JP4692195B2 - パワートレインのエンジン始動装置 - Google Patents

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、燃費低減およびＣＯ_２排出量の抑制等を図るため、アイドル時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。そこでエンジンを自動停止させる際、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替える）ことも研究されている。

しかしこの場合、エンジンの停止動作中の、自動変速機がニュートラル状態にあるときにアクセルオン等の再始動要求があると、エンジンを速やかに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切替えなければならない。その切替え遅れを抑制するために、例えば特許文献２には、エンジン自動停止時に変速装置をプリチャージ状態とするものが開示されている。プリチャージ状態とは、クラッチは解放されているものの、クラッチ油圧は僅かに供給されており、締結直前の状態が維持されている状態である。こうすることにより、アクセルオン等の再始動要求があった場合には速やかにクラッチを締結することができ、迅速な発進性あるいは再加速性を確保することができる。
特開２００４−１２４７５４号公報 特開平１１−３５１３７１号公報

しかしながら、自動変速機のニュートラル状態を、クラッチのプリチャージによってなす制御（以下プリチャージ制御という）は、高精度のクラッチ締結制御を必要とする。クラッチをプリチャージ状態に維持することは、言わばクラッチを断続の境界点でバランスさせておくことである。実際には油圧その他のバラツキ要因があるため、そのような微妙な点でクラッチを維持することは容易ではない。また、クラッチが理想的なプリチャージ状態から締結側にずれた場合には、滑りを伴う微締結状態となるので、ある程度の発熱を伴い、クラッチにダメージを与える虞もある。このように高精度が要求され、クラッチの信頼性にもかかわるプリチャージ制御は困難であり、実現可能であるとしても膨大な開発期間を要することが避けられない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、比較的簡単でクラッチの信頼性にかかわる懸念も殆どない制御でありながら、エンジンを自動停止させる際、自動変速機をドライブ状態からニュートラル状態に切替えて安定したエンジン停止制御を実現し、しかも自動変速機がニュートラル状態にあるときにアクセルオン等の再始動要求があっても、可及的速やかにドライブ状態に切替えることが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請求項１に係る発明は、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、変速機ケース又はこれと一体化された固設部材と、少なくとも第１回転要素と第２回転要素とを含む遊星ギヤ機構と、上記遊星ギヤ機構に対する入力軸および出力軸と、上記第１回転要素と上記入力軸とを断続可能とするクラッチ手段と、上記第２回転要素と上記固設部材とを断続可能とするブレーキ手段とを備え、且つ上記クラッチ手段を解放状態とするとともに上記ブレーキ手段を締結状態とする特定モードを有し、上記クラッチ手段は、少なくとも上記自動停止条件が成立する場合において、締結時には上記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なり、解放時には上記駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態となるように構成され、上記特定モードは、上記出力軸が固定された状態で当該特定モードが選択されたとき、上記第１回転要素が上記固設部材に締結された状態となるものであり、上記停止再始動制御手段は、上記エンジン自動停止制御の実行時、上記燃料供給の停止より前に上記自動変速機の上記特定モードへの移行を開始させ、少なくともその移行が完了した後の所定時期に上記クラッチ手段の締結が完了するように該クラッチ手段を締結させる特定クラッチ締結制御を行うことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、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、上記エンジン自動停止制御における燃料供給停止後のエンジン停止動作期間中に上記特定クラッチ締結制御を開始することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２記載のパワートレインのエンジン始動装置において、上記特定クラッチ締結制御の開始時期は、上記クラッチ手段の実質的な締結開始時期が、上記エンジン停止動作期間中における停止直前の最後の圧縮上死点（以下最終ＴＤＣという）通過時期以降となるような所定時期に設定されることを特徴とする。

ここでクラッチ手段の実質的な締結開始時期とは、クラッチ手段において実際に伝達トルクが発生する時期をいう。通常、停止再始動制御手段がクラッチ手段の締結指令を発してから実質的な締結開始時期に至るまでは若干の時間差がある。本発明は、クラッチ手段の締結指令を発する時期をも最終ＴＤＣ通過時期以降とする趣旨ではなく、クラッチ手段の締結指令を最終ＴＤＣ通過時期以前に発し、最終ＴＤＣ通過時期以降に実質的な締結が開始するものも含む。

