JP2006283660A

JP2006283660A - 車両のエンジン始動装置

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Publication number: JP2006283660A
Application number: JP2005104949A
Authority: JP
Inventors: Junichi Taga; 淳一田賀; Hideo Hosoya; 英生細谷; Masayuki Tetsuno; 雅之鐵野; Takanori Sugiyama; 貴則杉山; Keiji Araki; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4466443B2

Abstract

【課題】エンジン自動停止制御において自動変速機構をドライブ状態からニュートラル状態に切替えることにより再始動性を向上するとともに、その自動停止制御中に再始動条件が成立したとき、速やかにエンジンを再始動させるとともに自動変速機構をニュートラル状態から再びドライブ状態に切替える際のトルクショックを抑制する。
【解決手段】エンジン自動停止制御の初期段階で自動変速機構をドライブ状態Ｄからニュートラル状態Ｎに切替えてから、燃料供給を停止する（ｔ１）とともに、自動停止制御中に再始動条件が成立したときは（ｔ７）、エンジンが完全に停止する（ｔ４）前であっても燃料供給と点火を復帰させて自動再始動制御を開始する。その際、エンジン回転速度Ｎｅが所定値以上であり、かつ加速要求度合が所定値より低い場合は、エンジンへの燃料供給と点火の復帰を遅らせる（ｔ７→ｔ９）燃料復帰遅延制御を実行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、アイドル運転時や車両の減速時等にいったんエンジンを自動的に停止させるとともに、この停止させたエンジンを自動的に始動させるエンジンの始動装置に関するものである。

近年、燃費低減およびＣＯ₂排出量の抑制等を図るため、アイドル運転時や車両の減速時等にエンジンを自動的にいったん停止させるとともに、その後に発進操作等の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したエンジンの始動装置が開発されてきている。

このエンジンの再始動は、再始動条件成立に応じて即座に始動させることが要求されるため、スタータ（始動用のモータ）によりエンジン出力軸を駆動するクランキングを経てエンジンを始動させるような、始動完了までにかなりの時間を要する従来の一般的な始動方法は好ましくない。

そこで、停止状態のエンジンの特定気筒（膨張行程にある気筒。以下、エンジン停止時に膨張行程にある気筒を便宜上膨脹行程気筒と称する。）に燃料を供給して燃焼を行わせ、そのエネルギーでエンジンが即時的に始動されるようにすることが望ましい。しかし、膨張行程気筒に単に燃料を供給して燃焼させてもエンジン始動のための充分なトルクが得られるとは限らない。円滑に再始動を行うためには燃焼によって充分なトルクを発生させることが必要である。

そのためには、再始動する際に膨張行程気筒のピストンが適正範囲内で停止していることが望ましい。この適正範囲とは、一般的には上死点後９０°ＣＡ（クランク角）前後、即ち上死点と下死点の中間付近、乃至はそれよりややずれた範囲であり、この適正範囲内でピストンを停止させると、適度に存在する筒内空気と再始動時に供給される燃料とで良好な燃焼が得られ、再始動に充分なトルクを発生させることができる。

このようにピストンを適正範囲内に停止させるエンジン停止制御として、例えば特許文献１には、エンジン停止動作中の吸気流量を調節することにより筒内空気量の適正化を図り、ピストンが適正範囲内で停止し易くした技術が開示されている。特許文献１に記載のエンジンの始動装置によれば、ピストンが精度良く適正範囲内に停止するので、再始動性を高めることができる。

特許文献１に示されるようなエンジン停止制御の精度をより高めるには、停止動作中のエンジン（クランクシャフト）に作用する外乱が小さい方が望ましい。この点に関し、例えば特許文献２には、走行中にエンジンを自動停止させる際、自動変速機構の発進クラッチを断絶する（つまりドライブ状態からニュートラル状態に切替える）ことにより、駆動輪側からエンジン側への影響を遮断する技術が開示されている。

特許文献２に示される技術を応用して特許文献１に適用すれば、エンジン停止制御における外乱要因となる駆動輪側からの影響を遮断することができるので、当該制御の精度をより向上することができ、さらなるエンジンの再始動性向上を期待することができる。
特開２００４−１２４７５４号公報特開平７−２６６９３２号公報

ところで、上記のようなエンジン自動停止制御を実行中、その完了前にアクセルペダル操作やブレーキペダル操作等による再始動条件が成立する場合が起こり得る。上記各特許文献に示される装置は、エンジンが完全に停止し、ピストンが適正範囲内に停止した状態からの再始動を想定したものであるから、そのような場合に円滑な再始動を行うためには、エンジンが完全に停止するのを待って、あらためて自動再始動制御を実行することになる。しかしそれでは再始動が遅れてしまい、もたつきの原因となる虞がある。

そこで最近では、上記のような場合に、エンジンが完全に停止する前に自動再始動制御を開始させるような研究もなされつつある。

ところが、エンジンの自動停止制御中に自動変速機構をドライブ状態からニュートラル状態に切替える制御を行うものにおいて、エンジンが完全に停止する前に自動再始動制御を開始させ再始動を行わせた場合、自動変速機構をニュートラル状態から再びドライブ状態に切替える必要があるが、その際、エンジンの駆動力が再び駆動輪に伝達されることにより、走行中の場合には加速度変動（飛び出し感）が生じたり、停車中の場合にはねじり系の振動が生じたり（以下これらを総称してトルクショックという）するという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、エンジン自動停止制御において自動変速機構をドライブ状態からニュートラル状態に切替えることにより再始動性を向上するとともに、その自動停止制御中に再始動条件が成立したとき、速やかにエンジンを再始動させるとともに自動変速機構をニュートラル状態から再びドライブ状態に切替える際のトルクショックを抑制することのできる車両のエンジン始動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る車両のエンジンの始動装置は、所定の自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させる自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えた車両のエンジン始動装置であって、当該車両の運転者の加速要求度合を検知する加速要求度合検知手段と、エンジン回転速度を検知するエンジン回転速度検知手段と、エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、該駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態とに切替え可能とされた自動変速機構とを備え、上記停止再始動制御手段は、上記自動停止条件が成立したとき、上記自動変速機構がドライブ状態にある場合には、上記エンジン自動停止制御の初期段階でニュートラル状態に切替えてから、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止するとともに、当該自動停止制御中に上記再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても燃料供給と点火を復帰させて上記自動再始動制御を開始するとともに、当該再始動条件の成立時点で上記エンジン回転速度検知手段によって検知されるエンジン回転速度が、所定値以上である場合かつ上記加速要求度合検知手段によって検知される加速要求度合が所定値より低い場合は、当該再始動制御におけるエンジンへの燃料供給と点火の復帰を遅らせる燃料復帰遅延制御を実行することを特徴とする。

ここで、加速要求とは、車両走行中における加速要求に限定するものではなく、停車状態からの発進加速の要求も含むものである。以下の請求項においても同様である。

この発明によると、自動停止条件が成立したとき、自動変速機構がドライブ状態にある場合に、これをニュートラル状態に切替えてから、エンジンを自動停止させるための燃料供給停止を行うので、自動停止制御における駆動輪側からの影響が実質的に遮断される。従って、自動停止制御におけるピストン停止位置精度を高めることができ、再始動性を向上させることができる。また、車両走行中であってもピストンを精度良く適正範囲内に停止させることができるようになるので、エンジンの自動停止を行う機会が拡大し、燃費低減およびＣＯ₂排出量の削減が促進される。

また、自動停止制御中に再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても自動再始動制御を開始するので、速やかにエンジンを再始動させることができる。その際、エンジン回転速度が所定値以上である場合に、エンジンへの燃料供給と点火の復帰を遅らせる燃料復帰遅延制御が実行される。

