圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
【課題】圧縮自己着火式エンジンを自動停止させる際に、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることにより、エンジンを再始動させる際に、１圧縮始動で迅速に再始動させる。
【解決手段】エンジンを自動停止させる際に、全気筒におけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）から最終ＴＤＣまでが吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）から最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）までが吸気行程である停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量よりも増大するように、吸気絞り弁の開度を制御する。
【解決手段】エンジンを自動停止させる際に、全気筒におけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）から最終ＴＤＣまでが吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）から最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）までが吸気行程である停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量よりも増大するように、吸気絞り弁の開度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、エンジン停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒に対して燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンに代表される圧縮自己着火式エンジンは、一般に、ガソリンエンジンのような火花点火式エンジンよりも熱効率に優れ、排出されるＣＯ２の量も少ないことから、近年、車載用エンジンとして広く普及しつつある。
【０００３】
上記のような圧縮自己着火式エンジンにおいて、より一層のＣＯ２の削減を図るには、アイドル運転時等にエンジンを自動的に停止させ、その後車両の発進操作等が行われたときにエンジンを自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御の技術を採用することが有効であり、そのことに関する種々の研究もなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、所定の自動停止条件が成立したときにディーゼルエンジンを自動的に停止させ、所定の再始動条件が成立すると、スタータモータを駆動してエンジンに回転力を付与しつつ燃料噴射を実行してディーゼルエンジンを再始動させるディーゼルエンジンの制御装置が開示されている。そして、エンジンの停止時（停止完了時）に圧縮行程にある気筒（停止時圧縮行程気筒）のピストン停止位置に基づき、最初に燃料を噴射する気筒を可変的に設定することが記載されている。
【０００５】
より具体的には、ディーゼルエンジンが自動停止されると、その時点で圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストン位置を求め、そのピストン位置が相対的に下死点寄りに予め設定された基準停止位置範囲内にあるか否かを判定し、基準停止位置範囲内にあるときには、エンジンを再始動させる際に、上記停止時圧縮行程気筒に最初に燃料を噴射する一方、基準停止位置範囲よりも上死点側にあるときには、エンジン全体として１つ目の上死点を越えて、停止時吸気行程気筒（エンジンの停止時に吸気行程にある気筒）が圧縮行程を迎えたときに、該気筒に最初に燃料を噴射するようにしている。
【０００６】
このような構成によれば、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記基準停止位置範囲内にあるときには、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することにより、その燃料を確実に自己着火させることができ、比較的短時間でエンジンを迅速に再始動させることができる（これを便宜上「１圧縮始動」という）。一方、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記基準停止位置範囲から上死点側に外れているときには、そのピストンによる圧縮ストローク量（圧縮代）が少なく気筒内の空気が十分に高温化しないことから、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射しても失火が起きるおそれがある。そこで、このような場合には、停止時圧縮行程気筒ではなく停止時吸気行程気筒に燃料を噴射することにより、筒内の空気を十分に圧縮して確実に燃料を自己着火させることができる（これを便宜上「２圧縮始動」という）。
【０００７】
また、エンジンの自動停止制御に関しては、例えば特許文献２には、エンジンの自動停止制御の前半期間では吸気弁の開弁を抑制することにより、気筒内への新気の導入を抑制して、筒内温度の低下を抑制し、エンジン再始動時のグロー通電を抑制し得るディーゼルエンジンが開示されている。なお、エンジンの自動停止制御の後半期間では吸気弁が開弁されて、気筒内に新気が導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０６２９６０号公報（段落００４８）
【特許文献２】特開２００９−２２２００２号公報（段落００４７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、停止時圧縮行程気筒のピストンが基準停止位置範囲内にあるときには速やかにエンジンを再始動できるものの、上記基準停止位置範囲から上死点側に外れてしまった場合には、停止時吸気行程気筒に燃料を噴射する必要があるため、停止時吸気行程気筒のピストンが圧縮上死点付近に到達するまでは（つまりエンジン全体として２つ目の上死点を迎えるまでは）、燃料噴射に基づく自己着火を行わせることができず、再始動時間（スタータモータの駆動開始から完爆までの時間）が長くなってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、再始動時間の短縮化に寄与する１圧縮始動を安定して実現するためには、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置を安定して下死点寄りに停止させる必要がある。そのための技術として、例えば、従来の火花点火式エンジンの自動停止制御で行われているように、オルタネータの吸収トルク（発電量）を調節することにより、エンジンの自動停止制御中の各気筒の上死点通過回転数を制御し、結果として所望のピストン停止位置を実現することが提案される。しかし、圧縮自己着火式エンジンは、一般に回転系の慣性重量が大きいため、オルタネータを緻密に制御して、ピストン停止位置を狙いの停止位置に精度よく収束させることが困難である。特に、手動変速機（ＭＴ）を搭載している車両では、デュアルマスフライホイール（ＤＭＦ）が組み込まれることが多いので、回転系の慣性重量がより一層大きくなり、オルタネータの制御でピストン停止位置を狙いの停止位置に収めることはなおさら困難となる。
【００１１】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、圧縮自己着火式エンジンを自動停止させる際に、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることにより、エンジンを再始動させる際に、停止時圧縮行程気筒に噴射した燃料を確実に自己着火させ、エンジンを１圧縮始動で迅速に再始動させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、上記停止時圧縮行程気筒に燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置であって、気筒内への吸気流量を調整する吸気流量調整手段と、エンジンを自動停止させる際に、全気筒におけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終上死点（便宜上「最終ＴＤＣ」という）の１つ前の上死点（同じく「２ＴＤＣ」という）から上記最終ＴＤＣまでが吸気行程である気筒に対する吸気流量が、上記最終ＴＤＣの２つ前の上死点（同じく「３ＴＤＣ」という）から上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）までが吸気行程である他の気筒に対する吸気流量よりも増大するように、上記吸気流量調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１３】
上記構成において、２ＴＤＣから最終ＴＤＣまでが吸気行程である気筒は、最終ＴＤＣ以後に圧縮工程を迎える停止時圧縮行程気筒であり、３ＴＤＣから２ＴＤＣまでが吸気行程である他の気筒は、上記停止時圧縮行程気筒よりも１行程先行する停止時膨張行程気筒（エンジンの停止時に膨張行程にある気筒）である。したがって、本発明によれば、圧縮自己着火式エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量が停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くなる。これにより、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒の圧縮反力（圧縮された空気の正圧による反力）が相対的に大きくなり、停止時膨張行程気筒の膨張反力（膨張した空気の負圧による反力）が相対的に小さくなる。そのため、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が自ずと下死点寄りとなり、停止時膨張行程気筒のピストンの停止位置が自ずと上死点寄りとなる。結果として、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができ、圧縮自己着火式エンジンを安定して１圧縮始動で迅速に再始動させることが可能となる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記吸気流量調整手段は、吸気通路に設けられた吸気絞り弁であり、上記制御手段は、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍までは、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が第１の吸気流量となる開度とし、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍を過ぎると、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる開度とする（請求項２）。
【００１５】
この構成によれば、吸気絞り弁の開度を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、吸気絞り弁はもともとエンジンに備えられることが多い部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、エンジン自動停止制御中におけるＮＶＨ（ノイズ（騒音）・バイブレーション（振動）・ハーシュネス（乗り心地））が良好となる。さらに、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００１６】
なお、２ＴＤＣの近傍とは、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点から２ＴＤＣよりも所定時間後の時点までの範囲をいう。このように規定した理由は、２ＴＤＣで吸気絞り弁の開度を切り替える場合のみならず、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気絞り弁の開度を切り替える場合、及び２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気絞り弁の開度を切り替える場合においても、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができるからである。
【００１７】
本発明において、好ましくは、上記吸気流量調整手段は、吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を変更する可変バルブ機構であり、上記制御手段は、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍までは、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が第１の吸気流量となる値とし、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍を過ぎると、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる値とする（請求項３）。
【００１８】
この構成によれば、可変バルブ機構を介して吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、可変バルブ機構はもともとエンジンに備えられることが多い部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、エンジン自動停止制御中におけるＮＶＨ（ノイズ（騒音）・バイブレーション（振動）・ハーシュネス（乗り心地））が良好となる。さらに、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００１９】
なお、２ＴＤＣの近傍とは、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点から２ＴＤＣよりも所定時間後の時点までの範囲をいう。このように規定した理由は、２ＴＤＣで吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える場合のみならず、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える場合、及び２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える場合においても、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができるからである。
【００２０】
本発明において、好ましくは、上記制御手段は、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍までは、上記吸気弁を下死点前に閉じ、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍を過ぎると、上記吸気弁を下死点後に閉じる（請求項４）。