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、上記特定クラッチ締結制御による上記クラッチ手段の締結完了時期が、上記エンジン停止動作期間中におけるエンジン回転速度が初めて０ｒｐｍとなるとき以降となるような所定時期に上記特定クラッチ締結制御を開始することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか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、上記エンジンの再始動条件が成立し、上記特定モードを解除する際、上記特定クラッチ締結制御による上記クラッチ手段の締結完了後に上記ブレーキ手段の解放を行うことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか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、上記特定モードへの移行に際し、上記燃料供給の停止より前に上記ブレーキ手段の締結を開始させることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか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、上記パワートレインは車両に搭載され、上記自動変速機は、少なくとも第１速段、第２速段および第３速段を有する多段変速機であるとともに、通常走行状態において上記第２速段のときに上記ブレーキ手段が締結されるように構成され、且つ上記車両の通常走行状態における減速時には、所定の車速で上記第３速段から上記第１速段への飛び越し変速が行われるように構成され、上記停止再始動制御手段は、上記自動変速機が上記第３速段にあり、且つ上記車両が所定車速以下で通常の減速走行を行っているときに上記エンジンの自動停止条件が成立、ないしは成立が予測される状態となったら、上記自動変速機に上記第３速段から上記第２速段への変速を行わせ、上記エンジンの自動停止条件成立後に上記特定モードへの移行を行わせ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、比較的簡単でクラッチの信頼性にかかわる懸念も殆どない制御でありながら、エンジンを自動停止させる際、自動変速機をドライブ状態からニュートラル状態に切替えて安定したエンジン停止制御を実現し、しかも自動変速機がニュートラル状態にあるときにアクセルオン等の再始動要求があっても、可及的速やかにドライブ状態に切替えることができる。

本発明の構成によれば、停止再始動制御手段は、上記エンジン自動停止制御の実行時、上記燃料供給の停止より前に上記自動変速機の上記特定モードへの移行を開始させる。この特定モードでは、クラッチ手段が解放状態とされるので自動変速機はニュートラル状態となる。そのニュートラル状態でエンジンの自動停止制御が実行されるので、駆動輪側からエンジンへの外乱が抑制され、安定した自動停止制御を行うことができる。しかもこの特定モードへの移行は、燃料供給の停止より前に開始される。このようにすると、少なくともクラッチ手段の解放に要する時間だけ燃料供給の停止より前に特定モードに移行し、クラッチ手段の解放指令を発することにより、燃料供給が停止されたときには既に自動変速機がニュートラル状態となっているようにすることができる。従って、より安定性の高い自動停止制御を行うことができる。

また、ニュートラル状態においてクラッチ手段をプリチャージしておく必要がないので、クラッチの信頼性にかかわる懸念も殆どない。すなわち、クラッチの信頼性確保のための複雑な機構が不要であり、比較的簡単な構造とすることができる。またクラッチの信頼性確保のための実験確認等も不要となるので、開発期間の短縮にも貢献することができる。

クラッチ手段を締結する特定クラッチ締結制御は、自動変速機が特定モードであるときに行われる。特定モードでは、出力軸が固定された状態のとき（車両停止時）、第１回転要素が固設部材に締結された状態となる。つまり固定要素となる。従ってクラッチ手段は、この固定要素となった第１回転要素と入力軸（例えばタービンシャフト）とを締結し、入力軸の回転を停止させるものとなる。換言すれば、クラッチ手段は、入力軸およびその一体回転物（以下まとめて入力軸系という）の回転エネルギーを吸収（締結に伴う摩擦熱という形で熱エネルギーに変換すること）する。

ところで従来の一般的な機構では、自動変速機がニュートラル状態にあるとき、入力軸のみならず遊星ギヤ機構の各要素も何らかの回転（いわゆる連れ回り）をしている。これは、たとえ各クラッチ等が解放状態にあっても、僅かに駆動力を伝達する、いわゆるクラッチ等の引きずり現象が発生することに起因する。クラッチ等の解放時のクラッチ板間隔（クリアランス）を充分大きくとれば、引きずり現象を大幅に抑制することができるがクラッチの締結に要する時間が長くなってしまう。速やかなクラッチの締結を行わせるにはクリアランスをある程度小さく設定する必要があるので、クラッチ等の引きずり現象が避け難く、ある程度の連れ回りは許容せざるを得ない。

従来の一般的な機構におけるＮ→Ｄ切替えは、この連れ回りが起きている状態でクラッチ手段を締結させる。したがって、クラッチ手段は、入力軸系のみならず遊星ギヤ機構の連れ回りしている部材の回転エネルギーをも吸収する必要がある。

