で停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａであることを予測し、この予測に基づいてエンジン停止状態からカウントして３つの圧縮上死点を通過する時点ｔ４でスロットル弁２３の開度を２０％に増大することにより、停止時膨張行程にある先行気筒１２Ａの吸気量が多くなるように制御している。このとき、停止時に圧縮行程にある後続気筒１２Ｃの空気量は図８に斜線で示す４番気筒１２Ｄの吸気量によって決定されるが、このときのスロットル弁２３の開度は０％となっていることから、停止時圧縮行程気筒の吸気量は比較的少ないものとなる。このようにして、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒よりも、膨張行程となる気筒に対して、より多くの空気が導入される。
【００７１】
また、エンジンの回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下したことが確認された時点ｔ２で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを一時的に増大させ、かつ後述するようにエンジンの上死点回転速度ｎｅが所定範囲内となった時点ｔ３で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅをエンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応した値に低下させることにより、予め行った実験結果等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Ｎｅを低下させる制御を実行するように構成されている。
【００７２】
上記のようにエンジンを自動停止させる際に、燃料噴射の停止時点ｔ１から、クランク軸３やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジンのクランク軸３は惰性で数回転し、４気筒４サイクルのエンジンでは１０回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。具体的には、図７および図８に示すように、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄが圧縮上死点を迎える度にエンジンの回転速度Ｎｅが一時的に落ち込んだ後に、圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するというアップダウンを繰り返しながらエンジン回転速度Ｎｅが次第に低下する。
【００７３】
そして、エンジンの停止前に最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ６の後に圧縮上死点を迎える気筒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、上記圧縮行程気筒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、エンジンの摩擦抵抗等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ６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。
【００７４】
したがって、エンジンが自動停止する際に膨張行程にある膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を再始動に適した上記適正範囲Ｒ内に停止させるためには、まず上記膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程程気筒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１２Ａ，１２Ｃに対する吸気流量を調節する必要がある。このために、当実施形態では、燃料噴射の停止時点ｔ１でスロットル弁２３の開度Ｋを大きな値に設定することにより、上記膨張行程気筒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、また停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃであるかによってエンジン停止前２ＴＤＣ（圧縮上死点）時点ｔ４におけるスロットル弁２３の開度を調節するようにしている。
【００７５】
ただし、実際のエンジンでは、スロットル弁２３、吸気ポート１７および分岐吸気通路２１ａ等の形状に個体差があることにより、それらを流通する空気の挙動が変化するため、エンジンの自動停止期間中に各気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量にバラツキが生じる。また、エンジンの個体差およびエンジン温度の高低によってもエンジンの摩擦抵抗に差が生じて、上記のようにスロットル弁２３の開閉制御を行っても、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒１２Ａおよび圧縮行程にある気筒１２Ｃのピストン停止位置を適正範囲Ｒ内に納めることができない場合がある。
【００７６】
この点につき、本発明では、エンジンの自動停止期間中においてエンジンの回転速度Ｎｅが低下する過程で、図９に一例を示すように、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、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒１２Ａのピストン停止位置との間に明確な相関関係があることに着目した。そして、図７および図８に示すように、燃料噴射を停止した時点ｔ１の後にエンジンの回転速度Ｎｅが低下する過程で、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのピストン１３が圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度、つまり上死点回転速度ｎｅをそれぞれ検出し、この上死点回転速度ｎｅの検出値に応じてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを制御することにより、エンジン回転速度Ｎｅの落ち込み度合を調節するようにしている。
【００７７】
すなわち、図９は、上記のようにエンジンの回転速度Ｎｅが所定速度となった時点ｔ１で燃料噴射を停止し、その後の所定期間に亘りスロットル弁２３を開弁状態に維持するようにして、惰性により回転するエンジンの各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられたピストン１３が圧縮上死点を通過する際の上死点回転速度ｎｅを計測するとともに、エンジンの停止時点における膨張行程気筒１２Ａのピストン位置を調べ、このピストン位置を縦軸に取るとともに、上記エンジンの上死点回転速度ｎｅを横軸に取って、両者の関係をグラフ化したものである。この作業を繰り返してエンジンの停止動作期間中における上記上死点回転速度ｎｅと、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置との相関関係を示す分布図が得られることになる。
【００７８】
上記の分布図から、エンジンの停止動作期間中における上死点回転速度ｎｅと膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置との間に所定の相関関係が見られ、図９に示す例では、エンジンが停止状態となる前の６番目〜２番目における上死点回転速度ｎｅがハッチングで示す範囲内にあれば、上記ピストン１３の停止位置がエンジンの再始動に適した範囲Ｒ（圧縮上死点後の１００°〜１２０°ＣＡ）に入ることが分かる。
【００７９】
したがって、図７および図８に示すように、燃料噴射を停止した時点ｔ１から所定時間が経過するまで、つまりエンジン回転速度Ｎｅが基準速度（例えば７６０ｒｐｍ程度）以下に低下する時点ｔ２までは、上記回転慣性および摩擦抵抗の影響を抑制しつつ、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気性を充分に確保するために、スロットル弁２３の開度Ｋを比較的大きな値（例えば全開の３０％の開度）に設定することが好ましい。また、上記ピストン１３を適正位置に停止させる制御が可能な速度にエンジンの回転速度Ｎｅを維持するために、上記燃料噴射の停止時点ｔ１でオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅが例えば０に設定されるようになっている。
【００８０】
そして、エンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下した時点ｔ２で、上記スロットル弁２３の開度Ｋを低減するとともに、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを予め設定された初期値に上昇させる制御を実行した後、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定範囲内になった時点ｔ３で、上記オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅをエンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応した値に低下させてクランク軸３の回転抵抗を調節し、エンジンの外部負荷をエンジン回転速度Ｎｅの低下度合に対応させて変化させることにより、予め行った実験等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Ｎｅを低下させるようにしている。
【００８１】
具体的には、上記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の上死点回転速度ｎｅを検出し、この上死点回転速度ｎｅが、例えば４８０ｒｐｍ〜５４０ｒｐｍ内にあると判定されることにより、エンジンが停止状態となる前の４番目の圧縮上死点を通過した状態にあることが確認された時点ｔ３の上死点回転速度ｎｅに基づき、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、目標発電電流Ｇｅが大きな値に設定された図１０に示すマップから、上記上死点回転速度ｎｅの検出値に対応した目標発電電流Ｇｅを読み出し、この値をオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅとして設定するように構成されている。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが所定値以下に低下する前、つまりオルタネータ２８の発電機能を充分に発揮し得る回転速度（例えば４２０ｒｐｍ）以下にエンジンの回転速度Ｎｅが低下する前に、上記オルタネータ２８が作動状態となってエンジン回転速度Ｎｅの落ち込み度合が調節する制御が実行されることになる。
【００８２】
また、エンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下した時点ｔ２でオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上昇させる際の初期値は、上記マップから読み出される目標発電電流Ｇｅの最大値よりも大きな値に設定され、上記時点ｔ２において初期値に上昇させた目標発電電流Ｇｅを上記時点ｔ３で低下させることにより、上記上死点回転速度ｎｅの検出値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを制御するように構成されている。例えば、上記マップから読み出される目標発電電流Ｇｅが０〜５０Ａに設定されている場合には、その最大値である５０Ａよりも高い値、例えば６０Ａに上記初期値が設定されている。そして、上記時点ｔ２で目標発電電流Ｇｅが６０Ａに設定された後、上記時点ｔ３でマップから読み出された値に基づいて上記目標発電電流Ｇｅの低下量が設定され、この値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを低下させる制御が実行されるようになっている。
【００８３】
上記のようにしてオルタネータ２８の発電電流を制御することにより、最後の圧縮上死点を通過した時点ｔ６で、クランク軸３、フライホイール、ピストン１３およびコネクティングロッド等が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒１２Ｃで圧縮された空気が有する位置エネルギー等が、その後に作用する摩擦抵抗損失等と見合うものとなり、エンジンの停止状態で膨張行程となる気筒１２Ａのピストン１３をエンジンの再始動に適した範囲Ｒ内に停止させることが可能になる。
【００８４】
上記ＥＣＵ２の停止再始動制御手段４８によりエンジンを自動停止させる際の制御動作を、図１１〜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判定する自動停止許可フラグＦ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Ｆは、車速が０となった停車のち車速が所定値（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、かつエアコンがＯＦＦ状態にある等の条件が満たされている場合に、エンジンの自動停止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。
【００８５】
上記ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合には、アクセルセンサ３４がＯＦＦ状態であり、かつブレーキセンサ３５がＯＮ状態であるか否かが判定され（ステップＳ２）、ＹＥＳと判定されて車両が減速状態にあることが確認された場合には、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用の判断基準値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３）、ＮＯと判定された場合には、下記ステップＳ７に移行する。
【００８６】
上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されてエンジン回転速度Ｎｅが上記減速時燃料カット用の判断基準値よりも大きいことが確認された場合には、減速時の燃料カット（ＦＣ）を実行する（ステップＳ４）。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以下に低下したか否かを判定し（ステップＳ５）、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する（ステップＳ６）。
【００８７】
次いで、エンジンの目標回転速度を、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８００ｒｐｍ程度に設定して、この速度を維持する（ステップＳ７）。
【００８８】
そして、アクセルセンサ３４がＯＮ状態となり、あるいはブレーキセンサ３５がＯＦＦ状態となったか否か、つまり減速状態が解除されたか否かを判定し（ステップＳ８）、ＹＥＳと判定された場合には、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。また、上記ステップＳ８でＮＯと判定されて減速状態が解除されていないことが確認された場合には、車速が０か否か、つまり停車状態となって自動停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００８９】
上記ステップＳ９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、、エンジンの目標回転速度Ｎ１を、上記８１０ｒｐｍよりさらに高い値、例えば８６０ｒｐｍ程度に設定するとともに（ステップＳ１０）、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Ｓ１１）。
【００９０】
ここで、上記ステップＳ９で車速が０であると判定されてエンジンの自動停止条件が全て成立したことが確認された時点ｔ０で、上記ステップＳ１０においてエンジンの目標回転速度Ｎ１が所定値に設定されるとともに、上記ステップＳ１１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７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。
【００９１】
次いで、上記ステップＳ１１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時点ｔ０の後に、予め設定された所定時間（例えば１秒程度）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２でＮＯと判定された場合には、予め設定された所定時間が経過するまで待機して、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Ｓ１３）。なお、上記判定動作中にアクセルセンサ３４がＯＮ状態となり、あるいはブレーキセンサ３５がＯＦＦ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、不適切なエンジンの自動停止が行われるのを防止することができる。
【００９２】
そして、上記ステップＳ１３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７および図８の時点ｔ１）で、燃料噴射を停止させた後（ステップＳ１４）、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを０に設定して発電を停止させるとともに（ステップＳ１５）、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Ｓ１６）。
【００９３】
その後、上記ステップＳ１４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Ｓ１７）、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Ｓ１８）。次いで、エンジンの回転速度Ｎｅが予め７９０ｒｐｍ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（ステップＳ１９）、図７及び図８に示す燃料噴射の停止時点ｔ１の後に、エンジンの回転速度Ｎｅが低下し始めたか否かを判定し、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Ｓ２０）。この結果、上記ステップＳ１７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。
【００９４】
そして、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Ｓ２１）。なお、上記ステップＳ１９でエンジンの回転速度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、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、例えば７９０ｒｐｍ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。
【００９５】
また、このとき、すなわち、この基準速度Ｎ２以下になったと判定された時点ｔ２で、エンジン回転速度やエンジン温度等に基づいてエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が予測され、当該予測された停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃであるか判定されて、この判定結果が記憶される（ステップＳ２２）。なお、当実施形態では、この予測は、予め実験等により採取されたデータに基づいて行われている。
【００９６】
次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが第１所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。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の回転速度Ｎｅが低下している過程で、例えばエンジン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。
