JP2008240856A

JP2008240856A - 自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置

Info

Publication number: JP2008240856A
Application number: JP2007080999A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tetsuno; 雅之鐵野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】電動式オイルポンプやそのドライバの小容量化と信頼性確保とを両立させつつ、自動変速機への適正な油圧供給を行うことができる自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置を提供する。
【解決手段】エンジンを自動停止させた後に自動的に再始動させる自動停止制御手段１００と、自動変速機６０と、自動変速機に作動油圧を供給する機械式オイルポンプ６１および電動式オイルポンプ６２と、自動停止中、電動式オイルポンプ６２からの作動油圧を第１油圧Ｐ１に制御するとともに、再始動条件が成立した後の所定期間は第１油圧Ｐ１よりも高い第２油圧Ｐ２に維持するように制御する油圧制御手段１０４とを備え、自動停止制御手段１００は、燃焼再始動とスタータ再始動とを使い分けるものであって、油圧制御手段１０４は、再始動の開始後、エンジンの燃焼が確認された時点で作動油圧を第１油圧Ｐ１から第２油圧Ｐ２に切換える。
【選択図】図４

Description

本発明は、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、その後自動的に再始動させるエンジンの自動停止装置に関し、特に機械式オイルポンプに加え電動式オイルポンプを備えた自動変速機が搭載された車両に適用されるものに関する。

近年、燃費向上や地球環境への配慮等を目的として、所定の自動停止条件が成立したとき（例えばアイドル運転時）にエンジンを自動的に停止させ、その後エンジンの再始動が必要となったとき（例えば再発進時）には再始動を行うエンジンの自動停止装置が開発されている。

このような車両において、エンジン自動停止後の再始動は速やかに行われることが要求される。これが遅れると運転者に発進時のもたつき感を与える等、再発進性の低下を招くからである。さらに自動変速機を備えた車両の場合、自動変速機も速やかに動力伝達可能状態となることが必要である。

従来の一般的な自動変速機は油圧クラッチ等の油圧機構を備え、その作動油圧はエンジンで駆動される機械式オイルポンプから供給される。このような機構では、エンジンの自動停止中は機械式オイルポンプも停止するので油圧が発生せず、油圧機構も停止状態となる。つまり自動変速機は動力伝達不可状態となる。そして再始動時にはエンジンの始動とともに機械式オイルポンプも始動する。オイルポンプが始動してから油圧が適正値まで上昇し、自動変速機が動力伝達可能状態になるまでには一定の時間を要するから、その遅れによる上記再発進性の低下が懸念される。

そこで近年、補助的に電動式オイルポンプを備えた自動変速機が研究されつつある。電動式オイルポンプを用いれば、エンジン自動停止中にも自動変速機に油圧を供給し、これを動力伝達可能状態に維持しておくことができる。従って、エンジン再始動後、速やかに再発進を行うことができる。

例えば特許文献１には、このような電動式オイルポンプを備えたものが開示されている。特許文献１に記載されている装置によれば、エンジン停止中に電動式オイルポンプが駆動され、そのときの自動変速機の作動油圧は比較的低油圧とされる。そしてエンジンの再始動条件が成立するに伴って同作動油圧が所定期間高油圧とされる。その後、機械式オイルポンプによる油圧が必要充分となるに伴い、電動式オイルポンプが停止させられる。

このようにエンジン停止中の作動油圧を低減することにより、電動式オイルポンプを小型、小容量化することができる。そしてエンジン始動時に作動油圧を増大させることにより、自動変速機でのクラッチ容量が確保され、適正な動力伝達がなされる。

なお特許文献１に示される装置は、再始動を行わせる手段として、エンジン外部から駆動力を付与するモータジェネレータが用いられている。
特許第３７０４２８３号公報

しかしながら特許文献１のように、エンジンの自動停止中には比較的低油圧（以下第１油圧という）とし、再始動条件成立時に比較的高油圧（以下第２油圧という）に切換える場合、次のような問題があった。

それは、再始動条件が成立してから実際にエンジンが始動して機械式オイルポンプによる油圧が必要充分となるまでの時間（以下これを始動時間という）にばらつきが大きい場合、第２油圧の維持期間が不適切になる虞があるという問題である。

エンジン停止中の作動油圧を低減すると、上述のように電動式オイルポンプを小型、小容量化することができるが、少なくとも第２油圧を所定期間維持し得る信頼性が求められる。換言すれば、電動式オイルポンプの小型、小容量化を促進するためには、第２油圧の維持期間を可及的に短く設定すれば良い。

しかし一方では、第２油圧の維持時間が短すぎて機械式オイルポンプによる油圧が必要充分となるまでに終了してしまうと、自動変速機の油圧クラッチが滑ったり、その後の機械式オイルポンプによる油圧回復時に油圧クラッチの再締結ショックが発生したりする。従って、第２油圧の維持時間は、始動時間のばらつきを考慮して、このような事態が発生しない程度に長くする必要がある。

結局、始動時間のばらつきが大きいと、電動式オイルポンプの小型、小容量化の効果を目減りさせてしまうこととなる。

本発明は上記事情に鑑み、電動式オイルポンプやそのドライバの小容量化と信頼性確保とを両立させつつ、自動変速機への適正な油圧供給を行うことができる自動変速機付き車両用エンジンの自動停止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、本発明の請求項１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、停止後、所定の再始動条件が成立したときに、上記エンジンを自動的に再始動させる自動停止制御を行う自動停止制御手段と、上記エンジンに外部から駆動力を付与して始動させるスタータと、自動変速機と、上記エンジンで駆動され、上記自動変速機に作動油圧を供給する機械式オイルポンプと、上記機械式オイルポンプと併用または単独で用いられ、上記自動変速機に作動油圧を供給する電動式オイルポンプと、上記自動停止中、上記電動式オイルポンプからの作動油圧を所定の第１油圧に制御するとともに、上記再始動条件が成立した後の所定期間は上記第１油圧よりも高い第２油圧に維持するように制御する油圧制御手段とを備え、上記自動停止制御手段は、停止中のエンジンで燃焼を行わせてその燃焼エネルギーで再始動させる燃焼再始動と、上記スタータを用いるスタータ再始動とを使い分けるものであって、上記油圧制御手段は、上記再始動の開始後、エンジンの燃焼が確認された時点で上記作動油圧を上記第１油圧から上記第２油圧に切換えることを特徴とする自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置である。

請求項２の発明は、請求項１記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置において、上記燃焼再始動は第１始動形態を含むとともに、上記スタータ再始動は第２始動形態を含み、上記第１始動形態は、自動停止中のエンジンのピストン停止位置が所定の適正範囲内にあるとき、停止時に圧縮行程にある気筒で燃焼を行わせて一旦逆転させた後、停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせるものであり、上記第２始動形態は、自動停止中のエンジンのピストン停止位置が上記適正範囲内にないとき、上記逆転を行わせることなく停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせるとともに上記スタータを併用するものであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置において、上記スタータ再始動は第３始動形態を含み、該第３始動形態は、一旦上記燃焼再始動を試みた結果それに失敗した場合に上記スタータを駆動させるものであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２または３記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置において、上記油圧制御手段は、上記第１始動形態において、再始動の開始後、全気筒を対象とした２番目の圧縮上死点を超えたことが検出された時点をもって、上記エンジンの燃焼が確認された時点とすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置において、上記油圧制御手段は、上記スタータ再始動において、スタータ駆動開始後の最初の燃焼後の、全気筒を対象とした最初の圧縮上死点を超えたことが検出された時点をもって、上記エンジンの燃焼が確認された時点とすることを特徴とする。