しかし本発明の構成によれば、特定モードにおいて、出力軸が固定されていれば第１回転要素が固定要素となり、連れ回りしない。従ってクラッチ手段は、締結時に入力軸系の回転エネルギーのみを吸収すれば良い。このため、従来の一般的な機構におけるＮ→Ｄ切替えよりも吸収エネルギー（吸収すべき回転エネルギー）が小さい。従って速やかなＮ→Ｄ切替えを行ことができ、自動変速機がニュートラル状態にあるときにアクセルオン等の再始動要求があっても、迅速にドライブ状態に切替えることができる。

またクラッチ手段の吸収エネルギーが小さいので、Ｎ→Ｄ切替え時の振動（Ｎ−Ｄショック）を効果的に抑制することができる。

請求項２の発明によると、エンジンが完全停止してから特定クラッチ締結制御を開始する場合に比べ、クラッチ手段の締結完了を早期化することができる。従って、アクセルオン等の再始動要求に対し、迅速に応えることができる。

請求項３の発明によると、エンジン自動停止制御の安定性を高度に確保することができる。エンジン自動停止制御において、最終ＴＤＣを通過するまでの期間が、特に駆動輪側からの影響を受け易い。本発明によれば、この期間は自動変速機がニュートラル状態が維持されるので、駆動輪側からの外乱を殆ど受けることなくエンジン自動停止制御を行うことができ、その安定性を高度に確保することができるのである。

一方、アクセルオン等の再始動要求に対し、迅速に応えるようにするには、クラッチ手段の実質的な締結開始時期が早いほうが良い。従ってクラッチ手段の実質的な締結開始時期を、最終ＴＤＣ通過後の可及的速やかな時期とするのが望ましい。

請求項４の発明によると、エンジン回転速度が初めて０ｒｐｍとなるとき（初回の逆転開始時）から完全に停止するまでの期間を短縮することができる。この期間、エンジン（ピストン）は逆転と正転とを交互に行って減衰振動する。この期間にクラッチ手段の締結を完了させることにより、エンジンに適度な負荷を与え、減衰を早めることができるのである。

なお、クラッチ手段の締結は、初回の逆転が終了する時期までに完了させておくことが望ましい。このようにすると、自然逆転復帰を円滑に行うことができる。自然逆転復帰とは、エンジンが逆転から正転に転じる勢い（慣性）を利用して円滑な再始動を行わせる動作である。自然逆転復帰を行うことにより、速やかで円滑な再始動を行うことができる。

請求項５の発明によると、エンジンの再始動条件が成立し、特定モードを解除する場合であっても、特定モード中にクラッチ手段を締結させる特定クラッチ締結制御の上記効果（締結時間の短縮、Ｎ−Ｄショックの低減）を確保することができる。また特定モードを解除することにより、通常の形態（一般的には第１速）で円滑な再始動（再発進、再加速）を行わせることができる。

請求項６の発明によると、特定モードへの移行を早期化することができる。

請求項７の発明によると、第２速段でブレーキ手段が締結されることを利用して、容易かつ円滑に特定モードに移行することができる。第２速段を経由して特定モードに移行する場合、ブレーキ手段についてはその締結状態を維持するだけで良いからである。

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５参照）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（ブースト圧）を検出する吸気圧センサ２６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５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、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、当実施形態のパワートレイン（エンジン本体１から車軸７８，７９に至る駆動系）の概略図である。エンジン本体１は、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６７〜７１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に切替え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の駆動力がこの作動油を介してタービン５５に伝達されるものとなされている。そして、タービン５５に連結されたタービンシャフト５９を介して多段変速機構５２との間で駆動力の伝達がなされる。

そして、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）の外周面に対向した状態で設けられている。具体的には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。

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５参照）が設けられ、これらの各オイルポンプ６１，６２が切換弁９１を介して油圧制御機構６３（図５参照）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。

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、上記オイルポンプ６１および電動オイルポンプ６２に油圧制御機構６３を介して接続されており、車速に応じ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をオン・オフ制御することにより油路が切替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、多段変速機構５２は、第１および第２遊星ギヤ機構６５，６６（本発明に係る遊星ギヤ機構）と、この遊星ギヤ機構６５，６６を含む動力伝達経路を切替える締結要素（クラッチプレートやバンドブレーキ等の複数の摩擦要素６７〜７１及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、後退速を切替えるように構成されている。

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、各ソレノイドバルブの制御によって自動変速機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。

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（第１回転要素），サンギヤ６６ａ（第２回転要素）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（例えば各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、これらに噛合するリングギヤ６５ｄ，６６ｄとを備え、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とが連結されているとともに、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、各遊星ギヤ機構６５，６６が連動し得るものとなされている。

