JP4517995B2

JP4517995B2 - パワートレインのエンジン始動装置

Info

Publication number: JP4517995B2
Application number: JP2005289276A
Authority: JP
Inventors: 英生細谷; 貴則杉山; 雅之鐵野; 佳映中山; 淳一田賀
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007100550A

Description

本発明は、エンジンと、所定の変速を行いつつ上記エンジンの駆動力を伝達する自動変速機とを含むパワートレインに対し、このエンジンの自動停止条件が成立したときに、いったんエンジンを自動的に停止させるとともに、停止させたエンジンをその後自動的に始動させるパワートレインのエンジン始動装置に関するものである。

近年、自動車等における燃費低減およびＣＯ₂排出量の抑制等を図るため、停止時や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、その後に発進操作又は加速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。従って、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。この特許文献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。

上記特許文献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。そこで最近では、エンジンを自動停止させる際に、自動変速機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り換える）ことも研究されている。

しかしこの場合、エンジンの再始動要求があったときに、エンジンを再始動させるとともに自動変速機も速やかにニュートラル状態からドライブ状態に復帰させなければならない。その復帰遅れを抑制するために、例えば特許文献２では、エンジンの自動停止後、自動変速機のシフトポジションが非駆動ポジション（当明細書のニュートラル状態に相当）から駆動ポジション（当明細書のドライブ状態に相当）に変更されたときにエンジンを再始動させ、発進時に締結すべきクラッチへのオイル供給初期に、油圧を一時的に急速に増圧する急速増圧制御を行うようにしている。このようにすれば、上記クラッチの締結をある程度迅速化させることができる。
特開２００４−１２４７５４号公報特開平１１−３５１３７１号公報

しかしながら、上記特許文献２記載のエンジン始動装置では、上記油圧の急速増圧制御がエンジンの再始動後に初めて実行されるため、再始動要求のあったときからクラッチの締結が完了するまでの間にある程度のタイムラグが生じることが避けられなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、エンジンを自動停止させる際に自動変速機をドライブ状態からニュートラル状態に切り換えることによってエンジンの再始動性を向上させるとともに、エンジンの自動停止完了前に自動変速機をドライブ状態に復帰させることによって再始動後における車両の迅速な発進性又は加速性を確保することのできるパワートレイン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ものとして、本発明は、エンジンと、所定の変速を行いつつ上記エンジンの駆動力を伝達する自動変速機とを含むパワートレインに対し、上記エンジン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エンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記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上記エンジンを自動的に再始動させる停止再始動制御手段を備えたパワートレインのエンジン始動装置であって、上記自動変速機は、遊星ギヤ機構と、当該遊星ギヤ機構の第１回転要素とその入力軸とを断続可能とする油圧駆動式のクラッチ手段と、当該クラッチ手段の作動油の油温を検出する油温検出手段とを備えるとともに、上記停止再始動制御手段からの指令に基づいて当該クラッチ手段を解放又は締結することにより、上記エンジンの駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態と、当該駆動力の伝達が可能なドライブ状態との間で変位可能に構成されており、上記停止再始動制御手段は、遅くとも上記燃料の供給停止時点から上記自動変速機をニュートラル状態に変位させるとともに、上記燃料供給停止後の所定タイミングで上記クラッチ手段に締結指令を出力することにより、上記エンジンが自動停止動作期間中に初めて逆回転を開始する付近から当該エンジンが正転に復帰する付近までの特定期間内に上記自動変速機をドライブ状態に復帰させる制御を行い、上記停止再始動制御手段が上記クラッチ手段に締結指令を出力するタイミングは、上記油温検出手段によって検出された油温に基づいて決定され、上記クラッチ手段の作動油が低温状態にあるときは高温状態にあるときに比べて早い時期になるように設定されていることを特徴とするものである（請求項１）。

このパワートレインのエンジン始動装置によれば、エンジンを自動停止させる際に、遅くとも燃料の供給停止時点から上記自動変速機をニュートラル状態に変位させることにより、車輪側からエンジンに伝わる影響を実質的に遮断することができるため、エンジンが自動停止を完了した時点におけるピストンの停止位置を、エンジンの再始動に適した範囲内に精度よく収めることができ、エンジンの再始動性を向上させることができる。しかも、上記エンジンが自動停止動作期間中に初めて逆回転を開始する付近から当該エンジンが正転に復帰する付近までの特定期間内に上記自動変速機をドライブ状態に復帰させることにより、エンジン自動停止完了時のピストン位置にほとんど影響を与えることなくドライブ状態への復帰を行うことができる。このとき、上記自動変速機をドライブ状態に復帰させるための締結要素である油圧駆動式のクラッチ手段の作動油の温度が低いと、当該作動油の粘度が高くなって油路内の抵抗が増大するため、上記クラッチ手段に締結指令を出してから実際にその締結を完了させるまでに必要な時間が長くなってしまうが、本発明では、上記クラッチ手段の作動油（すなわち自動変速機の作動油）が低温状態にあるときは高温状態にあるときに比べて上記クラッチ手段への締結指令の出力タイミングを早めるようにしたため、上記作動油の温度が変動しても常に適正な時期に上記クラッチ手段の締結を完了させることができる。そして、上記のようにエンジン自動停止完了の前に確実に自動変速機をドライブ状態に復帰させておくことのできる本発明のエンジン始動装置によれば、その後エンジンの再始動条件が成立してエンジンが再始動したときに、当該エンジンの再始動と同時に車両を迅速に再発進又は再加速させることが可能である。

上記エンジンの自動停止条件が成立してから再始動条件が成立するまでの期間は、状況によっては極めて短時間になることがあり、そのような場合には、エンジンの自動停止動作期間中に上記エンジンの再始動条件が成立してしまうことがある。かかる場合でもエンジンを迅速かつ確実に再始動させるため、上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの自動停止動作期間中に上記再始動条件が成立すると、上記エンジンが自動停止動作期間中に一旦逆回転して再び正転に復帰する時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを再始動させる自然逆転復帰制御を行うことが好ましい（請求項２）。

このように、エンジンが一旦逆回転して再び正転に復帰する時に膨張行程にある気筒、すなわち、エンジンの逆回転によりピストンが上死点に近付くことによって圧縮空気（混合気）の密度がより増大した状態となっている膨張行程気筒内で燃焼を行わせることにより、高い燃焼圧を確保して確実にエンジンを再始動させることができるとともに、エンジンが完全に自動停止するのを待つことなく上記燃焼を行わせることにより、エンジンの迅速な再始動を図ることができる。

上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの自動停止条件が成立して燃料の供給を停止する前に、エンジンの回転速度を温間アイドル時の回転速度よりも高い回転速度に維持することが好ましい（請求項３）。

このように、燃料供給停止前のエンジンの回転速度を、温間アイドル時の回転速度よりも高い回転速度に維持することにより、燃料の供給を停止してからエンジンを完全に自動停止させるまでの期間を相対的に長くすることができるため、上記クラッチ手段に締結指令を出力してから実際に締結を完了させるまでに要する時間が自動変速機の作動油の温度が低いためにある程度長くなるような場合であっても、クラッチ手段を上記エンジンの自動停止完了直前の特定期間内に確実に締結させることが可能となる。