この燃料復帰遅延制御によると、結果的にエンジン回転速度が低下した状態で燃料供給と点火を復帰させることになる。したがって、自動変速機構をニュートラル状態から再びドライブ状態に切替えたときの駆動力を低減し、トルクショックを効果的に抑制することができる。

また、比較的簡単な制御で確実にトルクショックを抑制することができるという利点がある。

しかもこの燃料復帰遅延制御を、加速要求度合が所定値より低い場合に実行するので、燃料復帰の遅延による再始動の遅れやエンジン回転速度低下による駆動力の低減が実質的な問題とならないようにすることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の車両のエンジン始動装置において、上記燃料復帰遅延制御は、上記エンジン回転速度が所定値よりも低下するのを待ってエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行うものであることを特徴とする。

この発明によると、タイマー等による遅延に比べ、より直接的にエンジン回転速度の低下を待つことができるので、燃料復帰遅延制御の精度を高めることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の車両のエンジン始動装置において、上記停止再始動制御手段は、上記自動停止制御中に上記再始動条件が成立したとき、かつ上記エンジン回転速度が所定値よりも低いときにエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行う場合、少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の圧縮行程後半に行うことを特徴とする。

この発明によると、燃料復帰の際の少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の圧縮行程後半に行うことにより、燃料供給復帰の判定がなされてから、実際に燃焼が開始するまでの期間を短縮することができる。仮に吸気行程での燃料供給という設定がなされていると、たとえば当該気筒における吸気行程後半や圧縮行程前半に燃料供給復帰の判定がなされた場合、当該気筒への燃料噴射が間に合わず、次に他の気筒で吸気行程を迎えるまで待って、その気筒で最初の燃料供給復帰を行うことになる。しかし本発明のように圧縮行程後半で燃料供給を行うように設定されていると、当該気筒における吸気行程後半や圧縮行程前半に燃料供給復帰の判定がなされた場合、直ちにその圧縮行程後半で燃料供給と点火の復帰を行うことができるのである。

なお本発明は、上記燃料復帰遅延制御が実行された結果、エンジン回転速度が低下した場合の再始動に限定するものではなく、たとえば再始動条件成立時のエンジン回転速度が既に充分低く、燃料復帰遅延制御を実行しない場合の再始動に適用するものも含む。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両のエンジン始動装置において、上記自動停止制御中に上記再始動条件が成立したとき、かつその再始動条件成立時のエンジン回転速度が所定値よりも高く、かつ上記加速要求度合が所定値より高いときには上記燃料復帰遅延制御を実行せずにエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行い、少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の吸気行程で行うことを特徴とする。

この発明によると、再始動条件成立時のエンジン回転速度が所定値よりも高く、かつ上記加速要求度合が所定値より高いときには燃料復帰遅延制御を実行しないので、速やかにエンジントルクを増大させることができ、加速や発進の応答性を高めることができる。しかもその際の燃料供給を吸気行程で行うことにより、圧縮行程後半の点火までの間に気化霧化を促進し、燃焼エネルギーを高めることができる。つまり大きなエンジントルクを得ることができるので、大きな加速要求にも的確に応えることができる。また気化霧化が促進された状態での燃焼を行うことにより、排出ガスの清浄化を促進することができる。

なお、この場合、燃料復帰遅延制御を実行しないので、この制御によるトルクショック低減効果を望むことはできない。しかし、運転者の加速要求度合が大きいときには、アクセルペダルの踏み込み等、運転者自身の操作が伴っており、不意に起こるトルクショックに比べ、運転者に与える違和感が格段に小さい。したがって、ある程度大きなトルクショックが発生しても、それによって運転者が抱く違和感は、全くないか、ごく軽微なものである。

請求項５に係る発明は、所定の自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させる自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えた車両のエンジン始動装置であって、当該車両の運転者の加速要求度合を検知する加速要求度合検知手段と、エンジン回転速度を検知するエンジン回転速度検知手段と、エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、該駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態とに切替え可能とされた自動変速機構とを備え、上記停止再始動制御手段は、上記自動停止条件が成立したとき、上記自動変速機構がドライブ状態にある場合には、上記エンジン自動停止制御の初期段階でニュートラル状態に切替えてから、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止するとともに、当該自動停止制御中に上記再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても燃料供給と点火を復帰させて上記自動再始動制御を開始するとともに、当該再始動条件の成立時点で上記エンジン回転速度検知手段によって検知されるエンジン回転速度が、所定値以上である場合かつ上記加速要求度合検知手段によって検知される加速要求度合が所定値より低い場合は、燃料供給復帰によるエンジン回転速度の上昇を遅らせる回転上昇抑制制御を実行することを特徴とする。

また、自動停止制御中に吸気流量増大制御を行うことにより、エンジン自動停止時の掃気が促進され、再始動時の燃焼性が高められるので、再始動性を向上することができる。

また、自動停止制御中に再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても自動再始動制御を開始するので、速やかにエンジンを再始動させることができる。その際、上記吸気流量増大制御によってエンジンの吸気流量が増大し、それに伴って燃料供給量も増大してエンジン回転速度が急激に上昇する懸念があるところ、エンジン回転速度が所定値以上である場合かつ加速要求度合が所定値より低い場合に、エンジン回転速度の上昇を遅らせる回転上昇抑制制御が実行されるので、エンジン回転速度の上昇が緩やかになる。これに伴ってエンジンのトルク上昇も緩やかになる。したがって、自動変速機構をニュートラル状態から再びドライブ状態に切替えたときの駆動力の増大速度を低減し、トルクショックを効果的に抑制することができる。

また、上記燃料復帰遅延制御に対し、比較的速やかにエンジンを再始動させることができるという利点がある。

しかもこの回転上昇抑制制御を、加速要求度合が所定値より低い場合、つまりあまり大きなエンジントルクが必要でない場合に実行するので、エンジンのトルク上昇を緩やかにしても実質的な問題とならないようにすることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５記載の車両のエンジン始動装置において、上記回転上昇抑制制御は、燃料供給の復帰後の初期段階における点火時期を遅らせる点火リタードであることを特徴とする。

この発明によると、燃料供給の復帰後の初期段階における点火時期を遅らせることにより、燃焼エネルギーが低減され、回転上昇が抑制される。つまり点火リタードという簡単な制御によって、回転上昇抑制制御を効果的に実行することができる。

請求項７に係る発明は、請求項５記載の車両のエンジン始動装置において、エンジンの気筒に吸入される吸気流量を調節する吸気流量調節手段と、エンジンの気筒に吸入される吸気圧力を検知する吸気圧力検知手段を備え、上記停止再始動制御手段は、上記自動停止制御の燃料供給停止に伴い、上記吸気量調節手段を吸気流量が増大する方向に制御する吸気流量増大制御を実行するように構成され、上記回転上昇抑制制御は、上記吸気流量増大制御実行中の上記吸気流量調節手段を、吸気流量が減少する方向に制御する吸気流量削減制御を行うとともに、上記吸気圧力検知手段によって検知される吸気圧力が低下してから燃料の供給を復帰するものであることを特徴とする。

この発明によると、吸気流量増大制御によって掃気が促進され、再始動時の燃焼性が高められる。そして、吸気流量増大制御実行中に再始動条件が成立したときの回転上昇抑制制御として吸気流量削減制御が実行される。この吸気流量削減制御によって吸気圧力が低下してから、すなわち吸気流量が減少するような状態にしてから燃料の供給を復帰させる。燃料供給復帰時の燃料供給量は、吸気流量に見合った、相対的に少ない供給量となる。したがって燃焼エネルギーが低減され、回転上昇が抑制される。つまり本発明によると、吸気流量調節手段によって、吸気流量を増大させた後に適時に削減するという簡単な制御によって、再始動時の燃焼性を高めつつ回転上昇抑制制御を効果的に実行することができる。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両のエンジン始動装置において、上記加速要求度合検知手段は、少なくともアクセルオフ状態を検知し得るアクセルセンサであって、上記燃料復帰遅延制御を実行する加速要求度合が所定値より低い場合とは、アクセルオフ状態のことであることを特徴とする。