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（本発明に係るブレーキ手段）と、第１遊星ギヤ機構６５のリングギヤ６５ｄ及び第２遊星ギヤ機構６６のキャリヤ６６ｃを固定するローリバースブレーキ７１等とを備える。またワンウェイクラッチ７２は、リングギヤ６５ｄ及びキャリヤ６６ｃの一方向（クランク軸３の駆動方向）への回転のみを可能ならしめ（アンロック）、逆方向へは回転しないようにロックする。これらの締結要素６７〜７２が断続されて出力ギヤ７３（本発明に係る出力軸）に繋がる動力伝達経路が変更ないし断絶されるものとなされている。

そして、この出力ギヤ７３が回転することにより、駆動力が駆動輪側、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。

なお、ここで固定するとは、固設部材（ケース５７またはこれと一体化されたもの）と一体化させることをいう。

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。

また当実施形態では、特定モードＭが設けられている。特定モードＭはＮレンジとは異なるが、特定モードＭが選択されると自動変速機５０がニュートラル状態となる。特定モードＭでは、２−４ブレーキ７０が締結され、ワンウェイクラッチ７２は必要に応じてロックされる（（●）で示す）。つまりキャリヤ６５ｃまたはリングギヤ６６ｄが、ロック方向に作動しようとしたときにロックし、そうでないときにはアンロックとなる。

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５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２５，２６，３０〜３６，３８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２５，２６，３０〜３６，３８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。

図６は、自動変速機５０の変速パターンを示すシフトマップの一部である。横軸に車速（ｋｍ／ｈ）、縦軸にスロットル開度（スロットル弁２３の開度）（％）を示す。図を簡潔にするため、ダウンシフト線（２→１変速、３→１変速、３→２変速、４→３変速）のみを示している。ＥＣＵ２は、このシフトマップに基づき、車速とスロットル開度に応じた最適な変速段を随時選択し、油圧制御機構６３（のソレノイドバルブ）に信号を出してその変速段となるように自動変速機５０を制御する。

図６に示すように、低スロットル開度領域では、２→１変速線と３→２変速線とが重なっている。これは、この領域においては３→１変速がなされることを意味している。このようにすることにより、低スロットル開度領域での減速走行時に３→２→１と頻繁に変速がなされることが防止され、走行フィーリングの向上が図られる。

但し、破線のダウンシフト線１０１で示すように、低スロットル開度でも３→２変速を行わせる場合がある。それは、第３速段で減速走行中にエンジンの自動停止条件が成立したときである（成立が予測される状態となったときでも良い）。後述するように、エンジンの自動停止条件が成立すると自動変速機５０は特定モードＭに移行する。従って、第３速段で減速走行中にエンジンの自動停止条件が成立したとき（ないしは成立が予測される状態となったとき）は、第２速段を経由して特定モードＭに移行することになる。

なお、エンジンの自動停止条件が成立すると予測されるときとは、例えば自動停止条件のうち、車速の条件以外が全て成立し、かつ車両の減速度から、残る車速の条件も間もなく成立すると見込まれる場合等である。この場合、３→２変速車速Ｖ２を、自動停止条件のうちの車速条件（当実施形態では１９ｋｍ／ｈ）より若干高車速に設定すればよい。

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。先ず自動変速機５０の作動について述べる。

図７は、Ｄレンジ第１速段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７に示す第１速段のとき、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がロックされる（経路βで示す）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。

なお、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のロックまたはローリバースブレーキ７１の締結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８は、第１および第２遊星ギヤ機構６５，６６の速度線図である。速度線図は、入力軸（タービンシャフト５９）の回転速度に対する、第１および第２遊星ギヤ機構６５，６６の各要素の回転速度を示す模式図である。この図で、縦に並ぶ４本の線は、左から順に、サンギヤ６５ａ（第１回転要素）、キャリヤ６５ｃ（リングギヤ６６ｄ，出力ギヤ７３も一体に回転する）、リングギヤ６５ｄ（キャリヤ６６ｃも一体に回転する）およびサンギヤ６６ａ（第２回転要素）を示す。互いの間隔は、各遊星ギヤの歯数によって一義的に決まる。また縦軸は、タービンシャフト５９の回転速度（タービン回転速度Ｎｔ）に対する速度比である。タービン回転速度Ｎｔと同一回転速度の場合、速度比＝１となる。また停止状態では速度比＝０となる。