上記停止再始動制御手段は、上記油温検出手段の検出結果から判断して、上記燃料の供給停止後に上記クラッチ手段に締結指令を出力しても、上記エンジン停止動作期間中の特定期間内までに上記クラッチ手段の締結を完了させることが不可能と予想される場合には、上記燃料の供給停止の実行を中止することが好ましい（請求項４）。

これにより、クラッチ手段の締結完了時期（自動変速機のドライブ状態への復帰時期）が、上記エンジン停止動作期間中の特定期間内よりも遅くなる可能性が高いにもかかわらずエンジンを自動停止させてしまう事態を回避することができる。

以上説明したように、本発明のパワートレインのエンジン始動装置によれば、エンジンを自動停止させる際に自動変速機をドライブ状態からニュートラル状態に切り換えることによってエンジンの再始動性を向上させるとともに、エンジンの自動停止完了前に自動変速機をドライブ状態に復帰させることによって再始動後における車両の迅速な発進性又は加速性を確保することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２は本発明の一実施形態にかかる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９参照）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、図略のニードル弁およ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および排気ポート１８が開口し、これらのポート１７，１８に吸気弁１９および排気弁２０が装備されている。これら吸気弁１９および排気弁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からなる吸気流量調節手段が配設されている。このスロットル弁２３の上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ２５と、吸気圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ２６とが配設されている。

上記エンジン本体１には、図１に示すように、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、上記エンジン本体１には、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、エンジン本体１の冷却水温度を検出する水温センサ３３とが設けられている。そして、上記各センサ２５，２６，３０〜３３から出力される検出信号は、図９に示すように、それぞれＥＣＵ２に入力される。

上記ＥＣＵ２には、エンジン以外の各機器に設けられたセンサ類からも各種検出信号が入力されるようになっている。具体的に、ＥＣＵ２には、運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセルセンサ３４と、運転者がブレーキ操作を行ったことを検出するブレーキセンサ３５と、後述する自動変速機５０の油温を検出する油温センサ３７と、同じく自動変速機５０のタービン５５の回転速度を検出するタービン用回転センサ３６（詳細は後述する）と、車速を検出する車速センサ３８とから、それぞれ検出信号が入力されるようになっている。

再び図１に戻って、エンジン本体１には、タイミングベルト等によりクランク軸３に連結されたオルタネータ（発電機）２８が付設されている。このオルタネータ２８は、図示を省略したフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節可能に構成され、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。

上記のように構成されたエンジンは、図３に示すように、その出力軸であるクランク軸３を通じて自動変速機５０に接続されている。この自動変速機５０は、クランク軸３に連結されたトルクコンバータ５１と、このトルクコンバータ５１の出力軸であるタービンシャフト５９（本発明に係る入力軸に相当）に連結された多段変速機構５２とを備え、これらに含まれる複数の摩擦要素を断続させることにより、車輪側への駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態と、車輪側への駆動力の伝達が可能なドライブ状態との間で変位可能に構成されている。

上記トルクコンバータ５１は、クランク軸３に連結されたポンプカバー５３と、このポンプカバー５３に一体に形成されたポンプインペラ５４と、これに対向するように設置されたタービン（タービンライナ）５５と、その間でワンウェイクラッチ５６を介してケース５７に取付けられたステータ５８とを備えている。上記ポンプカバー５３内の空間には、作動流体としてのオイル（作動油。ＡＴＦともいう）が充満され、ポンプインペラ５４の駆動力がこのＡＴＦを介してタービン５５に伝達されるようになっている。そして、このタービン５５に連結された上記タービンシャフト５９を介して、当該タービン５５に伝達された駆動力が多段変速機構５２側に伝達されるようになっている。

上記ケース５７には、このタービン５５の回転速度を検出するタービン用回転センサ３６が、タービンシャフト５９と一体的に回転するフォワードクラッチ６７（本発明に係るクラッチ手段に相当。詳細は後述する）の外周面に対向した状態で設けられている。具体的にこのタービン用回転センサ３６は、先端部がフォワードクラッチ６７のドラムの外周面に対向して配置され、ドラム外周面に設けられたスプライン状の凹凸がドラムの回転によって変位することによって生じる誘導電圧の周期的変化を検知することにより、上記タービンシャフト５９の回転速度を通じてタービン５５の回転速度を検出するように構成されている。

上記ポンプインペラ５４には中空回転シャフト６０が連結され、このシャフト６０の後端部（エンジン本体１側と反対側の端部）にオイルポンプ６１が取付けられている。ケース５７内にはこのオイルポンプ６１とは別に電動オイルポンプ６２（図７参照）が設けられ、これらの各オイルポンプ６１，６２が後述する油圧制御機構６３に接続されている。そして、ＥＣＵ２により、これらのオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２との間で切り換え制御が行われるとともに油圧制御機構６３の油路（流体路）の切り換えやライン圧の設定等の制御が行われ、油圧制御（作動流体の圧力制御）により後述する摩擦要素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との切り換えのタイミングが設定されている。

上記トルクコンバータ５１には、更に上記ポンプカバー５３とタービン５５との間に介設され、該カバー５３を介してクランク軸３とタービン５５とを直結するロックアップクラッチ６４が設けられている。このロックアップクラッチ６４は、図７に示す油圧制御機構６３を介して上記オイルポンプ６１および電動オイルポンプ６２に接続されている。そして、この油圧制御機構６３に設けられた各種ソレノイドバルブが、車速に応じてＥＣＵ２（図９参照）から出力される信号に基づいてオン・オフ制御されることにより、油路が切り換えられてロックアップクラッチ６４が断続されるようになっている。

一方、上記多段変速機構５２は、第１および第２遊星ギヤ機構６５，６６と、この遊星ギヤ機構６５，６６を含む動力伝達経路を切り換える締結要素（クラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素６７〜７１およびワンウェイクラッチ７２）とを備え、シフトレンジ（Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ等）に応じ、これらの締結要素６７〜７２を断続して前進速、ニュートラル状態、後退速を切り換えるように構成されている。

なお、ここで言うＮレンジ、Ｄレンジ等とは、必ずしも変速レバーによるシフト操作位置を示すのではなく、各ソレノイドバルブが制御された実質的な変速機の状態を言う。例えば、変速レバーによるシフト操作位置がＤレンジポジションのままでも、各ソレノイドバルブの制御によって自動変速機５０がＮレンジ（ニュートラル）状態であれば、実質的なシフトレンジはＮレンジである。

上記第１および第２遊星ギヤ機構６５，６６は、それぞれ、サンギヤ６５ａ（本発明に係る第１回転要素に相当），サンギヤ６６ａと、これらのサンギヤ６５ａ，６６ａの周りに配置されこれらに噛合する複数個（例えば３個）の遊星ギヤ６５ｂ，６６ｂと、これらの遊星ギヤ６５ｂ，６６ｂを支持するキャリヤ６５ｃ，６６ｃと、遊星ギヤ６５ｂ，６６ｂの周りを取り囲むように配置されこれらの噛合するリングギヤ６５ｄ，６６ｄとを備えており、第１遊星ギヤ機構６５のリングギヤ６５ｄと第２遊星ギヤ機構６６のキャリヤ６６ｃとが連結されるとともに、第１遊星ギヤ機構６５のキャリヤ６５ｃと第２遊星ギヤ機構６６のリングギヤ６６ｄとが連結されることにより、各遊星ギヤ機構６５，６６が連動し得るようになっている。