【００２１】
この構成によれば、吸気弁の閉弁（ＩＶＣ）タイミングを変更することにより、簡単、確実に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮自己着火式エンジンを自動停止させる際に、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができ、その結果、エンジンを再始動させる際に、停止時圧縮行程気筒に噴射した燃料を確実に自己着火させることができ、エンジンを１圧縮始動で迅速に再始動させることができる。そのため、エンジンの再始動に長い時間がかかるという違和感が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る始動制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】上記エンジンの自動停止制御時における各状態量の変化を示すタイムチャートである。
【図３】上記自動停止制御の作用を示すための、（ａ）エンジンの自動停止直前における各気筒内の状態を示す図、（ｂ）エンジンの自動停止後における各気筒のピストン位置を示す図である。
【図４】最終上死点（ＴＤＣ）通過時のエンジン回転数と停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置との関係を示すグラフである。
【図５】上記エンジンの自動停止制御の具体的動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】上記エンジンの再始動制御の具体的動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る始動制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム構成図である。本図に示されるディーゼルエンジンは、走行駆動用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。このエンジンのエンジン本体１は、いわゆる直列４気筒型のものであり、紙面に直交する方向に列状に並ぶ４つの気筒２Ａ〜２Ｄを有するシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に設けられたシリンダヘッド４と、各気筒２Ａ〜２Ｄにそれぞれ往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。
【００２５】
上記ピストン５の上方には燃焼室６が形成されており、この燃焼室６には、後述する燃料噴射弁１５から噴射される燃料（軽油）が供給される。そして、噴射された燃料が、ピストン５の圧縮作用により高温・高圧化した燃焼室６で自着火し（圧縮自己着火）、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動するようになっている。
【００２６】
上記ピストン５は図外のコネクティングロッドを介してクランクシャフト７と連結されており、上記ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて上記クランクシャフト７が中心軸回りに回転するようになっている。
【００２７】
ここで、図示のような４サイクル４気筒のディーゼルエンジンでは、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられたピストン５が、クランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって上下運動する。このため、各気筒２Ａ〜２Ｄでの燃焼（燃料噴射）のタイミングは、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、気筒２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの気筒番号をそれぞれ１番、２番、３番、４番とすると、１番気筒２Ａ→３番気筒２Ｃ→４番気筒２Ｄ→２番気筒２Ｂの順に燃焼が行われる。このため、例えば１番気筒２Ａが膨張行程であれば、３番気筒２Ｃ、４番気筒２Ｄ、２番気筒２Ｂは、それぞれ、圧縮行程、吸気行程、排気行程となる（図２参照）。
【００２８】
上記シリンダヘッド４には、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室６に開口する吸気ポート９および排気ポート１０と、各ポート９，１０を開閉可能に閉止する吸気弁１１および排気弁１２とが設けられている。なお、吸気弁１１および排気弁１２は、シリンダヘッド４に配設された一対のカムシャフト等を含む動弁機構１３，１４により、クランクシャフト７の回転に連動して開閉駆動される。吸気弁１１の動弁機構１３には、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を変更する可変バルブ機構１３ａが備えられている。この可変バルブ機構１３ａは、気筒内への吸気流量を調整する点で、本発明に係る吸気流量調整手段に相当する。
【００２９】
また、上記シリンダヘッド４には、燃料噴射弁１５が各気筒２Ａ〜２Ｄにつき１つずつ設けられている。各燃料噴射弁１５は、蓄圧室としてのコモンレール２０と分岐管２１を介してそれぞれ接続されている。コモンレール２０には、燃料供給ポンプ２３から燃料供給管２２を通じて供給された燃料（軽油）が高圧状態で蓄えられており、このコモンレール２０内で高圧化された燃料が分岐管２１を通じて各燃料噴射弁１５にそれぞれ供給されるようになっている。
【００３０】
各燃料噴射弁１５は、複数の噴孔を有する噴射ノズルが先端部に設けられた電磁式のニードル弁からなり、その内部に、上記噴射ノズルに通じる燃料通路と、電磁力により作動して上記燃料通路を開閉するニードル状の弁体とを有している（いずれも図示省略）。そして、通電による電磁力で上記弁体が開方向に駆動されることにより、コモンレール２０から供給された燃料が上記噴射ノズルの各噴孔から燃焼室６に向けて直接噴射されるようになっている。
【００３１】
上記シリンダブロック３やシリンダヘッド４の内部には、冷却水が流通する図外のウォータジャケットが設けられており、このウォータジャケット内の冷却水の温度を検出するための水温センサＳＷ１が、上記シリンダブロック３に設けられている。
【００３２】
また、上記シリンダブロック３には、クランクシャフト７の回転角度および回転速度を検出するためのクランク角センサＳＷ２が設けられている。このクランク角センサＳＷ２は、クランクシャフト７と一体に回転するクランクプレート２５の回転に応じてパルス信号を出力する。
【００３３】
具体的に、上記クランクプレート２５の外周部には、一定ピッチで並ぶ多数の歯が突設されており、その外周部における所定範囲には、基準位置を特定するための歯欠け部２５ａ（歯の存在しない部分）が形成されている。そして、このように基準位置に歯欠け部２５ａを有したクランクプレート２５が回転し、それに基づくパルス信号が上記クランク角センサＳＷ２から出力されることにより、クランクシャフト７の回転角度（クランク角）および回転速度（エンジン回転速度）が検出されるようになっている。
【００３４】
一方、上記シリンダヘッド４には、動弁用のカムシャフト（図示省略）の角度を検出するためのカム角センサＳＷ３が設けられている。カム角センサＳＷ３は、カムシャフトと一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じて、気筒判別用のパルス信号を出力するものである。
【００３５】
すなわち、上記クランク角センサＳＷ２から出力されるパルス信号の中には、上述した歯欠け部２５ａに対応して３６０°ＣＡごとに生成される無信号部分が含まれるが、その情報だけでは、例えばピストン５が上昇しているときに、それがどの気筒の圧縮行程または排気行程にあたるのか判別することができない。そこで、７２０°ＣＡごとに１回転するカムシャフトの回転に基づきカム角センサＳＷ３からパルス信号を出力させ、その信号が出力されるタイミングと、上記クランク角センサＳＷ２の無信号部分のタイミング（歯欠け部２５ａの通過タイミング）とに基づいて、気筒判別を行うようにしている。
【００３６】
上記吸気ポート９および排気ポート１０には、吸気通路２８および排気通路２９がそれぞれ接続されている。すなわち、外部からの吸入空気（新気）が上記吸気通路２８を通じて燃焼室６に供給されるとともに、燃焼室６で生成された排気ガス（燃焼ガス）が上記排気通路２９を通じて外部に排出されるようになっている。
【００３７】
上記吸気通路２８のうち、エンジン本体１から所定距離上流側までの範囲は、気筒２Ａ〜２Ｄごとに分岐した分岐通路部２８ａとされており、各分岐通路部２８ａの上流端がそれぞれサージタンク２８ｂに接続されている。このサージタンク２８ｂよりも上流側には、単一の通路からなる共通通路部２８ｃが設けられている。
【００３８】
上記共通通路部２８ｃには、各気筒２Ａ〜２Ｄに流入する空気量（吸気流量）を調節するための吸気絞り弁３０が設けられている。吸気絞り弁３０は、エンジンの運転中は基本的に全開もしくはこれに近い高開度に維持されており、エンジンの停止時等の必要時にのみ閉弁されて吸気通路２８を遮断するように構成されている。この吸気絞り弁３０は、気筒内への吸気流量を調整する点で、本発明に係る吸気流量調整手段に相当する。
【００３９】
上記サージタンク２８ｂには、吸気圧力を検出するための吸気圧センサＳＷ４が設けられており、上記サージタンク２８ｂと吸気絞り弁３０との間の共通通路部２８ｃには、吸気流量を検出するためのエアフローセンサＳＷ５が設けられている。
【００４０】
上記クランクシャフト７には、タイミングベルト等を介してオルタネータ３２が連結されている。このオルタネータ３２は、図外のフィールドコイルの電流を制御して発電量を調節するレギュレータ回路を内蔵しており、車両の電気負荷やバッテリの残容量等から定められる発電量の目標値（目標発電電流）に基づき、クランクシャフト７から駆動力を得て発電を行うように構成されている。
【００４１】
上記シリンダブロック３には、エンジンを始動するためのスタータモータ３４が設けられている。このスタータモータ３４は、モータ本体３４ａと、モータ本体３４ａにより回転駆動されるピニオンギア３４ｂとを有している。上記ピニオンギア３４ｂは、クランクシャフト７の一端部に連結されたリングギア３５と離接可能に噛合している。そして、上記スタータモータ３４を用いてエンジンを始動する際には、ピニオンギア３４ｂが所定の噛合位置に移動して上記リングギア３５と噛合し、ピニオンギア３４ｂの回転力がリングギア３５に伝達されることにより、クランクシャフト７が回転駆動されるようになっている。
【００４２】
（２）制御システム
以上のように構成されたエンジンは、その各部がＥＣＵ（電子制御ユニット）５０により統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されたマイクロプロセッサであり、本発明に係る制御手段に相当する。
【００４３】
上記ＥＣＵ５０には、各種センサから種々の情報が入力される。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジンの各部に設けられた上記水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、吸気圧センサＳＷ４、およびエアフローセンサＳＷ５と電気的に接続されており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ５からの入力信号に基づいて、エンジンの冷却水温、クランク角、エンジン回転速度、気筒判別、吸気圧力、吸気流量等の種々の情報を取得する。
【００４４】
また、ＥＣＵ５０には、車両に設けられた各種センサ（ＳＷ６〜ＳＷ９）からの情報も入力される。すなわち、車両には、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル３６の開度を検出するためのアクセル開度センサＳＷ６と、ブレーキペダル３７のＯＮ／ＯＦＦ（ブレーキの有無）を検出するためのブレーキセンサＳＷ７と、車両の走行速度（車速）を検出するための車速センサＳＷ８と、バッテリ（図示省略）の残容量を検出するためのバッテリセンサＳＷ９とが設けられている。ＥＣＵ５０は、これら各センサＳＷ６〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量といった情報を取得する。
【００４５】
上記ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。具体的に、ＥＣＵ５０は、上記燃料噴射弁１５、吸気絞り弁３０、オルタネータ３２、スタータモータ３４、および吸気弁１１の動弁機構１３に備えられた可変バルブ機構１３ａと電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
【００４６】
上記ＥＣＵ５０が有するより具体的な機能について説明する。ＥＣＵ５０は、例えばエンジンの通常運転時に、運転条件に基づき定められる所要量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射させたり、車両の電気負荷やバッテリの残容量等に基づき定められる所要発電量をオルタネータ３２に発電させる等の基本的な機能を有する他、予め定められた特定の条件下でエンジンを自動的に停止させ、または再始動させる機能をも有している。このため、ＥＣＵ５０は、エンジンの自動停止または再始動制御に関する機能的要素として、自動停止制御部５１および再始動制御部５２を有している。
【００４７】
上記自動停止制御部５１は、エンジンの運転中に、予め定められたエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを自動停止させる制御を実行するものである。
【００４８】
例えば、車両が停止状態にあること等の複数の条件が揃い、エンジンを停止させても支障のない状態であることが確認された場合に、自動停止条件が成立したと判定する。そして、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止（燃料カット）する等により、エンジンを停止させる。
【００４９】
上記再始動制御部５２は、エンジンが自動停止した後、予め定められた再始動条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを再始動させる制御を実行するものである。
【００５０】
例えば、車両を発進させるために運転者がアクセルペダル３６を踏み込むなどして、エンジンを始動させる必要が生じたときに、再始動条件が成立したと判定する。そして、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を再開させることにより、エンジンを再始動させる。
【００５１】
（３）自動停止制御