この速度線図において、図７に示す第１速段は、第１速線１１１で示される。第１速段では、フォワードクラッチ６７（クラッチ手段）の締結によってサンギヤ６５ａがタービンシャフト５９と一体回転するので、入力ポイント１１６においてサンギヤ６５ａの速度比＝１となる。またワンウェイクラッチ７２によってリングギヤ６５ｄがロックされるので、固定ポイント１１７において速度比＝０となる。このとき、出力ポイント１２１（出力ギヤ７３）において０＜速度比＜１（例えば速度比≒０．３６）となる。

図９は、Ｄレンジ第２速段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７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Ｄレンジ第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、停止していたキャリヤ６６ｃが正転方向に回転するのである。

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。この場合、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。但しタービンシャフト５９の回転速度よりは減速されている。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。

この第２速段の状態は、図８の速度線図では第２速線１１２で示される。第２速段では、フォワードクラッチ６７の締結によってサンギヤ６５ａがタービンシャフト５９と一体回転するので、入力ポイント１１６においてサンギヤ６５ａの速度比＝１となる。また２−４ブレーキ７０（ブレーキ手段）によってサンギヤ６６ａが固定されるので、固定ポイント１１８において速度比＝０となる。このとき、出力ポイント１２２（出力ギヤ７３）において第１速段よりも大きな速度比（例えば速度比≒０．６７）となる。

図１０は、Ｄレンジ第３速段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７に準ずる。

このＤレンジ第２速段は、図４に示すように、フォワードクラッチ６７と３−４クラッチ６９とが締結している状態である。

図１０に示す第３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を経由する第１の経路と３−４クラッチ６９を経由する第２の経路とに分散される。第１の経路では、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を介してリングギヤ６５ｄに伝達される。つまりサンギヤ６５ａ，キャリヤ６５ｃおよびリングギヤ６５ｄはタービンシャフト５９と等しい回転速度で一体回転する。一方、第２の経路では、駆動力が３−４クラッチ６９を介してキャリヤ６６ｃに等速で伝達される。

つまり、第１の経路と第２の経路とに分散された駆動力はリングギヤ６５ｄで合流し、キャリヤ６５ｃから出力ギヤ７３へと出力される。結局、タービンシャフト５９から入力された駆動力に等しい駆動力が、タービンシャフト５９の回転速度度と同速度で出力ギヤ７３に出力される（直結状態）。その後、伝動ギヤ７４，７５，７６に伝達され、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。

この第３速段の状態は、図８の速度線図では第３速線１１３で示される。第３速段では、フォワードクラッチ６７の締結によってサンギヤ６５ａがタービンシャフト５９と一体回転し、また３−４クラッチ６９の締結によってキャリヤ６６ｃがタービンシャフト５９と一体回転するので、入力ポイント１１６および入力ポイント１１９において速度比＝１となる。このとき、出力ポイント１２３（出力ギヤ７３）において速度比＝１となる（直結状態）。

Ｄレンジ第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、図４に示すように３−４クラッチ６９と２−４ブレーキ７０とが締結し、タービンシャフト５９から入力された駆動力がタービンシャフト５９の回転速度よりも増速されてキャリヤ６５ｃに伝達される。以下同様に出力ギヤ７３，伝動ギヤ７４，７５，７６および差動機構７７を介して車軸７８，７９へと伝達される。

この第４速段の状態は、図８の速度線図では第４速線１１４で示される。第４速段では、３−４クラッチ６９の締結によってキャリヤ６６ｃがタービンシャフト５９と一体回転するので、入力ポイント１１９においてキャリヤ６６ｃの速度比＝１となる。また２−４ブレーキ７０によってサンギヤ６６ａが固定されるので、固定ポイント１１８において速度比＝０となる。このとき、出力ポイント１２４（出力ギヤ７３）において速度比＞１（例えば速度比≒１．３８）となる。

図１１は、車両停止状態におけるニュートラル状態の速度線図である。図の見方は図８に準ずる。当実施形態では、ニュートラル状態として、通常のニュートラル状態（Ｎレンジ相当）と、特定モードＭとがある（図４参照）。

まず特定モード時の速度線１３１について説明する。特定モード時の速度線１３１は、２−４ブレーキ７０が締結することによる固定ポイント１３５と、車両が停止状態、すなわち出力ギヤ７３が停止状態であることによる固定ポイント１３７とによって特定される。すなわち全域で速度比＝０となる。