【００９７】
上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定され、エンジンの上死点回転速度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Ｓ２４）。すなわち、図１０に示すように、エンジンの上死点回転速度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。
【００９８】
次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、エンジン停止前の３番目の圧縮上死点を通過する時点ｔ４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３８０ｒｐｍ〜４８０ｒｐｍの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２５）。このステップＳ２５でＹＥＳと判定され、エンジン停止前の３番目の圧縮上死点を通過したことが確認された時点ｔ４で、ステップＳ２２における予測に基づいてエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか否かを判定し（ステップＳ２６）、先行気筒１２Ａ，１２Ｄである場合にのみ吸気流量制御手段４３によりスロットル弁２３を開弁して、その開度Ｋを例えば２０％程度に設定する（ステップＳ２７）。
【００９９】
その後、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、エンジン停止前の２番目の圧縮上死点を通過する時点ｔ５における上死点回転速度ｎｅに基づいて設定された第３所定範囲内、例えば２６０ｒｐｍ〜４００ｒｐｍの範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ２８）、このステップＳ２８でＹＥＳと判定され、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された図外のマップから、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒１２Ｃに対する燃料噴射量を設定し、この気筒１２Ｃの圧縮行程後半で燃料噴射を行う（ステップＳ２９）。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し、その内部圧力の上昇が抑制されることになる。
【０１００】
そして、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定値Ｎ３以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。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最後の圧縮上死点を超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。
【０１０１】
次いで、エンジンが停止状態になったか否かを判定し（ステップＳ３１）、ＹＥＳと判定された時点で、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Ｓ３２）、自動停止許可フラグＦをＯＦＦとした後に（ステップＳ３３）、制御動作を終了する。
【０１０２】
なお、当実施形態の図７及び図８ではエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が先行気筒１２Ａであることを前提にして説明しているが、この停止時膨張行程気筒が後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの場合であってもよい。例えば、図１４に示すように停止時膨張行程気筒が第２気筒２Ｂ（後続気筒）である場合にも、時点ｔ１でスロットル弁２３の開度を３０％に設定して、時点ｔ２でその開度を０％に設定し、この時点ｔ２で停止時膨張行程気筒が後続気筒１２Ｂであることを予測する。この停止時膨張行程気筒１２Ｂに充填される空気量は、時点ｔ２直後の第１気筒１２Ａの吸気量で決定され、この先行気筒１２Ａの吸気量はスロットル弁２３の開度が３０％に設定され、ブースト圧が上昇した際の吸気量である。一方、停止時に圧縮行程にある第１気筒１２Ａは、時点ｔ５直後の吸気行程でそのエンジン停止の際の空気量が決定される。このとき、スロットル弁２３は閉止されてブースト圧が低下しており、従ってこの先行気筒１２Ａに導入される吸気量は比較的少ないものとなる。このようにして、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒よりも、膨張行程となる気筒に対して、より多くの空気が導入されることとなる。
【０１０３】
上記のようにして自動停止状態となったエンジンを再始動させる際の制御動作を図１５〜図１７に示すフローチャートと、図１８および図１９に示すタイムチャートと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Ｓ１０１）、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、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Ｓ１０２）。
【０１０４】
そして、エンジン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る。なお、エンジンの自動停止時には、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。
【０１０５】
次に、このステップ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（理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比）となるように１回目の燃料噴射を行う（ステップＳ１０４）。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Ｍ１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、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。
【０１０６】
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Ｓ１０５）。そして、点火後の一定時間内にクランク角センサ３０，３１のエッジ、つまりクランク角信号の立ち上がり、また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と判定されて失火が生じてピストン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Ｓ１０７）。
【０１０７】
上記ステップＳ１０６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、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近傍）となるように燃料噴射量を算出する（ステップＳ１０８）。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Ｍ２から求められる。
【０１０８】
そして、上記膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点でこの膨張行程気筒１２Ａで点火する（ステップＳ１０９）。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Ｍ３から求められる。上記点火による膨張行程気筒１２Ａでの燃焼により、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が上死点側に移動し、気筒内のガス（上記ステップＳ１０５の点火によって燃焼した既燃ガス）が圧縮され始める。
【０１０９】
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Ｓ１１０）。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Ｍ４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。
【０１１０】
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３７に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、このために上記吸気行程気筒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Ｓ１１１）、上記ステップＳ１０２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Ｓ１１２）。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。
【０１１３】
次に、上記ステップＳ１１１で算定した吸気行程気筒１２Ｄの空気量と、上記ステップＳ１１２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Ｓ１１３）。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Ｓ１１４）、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。
【０１１４】
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Ｓ１１５）。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易くなり、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。
【０１１５】
そして、このステップＳ１１５が実行された後、オルタネータ２８による発電を開始する（ステップＳ１１６）。ここで、このオルタネータ２８による目標発電量は特に限定されるものではないが、当実施形態では通常制御における目標発電量より高めに設定されている。
【０１１６】
続いて、ステップＳ１１７で、エンジンの停止時に膨張行程ある気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄ及び後続気筒１２Ｂ，１２Ｃのいずれの気筒であるかを判定し、この停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであると判定した場合には、停止時膨張行程気筒１２Ａでの既燃ガスが導入される停止時排気行程気筒での燃焼が間引かれ（ステップＳ１１８）、続く停止時排気行程気筒に対して空燃比がリーン空燃比となるように燃料を噴射して（ステップＳ１１９）、停止時膨張行程気筒を通常のタイミングで点火して（ステップＳ１２０）から通常制御に移行するように制御する。
【０１１７】
すなわち、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄである場合には、上記ステップＳ１０９による燃焼によって新気が消費され、この燃焼によって発生する既燃ガスが気筒間ガス通路２２ａを通して後続気筒である停止時排気行程気筒１２Ｂに導入されることになる。この既燃ガス中には、新気が残存していないため図１８（ａ）に示す（５）では燃焼を実行することができず、従ってこの停止時排気行程気筒１２Ｂが再始動後最初に迎える圧縮行程では燃料の噴射および点火を停止するものとなされている。なお、このように停止時吸気行程気筒が再始動後最初に迎える圧縮上死点を通過した直後の燃焼を間引くことにより再始動時の過度の吹き上がりを防止することができるという利点もある。そして、続く先行気筒である停止時膨張行程気筒１２Ａでは特殊運転モードによる制御を実行するため、空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とするように燃料を噴射して、点火、燃焼を実行するようになっている。
【０１１８】
一方、上記ステップＳ１１７で、停止時膨張行程気筒が先行気筒でない（ステップＳ１１７でＮＯ）、言い換えるとエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が後続気筒１２Ｂ，１２Ｃである場合には、停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合と異なり、エンジンの正転始動のための膨張行程気筒における初回燃焼による既燃ガスが排気通路２２に排出される一方、先行気筒である停止時排気行程気筒１２Ａ，１２Ｄには新気が導入されることになるから、当該停止時排気行程気筒に対して空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して（ステップＳ１２１）、点火、燃焼を実行するようになっている（図１８（ｂ）の（５）参照）。そして、圧縮行程気筒が先行気筒となり、上記ステップＳ１０５で逆転作動のための燃焼により新気が消費された後の既燃ガスが続く停止時膨張行程気筒に導入されることとなるので、図１８（ｂ）の（６）に示すように、当該停止時膨張行程気筒の正転作動のための２回目の燃焼を間引いて（燃料の噴射、点火を停止して）、通常制御に移行するようになっている。
【０１１９】
上記の再始動制御が実行されることにより、図１８および図１９に示すように、まず圧縮行程気筒１２Ｃ（第３気筒）において１回目の燃料噴射Ｊ３が行われ、その点火によって燃焼（図１８中の（１））が行われる。この燃焼（１）による燃焼圧（図１９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、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ー、すなわち膨張行程気筒１２Ａ内の空気を充分圧縮しつつ、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ーを得ることができる。なお、上記図１８には停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合のタイムチャートを示す図（ａ）と、停止時膨張行程気筒が後続気筒である場合のタイムチャートを示す図（ｂ）とがあるが、図１８という場合には図（ａ）、図（ｂ）のいずれの場合も指すものとする。
【０１２０】
上記エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒１２Ａ（第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で燃料噴射Ｊ１が行われ、気化し始める。この燃料噴射Ｊ１も理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比（λ≦１）となるように設定されている（図１９中のｂ部分）。
【０１２１】
上記膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点に充分に近付いた時点で当該気筒１２Ａに対する点火が行われて、気化が促進された噴射燃料（Ｊ１）が燃焼し（図１８中の（２））、その燃焼圧（図１９中のｃ部分）によりエンジンが正転方向に駆動される。
【０１２２】
また、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（図１８中の（３））、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上記圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮圧力が低減され（図１９中のｄ部分）、これに応じて当該圧縮上死点（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ーが低減されることになる。
【０１２３】
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（図１８中の（４）に示すように、例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、上記吸気行程気筒１２Ｄの圧縮行程で圧縮上死点前に自着火することが防止される。また、上記吸気行程気筒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１９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、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーが上記圧縮上死点（エンジン始動開始時点から２番目の圧縮上死点）を超えるために消費されるのを抑制することができる。
【０１２４】
しかも、この吸気行程気筒１２Ｄにおける燃料噴射（Ｊ５）を理論空燃比ないしそれよりもリッチ空燃比（λ≦１）となるように噴射されるので、エンジンの再始動のための燃焼（図１８中（１）、（２）、（４））を略連続的に、かつ、出力を確保した状態で実行できるので、エンジンを確実に再始動させることができる。
【０１２５】
このようにして膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼（図１８中の（２））のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点（図１７中の（３））と、２番目の圧縮上死点（図１７中の（４））とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができる。そして、その直後（図１８中の（５））の燃焼は膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃであるかによって燃焼を停止したり、理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で実行させたりすることにより、切り換え制御を行い、燃費を抑制しつつ、確実な再始動性を確保するものとなされている（図１８（ａ），（ｂ）参照）。そして、それ以降（図１８中の（６）・・・）は、触媒の温度に応じて空燃比をリーン（λ＞１）にし、あるいは点火時期を遅延させることにより、エンジン回転速度の吹上がりを防止しつつ、通常運転に移行する。
【０１２６】
このように当実施形態の装置では、エンジンの自動停止にあたって２気筒接続状態のまま停止させ、その後の再始動にあたってエンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが最初に圧縮上死点を迎えるまでの間に噴射される燃料を、リーン空燃比ではなく、理論空燃比ないしはリッチ空燃比で噴射するものとなされているので、エンジンの再始動に必要な出力を確実に得ることができ、これにより気筒における流通経路を切り換えることなく、エンジンを適正かつ確実に再始動させることができる。
【０１２７】
なお、エンジンの通常作動時における作用を、図２０及び図２１等を参照しつつ説明する。低負荷低回転側の運転領域Ａでは、上記弁停止機構制御手段４２及び吸気流量制御手段４３等からなる運転モード制御手段により、特殊運転モードの制御が実行され、原則として上記のように第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａが停止状態、第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂが作動状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図２０に示すようになり、先行気筒（１番，４番気筒）１２Ａ，１２Ｄから排出される既燃ガスがそのまま気筒間ガス通路２２ａを介して後続気筒（２番，３番気筒）１２Ｂ，１２Ｃに導入される（図２０中の矢印ｂ）とともに、この後続気筒１２Ｂ，１２Ｃから排出されるガスのみが排気通路２２に導かれる（図２０中の矢印ｃ）ような２気筒接続状態とされる。
【０１２８】
この状態において、先行気筒１２Ａ，１２Ｄにそれぞれ吸気行程で吸気通路２１から新気が導入され（図２０中の矢印ａ）、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでは空燃比が理論空燃比よりも大きくて、理論空燃比の略２倍ないしそれより小さい値となるように燃料噴射量が制御されつつ圧縮行程で燃料が噴射され、かつ、所定点火時期に点火が行われて、リーン空燃比での成層燃焼が行われる。