次に、上記ＥＣＵ５０の自動停止制御部５１により実行されるエンジンの自動停止制御の内容をより具体的に説明する。図２は、エンジンの自動停止制御時における各状態量の変化を示すタイムチャートである。本図では、エンジンの自動停止条件が成立した時点をｔ１としている。
【００５２】
図２に示すように、エンジンの自動停止制御の際には、まず、自動停止条件の成立時点ｔ１で、吸気絞り弁３０の開度が全閉（０％）に設定される。そして、開度を全閉にしたまま、時点ｔ２で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する制御（燃料カット）が実行される。
【００５３】
次いで、燃料カットの実行後、エンジン回転数が徐々に低下する途上で、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかのピストン５が上死点（ＴＤＣ）を通過するときのエンジン回転速度（上死点回転速度）が所定範囲内にまで低下した時点ｔ４で、吸気絞り弁３０の開度が３０％に設定される。なお、この時点ｔ４でのエンジン回転速度は極低速であるため、吸気絞り弁３０の開度３０％は、吸気絞り弁３０の略全開に相当する（つまり、吸気絞り弁３０の開度を３０％まで開けば、全開時と同程度の新気が流入する）。また、上記所定範囲は、全気筒２Ａ〜２Ｄにおけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）を通過するときのエンジン回転速度の範囲として予め実験的に求められたものである。つまり、上記時点ｔ４は、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）を迎えた時点である。なお、時点ｔ４よりも前の時点ｔ３は、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）（ｉｉｉ）を迎えた時点を示す。
【００５４】
その後、時点ｔ５で最終ＴＤＣ（ｉ）を迎えた後は、エンジンは、一時的にピストンの揺れ戻しにより逆回転するも、一度も上死点を越えることなく、時点ｔ６で完全停止状態に至る。
【００５５】
このような制御を実行するのは、エンジンが完全停止したときに圧縮行程にある気筒、すなわち停止時圧縮行程気筒（図２では３番気筒２Ｃ）のピストン停止位置を高い精度で基準停止位置範囲内に収めるためである。この基準停止位置範囲は、例えば相対的に下死点（ＢＤＣ）寄りの圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等に予め定められたものである。停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５がこのような下死点寄りの位置に停止していれば、エンジンの再始動時に、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の（エンジン全体として最初の）燃料を噴射することにより、エンジンを１圧縮始動で迅速かつ確実に再始動させることができる。つまり、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記基準停止位置範囲内にあれば、気筒２Ｃ内に比較的多くの空気が存在するため、エンジン再始動時のピストン５の上昇に伴い、ピストン５による圧縮ストローク量（圧縮代）が多くなり、気筒２Ｃ内の空気は十分に圧縮されて高温化する。このため、再始動時の最初の燃料を停止時圧縮行程気筒２Ｃ内に噴射すると、この燃料は気筒２Ｃ内で確実に自着火して燃焼するのである。
【００５６】
これに対し、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が基準停止位置範囲から上死点側に外れていると、ピストン５による圧縮ストローク量が少なくなり、気筒２Ｃ内の空気が十分に高温化しないことから、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射しても失火が起きるおそれがある。そこで、このような場合には、停止時圧縮行程気筒２Ｃではなく停止時吸気行程気筒（エンジンが完全停止したときに吸気行程にある気筒：図２では４番気筒２Ｄ）に燃料を噴射することにより、筒内２Ｄの空気を十分に圧縮して確実に燃料を自己着火させる（２圧縮始動）。
【００５７】
このように、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が基準停止位置範囲内にあるときにはエンジンを１圧縮始動で速やかに再始動できるものの、基準停止位置範囲から上死点側に外れてしまったときには、２圧縮始動で停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射する必要があるため、停止時吸気行程気筒２Ｄのピストン５が圧縮上死点付近に到達するまでは（つまりエンジン全体として２つ目の上死点を迎えるまでは）、燃料噴射に基づく自己着火を行わせることができず、再始動時間（本実施形態では、スタータモータ３４の始動時点から、エンジン回転速度が７５０ｒｐｍになるまでの時間をいう）が長くなってしまう。
【００５８】
この点、上記制御によれば、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）までは（時点ｔ４までは）、吸気絞り弁３０の開度が０％とされ、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）を過ぎると（時点ｔ４を過ぎると）、吸気絞り弁３０の開度が３０％とされる。これにより、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）から最終ＴＤＣ（ｉ）までが（時点ｔ４〜ｔ５）吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量（第２の吸気流量）が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）（ｉｉｉ）から最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）までが（時点ｔ３〜ｔ４）吸気行程である停止時膨張行程気筒（エンジンが完全停止したときに膨張行程にある気筒：図２では１番気筒２Ａ）に対する吸気流量（第１の吸気流量）よりも増大する。
【００５９】
つまり、図３（ａ）に示すように、エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量が停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くなる。したがって、図３（ｂ）に示すように、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒２Ｃの圧縮反力（圧縮された空気の正圧による反力）が相対的に大きくなり、停止時膨張行程気筒２Ａの膨張反力（膨張した空気の負圧による反力）が相対的に小さくなる。そのため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が自ずと下死点寄りとなり、停止時膨張行程気筒２Ａのピストン５の停止位置が自ずと上死点寄りとなる。結果として、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができ、圧縮自己着火式エンジンを安定して１圧縮始動で迅速に再始動させることが可能となる。
【００６０】
図４は、エンジンの自動停止制御において、上記時点ｔ４で吸気絞り弁３０の開度を３０％に開いた場合（◆マーク）と、上記時点ｔ４を過ぎても吸気絞り弁３０の開度を０％に閉じた場合（○マーク）とで、最終ＴＤＣ（ｉ）を迎えたとき（時点ｔ５）のエンジン回転速度（最終ＴＤＣ通過回転速度）と、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置との関係がどのように変わるかを示すグラフである。
【００６１】
このグラフから明らかなように、２ＴＤＣ（ｉｉ）を迎えた時点ｔ４で吸気絞り弁３０の開度を３０％に開くと（◆マーク）、最終ＴＤＣ通過回転速度に関係なく、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５は、安定して下死点寄りに停止する。そのため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内に安定して収まり、迅速始動性に優れる１圧縮始動が高い確率で可能となる。
【００６２】
これに対し、２ＴＤＣ（ｉｉ）を迎えた時点ｔ４を過ぎても吸気絞り弁３０の開度を０％に閉じておくと（○マーク）、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置は、最終ＴＤＣ通過回転速度に大きく依存し、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５は、高い頻度で上死点寄りにも停止する。そのため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲よりも上始点側に外れる可能性が大きくなり、迅速始動性に劣る２圧縮始動を高い確率で行わなければならなくなる。
【００６３】
次に、以上のようなエンジン自動停止制御を司るＥＣＵ５０の自動停止制御部５１の具体的制御動作の一例について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートに示す処理がスタートすると、自動停止制御部５１は、各種センサ値を読み込む（ステップＳ１）。具体的には、水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、吸気圧センサＳＷ４、エアフローセンサＳＷ５、アクセル開度センサＳＷ６、ブレーキセンサＳＷ７、車速センサＳＷ８、およびバッテリセンサＳＷ９からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基づいて、エンジンの冷却水温、クランク角、エンジン回転速度、気筒判別、吸気圧力、吸気流量、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量等の各種情報を取得する。
【００６４】
次いで、自動停止制御部５１は、上記ステップＳ１で取得された情報に基づいて、エンジンの自動停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、車両が停止していること（車速＝０ｋｍ／ｈ）、アクセルペダル３６の開度がゼロ（アクセルＯＦＦ）であること、ブレーキペダル３７が操作中（ブレーキＯＮ）であること、エンジンの冷却水温が所定値以上（温間状態）にあること、バッテリの残容量が所定値以上であること、等の複数の条件が全て揃ったときに、自動停止条件が成立したと判定する（時点ｔ１）。なお、車速については、必ずしも完全停止（車速＝０ｋｍ／ｈ）を条件とする必要はなく、所定の低車速以下（例えば３ｋｍ／以下）という条件を設定してもよい。
【００６５】
上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されて自動停止条件が成立したことが確認された場合、自動停止制御部５１は、吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定する（ステップＳ３）。すなわち、図２のタイムチャートに示すように、上記自動停止条件が成立した時点ｔ１で、吸気絞り弁３０の開度を、アイドル運転時に設定される所定の開度（図例では３０％）から、全閉（０％）まで低下させる。
【００６６】
次いで、自動停止制御部５１は、燃料噴射弁１５を常に閉状態に維持することにより、燃料噴射弁１５からの燃料の供給を停止する（ステップＳ４）。図２に示すタイムチャートでは、時点ｔ２で、上記燃料供給の停止（燃料カット）が実行される。
【００６７】
次いで、自動停止制御部５１は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかのピストン５が上死点を迎えたときのエンジン回転速度（上死点回転速度）の値が、予め定められた所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。なお、図２に示すように、エンジン回転数は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかが圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込み、圧縮上死点を越えた後に再び上昇するというアップダウンを繰り返しながら徐々に低下していく。よって、上死点回転速度は、エンジン回転数のアップダウンの谷のタイミングにおける回転速度として測定することができる。
【００６８】
上記ステップＳ５での上死点回転速度に関する判定は、エンジン停止直前の最後の上死点（最終ＴＤＣ）の１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の通過タイミング（図２の時点ｔ４）を特定するために行われる。すなわち、エンジンが自動停止する過程で、エンジン回転数の低下の仕方には一定の規則性があるため、上死点の通過時にそのときの回転速度（上死点回転速度）を調べれば、それが最終ＴＤＣの何回前の上死点にあたるのかを推定することができる。そこで、上死点回転速度を常時測定し、それが予め設定された所定範囲、すなわち、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）を通過するときの回転速度の範囲として実験等により予め求められた範囲の内に入るか否かを判定することにより、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の通過タイミングを特定する。
【００６９】
上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されて、現時点が２ＴＤＣの通過タイミングであることが確認された場合、自動停止制御部５１は、吸気絞り弁３０の開度を３０％まで開く（ステップＳ６）。これにより、２ＴＤＣから最終ＴＤＣまでが（時点ｔ４〜ｔ５）吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量（第２の吸気流量）が、３ＴＤＣから２ＴＤＣまでが（時点ｔ３〜ｔ４）吸気行程である停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量（第１の吸気流量）よりも増大する。
【００７０】
その後、自動停止制御部５１は、エンジン回転速度が０ｒｐｍであるか否かを判定することにより、エンジンが完全停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。そして、エンジンが完全停止していれば、自動停止制御部５１は、例えば、吸気絞り弁３０の開度を、通常運転時に設定される所定の開度（例えば８０％等）に設定する等して、この自動停止制御はエンドとなる。エンジン停止後は、停止時圧縮行程気筒２Ｃの圧縮反力が、停止時膨張行程気筒２Ａの膨張反力よりも大きいことにより、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が自ずと下死点寄りとなり、高い精度で基準停止位置範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内に収まる。