これに対し、通常のニュートラル状態では、固定ポイント１３７だけが特定されている。従って、特定モード時の速度線１３１と同様に全域で速度比＝０となる可能性はあるが、実際にはそうはならず、一般的には固定ポイント１３７を中心にやや傾斜した通常Ｎ時の速度線１３２となる。通常Ｎ時の速度線１３２は一義的に定まるものではなく、図示しているのはその一例である。通常Ｎ時の速度線１３２がこのように傾斜するのは、第１および第２遊星ギヤ機構６５，６６のうちの幾つかの要素が連れ回りをするからである。図示の例では、キャリヤ６６ｃがタービンシャフト５９に連れ回りし、０＜速度比＜１の入力ポイント１４１となっている。またこのとき、サンギヤ６５ａは負の速度比となっており、タービンシャフト５９とは逆方向に回転している（ポイント１４３）。

ここで、上記各ニュートラル状態からフォワードクラッチ６７を締結する場合を考える。図４から明らかなように、特定モードＭからフォワードクラッチ６７を締結すると第２速段となり、通常のニュートラル状態からフォワードクラッチ６７を締結すると第１速段となる。何れの場合も、出力ギヤ７３における速度比＝０なので、サンギヤ６５ａにおいても速度比＝０となる。その結果、タービンシャフト５９においても速度比＝０となる。つまりタービンシャフト５９が停止する（タービン回転速度Ｎｔ＝０）。

特定モードＭの場合、最初からサンギヤ６５ａが停止しているので（ポイント１３９）、フォワードクラッチ６７の締結によって、タービンシャフト５９およびその一体回転物の回転を止めるだけで良く、フォワードクラッチ６７での吸収エネルギーが比較的小さい。これに対し、通常のニュートラル状態からフォワードクラッチ６７を締結させる場合、タービンシャフト５９およびその一体回転物の回転を止めるだけではなく、サンギヤ６５ａ，６６ａ，リングギヤ６５ｄ、キャリヤ６６ｃおよびこれらの一体回転物の回転を止めなければならない。速度線図に対応させれば、傾斜した通常Ｎ時の速度線１３２を水平に移動させるための吸収エネルギーが必要であると言える。従ってフォワードクラッチ６７での吸収エネルギーが比較的大きくなる。

吸収エネルギーが大きいと、クラッチの締結時間が長くなり、またニュートラル状態からドライブ状態に切替える時の振動（Ｎ−Ｄショック）も大となる。以上のことから、通常のニュートラル状態からフォワードクラッチ６７を締結させるよりも、特定モードＭからフォワードクラッチ６７を締結させた方が、締結時間を短くでき、またＮ−Ｄショックも低減できることがわかる。

次に、エンジンの自動停止制御について説明する。図１２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１２（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１２（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１２（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１２（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１２（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１３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）、タービン回転速度Ｎｔ（ｒｐｍ）それぞれ示す。この図に示すエンジン回転速度特性１５０およびタービン回転速度特性１５１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／再始動制御の主目的は、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ｔ３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適正範囲Ｒ内に導くことにある（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）には少なくともその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ことにある（エンジン回転速度特性１５６）。また、時点ｔ０から時点ｔ１０までの間に再始動要求があったときには、可及的速やかにエンジンを再始動させることにある（例えばエンジン回転速度特性１５５）。この制御の詳細については、フローチャートを参照しつつ後に後述する。

図１４は、特にエンジンの自動停止制御について詳細に示す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１４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、所定の処理（詳細は後述する）を実行後、Ｆ／Ｃ前制御を行う。Ｆ／Ｃ前制御では、Ｆ／Ｃ（燃料停止）の事前動作を行う。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅの目標回転速度をＮ１（例えばＮ１＝８６０ｒｐｍ）に設定する。次にスロットル開度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。それと併行して、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。

エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１に収束し、ブースト圧Ｂｔが上記目標値に収束すると、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噴射が停止（Ｆ／Ｃ）される（時点ｔ３）。

時点ｔ３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。

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ｔ３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ｔ５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が目標回転速度Ｎ１となった時点ｔ３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１５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１５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ｔ３に先立ち、自動変速機５０をドライブ状態Ｄからニュートラル状態Ｎ（特定モードＭ）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のである。こうすることによって、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ＣＯ_２排出量の削減が促進される。

また、各上死点回転速度ｎｅが、図１５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いる。すなわち、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している。

燃料噴射停止時点ｔ３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。時点ｔ６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。

また後述のフローチャートでは省略しているが、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、狙いの適正範囲Ｒ内に停止させ易くなる。上述のように時点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。