【０１２９】
また、先行気筒１２Ａ，１２Ｄの吸気行程と後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの排気行程が重なる期間に、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから導出された既燃ガスがガス通路２２ａを通って後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入される（図５中の白抜き矢印及び図２０中の矢印ｂ）。そして、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料が供給されて、理論空燃比となるように燃料噴射量が制御されつつ、吸気行程で燃料が噴射された後、圧縮行程の上死点付近で燃焼室内の圧力、温度の上昇により圧縮自己着火が行われる。
【０１３０】
この場合、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから排出された高温の既燃ガスが短い気筒間ガス通路２２ａを通って後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに直ちに導入されるため、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは吸気行程で燃焼室内の温度が高くなり、圧縮行程終期の上死点付近では混合気が自己着火し得る程度まで燃焼室１４内の温度が上昇する。しかも、上記既燃ガスは後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入されるまでの間に充分にミキシングされて均一に分布し、さらに吸気行程で噴射された燃料も圧縮行程終期までの間に燃焼室１４全体に均一に分散するため、理想的な同時圧縮自己着火条件を満たすような均一な混合気分布状態が得られる。そして、同時圧縮自己着火により燃焼が急速に行われ、これにより熱効率が大幅に向上される。
【０１３１】
このように、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでは、リーンでの成層燃焼により熱効率が高められるとともに、成層燃焼を行わない通常のエンジンと比べて吸気負圧が小さくなることでポンピングロスが低減され、一方、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは、空燃比が略理論空燃比とされつつ、均一な混合気分布状態で圧縮自己着火が行われることにより熱効率が高められるとともに、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから押出された既燃ガスが送り込まれるため先行気筒１２Ａ，１２Ｄよりもさらにポンピングロスが低減される。これらの作用により、燃費が大幅に改善される。
【０１３２】
また、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでは理論空燃比の略２倍もしくはそれに近いリーン空燃比とされることでＮＯｘ発生量が比較的少なく抑えられる。一方、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから既燃ガスが導入されることで多量のＥＧＲが行われているのと同等の状態となるとともに、同時圧縮自己着火による急速燃焼が行われると可及的に酸素と窒素との反応が避けられることから、ＮＯｘの発生が充分に抑制される。このような点からもエミッションの向上に有利となる。
【０１３３】
また、少なくとも後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの圧縮自己着火領域Ａで、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃから排出される排気ガス中の酸素濃度が、理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの空燃比を制御するように構成した場合には、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでリーンな空燃比で燃焼が行われつつ、理論空燃比で燃焼した後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの既燃ガスのみが排気通路２２に導出されることになる。したがって、従来のリーンバーンエンジンのようにリーンＮＯｘ触媒を設ける必要がなく、三元触媒３７だけで充分に排気浄化性能が確保される。そして、リーンＮＯｘ触媒を設ける必要がないことから、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量増大時におけるＮＯｘの放出、還元のための一時的な空燃比のリッチ化を行う必要がなく、燃費改善の目減りが避けられる。さらに、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の問題が生じることもない。
【０１３４】
一方、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは通常運転モードとされ、前述のように第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａが作動状態、第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂが停止状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図２１に示すようになり、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気ポート１７，１７ａ及び排気ポート１８ａ，１８が独立し、吸気通路２１から各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気ポート１８，１８ａに新気が導入されるとともに各気筒１２Ａ〜１２Ｄの排気ポート１８，１８ａから排気通路２２に既燃ガスが排出される。そしてこの場合は、理論空燃比もしくはそれよりリッチとなるように吸入空気量及び燃料噴射量が制御されることにより、出力性能が確保される。
【０１３５】
なお、以上説明したエンジンの始動装置は、本発明に係る始動装置が適用される装置の一実施形態であって、装置の具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、変形例を以下に説明する。
【０１３６】
（１）上記実施形態では、停止再始動制御手段４８は、エンジンの再始動にあたって、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に対して理論空燃比ないしはそれよりも小さいリッチ空燃比となるように燃料を供給して点火、燃焼を行わせて逆転作動させてから正転作動させるように制御しているので、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒の当該圧縮行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させることができないが、エンジンの逆転作動のために停止時圧縮行程気筒での初回燃焼を省略することにより、或いはこの初回燃焼のために供給する燃料を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に設定することにより、圧縮行程気筒の当該行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させるように制御することもできる。このようにすれば、停止時圧縮行程気筒での初回燃焼直後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒でも燃焼を実行することができ、これによりエンジンの再始動初期で連続して正転作動のための燃焼を行うことができる。
【０１３７】
特に、逆転作動のための燃焼を省略する場合には、エンジンの正転作動のために圧縮行程気筒に噴射される燃料は、理論空燃比ないしはそれよりもリッチ空燃比となるようにに設定し、これにより出力を確保するとともに、また点火のタイミングを圧縮上死点を過ぎた直後に設定し、マイナストルクの発生を有効に防止するものとなされている。
【０１３８】
（２）上記実施形態では、動弁機構として弁停止機構を２９を用いるものとしているが、この動弁機構は特に限定するものではなく、その他の公知の技術、例えば電磁弁を用いて電気的に開閉させるものや、カムノーズが無いカムを含めた複数のカムと、各カムによって駆動される複数のロッカーアームとを備え、このロッカーアームを油圧によって駆動されるプランジャーを移動させることにより各ロッカーアームを一体化し、これにより吸気弁（排気弁）の開閉駆動、或いは開閉タイミングを変更するように構成してもよい。
【０１３９】
（３）なお、上記実施形態では、サージタンク２１ｂの上流側に配設されたスロットル弁２３からなる吸気流量調節手段により各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気流量を調節するように構成した例について説明したが、これに限らず、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられた吸気弁１９のリフト量を変更する周知の可変動弁機構を設けることにより、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気流量を調節するように構成してもよく、あるいは各気筒１２Ａ〜１２Ｄに接続された分岐吸気通路２１ａに個別に弁体が配設された多連型スロットル弁を用いて上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気流量を調節するように構成してもよい。
【０１４０】
（４）上記実施形態では、エンジンの再始動時に膨張行程気筒１２Ａで初回燃焼のための燃料噴射を一括噴射（Ｊ１）としたが、これを、２回ないしそれ以上の分割噴射とするものであってもよい。
【０１４１】
（５）上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、始動後の所定時期までにエンジン回転速度が所定値に達しない等に、スタータモータによるアシストを伴う制御を行うようにしてもよい。この場合でもエンジンの燃焼によるエネルギーによってスタータモータの負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【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】制御系統のブロック図である。
【図４】運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す説明図である。
【図５】先行気筒及び後続気筒の燃焼サイクル及び開弁タイミング等を示す説明図である。
【図６】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７】エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態を示すタイムチャートである。
【図８】停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合におけるエンジン停止時におけるスロットル弁開度および目標発電電流等の変化状態を示すタイムチャートである。
【図９】エンジン停止時のエンジン回転速度とピストン停止位置との相関関係を示す分布図である。
【図１０】エンジンの回転速度に応じてオルタネータの目標発電電流を設定するためのマップの一例を示す図表である。
【図１１】エンジンの自動停止制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図１２】エンジンの自動停止制御動作の中盤部を示すフローチャートである。
【図１３】エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図１４】停止時膨張行程気筒が後続気筒である場合におけるエンジン停止時におけるスロットル弁開度および目標発電電流等の変化状態を示すタイムチャートである。
【図１５】エンジンの再始動時における制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図１６】エンジンの再始動時に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１７】エンジンの再始動時における制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図１８】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（ａ）は、停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合で、図（ｂ）は、停止時膨張行程気筒が後続気筒である場合について示す。
【図１９】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２０】低負荷低回転時の実質的な新気及びガスの流通経路を示す説明図である。
【図２１】高負荷高回転時の実質的な新気及びガスの流通経路を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１ エンジン本体
２ ＥＣＵ
１２Ａ 先行気筒
１２Ｂ 後続気筒
１２Ｃ 後続気筒
１２Ｄ 先行気筒
２２ａ 気筒間ガス通路
２３ スロットル弁（吸気流量調整手段）
２８ オルタネータ（外部負荷調整手段）
２９ 弁停止機構
３０，３１ クランク角センサ
４２ 弁停止機構制御手段
４３ 吸気流量制御手段
４４ 燃料状態制御手段
４５ 燃料供給制御手段
４６ 停止再始動制御手段
４６ 点火制御手段
４７ 発電電流制御手段
４８ 停止再始動制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動装置に関し、先後一対の気筒を直列的に接続した２気筒接続状態に切換可能なエンジンにおいて、この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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、火花点火式エンジン等において、各気筒内の混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせることにより燃費改善を図る技術が知られており、本願出願人も、触媒に要する経済的負担を軽減させ、またエミッション性を向上させつつ燃費を改善すべく、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行う多気筒エンジンにおいて、低負荷低回転域では、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程側の気筒である先行気筒から排出される既燃ガスをそのまま吸気行程側の気筒である後続気筒に導入し、この後続気筒から排出されるガスを排気通路に導くようにするとともに、この２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒において理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比とした状態で燃焼を行わせるように燃焼状態等を制御（特殊運転モードという）する一方、高負荷高回転域では、通常通り、各気筒毎を理論空燃比で燃焼を行わせるように燃焼状態等を制御（通常運転モードという）する技術を提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、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な、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、スタータモータが頻繁に作動状態となって電力が消費されるとともに、スタータモータの寿命が短くなる等の問題がある。
【０００４】
そこで、本願出願人は、エンジン停止時の圧縮行程気筒に対して初回の燃焼を実行してピストンを押し下げ、膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるとともに、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、エンジンを始動させる４サイクル多気筒エンジンにおいて、エンジン停止時の圧縮行程気筒における初回燃焼後の筒内に燃焼用空気を存在させ、かつ、初回燃焼後に当該気筒内に燃料を供給して、当該気筒が初回燃焼後にピストン上昇に転じて圧縮上死点を越える際に当該気筒での２回目の燃焼を行わせるように制御して、所定の気筒における燃焼エネルギーだけでエンジンを再始動させる技術を提案している（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−７６６１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２４７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記本願出願人によって先に提案された上記特許文献１および特許文献２の技術は、ともに燃費改善を目的とするものであり、これらを併用することによりさらなる燃費改善効果が期待できる。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のエンジンに上記特許文献２記載の装置をそのまま適用したのでは、エンジンの再始動を適正に実行できない虞があり、この点に改良の余地があった。すなわち、特許文献１に記載のエンジンは、その低負荷側の運転領域において２気筒接続状態となされ、上記先行気筒では空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で燃焼を行わせるものとなされているので、再始動にあたって十分な出力を得ることができず、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが再始動後、最初に迎える圧縮上死点を超えることができない虞があり、適正に再始動されない場合が考えられる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、エミッション性を向上させるとともに燃費効果を改善する２気筒接続可能な特殊なエンジンの改良にかかるものであり、所定条件下でエンジンを自動停止させてさらなる燃費向上を図り、かつ、この自動停止後に確実に再始動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】
【０００８】