この発明によると、アクセルセンサという簡単な構成によって、運転者の加速要求度合を容易且つ的確に判定することができる。

以上の記載から明らかなように、本発明によると、自動停止条件が成立したとき、自動変速機構がドライブ状態にある場合には、エンジン自動停止制御の初期段階でニュートラル状態に切替えてから、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止するとともに、当該自動停止制御中に上記再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても燃料供給と点火を復帰させて自動再始動制御を開始するとともに、当該再始動条件の成立時点で上記エンジン回転速度検知手段によって検知されるエンジン回転速度が、所定値以上である場合かつ上記加速要求度合検知手段によって検知される加速要求度合が所定値より低い場合は、当該再始動制御におけるエンジンへの燃料供給と点火の復帰を遅らせる燃料復帰遅延制御を実行するので、エンジン自動停止制御において自動変速機構をドライブ状態からニュートラル状態に切替えることにより再始動性を向上するとともに、その自動停止制御中に再始動条件が成立したとき、速やかにエンジンを再始動させるとともに自動変速機構をニュートラル状態から再びドライブ状態に切替える際のトルクショックを抑制することができる。

以下、図面に基づいて本発明の第１実施実施形態について説明する。

図１および図２は本発明の一実施形態による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（図３に示す）とを備え、エンジン本体１には、複数の気筒（図示の実施形態では４つの気筒）１２Ａ〜１２Ｄが設けられている。各気筒１２Ａ〜１２Ｄにはコンロッドを介してクランク軸３に連結されたピストン１３が嵌挿され、ピストン１３の上方に燃焼室１４が形成されている。

各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４の頂部には点火プラグ１５が装備され、そのプラグ先端が燃焼室１４内に臨んでいる。さらに、燃焼室１４の側方部には、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、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期に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噴射するように構成されている。そして、点火プラグ１５付近に向けて燃料を噴射するように燃料噴射弁１６の噴射方向が設定されている。なお、この燃料噴射弁１６には図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給され、かつ、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ように燃料供給系統が構成されている。

また、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１４に対して吸気ポート１７及び排気ポート１８が開口し、これらのポート１７，１８に吸気弁１９及び排気弁２０が装備されている。これら吸気弁１９及び排気弁２０は、図外のカムシャフト等からなる動弁機構により駆動される。そして、後に詳述するように各気筒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。

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（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（ブースト圧）を検出する吸気圧センサ２６（吸気圧力検知手段）とが配設されている。

また、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、図略のフィールドコイルの電流をレギュレータ回路２８ａで制御して出力電圧を調節できるように構成され、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。

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、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。

また、上記エンジンでは、カムシャフトの特定回転位置を検出して気筒識別信号として出力するカム角センサ３２と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３３とが設けられ、さらに図３に示すように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し、運転者の加速要求度合を検知するするアクセルセンサ３４（加速要求度合検知手段）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と、車速を検出する車速センサ３８とが設けられている。そして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。

図３は当実施形態のエンジン始動装置のブロック図である。この図に示すように、エンジンと車軸７８，７９（図略の駆動輪に連結されている）との間に、自動変速機構５０が設けられている。自動変速機構５０の詳細な構造は省略するが、自動変速機構５０は、クランク軸３に連結されたトルクコンバータ５１と、クラッチプレートやバンドブレーキ等から構成される摩擦要素６７〜７１（具体的には、図４に示すフォワードクラッチ６７、リバースクラッチ６８、３−４クラッチ６９、２−４ブレーキ７０、ローリバースブレーキ７１）と、ワンウェイクラッチ７２（図４に示す）と、第１遊星ギヤ機構６５及び第２遊星ギヤ機構６６と、差動機構７７等から構成されている。

トルクコンバータ５１には、クランク軸３に直結されてエンジンと連動するオイルポンプ６１が取付けられている。自動変速機構５０には、このオイルポンプ６１とは別に電動オイルポンプ６２が設けられ、これらの各オイルポンプ６１，６２が切換弁９１を介して自動変速機構５０に設けられた油圧制御機構６３に接続されている。そして、ＥＣＵ２からの切替え信号に基づいて切換弁９１がオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２との間で切替え制御を行う。その他、ＥＣＵ２は、油圧制御機構６３の油路（流体路）の切替えやライン圧（摩擦要素６７〜７１の締結中の油圧）の設定、摩擦要素６７〜７１の締結や解放時の過渡的な油圧制御等を行い、摩擦要素６７〜７１を断続（締結、解放）させるように構成されている。

ここで、オイルポンプ６１とは別に電動オイルポンプ６２を設けているのは、エンジンの停止時や始動初期にエンジン回転速度が十分でないために、オイルポンプ６１によっては所望のライン圧を供給し難い場合に、ライン圧を確保するためであり、この観点からオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２との切替えのタイミングが設定されている。

自動変速機構５０は、油圧制御機構６３によって各摩擦要素６７〜７１の断続を行うことで、エンジンから駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態とに切替える。また締結する摩擦要素６７〜７１の組合せによって変速段の切替えを行う。

なお、当明細書で用いる「ドライブ状態」や「ニュートラル状態」とは、必ずしも変速レバー等によるシフト操作位置（ＤやＮ）を示すものではなく、駆動力の伝達状態に基づいた実質的な自動変速機構５０の状態を言う。従って、変速レバー等によるシフト操作位置がＤレンジポジションのままで、油圧制御機構６３の制御によって自動変速機構５０を駆動力の伝達が切り離された状態としたものもニュートラル状態に含む。

図４は、締結要素６７〜７２の断続状態と変速段との関係を示す図である。図４において、○印は各摩擦要素６７〜７１が締結された状態を示し、●印はワンウェイクラッチ７２が、駆動時（エンジンからの駆動力が駆動輪側へ向かう場合）にはロックされて駆動力を伝達可能とし、逆駆動時（駆動輪からの逆駆動力がエンジン側へ向かう場合）にはアンロックされて逆駆動力を伝達しないことを示す。無印は各締結要素６７〜７２が解放またはアンロックされた状態を示している。従って、Ｎレンジでは、全ての締結要素６７〜７２が解放／アンロックされ、Ｄレンジの第１速段ではフォワードクラッチ６７が締結されるとともにワンウェイクラッチ７２が駆動側ロック状態かつ逆駆動側アンロック状態とされ、第２速段ではフォワードクラッチ６７および２−４ブレーキ７０が締結され、第３速段ではフォワードクラッチ６７および３−４クラッチ６９が締結され、第４速段では３−４クラッチ６９および２−４ブレーキ７０が締結されている。

なお図４は、全てのシフトレンジやギヤ・ポジションを網羅するものではなく、当実施形態の説明に直接関与しない部分は省略して示している。

図３に戻って説明を続ける。ＥＣＵ２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータ等からなり、具体的には、予めＲＯＭ（又はＲＡＭ）に記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることによって、車両の各種動作等が制御される。ＥＣＵ２は、上記各センサ２５，２６，３０〜３５，３８からの信号を受け、上記燃料噴射弁１６に対して燃料噴射量及び噴射時期を制御する信号を出力するとともに、点火プラグ１５に対して点火時期制御信号を出力し、かつ、スロットル弁２３のアクチュエータ２４に対してはスロットル開度を制御するための制御信号を出力し、さらにオルタネータ２８のレギュレータ回路２８ａに対して発電量を制御する信号を出力する。

また、ＥＣＵ２は、上記各センサ２５，２６，３０〜３５，３８からの信号を受け、油圧制御機構６３の元圧の供給元をオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２との間で切り換える切換信号を切換弁９１に出力するとともに、油圧制御機構６３（具体的にはこれに含まれるソレノイドバルブ等）に対して各摩擦要素６７〜７１の作動圧を調圧する信号を出力する。