時点ｔ６以降、ピストン１３が同一行程内で何回か振動した後、時点ｔ１０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１６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１７（ａ）のようになるか、それとも図１７（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１７（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１７（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）。

次に、停止再始動制御手段２ａによるエンジン停止／再始動制御について、自動変速機５０の動作も含めつつ、またエンジンが完全停止する前に再始動要求があった場合も含めつつ、フローチャートを参照して詳細に説明する。

図１８は、停止再始動制御手段２ａ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。

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（自動変速機５０の作動油）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。

ステップＳ６でＹＥＳと判定されると、ステップＳ７に移行し、エンジン停止／再始動制御を実行する。この制御の詳細は後述するが、簡潔に記すと、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。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。

図１９〜図２１は、図１８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。以下の説明で、上記エンジン自動停止制御の説明と重複する箇所は適宜省略して記す。また時点ｔ０や時点ｔ１等という場合の時点は、図１３及び図１４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。

アイドルストップ条件が成立し、このサブルーチンが開始すると（時点ｔ０）、停止再始動制御手段２ａは、まず自動変速機５０を特定モードＭに移行させる。すなわちまず２−４ブレーキ締結指令を発するとともに、タイマーｔｍ１をリセットする（ステップＳ１１）。その後、再始動要求の有無を判定する。詳しくは、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。

ステップＳ１３でＮＯと判定され、再始動要求のない場合は、ステップＳ１５でタイマーｔｍ１が所定期間ｔ５０（例えばｔ５０＝０．３ｓに設定される）を越えたか否かが判定される。ステップＳ１５でＮＯのときはステップＳ１３に戻るが、ＹＥＳのとき、すなわち２−４ブレーキ締結指令から所定期間ｔ５０が経過した場合は停止再始動制御手段２ａが自動変速機５０にフォワードクラッチ解放指令を発する（時点ｔ１）。これを受けてフォワードクラッチ６７が解放される（時点ｔ２）。フォワードクラッチ６７が開放されると図１３に示すようにタービン回転速度Ｎｔが上昇する（エンジン回転速度Ｎｅに近づく）。上記所定値ｔ５０は、２−４ブレーキ７０が完全に締結してからフォワードクラッチ６７が完全に解放されるように適宜設定される時間差である。

こうして自動変速機５０は、フォワードクラッチ６７が解放され、２−４ブレーキ７０が締結された特定モードＭとなる。上述したように、特定モードＭでは自動変速機５０はニュートラル状態となっているので、時点ｔ２以降、駆動輪側からエンジンへの外乱が実質的に遮断される。従って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Ｓ１９でステップＳ１３と同様に再始動要求があるか否かが判定され、ＮＯの場合、Ｆ／Ｃ前制御に移行する（ステップＳ２１）。Ｆ／Ｃ前制御では、上述したＦ／Ｃ（燃料停止）の事前動作を行う。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅの目標回転速度をＮ１に設定する。次にスロットル開度Ｋを調節して、ブースト圧Ｂｔを所定の目標値となるように導く。それと併行して、点火時期のリタードを行う。

エンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度Ｎ１に収束し、ブースト圧Ｂｔが上記目標値に収束したとき、Ｆ／Ｃ条件が成立したと判定される（ステップＳ２３でＹＥＳ。時点ｔ３）。Ｆ／Ｃ条件が成立すると、上述したようにスロットル開度Ｋが増大される（ステップＳ２５）とともに燃料噴射が停止（Ｆ／Ｃ）される（ステップＳ２７）。

次にステップＳ２９でステップ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に１が入力される（自然逆転復帰フラグＦ１のデフォルト値は０）。自然逆転復帰とは、上述したようにエンジンが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）を利用して円滑な再始動を行わせる動作である（図１３のエンジン回転速度特性１５５参照）。自然逆転復帰フラグＦ１に１が入力されると、一部の例外を除いて後の再始動時に自然逆転復帰が行われる。

ステップＳ２９またはステップＳ３１の次に、エンジン回転速度Ｎｅが予め７９０ｒｐｍ程度に設定された基準速度Ｎ２以下となったか否かを判定する（ステップＳ３３）。そしてステップＳ３３でＹＥＳと判定された時点（時点ｔ５）でスロットル弁２３の開度を低減する（ステップＳ３５）。

次に、エンジン回転速度Ｎｅが予め７５０ｒｐｍ程度に設定された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Ｓ３７）。ステップＳ３７でＹＥＳと判定された時点（時点ｔ４）で停止再始動制御手段２ａは特定クラッチ締結制御を実行する。つまり特定モードＭとなっている自動変速機５０にフォワードクラッチ締結指令を発し（ステップＳ３９）、フォワードクラッチ６７を締結させる。