本発明にかかるエンジンの始動装置は、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンであって、エンジンの少なくとも低負荷側運転領域でエンジンの吸・排気及び燃焼状態についての制御モードを特殊運転モードとし、この特殊運転モードでは、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態となされたエンジンの始動装置において、各気筒における燃料噴射量や噴射時期を含む燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段と、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、上記燃焼状態制御手段を制御してエンジンに対する燃料供給を停止することにより２気筒接続状態のままエンジンを自動的に停止させるとともに、この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、上記燃焼状態制御手段を制御して少なくともエンジンの停止時に膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火、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停止再始動制御手段とを備え、上記燃焼状態制御手段は、上記特殊運転モードにおいて先行気筒で空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で燃焼を行わせ、この先行気筒から後続気筒にリーン空燃比の既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせるように制御し、上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転始動時からエンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間における燃料噴射を上記リーン空燃比に換えて各気筒で略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように上記燃焼状態制御手段を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、所定の自動停止・再始動条件が成立した場合にエンジンを自動停止・再始動させる停止再始動制御手段を備えるので、例えばアイドルストップ時等に無駄な燃料消費を抑制することができ、２気筒接続状態に切換可能な上記エンジンの特徴を生かしつつ、さらなる燃費改善効果を得ることができる。しかも、エンジンの低負荷側運転領域においては、特殊運転モードの制御が実行され、上記燃焼状態制御手段は、特殊運転モードの制御が実行される場合には、原則として（少なくともエンジンの再始動後所定期間を除いて）、上記先行気筒でリーン空燃比で燃焼を行わせ、この先行気筒から既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせるように制御するので、エンジン全体の温度を比較的高く維持することができ、先行気筒ではリーン燃焼による熱効率向上が図られるとともに先行・後続両気筒ではポンピングロス低減による燃費改善効果が得られる。
【００１０】
そして、エンジンの温度が上記したように比較的高温で維持できるので、２気筒接続状態のまま停止したエンジンを気筒内での燃焼エネルギーだけで再始動させ易くなり、この２気筒接続状態、すなわち特殊運転モードの吸・排気状態のまま再始動させることができる。エンジンの再始動が実行されている最中、すなわち再始動条件が成立した後所定の期間が経過するまでは、停止再始動制御手段によって、エンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの燃料噴射を上記リーン空燃比に換えて各気筒で略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように上記燃焼状態制御手段が制御されるので、比較的不安定となり易いエンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの不安定期間において十分に再始動のためのトルクを引き出すことができ、これにより確実に停止時吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を通過してエンジンの再始動性を向上させることができる。
【００１１】
この発明において、上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒の当該圧縮行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させるように制御するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
このように構成すれば、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に連続して当該停止時圧縮行程気筒での燃焼が実行されるので、エンジンの正転作動のための燃焼エネルギーを十分に得ることができ、これにより確実にエンジンの再始動性を向上させることができる。
【００１３】
この場合、上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの再始動時における初回燃焼を上記停止時膨張行程気筒で実行するように制御してもよいし（請求項３）、或いは、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で実行させるように制御してもよい（請求項４）。
【００１４】
特に、上記エンジンを逆転作動させてから正転作動させる場合にはこの逆転作動を当該圧縮行程気筒の範囲内で行う必要があり、従ってエンジンの逆転作動のための出力はさほど要さない。従って、このエンジンの逆転作動を実行させて膨張行程気筒の筒内圧力を高めつつ、この逆転作動に費やされなかった残存新気を正転作動のための燃焼に使用することにより、エンジンを効率的、かつ確実に再始動させることができる。
【００１５】
また、上記請求項１に記載のエンジンの始動装置において、上記停止再始動制御手段は、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比で実行させ、上記膨張行程にある気筒での燃焼後、上記複数の先行気筒および複数の後続気筒のうち、上記停止時膨張行程気筒およびこの気筒と先後対をなす気筒と異なる気筒で正転作動のための燃焼を行わせるように制御するのが好ましい（請求項５）。
【００１６】
このように構成すれば、例えば停止時膨張行程気筒のピストンが再始動に適した適正範囲の中でも下死点側に位置する場合等には、上記停止時圧縮行程気筒の新気も少ないことから、理論空燃比ないしはこれよりもリッチ空燃比で燃焼させることによって十分に逆転作動させて膨張行程気筒内圧力を高めることができ、これによりエンジンの再始動性を確実に向上させることができる。
【００１７】
この場合、上記停止再始動制御手段は、いったんエンジンを逆転作動させてから正転作動させた後、このエンジンの逆転作動のための燃焼が実行された停止時圧縮行程気筒の当該圧縮行程で所定量の燃料を噴射するように制御するのが好ましい（請求項６）。
【００１８】
このように構成すれば、上記停止時圧縮行程気筒の当該圧縮行程で噴射された燃料の気化潜熱によりこの停止時圧縮行程気筒の筒内温度を下げ、或いはその温度上昇を抑制することにより、当該気筒の圧縮圧力を低減、或いはその圧力上昇を抑制させて当該気筒のピストンが圧縮上死点を越え易くし、エンジンの再始動性をより向上させることができるとともに、筒内温度上昇を抑制して後続気筒での過早自着火を効果的に抑制することができる。
【００１９】
また、この発明において、上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転再始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間におて、後続気筒に対する燃料噴射時期を圧縮行程の後半に設定するのが好ましい（請求項７）。
【００２０】
このように構成すれば、先行気筒で温められた新気に対して噴射された燃料の活性化を抑制して、後続気筒における過早自着火を効果的に抑制することができる。
【００２１】
さらに、この発明において、エンジンのクランク軸に対する抵抗を調整することによりエンジンの外部負荷を調整する負荷調整手段をさらに備え、上記停止再始動制御手段は、上記後続気筒がエンジンの自動停止時に上記膨張行程気筒となるように上記負荷調整手段を制御するのが好ましい（請求項８）。
【００２２】
このように構成すれば、比較的高温の後続気筒でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して当該燃料の気化を促進させることができる。しかも、先行気筒においてリッチ空燃比で正転作動のための燃焼を実行した場合、この既燃ガスが導入された後続気筒では燃焼を実行することができないが、後続気筒で正転作動のための燃焼を実行した場合には、この燃焼による既燃ガスは直ちに排気通路に導出されることから、再始動初期において各気筒で連続して燃焼させることができ、再始動のための出力を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、例えばアイドルストップ時等に無駄な燃料消費を抑制することができ、エミッション性を向上させつつ、さらなる燃費改善効果を得ることができるという利点がある。しかも、エンジンの低負荷側運転領域においては、２気筒接続状態の特殊運転モードによる制御が行われるので、ガス流通経路を各気筒独立状態として各気筒においてそれぞれ独立して燃焼を行わせる場合に比べてエンジン全体の温度を比較的高く維持することができ、また先行気筒ではリーン燃焼による熱効率向上が図られるとともに先行・後続両気筒ではポンピングロス低減による燃費改善効果が得られる。加えて、エンジン温度が比較的高温に維持することができるため、２気筒接続状態のまま停止したエンジンを気筒内での燃焼エネルギーだけで再始動させ易くなり、再始動にあたって比較的不安定となり易いエンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの不安定期間において十分に再始動のためのトルクを引き出すことができ、これにより確実に停止時吸気行程気筒のピストンが最初に迎える圧縮上死点を通過してエンジンの再始動性を向上させることができるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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１２Ａ〜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。
【００２５】
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。この点火プラグ１５には、ＥＣＵ２による点火時期等のコントロールが可能な点火装置２７が接続されている。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。なお、図外の燃料ポンプ及び燃料供給通路等を備えるとともに、圧縮行程での燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力を与え得る燃料供給系統を介して、上記燃料噴射弁１６に燃料が供給されるように構成されている。
【００２６】
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１７，１７ａ，１７ｂおよび排気ポート１８，１８ａ，１８ｂが設けられるとともに、これらのポート１７，１８，…に、吸気弁１９，１９ａ，１９ｂおよび排気弁２０，２０ａ，２０ｂがそれぞれ装備されている。上記吸気弁１９，１９ａ，１９ｂおよび排気弁２０，２０ａ，２０ｂは、後述する動弁機構２９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。
【００２７】
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からなる吸気流量調節手段が配設されている。このスロットル弁２３の上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ２５と、吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ２６とが配設されている。
【００２８】
また、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、排気ガス中の酸素濃度を検出することにより空燃比を検出するＯ2センサ３８が設けられている。さらに、このＯ2センサ３８の設置部の下流側における排気通路２２には、排気ガス浄化触媒３７が配設されている。この排気ガス浄化触媒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、いわゆる三元触媒からなっている。この三元触媒からなる排気ガス浄化触媒３７は、一般に知られているように、排気ガスの空燃比が理論空燃比（つまり空気過剰率λ＝１）付近にあるときにＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘに対して高い浄化性能を示す触媒である。
【００２９】
そして、吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程からなる燃焼サイクルが各気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に所定の位相差をもって行われるように構成され、４気筒エンジンの場合に、気筒列方向の一端側から１番気筒１２Ａ、２番気筒１２Ｂ、３番気筒１２Ｃ及び４番気筒１２Ｄと呼ぶと、図５に示すように、上記燃焼サイクルが１番気筒１２Ａ、３番気筒１２Ｃ、４番気筒１２Ｄ、２番気筒１２Ｂの順にクランク角で１８０°ずつの位相差をもって行われるようになっている。なお、図５において、ＥＸは排気行程、ＩＮは吸気行程であり、また、Ｆは燃料噴射、Ｓは強制点火を表し、図中の星マークは圧縮自己着火が行われることを表している。
【００３０】
排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間には、排気行程と吸気行程が重なるときの排気行程側の気筒（当明細書ではこれを先行気筒と呼ぶ）から吸気行程側の気筒（当明細書ではこれを後続気筒と呼ぶ）へ既燃ガスをそのまま導くことができるように、気筒間ガス通路２２ａが設けられている。当実施形態の４気筒エンジンでは、図５に示すように１番気筒１２Ａの排気行程（ＥＸ）と２番気筒１２Ｂの吸気行程（ＩＮ）とが重なり、また４番気筒１２Ｄの排気行程（ＥＸ）と３番気筒１２Ｃの吸気行程（ＩＮ）が重なるので、１番気筒１２Ａ及び２番気筒１２Ｂと、４番気筒１２Ｄ及び３番気筒１２Ｃとがそれぞれ一対をなし、１番気筒１２Ａ及び４番気筒１２Ｄが先行気筒となり、かつ２番気筒１２Ｂ及び３番気筒１２Ｃが後続気筒となる。
【００３１】
各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸・排気ポートと、これに接続される吸気通路２１、排気通路２２及び気筒間ガス通路２２ａは、具体的には次のように構成されている。
【００３２】
先行気筒である１番気筒１２Ａ及び４番気筒１２Ｄには、それぞれ、新気を導入するための吸気ポート１７と、既燃ガス（排気ガス）を排気通路２２に送り出すための第１排気ポート１８ａと、既燃ガスを後続気筒に導出するための第２排気ポート１８ｂとが配設されている。また、後続気筒である２番気筒１２Ｂ及び３番気筒１２Ｃには、それぞれ新気を導入するための第１吸気ポート１７ａと、先行気筒からの既燃ガスを導入するための第２吸気ポート１７ｂと、既燃ガスを排気通路２２に送り出すための排気ポート１８とが配設されている。
【００３３】
図１及び図２に示す例では、１番，４番気筒（先行気筒）１２Ａ，１２Ｄにおける吸気ポート１７及び２番，３番気筒（後続気筒）１２Ｂ，１２Ｃにおける第１吸気ポート１７ａが、１気筒当り２個ずつ、燃焼室１４の左半部側に並列的に設けられる一方、１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄ（先行気筒）における第１排気ポート１８ａ及び第２排気ポート１８ｂならびに２番，３番気筒（後続気筒）１２Ｂ，１２Ｃにおける第２吸気ポート１７ｂ及び排気ポート１８が、燃焼室１４の右半部側に並列的に設けられている。
【００３４】
１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄにおける吸気ポート１７及び２番，３番気筒１２Ｂ，１２Ｃにおける第１吸気ポート１７ａには、吸気通路２１における気筒別の分岐吸気通路２１ａの下流端が接続されている。
【００３５】
１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄにおける第１排気ポート１８ａ及び２番，３番気筒１２Ｂ，１２Ｃにおける排気ポート１８には、排気通路２２における気筒別の分岐排気通路２２ｂの上流端が接続されている。また、１番気筒１２Ａと２番気筒１２Ｂとの間及び３番気筒１２Ｃと４番気筒１２Ｄとの間には、それぞれ気筒間ガス通路２２ａが設けられている。そして、先行気筒である１番，４番気筒１２Ａ，１２Ｄの第２排気ポート１８ｂに、上記気筒間ガス通路２２ａの上流端が接続されるとともに、後続気筒である２番，３番気筒１２Ｂ，１２Ｃの第２吸気ポート１７ｂに、上記気筒間ガス通路２２ａの下流端が接続されている。
【００３６】
上記気筒間ガス通路２２ａは、互いに隣接する気筒間を接続する比較的短い通路であり、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから排出されるガスがこの通路２２ａを通る間における放熱量が比較的小さく抑えられるようになっている。
【００３７】
各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸・排気ポートを開閉する吸・排気弁とこれらに対する動弁機構は、次のようになっている。
【００３８】
１番，４番気筒（先行気筒）１２Ａ，１２Ｄにおける吸気ポート１７、第１排気ポート１８ａ及び第２排気ポート１８ｂにはそれぞれ吸気弁１９、第１排気弁２０ａ及び第２排気弁２０ｂが設けられ、また、２番，３番気筒（後続気筒）１２Ｂ，１２Ｃにおける第１吸気ポート１７ａ、第２吸気ポート１７ｂ及び排気ポート１８にはそれぞれ第１吸気弁１９ａ、第２吸気弁１９ｂ及び排気弁２０が設けられている。そして、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気行程や排気行程が上述のような所定の位相差をもって行われるように、これら吸・排気弁がそれぞれカムシャフト１９ａ，２０ａ等からなる動弁機構により所定のタイミングで開閉するように駆動される。
【００３９】
さらに、これらの吸・排気弁のうちで第１排気弁１９ａ、第２排気弁２０ｂ、第１吸気弁１９ａ及び第２吸気弁１９ｂに対しては、各弁を作動状態と停止状態とに切換える弁停止機構２９が設けられている。この弁停止機構２９は、従来から知られているため詳しい図示は省略するが、例えば、カムシャフト１９ａ，２０ａのカムと弁軸との間に介装されたタペットに作動油の給排が可能な油圧室が設けられ、この油圧室に作動油が供給されている状態ではカムの作動が弁に伝えられて弁が開閉作動され、油圧室から作動油が排出されたときにはカムの作動が弁に伝えられなくなることで弁が停止されるようになっている。なお、この作動油は、エンジンの駆動中はその駆動によって駆動されるオイルポンプによって供給され、一方、エンジンの停止中は電気モータによって駆動される電動オイルポンプによって供給されるようになっている。
【００４０】
上記第１排気弁２０ａの弁停止機構２９と第１吸気弁１９ａの弁停止機構２９とに対する作動油給排用の通路５６には、第１コントロール弁５７が設けられ、また第２排気弁２０ｂの弁停止機構２９と第２吸気弁１９ｂの弁停止機構２９とに対する作動油給排用の通路５８には、第２コントロール弁５９が設けられている（図３参照）。
【００４１】
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（発電機）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目標発電電流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、通常時に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目標発電電流の制御が実行されるように構成されている。
【００４２】
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。
【００４３】
また、カムシャフト１９ａ，２０ａ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、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センサ３４と、運転者がブレーキ操作を行ったことを検出するブレーキセンサ３５からそれぞれ出力される各検出信号がＥＣＵ２に入力されるようになっている。
【００４４】
一方、ＥＣＵ２は、マイクロコンピュータ等からなるエンジン制御用のものであり、その駆動、制御系統を図１、図３に示している。この図において、ＥＣＵ２には、上記各センサ２５，２６，３０〜３６，３８からの検出信号からの信号が入力されている。すなわち、ＥＣＵ２は、エアフローセンサ２５及びＯ2センサ３８からの信号が入力され、さらに運転状態を判別する等のためにエンジン回転数を検出するクランク角センサ３０，３１及びアクセル開度（アクセルペダル踏込み量）を検出するアクセルセンサ３４等からの信号も入力されている。また、上記ＥＣＵ２から、点火プラグ１５に付設された点火装置２７と、各燃料噴射弁１６と、スロットル弁２３のアクチュエータ２４と、上記第１，第２のコントロール弁５７，５９とに対して制御信号が出力されるようになっている。