請求項１の発明によると、以下説明するように、電動式オイルポンプやそのドライバの小容量化と信頼性確保とを両立させつつ、自動変速機への適正な油圧供給を行うことができる。

まず本発明によれば、自動停止制御手段は、停止中のエンジンで燃焼を行わせてその燃焼エネルギーで再始動させる燃焼再始動と、スタータを用いるスタータ再始動とを使い分ける。こうすることにより、常にスタータ再始動を行うものに比べ、スタータの使用頻度を削減することができるので、スタータの耐久性を向上させることができる。

また油圧制御手段は、自動停止中、電動式オイルポンプからの作動油圧を第１油圧に制御するとともに、再始動条件が成立した後の所定期間は第１油圧よりも高い第２油圧に維持するように制御する。こうすることにより、電動式オイルポンプやそのドライバの小容量化と信頼性確保とを両立させることができる。

しかしながら、燃焼再始動とスタータ再始動という異なる始動形態の併用（選択使用）は始動時間のばらつきを増大させるものとなる。自動変速機への適正な油圧供給を行うには、そのばらつきを吸収し得る程度に第２油圧の維持時間を延長する必要が生じ、これは電動式オイルポンプやそのドライバの小容量化又は信頼性確保を妨げるものとなる。

そこで本発明では、上記第１油圧から上記第２油圧に切換える時期を、エンジンの燃焼が確認された時点としている。このようにすると、同切換え時期を再始動条件成立時とする従来技術に比べ、全体的に第２油圧の維持時間を短縮することができるとともに、必要な維持時間のばらつきも削減することができる。始動時間が長くなる場合にはエンジンの燃焼が確認される時点も遅れ、その分が相殺されるからである。

こうして、始動時間のばらつきが比較的大きくても第２油圧の維持時間を可及的に短くすることができるので、電動式オイルポンプやそのドライバの小容量化と信頼性確保とを両立させつつ、自動変速機への適正な油圧供給を行うことができるのである。

請求項２の発明によると、より顕著に上記効果を奏することができる。

第１始動形態では、一旦エンジンを逆転させた後に正転させる。一方第２始動形態では最初からエンジンを正転方向に駆動させる。このため、第１始動形態は第２始動形態よりも始動時間が長くなる。

一方、第１始動形態では第２始動形態よりも、エンジンの燃焼が確認される時点が遅れる。このため、第１始動形態と第２始動形態とに要求される第２油圧の維持時間の差は、始動時間の差ほどには長くならない。つまりばらつきを考慮した場合の第２油圧の維持時間の延長幅を効果的に削減することができる。

請求項３の発明によると、一旦上記第１始動形態を試みた結果それに失敗した場合に上記スタータを駆動させる第３始動形態を選択することができる。この第３始動形態により、より再始動の確実性を高めることができる。

そしてこの第３始動形態は、第１始動形態や第２始動形態よりもさらに始動時間が長くなる。しかしこのような場合でも、燃焼が確認されるのはスタータ駆動後となるので、油圧の切換え時期も大きく遅らされる。従って第２油圧維持期間をそれほど延長させなくても自動変速機への適正な油圧供給を行うことができる。

請求項４の発明によると、第１始動形態において、より確実な燃焼確認を行うことができ、短い第２油圧維持期間でも自動変速機への適正な油圧供給を行うことができる。

第１実施形態では、停止時に膨張行程にある気筒（停止時膨張行程気筒）での最初の燃焼エネルギーが、エンジンを正転させるとともに、停止時に圧縮行程にある気筒（停止時圧縮行程気筒）の最初の圧縮上死点（第１ＴＤＣ）を超えるエネルギーとして消費される。この停止時圧縮行程気筒では既に最初にエンジンを逆転させるための燃焼が行われているので、ここでの燃焼は行われない。従って、正転後２番目に圧縮上死点を超える気筒（停止時吸気行程気筒）が圧縮上死点を超えるためのエネルギーは、停止時膨張行程気筒における最初の燃焼エネルギーで賄われなければならない。そのため、この２番目の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を超えられるか否かが、第１始動形態の成否を分ける重要なポイントとなる。

換言すれば２ＴＤを超えると、第１始動形態の成功確率が格段に高くなる。そこでこの時点を燃焼が確認された時点とするのがより妥当となる。

請求項５の発明によると、スタータ再始動において、より確実な燃焼確認を行うことができ、短い第２油圧維持期間でも自動変速機への適正な油圧供給を行うことができる。

スタータ再始動では燃焼再始動の場合よりも始動時間が短い。そこでスタータの駆動後、第１ＴＤＣを超えた早い時点をもって燃焼が確認された時点とするのがより妥当となる。

なお、本発明のスタータ再始動は、第２始動形態（請求項２）や第３始動形態（請求項３）を含むが、その何れにも適用し得るものである。第３始動形態の場合、第１ＴＤＣを定義するための起点は、スタータ駆動の開始時点となる。例えば第３始動形態として、一旦第１始動形態が試みられ、第１ＴＤＣは超えたものの、第２ＴＤＣを超えることができずに再始動に失敗し、スタータを駆動するような場合を想定することができる。その場合第１ＴＤＣに相当するのは停止時圧縮行程気筒ではなくて停止時吸気行程気筒における最初の圧縮上死点となる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１および図２は本発明に係る車両用エンジン１の概略構成を示す。エンジン１は４サイクル火花点火式エンジンであって、４つの気筒１２Ａ〜１２Ｄ（図２参照）が設けられている。また、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト３に連結されたピストン１３が嵌挿されることにより、当該ピストン１３の上方に燃焼室１４が形成されている。各気筒１２Ａ〜１２Ｄに設けられたピストン１３は、所定の位相差をもってクランクシャフト３の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。ここで、４気筒４サイクルエンジンであるエンジン１では、各気筒１２Ａ〜１２Ｄが所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、各サイクルが１番気筒（図示の例では気筒１２Ａ）、３番気筒（図示の例では気筒１２Ｃ）、４番気筒（図示の例では気筒１２Ｄ）、２番気筒（図示の例では気筒１２Ｂ）の順にクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって行われるように構成されている。

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。また、当該燃焼室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、ＰＴ制御ユニット１００の燃焼制御部１０２（図４参照）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。

また、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの上部には、燃焼室１４に向かって開口する吸気ポート１７および排気ポート１８が設けられている。そして、これらのポート１７、１８と燃焼室１４との連結部分には、吸気バルブ１９および排気バルブ２０がそれぞれ装備されている。この吸気ポート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。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に分岐しており、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が設けられている。この共通吸気通路２１ｃには、スロットルボディ２４が設けられている。スロットルボディ２４には、各気筒１２Ａ〜１２Ｄに流入する空気量を調整可能なスロットル弁２４ａとこのスロットル弁２４ａを駆動するアクチュエータ２４ｂと、アイドリング回転速度制御装置（ＩＳＣ：Idling Speed Control device）２４ｃとが設けられている。図示の実施形態において、ＩＳＣ２４ｃは、上記燃焼制御部１０２によって開弁量を変更可能な電磁駆動式のものである。スロットル弁２４ａ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、吸気圧力を検出する吸気圧センサ２６とが設置されている。