【００７１】
（４）再始動制御
次に、エンジン再始動制御を司るＥＣＵ５０の再始動制御部５２の具体的制御動作の一例について、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
図６のフローチャートに示す処理がスタートすると、再始動制御部５２は、各種センサ値に基づいて、エンジンの再始動条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、車両発進のためにアクセルペダル３６が踏み込まれたこと（アクセルＯＮ）、バッテリの残容量が低下したこと、エンジンの冷却水温が所定値未満（冷間状態）になったこと、エンジンの停止継続時間（自動停止後の経過時間）が所定時間を越えたこと、等の条件の少なくとも１つが成立したときに、再始動条件が成立したと判定する。
【００７３】
上記ステップＳ２１でＹＥＳと判定されて再始動条件が成立したことが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記基準停止位置範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００７４】
ここで、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置は、上述した自動停止制御の作用により、ほとんどの場合において、上記基準停止位置範囲内に収まっているはずである。ただし、何らかの原因で、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記基準停止位置範囲から上死点側に外れるケースもあり得る。そこで、念のために上記ステップＳ２２の判定を行っている。
【００７５】
上記ステップＳ２２でＹＥＳと判定されて停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲内にあることが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させる制御（１圧縮始動）を実行する（ステップＳ２３）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射して自着火させることにより、エンジン全体として１つ目の上死点を迎えた時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。
【００７６】
一方、可能性としては少ないが、上記ステップＳ２２でＮＯと判定されて停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲から外れていることが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させる制御（２圧縮始動）を実行する（ステップＳ２４）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、エンジン全体として１つ目の上死点を越えて、停止時吸気行程気筒２Ｄが圧縮行程を迎えたときに、停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射して自着火させることにより、エンジン全体として２つ目の上死点を迎えた時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。
【００７７】
（５）作用効果
以上説明したように、本実施形態に係るディーゼルエンジン（圧縮自己着火式エンジン）の始動制御装置は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときに、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータ３４を用いてエンジンに回転力を付与しつつ、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射することにより、エンジンを再始動させる制御手段５０を備えている。制御手段５０は、エンジンを自動停止させる際に、全気筒２Ａ〜２Ｄにおけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）から最終ＴＤＣまでが吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量（第２の吸気流量）が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）から２ＴＤＣまでが吸気行程である停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量（第１の吸気流量）よりも増大するように、吸気絞り弁３０の開度を制御する。
【００７８】
エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量が停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くなることにより、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒２Ｃの圧縮反力が相対的に大きくなり、停止時膨張行程気筒２Ａの膨張反力が相対的に小さくなるため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が自ずと下死点寄りとなり、停止時膨張行程気筒２Ａのピストン５の停止位置が自ずと上死点寄りとなる。その結果、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができ、エンジンを安定して１圧縮始動で迅速に再始動させることが可能となる。
【００７９】
本実施形態では、制御手段５０は、自動停止制御中、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までは、吸気絞り弁３０の開度を第１の吸気流量となる開度（０％）とし、２ＴＤＣ（時点ｔ４）を過ぎると、吸気絞り弁３０の開度を第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる開度（３０％）とする。
【００８０】
吸気絞り弁３０の開度を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、吸気絞り弁３０はもともとエンジンに備えられていた部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気絞り弁３０の開度が０％で、吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、自動停止制御中におけるＮＶＨが良好となる。さらに、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気絞り弁３０の開度が０％で、新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００８１】
（６）他の実施形態
上記実施形態では、吸気流量調整手段として、吸気絞り弁３０を用いたが、これに代えて、吸気弁１１の可変バルブ機構１３ａを用いてもよい。その場合、制御手段５０は、自動停止制御中、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までは、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を第１の吸気流量となるリフト量（相対的に小さいリフト量）及び開閉タイミング（吸気弁１１の開弁期間が相対的に短くなる開閉タイミング）の少なくとも一方とし、２ＴＤＣ（時点ｔ４）を過ぎると、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となるリフト量（相対的に大きいリフト量）及び開閉タイミング（吸気弁１１の開弁期間が相対的に長くなる開閉タイミング）の少なくとも一方とする。
【００８２】
可変バルブ機構１３ａを介して吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、可変バルブ機構１３ａはもともとエンジンに備えられていた部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気弁１１のリフト量が相対的に小及び吸気弁１１の開弁期間が相対的に短の少なくとも一方で、吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、自動停止制御中におけるＮＶＨが良好となる。さらに、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気弁１１のリフト量が相対的に小及びは吸気弁１１の開弁期間が相対的に短の少なくとも一方で、新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００８３】
吸気流量調整手段として吸気弁１１の可変バルブ機構１３ａを用いる場合、制御手段５０は、例えば、自動停止制御中、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までは、吸気弁１１を吸気下死点前に早閉じし、２ＴＤＣ（時点ｔ４）を過ぎると、吸気弁１１を吸気下死点後に遅閉じする。こうすれば、吸気弁１１の閉弁（ＩＶＣ）タイミングを変更することにより、簡単、確実に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができる。
【００８４】
なお、以上の実施形態では、吸気絞り弁３０の開度を切り替える時期や、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える時期を、２ＴＤＣ（時点ｔ４）としたが、これに限らず、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができる限り、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気絞り弁３０の開度を切り替えたり、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替えてもよく、また、２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気絞り弁３０の開度を切り替えたり、２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替えてもよい。つまり、吸気絞り弁３０の開度を切り替える時期や、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える時期を、２ＴＤＣの近傍としてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、自動停止条件の成立時点ｔ１で吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定し、その後、ある程度の吸気圧力の低下が見られる時点ｔ２で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する燃料カットを実行するようにしたが、吸気絞り弁３０を全閉にするのと同じ時点ｔ１で燃料カットを実行してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、圧縮自己着火式エンジンの一例としてディーゼルエンジン（軽油を自己着火により燃焼させるエンジン）を用い、ディーゼルエンジンに本発明に係る自動停止・再始動制御を適用した例を説明したが、圧縮自己着火式エンジンであれば、ディーゼルエンジンに限定されない。例えば、最近では、ガソリンを含む燃料を高圧縮比で圧縮して自己着火させる（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ−Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ：予混合圧縮着火）タイプのエンジンが研究、開発されているが、このような圧縮自己着火式のガソリンエンジンに対しても、本発明に係る自動停止・再始動制御は好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
２Ａ 停止時膨張行程気筒
２Ｃ 停止時圧縮行程気筒
２Ｄ 停止時吸気行程気筒
５ ピストン
１３ａ 可変バルブ機構（吸気流量調整手段）
１５ 燃料噴射弁
３０ 吸気絞り弁（吸気流量調整手段）
３４ スタータモータ
５０ ＥＣＵ（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、エンジン停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒に対して燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンに代表される圧縮自己着火式エンジンは、一般に、ガソリンエンジンのような火花点火式エンジンよりも熱効率に優れ、排出されるＣＯ２の量も少ないことから、近年、車載用エンジンとして広く普及しつつある。
【０００３】
上記のような圧縮自己着火式エンジンにおいて、より一層のＣＯ２の削減を図るには、アイドル運転時等にエンジンを自動的に停止させ、その後車両の発進操作等が行われたときにエンジンを自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御の技術を採用することが有効であり、そのことに関する種々の研究もなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、所定の自動停止条件が成立したときにディーゼルエンジンを自動的に停止させ、所定の再始動条件が成立すると、スタータモータを駆動してエンジンに回転力を付与しつつ燃料噴射を実行してディーゼルエンジンを再始動させるディーゼルエンジンの制御装置が開示されている。そして、エンジンの停止時（停止完了時）に圧縮行程にある気筒（停止時圧縮行程気筒）のピストン停止位置に基づき、最初に燃料を噴射する気筒を可変的に設定することが記載されている。
【０００５】
より具体的には、ディーゼルエンジンが自動停止されると、その時点で圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストン位置を求め、そのピストン位置が相対的に下死点寄りに予め設定された基準停止位置範囲内にあるか否かを判定し、基準停止位置範囲内にあるときには、エンジンを再始動させる際に、上記停止時圧縮行程気筒に最初に燃料を噴射する一方、基準停止位置範囲よりも上死点側にあるときには、エンジン全体として１つ目の上死点を越えて、停止時吸気行程気筒（エンジンの停止時に吸気行程にある気筒）が圧縮行程を迎えたときに、該気筒に最初に燃料を噴射するようにしている。
【０００６】