【００４５】
上記ＥＣＵ２は、運転状態判別手段４１、弁停止機構制御手段４２、吸気流量制御手段４３、燃焼状態制御手段４４、発電電流制御手段４７及び停止再始動制御手段４８を備え、エンジンの燃焼状態や吸・排気特性等についての制御を切り換え制御するとともに、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、エンジンを自動的に停止させ、かつ、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を実行するように構成されている。
【００４６】
具体的には、運転状態判別手段４１は、図４に示すように、エンジンの運転領域が低負荷低回転側の運転領域Ａ（部分負荷領域）と、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂとに分けられた制御用マップを有し、上記クランク角センサ３０，３１及びアクセルセンサ３４等からの信号により調べられるエンジンの運転状態（エンジン回転数及びエンジン負荷）が上記運転領域Ａ，Ｂのいずれの領域にあるかを判別する。そして、この判別に基づき、低負荷低回転側の運転領域Ａでは、排気行程にある先行気筒１２Ａ，１２Ｄから排出される既燃ガスを、そのまま吸気行程にある後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入して燃焼させる特殊運転モードが選択され、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、各気筒１２Ａ〜１２Ｄをそれぞれ独立させ燃焼させる通常運転モードが選択されるようになっている。
【００４７】
弁停止機構制御手段４２は、特殊運転モードでは気筒間ガス通路２２ａを介して先行気筒１２Ａ，１２Ｄの既燃ガスを後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入させる２気筒接続状態とし、通常運転モードでは各気筒１２Ａ〜１２Ｄにそれぞれ新気を導入させる各気筒独立状態とするように吸・排気流通状態を変更すべく弁停止機構２９を制御するもので、具体的には運転状態が運転領域Ａ，Ｂのいずれにあるかに応じ、上記各コントロール弁５７，５９を制御することにより、原則として各弁停止機構２９を次のように制御する。
【００４８】
運転領域Ａ：第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａを停止状態
第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂを作動状態
運転領域Ｂ：第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａを作動状態
第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂを停止状態
上記吸気流量制御手段４３は、アクチュエータ２４を制御することによりスロットル弁２３の開度（スロットル開度）を制御するものであり、運転状態に応じてマップ等から目標吸入空気量を求め、その目標吸入空気量に応じてスロットル開度を制御する。この場合、特殊運転モードとされる運転領域Ａでは、後続気筒（２番、３番気筒１２Ｂ，１２Ｃ）においては分岐吸気通路２１ａからの吸気導入が遮断された状態で先行気筒１２Ａ，１２Ｄから導入されるガス中の過剰空気と新たに供給される燃料との比が理論空燃比に対応した値とされつつ燃焼が行われるので、先行、後続の２気筒分の要求トルクに応じた燃料の燃焼に必要な量の空気（２気筒分の燃料の量に対して理論空燃比となる量の空気）が先行気筒（１番、４番気筒１２Ａ，１２Ｄ）に供給されるように、スロットル開度が調節される。
【００４９】
また、この吸気流量制御手段４３は、停止再始動制御手段４６からの信号を受けてアクチュエータ２４を制御することによりスロットル弁２３の開度を制御し、エンジンの自動停止過程においてはこのエンジン停止前における各気筒の掃気性を確保するとともに、エンジン停止時に膨張行程および圧縮行程にある気筒に吸気される空気量を調整するものとなされている。
【００５０】
上記燃焼状態制御手段４４は、燃料供給制御手段４５と点火制御手段４６とからなっており、燃料供給制御手段４５により、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられた燃料噴射弁１６からの燃料噴射量及び噴射タイミングをエンジンの運転状態に応じて制御するとともに、点火制御手段４６により運転状態に応じた点火時期の制御及び点火停止等の制御を行う。そして、特に運転状態が図４中の運転領域Ａにある場合と運転領域Ｂにある場合とで燃焼状態の制御（燃料噴射の制御及び点火の制御）が変更される。
【００５１】
すなわち、運転状態が低負荷低回転側の運転領域Ａにある場合、特殊運転モードでの制御状態として、先行気筒（１番、４番気筒）１２Ａ，１２Ｄに対しては、空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とするように燃料噴射量を制御するとともに、圧縮行程で燃料を噴射して混合気の成層化を行わせるように噴射タイミングを設定し、かつ、圧縮上死点付近で強制点火を行わせるように点火タイミングを設定する。一方、後続気筒（２番、３番気筒）１２Ｂ，１２Ｃに対しては、先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに対して燃料を供給し、実質的に理論空燃比となるように燃料噴射量を制御するとともに、吸気行程で燃料を噴射するように噴射タイミングを設定し、かつ、圧縮自己着火を行わせるべく、強制点火を停止させる。なお、この後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの圧縮自己着火に代えて強制点火により燃焼させることを排斥する趣旨ではない。
【００５２】
さらに、上記運転領域Ａにおいて、先行気筒及び後続気筒からなる一対の気筒に対する燃料噴射量の和が先行気筒に導入される新気量に対して理論空燃比となる量に調整されるとともに、後続気筒でノッキングが発生するのを防止しつつ、圧縮自己着火が良好に行われるように、先行気筒（１番、４番気筒）２Ａ，２Ｄに対する燃料噴射量と、後続気筒（２番、３番気筒）２Ｂ，２Ｃに対する燃料噴射量との割合が運転状態に応じて制御される。
【００５３】
一方、エンジンの運転状態が高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂにある場合には、通常運転モードでの制御として、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの空燃比を理論空燃比もしくはそれ以下とするように燃料噴射量を制御し、例えばこの運転領域Ｂにおける大部分の領域で理論空燃比とし、全開負荷及びその付近の運転領域で理論空燃比よりリッチとする。そして、この場合に、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに対して吸気行程で燃料を噴射して混合気を均一化するように噴射タイミングを設定し、かつ、各気筒１２Ａ〜１２Ｄとも強制点火を行わせるように制御する。
【００５４】
また、この燃料状態制御手段４４は、停止再始動制御手段４８からの入力を受けて、エンジンの自動停止及びその後の再始動にあたって各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料供給、点火等を制御するものとなされている。これらの具体的制御については、停止再始動制御手段４８とともに後述するが、エンジンの自動停止後に再始動する場合には、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒が最初に迎える圧縮上死点を越えるまでの再始動不安定期間は運転領域Ａにある場合であっても各気筒における燃焼が理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように設定されているとともに、この再始動不安定期間において、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに対する燃料噴射時期を圧縮行程の後半に設定している。
【００５５】
さらに、燃焼状態制御手段４４、特に燃料供給制御手段４５は、車両の減速時であってエンジン回転速度が所定回転速度よりも大きいときに、燃料噴射弁１６による燃料供給を停止するように（以下、この車両減速時の燃料カットを「減速時ＦＣ」と称す）構成されている。
【００５６】
発電電流制御手段４７は、停止再始動制御手段４８からの信号を受けてオルタネータ２８の目標発電電流を設定するものであり、特に後述する自動停止条件が成立してからエンジンを停止するまでの間、エンジン回転速度に応じてオルタネータ２８による目標発電電流を変更することによりエンジンに対する外部負荷を調整するものとなされている。
【００５７】
一方、停止再始動制御手段４８は、上記各種制御手段４３〜４７等に対して制御信号を出力することによ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〜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、エンジンを自動的に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を実行するように構成されている。当実施形態の停止再始動制御手段４８は、エンジンの吸排気及び燃焼状態についての制御モードを特殊運転モードのまま、すなわち２気筒接続状態のまま、エンジンを自動停止及び再始動させるように構成されている。
【００５８】
具体的には、上記自動停止条件には、例えば車速が０ｋｍ／ｈ、操舵角が所定値以下、バッテリー電圧が基準値以上、かつ、エアコンがＯＦＦ状態にある等の所定条件のほか、いったん自動停止が実行された後、車速が所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上になった後であるという条件が含まれている。この停止再始動制御手段４８による上記自動停止条件の成否判定は、自動停止条件に含まれる全ての条件を一挙に判定するものであってもよいが、当実施形態では各条件を所定時期に分散させて判定するものとなされている。
【００５９】
そして、停止再始動制御手段４８は、上記自動停止条件の成否判定の結果、自動停止条件が成立していると判定した場合には、停車後の所定時期に燃料供給制御手段４５による各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料の供給、及び点火制御手段４６による点火を停止するように構成されている。
【００６０】
ところで、この停止再始動制御手段４８は、エンジンの再始動時に停止時に膨張行程にある気筒で初回の燃焼を実行してエンジンを正転作動させるものであってもよいが、当実施形態では、エンジン再始動時に、まずエンジン停止時の圧縮行程にある気筒に対して初回の燃焼を実行してピストンを押し下げ、膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めるようにしてから、当該膨張行程気筒に対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせ、かつ、上記圧縮行程気筒における初回燃焼後の燃焼室内に燃焼用空気を存在させ、その空気量に応じた燃料を初回燃焼後の適当な時期に供給することにより、当該気筒がピストン上昇に転じて圧縮上死点を越える際に当該気筒で再燃焼を行わせるように制御するように構成されている。つまり、エンジンの自動再始動時に、始動初期で一旦エンジンを逆転作動させ、その後、正転作動に転じるように制御する。
【００６１】
上記のようにして原則的に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してエンジンを適正に再始動させるためには、上記膨張行程気筒の混合気を燃焼させることにより得られる燃焼エネルギーを充分に確保して続く気筒が圧縮上死点を超えるようにしなければならない。従って、エンジンの自動停止時にピストン１３が膨張行程の途中にある上記膨張行程気筒内に充分な空気量を確保しておく必要がある。
【００６２】
すなわち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、エンジンの停止時点で膨張行程および圧縮行程になる気筒では、各ピストン１３が互いに逆方向に作動し、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クランク軸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。
【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、例えば圧縮上死点後のクランク角が１００°〜１２０°ＣＡとなる適正範囲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、クランク軸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を確実に再始動させることが可能となる。
【００６４】
そこで、ＥＣＵ２に設けられた停止再始動制御手段４８により、吸気流量制御手段４３、燃焼状態制御手段４４及び発電電流制御手段４７を制御してピストン１３を上記適正範囲Ｒ内に停止させるようにしている。
【００６５】
また、停止再始動制御手段４８は、特殊運転モードのままエンジンの自動停止を実行する場合に、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒が上記先行気筒１２Ａ，１２Ｄと後続気筒１２Ｂ，１２Ｃとのいずれの気筒であるかを予測して、この予測に基づき、吸気流量制御手段４３によって先行気筒１２Ａ，１２Ｄに吸気される空気量を調整して上記適正範囲Ｒ内に停止させるようにしている。
【００６６】
具体的には、上記ＥＣＵ２に設けられた自動停止制御手段により、図７に示すように、エンジンの自動停止条件が成立した時点ｔ０で、先行気筒１２Ａ，１２Ｄと後続気筒１２Ｂ，１２Ｃとを気筒間ガス通路２２ａにより連通させる２気筒接続状態を維持しつつ、エンジンの目標回転速度を、エンジンを自動停止させないときの通常のアイドル回転速度よりも高い値に設定して安定させる制御を実行する。例えば、通常のアイドル回転速度が６５０ｒｐｍ（自動変速機がドライブレンジ）に設定されたエンジンでは、上記目標回転速度（自動停止条件成立時のアイドル回転速度）を、８００ｒｐｍ程度（自動変速機はニュートラルレンジ）に設定することにより、エンジンの回転速度Ｎｅを通常モードにおける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し、エンジンの回転速度Ｎｅが目標回転速度で安定した時点ｔ１で燃料噴射を停止させてエンジンの回転速度Ｎｅを低下させるようになっている。
【００６７】
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、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃ内の空燃比が、通常モードでのアイドル時における吸気流量（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）よりも吸気流量が多くなるように上記スロットル弁２３の開度Ｋを設定して吸気絞り量を小さくすることにより、エンジンの気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量を、充分に確保するようになっている。つまり、上記時点ｔ１の直前における燃焼状態が、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃ内の空燃比をλ（空気過剰率）＝１ないしその付近に設定された均一燃焼にある場合には、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、例えば全開の３０％程度の開度に増大させてブースト圧（吸気圧力）Ｂｔを上昇させることにより、エンジンの気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量を、エンジン運転の継続に必要な最小限の吸気流量よりも所定量だけ多い状態に設定して燃焼ガスの掃気性を確保するとともに、上記燃料噴射の停止時点ｔ１で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上記自動停止条件の成立時点ｔ０よりも低下させることにより、クランク軸３の回転抵抗を低減するように構成されている。
【００６８】
上記の時点ｔ１で燃焼噴射を停止することにより、エンジンの回転速度Ｎｅが、予め設定された基準速度（例えば７９０ｒｐｍ）以下に低下したことが確認された時点ｔ２で、上記スロットル弁２３を閉止する。このスロットル弁２３が閉止された時点ｔ２からブースト圧Ｂｔが低下し始めてエンジンの各気筒に導入される吸気流量が減少し、上記スロットル弁２３の開放時点ｔ１から閉止時点ｔ２までの間に共通吸気通路２１ｃに導入された空気が、サージタンク２１ｂおよび分岐吸気通路２１ａを経由することにより、図８に示すように、吸気行程を迎える先行気筒である第４気筒１２Ｄ、および第１気筒１２Ａの順に所定の輸送遅れをもって導入される。このとき、後続気筒である第２気筒１２Ｂ、第３気筒１２Ｃには先行気筒１２Ａ，１２Ｄの既燃ガスが導入されるようになっている。
【００６９】
そして、当実施形態ではこの時点ｔ２で、クランク角センサ３０，３１によるエンジン回転速度や水温センサ３３によるエンジン温度等に基づいて、エンジンの停止時に先行・後続気筒いずれの気筒が膨張行程にあるかが少なくとも予測され、吸気流量制御手段４３に対して予測気筒に関する信号を出力し、この予測、及び上記吸気遅れを考慮しつつ、吸気流量制御手段４３によってスロットル弁２３の開度や期間等の開閉制御を適正時期に設定することにより、先行気筒１２Ａ，１２Ｄへの吸気量、ひいてはこの先行気筒１２Ａ，１２Ｄからのガスが導入される後続気筒１２Ｂ，１２Ｃへの吸気量を調整し、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒よりも、膨張行程となる気筒に対して、より多くの空気が導入されるようにしている。
【００７０】
図８の例では、時点ｔ１でスロットル弁２３の開度を３０％に設定して、時点ｔ２でその開度を０％に設定し、この時点ｔ２で停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａであることを予測し、この予測に基づいてエンジン停止状態からカウントして３つの圧縮上死点を通過する時点ｔ４でスロットル弁２３の開度を２０％に増大することにより、停止時膨張行程にある先行気筒１２Ａの吸気量が多くなるように制御している。このとき、停止時に圧縮行程にある後続気筒１２Ｃの空気量は図８に斜線で示す４番気筒１２Ｄの吸気量によって決定されるが、このときのスロットル弁２３の開度は０％となっていることから、停止時圧縮行程気筒の吸気量は比較的少ないものとなる。このようにして、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒よりも、膨張行程となる気筒に対して、より多くの空気が導入される。
【００７１】
また、エンジンの回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下したことが確認された時点ｔ２で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを一時的に増大させ、かつ後述するようにエンジンの上死点回転速度ｎｅが所定範囲内となった時点ｔ３で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅをエンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応した値に低下させることにより、予め行った実験結果等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジンの回転速度Ｎｅを低下させる制御を実行するように構成されている。
【００７２】