また、エンジン１には、図１に示すように、タイミングベルト等によりクランクシャフト３に連結されたオルタネータ２８が付設されている。このオルタネータ２８は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路２８ａを内蔵し、このレギュレータ回路２８ａに入力されるＰＴ制御ユニット１００（図４参照）からの制御信号に基づき、車両の電気負荷８２（図３参照）および車載されたバッテリ８０（図３参照）の電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。

またエンジン１には、エンジンに外部から駆動力を付与して始動させるスタータ３６が設けられている。このスタータ３６は、モータ３６ａ（電気モータ）とピニオンギア３６ｄとを有している。ピニオンギア３６ｄの回転軸は、モータ３６ａの出力軸と同軸で、その回転軸に沿って往復移動する。またクランクシャフト３には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギア３５が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータ３６を用いてエンジンを始動する場合には、ピニオンギア３６ｄが所定の噛合位置に移動して、リングギア３５に噛合することにより、クランクシャフト３が回転駆動されるようになっている（クランキング）。

スタータ３６によってエンジンを始動させる形態には、運転者がイグニションキースイッチ（ＩＧキーＳＷ３８、図４参照）を回してスタータ３６を駆動させ、それによってエンジン１を始動させるもの（いわゆるキー始動）と、エンジンの自動停止後の再始動時に、ＰＴ制御ユニット１００のスタータ制御部１０８（図４参照）が自動的にスタータ３６を駆動させ、それによってエンジン１を始動させるものとがある。

またエンジン１には、クランクシャフト３の回転角を検出する２つのクランク角センサ３０、３１が設けられている。一方のクランク角センサ３０から出力される検出信号（パルス信号）に基づいてエンジン回転速度Ｎｅが検出されるとともに、この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シャフト３の回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン１には、吸気側カムシャフトの回転位置を検出するカム角センサ３２と、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開度センサ３４とが設けられている。

図３は、エンジン１を搭載する車両の電力供給システムの概略構成図である。図３に示すように、当該車両にはエンジン１に隣接して自動変速機６０（以下ＡＴとも略称する）が搭載されている。自動変速機６０は、エンジン１からクランクシャフト３を介して入力された動力を、適宜回転数および適宜トルクに自動的に変換（運転者の選択によって手動も可能）して駆動輪に伝達する装置である。自動変速機６０は、図略のトルクコンバータや油圧機構６６を備える。油圧機構６６は、図略の油圧クラッチ、油圧ブレーキ及びそれらを断続させるためのバルブアセンブリ等を含む。

油圧機構６６のバルブアセンブリは複数のソレノイドバルブやスプール弁等からなる。ソレノイドバルブにはＰＴ制御ユニット１００のＡＴ制御部１０４（図４参照）から制御信号が送られ、それに基いて油圧クラッチ等に供給される作動油圧（ライン圧）の大きさが調整されたり、締結される油圧クラッチが切換えられ変速が行われたりする。

油圧機構６６の油圧源として、機械式オイルポンプ６１及び電動式オイルポンプ６２が設けられている。機械式オイルポンプ６１は、従来の自動変速機に一般的に用いられているものと同様であって、そのロータはエンジン１のクランクシャフト３と直結されている。従って機械式オイルポンプ６１はエンジン１と連動して駆動される。機械式オイルポンプ６１の駆動により、油圧機構６６が有効に作動する。つまり自動変速機６０が動力伝達可能状態となる。当実施形態では、エンジン１の通常の運転時には原則として機械式オイルポンプ６１が用いられる。

電動式オイルポンプ６２は、機械式オイルポンプ６１に付加的に設けられ、これと併用または単独で用いられる。電動式オイルポンプ６２はＡＴポンプドライバ６４によって駆動される。ＡＴポンプドライバ６４は図略の電気モータ等を内蔵し、バッテリ８０（第１バッテリ８０ａ）からの電力によって電動式オイルポンプ６２のロータを駆動する。従って電動式オイルポンプ６２はエンジン１が停止中にも油圧を発生させ、それを油圧機構６６に供給することができる。当実施形態では、電動式オイルポンプ６２は主にエンジン１の自動停止中またはその再始動開始直後において自動変速機６０を動力伝達可能状態にするために用いられる。このような使用条件では油圧機構６６のライン圧が比較的低いので、電動式オイルポンプ６２にかかる負荷が小さい。そのため電動式オイルポンプ６２やＡＴポンプドライバ６４は小型、小容量対応のものが採用されている。

図３に示すように当該車両の電力供給システムは、第１バッテリ８０ａと第２バッテリ８０ｂ（総称するときはバッテリ８０という）とを含むものである（２バッテリシステム）。

第１バッテリ８０ａは電気負荷８２（エアコン、パワーステアリング、オーディオ等）に常時接続され、これに電力供給が可能である。また第１バッテリ８０ａはパワーリレー８５を介してスタータ３６に接続されている。従って、パワーリレー８５がオフのときにはスタータ３６への電力供給がなされず、パワーリレー８５がオンのときにはスタータ３６への電力供給が可能となる（矢印Ａ１で示す）。また第１バッテリ８０ａはＡＴポンプリレー８９を介してＡＴポンプドライバ６４に接続されている。従って、ＡＴポンプリレー８９がオフのときにはＡＴポンプドライバ６４への電力供給がなされず、ＡＴポンプリレー８９がオンのときにはスタータ３６への電力供給が可能となる（矢印Ａ３で示す）。さらに第１バッテリ８０ａはオルタネータ２８に常時接続され、オルタネータ２８で発電された電気が充電される。

第２バッテリ８０ｂは第１バッテリ８０ａよりも小容量で、スタータ駆動専用のバッテリである。第２バッテリ８０ｂはスタータ３６に常時接続され、電力供給が可能となっている。また第２バッテリ８０ｂはチャージリレー８７を介してオルタネータ２８と接続されている。これにより、チャージリレー８７がオンのとき、オルタネータ２８で発電された電気が第２バッテリ８０ｂに充電される（矢印Ａ２で示す）。

このような２バッテリシステムには自動停止制御において次のような利点がある。後述するように、当実施形態ではエンジン自動停止からの再始動時にスタータ３６を駆動させる場合がある。スタータ３６の駆動には比較的大きな電流が必要なので、バッテリ電圧が一時的に低下する。電気負荷８２の中には、各種ライトやデフォッガ等のように、そのような電圧低下が殆ど問題にならないものもあるが、エアバッグコントロールユニット、ＥＨＰＡＳ（電子油圧式パワーステアリング）コントロールユニット、ナビゲーションシステム、オーディオ、各種メータ類等、一時的な電圧低下が望ましくないものも多い。

そこで当実施形態では、電気負荷８２には第１バッテリ８０ａから安定電圧で電力を供給し、スタータ３６には専用の第２バッテリ８０ｂから電力を供給する。こうすることにより、再始動時にスタータ駆動を行って第２バッテリ８０ｂの電圧が一時的に低下しても、その影響が電気負荷８２に及ばないようにすることができる。