上記多段変速機構５２の各摩擦要素は、上記タービンシャフト５９および第１遊星ギヤ機構６５のサンギヤ６５ａの間に介在するフォワードクラッチ６７と、タービンシャフト５９と第２遊星ギヤ機構６６のサンギヤ６６ａとの間に介在するリバースクラッチ６８と、タービンシャフト５９と第２遊星ギヤ機構６６のキャリヤ６６ｃとの間に介在する３−４クラッチ６９と、第２遊星ギヤ機構６６のサンギヤ６６ａを固定する２−４ブレーキ７０と、これらの遊星ギヤ機構６５，６６とケース５７との間に並列的に介在するローリバースブレーキ７１等とから構成されている。また、上記ワンウェイクラッチ７２は、キャリヤ６５ｃおよびリングギヤ６５ｄの一方向（クランク軸３の駆動方向）への回転のみを許容し（アンロック）、逆方向への回転は規制（ロック）するように構成されている。これら締結要素６７〜７２は断続可能に構成されており、それによって出力ギヤ７３に繋がる動力伝達経路が変更ないし断絶されるようになっている。

そして、この出力ギヤ７３が回転することにより、駆動力が車輪側、すなわち伝動ギヤ７４，７５，７６および差動機構７７を介して、左右の車軸７８，７９に伝達されるようになっている。車軸７８，７９は、図外の車輪（駆動輪）と一体回転するように構成されている。

これらの締結要素６７〜７２の断続状態と変速段との関係を図４に示す。この図４において、○印は各締結要素６７〜７２が締結またはロックされた状態を示し、無印はこれら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、Ｒレンジでは、リバースクラッチ６８とローリバースブレーキ７１が締結され、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）では、全ての締結要素６７〜７２が解放／アンロックされている。また、Ｄレンジ（ドライブレンジ）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が締結されるとともに、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。

図５は、Ｄレンジ第１速における自動変速機５０の駆動力伝達経路および各部の回転方向を示す模式図である。この図において、左手前側から見て左回転を正転方向、右回転を逆転方向とする。エンジンが通常の運転状態にあるとき、タービンシャフト５９は正転方向に回転する。また車両が前進状態にあるとき、伝動ギヤ７６は車軸７８，７９と一体となって正転方向に回転する。

図５に示すＤレンジ第１速のとき、タービンシャフト５９が正転方向に回転しつつ、その回転と駆動力がフォワードクラッチ６７を介してサンギヤ６５ａに伝達される。さらにそれが遊星ギヤ６５ｂに伝達され、この遊星ギヤ６５ｂは逆転方向に回転する。ここで、ワンウェイクラッチ７２がロックすることによってリングギヤ６５ｄの逆転方向の回転が規制されているので、遊星ギヤ６５ｂは、その支持軸（キャリヤ６５ｃ）を中心に逆転方向に回転しつつ、キャリヤ６５ｃと一体的にサンギヤ６５ａの周囲を正転方向に回転する。つまりキャリヤ６５ｃが正転方向に回転する。このキャリヤ６５ｃの正転方向の回転と駆動力が出力ギヤ７３および伝動ギヤ７４，７５，７６に伝達される。以下図３に示すように差動機構７７を介して車軸７８，７９へと伝達される。

一方、キャリヤ６５ｃは、リングギヤ６６ｄと連結されているので、リングギヤ６６ｄは正転方向に回転する。またキャリヤ６６ｃはリングギヤ６５ｄと連結されており、リングギヤ６５ｄがワンウェイクラッチ７２のロックによって停止しているので、キャリヤ６６ｃも停止する。したがって、遊星ギヤ６６ｂは正転方向に回転する。そして遊星ギヤ６６ｂに噛合するサンギヤ６６ａは逆転方向に回転する。

図６は、Ｄレンジ第２速における自動変速機５０の駆動力伝達経路および各部の回転方向を示す模式図である。回転方向の定義は図５に準ずる。

このＤレンジ第２速は、図４に示すように、フォワードクラッチ６７が締結しているＤレンジ第１速の状態から、さらに２−４ブレーキ７０を締結させたものである。上述したように、Ｄレンジ第１速ではサンギヤ６６ａが逆転方向に回転している。この状態から２−４ブレーキ７０を締結させると、サンギヤ６６ａが停止する。このため、遊星ギヤ６６ｂは、その支持軸（キャリヤ６６ｃ）を中心に正転方向に回転しつつ、キャリヤ６６ｃと一体的にサンギヤ６６ａの周囲を正転方向に回転する。つまり、上記第１速ではワンウェイクラッチ７２によって逆転方向の回転が規制されていたために停止していたキャリヤ６６ｃが、この第２速においては、２−４ブレーキ７０の締結に伴って正転方向に回転するようになるのである（ワンウェイクラッチ７２は、正転方向の回転に対してはアンロック）。

このとき、遊星ギヤ６５ｂは、第１速と同様、キャリヤ６５ｃを中心に逆転方向に回転しつつ、キャリヤ６５ｃと一体的にサンギヤ６５ａの周囲を正転方向に回転する。但し第１速と異なり、リングギヤ６５ｄが正転方向に回転しているので、キャリヤ６５ｃの回転速度は第１速の場合よりも相対的に速くなる。以下第１速と同様、キャリヤ６５ｃの正転方向の回転と駆動力が出力ギヤ７３および伝動ギヤ７４，７５，７６へと伝達される。

Ｄレンジ第３速、第４速における自動変速機５０の各部の作動についての説明は省略するが、摩擦要素６７〜７１を図４に示すような組み合わせで締結、開放を行うことにより、順次高速段（タービンシャフト５９の入力回転速度に対し伝動ギヤ７６の回転速度が相対的に大きくなる）となっている。

上記摩擦要素６７〜７１は、上記ロックアップクラッチ６４と同様に、油圧制御機構６３（図７参照）を介してオイルポンプ６１および電動オイルポンプ６２に接続されている。そして、この油圧制御機構に設けられた第１および第２シフトソレノイドバルブ８３，８４や第１〜第３デューティーソレノイドバルブ８５〜８７（詳細は後述する）がＥＣＵ２（図９参照）からの指令に基づいて駆動されることにより、油路・油圧等が切り換え・変更されて摩擦要素６７〜７１が断続されるようになっている。

具体的に、上記油圧制御機構６３は、図７に示すような油圧制御回路を含み、この油圧制御回路がオイルポンプ６１および電動オイルポンプ６２に接続されて当該ポンプ６１，６２から元圧が供給される。この油圧制御機構６３は、各ポンプ６１，６２から摩擦要素６７〜７１の油圧室（図示せず）に繋がるライン８１（油路）と、このライン８１におけるポンプ６１，６２の下流側近傍に配設されライン圧を調圧するレギュレータバルブ８２と、ポンプ６１，６２に連通するラインを切り換える各種バルブをＯＮ・ＯＦＦする第１，第２シフトソレノイドバルブ８３，８４（以下、単に「第１，２ＳＶ」という）と、ＥＣＵ２から出力されるｄｕｔｙ値に基づいて作動圧を調圧する第１〜第３デューティーソレノイドバルブ８５〜８７（以下、単に「第１〜第３ＤＳＶ」という）とが含まれている。なお、第１・第２ＳＶ８３，８４および第１〜第３ＤＳＶ８５〜８７は、三方弁として構成されている。また、ポンプ６１、６２とライン８１とを結ぶ油路上に、オイル供給源をオイルポンプ６１と電動オイルポンプ６２とに切換える切換弁９１が設けられている。