そして、ＥＣＵ２は、所定のエンジン自動停止条件が成立したときに、燃料の供給を停止して自動的にエンジンを停止させるとともに、このエンジンの自動停止動作期間中、或いはエンジンの自動停止後、乗員によるアクセルやブレーキの操作等により所定のエンジン再始動条件が成立したときに、エンジンの燃焼によるエネルギーにより自動的にエンジンを再始動させる停止再始動制御手段２ａを備えている。

次に、当実施形態のエンジンの始動装置の作動について説明する。まず、ＥＣＵ２の停止再始動制御手段２ａによって自動停止制御が実行され、エンジンが完全に停止してから停止再始動制御手段２ａによる自動再始動制御が実行される場合について説明する。

図５は、エンジンを自動停止させる際の圧縮行程気筒と膨張行程気筒との関係を示す図である。圧縮行程気筒とは、特定の気筒を指すものではなく、気筒１２Ａ〜１２Ｄのうちの何れかの気筒であって、エンジン停止時に圧縮行程となっている気筒、或いは圧縮行程となることになる気筒のことである。同様に膨張行程気筒とは、エンジン停止時に膨脹行程となっている気筒、或いは膨脹行程となることになる気筒のことである。図５（ａ）は圧縮行程気筒および膨張行程気筒のピストン１３の位置関係を示す図であり、図５（ｂ）はピストン１３の停止位置と各気筒内の空気量との関係を示す図である。

当実施形態のエンジンは４気筒４サイクルエンジンなので、図５（ａ）に示すように、圧縮行程気筒と膨張行程気筒とでは、それぞれ位相が１８０°ＣＡだけずれており、ピストン１３の位置および移動方向が逆位相となっている。すなわち白抜き矢印で示すように、圧縮行程気筒においてピストン１３がＴＤＣ（上死点）方向に移動するとき、膨脹行程気筒ではピストン１３がＢＤＣ（下死点）方向に移動する。

この動作を利用して、当実施形態では、自動停止させたエンジンを再始動させる際、膨張行程気筒での燃焼に先立って、圧縮行程気筒で燃焼を行わせることにより、そのピストン１３をいったん逆方向に、ＢＤＣを越えない程度に押し下げるようにしている（クランク軸３は一時的に逆方向に回転する）。これによって膨張行程気筒のピストン１３もいったん逆方向、つまりＴＤＣ方向に移動する。そうすると膨張行程気筒内の空気（燃料噴射後は混合気となる）が圧縮される。そこで圧縮された混合気に点火して燃焼させることにより、強い力でピストン１３を反転させてＢＤＣ方向に押し下げる。すなわちクランク軸３の回転方向を逆転から正転に向かわせる。このように、エンジンをいったん逆転させてから膨張行程気筒で燃焼させることにより、単に膨張行程気筒で燃焼させるよりも強い正転方向の駆動トルクが得られ、エンジンの再始動性が向上される。

このように、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するだけでエンジンが適正に再始動するように構成されているが、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は、全てがクランク軸３からの出力となるわけではなく、膨張行程気筒に続いて圧縮上死点を迎える気筒（当実施形態では圧縮行程気筒および吸気行程気筒）がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるためにも消費される。従って、その消費分を差し引いてもクランク軸３に正転方向の駆動力が残っていなければならない。そのため、初期状態（エンジン停止状態）の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。一方、圧縮行程気筒にも、最初にクランク軸３を逆転させて膨張行程気筒内の空気を圧縮させるに足る空気量を確保しておく必要がある。

図５（ｂ）は、横軸に膨張行程気筒のピストン停止位置（ＡＴＤＣ°ＣＡ：上死点後のクランク角）、縦軸に膨張行程気筒および圧縮行程気筒の筒内空気量を示す。何れの気筒も停止後ある程度の時間が経過しており、筒内が略大気圧となった状態での空気量である。上述のように、膨張行程気筒のピストン１３と圧縮行程気筒のピストン１３とは逆位相なので、一方の空気量が増大する（ピストン１３がＢＤＣ方向に移動する）と他方の空気量が減少する（ピストン１３がＴＤＣ方向に移動する）。

そこで、圧縮行程気筒での燃焼エネルギーをある程度確保しつつ、膨張行程気筒での大きな燃焼エネルギーを得るためには、膨張行程気筒のピストン１３を、行程中央よりもややＢＤＣ寄り、例えば１００〜１２０ＡＴＤＣ°ＣＡの範囲内（図５（ｂ）に示す範囲Ｒ内）に停止させれば好適である。以下、この範囲を適正範囲Ｒと称する。

膨張行程気筒のピストン１３を適正範囲Ｒ内に停止させる制御の具体的手法は種々あるが、当実施形態の停止再始動制御手段２ａは、後述するように主にスロットル弁２３の開度を調節することによって吸気流量を増減させる制御を行っている。

図６は、エンジンを自動停止させる際のタイムチャートである。横軸に時間ｔ（ｓ）、縦軸にエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、スロットル開度Ｋ（％）、ブースト圧（吸気圧力）Ｂｔ（ｍｍＨｇ）、各気筒１２Ａ〜１２Ｄにおける行程の推移および自動変速機構５０の状態（ドライブ状態Ｄであるかニュートラル状態Ｎであるか）ＡＴをそれぞれ示す。なお、図６ではエンジンの完全停止時（時点ｔ４）に膨張行程にある気筒は気筒１２Ａとなっている。以下便宜上、気筒１２Ａを膨張行程気筒１２Ａと想定して説明を進める。他の気筒も同様に圧縮行程気筒１２Ｃ、吸気行程気筒１２Ｄおよび排気行程気筒１２Ｂと称する。

図６を参照して停止再始動制御手段２ａによる自動停止制御の概要を説明する。この自動停止制御の主目的は、エンジンの自動停止条件成立時点ｔ０の後、時点ｔ１で燃料供給を停止（Ｆ／Ｃ）し、エンジン完全停止時点ｔ４における膨張行程気筒１２Ａのピストン停止位置を適正範囲Ｒ内に導くことにある。

エンジンの運転中、自動停止条件の成立した時点が時点ｔ０である。当実施形態の自動停止条件は、例えばアクセルＯＦＦ、ブレーキＯＮ、車速１７ｋｍ／ｈ以下、ステアリングの舵角が所定値以下、バッテリー電圧が所定値以上、等の条件が全て満たされたときに成立するようになっている。

自動停止条件成立時点ｔ０以降、停止再始動制御手段２ａは、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を、より確実に適正範囲Ｒ内に停止させるため、エンジン回転速度Ｎｅの目標値を目標回転速度Ｎ１（例えば８６０ｒｐｍ）に設定するとともに、ブースト圧Ｂｔを所定の目標値（例えば−４００ないし―６００ｍｍＨｇ）に設定する。停止再始動制御手段２ａは、エンジン回転速度Ｎｅとブースト圧Ｂｔとが、共に目標値に収束するようにエンジン出力の調整を行う。具体的には、点火時期のリタード（遅角）を行い、そのリタード量をフィードバック制御する。

そして、エンジン回転速度Ｎｅとブースト圧Ｂｔとが各目標値に収束した時点ｔ１で燃料供給を停止する。目標回転速度Ｎ１は、通常のアイドル回転速度（例えば６５０ｒｐｍ）よりも高回転となっている。このように比較的高い目標回転速度Ｎ１で燃料供給停止を行うことにより、エンジン完全停止時点ｔ４までのクランク軸３の総回転数を相対的に増やすことができる。従って既燃ガスの掃気を充分に行うことができる。またエンジン完全停止時点ｔ４までの時間が相対的に長くなるので、エンジン停止時のピストン停止位置を適正な範囲に導くエンジン自動停止制御を行い易くなる。