なお当実施形態では、第２バッテリ８０ｂの充電状態が不充分な場合には、パワーリレー８５をオンにして第１バッテリ８０ａからも併せて電力を供給させる。こうすることにより、供給電力不足によるスタータ３６の作動不良を可及的に回避することができる。

図４は、当該車両のＰＴ制御ユニット１００を中心とする制御ブロック図である。図４では、特に当実施形態の説明に必要な部分のみを抽出して示している。

ＰＴ制御ユニット１００は、エンジン１及び自動変速機６０（これらを合わせてＰＴ：パワートレインという）並びに車両の電気負荷８２を総合的に制御するユニットである。ＰＴ制御ユニット１００には、上述した各種のセンサやスイッチ類、すなわちエアフローセンサ２５、吸気圧センサ２６、クランク角センサ３０，３１、カム角センサ３２、水温センサ３３、アクセル開度センサ３４及びＩＧキースイッチ３８からの信号が入力される。

またＰＴ制御ユニット１００にはブレーキセンサ３９からの信号が入力される。ブレーキセンサ３９はブレーキの状態を検出するセンサである。例えばブレーキ油圧を検出する油圧センサが用いられる。この場合、ブレーキ油圧が所定値以上のときブレーキオンと判定される。或いは、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキスイッチのようなものでも良い。

これらの入力信号を受けたＰＴ制御ユニット１００は、その制御対象である燃料噴射弁１６、スロットル弁２４ａ、点火装置２７、オルタネータ２８、スタータ３６、自動変速機６０の油圧機構６６、ＡＴポンプドライバ６４、電気負荷８２、パワーリレー８５、チャージリレー８７及びＡＴポンプリレー８９に対して制御信号を出力する。

また当該車両にはワーニング報知部９０が設けられている。これは、オイル切れ等、各種のワーニング（警告）を運転者に報知するものであり、一般的にはインスツルメントパネル内に列設されたワーニングランプ等である。ＰＴ制御ユニット１００は、このワーニング報知部９０に対しても必要に応じて制御信号を出力する。

ＰＴ制御ユニット１００は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらを接続するバスを有するマイクロプロセッサで構成されている。そしてＰＴ制御ユニット１００は、燃焼制御部１０２、ＡＴ制御部１０４、ＡＴポンプドライバ制御部１０５、バッテリ状態検出部１０６、スタータ制御部１０８、リレー制御部１１０、電気負荷制御部１１２及びエンジン停止処理部１１４を機能的に含む。

燃焼制御部１０２は、エアフローセンサ２５、吸気圧センサ２６、クランク角センサ３０，３１、カム角センサ３２、水温センサ３３及びアクセル開度センサ３４からのセンサ信号に基き、エンジン１の適正なスロットル開度（吸気量）、燃料噴射量とその噴射タイミング、及び適正点火時期を設定し、その制御信号を燃料噴射弁１６、スロットル弁２４ａ（のアクチュエータ２４ｂ）、点火装置２７に出力する。

ＡＴ制御部１０４は、自動変速機６０（ＡＴ）の油圧機構６６に対する制御を行う油圧制御手段である。具体的には、油圧機構６６内の各種ソレノイドバルブに制御信号を送る。例えばＡＴ制御部１０４は、予め設定された自動変速パターンに基いて、或いは運転者による図略のシフトレバー操作に基いて、ソレノイドバルブ（オン／オフバルブ）に変速信号を送って変速させる。また、走行状態またはエンジン負荷（例えばアクセル開度で検出）に応じたライン圧とするために、ＤＵＴＹソレノイドバルブに調圧信号を送り、機械式オイルポンプ６１または電動式オイルポンプ６２の吐出圧を適正な作動油圧（ライン圧）に調圧する。

図５は、ライン圧を調圧するＤＵＴＹソレノイドバルブの調圧特性図である。横軸にＤｕｔｙ率（％）、縦軸に油圧（ＭＰａ）を示す。この特性図に示すように、油圧（ライン圧）はＤｕｔｙ率が大きいほど高くなるように設定されている。一般的に、車速など他の条件が同じであれば、エンジン負荷が大きいほど伝達トルクが高くなるのでライン圧も高くする側に、すなわちＤｕｔｙ率を高くする側に設定される。

なおエンジン自動停止中のライン圧（電動式オイルポンプ６２の吐出圧）は、比較的低い第１油圧Ｐ１（Ｄｕｔｙ率＝３０％相当）に設定されている。但し再始動条件が成立した後の所定期間、詳しくは燃焼が確認された時点から０．５ｓ間は、より高い第２油圧Ｐ２（Ｄｕｔｙ率＝１００％相当、１〜２ＭＰａ程度）に設定される。こうすることにより油圧クラッチ等のトルク容量が充分確保されるので、その後にエンジントルクが増大しても適正な動力伝達を行うことができる。

図４に戻って説明を続ける。ＡＴポンプドライバ制御部１０５は、ＡＴポンプドライバ６４の動作を制御する。具体的には、エンジン１が通常運転中にはＡＴポンプドライバ６４を停止させる。そしてエンジン１が自動停止中にはＡＴポンプドライバ６４に電動式オイルポンプ６２を通常駆動させる。このときのライン圧は上述のように第１油圧Ｐ１である。通常駆動でライン圧が第１油圧Ｐ１であれば電動式オイルポンプ６２は連続駆動可能である。

一方上述のように再始動後の所定期間、ライン圧が第２油圧Ｐ２とされる。このとき、そのような高圧のライン圧を実現するため、ＡＴポンプドライバ制御部１０５はＡＴポンプドライバ６４に電動式オイルポンプ６２をフル駆動（最大出力で駆動）させる。上述のようにＡＴポンプドライバ６４は小容量タイプなので、ライン圧を第２油圧とした状態で連続フル駆動させるとその駆動回路に支障をきたす。しかし実際には第２油圧Ｐ２とする期間がごく短時間（０．５ｓ）なので、その範囲においてＡＴポンプドライバ６４の信頼性に問題はない。

バッテリ状態検出部１０６は、バッテリ８０、特に第２バッテリ８０ｂの充電状態を検出する。第２バッテリ８０ｂの充電状態を検出するために、例えば別途電源電圧センサ等を設けても良いが、当実施形態では、スタータ３６によるクランキング時のエンジン回転速度（クランキング回転速度）によって判定を行っている。すなわちクランキング回転速度が所定回転速度Ｎ４（例えばＮ４＝５０ｒｐｍ）よりも高い場合に第２バッテリ８０ｂの充電状態が充分であると判定され、そうでないときに第２バッテリ８０ｂの充電状態が不充分であると判定される。

スタータ制御部１０８は、キー始動時及びエンジン自動停止制御における再始動においてスタータ３６駆動が必要とされたときにスタータ３６に駆動信号を送りスタータ３６を駆動させる。