そして、シフトレバーの位置に応じて、或いは自動的に、上記各種バルブを作動させて摩擦要素６７〜７１を断続させることにより、自動変速機５０を複数段間で切り換える制御がＥＣＵ２において行われるように構成されている。図８は、各ソレノイドバルブ８３〜８７の各変速段ごとの作動状態の組み合わせを示している。この図８で、○印は、第１・第２ＳＶ８３，８４についてはＯＮ，第１〜第３ＤＳＶ８５〜８７についてはＯＦＦであって、いずれも、上流側のラインを下流側のラインに連通させて元圧をそのまま、あるいは作動圧となして下流側に供給する状態を示し、×印は、第１・第２ＳＶ８３，８４についてはＯＦＦ，第１〜第３ＤＳＶ８５〜８７についてはＯＮであって、いずれも、上流側のラインを遮断して、下流側のラインをドレンさせた状態を示す。

例えば、自動変速機５０をＮレンジからＤレンジ第１速に切り換える場合の油圧制御機構６３の作用について説明する。この場合は、図８に示すように、第３ＤＳＶ８７のみが作動して、上流側のライン圧を元圧として作動圧が生成され、この作動圧がライン８１ｂを介してロックアップコントロールバルブ８８に供給される。そして、この時点では、該ロックアップコントロールバルブ８８のスプールが右側に位置することにより、さらにフォワードクラッチライン８１ｃを介してフォワードクラッチ６７の油圧室にフォワードクラッチ圧（作動圧）として供給され、これにより該フォワードクラッチ６７が締結される。

このように、第３ＤＳＶ８７を作動させて作動圧を生成し、所定の油路を通じて当該作動圧をフォワードクラッチ６７に供給することによって当該フォワードクラッチ６７を締結させるため、第３ＤＳＶ８７を作動させるための制御信号がＥＣＵ２から出力されてから実際にフォワードクラッチ６７が締結されるまでには、ある程度の時間を要する。このフォワードクラッチ６７の締結に要する時間は、この油路内の作動油（すなわちＡＴＦ）温度によって変動する性質を有しおり、このようなＡＴＦ温度とフォワードクラッチ６７の締結時間との関係を図１８に示す。この図１８に示すように、フォワードクラッチ６７の締結に要する時間は、ＡＴＦ温度が高いときには短く、ＡＴＦ温度が低くなるほど長くなる。これは、ＡＴＦの温度が低いと、ＡＴＦの粘度が高くなって油路内の抵抗が増大し、作動圧の伝達に時間を要するようになるからである。

図９は、当実施形態のエンジン始動装置のブロック図である。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２５，２６，３０〜３８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およ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２５，２６，３０〜３８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。なお、当実施形態では、上記自動停止条件が複数設定されており、これらの全ての条件が満たされた時に自動的にエンジンを停止させるべく構成されている。一方、上記再始動条件も複数設定されており、その条件内容に応じて一ないし複数の条件が成立した場合にエンジンを自動的に再始動させるように構成されている。

次に、上記停止再始動制御手段２ａによるエンジンの自動停止、再始動時の動作について説明する。

まず、エンジンの自動停止制御について説明する。図１０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。なお、ここで言う圧縮行程気筒とは、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１０（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、本図において、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完全停止後に再始動させる際、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、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１０（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。本図において、横軸は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）、縦軸は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１０（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。

上記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、当実施形態では後述するように、スロットル弁２３の開度を制御することによって膨張行程気筒１２Ａおよび圧縮行程気筒１２Ｃの空気による圧縮反力を調整するとともに、オルタネータ２８の発電量を制御してエンジンの外部負荷を調整することにより、ピストン１３の停止位置を制御するようにしている。

図１１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）を示す。本図に示すエンジン回転速度特性１５０を参照して停止再始動制御手段２ａによるエンジン停止／再始動制御の概要を説明する。エンジン停止／再始動制御の概略動作は、まずアイドルストップ条件（エンジンの自動停止条件）成立時点Ｔ０の後、時点Ｔ２で燃料供給を停止（Ｆ／Ｃ）し、エンジン完全停止時点Ｔ１０における膨張行程気筒のピストン停止位置を上記適正範囲Ｒ（図１０（ｂ）参照）内に導く（自動停止制御）。そして、その後アクセルオン等の再始動要求があり、再始動条件が成立したとき（時点Ｔ１１）には、少なくとも膨張行程気筒で燃焼を行わせ、速やかかつ円滑にエンジンを再始動させる（完全停止後の再始動制御。エンジン回転速度特性１５６）。一方、時点Ｔ０から時点Ｔ９までの間に再始動要求があったときには、エンジンが完全停止するのを待つことなく、可及的速やかにエンジンを再始動させる（自然逆転復帰制御。エンジン回転速度特性１５５）。なお、これらの制御の詳細については後に詳述する。

図１２は、エンジンの自動停止制御の内容をさらに詳細に説明するため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）および各気筒１２Ａ〜１２Ｄにおける行程の推移をそれぞれ示す。なお、図１２ではエンジンの完全停止時（時点Ｔ１０）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。

時点Ｔ０でアイドルストップ条件が成立すると、停止再始動制御手段２ａは、自動変速機５０をＤレンジ（ドライブ状態）からＮレンジ（ニュートラル状態）に切り換えるべく、上記摩擦要素６７〜７１のうち少なくともフォワードクラッチ６７を解放させる指令を出力する。ここで、「少なくともフォワードクラッチ６７」としたのは、Ｄレンジ第１速からＮレンジに切り換えるときはフォワードクラッチ６７のみを解放すればよいが、例えばＤレンジ第２速からＮレンジに切り換える場合もあり、そのような場合には、フォワードクラッチ６７だけでなく２−４ブレーキ７０も解放する必要があるからである（図４参照）。そして、所定の時間差をおいてフォワードクラッチ６７の解放が完了し、時点Ｔ１で自動変速機５０が実質的にＮレンジに切り換わる。

また、停止再始動制御手段２ａは、上記フォワードクラッチ６７を解放させる制御と併せて、時点Ｔ０において燃料供給停止前の事前制御（Ｆ／Ｃ前制御）を行う。このＦ／Ｃ前制御では、スロットル開度Ｋを調節して、エンジン回転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎ１（例えばＮ１＝８６０ｒｐｍ）にするとともに、エンジン回転速度Ｎｅが上昇し過ぎないように点火時期のリタード（遅角）を行う。リタード量は、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１に収束するようにフィードバック制御される。この目標回転速度Ｎ１は、温間アイドル時のエンジン回転速度（例えば６４０ｒｐｍ）よりも大きい値に設定されている。このように比較的高い目標回転速度Ｎ１で燃料供給を停止することにより、燃料供給停止時点Ｔ２からエンジン完全停止時点Ｔ１０までの時間を相対的に長くすることができるため、上記のようにＮレンジに切り換えた自動変速機５０を適切なタイミング（詳細は後述する）でＤレンジに復帰させるのに必要な時間を充分に確保することができる。また、エンジン内の既燃ガスの掃気を充分に行うことができるという利点もある。