このような構成によれば、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記基準停止位置範囲内にあるときには、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射することにより、その燃料を確実に自己着火させることができ、比較的短時間でエンジンを迅速に再始動させることができる（これを便宜上「１圧縮始動」という）。一方、停止時圧縮行程気筒のピストンが上記基準停止位置範囲から上死点側に外れているときには、そのピストンによる圧縮ストローク量（圧縮代）が少なく気筒内の空気が十分に高温化しないことから、停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射しても失火が起きるおそれがある。そこで、このような場合には、停止時圧縮行程気筒ではなく停止時吸気行程気筒に燃料を噴射することにより、筒内の空気を十分に圧縮して確実に燃料を自己着火させることができる（これを便宜上「２圧縮始動」という）。
【０００７】
また、エンジンの自動停止制御に関しては、例えば特許文献２には、エンジンの自動停止制御の前半期間では吸気弁の開弁を抑制することにより、気筒内への新気の導入を抑制して、筒内温度の低下を抑制し、エンジン再始動時のグロー通電を抑制し得るディーゼルエンジンが開示されている。なお、エンジンの自動停止制御の後半期間では吸気弁が開弁されて、気筒内に新気が導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０６２９６０号公報（段落００４８）
【特許文献２】特開２００９−２２２００２号公報（段落００４７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、停止時圧縮行程気筒のピストンが基準停止位置範囲内にあるときには速やかにエンジンを再始動できるものの、上記基準停止位置範囲から上死点側に外れてしまった場合には、停止時吸気行程気筒に燃料を噴射する必要があるため、停止時吸気行程気筒のピストンが圧縮上死点付近に到達するまでは（つまりエンジン全体として２つ目の上死点を迎えるまでは）、燃料噴射に基づく自己着火を行わせることができず、再始動時間（スタータモータの駆動開始から完爆までの時間）が長くなってしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、再始動時間の短縮化に寄与する１圧縮始動を安定して実現するためには、停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置を安定して下死点寄りに停止させる必要がある。そのための技術として、例えば、従来の火花点火式エンジンの自動停止制御で行われているように、オルタネータの吸収トルク（発電量）を調節することにより、エンジンの自動停止制御中の各気筒の上死点通過回転数を制御し、結果として所望のピストン停止位置を実現することが提案される。しかし、圧縮自己着火式エンジンは、一般に回転系の慣性重量が大きいため、オルタネータを緻密に制御して、ピストン停止位置を狙いの停止位置に精度よく収束させることが困難である。特に、手動変速機（ＭＴ）を搭載している車両では、デュアルマスフライホイール（ＤＭＦ）が組み込まれることが多いので、回転系の慣性重量がより一層大きくなり、オルタネータの制御でピストン停止位置を狙いの停止位置に収めることはなおさら困難となる。
【００１１】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、圧縮自己着火式エンジンを自動停止させる際に、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることにより、エンジンを再始動させる際に、停止時圧縮行程気筒に噴射した燃料を確実に自己着火させ、エンジンを１圧縮始動で迅速に再始動させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、上記停止時圧縮行程気筒に燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置であって、気筒内への吸気流量を調整する吸気流量調整手段と、エンジンを自動停止させる際に、全気筒におけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終上死点（便宜上「最終ＴＤＣ」という）の１つ前の上死点（同じく「２ＴＤＣ」という）から上記最終ＴＤＣまでが吸気行程である気筒に対する吸気流量が、上記最終ＴＤＣの２つ前の上死点（同じく「３ＴＤＣ」という）から上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）までが吸気行程である他の気筒に対する吸気流量よりも増大するように、上記吸気流量調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである（請求項１）。
【００１３】
上記構成において、２ＴＤＣから最終ＴＤＣまでが吸気行程である気筒は、最終ＴＤＣ以後に圧縮工程を迎える停止時圧縮行程気筒であり、３ＴＤＣから２ＴＤＣまでが吸気行程である他の気筒は、上記停止時圧縮行程気筒よりも１行程先行する停止時膨張行程気筒（エンジンの停止時に膨張行程にある気筒）である。したがって、本発明によれば、圧縮自己着火式エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量が停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くなる。これにより、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒の圧縮反力（圧縮された空気の正圧による反力）が相対的に大きくなり、停止時膨張行程気筒の膨張反力（膨張した空気の負圧による反力）が相対的に小さくなる。そのため、停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が自ずと下死点寄りとなり、停止時膨張行程気筒のピストンの停止位置が自ずと上死点寄りとなる。結果として、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができ、圧縮自己着火式エンジンを安定して１圧縮始動で迅速に再始動させることが可能となる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記吸気流量調整手段は、吸気通路に設けられた吸気絞り弁であり、上記制御手段は、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍までは、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が第１の吸気流量となる開度とし、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍を過ぎると、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる開度とする（請求項２）。
【００１５】
この構成によれば、吸気絞り弁の開度を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、吸気絞り弁はもともとエンジンに備えられることが多い部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、エンジン自動停止制御中におけるＮＶＨ（ノイズ（騒音）・バイブレーション（振動）・ハーシュネス（乗り心地））が良好となる。さらに、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００１６】
なお、２ＴＤＣの近傍とは、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点から２ＴＤＣよりも所定時間後の時点までの範囲をいう。このように規定した理由は、２ＴＤＣで吸気絞り弁の開度を切り替える場合のみならず、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気絞り弁の開度を切り替える場合、及び２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気絞り弁の開度を切り替える場合においても、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができるからである。
【００１７】
本発明において、好ましくは、上記吸気流量調整手段は、吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を変更する可変バルブ機構であり、上記制御手段は、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍までは、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が第１の吸気流量となる値とし、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍を過ぎると、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる値とする（請求項３）。
【００１８】
この構成によれば、可変バルブ機構を介して吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、可変バルブ機構はもともとエンジンに備えられることが多い部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、エンジン自動停止制御中におけるＮＶＨ（ノイズ（騒音）・バイブレーション（振動）・ハーシュネス（乗り心地））が良好となる。さらに、２ＴＤＣの近傍までのエンジン自動停止制御の大部分の期間は新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００１９】
なお、２ＴＤＣの近傍とは、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点から２ＴＤＣよりも所定時間後の時点までの範囲をいう。このように規定した理由は、２ＴＤＣで吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える場合のみならず、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える場合、及び２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える場合においても、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができるからである。
【００２０】
本発明において、好ましくは、上記制御手段は、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍までは、上記吸気弁を下死点前に閉じ、上記最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の近傍を過ぎると、上記吸気弁を下死点後に閉じる（請求項４）。
【００２１】
この構成によれば、吸気弁の閉弁（ＩＶＣ）タイミングを変更することにより、簡単、確実に、停止時圧縮行程気筒内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮自己着火式エンジンを自動停止させる際に、停止時圧縮行程気筒のピストンを高い精度で下死点寄りに停止させることができ、その結果、エンジンを再始動させる際に、停止時圧縮行程気筒に噴射した燃料を確実に自己着火させることができ、エンジンを１圧縮始動で迅速に再始動させることができる。そのため、エンジンの再始動に長い時間がかかるという違和感が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る始動制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】上記エンジンの自動停止制御時における各状態量の変化を示すタイムチャートである。
【図３】上記自動停止制御の作用を示すための、（ａ）エンジンの自動停止直前における各気筒内の状態を示す図、（ｂ）エンジンの自動停止後における各気筒のピストン位置を示す図である。
【図４】最終上死点（ＴＤＣ）通過時のエンジン回転数と停止時圧縮行程気筒のピストン停止位置との関係を示すグラフである。
【図５】上記エンジンの自動停止制御の具体的動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】上記エンジンの再始動制御の具体的動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る始動制御装置が適用されたディーゼルエンジンの全体構成を示すシステム構成図である。本図に示されるディーゼルエンジンは、走行駆動用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。このエンジンのエンジン本体１は、いわゆる直列４気筒型のものであり、紙面に直交する方向に列状に並ぶ４つの気筒２Ａ〜２Ｄを有するシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に設けられたシリンダヘッド４と、各気筒２Ａ〜２Ｄにそれぞれ往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。
【００２５】
上記ピストン５の上方には燃焼室６が形成されており、この燃焼室６には、後述する燃料噴射弁１５から噴射される燃料（軽油）が供給される。そして、噴射された燃料が、ピストン５の圧縮作用により高温・高圧化した燃焼室６で自着火し（圧縮自己着火）、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動するようになっている。
【００２６】
上記ピストン５は図外のコネクティングロッドを介してクランクシャフト７と連結されており、上記ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて上記クランクシャフト７が中心軸回りに回転するようになっている。
【００２７】
ここで、図示のような４サイクル４気筒のディーゼルエンジンでは、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられたピストン５が、クランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって上下運動する。このため、各気筒２Ａ〜２Ｄでの燃焼（燃料噴射）のタイミングは、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、気筒２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの気筒番号をそれぞれ１番、２番、３番、４番とすると、１番気筒２Ａ→３番気筒２Ｃ→４番気筒２Ｄ→２番気筒２Ｂの順に燃焼が行われる。このため、例えば１番気筒２Ａが膨張行程であれば、３番気筒２Ｃ、４番気筒２Ｄ、２番気筒２Ｂは、それぞれ、圧縮行程、吸気行程、排気行程となる（図２参照）。