リレー制御部１１０は、図３に示すパワーリレー８５、チャージリレー８７およびＡＴポンプリレー８９を必要に応じてオン／オフさせる。

電気負荷制御部１１２は、運転者や搭乗者のスイッチ操作に基き、或いは自動的に、電気負荷８２を作動させたりその作動状態を変化させたりする。

エンジン停止処理部１１４は、通常のエンスト時に所定のエンスト処理を行う。エンスト処理とは、通常運転中のエンストが起こったときに実行される所定の処理である。当実施形態のエンスト処理は、ワーニング報知部９０に一定の動作を行わせる。例えばワーニング報知部９０がインスツルメントパネル内に列設されたワーニングランプであれば、それらを一斉に点灯させる。なお後述するように、このエンスト処理は、エンジン自動停止制御において所定のエンジン停止状態となったときにも実行される。

そしてＰＴ制御ユニット１００は、それ全体として、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン１を自動停止させ、停止後、所定の再始動条件が成立したときにエンジン１を自動的に再始動させる自動停止制御を行う自動停止制御手段となっている。

次にＰＴ制御ユニット１００によって行われる自動停止制御について説明する。まずＰＴ制御ユニット１００は、予め設定されたエンジンの自動停止条件が成立したとき、各気筒１２Ａ〜１２Ｄへの燃料噴射を所定のタイミングで停止（燃料カット）して自動的にエンジンを停止させるとともに、自動停止時のピストン１３の停止位置を後述する適正範囲Ａに停止させるよう各種制御を実行する。当実施形態におけるエンジンの自動停止条件は、エンジン１がアイドル運転状態、車速が所定値以下（停止を含む）、ブレーキオン（例えばブレーキ油圧が所定値以上）、水温が所定温度（例えば８０℃）以上、エアコンオフ等を含み、これらが全て成立したときに自動停止条件が成立したと判定される。

ピストン１３を適正範囲Ａに停止させるのは、後の再始動時に燃焼再始動（第１始動形態）を行わせるためであるが、その点について以下説明する。

第１始動形態では、まずエンジン１の自動停止時に圧縮行程にあった停止時圧縮行程気筒に燃料を噴射し点火することで初回の燃焼を行わせ、次にエンジン１の自動停止時に膨張行程にあった停止時膨張行程気筒に燃料を噴射し点火することで２回目の燃焼を行わせてエンジンを再始動させる。この燃焼再始動では、初回の燃焼によりエンジンが少しだけ逆回転して上記停止時圧縮行程気筒のピストン１３が押し下げられ、停止時膨張行程気筒のピストン１３が上昇する。これにより停止時膨張行程気筒内の空気は圧縮される。従って、この圧縮された空気に燃料を噴射し点火することで２回目の燃焼が実現されて、クランクシャフト３に正回転の駆動トルクが与えられる結果、エンジンが自動的に再始動する。

第１始動形態で適正に再始動させるには、停止時膨張行程気筒で得られる燃焼エネルギーを充分に確保することにより、これに続いて圧縮上死点を迎える気筒がその圧縮反力に打ち勝って圧縮上死点を超えるようにしなければならない。そのためには停止時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。またその空気を圧縮するために必要なエンジン逆回転エネルギーを得るためには、停止時圧縮行程気筒内にも一定量以上の空気量を確保しておく必要がある。

図６は、エンジン１の停止時圧縮行程気筒および停止時膨張行程気筒の各空気量とクランク角度の関係を示す説明図である。横軸にクランク角度（ｄｅｇ．）、上段縦軸に停止時圧縮行程気筒の空気量、下段縦軸に停止時膨張行程気筒の空気量を示す。この図に示すように、あるクランク角度において停止時圧縮行程気筒の空気量と停止時膨張行程気筒の空気量とは相反する関係にある。従って上述のように停止時圧縮行程気筒にも停止時膨張行程気筒にも一定量以上の空気量を確保するためには、ピストン１３を上死点（ＴＤＣ）と下死点（ＢＤＣ）との中間付近に停止させれば良いことになる。必要空気量のバランスをより詳細に研究した結果、ピストン１３を適正範囲Ａ内に停止させるのが最適である。適正範囲Ａは、停止時圧縮行程気筒から見れば上死点前（ＢＴＤＣ）８０〜６０°ＣＡ（クランク角）、停止時膨張行程気筒から見れば上死点後（ＡＴＤＣ）１００〜１２０°ＣＡである。

ＰＴ制御ユニット１００は、エンジン１を自動停止させる際、ピストン１３を適正範囲Ａに停止させるべく、スロットル弁制御とオルタネータ制御とを実行する。スロットル弁制御は、スロットル弁２４ａを制御して、エンジン１が完全に停止するまでに各気筒１２Ａ〜１２Ｄに流入する吸入空気量を調整する制御である。具体的には、まず燃料噴射の停止時点でスロットル弁２４ａの開度を大きな値に設定して掃気を促進させ、停止時膨張行程気筒および停止時圧縮行程気筒に多くの新気を吸入させる。そして停止時圧縮行程気筒よりも停止時膨張行程気筒の方にやや多くの新気が吸入される所定のタイミングでスロットル弁２４ａの開度を低減する。

なお、エンジン１が完全に停止するまでは、気筒１２Ａ〜気筒１２Ｄのうち、何れが停止時圧縮行程気筒で何れが停止時膨張行程気筒なのか不確定である（一方が確定すれば他方は点火順序から自動的に確定する）。しかし燃料噴射を停止してからエンジン１が完全に停止するまでのエンジン回転速度Ｎｅの変化を監視し、それに応じた制御を行うことにより、上記のスロットル弁制御を適正に行うことができる。

具体的には、燃料噴射を停止させるエンジン回転速度Ｎ１を予め設定しておき（例えばＮ１＝７６０ｒｐｍ）、どのタイミング（エンジン回転速度Ｎｅ＝Ｎ２）でスロットル弁２４ａを閉じればピストン１３が適正範囲Ａにある状態で停止するのかを予め策定、記憶しておく（例えばＮ２＝５００ｒｐｍ）。そして実際の自動停止制御において、エンジン回転速度Ｎｅが設定値Ｎ２まで低下した時点でスロットル弁２４ａを閉じるようにすれば良い。

オルタネータ制御は、オルタネータ２８の発電量（エンジン負荷）を制御することにより燃料噴射停止後のエンジン回転速度Ｎｅの落ち込み具合を調整して、ピストン１３の停止位置をより精度良く調整する制御である。燃料噴射を停止すると、エンジン回転速度Ｎｅは振動（波打ち）しながら低下して行く。この振動の谷となるタイミングは、気筒１２Ａ〜１２Ｄの何れかが圧縮上死点を通過するタイミングと一致する。エンジンの特性にもよるが、エンジン１は、燃料カットから１０回程度の振動の谷を経過した後、完全停止する。そこで、ピストン１３が適正範囲Ａで停止するような理想的な停止パターン（具体的には各振動の谷に相当するエンジン回転速度Ｎｅ）を予め策定して記憶しておき、そのパターンを辿るようにエンジン１を停止させれば、ピストン１３を適正範囲Ａに停止させる精度を高めることができる。

そこでオルタネータ制御では、エンジン回転速度Ｎｅが燃料噴射停止回転速度Ｎ１から低下する過程で、１８０°ＣＡ毎（各気筒１２Ａ〜１２Ｄの何れかが圧縮上死点を通過するタイミング）のエンジン回転速度Ｎｅを検出し、この検出結果と予め設定した所定の落ち込み具合（振動の谷）とを比較して、エンジン回転速度Ｎｅの落ち込み具合がこの所定の落ち込み具合となるようにオルタネータ２８の発電量（エンジン負荷）を制御する。