そして、所定時間が経過してエンジン回転速度Ｎｅが上記目標回転速度Ｎ１に収束し、ブースト圧Ｂｔが所定の目標値（たとえば−４００ないし―６００ｍｍＨｇ）に収束した時点Ｔ２で、Ｆ／Ｃ条件が成立したとされ、スロットル開度Ｋが例えば３０％程度に増大されるとともに燃料供給が停止（Ｆ／Ｃ）される。

上記のように時点Ｔ２で燃料供給が停止されると、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。

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Ｔ６におけるエンジンの回転慣性、つまりエンジン回転速度Ｎ６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Ｔ２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た後、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７９０ｒｐｍ程度）以下に低下したことが確認された時点Ｔ３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。

ところで、エンジンの回転速度Ｎｅが所定速度となった時点Ｔ２で燃料供給を停止し、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１３にハッチングで示すような所定の範囲内にあれば、上記ピストン１３の停止位置が上記適正範囲Ｒ（図１０（ｂ）参照）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を上記適正範囲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が上記所定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、駆動輪側からクランク軸３に作用する影響を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Ｔ２に先立ち、自動変速機５０を上記のようにドライブ状態（Ｄレンジ）からニュートラル状態（Ｎレンジ）に切り換えることにより、エンジン停止制御中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のである。こうすることによって、エンジン停止制御によ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ＣＯ_２排出量の削減が促進される。

同様に、エンジン停止制御によるピストン停止位置精度を高めるために、当実施形態ではさらに、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを調整することにより、クランク軸３の回転抵抗（エンジンの外部負荷）を調整するようにしている。具体的には、上記燃料供給停止時点Ｔ２で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを例えば０に設定し、エンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２以下に低下した時点Ｔ３で、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅを予め設定された初期値に上昇させる制御を実行した後、エンジンの上死点回転速度ｎｅが所定範囲内になった時点Ｔ５で、上記オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅをエンジン回転速度Ｎｅの低下状況に対応した値に低下させることによってエンジンの外部負荷を最適に調整し、それによってエンジンの回転速度Ｎｅを、目標とする低下パターン（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１３にハッチングに示した所定の範囲内に逐次入るような低下パターン）に沿って低下させるようにする。

上記停止再始動制御手段２ａは、上記燃料供給停止時点Ｔ２以降、エンジン回転速度Ｎｅの低下に伴い、上記各上死点回転速度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Ｎ６（例えばＮ６＝２６０ｒｐｍに設定される）より低くなった時点Ｔ６で、それが最後の圧縮上死点（最終ＴＤＣ。当実施形態では膨張行程気筒１２Ａにおける圧縮上死点）であると判定する。この時点Ｔ６以降は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄ内でピストン１３は移動（振動）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。

なお後述のフローチャートでは省略しているが、上記時点Ｔ６以降、図示のように再びスロットル開度Ｋを増大させても良い。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、ピストン１３を上記適正範囲Ｒ内に停止させ易くなる。また、時点Ｔ６以降は各気筒１２Ａ〜１２Ｄにおける行程の推移がないので、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。

上記ピストン１３の停止位置の検出は、クランク角センサ３０，３１の検出結果に基づいて行われる。図１４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、停止再始動制御手段２ａは、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１５（ａ）のようになるか、それとも図１５（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１５（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１５（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、上記ステップ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、エンジン停止後に上記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）。

一方、上記のような制御と並行して、停止再始動制御手段２ａは、時点Ｔ１以降ニュートラル状態（Ｎレンジ）となっている上記自動変速機５０を、ドライブ状態（Ｄレンジ）に復帰させるための制御を行う。当該制御の内容を図１２を参照しながら具体的に説明する。停止再始動制御手段２ａは、まず自動変速機５０のフォワードクラッチ６７に締結指令を出力すべき時のエンジン回転速度（Ｎ→Ｄ回転速度）Ｎ３をＡＴＦ温度に基づいて算出し、その算出された回転速度Ｎ３以下にエンジンの回転速度Ｎｅが低下したことが確認された時点Ｔ４で、上記フォワードクラッチ６７に締結指令を出力する。このＮ→Ｄ回転速度Ｎ３は、ＡＴＦ温度が低温であるときほど大きい値に設定される。すなわち、ＡＴＦ温度が低温であるためにフォワードクラッチ６７の締結に要する時間が長くなるときほど、上記フォワードクラッチ６７へ締結指令が出力されるタイミングが早まるようにする。その理由は、フォワードクラッチ６７の締結完了時期（つまり自動変速機５０のドライブ状態への復帰時期）Ｔ８を、ＡＴＦ温度に拠らず確実に、エンジンが自動停止動作期間中に初めて逆回転を開始する時点Ｔ７から当該エンジンが正転に復帰する時点Ｔ９の間の適正期間Ａ（図１１）内に収めるためである。このような期間にフォワードクラッチ６７の締結を完了させるようにすれば、エンジン自動停止制御において外乱を遮断することが特に望ましい領域（時点Ｔ６以前）において自動変速機５０をニュートラル状態に維持できるとともに、エンジンが完全停止する前に確実に自動変速機５０をドライブ状態に復帰させることができる。

次に、エンジンの再始動時の制御について説明する。このエンジン再始動時の制御には、上述したように、エンジンの完全停止を待ってからエンジンを再始動させる完全停止後の再始動制御と、エンジンの完全停止を待たずにエンジンを再始動させる自然逆転復帰制御の２種類がある。まず、このうちの完全停止後の再始動制御について説明する。

図１６および図１７は、エンジン再始動時のタイムチャートである。これらの図に示すように、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１６中の（１））が行われる。この燃焼（１）による燃焼圧（図１７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動作に伴って膨張行程気筒１２Ａ（第１気筒）のピストン１３が上死点方向に動き始める。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（当実施形態では２回）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がより上死点に近付くので圧縮空気（混合気）の密度が増大する（図１６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１６中の（２））、その燃焼圧（図１７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１６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１７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１６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１７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１６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１６中の（３））と、２番目の圧縮上死点（図１６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、エンジンの完全停止を待たずにエンジンを再始動させる自然逆転復帰制御について、図１１を参照しながら説明する。この自然逆転復帰制御は、エンジンの自動停止動作期間中に（当実施形態では時点Ｔ０〜Ｔ９の間に）再始動要求があった場合に迅速にこれに対応するための制御であり、エンジンが完全停止直前に逆転することを利用し、その逆転から正転に転じる勢い（慣性）を利用して迅速な再始動を行わせる制御である。すなわち、エンジンが完全停止直前に逆転している間（時点Ｔ７〜Ｔ９の間）は、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上昇して筒内空気が圧縮されており、時点Ｔ９においてエンジンが逆転から正転に転じる（つまり膨張行程気筒１２Ａにおいてピストン１３が降下し始める）ので、そのタイミングを捉え、燃料噴射弁１６から燃料を噴射し、点火プラグ１５で点火させるのである。こうして膨張行程気筒１２Ａで燃焼を行わせることにより、逆転から正転に転じる勢い（慣性）に燃焼圧力が加わり、ピストン１３が大きな力で勢い良く降下する。このようにすれば、エンジンの完全停止（時点Ｔ１０）を待ってから再始動させる場合に比べ、より迅速な再始動を行うことができる。