【００２８】
上記シリンダヘッド４には、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室６に開口する吸気ポート９および排気ポート１０と、各ポート９，１０を開閉可能に閉止する吸気弁１１および排気弁１２とが設けられている。なお、吸気弁１１および排気弁１２は、シリンダヘッド４に配設された一対のカムシャフト等を含む動弁機構１３，１４により、クランクシャフト７の回転に連動して開閉駆動される。吸気弁１１の動弁機構１３には、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を変更する可変バルブ機構１３ａが備えられている。この可変バルブ機構１３ａは、気筒内への吸気流量を調整する点で、本発明に係る吸気流量調整手段に相当する。
【００２９】
また、上記シリンダヘッド４には、燃料噴射弁１５が各気筒２Ａ〜２Ｄにつき１つずつ設けられている。各燃料噴射弁１５は、蓄圧室としてのコモンレール２０と分岐管２１を介してそれぞれ接続されている。コモンレール２０には、燃料供給ポンプ２３から燃料供給管２２を通じて供給された燃料（軽油）が高圧状態で蓄えられており、このコモンレール２０内で高圧化された燃料が分岐管２１を通じて各燃料噴射弁１５にそれぞれ供給されるようになっている。
【００３０】
各燃料噴射弁１５は、複数の噴孔を有する噴射ノズルが先端部に設けられた電磁式のニードル弁からなり、その内部に、上記噴射ノズルに通じる燃料通路と、電磁力により作動して上記燃料通路を開閉するニードル状の弁体とを有している（いずれも図示省略）。そして、通電による電磁力で上記弁体が開方向に駆動されることにより、コモンレール２０から供給された燃料が上記噴射ノズルの各噴孔から燃焼室６に向けて直接噴射されるようになっている。
【００３１】
上記シリンダブロック３やシリンダヘッド４の内部には、冷却水が流通する図外のウォータジャケットが設けられており、このウォータジャケット内の冷却水の温度を検出するための水温センサＳＷ１が、上記シリンダブロック３に設けられている。
【００３２】
また、上記シリンダブロック３には、クランクシャフト７の回転角度および回転速度を検出するためのクランク角センサＳＷ２が設けられている。このクランク角センサＳＷ２は、クランクシャフト７と一体に回転するクランクプレート２５の回転に応じてパルス信号を出力する。
【００３３】
具体的に、上記クランクプレート２５の外周部には、一定ピッチで並ぶ多数の歯が突設されており、その外周部における所定範囲には、基準位置を特定するための歯欠け部２５ａ（歯の存在しない部分）が形成されている。そして、このように基準位置に歯欠け部２５ａを有したクランクプレート２５が回転し、それに基づくパルス信号が上記クランク角センサＳＷ２から出力されることにより、クランクシャフト７の回転角度（クランク角）および回転速度（エンジン回転速度）が検出されるようになっている。
【００３４】
一方、上記シリンダヘッド４には、動弁用のカムシャフト（図示省略）の角度を検出するためのカム角センサＳＷ３が設けられている。カム角センサＳＷ３は、カムシャフトと一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じて、気筒判別用のパルス信号を出力するものである。
【００３５】
すなわち、上記クランク角センサＳＷ２から出力されるパルス信号の中には、上述した歯欠け部２５ａに対応して３６０°ＣＡごとに生成される無信号部分が含まれるが、その情報だけでは、例えばピストン５が上昇しているときに、それがどの気筒の圧縮行程または排気行程にあたるのか判別することができない。そこで、７２０°ＣＡごとに１回転するカムシャフトの回転に基づきカム角センサＳＷ３からパルス信号を出力させ、その信号が出力されるタイミングと、上記クランク角センサＳＷ２の無信号部分のタイミング（歯欠け部２５ａの通過タイミング）とに基づいて、気筒判別を行うようにしている。
【００３６】
上記吸気ポート９および排気ポート１０には、吸気通路２８および排気通路２９がそれぞれ接続されている。すなわち、外部からの吸入空気（新気）が上記吸気通路２８を通じて燃焼室６に供給されるとともに、燃焼室６で生成された排気ガス（燃焼ガス）が上記排気通路２９を通じて外部に排出されるようになっている。
【００３７】
上記吸気通路２８のうち、エンジン本体１から所定距離上流側までの範囲は、気筒２Ａ〜２Ｄごとに分岐した分岐通路部２８ａとされており、各分岐通路部２８ａの上流端がそれぞれサージタンク２８ｂに接続されている。このサージタンク２８ｂよりも上流側には、単一の通路からなる共通通路部２８ｃが設けられている。
【００３８】
上記共通通路部２８ｃには、各気筒２Ａ〜２Ｄに流入する空気量（吸気流量）を調節するための吸気絞り弁３０が設けられている。吸気絞り弁３０は、エンジンの運転中は基本的に全開もしくはこれに近い高開度に維持されており、エンジンの停止時等の必要時にのみ閉弁されて吸気通路２８を遮断するように構成されている。この吸気絞り弁３０は、気筒内への吸気流量を調整する点で、本発明に係る吸気流量調整手段に相当する。
【００３９】
上記サージタンク２８ｂには、吸気圧力を検出するための吸気圧センサＳＷ４が設けられており、上記サージタンク２８ｂと吸気絞り弁３０との間の共通通路部２８ｃには、吸気流量を検出するためのエアフローセンサＳＷ５が設けられている。
【００４０】
上記クランクシャフト７には、タイミングベルト等を介してオルタネータ３２が連結されている。このオルタネータ３２は、図外のフィールドコイルの電流を制御して発電量を調節するレギュレータ回路を内蔵しており、車両の電気負荷やバッテリの残容量等から定められる発電量の目標値（目標発電電流）に基づき、クランクシャフト７から駆動力を得て発電を行うように構成されている。
【００４１】
上記シリンダブロック３には、エンジンを始動するためのスタータモータ３４が設けられている。このスタータモータ３４は、モータ本体３４ａと、モータ本体３４ａにより回転駆動されるピニオンギア３４ｂとを有している。上記ピニオンギア３４ｂは、クランクシャフト７の一端部に連結されたリングギア３５と離接可能に噛合している。そして、上記スタータモータ３４を用いてエンジンを始動する際には、ピニオンギア３４ｂが所定の噛合位置に移動して上記リングギア３５と噛合し、ピニオンギア３４ｂの回転力がリングギア３５に伝達されることにより、クランクシャフト７が回転駆動されるようになっている。
【００４２】
（２）制御システム
以上のように構成されたエンジンは、その各部がＥＣＵ（電子制御ユニット）５０により統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されたマイクロプロセッサであり、本発明に係る制御手段に相当する。
【００４３】
上記ＥＣＵ５０には、各種センサから種々の情報が入力される。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジンの各部に設けられた上記水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、吸気圧センサＳＷ４、およびエアフローセンサＳＷ５と電気的に接続されており、これら各センサＳＷ１〜ＳＷ５からの入力信号に基づいて、エンジンの冷却水温、クランク角、エンジン回転速度、気筒判別、吸気圧力、吸気流量等の種々の情報を取得する。
【００４４】
また、ＥＣＵ５０には、車両に設けられた各種センサ（ＳＷ６〜ＳＷ９）からの情報も入力される。すなわち、車両には、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル３６の開度を検出するためのアクセル開度センサＳＷ６と、ブレーキペダル３７のＯＮ／ＯＦＦ（ブレーキの有無）を検出するためのブレーキセンサＳＷ７と、車両の走行速度（車速）を検出するための車速センサＳＷ８と、バッテリ（図示省略）の残容量を検出するためのバッテリセンサＳＷ９とが設けられている。ＥＣＵ５０は、これら各センサＳＷ６〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量といった情報を取得する。
【００４５】
上記ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＷ１〜ＳＷ９からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。具体的に、ＥＣＵ５０は、上記燃料噴射弁１５、吸気絞り弁３０、オルタネータ３２、スタータモータ３４、および吸気弁１１の動弁機構１３に備えられた可変バルブ機構１３ａと電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
【００４６】
上記ＥＣＵ５０が有するより具体的な機能について説明する。ＥＣＵ５０は、例えばエンジンの通常運転時に、運転条件に基づき定められる所要量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射させたり、車両の電気負荷やバッテリの残容量等に基づき定められる所要発電量をオルタネータ３２に発電させる等の基本的な機能を有する他、予め定められた特定の条件下でエンジンを自動的に停止させ、または再始動させる機能をも有している。このため、ＥＣＵ５０は、エンジンの自動停止または再始動制御に関する機能的要素として、自動停止制御部５１および再始動制御部５２を有している。
【００４７】
上記自動停止制御部５１は、エンジンの運転中に、予め定められたエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを自動停止させる制御を実行するものである。
【００４８】
例えば、車両が停止状態にあること等の複数の条件が揃い、エンジンを停止させても支障のない状態であることが確認された場合に、自動停止条件が成立したと判定する。そして、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止（燃料カット）する等により、エンジンを停止させる。
【００４９】
上記再始動制御部５２は、エンジンが自動停止した後、予め定められた再始動条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを再始動させる制御を実行するものである。
【００５０】
例えば、車両を発進させるために運転者がアクセルペダル３６を踏み込むなどして、エンジンを始動させる必要が生じたときに、再始動条件が成立したと判定する。そして、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を再開させることにより、エンジンを再始動させる。
【００５１】
（３）自動停止制御
次に、上記ＥＣＵ５０の自動停止制御部５１により実行されるエンジンの自動停止制御の内容をより具体的に説明する。図２は、エンジンの自動停止制御時における各状態量の変化を示すタイムチャートである。本図では、エンジンの自動停止条件が成立した時点をｔ１としている。
【００５２】
図２に示すように、エンジンの自動停止制御の際には、まず、自動停止条件の成立時点ｔ１で、吸気絞り弁３０の開度が全閉（０％）に設定される。そして、開度を全閉にしたまま、時点ｔ２で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する制御（燃料カット）が実行される。
【００５３】
次いで、燃料カットの実行後、エンジン回転数が徐々に低下する途上で、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかのピストン５が上死点（ＴＤＣ）を通過するときのエンジン回転速度（上死点回転速度）が所定範囲内にまで低下した時点ｔ４で、吸気絞り弁３０の開度が３０％に設定される。なお、この時点ｔ４でのエンジン回転速度は極低速であるため、吸気絞り弁３０の開度３０％は、吸気絞り弁３０の略全開に相当する（つまり、吸気絞り弁３０の開度を３０％まで開けば、全開時と同程度の新気が流入する）。また、上記所定範囲は、全気筒２Ａ〜２Ｄにおけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）を通過するときのエンジン回転速度の範囲として予め実験的に求められたものである。つまり、上記時点ｔ４は、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）を迎えた時点である。なお、時点ｔ４よりも前の時点ｔ３は、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）（ｉｉｉ）を迎えた時点を示す。
【００５４】
その後、時点ｔ５で最終ＴＤＣ（ｉ）を迎えた後は、エンジンは、一時的にピストンの揺れ戻しにより逆回転するも、一度も上死点を越えることなく、時点ｔ６で完全停止状態に至る。
【００５５】
このような制御を実行するのは、エンジンが完全停止したときに圧縮行程にある気筒、すなわち停止時圧縮行程気筒（図２では３番気筒２Ｃ）のピストン停止位置を高い精度で基準停止位置範囲内に収めるためである。この基準停止位置範囲は、例えば相対的に下死点（ＢＤＣ）寄りの圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等に予め定められたものである。停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５がこのような下死点寄りの位置に停止していれば、エンジンの再始動時に、上記停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の（エンジン全体として最初の）燃料を噴射することにより、エンジンを１圧縮始動で迅速かつ確実に再始動させることができる。つまり、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記基準停止位置範囲内にあれば、気筒２Ｃ内に比較的多くの空気が存在するため、エンジン再始動時のピストン５の上昇に伴い、ピストン５による圧縮ストローク量（圧縮代）が多くなり、気筒２Ｃ内の空気は十分に圧縮されて高温化する。このため、再始動時の最初の燃料を停止時圧縮行程気筒２Ｃ内に噴射すると、この燃料は気筒２Ｃ内で確実に自着火して燃焼するのである。
【００５６】
これに対し、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が基準停止位置範囲から上死点側に外れていると、ピストン５による圧縮ストローク量が少なくなり、気筒２Ｃ内の空気が十分に高温化しないことから、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射しても失火が起きるおそれがある。そこで、このような場合には、停止時圧縮行程気筒２Ｃではなく停止時吸気行程気筒（エンジンが完全停止したときに吸気行程にある気筒：図２では４番気筒２Ｄ）に燃料を噴射することにより、筒内２Ｄの空気を十分に圧縮して確実に燃料を自己着火させる（２圧縮始動）。