スロットル弁制御とオルタネータ制御とを用いれば、ピストン１３をかなりの高精度で適正範囲Ａ内に停止させることができる。しかしながら、エンジンの個体差や大気状態によっては、ピストン１３が適正範囲Ａ外で停止することもあり得る。そこでＰＴ制御ユニット１００は、次のようにして自動停止時のピストン停止位置を検出し、それが適正範囲Ａ内にあるか否かを判定する。

図７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１の停止動作時における上記信号ＣＡ１，ＣＡ２の位相の関係が、図８（ａ）のようになるか、それとも図８（ｂ）のようになるかを判定してエンジンが正転状態にあるか逆転状態にあるかを判別する。

すなわち、エンジンの正転時には、図８（ａ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相遅れをもって生じることにより、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLow、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHighとなる。一方、エンジンの逆転時には、図８（ｂ）のように、第１クランク角信号ＣＡ１に対して第２クランク角信号ＣＡ２が半パルス幅程度の位相の進みをもって生じることにより、エンジンの正転時とは逆に第１クランク角信号ＣＡ１の立ち上がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がHigh、第１クランク角信号ＣＡ１の立ち下がり時に第２クランク角信号ＣＡ２がLowとなる。

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、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）。

図９は、ＰＴ制御ユニット１００による制御、特に自動停止制御を中心とするフローチャートの前半（エンジン１が完全に停止するまで）である。

ＰＴ制御ユニット１００は、上述したエンジン停止条件が成立するまでは通常の運転制御を実行する（ステップＳ１０でＮＯ）。ステップＳ１０の判定でＹＥＳであれば、ＰＴ制御ユニット１００は以下のようなエンジン自動停止のための一連の制御を行う。

まずＰＴ制御ユニット１００は、上述したオルタネータ制御を含むエンジン回転速度調整制御を開始する（ステップＳ１１）。具体的には、エンジン回転速度Ｎｅを停止前回転速度Ｎ１（例えば７６０ｒｐｍ）に調節する。そして、エンジン回転速度ＮｅがこのＮ１になった後（ステップＳ１２でＹＥＳ）、燃料噴射弁１６からの燃料供給を停止する（ステップＳ１３）。

続いてＰＴ制御ユニット１００はＡＴポンプドライバ６４に電動式オイルポンプ６２を通常駆動させる（ステップＳ１４）。従って、燃料供給停止に伴いエンジン回転速度Ｎｅ（＝機械式オイルポンプ６１のロータ回転数）が低下しても電動式オイルポンプ６２から自動変速機６０に油圧が供給される。ＡＴ制御部１０４はそのときのライン圧を第１油圧Ｐ１に設定する。これにより、自動変速機６０の油圧機構６６の動作（油圧クラッチ等の締結）が維持、継続される。

続いてＰＴ制御ユニット１００は上述したスロットル弁制御として、スロットル弁２４ａを開弁する（ステップＳ１５）。そしてＰＴ制御ユニット１００は、エンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度Ｎ２（例えば約５００ｒｐｍ）よりも低くなったか否かを判定し（ステップＳ１６）、ＹＥＳの場合にはスロットル弁２４ａを閉弁する（ステップＳ１７）。その後もＰＴ制御ユニット１００はオルタネータ制御を継続してピストン１３の停止位置調整を実行し続け、クランク角センサ３０，３１の検出値に基いてエンジン１が完全に停止するのを待機する（ステップＳ１８）。エンジン１が完全するまで、ＰＴ制御ユニット１００は、ピストン１３の停止位置調整を制御し続けるとともに、エンジン１が完全した場合には、オルタネータ制御を終了し（ステップＳ１９）、クランク角センサ３０，３１によって検出されるピストン１３の停止位置を記憶する（ステップＳ２０）。

こうしてエンジン１が自動停止した後、所定の再始動条件が成立したらＰＴ制御ユニット１００はエンジンを再始動させる。再始動条件は、上記自動停止条件のうち１つでも不成立となった場合、例えば運転者が（再発進の目的で）ブレーキオフとした場合に成立する。

ピストン１３が適正範囲Ａ内にあるとき、再始動の形態として上述の第１始動形態が選択される。図１０は第１始動形態を行った場合のタイムチャートである。横軸に時間（ｓ）、縦軸にエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）と各気筒１２Ａ〜１２Ｄの筒内圧と図示トルクを示す。ここでは説明の都合上、停止時膨張行程気筒が気筒１２Ａであった場合について説明している。従って停止時圧縮行程気筒、停止時吸気行程気筒および停止時排気行程気筒は、点火順序から一義的にそれぞれ気筒１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｂとなる。但し実際には何れの気筒が停止時膨張行程気筒となっても良い。

まず再始動条件が成立すると、停止時圧縮行程気筒１２Ｃにおいて１回目の燃料噴射Ｊ２が行われ、それに対する点火によって燃焼が行われる。この燃焼による燃焼圧（図１０中のａ部分）で、停止時圧縮行程気筒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のピストン１３が上死点方向に動き始める。そして、停止時膨張行程気筒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、停止時膨張行程気筒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１０中のｂ部分）。

停止時膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上死点に充分に近づいた時点で当該気筒１２Ａに対する点火が行われて、上記噴射燃料（Ｊ１）が燃焼し、その燃焼圧（図１０中のｃ部分）によりエンジン１が正転方向に駆動される。

また、停止時圧縮行程気筒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、この停止時圧縮行程気筒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気筒１２Ｃの圧縮圧力が低減され（図１０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：第１ＴＤＣ）を超えるために消費される停止時膨張行程気筒１２Ａの最初の燃焼エネルギーが低減されることになる。

時点ｔ１で停止時圧縮行程気筒１２Ｃが圧縮上死点（第１ＴＤＣ）を超えると、次は停止時吸気行程気筒１２Ｄが圧縮行程となる。この停止時吸気行程気筒１２Ｄが次に燃焼が行われる気筒である。ＰＴ制御ユニット１００は、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（例えば圧縮行程の中期以降）に設定しているため、停止時吸気行程気筒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、停止時吸気行程気筒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１０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、停止時膨張行程気筒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：第２ＴＤＣ）を超えるために消費されるのを抑制することができる。

このようにして停止時膨張行程気筒１２Ａにおける初回燃焼のエネルギーにより、再始動開始後の最初の圧縮上死点（第１ＴＤＣ）と２番目の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）とを超えることが可能となり、円滑で確実な始動性を確保することができる。

第１始動形態では、この時点ｔ２における２番目の圧縮上死点（第２ＴＤＣ）を超えられるか否かが、再始動の成否を分ける重要なポイントとなる。換言すれば２ＴＤを超えると再始動の確実性が格段に高くなる。そこでＰＴ制御ユニット１００は、その時点ｔ２をもって燃料噴射（Ｊ１）の燃焼が確認されたと判定する。そして電動式オイルポンプ６２をフル駆動させるとともに油圧機構６６のライン圧を第１油圧Ｐ１から第２油圧Ｐ２に切換える。このように第１始動形態に適したライン圧の上昇を図ることにより、第２油圧Ｐ２の維持期間が０．５ｓという短時間であっても、自動変速機６０が適正な動力伝達を行うことができる。