図１９は、上記停止再始動制御手段２ａによるエンジン停止／再始動制御に係る概略メインフローチャートである。この制御動作がスタートすると、通常制御の実行中に、各種センサ類から出力された検出信号に基づいてエンジンのアイドルストップ条件（自動停止条件）が成立したか否かを判定する（ステップＳ６）。具体的には、アクセルＯＦＦ、ブレーキＯＮ、車速１９ｋｍ／ｈ以下（停止状態を含む）、ステアリングの舵角が所定値以下、ウインカー非作動、バッテリー電圧所定値以上、エンジンルーム内（バッテリー付近）の温度１０℃以上、ＡＴＦ温度４０℃以上、等の条件が全て満たされたときにアイドルストップ条件が成立する。

上記ステップＳ６でＹＥＳと判定されると、ステップＳ７に移行し、上記したようなエンジン停止／再始動制御を実行する。すなわち、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（エンジン自動停止制御）、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、少なくとも膨張行程気筒１２Ａで燃焼を行わせて自動的に再始動させる制御である。そして、エンジン停止／再始動制御の実行後、ステップＳ８に移行して通常制御に戻る。遡って上記ステップＳ６でＮＯと判定されると、そのままリターンして通常制御を継続する。

ここで、上記アイドルストップ条件の中に、ＡＴＦ温度４０℃以上という条件を設けたのは、ＡＴＦ温度が４０℃よりも低いと、自動変速機５０のフォワードクラッチ６７の締結に要する時間が大幅に長くなることから（図１８参照）、エンジン停止／再始動に伴って自動変速機５０に対し行うべきシフト制御を適切に行えない可能性が高くなるためである。すなわち、エンジン停止／再始動制御中は、上述したように、自動変速機５０を一旦ドライブ状態からニュートラル状態に切り換えた後、再度ドライブ状態へ復帰させる制御を行う必要があるが、ＡＴＦ温度が低過ぎると、例えば燃料供給停止時点Ｔ２（図１２）の直後のような早い時期にフォワードクラッチ６７に締結指令を出力しても、そのフォワードクラッチ６７の締結を完了させるタイミングを、上記したようなエンジンの自動停止完了直前の適正期間Ａ（図１１）内に収めることができなくなる（すなわちドライブ状態への復帰時期が時点Ｔ９以降になる）可能性が高くなる。そこで、このような場合はエンジン自動停止制御を行わない（燃料の供給停止を行わない）ことにより、自動変速機５０を適正時期にドライブ状態へ復帰させることができない可能性が高いにもかかわらずエンジンを自動停止させてしまう事態を回避するようにしている。

図２０〜２２は、図１９のステップＳ７におけるエンジン停止／再始動制御を示すサブルーチンである。なお、以下の説明で時点Ｔ０や時点Ｔ１等という場合の時点は、図１１および図１２に示す各時点に対応するものである。

なお説明を簡潔にするため、アイドルストップ条件成立時、自動変速機５０は第１速状態にあるものとする。すなわち図４に示したように、摩擦要素６７〜７１のうちフォワードクラッチ６７のみが締結している状態である。

このサブルーチンが開始すると、つまりアイドルストップ条件が成立すると（時点Ｔ０）、停止再始動制御手段２ａは、まず自動変速機５０にフォワードクラッチ解放指令を出力する。そして、所定時間経過後に当該フォワードクラッチ６７の解放が完了すると（時点Ｔ１）、自動変速機５０がニュートラル状態となり、この時点Ｔ１以降、駆動輪側からエンジンへの外乱が遮断される。従って、それ以後は安定したエンジンの自動停止制御を行うことができる。

次に、ステップＳ１３で再始動要求の有無を判定する。具体的には、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）が成立した場合に再始動要求ありと判定する。

上記ステップＳ１３でＮＯの場合、Ｆ／Ｃ前制御（燃料停止前制御）に移行する（ステップＳ１５）。このＦ／Ｃ前制御では、燃料の供給を停止する前の事前制御として、エンジン回転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎ１（例えばＮ１＝８６０ｒｐｍ）に設定する。そしてスロットル開度Ｋを調節して、ブースト圧Ｂｔを所定の目標値（たとえば−４００ないし―６００ｍｍＨｇ）となるように導く。さらにこれらと併行して、エンジン回転速度Ｎｅが上昇し過ぎないように点火時期のリタード（遅角）を行う。リタード量は、エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１に収束するようにフィードバック制御される。

上記エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１に収束し、上記ブースト圧Ｂｔが上記目標値に収束したとき、Ｆ／Ｃ条件（燃料供給停止の実行条件）が成立したと判定される（ステップＳ１７でＹＥＳ）。このＦ／Ｃ条件が成立すると（時点Ｔ２）、スロットル開度Ｋが例えば３０％程度に増大される（ステップＳ１９）とともに、燃料供給が停止される（ステップＳ２１）。

次に、ステップＳ２３で上記ステップＳ１３と同様に再始動要求があるか否かが判定される。ここでＹＥＳの場合、自然逆転復帰フラグＦ１（そのデフォルト値は０）に「１」が入力される（ステップＳ２５）。この自然逆転復帰フラグＦ１に「１」が入力されると、後のエンジン再始動時に、一部の例外を除いて自然逆転復帰制御、すなわちエンジンの完全停止を待たずにエンジンを再始動させる制御が行われる。

上記ステップＳ２３またはステップＳ２５の次に、エンジン回転速度Ｎｅが基準速度Ｎ２（例えばＮ２＝７９０ｒｐｍ）以下となったか否かを判定する（ステップＳ２７）。そしてこのステップＳ２７でＹＥＳと判定された時点Ｔ３でスロットル弁２３を閉止してその開度Ｋを低減する（ステップＳ２９）。この結果、上記ステップＳ１９でスロットル開度Ｋを増大させることにより大気圧に近づいたブースト圧Ｂｔが、上記スロットル開度低減操作に応じて所定の時間差をもって低下し始めることになる。

次に、上記のように時点Ｔ１以降ニュートラル状態に切り換わっていた自動変速機５０を、再びドライブ状態に復帰させるための制御を行う。まず、その事前制御として、フォワードクラッチ６７へ締結指令を出力するタイミングを調整設定する。具体的には、まず上記油温センサ３７によって検出されたＡＴＦ温度に基づいて、フォワードクラッチ６７に締結指令を出力すべき時のエンジン回転速度であるＮ→Ｄ回転速度Ｎ３を決定する（ステップＳ３１）。このＮ→Ｄ回転速度Ｎ３は、上述のように、フォワードクラッチ６７の締結完了時期（つまり自動変速機５０のドライブ状態への復帰時期）をＡＴＦ温度に拠らず確実に適正期間Ａ（時点Ｔ７〜Ｔ９の間）内に収めることができるように、ＡＴＦ温度が低温のときほど大きい値に設定される。そして、エンジン回転速度ＮｅがこのＮ→Ｄ回転速度Ｎ３以下となったか否かを判定する（ステップＳ３３）。このステップＳ３３でＹＥＳと判定されると、フォワードクラッチ６７に締結指令が出力され（ステップＳ３５）、所定時間が経過した時点Ｔ８でフォワードクラッチ６７の締結が完了し、自動変速機５０がドライブ状態に復帰する。