【００５７】
このように、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が基準停止位置範囲内にあるときにはエンジンを１圧縮始動で速やかに再始動できるものの、基準停止位置範囲から上死点側に外れてしまったときには、２圧縮始動で停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射する必要があるため、停止時吸気行程気筒２Ｄのピストン５が圧縮上死点付近に到達するまでは（つまりエンジン全体として２つ目の上死点を迎えるまでは）、燃料噴射に基づく自己着火を行わせることができず、再始動時間（本実施形態では、スタータモータ３４の始動時点から、エンジン回転速度が７５０ｒｐｍになるまでの時間をいう）が長くなってしまう。
【００５８】
この点、上記制御によれば、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）までは（時点ｔ４までは）、吸気絞り弁３０の開度が０％とされ、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）を過ぎると（時点ｔ４を過ぎると）、吸気絞り弁３０の開度が３０％とされる。これにより、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）から最終ＴＤＣ（ｉ）までが（時点ｔ４〜ｔ５）吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量（第２の吸気流量）が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）（ｉｉｉ）から最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）（ｉｉ）までが（時点ｔ３〜ｔ４）吸気行程である停止時膨張行程気筒（エンジンが完全停止したときに膨張行程にある気筒：図２では１番気筒２Ａ）に対する吸気流量（第１の吸気流量）よりも増大する。
【００５９】
つまり、図３（ａ）に示すように、エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量が停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くなる。したがって、図３（ｂ）に示すように、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒２Ｃの圧縮反力（圧縮された空気の正圧による反力）が相対的に大きくなり、停止時膨張行程気筒２Ａの膨張反力（膨張した空気の負圧による反力）が相対的に小さくなる。そのため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が自ずと下死点寄りとなり、停止時膨張行程気筒２Ａのピストン５の停止位置が自ずと上死点寄りとなる。結果として、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができ、圧縮自己着火式エンジンを安定して１圧縮始動で迅速に再始動させることが可能となる。
【００６０】
図４は、エンジンの自動停止制御において、上記時点ｔ４で吸気絞り弁３０の開度を３０％に開いた場合（◆マーク）と、上記時点ｔ４を過ぎても吸気絞り弁３０の開度を０％に閉じた場合（○マーク）とで、最終ＴＤＣ（ｉ）を迎えたとき（時点ｔ５）のエンジン回転速度（最終ＴＤＣ通過回転速度）と、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置との関係がどのように変わるかを示すグラフである。
【００６１】
このグラフから明らかなように、２ＴＤＣ（ｉｉ）を迎えた時点ｔ４で吸気絞り弁３０の開度を３０％に開くと（◆マーク）、最終ＴＤＣ通過回転速度に関係なく、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５は、安定して下死点寄りに停止する。そのため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内に安定して収まり、迅速始動性に優れる１圧縮始動が高い確率で可能となる。
【００６２】
これに対し、２ＴＤＣ（ｉｉ）を迎えた時点ｔ４を過ぎても吸気絞り弁３０の開度を０％に閉じておくと（○マーク）、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置は、最終ＴＤＣ通過回転速度に大きく依存し、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５は、高い頻度で上死点寄りにも停止する。そのため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲よりも上始点側に外れる可能性が大きくなり、迅速始動性に劣る２圧縮始動を高い確率で行わなければならなくなる。
【００６３】
次に、以上のようなエンジン自動停止制御を司るＥＣＵ５０の自動停止制御部５１の具体的制御動作の一例について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートに示す処理がスタートすると、自動停止制御部５１は、各種センサ値を読み込む（ステップＳ１）。具体的には、水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、カム角センサＳＷ３、吸気圧センサＳＷ４、エアフローセンサＳＷ５、アクセル開度センサＳＷ６、ブレーキセンサＳＷ７、車速センサＳＷ８、およびバッテリセンサＳＷ９からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基づいて、エンジンの冷却水温、クランク角、エンジン回転速度、気筒判別、吸気圧力、吸気流量、アクセル開度、ブレーキの有無、車速、バッテリの残容量等の各種情報を取得する。
【００６４】
次いで、自動停止制御部５１は、上記ステップＳ１で取得された情報に基づいて、エンジンの自動停止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、車両が停止していること（車速＝０ｋｍ／ｈ）、アクセルペダル３６の開度がゼロ（アクセルＯＦＦ）であること、ブレーキペダル３７が操作中（ブレーキＯＮ）であること、エンジンの冷却水温が所定値以上（温間状態）にあること、バッテリの残容量が所定値以上であること、等の複数の条件が全て揃ったときに、自動停止条件が成立したと判定する（時点ｔ１）。なお、車速については、必ずしも完全停止（車速＝０ｋｍ／ｈ）を条件とする必要はなく、所定の低車速以下（例えば３ｋｍ／以下）という条件を設定してもよい。
【００６５】
上記ステップＳ２でＹＥＳと判定されて自動停止条件が成立したことが確認された場合、自動停止制御部５１は、吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定する（ステップＳ３）。すなわち、図２のタイムチャートに示すように、上記自動停止条件が成立した時点ｔ１で、吸気絞り弁３０の開度を、アイドル運転時に設定される所定の開度（図例では３０％）から、全閉（０％）まで低下させる。
【００６６】
次いで、自動停止制御部５１は、燃料噴射弁１５を常に閉状態に維持することにより、燃料噴射弁１５からの燃料の供給を停止する（ステップＳ４）。図２に示すタイムチャートでは、時点ｔ２で、上記燃料供給の停止（燃料カット）が実行される。
【００６７】
次いで、自動停止制御部５１は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかのピストン５が上死点を迎えたときのエンジン回転速度（上死点回転速度）の値が、予め定められた所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ５）。なお、図２に示すように、エンジン回転数は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのいずれかが圧縮上死点を迎える度に一時的に落ち込み、圧縮上死点を越えた後に再び上昇するというアップダウンを繰り返しながら徐々に低下していく。よって、上死点回転速度は、エンジン回転数のアップダウンの谷のタイミングにおける回転速度として測定することができる。
【００６８】
上記ステップＳ５での上死点回転速度に関する判定は、エンジン停止直前の最後の上死点（最終ＴＤＣ）の１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の通過タイミング（図２の時点ｔ４）を特定するために行われる。すなわち、エンジンが自動停止する過程で、エンジン回転数の低下の仕方には一定の規則性があるため、上死点の通過時にそのときの回転速度（上死点回転速度）を調べれば、それが最終ＴＤＣの何回前の上死点にあたるのかを推定することができる。そこで、上死点回転速度を常時測定し、それが予め設定された所定範囲、すなわち、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）を通過するときの回転速度の範囲として実験等により予め求められた範囲の内に入るか否かを判定することにより、最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）の通過タイミングを特定する。
【００６９】
上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されて、現時点が２ＴＤＣの通過タイミングであることが確認された場合、自動停止制御部５１は、吸気絞り弁３０の開度を３０％まで開く（ステップＳ６）。これにより、２ＴＤＣから最終ＴＤＣまでが（時点ｔ４〜ｔ５）吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量（第２の吸気流量）が、３ＴＤＣから２ＴＤＣまでが（時点ｔ３〜ｔ４）吸気行程である停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量（第１の吸気流量）よりも増大する。
【００７０】
その後、自動停止制御部５１は、エンジン回転速度が０ｒｐｍであるか否かを判定することにより、エンジンが完全停止したか否かを判定する（ステップＳ７）。そして、エンジンが完全停止していれば、自動停止制御部５１は、例えば、吸気絞り弁３０の開度を、通常運転時に設定される所定の開度（例えば８０％等）に設定する等して、この自動停止制御はエンドとなる。エンジン停止後は、停止時圧縮行程気筒２Ｃの圧縮反力が、停止時膨張行程気筒２Ａの膨張反力よりも大きいことにより、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５が自ずと下死点寄りとなり、高い精度で基準停止位置範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内に収まる。
【００７１】
（４）再始動制御
次に、エンジン再始動制御を司るＥＣＵ５０の再始動制御部５２の具体的制御動作の一例について、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
図６のフローチャートに示す処理がスタートすると、再始動制御部５２は、各種センサ値に基づいて、エンジンの再始動条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、車両発進のためにアクセルペダル３６が踏み込まれたこと（アクセルＯＮ）、バッテリの残容量が低下したこと、エンジンの冷却水温が所定値未満（冷間状態）になったこと、エンジンの停止継続時間（自動停止後の経過時間）が所定時間を越えたこと、等の条件の少なくとも１つが成立したときに、再始動条件が成立したと判定する。
【００７３】
上記ステップＳ２１でＹＥＳと判定されて再始動条件が成立したことが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記基準停止位置範囲（例えば圧縮上死点前８３°ＣＡ〜１８０°ＣＡの範囲等）内にあるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００７４】
ここで、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置は、上述した自動停止制御の作用により、ほとんどの場合において、上記基準停止位置範囲内に収まっているはずである。ただし、何らかの原因で、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が上記基準停止位置範囲から上死点側に外れるケースもあり得る。そこで、念のために上記ステップＳ２２の判定を行っている。
【００７５】
上記ステップＳ２２でＹＥＳと判定されて停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲内にあることが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時圧縮行程気筒２Ｃに最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させる制御（１圧縮始動）を実行する（ステップＳ２３）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射して自着火させることにより、エンジン全体として１つ目の上死点を迎えた時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。
【００７６】
一方、可能性としては少ないが、上記ステップＳ２２でＮＯと判定されて停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン停止位置が基準停止位置範囲から外れていることが確認された場合、再始動制御部５２は、停止時吸気行程気筒２Ｄに最初の燃料を噴射してエンジンを再始動させる制御（２圧縮始動）を実行する（ステップＳ２４）。すなわち、スタータモータ３４を駆動してクランクシャフト７に回転力を付与しつつ、エンジン全体として１つ目の上死点を越えて、停止時吸気行程気筒２Ｄが圧縮行程を迎えたときに、停止時吸気行程気筒２Ｄに燃料を噴射して自着火させることにより、エンジン全体として２つ目の上死点を迎えた時点から燃焼を再開させ、エンジンを再始動させる。
【００７７】
（５）作用効果
以上説明したように、本実施形態に係るディーゼルエンジン（圧縮自己着火式エンジン）の始動制御装置は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときに、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータ３４を用いてエンジンに回転力を付与しつつ、停止時圧縮行程気筒２Ｃに燃料を噴射することにより、エンジンを再始動させる制御手段５０を備えている。制御手段５０は、エンジンを自動停止させる際に、全気筒２Ａ〜２Ｄにおけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終ＴＤＣの１つ前の上死点（２ＴＤＣ）から最終ＴＤＣまでが吸気行程である停止時圧縮行程気筒２Ｃに対する吸気流量（第２の吸気流量）が、最終ＴＤＣの２つ前の上死点（３ＴＤＣ）から２ＴＤＣまでが吸気行程である停止時膨張行程気筒２Ａに対する吸気流量（第１の吸気流量）よりも増大するように、吸気絞り弁３０の開度を制御する。