時点ｔ１で燃料噴射が停止されると、クランク軸３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（実線で示す特性Ｎｅ１）。

このピストン１３の停止位置は、エンジン完全停止直前の膨張行程気筒１２Ａ内の空気量と圧縮行程気筒１２Ｃ内の空気量と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、最後の圧縮上死点を超えた時点ｔ３におけるエンジンの回転慣性、つまり時点ｔ３でのエンジン回転速度Ｎｅの高低によっても変化する。

したがって、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を適正範囲Ｒ内に停止させるためには、まず膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃに充分な空気を供給しつつ、膨張行程気筒１２Ａの空気量が圧縮行程気筒１２Ｃの空気量よりも多くなるように、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、燃料供給停止時点ｔ１でスロットル開度Ｋを大きな値（例えば全開時の３０％程度の開度）に設定することによりブースト圧Ｂｔを高め、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る吸気流量増大制御を行い、その後、エンジンの回転速度Ｎｅが予め設定された基準速度Ｎ２（例えば７６０ｒｐｍ程度）以下に低下したことが確認された時点ｔ２で、スロットル開度Ｋを低減することにより上記吸入空気量を調節するようにしている（実線で示す各特性Ｋ１、Ｂｔ１）。

ところで、エンジンの回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１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ると、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、図７にハッチングで示すような所定の範囲内にあるとき、上記ピストン１３の停止位置が適正範囲Ｒ内に入ることが実験的に確かめられている。

従って、最終的に膨張行程気筒１２Ａのピストン１３を適正範囲Ｒ内に停止させるためには、エンジンが停止状態となる前の６番目〜２番目における各上死点回転速度ｎｅが、図７にハッチングで示すような所定の範囲内に逐次入るようにエンジン回転速度Ｎｅを低下させて行けば良い。そのような精緻な制御を行うには、クランク軸３に作用する外部からの影響を可及的に排除することが望ましい。

そこで当実施形態では、燃料供給停止時点ｔ１に先立ち、自動変速機構５０をドライブ状態Ｄからニュートラル状態Ｎに切替えることにより、エンジン停止制御における駆動輪側からの影響を実質的に遮断するようにしている（実線で示す特性ＡＴ１）。従って、エンジン停止制御におけるピストン停止位置精度を高めることができ、再始動性を向上させることができる。また、車両走行中であってもピストンを精度良く適正範囲内に停止させることができるようになるので、エンジンの自動停止を行う機会が拡大し、燃費低減およびＣＯ₂排出量の削減が促進される。

また特に図示しないが、当実施形態では時点ｔ１に先立ち、オルタネータ２８の発電量をゼロにし、オルタネータ２８による負荷の影響も遮断している。

なお、各上死点回転速度ｎｅが、図７にハッチングで示すような所定の範囲内に逐次入るようにクランク軸３に作用する負荷を適宜調節するようにしても良い。例えば、いったんゼロにしたオルタネータ２８の発電量を、適宜増減させることにより、クランク軸３に作用する負荷を調節することができる。

燃料噴射停止時点ｔ１以降、停止再始動制御手段２ａはエンジン回転速度Ｎｅの低下に伴い、各上死点回転速度ｎｅを読み取って行く。そして上死点回転速度ｎｅが所定の最終ＴＤＣ判定閾値Ｎ９（例えばＮ９＝２６０ｒｐｍに設定される）より低くなった時点ｔ３で、それが最後の圧縮上死点（当実施形態では膨張行程気筒１２Ａにおける圧縮上死点）を超えたタイミングであると判定する。すなわち時点ｔ３以降は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内でピストン１３は移動するが、上死点ＴＤＣ或いは下死点ＢＤＣを越えて次の行程に移行することはない。

時点ｔ３以降、停止再始動制御手段２ａは、再びスロットル開度Ｋを増大させる。こうすることにより、ブースト圧Ｂｔが上昇するので、吸気行程気筒１２Ｄでの吸気抵抗が低減され、クランク軸３の負荷が削減される。従って、膨張行程気筒１２Ａや圧縮行程気筒１２Ｃにおけるピストン１３の作動がより滑らかになり、狙いの適正範囲Ｒ内に停止させ易くなる。なお、時点ｔ３以降は各気筒１２Ａ〜１２Ｄにおける行程の推移はなく、膨張行程気筒１２Ａや圧縮行程気筒１２Ｃで吸気弁１９が開くことがない。従って、ブースト圧Ｂｔが上昇しても、既に膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃにバランス良く配分された空気量に変化はない。

なお、時点ｔ３における上死点回転速度ｎｅやブースト圧Ｂｔの条件によっては、必ずしもクランク軸３の負荷を削減した方がピストン１３を適正範囲Ｒ内に停止させ易いとは限らない場合がある。その場合には、時点ｔ３以降のスロットル開度Ｋの増大を省略したり、増大量を調節したりする制御を行っても良い。

時点ｔ３以降、ピストン１３が同一行程内で何回か振動した後、時点ｔ４において完全に停止する。その停止直前から停止までのピストン１３の動作をクランク角センサ３０，３１で検出することにより、停止再始動制御手段２ａがピストン１３の停止位置を検出する。

図８は、ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。この検出制御がスタートすると、第１クランク角信号ＣＡ１（クランク角センサ３０からの信号）および第２クランク角信号ＣＡ２（クランク角センサ３１からの信号）に基づき、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowであるか否か、または第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighであるか否かを判定する（ステップＳ１）。これにより、エンジンの停止動作時における上記信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が、図９（ａ）のようになるか、それとも図９（ｂ）のようになるかを判定してエンジンが正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する。

すなわち、エンジンの正転時には、図９（ａ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLow、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighとなる。一方、エンジンの逆転時には、図９（ｂ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転時とは逆に第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHigh、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowとなる。

そこで、ステップＳ１の判定がＹＥＳであれば、エンジンの正転方向のクランク角変化を計測するためのＣＡカウンタをアップし（ステップＳ２）、ステップＳ１の判定がＮＯの場合は、上記ＣＡカウンタをダウンする（ステップＳ３）。そして、時点ｔ４においてエンジンが完全に停止した後に上記ＣＡカウンタの計測値を調べることでピストン停止位置を求める（ステップＳ４）。

次に、エンジンが完全に停止した状態からのエンジンの再始動時の制御について説明する。停止再始動制御手段２ａは、上記のようにして自動停止状態にあるエンジンについて、所定の再始動条件（例えばアクセルＯＮ、ブレーキＯＦＦ、バッテリー電圧が所定値以下等のうちの少なくとも１つ）が成立した場合であって、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が適正範囲Ｒ内にある場合には、圧縮行程気筒１２Ｃにおいて初回燃焼を実行してエンジンを逆転作動させることにより、膨張行程気筒１２Ａの筒内圧力を高め、このように筒内圧力が高まった状態で当該膨張行程気筒１２Ａに対して燃料を噴射させて点火、燃焼を行わせるようにして、当該エンジンを自動的に再始動するように制御する。

このエンジンの再始動制御を図１０および図１１のタイムチャートに基づいて説明する。なお、エンジンの再始動制御はこれに限定するものではなく、その他の公知の再始動制御であってもよい。

図１０および図１１に示すように、先ず圧縮行程気筒１２Ｃ（第３気筒）において１回目の燃料噴射Ｊ２が行われ、その点火によって燃焼（図１０中の（１））が行われる。この燃焼（１）による燃焼圧（図１１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。

上記エンジンの逆転作動に伴って停止時膨張行程気筒１２Ａ（第１気筒）のピストン１３が上死点方向に動き始める。そして、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点側（望ましくは行程中央より上死点寄り）に移動し、膨張行程気筒１２Ａ内の空気が圧縮された時点で燃料噴射Ｊ１が行われる。この噴射燃料の気化潜熱によって圧縮圧力が低減し、ピストン１３がより上死点に近づくので圧縮空気（混合気）の密度が増大する（図１１中のｂ部分）。