そして、上記ステップＳ３５の後、所定回転速度Ｎ４＞エンジン回転速度Ｎｅ＞所定回転速度Ｎ５であるか否かを判定する（ステップＳ３７，Ｓ３９）。例えば所定回転速度Ｎ４＝６５０ｒｐｍ、所定回転速度Ｎ５＝４００ｒｐｍに設定される。上記のようにＮ４＞Ｎｅ＞Ｎ５である（ステップＳ３７でＹＥＳかつステップＳ３９でＮＯ）と判定されると（時点Ｔ５）、停止再始動制御手段２ａはオルタネータ制御を実行する（ステップＳ４１）。

ここで言うオルタネータ制御は、オルタネータ２８の目標発電電流Ｇｅの初期値（図１２の時点Ｔ３〜Ｔ５間における目標発電電流Ｇｅ）を、エンジン回転速度Ｎｅの低下状況に対応した値に低下させるものである。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが目標とする低下パターンに沿って低下するようにエンジンの外部負荷を調整し、ピストン１３を確実に上記適正範囲Ｒ（図１０（ｂ）参照）内に停止させるようにする。なお、このフローチャートでは、時点Ｔ５以前のオルタネータ２８の制御については省略している。

そして、上記ステップＳ３９でＹＥＳ、つまりエンジン回転速度Ｎｅ＜所定回転速度Ｎ５となるとオルタネータ制御が終了し、ステップＳ４３で自然逆転復帰タイミングより前であるか否かの判定がなされる。自然逆転復帰タイミングとは、上述の自然逆転復帰の可否を判定するタイミングであり、このタイミングよりも前であれば上記自然逆転復帰制御を実行するというものである。当実施形態では、この自然逆転復帰タイミングを、エンジンが正転から逆転に転じる時点、すなわち図１１・１２における時点Ｔ９としている。

上記ステップＳ４３でＹＥＳ、すなわち自然逆転復帰タイミングより前の場合は、上記ステップＳ２３に戻り、ステップＳ２３からステップＳ４３の処理を繰り返す。同様に、上記ステップＳ３７でＮＯの場合、および上記ステップＳ３９でＮＯの場合（オルタネータ制御実行中）も同様にステップＳ２３に戻って各処理を繰り返す。その間に再始動要求があった場合、上記ステップＳ２５において自然逆転復帰フラグＦ１に「１」が入力される。

上記ステップＳ４３でＮＯと判定されたとき、すなわち自然逆転復帰タイミングＴ９となったときには、ステップＳ５１において、自然逆転復帰フラグＦ１の判定がなされる。自然逆転復帰フラグＦ１≠１の場合（ステップＳ５１でＮＯ）、この時点で未だ再始動要求がないので、自然逆転復帰を行わない。

そしてステップＳ５３でフォワードクラッチ６７の締結が完了しているか否かの判定が行われる。具体的には、自動変速機５０におけるタービンシャフト５９の回転速度が、車速と変速段に対応した値となっている場合にフォワードクラッチ６７の締結が完了したと判定する。タービン回転速度は、車速に比例し、その比例定数はタイヤ半径や自動変速機５０のギヤ比等から一義的に決まる。従って停止再始動制御手段２ａは、タービン回転速度が車速に対応する値になったことを以ってフォワードクラッチ６７の締結が完了したと判定することができる。なお、このような判定が困難である場合には、他の方法、例えばフォワードクラッチ締結指令が発せられてから所定期間が経過したことを以ってフォワードクラッチ６７が完全締結したと判定しても良い。

このフォワードクラッチ６７の完全締結判定方法は、後述する他のステップ（ステップＳ７３，Ｓ８５，Ｓ８７）にも共通するものである。

上記ステップＳ５３での判定で、フォワードクラッチ６７の締結が完了（ＹＥＳ）していることが確認されると、停止再始動制御手段２ａは、ステップＳ５５で、エンジンが完全に停止（ＹＥＳ）したことを確認する。そして、再始動要求があるまで待機し、再始動要求のあった時点（ステップＳ５７でＹＥＳ）で、完全停止後の再始動制御を実行する。

上記の流れでは、エンジンが完全に停止するまでは再始動要求がなく、完全停止後の再始動要求に基づいてエンジンを再始動させているが、次に、エンジンが完全に停止する前に再始動要求のあった場合の制御について説明する。

まず、上記ステップＳ１３において再始動要求ありと判定された場合について説明する。これは、アイドルストップ条件が成立してフォワードクラッチ６７に締結指令が出されてから、燃料供給が停止（Ｆ／Ｃ）されるまで（図１１に示す区間１６１）に再始動要求があった場合に相当する。この場合、フォワードクラッチ６７の解放を開始させたばかりなので、ただちにこれを中止し、通常制御に戻すようにする。すなわち、停止再始動制御手段２ａは、フォワードクラッチ６７に締結指令を出力し（ステップＳ７１）、そのフォワードクラッチ６７の締結を待って（ステップＳ７３でＹＥＳ）、エンジン停止／再始動制御を終了し（ステップＳ７５）、リターンする。すなわち通常制御に移行する。

次に、上記ステップＳ２３において再始動要求ありと判定された場合について説明する。これは、燃料供給が停止（Ｆ／Ｃ）された時点から自然逆転復帰タイミングＴ９まで（図１１に示す区間１６２）に再始動要求があった場合に相当する。この場合、直ちに再始動動作に移行せず、少なくとも上記自然逆転復帰タイミングＴ９まで待機する。このとき、自然逆転復帰フラグＦ１＝１となっているので、上記ステップＳ５１でＹＥＳと判断されてステップＳ８５に移行し、フォワードクラッチ６７の締結が完了したか否かが判定される。ここで、停止再始動制御手段２ａが、上述したようにフォワードクラッチ６７の締結完了時期が適正期間Ａ（時点Ｔ７〜Ｔ９の間）内に収まるようなタイミングでフォワードクラッチ６７に締結指令を出力していることから（ステップＳ３５）、ほとんどの場合、このステップＳ８５ではＹＥＳと判定される。

このようにステップＳ８５でＹＥＳと判定されると、停止再始動制御手段２ａは自然逆転復帰制御を実行する（ステップＳ９５）。

この自然逆転復帰制御は、上述したように、時点Ｔ９においてエンジンが逆転から正転に転じる勢い（慣性）を利用して迅速な再始動を行わせる制御であるが、バラツキその他の要因により、この時点Ｔ９においてフォワードクラッチ６７の締結が完了していない（ステップＳ８５でＮＯ）場合が想定される。そのような場合は無理に自然逆転復帰させず、フォワードクラッチ６７の締結完了およびエンジンの完全停止を待って（ステップＳ８７およびステップＳ８９でＹＥＳ）、完全停止後の再始動制御を実行する（ステップＳ５９）。こうすることにより、フォワードクラッチ６７の締結が不完全な状態で発進して運転者に違和感を与えたり、フォワードクラッチ６７にダメージを与えたりすることを効果的に防止することができる。