当実施形態では、自動停止時にピストン１３が適正範囲Ａ内で停止する確度を高めるような制御（上述のスロットル弁制御やオルタネータ制御など）を採用していることもあって、殆どの場合第１始動形態が選択される。第１始動形態（燃焼再始動）を行うことにより、全ての再始動においてスタータ３６を駆動させる場合に比べ、スタータ３６やリングギア３５にかかる負担を格段に低減させ、その耐久性を高めることができる。

但し必ずしもピストン１３が適正範囲Ａ内で停止するとは限らず、また第１始動形態を試みた結果、それが失敗する可能性もある。そこでそれらの場合に備えて、当実施形態では第２始動形態および第３始動形態を用意している。

第２始動形態は、ピストン１３が適正範囲Ａ外で停止した場合に採用される。第２始動形態では、一旦エンジン１を逆転させることなく、最初から正転駆動させる。具体的には、停止時膨張行程気筒での燃焼を行わせるとともに、スタータ３６によっても駆動力を付与し、確実な始動を図る（スタータアシスト）。

なお第２始動形態では、エンジン１を一旦逆転させることがないので、その分、第１始動形態よりも始動時間は短くなる。そこでＰＴ制御ユニット１００は、第１始動形態よりも早いタイミング、具体的には最初の圧縮上死点第１ＴＤＣを越えた時点で燃焼が確認されたと判定し、ライン圧を第１油圧Ｐ１から第２油圧Ｐ２に切換える。こうすることにより、第２始動形態に適したライン圧の上昇を図ることができる。

次に第３始動形態は、一旦上記第１始動形態が試みられ、それが失敗した場合に採用される。具体的には、第１始動形態が失敗したことが確認されたとき、続けてスタータ３６を駆動させ、確実な始動を図る（スタータバックアップ）。第３始動形態により、始動の確実性はより向上する。また始動時間は第１始動形態や第２始動形態よりも長くなる。そこでＰＴ制御ユニット１００は、スタータ駆動を開始した時点からの最初の圧縮上死点第１ＴＤＣを越えた時点で燃焼が確認されたと判定し、ライン圧を第１油圧Ｐ１から第２油圧Ｐ２に切換える。こうすることにより、第３始動形態に適したライン圧の上昇を図ることができる。

なお上述したように、スタータ３６を駆動するにあたり、その電力は通常は第２バッテリ８０ｂから供給される。そして第２バッテリ８０ｂの充電状態が不充分な場合はパワーリレー８５がオンとされ、第１バッテリ８０ａからもスタータ３６に電力が供給される。しかしながら、第１バッテリ８０ａの充電状態も不充分であった場合、かなり稀なケースではあるがスタータ３６が適正に駆動せず、結果的にエンジン１が始動しない可能性がある。そのような場合、制御手段１００のエンジン停止処理部１１４は上述のエンスト処理を行う。エンスト処理が実行されると、通常運転中のエンストが起こったときと同様の状態となる。それによって運転者に、「バッテリ上がりによって始動できない一般的な状態である」と違和感なく認識させることができる。換言すれば、「バッテリ上がりの状態であるにもかかわらず、運転者がそれを認識せずに自動的に再始動されるものと思って待ち、待っても再始動されないので違和感や始動性不良感を抱く」という事態を回避することができる。

図１１は、図９に示すフローチャートの後半（再始動部分）である。エンジン１が停止した後、再始動制御が成立したら（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ＰＴ制御ユニット１００はピストン１３が適正範囲Ａ内に停止しているか否かを判定する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５でＹＥＳであれば第１始動形態が実行される。すなわちまず停止時圧縮行程気筒１２Ｃでの燃焼が行われる（ステップＳ３６）。次に、その燃焼による始動が不良であったか否かが判定される（ステップＳ３７）。具体的には、エンジンが狙い通り逆転しなかった場合に始動不良と判定される。この判定には、ピストン停止位置算出方法と同様の演算が適用される。すなわち図８（ｂ）に示すような逆転時のエッジ波形が検出されれば狙い通りにエンジンが逆転したと判定される。

ステップＳ３７でＮＯ、つまり狙い通りにエンジンが逆転したことが確認されると、続いて停止時膨張行程気筒１２Ａでの燃焼が行われる（ステップＳ４０）。その後停止時圧縮行程気筒１２Ｃや吸気行程気筒１２Ｄでの燃料噴射（図１０に示すＪ３、Ｊ４）を経て第２ＴＤＣを通過したことが確認されると（ステップＳ４１）、確実な燃焼が行われたと確認され、電動式オイルポンプ６２がフル駆動され、ライン圧が第２油圧Ｐ２に設定される。それと同時にこれを継続する期間を計測するためのタイマーＴｆｕｌがスタートされる（ステップＳ４５）。

その後は、エンジンの温間ロックを防止するために圧縮行程噴射での燃焼制御が行われ（ステップＳ４７）、エンジン回転速度Ｎｅ＞Ｎ６（＝５００ｒｐｍ）となった時点（ステップＳ４９でＹＥＳ）で吸気行程噴射に切替えられ、通常の燃焼制御に移行される（ステップＳ５０）。

そしてタイマーＴｆｕｌ＞０．５ｓとなった時点（ステップＳ５２でＹＥＳ）で電動式オイルポンプ６２が停止され（ステップＳ５３）、リターンされる。その後の自動変速機６０への油圧供給は機械式オイルポンプ６１によってなされる。また油圧機構６６のライン圧は通常運転時の設定とされる。

遡って、ステップＳ３５でＮＯと判定された場合にはステップＳ５５に移行して第２始動形態が実行される。またステップＳ３７でＹＥＳ（始動不良）の場合や、ステップＳ４０の後に第２ＴＤＣを通過する前にエンジン１が停止したり逆転したりした場合（ステップＳ４３でＹＥＳ）には、ステップＳ５７に移行して第３始動形態が実行される。

図１２は、第２始動形態（スタータアシスト制御）及び第３始動形態（スタータバックアップ制御）のサブルーチンである。まず第２始動形態から説明する。このサブルーチンがスタートすると、スタータ３６が駆動される（ステップＳ６１）とともに停止時膨張行程気筒１２Ａでの燃焼が行われる（ステップＳ６３）。そして第１ＴＤＣを通過したことが確認されると（ステップＳ６７でＹＥＳ）、燃焼が確認されたと判定され、電動式オイルポンプ６２がフル駆動され、ライン圧が第２油圧Ｐ２に設定される。それと同時にこれを継続する期間を計測するためのタイマーＴｆｕｌがスタートされる（ステップＳ７１）。

その後は、エンジンの温間ロックを防止するために圧縮行程噴射での燃焼制御が行われ（ステップＳ７３）、エンジン回転速度Ｎｅ＞Ｎ５（＝４００ｒｐｍ）となった時点（ステップＳ７５でＹＥＳ）でスタータ３６の駆動が停止される（ステップＳ７７）。なおステップＳ７７で、パワーリレー８５がオンとなっている場合にはこれをオフにする。その後はリターンされ、図１１のステップＳ４９に移行する。