上記のようにエンジンを自動停止させる際に、燃料噴射の停止時点ｔ１から、クランク軸３やフライホイール等が有する運動エネルギーが摩擦抵抗による機械的な損失や、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのポンプ仕事によって消費されることにより、エンジンのクランク軸３は惰性で数回転し、４気筒４サイクルのエンジンでは１０回前後の圧縮上死点を迎えた後に停止する。具体的には、図７および図８に示すように、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄが圧縮上死点を迎える度にエンジンの回転速度Ｎｅが一時的に落ち込んだ後に、圧縮上死点を超えた時点で再び上昇するというアップダウンを繰り返しながらエンジン回転速度Ｎｅが次第に低下する。
【００７３】
そして、エンジンの停止前に最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ６の後に圧縮上死点を迎える気筒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、上記圧縮行程気筒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、エンジンの摩擦抵抗等の影響を受け、上記最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ６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。
【００７４】
したがって、エンジンが自動停止する際に膨張行程にある膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を再始動に適した上記適正範囲Ｒ内に停止させるためには、まず上記膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程程気筒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１２Ａ，１２Ｃに対する吸気流量を調節する必要がある。このために、当実施形態では、燃料噴射の停止時点ｔ１でスロットル弁２３の開度Ｋを大きな値に設定することにより、上記膨張行程気筒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、また停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃであるかによってエンジン停止前２ＴＤＣ（圧縮上死点）時点ｔ４におけるスロットル弁２３の開度を調節するようにしている。
【００７５】
ただし、実際のエンジンでは、スロットル弁２３、吸気ポート１７および分岐吸気通路２１ａ等の形状に個体差があることにより、それらを流通する空気の挙動が変化するため、エンジンの自動停止期間中に各気筒１２Ａ〜１２Ｄに吸入される吸気流量にバラツキが生じる。また、エンジンの個体差およびエンジン温度の高低によってもエンジンの摩擦抵抗に差が生じて、上記のようにスロットル弁２３の開閉制御を行っても、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒１２Ａおよび圧縮行程にある気筒１２Ｃのピストン停止位置を適正範囲Ｒ内に納めることができない場合がある。
【００７６】
この点につき、本発明では、エンジンの自動停止期間中においてエンジンの回転速度Ｎｅが低下する過程で、図９に一例を示すように、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、エンジンの停止時点で膨張行程にある気筒１２Ａのピストン停止位置との間に明確な相関関係があることに着目した。そして、図７および図８に示すように、燃料噴射を停止した時点ｔ１の後にエンジンの回転速度Ｎｅが低下する過程で、各気筒１２Ａ〜１２Ｄのピストン１３が圧縮上死点を通過する際のエンジン回転速度、つまり上死点回転速度ｎｅをそれぞれ検出し、この上死点回転速度ｎｅの検出値に応じてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを制御することにより、エンジン回転速度Ｎｅの落ち込み度合を調節するようにしている。
【００７７】
すなわち、図９は、上記のようにエンジンの回転速度Ｎｅが所定速度となった時点ｔ１で燃料噴射を停止し、その後の所定期間に亘りスロットル弁２３を開弁状態に維持するようにして、惰性により回転するエンジンの各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられたピストン１３が圧縮上死点を通過する際の上死点回転速度ｎｅを計測するとともに、エンジンの停止時点における膨張行程気筒１２Ａのピストン位置を調べ、このピストン位置を縦軸に取るとともに、上記エンジンの上死点回転速度ｎｅを横軸に取って、両者の関係をグラフ化したものである。この作業を繰り返してエンジンの停止動作期間中における上記上死点回転速度ｎｅと、膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置との相関関係を示す分布図が得られることになる。
【００７８】
上記の分布図から、エンジンの停止動作期間中における上死点回転速度ｎｅと膨張行程気筒１２Ａにおけるピストン停止位置との間に所定の相関関係が見られ、図９に示す例では、エンジンが停止状態となる前の６番目〜２番目における上死点回転速度ｎｅがハッチングで示す範囲内にあれば、上記ピストン１３の停止位置がエンジンの再始動に適した範囲Ｒ（圧縮上死点後の１００°〜１２０°ＣＡ）に入ることが分かる。
【００７９】
したがって、図７および図８に示すように、燃料噴射を停止した時点ｔ１から所定時間が経過するまで、つまりエンジン回転速度Ｎｅが基準速度（例えば７６０ｒｐｍ程度）以下に低下する時点ｔ２までは、上記回転慣性および摩擦抵抗の影響を抑制しつつ、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの掃気性を充分に確保するために、スロットル弁２３の開度Ｋを比較的大きな値（例えば全開の３０％の開度）に設定することが好ましい。また、上記ピストン１３を適正位置に停止させる制御が可能な速度にエンジンの回転速度Ｎｅを維持するために、上記燃料噴射の停止時点ｔ１でオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅが例えば０に設定されるようになっている。
【００８０】
そして、エンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下した時点ｔ２で、上記スロットル弁２３の開度Ｋを低減するとともに、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを予め設定された初期値に上昇させる制御を実行した後、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定範囲内になった時点ｔ３で、上記オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅをエンジン回転速度Ｎｅの低下状態に対応した値に低下させてクランク軸３の回転抵抗を調節し、エンジンの外部負荷をエンジン回転速度Ｎｅの低下度合に対応させて変化させることにより、予め行った実験等に基づいて設定された基準ラインに沿ってエンジン回転速度Ｎｅを低下させるようにしている。
【００８１】
具体的には、上記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の上死点回転速度ｎｅを検出し、この上死点回転速度ｎｅが、例えば４８０ｒｐｍ〜５４０ｒｐｍ内にあると判定されることにより、エンジンが停止状態となる前の４番目の圧縮上死点を通過した状態にあることが確認された時点ｔ３の上死点回転速度ｎｅに基づき、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、目標発電電流Ｇｅが大きな値に設定された図１０に示すマップから、上記上死点回転速度ｎｅの検出値に対応した目標発電電流Ｇｅを読み出し、この値をオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅとして設定するように構成されている。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが所定値以下に低下する前、つまりオルタネータ２８の発電機能を充分に発揮し得る回転速度（例えば４２０ｒｐｍ）以下にエンジンの回転速度Ｎｅが低下する前に、上記オルタネータ２８が作動状態となってエンジン回転速度Ｎｅの落ち込み度合が調節する制御が実行されることになる。
【００８２】
また、エンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下した時点ｔ２でオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを上昇させる際の初期値は、上記マップから読み出される目標発電電流Ｇｅの最大値よりも大きな値に設定され、上記時点ｔ２において初期値に上昇させた目標発電電流Ｇｅを上記時点ｔ３で低下させることにより、上記上死点回転速度ｎｅの検出値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを制御するように構成されている。例えば、上記マップから読み出される目標発電電流Ｇｅが０〜５０Ａに設定されている場合には、その最大値である５０Ａよりも高い値、例えば６０Ａに上記初期値が設定されている。そして、上記時点ｔ２で目標発電電流Ｇｅが６０Ａに設定された後、上記時点ｔ３でマップから読み出された値に基づいて上記目標発電電流Ｇｅの低下量が設定され、この値に基づいてオルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを低下させる制御が実行されるようになっている。
【００８３】
上記のようにしてオルタネータ２８の発電電流を制御することにより、最後の圧縮上死点を通過した時点ｔ６で、クランク軸３、フライホイール、ピストン１３およびコネクティングロッド等が有する運動エネルギーや圧縮行程気筒１２Ｃで圧縮された空気が有する位置エネルギー等が、その後に作用する摩擦抵抗損失等と見合うものとなり、エンジンの停止状態で膨張行程となる気筒１２Ａのピストン１３をエンジンの再始動に適した範囲Ｒ内に停止させることが可能になる。
【００８４】
上記ＥＣＵ２の停止再始動制御手段４８によりエンジンを自動停止させる際の制御動作を、図１１〜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判定する自動停止許可フラグＦ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Ｆは、車速が０となった停車のち車速が所定値（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、かつエアコンがＯＦＦ状態にある等の条件が満たされている場合に、エンジンの自動停止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。
【００８５】
上記ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合には、アクセルセンサ３４がＯＦＦ状態であり、かつブレーキセンサ３５がＯＮ状態であるか否かが判定され（ステップＳ２）、ＹＥＳと判定されて車両が減速状態にあることが確認された場合には、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用の判断基準値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３）、ＮＯと判定された場合には、下記ステップＳ７に移行する。
【００８６】
上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されてエンジン回転速度Ｎｅが上記減速時燃料カット用の判断基準値よりも大きいことが確認された場合には、減速時の燃料カット（ＦＣ）を実行する（ステップＳ４）。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以下に低下したか否かを判定し（ステップＳ５）、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する（ステップＳ６）。
【００８７】
次いで、エンジンの目標回転速度を、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８００ｒｐｍ程度に設定して、この速度を維持する（ステップＳ７）。
【００８８】
そして、アクセルセンサ３４がＯＮ状態となり、あるいはブレーキセンサ３５がＯＦＦ状態となったか否か、つまり減速状態が解除されたか否かを判定し（ステップＳ８）、ＹＥＳと判定された場合には、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。また、上記ステップＳ８でＮＯと判定されて減速状態が解除されていないことが確認された場合には、車速が０か否か、つまり停車状態となって自動停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００８９】
上記ステップＳ９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、、エンジンの目標回転速度Ｎ１を、上記８１０ｒｐｍよりさらに高い値、例えば８６０ｒｐｍ程度に設定するとともに（ステップＳ１０）、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Ｓ１１）。
【００９０】
ここで、上記ステップＳ９で車速が０であると判定されてエンジンの自動停止条件が全て成立したことが確認された時点ｔ０で、上記ステップＳ１０においてエンジンの目標回転速度Ｎ１が所定値に設定されるとともに、上記ステップＳ１１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７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。
【００９１】
次いで、上記ステップＳ１１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時点ｔ０の後に、予め設定された所定時間（例えば１秒程度）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２でＮＯと判定された場合には、予め設定された所定時間が経過するまで待機して、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Ｓ１３）。なお、上記判定動作中にアクセルセンサ３４がＯＮ状態となり、あるいはブレーキセンサ３５がＯＦＦ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、不適切なエンジンの自動停止が行われるのを防止することができる。
【００９２】
そして、上記ステップＳ１３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７および図８の時点ｔ１）で、燃料噴射を停止させた後（ステップＳ１４）、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを０に設定して発電を停止させるとともに（ステップＳ１５）、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Ｓ１６）。
【００９３】
その後、上記ステップＳ１４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Ｓ１７）、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Ｓ１８）。次いで、エンジンの回転速度Ｎｅが予め７９０ｒｐｍ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（ステップＳ１９）、図７及び図８に示す燃料噴射の停止時点ｔ１の後に、エンジンの回転速度Ｎｅが低下し始めたか否かを判定し、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Ｓ２０）。この結果、上記ステップＳ１７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。
【００９４】
そして、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Ｓ２１）。なお、上記ステップＳ１９でエンジンの回転速度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、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、例えば７９０ｒｐｍ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。
【００９５】
また、このとき、すなわち、この基準速度Ｎ２以下になったと判定された時点ｔ２で、エンジン回転速度やエンジン温度等に基づいてエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が予測され、当該予測された停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃであるか判定されて、この判定結果が記憶される（ステップＳ２２）。なお、当実施形態では、この予測は、予め実験等により採取されたデータに基づいて行われている。
【００９６】
次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが第１所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。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の回転速度Ｎｅが低下している過程で、例えばエンジン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。
【００９７】
上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定され、エンジンの上死点回転速度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Ｓ２４）。すなわち、図１０に示すように、エンジンの上死点回転速度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。
【００９８】
次いで、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、エンジン停止前の３番目の圧縮上死点を通過する時点ｔ４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３８０ｒｐｍ〜４８０ｒｐｍの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２５）。このステップＳ２５でＹＥＳと判定され、エンジン停止前の３番目の圧縮上死点を通過したことが確認された時点ｔ４で、ステップＳ２２における予測に基づいてエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか否かを判定し（ステップＳ２６）、先行気筒１２Ａ，１２Ｄである場合にのみ吸気流量制御手段４３によりスロットル弁２３を開弁して、その開度Ｋを例えば２０％程度に設定する（ステップＳ２７）。
【００９９】
その後、エンジンの上死点回転速度ｎｅが、エンジン停止前の２番目の圧縮上死点を通過する時点ｔ５における上死点回転速度ｎｅに基づいて設定された第３所定範囲内、例えば２６０ｒｐｍ〜４００ｒｐｍの範囲内にあるか否かを判定し（ステップＳ２８）、このステップＳ２８でＹＥＳと判定され、エンジンの上死点回転速度ｎｅが高い程、燃料噴射量が大きな値に設定された図外のマップから、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒１２Ｃに対する燃料噴射量を設定し、この気筒１２Ｃの圧縮行程後半で燃料噴射を行う（ステップＳ２９）。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し、その内部圧力の上昇が抑制されることになる。
【０１００】