上記膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点に充分に近づいた時点で当該膨脹行程気筒１２Ａに対する点火が行われて、上記噴射燃料（Ｊ１）が燃焼し（図１０中の（２））、その燃焼圧（図１１中のｃ部分）によりエンジンが正転方向に駆動される。

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（Ｊ３）されることにより（図１０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当該圧縮行程気筒１２Ｃの圧縮圧力が低減され（図１１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。

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（Ｊ４）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１０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１１中のｅ部分）。つまり燃料噴射（Ｊ４）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。

このようにして膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼（図１０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１０中の（３））と、２番目の圧縮上死点（図１０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、これ以降、通常運転に移行する。

次に、自動停止制御中に再始動条件が成立した場合の停止再始動制御手段２ａの制御について説明する。この場合、再始動条件が成立してもエンジンが完全に停止するのを待って、その後上記の自動再始動制御を行っても良いが、それでは再始動が遅れてしまい、もたつきの原因となる虞がある。

そこで当実施形態の停止再始動制御手段２ａは、エンジンが完全に停止する前であっても、再始動条件が成立したら自動停止制御から自動再始動制御に移行し、速やかに再始動を開始するように構成されている。

その際の制御について図６を参照しつつ説明する。ここでは、燃料供給停止時点ｔ１から時点ｔ２までの間の時点ｔ７で再始動条件が成立した場合を示している。時点ｔ７は、スロットル開度Ｋを増大する吸気流量増大制御の実行中であり、ブースト圧Ｂｔが上昇中である（特性Ｂｔ１）。このとき、単に燃料供給を復帰させ、吸気流量に見合う（空気過剰率λ≒１）燃料噴射を行うと、エンジン回転速度Ｎｅが大きく吹き上がってしまう（破線で示す特性Ｎｅ２）。エンジンの再始動に伴って、ニュートラル状態Ｎとなっている自動変速機構５０をドライブ状態Ｄに切替える必要があるが、特性Ｎｅ２のようにエンジン回転速度Ｎｅが吹き上がった状態でその切替えを行うと（破線で示す特性ＡＴ２）、大きなトルクショックが発生してしまう。そこで当実施形態の停止再始動制御手段２ａは、以下に説明するような燃料復帰遅延制御を実行することにより、そのトルクショックを効果的に抑制している。

上記トルクショックは、エンジン回転速度Ｎｅが高いほど問題レベルが大となる。したがって停止再始動制御手段２ａは、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３（例えば４５０ｒｐｍ）よりも高く、かつアクセルセンサ３４によって検知されるアクセルペダルの状態がＯＦＦ（運転者の加速要求度合が低い）である場合は、エンジン回転速度が上記所定回転速度Ｎ３まで低下するのを待ってエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行う燃料復帰遅延制御を実行する。図６では時点ｔ９でエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３まで低下しており、この時点ｔ９で燃料供給と点火の復帰がなされ、エンジン回転速度Ｎｅが上昇に転じている（破線で示す特性Ｎｅ４）。

またそれに伴って自動変速機構５０がニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替えられている（破線で示す特性ＡＴ４）。このように、エンジン回転速度が低下した状態で燃料供給と点火を復帰させているので、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎから再びドライブ状態Ｄに切替えたときの駆動力が結果的に低減され、トルクショックが効果的に抑制されている。

また、その際の少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の圧縮行程後半に行う。こうすることにより、燃料供給復帰の判定がなされてから、実際に燃焼が開始するまでの期間を短縮することができる。仮に吸気行程での燃料供給という設定がなされていると、たとえばある気筒における吸気行程後半や圧縮行程前半に燃料供給復帰の判定がなされた場合、当該気筒への燃料噴射が間に合わず、次に他の気筒で吸気行程を迎えるまで待って、その気筒で最初の燃料供給復帰を行うことになる。しかし当実施形態のように圧縮行程後半で燃料供給を行うようにすると、当該気筒における吸気行程後半や圧縮行程前半に燃料供給復帰の判定がなされた場合、直ちにその圧縮行程後半で燃料供給と点火の復帰を行うことができるのである。

なお、このような圧縮行程前半に燃料供給復帰を行う制御は、再始動条件成立時点で既にエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３より低く、燃料復帰遅延制御を実行しない場合にも適用され、速やかに再始動がなされるようになっている。

上記のような燃料復帰遅延制御は、アクセルＯＦＦ、つまり加速要求度合が低い場合に実行されるので、燃料復帰の遅延による再始動の遅れやエンジン回転速度低下による駆動力の低減が実質的な問題となることは殆どない。

一方、停止再始動制御手段２ａは、比較的エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３より高いときに再始動条件が成立し（当実施形態では時点ｔ７）、かつアクセルＯＮ（運転者の加速要求度合が高い）である場合には、燃料復帰遅延制御を実行せず、直ちにエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行う。そして少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の吸気行程で行う。

このようにすると、速やかにエンジントルクを増大させることができ、加速や発進の応答性を高めることができる。しかもその際の燃料供給を吸気行程で行うことにより、圧縮行程後半の点火までの間に気化霧化を促進し、燃焼エネルギーを高めることができる。つまり大きなエンジントルクを得ることができるので、大きな加速要求にも的確に応えることができる。また気化霧化が促進された状態での燃焼を行うことにより、排出ガスの清浄化を促進することができる。

なお、この場合、燃料復帰遅延制御を実行しないので、エンジン回転速度Ｎｅは破線で示すＮｅ２のように変化し、この制御によるトルクショック低減効果を望むことはできない。しかし、運転者の加速要求度合が大きいときには、アクセルペダルの踏み込み等、運転者自身の操作が伴っており、不意に起こるトルクショックに比べ、運転者に与える違和感が格段に小さい。したがって、ある程度大きなトルクショックが発生しても、それによって運転者が抱く違和感は、全くないか、ごく軽微なものである。

図１２は、上述したような、自動停止制御中に再始動条件が成立したときの割り込み制御の概略フローチャートである。また図１３は、図１２に示すフローチャートのステップＳ２５に対応するサブルーチンである。

この制御がスタートすると、まずステップＳ１１で、再始動条件成立時点が自動変速機構５０をドライブ状態Ｄからニュートラル状態Ｎに切替えた後であるか否かの判定が行われる。ステップＳ１１がＮＯであれば、実質的な自動停止制御が未だ行われていない段階なので、ステップＳ８０に移行して、通常制御を継続する。

ステップＳ１１でＹＥＳと判定されると、次にステップＳ１２で燃料供給停止（Ｆ／Ｃ）の実行後であるか否かの判定がなされる。ステップＳ１２がＮＯであれば、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替え（ステップＳ１５）、通常制御に戻る（ステップＳ８０）。

ステップＳ１２でＹＥＳと判定されると、次にステップＳ２１で最終ＴＤＣ通過後（時点ｔ３経過後）であるか否かの判定がなされる。ステップＳ２１でＮＯであれば、さらにステップＳ２２でエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３（＝４５０ｒｐｍ）以上であるか否かの判定がなされる。

ステップＳ２２でＹＥＳであり、かつアクセルＯＦＦ（ステップＳ２３でＮＯ）のときステップＳ２５に移行し、高速かつアクセルＯＦＦ時の再始動制御が実行される。当実施形態では、これが上記燃料復帰遅延制御に相当する。ステップＳ２５では、現状の制御を継続し（図１３のステップＳ５１）、図１２の「Ａ」にリターンされる（経路（Ｉ））。こうして、Ｎｅ＜Ｎ３となるか、アクセルＯＮとなるまでステップＳ２２→Ｓ２３→Ｓ２５→Ｓ２２のループが繰り返される。