ところで、ステップＳ６７でＹＥＳとなる前に、エンジン回転速度Ｎｅ（クランキング回転速度）≦Ｎ４（＝５０ｒｐｍ）であるか否かの判定が行われる（ステップＳ８１）。ステップＳ８１でＹＥＳと判定された場合、第２バッテリ８０ｂの充電状態が不充分であることを意味する。その場合にはパワーリレー８５がオンとされ（ステップＳ８３）、第１バッテリ８０ａからもスタータ３６に電力供給される。そして、それにもかかわらずエンジンが停止した場合（ステップＳ８５でＹＥＳ）、燃焼が未確認であり、第２油圧Ｐ２への切換えは行われない。そしてＰＴ制御ユニット１００は噴射・点火制御を停止し（ステップＳ８７）、スタータ駆動も停止し（ステップＳ８９）、さらに電動式オイルポンプ６２も停止させる（ステップＳ９１）。そしてエンスト処理を実行し（ステップＳ９３）、運転者にバッテリ上がり状態であることを報知する。

次に同図１２を参照して第３始動形態を説明する。このサブルーチンがスタートすると、スタータ３６が駆動され（ステップＳ６５）、その後はステップＳ６７に移行して第２始動形態と同様の制御が実行される。但しこの場合のステップＳ６７における第１ＴＤＣとは、ステップＳ６５でスタータ３６を駆動した時点からの最初の圧縮上死点である。

以上のように当実施形態によれば、ＡＴ制御部１０４（油圧制御手段）が、再始動の開始後、エンジンの燃焼が確認された時点でライン圧を第１油圧Ｐ１から第２油圧Ｐ２に切換えるので、各始動形態に適した第２油圧Ｐ２の維持期間とすることができる。結果的に第２油圧Ｐ２の維持期間が０．５ｓという短時間を実現することができ、電動式オイルポンプ６２やＡＴポンプドライバ６４の小容量化と信頼性確保とを両立させつつ、自動変速機６０への適正な油圧供給を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、第２油圧を維持する期間を０．５ｓとしたが、必ずしもこれに限定するものではない。

また第１、第２油圧は、第１油圧Ｐ１＜第２油圧Ｐ２の関係であればその大きさは問わないが、その差が大きいほど本発明の効果が顕著になる。

第１、第２油圧Ｐ１、Ｐ２に対応するＤｕｔｙ率は、必ずしも３０％、１００％でなくても良い。また図５に示す油圧（ライン圧）特性は、必ずしもこのような特性でなくても良く、例えばＤｕｔｙ率が大きいほどライン圧が低下するような特性であっても良い。その場合の第１、第２油圧Ｐ１、Ｐ２に対応するＤｕｔｙ率は、その油圧特性に応じて適宜設定すれば良い。

燃焼再始動は、必ずしも第１始動形態に限定するものではなく、例えば最初から停止時膨張行程気筒１２Ａでの燃焼を行わせるタイプの燃焼再始動であっても良い。但し第１始動形態の方が一旦停止時膨張行程気筒１２Ａの混合気を圧縮する分始動性に優れ、また第２始動形態との始動時間の差が大きくなるので本発明の効果をより顕著に奏することができる。

第３始動形態は必ずしも必要ではない。また必要に応じてさらなる別の始動形態を設けても良い。

上記実施形態では、バッテリ８０として第１バッテリ８０ａと第２バッテリ８０ｂとの２個を備える２バッテリシステムを採用しているが、１個のバッテリを備えるもの、或いは３個以上のバッテリを備えるものであっても良い。

本発明に係る一実施形態の車両用エンジンの概略構成図である。本発明に係る一実施形態の車両用エンジンの概略構成図である。上記エンジンを搭載する車両の電力供給システムの概略構成図である。上記実施形態における自動停止制御手段を中心とする制御ブロック図である。上記車両に搭載される自動変速機のライン圧を調圧するＤＵＴＹソレノイドバルブの調圧特性図である。上記エンジンの停止時圧縮行程気筒および停止時膨張行程気筒の各空気量とクランク角度の関係を示す説明図である。上記エンジンのピストン停止位置の検出制御動作を示すフローチャートである。上記エンジンの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。上記自動停止制御手段による自動停止制御を中心とするフローチャートの前半であって、エンジンが停止するまでの制御を示す。第１始動形態を行った場合のタイムチャートである。図９に示すフローチャートの後半部分である。図１１に示すフローチャートにおける、第２始動形態及び第３始動形態のサブルーチンである。

符号の説明

１エンジン
１２Ａ停止時膨張行程気筒（停止時に膨張行程にある気筒）
１２Ｃ停止時圧縮行程気筒（停止時に圧縮行程にある気筒）
３６スタータ
６０自動変速機
６１機械式オイルポンプ
６２電動式オイルポンプ
１００ＰＴ制御ユニット（自動停止制御手段）
１０４ＡＴ制御部（油圧制御手段）
Ａ適正範囲

Claims

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、停止後、所定の再始動条件が成立したときに、上記エンジンを自動的に再始動させる自動停止制御を行う自動停止制御手段と、
上記エンジンに外部から駆動力を付与して始動させるスタータと、
自動変速機と、
上記エンジンで駆動され、上記自動変速機に作動油圧を供給する機械式オイルポンプと、
上記機械式オイルポンプと併用または単独で用いられ、上記自動変速機に作動油圧を供給する電動式オイルポンプと、
上記自動停止中、上記電動式オイルポンプからの作動油圧を所定の第１油圧に制御するとともに、上記再始動条件が成立した後の所定期間は上記第１油圧よりも高い第２油圧に維持するように制御する油圧制御手段とを備え、
上記自動停止制御手段は、停止中のエンジンで燃焼を行わせてその燃焼エネルギーで再始動させる燃焼再始動と、上記スタータを用いるスタータ再始動とを使い分けるものであって、
上記油圧制御手段は、上記再始動の開始後、エンジンの燃焼が確認された時点で上記作動油圧を上記第１油圧から上記第２油圧に切換えることを特徴とする自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置。
上記燃焼再始動は第１始動形態を含むとともに、上記スタータ再始動は第２始動形態を含み、
上記第１始動形態は、自動停止中のエンジンのピストン停止位置が所定の適正範囲内にあるとき、停止時に圧縮行程にある気筒で燃焼を行わせて一旦逆転させた後、停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせるものであり、
上記第２始動形態は、自動停止中のエンジンのピストン停止位置が上記適正範囲内にないとき、上記逆転を行わせることなく停止時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせるとともに上記スタータを併用するものであることを特徴とする請求項１記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置。
上記スタータ再始動は第３始動形態を含み、
該第３始動形態は、一旦上記燃焼再始動を試みた結果それに失敗した場合に上記スタータを駆動させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置。
上記油圧制御手段は、上記第１始動形態において、再始動の開始後、全気筒を対象とした２番目の圧縮上死点を超えたことが検出された時点をもって、上記エンジンの燃焼が確認された時点とすることを特徴とする請求項２または３記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置。
上記油圧制御手段は、上記スタータ再始動において、スタータ駆動開始後の最初の燃焼後の、全気筒を対象とした最初の圧縮上死点を超えたことが検出された時点をもって、上記エンジンの燃焼が確認された時点とすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置。