以上説明したように、本実施形態のエンジン始動装置によれば、エンジンを自動停止させる際に、燃料の供給停止（Ｆ／Ｃ）実行より前の時点Ｔ１から自動変速機５０をニュートラル状態に変位させることにより、車輪側からエンジンに伝わる影響を実質的に遮断することができるため、エンジンが自動停止を完了した時点におけるピストン１３の停止位置を、エンジンの再始動に適した範囲内に精度よく収めることができ、エンジンの再始動性を向上させることができる。しかも、エンジンが自動停止動作期間中に初めて逆回転を開始する時点Ｔ７から当該エンジンが正転に復帰する時点Ｔ９の間の適正期間Ａ内に自動変速機５０をドライブ状態に復帰させることにより、エンジン自動停止完了時のピストン１３の位置にほとんど影響を与えることなくドライブ状態への復帰を行うことができる。このとき、自動変速機５０をドライブ状態に復帰させるための締結要素であるフォワードクラッチ６７の作動油（すなわちＡＴＦ）の温度が低いと、当該ＡＴＦの粘度が高くなって油路内の抵抗が増大するため、フォワードクラッチ６７に締結指令を出してから実際にその締結を完了させるまでに必要な時間が長くなってしまうが、本実施形態では、ＡＴＦが低温状態にあるときは高温状態にあるときに比べてフォワードクラッチ６７への締結指令の出力タイミングを早めるようにしたため、ＡＴＦの温度が変動しても常に適正な時期に上記フォワードクラッチ６７の締結を完了させることができる。そして、上記のようにエンジンの自動停止完了前の適正期間Ａ内に確実に自動変速機５０をドライブ状態に復帰させておくことのできる本発明のエンジン始動装置によれば、その後エンジンの再始動条件が成立してエンジンが再始動したときに、当該エンジンの再始動と同時に車両を迅速に再発進又は再加速させることが可能である。

なお、以上説明したエンジンの始動装置は、本発明に係る始動装置が適用される装置の一実施形態であって、装置の具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、変形例を以下に説明する。

（１）上記実施形態における完全停止後の再始動制御では、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。

（２）上記実施形態では、エンジンを再始動させる際、少なくとも再始動条件が成立してから膨張行程気筒１２Ａや圧縮行程気筒１２Ｃに燃料を供給しているが、再始動条件が成立する前に予め燃料を供給しておいても良い。例えばエンジン自動停止動作中の、停止直前の吸気行程で燃料を噴射しておいても良い。こうすると再始動時までに気化霧化が促進される。再始動時時にはその混合気中で点火プラグ１５に点火させるだけで迅速且つ良好な燃焼を行わせることができる。

（３）上記実施形態では自動変速機５０として４段変速式の自動変速機を挙げたが、３段あるいは５段以上の自動変速機であっても良い。また遊星ギヤ機構の入力要素、固定要素、出力要素の組合せについても上記実施形態に限定するものではない。

（４）上記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自動変速機の一例を示す概略図である。同自動変速機における摩擦要素の作動状態と変速段との関係例を示す関係図である。同自動変速機のＤレンジ第１速における駆動力伝達経路および各部の回転方向を示す模式図である。同自動変速機のＤレンジ第２速における駆動力伝達経路および各部の回転方向を示す模式図である。同自動変速機の油圧制御回路の一例を示す概略図である。同自動変速機におけるソレノイドバルブの作動状態と変速段との関係例を示す関係図である。本発明に係る始動装置におけるブロック図である。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り、（ａ）は圧縮行程気筒および膨張行程気筒のピストンの位置関係を示す図、（ｂ）はピストン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。エンジン自動停止時におけるエンジン回転速度の変化状態を示すタイムチャートである。エンジン自動停止時におけるエンジン回転速度の変化状態、スロットル開度および目標発電電流等の変化状態を示すタイムチャートである。エンジン自動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の変化状態等を示すタイムチャートである。ＡＴＦ温度とクラッチ締結時間との関係を示す図である。停止再始動制御手段によるエンジン停止／再始動制御を含む概略メインフローチャートである。図１９に示すフローチャートにおけるエンジン停止／再始動制御を示すサブルーチンの前段である。図２０に示すサブルーチンの中段である。図２０に示すサブルーチンの後段である。

符号の説明

１エンジン本体
２ａ停止再始動制御手段
３７油温センサ（油温検出手段）
５０自動変速機
５９タービンシャフト（遊星ギヤ機構に対する入力軸）
６５遊星ギヤ機構
６５ａサンギヤ（第１回転要素）
６７フォワードクラッチ（クラッチ手段）
Ｄドライブ状態
Ｎニュートラル状態
Ａ適正期間（エンジン停止動作期間中の特定期間）

Claims

エンジンと、所定の変速を行いつつ上記エンジンの駆動力を伝達する自動変速機とを含むパワートレインに対し、上記エンジン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エンジン自動停止制御を行うとともに、自動停止状態にある上記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上記エンジンを自動的に再始動させる停止再始動制御手段を備えたパワートレインのエンジン始動装置であって、
上記自動変速機は、遊星ギヤ機構と、当該遊星ギヤ機構の第１回転要素とその入力軸とを断続可能とする油圧駆動式のクラッチ手段と、当該クラッチ手段の作動油の油温を検出する油温検出手段とを備えるとともに、上記停止再始動制御手段からの指令に基づいて当該クラッチ手段を解放又は締結することにより、上記エンジンの駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態と、当該駆動力の伝達が可能なドライブ状態との間で変位可能に構成されており、
上記停止再始動制御手段は、遅くとも上記燃料の供給停止時点までに上記自動変速機をニュートラル状態に変位させるとともに、上記燃料供給停止後の所定タイミングで上記クラッチ手段に締結指令を出力することにより、上記エンジンが自動停止動作期間中に初めて逆回転を開始する付近から当該エンジンが正転に復帰する付近までの特定期間内に上記自動変速機をドライブ状態に復帰させる制御を行い、
上記停止再始動制御手段が上記クラッチ手段に締結指令を出力するタイミングは、上記油温検出手段によって検出された油温に基づいて決定され、上記クラッチ手段の作動油が低温状態にあるときは高温状態にあるときに比べて早い時期になるように設定されていることを特徴とするパワートレインのエンジン始動装置。
請求項１記載のパワートレイン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、上記エンジンの自動停止動作期間中に上記再始動条件が成立すると、上記エンジンが自動停止動作期間中に一旦逆回転して再び正転に復帰する時に膨張行程にある気筒で燃焼を行わせてエンジンを再始動させる自然逆転復帰制御を行うことを特徴とするパワートレインのエンジン始動装置。
請求項１又は２記載のパワートレイン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、上記エンジンの自動停止条件が成立して燃料の供給を停止する前に、エンジンの回転速度を温間アイドル時の回転速度よりも高い回転速度に維持することを特徴とするパワートレインのエンジン始動装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のパワートレイン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、上記油温検出手段の検出結果から判断して、上記燃料の供給停止後に上記クラッチ手段に締結指令を出力しても、上記エンジン停止動作期間中の特定期間内までに上記クラッチ手段の締結を完了させることが不可能と予想される場合には、上記燃料の供給停止の実行を中止することを特徴とするパワートレインのエンジン始動装置。