上記ループによる遅延の後、エンジン回転速度Ｎｅが低下してＮｅ＜Ｎ３となったとき（ステップＳ２２でＮＯ）、または再始動条件成立時に既にエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３より低く、最初のステップＳ２２でＮＯと判定されたときには、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替える（ステップＳ３１）とともに、燃料供給（噴射）を復帰する（ステップＳ３２）。その際、少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の圧縮行程後半に行って速やかな再始動を図る。その後、通常制御に移行する（ステップＳ８０）。

遡って、ステップＳ２２→Ｓ２３→Ｓ２５→Ｓ２２のループ中、運転者によるアクセルの踏み込みがあってアクセルＯＦＦからアクセルＯＮとなったとき（ステップＳ２３でＹＥＳ）、または再始動条件成立時に既にアクセルＯＮ状態であって、最初のステップＳ２３でＹＥＳと判定されたときには、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替える（ステップＳ２７）とともに、燃料供給（噴射）を復帰する（ステップＳ２８）。その際、少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の吸気行程で行う。つまり気化霧化の促進された燃焼を行って充分なエンジントルクを確保し、加速要求に応える。その後、通常制御に移行する（ステップＳ８０）。

また遡って、ステップＳ２１でＹＥＳのとき、つまり時点ｔ３の最終ＴＤＣを通過した後に再始動条件が成立した場合は、いったんエンジンを完全停止させてから再始動させる。すなわち、通常の自動停止制御を実行し、ピストン１３を適正範囲Ｒ内に停止させる（ステップＳ４１）。そしてエンジンの完全停止（時点ｔ４）後、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替える（ステップＳ４２）。その後、図１０及び図１１を参照して説明した上記通常の自動再始動制御を実行し（ステップＳ４３）、通常制御に移行する（ステップＳ８０）。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と共通の構成、同様の制御についてはその重複説明を省略する。

当実施形態では、以下に説明するような回転上昇抑制制御を実行することにより、そのトルクショックを効果的に抑制している。この回転上昇抑制制御について、図６を参照して説明する。

停止再始動制御手段２ａは、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ３（例えば４５０ｒｐｍ）より高く、かつアクセルペダルの状態がＯＦＦ（運転者の加速要求度合が低い）である場合は、３種類の回転上昇抑制制御を組み合わせた回転上昇抑制制御を実行する。

第１の回転上昇抑制制御は、吸気流量増大制御の実行中であっても、再始動条件が成立したらこれを終了し、スロットル開度Ｋを低減させる吸気流量削減制御である（破線で示す特性Ｋ２）。そして、スロットル開度Ｋを低減させた後、実際にブースト圧Ｂｔが低下（破線で示す特性Ｂｔ２）してから燃料供給を復帰させるようにしている。当実施形態では、ブースト圧Ｂｔが−４００ｍｍＨｇ以下となった時点（図６では時点ｔ８となる）で燃料供給を復帰させている。

このように、ブースト圧Ｂｔが低下してから、すなわち吸気流量が減少するような状態にしてから燃料供給を復帰させているので、燃料供給復帰時の燃料供給量は、吸気流量に見合った、相対的に少ない供給量となる。したがって燃焼エネルギーが低減され、回転上昇が抑制される。

第２の回転上昇抑制制御は、燃料供給の復帰（時点ｔ８）後の初期段階における点火時期を遅らせる点火リタードである。この第２の回転上昇抑制制御によれば、点火時期を遅らせることにより、燃焼エネルギーが低減され、回転上昇が抑制される。第２の回転上昇抑制制御は、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ４（例えば４００ｒｐｍ）以上のときに選択される。

第３の回転上昇抑制制御は、燃料供給の復帰（時点ｔ８）後の初期段階における燃料供給量を削減し、理論空燃比よりもリーン側（空気過剰率λ＞１）での燃焼を行わせるものである。この第３の回転上昇抑制制御によれば、空気過剰率λ＞１の燃焼を行わせることにより、燃焼エネルギーが低減され、回転上昇が抑制される。第３の回転上昇抑制制御は、第２の回転上昇抑制制御が選択される領域外（エンジン回転速度Ｎｅ＜Ｎ４）のときに選択される。

以上のような回転上昇抑制制御を実行することにより、エンジン回転速度Ｎｅは破線で示す特性Ｎｅ３のように緩やかに上昇するので、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替えた（破線で示す特性ＡＴ３）後のトルクショックを効果的に抑制することができる。

上記のような回転上昇抑制制御は、アクセルＯＦＦ、つまり加速要求度合が低く、あまり大きなエンジントルクが必要でない場合に実行するので、エンジンのトルク上昇を緩やかにしても実質的な問題となることは殆どない。

なお停止再始動制御手段２ａは、上記回転上昇抑制制御に加え、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替える際、油圧制御機構６３から摩擦要素６７〜７１に給排する油圧の変化速度を低減し、摩擦要素６７〜７１の半締結時間を増大する制御を行うようにしても良い。これによって、自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替える際の、切替え中に発生するトルクショックをも抑制することが期待できる。

当実施形態の自動停止制御中に再始動条件が成立したときの割り込み制御の概略フローチャートは、第１実施形態で説明した図１２のフローチャートと基本的には同様である。但し、ステップＳ２５の高速かつアクセルＯＦＦ時の再始動制御が異なっている。

図１４は、当実施形態の高速かつアクセルＯＦＦ時の再始動制御の概略サブルーチンである。このサブルーチンがスタートすると、まず第１の回転上昇抑制制御である吸気流量削減制御を実行する。すなわちスロットル開度Ｋ＝０％とする（ステップＳ６１）。そして、ブースト圧Ｂｔが所定のＰ１（＝−４００ｍｍＨｇ）以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ６２）。ステップＳ６２でＹＥＳのときはステップＳ６３に移行する。ステップＳ６２でＮＯのときは、最終ＴＤＣ経過時点までの範囲でＹＥＳとなるまで吸気流量削減制御を継続する（ステップＳ６２→Ｓ７８→Ｓ６２のループ）。そしてステップＳ６２でＹＥＳとなったときステップＳ６３に移行する。

ステップＳ６３で自動変速機構５０をニュートラル状態Ｎからドライブ状態Ｄに切替えた後、ステップＳ６４で燃料供給（噴射）を復帰させる。燃料噴射復帰後の燃焼形態は、エンジン回転速度Ｎｅによって振り分けられ、エンジン回転速度Ｎｅ≧Ｎ４（＝４００ｒｐｍ）のとき（ステップＳ７１でＹＥＳ）には第２の回転上昇抑制制御が選択され、所定サイクルの間、点火リタードが実行される（ステップＳ７３）。一方、エンジン回転速度Ｎｅ＜Ｎ４のとき（ステップＳ７１でＮＯ）には第３の回転上昇抑制制御が選択され、所定サイクルの間、空気過剰率λ＞１のリーン燃焼が実行される（ステップＳ７２）。それぞれ所定サイクル経過後、図１２の「Ｃ」にリターンされ（経路（III））、空気過剰率λ＝１、通常点火時期の通常制御に移行する（ステップＳ８０）。

遡って、ステップＳ７８でＹＥＳのとき、つまりステップＳ６２→Ｓ７８→Ｓ６２のループ中に時点ｔ３の最終ＴＤＣを通過した場合は、図１２の「Ｂ」にリターンされる（経路（II））。

以上、本発明の第１および第２実施形態について説明した。第１実施形態には、比較的簡単な制御で確実にトルクショックを抑制することができるという利点があり、第２実施形態には、第１実施形態の燃料復帰遅延制御に対し、比較的速やかにエンジンを再始動させることができるという利点がある。これらの実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。その変形例を以下に説明する。