そして、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定値Ｎ３以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。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最後の圧縮上死点を超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。
【０１０１】
次いで、エンジンが停止状態になったか否かを判定し（ステップＳ３１）、ＹＥＳと判定された時点で、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Ｓ３２）、自動停止許可フラグＦをＯＦＦとした後に（ステップＳ３３）、制御動作を終了する。
【０１０２】
なお、当実施形態の図７及び図８ではエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が先行気筒１２Ａであることを前提にして説明しているが、この停止時膨張行程気筒が後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの場合であってもよい。例えば、図１４に示すように停止時膨張行程気筒が第２気筒２Ｂ（後続気筒）である場合にも、時点ｔ１でスロットル弁２３の開度を３０％に設定して、時点ｔ２でその開度を０％に設定し、この時点ｔ２で停止時膨張行程気筒が後続気筒１２Ｂであることを予測する。この停止時膨張行程気筒１２Ｂに充填される空気量は、時点ｔ２直後の第１気筒１２Ａの吸気量で決定され、この先行気筒１２Ａの吸気量はスロットル弁２３の開度が３０％に設定され、ブースト圧が上昇した際の吸気量である。一方、停止時に圧縮行程にある第１気筒１２Ａは、時点ｔ５直後の吸気行程でそのエンジン停止の際の空気量が決定される。このとき、スロットル弁２３は閉止されてブースト圧が低下しており、従ってこの先行気筒１２Ａに導入される吸気量は比較的少ないものとなる。このようにして、エンジンの停止時に圧縮行程となる気筒よりも、膨張行程となる気筒に対して、より多くの空気が導入されることとなる。
【０１０３】
上記のようにして自動停止状態となったエンジンを再始動させる際の制御動作を図１５〜図１７に示すフローチャートと、図１８および図１９に示すタイムチャートと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Ｓ１０１）、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、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Ｓ１０２）。
【０１０４】
そして、エンジン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る。なお、エンジンの自動停止時には、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。
【０１０５】
次に、このステップ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（理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比）となるように１回目の燃料噴射を行う（ステップＳ１０４）。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Ｍ１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、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。
【０１０６】
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Ｓ１０５）。そして、点火後の一定時間内にクランク角センサ３０，３１のエッジ、つまりクランク角信号の立ち上がり、また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と判定されて失火が生じてピストン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Ｓ１０７）。
【０１０７】
上記ステップＳ１０６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、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近傍）となるように燃料噴射量を算出する（ステップＳ１０８）。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Ｍ２から求められる。
【０１０８】
そして、上記膨張行程気筒１２Ａへの燃料噴射後に、所定のディレイ時間が経過した時点でこの膨張行程気筒１２Ａで点火する（ステップＳ１０９）。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Ｍ３から求められる。上記点火による膨張行程気筒１２Ａでの燃焼により、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が上死点側に移動し、気筒内のガス（上記ステップＳ１０５の点火によって燃焼した既燃ガス）が圧縮され始める。
【０１０９】
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Ｓ１１０）。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Ｍ４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。
【０１１０】
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３７に吸蔵されている酸素と反応して、無害化される。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、このために上記吸気行程気筒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Ｓ１１１）、上記ステップＳ１０２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Ｓ１１２）。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。
【０１１３】
次に、上記ステップＳ１１１で算定した吸気行程気筒１２Ｄの空気量と、上記ステップＳ１１２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Ｓ１１３）。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Ｓ１１４）、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。
【０１１４】
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Ｓ１１５）。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易くなり、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。
【０１１５】
そして、このステップＳ１１５が実行された後、オルタネータ２８による発電を開始する（ステップＳ１１６）。ここで、このオルタネータ２８による目標発電量は特に限定されるものではないが、当実施形態では通常制御における目標発電量より高めに設定されている。
【０１１６】
続いて、ステップＳ１１７で、エンジンの停止時に膨張行程ある気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄ及び後続気筒１２Ｂ，１２Ｃのいずれの気筒であるかを判定し、この停止時膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであると判定した場合には、停止時膨張行程気筒１２Ａでの既燃ガスが導入される停止時排気行程気筒での燃焼が間引かれ（ステップＳ１１８）、続く停止時排気行程気筒に対して空燃比がリーン空燃比となるように燃料を噴射して（ステップＳ１１９）、停止時膨張行程気筒を通常のタイミングで点火して（ステップＳ１２０）から通常制御に移行するように制御する。
【０１１７】
すなわち、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄである場合には、上記ステップＳ１０９による燃焼によって新気が消費され、この燃焼によって発生する既燃ガスが気筒間ガス通路２２ａを通して後続気筒である停止時排気行程気筒１２Ｂに導入されることになる。この既燃ガス中には、新気が残存していないため図１８（ａ）に示す（５）では燃焼を実行することができず、従ってこの停止時排気行程気筒１２Ｂが再始動後最初に迎える圧縮行程では燃料の噴射および点火を停止するものとなされている。なお、このように停止時吸気行程気筒が再始動後最初に迎える圧縮上死点を通過した直後の燃焼を間引くことにより再始動時の過度の吹き上がりを防止することができるという利点もある。そして、続く先行気筒である停止時膨張行程気筒１２Ａでは特殊運転モードによる制御を実行するため、空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とするように燃料を噴射して、点火、燃焼を実行するようになっている。
【０１１８】
一方、上記ステップＳ１１７で、停止時膨張行程気筒が先行気筒でない（ステップＳ１１７でＮＯ）、言い換えるとエンジンの停止時に膨張行程にある気筒が後続気筒１２Ｂ，１２Ｃである場合には、停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合と異なり、エンジンの正転始動のための膨張行程気筒における初回燃焼による既燃ガスが排気通路２２に排出される一方、先行気筒である停止時排気行程気筒１２Ａ，１２Ｄには新気が導入されることになるから、当該停止時排気行程気筒に対して空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して（ステップＳ１２１）、点火、燃焼を実行するようになっている（図１８（ｂ）の（５）参照）。そして、圧縮行程気筒が先行気筒となり、上記ステップＳ１０５で逆転作動のための燃焼により新気が消費された後の既燃ガスが続く停止時膨張行程気筒に導入されることとなるので、図１８（ｂ）の（６）に示すように、当該停止時膨張行程気筒の正転作動のための２回目の燃焼を間引いて（燃料の噴射、点火を停止して）、通常制御に移行するようになっている。
【０１１９】
上記の再始動制御が実行されることにより、図１８および図１９に示すように、まず圧縮行程気筒１２Ｃ（第３気筒）において１回目の燃料噴射Ｊ３が行われ、その点火によって燃焼（図１８中の（１））が行われる。この燃焼（１）による燃焼圧（図１９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、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ー、すなわち膨張行程気筒１２Ａ内の空気を充分圧縮しつつ、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ーを得ることができる。なお、上記図１８には停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合のタイムチャートを示す図（ａ）と、停止時膨張行程気筒が後続気筒である場合のタイムチャートを示す図（ｂ）とがあるが、図１８という場合には図（ａ）、図（ｂ）のいずれの場合も指すものとする。
【０１２０】
上記エンジンの逆回転開始に伴って膨張行程気筒１２Ａ（第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で燃料噴射Ｊ１が行われ、気化し始める。この燃料噴射Ｊ１も理論空燃比ないしはそれよりリッチ空燃比（λ≦１）となるように設定されている（図１９中のｂ部分）。
【０１２１】
上記膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点に充分に近付いた時点で当該気筒１２Ａに対する点火が行われて、気化が促進された噴射燃料（Ｊ１）が燃焼し（図１８中の（２））、その燃焼圧（図１９中のｃ部分）によりエンジンが正転方向に駆動される。
【０１２２】
また、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（図１８中の（３））、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上記圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮圧力が低減され（図１９中のｄ部分）、これに応じて当該圧縮上死点（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ーが低減されることになる。
【０１２３】
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（図１８中の（４）に示すように、例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、上記吸気行程気筒１２Ｄの圧縮行程で圧縮上死点前に自着火することが防止される。また、上記吸気行程気筒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１９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、膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーが上記圧縮上死点（エンジン始動開始時点から２番目の圧縮上死点）を超えるために消費されるのを抑制することができる。
【０１２４】
しかも、この吸気行程気筒１２Ｄにおける燃料噴射（Ｊ５）を理論空燃比ないしそれよりもリッチ空燃比（λ≦１）となるように噴射されるので、エンジンの再始動のための燃焼（図１８中（１）、（２）、（４））を略連続的に、かつ、出力を確保した状態で実行できるので、エンジンを確実に再始動させることができる。
【０１２５】
このようにして膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼（図１８中の（２））のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点（図１７中の（３））と、２番目の圧縮上死点（図１７中の（４））とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができる。そして、その直後（図１８中の（５））の燃焼は膨張行程気筒が先行気筒１２Ａ，１２Ｄであるか、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃであるかによって燃焼を停止したり、理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で実行させたりすることにより、切り換え制御を行い、燃費を抑制しつつ、確実な再始動性を確保するものとなされている（図１８（ａ），（ｂ）参照）。そして、それ以降（図１８中の（６）・・・）は、触媒の温度に応じて空燃比をリーン（λ＞１）にし、あるいは点火時期を遅延させることにより、エンジン回転速度の吹上がりを防止しつつ、通常運転に移行する。
【０１２６】
このように当実施形態の装置では、エンジンの自動停止にあたって２気筒接続状態のまま停止させ、その後の再始動にあたってエンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが最初に圧縮上死点を迎えるまでの間に噴射される燃料を、リーン空燃比ではなく、理論空燃比ないしはリッチ空燃比で噴射するものとなされているので、エンジンの再始動に必要な出力を確実に得ることができ、これにより気筒における流通経路を切り換えることなく、エンジンを適正かつ確実に再始動させることができる。
【０１２７】
なお、エンジンの通常作動時における作用を、図２０及び図２１等を参照しつつ説明する。低負荷低回転側の運転領域Ａでは、上記弁停止機構制御手段４２及び吸気流量制御手段４３等からなる運転モード制御手段により、特殊運転モードの制御が実行され、原則として上記のように第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａが停止状態、第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂが作動状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図２０に示すようになり、先行気筒（１番，４番気筒）１２Ａ，１２Ｄから排出される既燃ガスがそのまま気筒間ガス通路２２ａを介して後続気筒（２番，３番気筒）１２Ｂ，１２Ｃに導入される（図２０中の矢印ｂ）とともに、この後続気筒１２Ｂ，１２Ｃから排出されるガスのみが排気通路２２に導かれる（図２０中の矢印ｃ）ような２気筒接続状態とされる。
【０１２８】
この状態において、先行気筒１２Ａ，１２Ｄにそれぞれ吸気行程で吸気通路２１から新気が導入され（図２０中の矢印ａ）、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでは空燃比が理論空燃比よりも大きくて、理論空燃比の略２倍ないしそれより小さい値となるように燃料噴射量が制御されつつ圧縮行程で燃料が噴射され、かつ、所定点火時期に点火が行われて、リーン空燃比での成層燃焼が行われる。
【０１２９】
また、先行気筒１２Ａ，１２Ｄの吸気行程と後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの排気行程が重なる期間に、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから導出された既燃ガスがガス通路２２ａを通って後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入される（図５中の白抜き矢印及び図２０中の矢印ｂ）。そして、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料が供給されて、理論空燃比となるように燃料噴射量が制御されつつ、吸気行程で燃料が噴射された後、圧縮行程の上死点付近で燃焼室内の圧力、温度の上昇により圧縮自己着火が行われる。
【０１３０】
この場合、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから排出された高温の既燃ガスが短い気筒間ガス通路２２ａを通って後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに直ちに導入されるため、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは吸気行程で燃焼室内の温度が高くなり、圧縮行程終期の上死点付近では混合気が自己着火し得る程度まで燃焼室１４内の温度が上昇する。しかも、上記既燃ガスは後続気筒１２Ｂ，１２Ｃに導入されるまでの間に充分にミキシングされて均一に分布し、さらに吸気行程で噴射された燃料も圧縮行程終期までの間に燃焼室１４全体に均一に分散するため、理想的な同時圧縮自己着火条件を満たすような均一な混合気分布状態が得られる。そして、同時圧縮自己着火により燃焼が急速に行われ、これにより熱効率が大幅に向上される。
【０１３１】
このように、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでは、リーンでの成層燃焼により熱効率が高められるとともに、成層燃焼を行わない通常のエンジンと比べて吸気負圧が小さくなることでポンピングロスが低減され、一方、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは、空燃比が略理論空燃比とされつつ、均一な混合気分布状態で圧縮自己着火が行われることにより熱効率が高められるとともに、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから押出された既燃ガスが送り込まれるため先行気筒１２Ａ，１２Ｄよりもさらにポンピングロスが低減される。これらの作用により、燃費が大幅に改善される。
【０１３２】