【００７８】
エンジンが自動停止する直前に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量が停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くなることにより、エンジンが停止したときには、停止時圧縮行程気筒２Ｃの圧縮反力が相対的に大きくなり、停止時膨張行程気筒２Ａの膨張反力が相対的に小さくなるため、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５の停止位置が自ずと下死点寄りとなり、停止時膨張行程気筒２Ａのピストン５の停止位置が自ずと上死点寄りとなる。その結果、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができ、エンジンを安定して１圧縮始動で迅速に再始動させることが可能となる。
【００７９】
本実施形態では、制御手段５０は、自動停止制御中、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までは、吸気絞り弁３０の開度を第１の吸気流量となる開度（０％）とし、２ＴＤＣ（時点ｔ４）を過ぎると、吸気絞り弁３０の開度を第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる開度（３０％）とする。
【００８０】
吸気絞り弁３０の開度を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、吸気絞り弁３０はもともとエンジンに備えられていた部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気絞り弁３０の開度が０％で、吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、自動停止制御中におけるＮＶＨが良好となる。さらに、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気絞り弁３０の開度が０％で、新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００８１】
（６）他の実施形態
上記実施形態では、吸気流量調整手段として、吸気絞り弁３０を用いたが、これに代えて、吸気弁１１の可変バルブ機構１３ａを用いてもよい。その場合、制御手段５０は、自動停止制御中、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までは、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を第１の吸気流量となるリフト量（相対的に小さいリフト量）及び開閉タイミング（吸気弁１１の開弁期間が相対的に短くなる開閉タイミング）の少なくとも一方とし、２ＴＤＣ（時点ｔ４）を過ぎると、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となるリフト量（相対的に大きいリフト量）及び開閉タイミング（吸気弁１１の開弁期間が相対的に長くなる開閉タイミング）の少なくとも一方とする。
【００８２】
可変バルブ機構１３ａを介して吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を制御することにより、安定、確実に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができる。しかも、可変バルブ機構１３ａはもともとエンジンに備えられていた部材であるから、当該始動制御装置の構成が複雑化することもない。また、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気弁１１のリフト量が相対的に小及び吸気弁１１の開弁期間が相対的に短の少なくとも一方で、吸気流量が相対的に少ないので、圧縮反力が相対的に小さくなり、自動停止制御中におけるＮＶＨが良好となる。さらに、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までの自動停止制御の大部分の期間は、吸気弁１１のリフト量が相対的に小及びは吸気弁１１の開弁期間が相対的に短の少なくとも一方で、新気導入が相対的に少ないので、筒内冷却が抑制され、再始動時の燃料自己着火性が確保される。
【００８３】
吸気流量調整手段として吸気弁１１の可変バルブ機構１３ａを用いる場合、制御手段５０は、例えば、自動停止制御中、２ＴＤＣ（時点ｔ４）までは、吸気弁１１を吸気下死点前に早閉じし、２ＴＤＣ（時点ｔ４）を過ぎると、吸気弁１１を吸気下死点後に遅閉じする。こうすれば、吸気弁１１の閉弁（ＩＶＣ）タイミングを変更することにより、簡単、確実に、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができ、停止時圧縮行程気筒２Ｃのピストン５を高い精度で下死点寄りに停止させることができる。
【００８４】
なお、以上の実施形態では、吸気絞り弁３０の開度を切り替える時期や、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える時期を、２ＴＤＣ（時点ｔ４）としたが、これに限らず、停止時圧縮行程気筒２Ｃ内への筒内吸気量を停止時膨張行程気筒２Ａ内への筒内吸気量よりも多くすることができる限り、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気絞り弁３０の開度を切り替えたり、２ＴＤＣよりも所定時間前の時点で吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替えてもよく、また、２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気絞り弁３０の開度を切り替えたり、２ＴＤＣよりも所定時間後の時点で吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替えてもよい。つまり、吸気絞り弁３０の開度を切り替える時期や、吸気弁１１のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を切り替える時期を、２ＴＤＣの近傍としてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、自動停止条件の成立時点ｔ１で吸気絞り弁３０の開度を全閉（０％）に設定し、その後、ある程度の吸気圧力の低下が見られる時点ｔ２で、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する燃料カットを実行するようにしたが、吸気絞り弁３０を全閉にするのと同じ時点ｔ１で燃料カットを実行してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、圧縮自己着火式エンジンの一例としてディーゼルエンジン（軽油を自己着火により燃焼させるエンジン）を用い、ディーゼルエンジンに本発明に係る自動停止・再始動制御を適用した例を説明したが、圧縮自己着火式エンジンであれば、ディーゼルエンジンに限定されない。例えば、最近では、ガソリンを含む燃料を高圧縮比で圧縮して自己着火させる（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ−Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ：予混合圧縮着火）タイプのエンジンが研究、開発されているが、このような圧縮自己着火式のガソリンエンジンに対しても、本発明に係る自動停止・再始動制御は好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
２Ａ 停止時膨張行程気筒
２Ｃ 停止時圧縮行程気筒
２Ｄ 停止時吸気行程気筒
５ ピストン
１３ａ 可変バルブ機構（吸気流量調整手段）
１５ 燃料噴射弁
３０ 吸気絞り弁（吸気流量調整手段）
３４ スタータモータ
５０ ＥＣＵ（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、上記停止時圧縮行程気筒に燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置であって、
気筒内への吸気流量を調整する吸気流量調整手段と、
エンジンを自動停止させる際に、全気筒におけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終上死点の１つ前の上死点から上記最終上死点までが吸気行程である気筒に対する吸気流量が、上記最終上死点の２つ前の上死点から上記最終上死点の１つ前の上死点までが吸気行程である他の気筒に対する吸気流量よりも増大するように、上記吸気流量調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
上記吸気流量調整手段は、吸気通路に設けられた吸気絞り弁であり、
上記制御手段は、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍までは、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が第１の吸気流量となる開度とし、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍を過ぎると、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる開度とすることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
上記吸気流量調整手段は、吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を変更する可変バルブ機構であり、
上記制御手段は、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍までは、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が第１の吸気流量となる値とし、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍を過ぎると、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる値とすることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
上記制御手段は、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍までは、上記吸気弁を下死点前に閉じ、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍を過ぎると、上記吸気弁を下死点後に閉じることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項１】
気筒内に噴射された燃料を自己着火により燃焼させる圧縮自己着火式エンジンに設けられ、所定の自動停止条件が成立したときに上記エンジンを自動停止させるとともに、その後所定の再始動条件が成立したときに、エンジンの停止時に圧縮行程にある停止時圧縮行程気筒のピストンの停止位置が相対的に下死点寄りに設定された基準停止位置範囲内にある場合は、スタータモータを用いて上記エンジンに回転力を付与しつつ、上記停止時圧縮行程気筒に燃料噴射を実行することにより、上記エンジンを再始動させる圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置であって、
気筒内への吸気流量を調整する吸気流量調整手段と、
エンジンを自動停止させる際に、全気筒におけるエンジン停止直前の最後の上死点である最終上死点の１つ前の上死点から上記最終上死点までが吸気行程である気筒に対する吸気流量が、上記最終上死点の２つ前の上死点から上記最終上死点の１つ前の上死点までが吸気行程である他の気筒に対する吸気流量よりも増大するように、上記吸気流量調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
上記吸気流量調整手段は、吸気通路に設けられた吸気絞り弁であり、
上記制御手段は、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍までは、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が第１の吸気流量となる開度とし、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍を過ぎると、上記吸気絞り弁の開度を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる開度とすることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
上記吸気流量調整手段は、吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を変更する可変バルブ機構であり、
上記制御手段は、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍までは、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が第１の吸気流量となる値とし、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍を過ぎると、上記吸気弁のリフト量及び開閉タイミングの少なくとも一方を吸気流量が上記第１の吸気流量よりも多い第２の吸気流量となる値とすることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置において、
上記制御手段は、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍までは、上記吸気弁を下死点前に閉じ、上記最終上死点の１つ前の上死点の近傍を過ぎると、上記吸気弁を下死点後に閉じることを特徴とする圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７２２８０（Ｐ２０１３−７２２８０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９４４６（Ｐ２０１１−２０９４４６）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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