（１）上記自動停止制御、自動再始動制御、自動停止制御の途中から自動再始動制御を割り込ませる制御において設定した各値（目標回転速度Ｎ１、基準速度Ｎ２、所定回転速度Ｎ３およびＮ４、最終ＴＤＣ判定閾値Ｎ９、所定ブースト圧Ｐ１等）は、実施の一例を示すものであって、エンジンの特性等に応じて適宜変更して良い。

（２）上記各実施形態では、エンジンが完全停止した後のエンジン再始動時に、エンジンをいったん逆転作動させてから正転作動させるものとなされているが、正転作動だけで再始動させるものであってもよい。ただし、エンジンをいったん逆転作動させると、停止時膨張行程気筒１２Ａの燃焼エネルギーが高まることから、より確実にエンジンを再始動させることができる。

（３）上記各実施形態では、自動変速機構５０として４段変速式の自動変速機を挙げているが、必ずしも４段変速式の自動変速機でなくても良く、４段式以外の多段自動変速機または無段変速機（ＣＶＴ）であっても良い。

（４）上記各実施形態では省略しているが、エンジン再始動時であって所定の条件成立時、例えばピストン停止位置が所定の適正範囲内にない場合や、適正範囲内にある場合でもその停止位置が適正範囲の境界に近い場合、或いは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場合、さらにエンジンを逆転作動させることなく、エンジンの初回燃焼を停止時膨張行程で行う場合等に、始動モータ等（スタータとオルタネータとを統合したモータ（ＩＳＧ：Integrated Starter Generator）を含む）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。ただし、この場合には、各気筒内へ直接、噴射される燃料の気化霧化及び空気との混合が十分に進むように、燃料噴射弁１６により吸気行程で燃料を噴射させるようにするのが好ましい。

（５）上記各実施形態では、燃料噴射弁１６について筒内噴射型のものを採用しているが、ポート噴射型の燃料噴射弁を採用する場合にも適用することができる。

本発明に係る始動装置を備えたエンジンの概略断面図である。エンジンの吸気系および排気系の構成を示す説明図である。本発明に係る始動装置におけるブロック図である。同自動変速機構における締結要素の断続状態と変速段との関係例を示す関係図である。エンジンを自動停止させる際の圧縮行程気筒と膨張行程気筒との関係を示す図である。（ａ）は圧縮行程気筒および膨張行程気筒のピストン１３の位置関係を示す図であり、（ｂ）はピストン１３の停止位置と各気筒内の空気量との関係を示す図である。エンジンを自動停止させる際のタイムチャートであり、エンジン回転速度、スロットル開度、ブースト圧、各気筒における行程および自動変速機構の状態のそれぞれの時間的変化を示す図である。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。ピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。クランク角信号の出力信号を示す説明図であり、（ａ）は正転時、（ｂ）は逆転時のパターンを示す。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。エンジンの再始動時におけるエンジン回転速度等の時間的変化を示すタイムチャートである。自動停止制御中に再始動条件が成立したときの割り込み制御の概略フローチャートである。図１２に示すフローチャートの、第１実施形態に係る概略サブルーチンである。図１２に示すフローチャートの、第２実施形態に係る概略サブルーチンである。

符号の説明

１エンジン本体
２ａ停止再始動制御手段
２３スロットル弁（吸気流量調節手段）
２６吸気圧センサ（吸気圧力検知手段）
３０クランク角センサ（エンジン回転速度検知手段）
３４アクセルセンサ（加速要求度合検知手段）
５０自動変速機構
ＤＤレンジ（ドライブ状態）
ＮＮレンジ（ニュートラル状態）

Claims

所定の自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させる自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えた車両のエンジン始動装置であって、
当該車両の運転者の加速要求度合を検知する加速要求度合検知手段と、
エンジン回転速度を検知するエンジン回転速度検知手段と、
エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、該駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態とに切替え可能とされた自動変速機構とを備え、
上記停止再始動制御手段は、上記自動停止条件が成立したとき、上記自動変速機構がドライブ状態にある場合には、上記エンジン自動停止制御の初期段階でニュートラル状態に切替えてから、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止するとともに、
当該自動停止制御中に上記再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても燃料供給と点火を復帰させて上記自動再始動制御を開始するとともに、当該再始動条件の成立時点で上記エンジン回転速度検知手段によって検知されるエンジン回転速度が所定値以上である場合、かつ上記加速要求度合検知手段によって検知される加速要求度合が所定値より低い場合は、当該再始動制御におけるエンジンへの燃料供給と点火の復帰を遅らせる燃料復帰遅延制御を実行することを特徴とする車両のエンジン始動装置。
上記燃料復帰遅延制御は、上記エンジン回転速度が所定値よりも低下するのを待ってエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行うものであることを特徴とする請求項１記載の車両のエンジン始動装置。
上記停止再始動制御手段は、上記自動停止制御中に上記再始動条件が成立したとき、かつ上記エンジン回転速度が所定値よりも低いときにエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行う場合、少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の圧縮行程後半に行うことを特徴とする請求項１または２記載の車両のエンジン始動装置。
上記停止再始動制御手段は、上記自動停止制御中に上記再始動条件が成立したとき、かつその再始動条件成立時のエンジン回転速度が所定値よりも高く、かつ上記加速要求度合が所定値より高いときには上記燃料復帰遅延制御を実行せずにエンジンへの燃料供給と点火の復帰を行い、少なくともその最初の気筒への燃料供給を、当該気筒の吸気行程で行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両のエンジン始動装置。
所定の自動停止条件が成立したときに、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止してエンジンを自動的に停止させる自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にあるエンジンの再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを自動的に再始動させる自動再始動制御を行う停止再始動制御手段を備えた車両のエンジン始動装置であって、
当該車両の運転者の加速要求度合を検知する加速要求度合検知手段と、
エンジン回転速度を検知するエンジン回転速度検知手段と、
エンジン側から駆動輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態と、該駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態とに切替え可能とされた自動変速機構とを備え、
上記停止再始動制御手段は、上記自動停止条件が成立したとき、上記自動変速機構がドライブ状態にある場合には、上記エンジン自動停止制御の初期段階でニュートラル状態に切替えてから、エンジン運転を継続させるための燃料供給を停止するとともに、
当該自動停止制御中に上記再始動条件が成立したときは、エンジンが完全に停止する前であっても燃料供給と点火を復帰させて上記自動再始動制御を開始するとともに、当該再始動条件の成立時点で上記エンジン回転速度検知手段によって検知されるエンジン回転速度が、所定値以上である場合かつ上記加速要求度合検知手段によって検知される加速要求度合が所定値より低い場合は、燃料供給復帰によるエンジン回転速度の上昇を遅らせる回転上昇抑制制御を実行することを特徴とする車両のエンジン始動装置。
上記回転上昇抑制制御は、燃料供給の復帰後の初期段階における点火時期を遅らせる点火リタードであることを特徴とする請求項５記載の車両のエンジン始動装置。
エンジンの気筒に吸入される吸気流量を調節する吸気流量調節手段と、
エンジンの気筒に吸入される吸気圧力を検知する吸気圧力検知手段を備え、
上記停止再始動制御手段は、上記自動停止制御の燃料供給停止に伴い、上記吸気量調節手段を吸気流量が増大する方向に制御する吸気流量増大制御を実行するように構成され、
上記回転上昇抑制制御は、上記吸気流量増大制御実行中の上記吸気流量調節手段を、吸気流量が減少する方向に制御する吸気流量削減制御を行うとともに、上記吸気圧力検知手段によって検知される吸気圧力が低下してから燃料の供給を復帰するものであることを特徴とする請求項５記載の車両のエンジン始動装置。
上記加速要求度合検知手段は、少なくともアクセルオフ状態を検知し得るアクセルセンサであって、上記燃料復帰遅延制御を実行する加速要求度合が所定値より低い場合とは、アクセルオフ状態のことであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両のエンジン始動装置。