また、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでは理論空燃比の略２倍もしくはそれに近いリーン空燃比とされることでＮＯｘ発生量が比較的少なく抑えられる。一方、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃでは、先行気筒１２Ａ，１２Ｄから既燃ガスが導入されることで多量のＥＧＲが行われているのと同等の状態となるとともに、同時圧縮自己着火による急速燃焼が行われると可及的に酸素と窒素との反応が避けられることから、ＮＯｘの発生が充分に抑制される。このような点からもエミッションの向上に有利となる。
【０１３３】
また、少なくとも後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの圧縮自己着火領域Ａで、後続気筒１２Ｂ，１２Ｃから排出される排気ガス中の酸素濃度が、理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの空燃比を制御するように構成した場合には、先行気筒１２Ａ，１２Ｄでリーンな空燃比で燃焼が行われつつ、理論空燃比で燃焼した後続気筒１２Ｂ，１２Ｃの既燃ガスのみが排気通路２２に導出されることになる。したがって、従来のリーンバーンエンジンのようにリーンＮＯｘ触媒を設ける必要がなく、三元触媒３７だけで充分に排気浄化性能が確保される。そして、リーンＮＯｘ触媒を設ける必要がないことから、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量増大時におけるＮＯｘの放出、還元のための一時的な空燃比のリッチ化を行う必要がなく、燃費改善の目減りが避けられる。さらに、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の問題が生じることもない。
【０１３４】
一方、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは通常運転モードとされ、前述のように第１排気弁２０ａ及び第１吸気弁１９ａが作動状態、第２排気弁２０ｂ及び第２吸気弁１９ｂが停止状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図２１に示すようになり、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気ポート１７，１７ａ及び排気ポート１８ａ，１８が独立し、吸気通路２１から各気筒１２Ａ〜１２Ｄの吸気ポート１８，１８ａに新気が導入されるとともに各気筒１２Ａ〜１２Ｄの排気ポート１８，１８ａから排気通路２２に既燃ガスが排出される。そしてこの場合は、理論空燃比もしくはそれよりリッチとなるように吸入空気量及び燃料噴射量が制御されることにより、出力性能が確保される。
【０１３５】
なお、以上説明したエンジンの始動装置は、本発明に係る始動装置が適用される装置の一実施形態であって、装置の具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、変形例を以下に説明する。
【０１３６】
（１）上記実施形態では、停止再始動制御手段４８は、エンジンの再始動にあたって、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に対して理論空燃比ないしはそれよりも小さいリッチ空燃比となるように燃料を供給して点火、燃焼を行わせて逆転作動させてから正転作動させるように制御しているので、エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒の当該圧縮行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させることができないが、エンジンの逆転作動のために停止時圧縮行程気筒での初回燃焼を省略することにより、或いはこの初回燃焼のために供給する燃料を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比に設定することにより、圧縮行程気筒の当該行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させるように制御することもできる。このようにすれば、停止時圧縮行程気筒での初回燃焼直後に圧縮上死点を迎える圧縮行程気筒でも燃焼を実行することができ、これによりエンジンの再始動初期で連続して正転作動のための燃焼を行うことができる。
【０１３７】
特に、逆転作動のための燃焼を省略する場合には、エンジンの正転作動のために圧縮行程気筒に噴射される燃料は、理論空燃比ないしはそれよりもリッチ空燃比となるようにに設定し、これにより出力を確保するとともに、また点火のタイミングを圧縮上死点を過ぎた直後に設定し、マイナストルクの発生を有効に防止するものとなされている。
【０１３８】
（２）上記実施形態では、動弁機構として弁停止機構を２９を用いるものとしているが、この動弁機構は特に限定するものではなく、その他の公知の技術、例えば電磁弁を用いて電気的に開閉させるものや、カムノーズが無いカムを含めた複数のカムと、各カムによって駆動される複数のロッカーアームとを備え、このロッカーアームを油圧によって駆動されるプランジャーを移動させることにより各ロッカーアームを一体化し、これにより吸気弁（排気弁）の開閉駆動、或いは開閉タイミングを変更するように構成してもよい。
【０１３９】
（３）なお、上記実施形態では、サージタンク２１ｂの上流側に配設されたスロットル弁２３からなる吸気流量調節手段により各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気流量を調節するように構成した例について説明したが、これに限らず、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられた吸気弁１９のリフト量を変更する周知の可変動弁機構を設けることにより、上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気流量を調節するように構成してもよく、あるいは各気筒１２Ａ〜１２Ｄに接続された分岐吸気通路２１ａに個別に弁体が配設された多連型スロットル弁を用いて上記各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの吸気流量を調節するように構成してもよい。
【０１４０】
（４）上記実施形態では、エンジンの再始動時に膨張行程気筒１２Ａで初回燃焼のための燃料噴射を一括噴射（Ｊ１）としたが、これを、２回ないしそれ以上の分割噴射とするものであってもよい。
【０１４１】
（５）上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、始動後の所定時期までにエンジン回転速度が所定値に達しない等に、スタータモータによるアシストを伴う制御を行うようにしてもよい。この場合でもエンジンの燃焼によるエネルギーによってスタータモータの負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【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】制御系統のブロック図である。
【図４】運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す説明図である。
【図５】先行気筒及び後続気筒の燃焼サイクル及び開弁タイミング等を示す説明図である。
【図６】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７】エンジン停止時におけるエンジン回転速度の変化状態を示すタイムチャートである。
【図８】停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合におけるエンジン停止時におけるスロットル弁開度および目標発電電流等の変化状態を示すタイムチャートである。
【図９】エンジン停止時のエンジン回転速度とピストン停止位置との相関関係を示す分布図である。
【図１０】エンジンの回転速度に応じてオルタネータの目標発電電流を設定するためのマップの一例を示す図表である。
【図１１】エンジンの自動停止制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図１２】エンジンの自動停止制御動作の中盤部を示すフローチャートである。
【図１３】エンジンの自動停止制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図１４】停止時膨張行程気筒が後続気筒である場合におけるエンジン停止時におけるスロットル弁開度および目標発電電流等の変化状態を示すタイムチャートである。
【図１５】エンジンの再始動時における制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図１６】エンジンの再始動時に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１７】エンジンの再始動時における制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図１８】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（ａ）は、停止時膨張行程気筒が先行気筒である場合で、図（ｂ）は、停止時膨張行程気筒が後続気筒である場合について示す。
【図１９】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２０】低負荷低回転時の実質的な新気及びガスの流通経路を示す説明図である。
【図２１】高負荷高回転時の実質的な新気及びガスの流通経路を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１ エンジン本体
２ ＥＣＵ
１２Ａ 先行気筒
１２Ｂ 後続気筒
１２Ｃ 後続気筒
１２Ｄ 先行気筒
２２ａ 気筒間ガス通路
２３ スロットル弁（吸気流量調整手段）
２８ オルタネータ（外部負荷調整手段）
２９ 弁停止機構
３０，３１ クランク角センサ
４２ 弁停止機構制御手段
４３ 吸気流量制御手段
４４ 燃料状態制御手段
４５ 燃料供給制御手段
４６ 停止再始動制御手段
４６ 点火制御手段
４７ 発電電流制御手段
４８ 停止再始動制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンであって、エンジンの少なくとも低負荷側運転領域でエンジンの吸・排気及び燃焼状態についての制御モードを特殊運転モードとし、この特殊運転モードでは、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態となされたエンジンの始動装置において、
各気筒における燃料噴射量や噴射時期を含む燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段と、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、上記燃焼状態制御手段を制御してエンジンに対する燃料供給を停止することにより２気筒接続状態のままエンジンを自動的に停止させるとともに、この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、上記燃焼状態制御手段を制御して少なくともエンジンの停止時に膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火、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停止再始動制御手段とを備え、
上記燃焼状態制御手段は、上記特殊運転モードにおいて先行気筒で空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で燃焼を行わせ、この先行気筒から後続気筒にリーン空燃比の既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせるように制御し、
上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転始動時からエンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間における燃料噴射を上記リーン空燃比に換えて各気筒で略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように上記燃焼状態制御手段を制御することを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒の当該圧縮行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させるように制御することを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの再始動時における初回燃焼を上記停止時膨張行程気筒で実行するように制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
上記停止再始動制御手段は、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で実行させるように制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
上記停止再始動制御手段は、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比で実行させ、上記膨張行程にある気筒での燃焼後、上記複数の先行気筒および複数の後続気筒のうち、上記停止時膨張行程気筒およびこの気筒と先後対をなす気筒と異なる気筒で正転作動のための燃焼を行わせるように制御することを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
上記停止再始動制御手段は、いったんエンジンを逆転作動させてから正転作動させた後、このエンジンの逆転作動のための燃焼が実行された停止時圧縮行程気筒の当該圧縮行程で所定量の燃料を噴射するように制御す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】
上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間において、後続気筒に対する燃料噴射時期を圧縮行程の後半に設定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
エンジンのクランク軸に対する抵抗を調整することによりエンジンの外部負荷を調整する負荷調整手段をさらに備え、上記停止再始動制御手段は、上記後続気筒がエンジンの自動停止時に上記膨張行程気筒となるように上記負荷調整手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項１】
各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンであって、エンジンの少なくとも低負荷側運転領域でエンジンの吸・排気及び燃焼状態についての制御モードを特殊運転モードとし、この特殊運転モードでは、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態となされたエンジンの始動装置において、
各気筒における燃料噴射量や噴射時期を含む燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段と、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、上記燃焼状態制御手段を制御してエンジンに対する燃料供給を停止することにより２気筒接続状態のままエンジンを自動的に停止させるとともに、この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、上記燃焼状態制御手段を制御して少なくともエンジンの停止時に膨張行程にある気筒に燃料を噴射して点火、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停止再始動制御手段とを備え、
上記燃焼状態制御手段は、上記特殊運転モードにおいて先行気筒で空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で燃焼を行わせ、この先行気筒から後続気筒にリーン空燃比の既燃ガスを導入させて新たに供給された燃料とともに後続気筒で燃焼を行わせるように制御し、
上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転始動時からエンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間における燃料噴射を上記リーン空燃比に換えて各気筒で略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比となるように上記燃焼状態制御手段を制御することを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの停止時に圧縮行程にある気筒の当該圧縮行程でエンジンの正転作動のための燃料を噴射して、この圧縮上死点近傍で点火、燃焼させるように制御することを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
【請求項３】
上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの再始動時における初回燃焼を上記停止時膨張行程気筒で実行するように制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
【請求項４】
上記停止再始動制御手段は、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程にある気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比で実行させるように制御することを特徴とする請求項２記載のエンジンの始動装置。
【請求項５】
上記停止再始動制御手段は、上記停止時膨張行程気筒の燃焼に先立ってエンジンの停止時に圧縮行程にある気筒に燃料を供給して点火、燃焼を行わせることによりエンジンを逆転方向に所定量作動させて、上記膨張行程気筒のピストン上昇によって筒内圧力を高めてから当該気筒での燃焼を実行させるとともに、このエンジンの逆転作動のための燃焼を略理論空燃比ないしは理論空燃比よりも小さいリッチ空燃比で実行させ、上記膨張行程にある気筒での燃焼後、上記複数の先行気筒および複数の後続気筒のうち、上記停止時膨張行程気筒およびこの気筒と先後対をなす気筒と異なる気筒で正転作動のための燃焼を行わせるように制御することを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動装置。
【請求項６】
上記停止再始動制御手段は、いったんエンジンを逆転作動させてから正転作動させた後、このエンジンの逆転作動のための燃焼が実行された停止時圧縮行程気筒の当該圧縮行程で所定量の燃料を噴射するように制御す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】
上記停止再始動制御手段は、エンジンの正転始動時から、エンジンの停止時に吸気行程にある気筒のピストンが圧縮上死点を通過するまでの間において、後続気筒に対する燃料噴射時期を圧縮行程の後半に設定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【請求項８】
エンジンのクランク軸に対する抵抗を調整することによりエンジンの外部負荷を調整する負荷調整手段をさらに備え、上記停止再始動制御手段は、上記後続気筒がエンジンの自動停止時に上記膨張行程気筒となるように上記負荷調整手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のエンジンの始動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００６−５２６９４（Ｐ２００６−５２６９４Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３５５２４（Ｐ２００４−２３５５２４）
【出願日】平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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