こうして特定クラッチ締結制御が実行され、フォワードクラッチ６７の締結動作が開始する。特定クラッチ締結制御では、フォワードクラッチ６７の実質的な締結開始時期（実際に伝達トルクが発生する時期。時点ｔ７）を最終ＴＤＣ通過時点ｔ６以降とし、かつ締結が完了する時期を初回の逆転中（時点ｔ８からｔ９の間）とすることを目標とする。上記Ｎ→Ｄ回転速度Ｎ３は、フォワードクラッチ６７の締結経過が上記目標に合致すべく予め実験等により求められる設定値である。なお、フォワードクラッチ６７の締結に要する時間はＡＴＦ温度によって多少変化するので、油温センサ等によってＡＴＦ温度を検知し、その温度に応じて適宜Ｎ→Ｄ回転速度Ｎ３を調節するようにしても良い。

特定クラッチ締結制御によってフォワードクラッチ６７を締結させると、自動変速機５０はニュートラル状態からドライブ状態となる（当実施形態の場合、第２速状態となる）。しかし、これが通常のＮ→Ｄ切替えと異なる点は、自動変速機５０が特定モードＭにある状態でフォワードクラッチ６７が締結される点である。上述したように、自動変速機５０が特定モードＭにある状態でフォワードクラッチ６７を締結すると、フォワードクラッチ６７で吸収すべきエネルギーが低減されるので、締結時間を短縮することができ、迅速な再始動に有利となる。またＮ→Ｄ切替え時のトルク変動（Ｎ−Ｄショック）も抑制される。

またフォワードクラッチ６７の実質的な締結開始時期を最終ＴＤＣ通過時点ｔ６以降とすれば、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とすることができ、より安定的なエンジン自動停止制御を行うことができる。

フローチャートに戻り、ステップＳ３９の次に、所定回転速度Ｎ４＞エンジン回転速度Ｎｅ＞所定回転速度Ｎ５であるか否かの判定がなされる（ステップＳ４１，Ｓ４３）。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。所定回転速度Ｎ４＞エンジン回転速度Ｎｅ＞所定回転速度Ｎ５であるとき（ステップＳ４１でＹＥＳかつステップＳ４３でＮＯのとき）、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Ｓ４５）。

オルタネータ制御は、停止再始動制御手段２ａが、レギュレータ回路２８ａを介してオルタネータ２８の発電量を適宜増減させるものである。これによってクランク軸３にかかる負荷が増減するので、エンジン回転速度Ｎｅの回転速度の低下度合を調節することができる。すなわち、予め設定されたエンジン回転速度Ｎｅの低下パターン（目標値）に沿ってエンジン回転速度Ｎｅが低下するようにオルタネータ２８の発電量を増減するのである。こうすることでピストン１３が適正範囲Ｒ内に停止する確率を高めることができる。

そして、ステップＳ４３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を終了させる。

次にステップＳ４７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、可能である場合、自然逆転復帰を行わせるタイミングのことである。当実施形態では、自然逆転復帰タイミングを、エンジンが停止直前の初回の逆転を完了した時点、すなわち初回逆転終了時点ｔ９乃至はその直前としている。

ステップＳ４７でＹＥＳ、すなわち自然逆転復帰タイミングより前の場合は、ステップＳ２９に戻り、ステップＳ２９からステップＳ４７の処理を繰り返す。同様に、ステップＳ３３でＮＯの場合、ステップＳ３７でＮＯの場合、ステップＳ４１でＮＯの場合およびステップＳ４３でＮＯの場合（オルタネータ制御実行中）も同様にステップＳ２９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、ステップＳ３１において自然逆転復帰フラグＦ１に１が入力される。

ステップＳ４７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、タービン回転速度Ｎｔ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。上述したように、特定クラッチ締結制御によってフォワードクラッチ６７を締結させると自動変速機５０は第２速状態となる。タービン回転速度Ｎｔは、車速に比例し、その比例定数はタイヤ半径や第２速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Ｎｔ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。当実施形態では、車速０ｋｍ／ｈ（停止状態）ではタービン回転速度Ｎｔ＝０ｒｐｍ、車速１０ｋｍ／ｈではタービン回転速度Ｎｔ≒５６０ｒｐｍとなったときにフォワードクラッチ６７の締結が完了したと判定する。

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（例えば０．４ｓ）が経過し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しても良い。

このフォワードクラッチ６７の締結完了判定方法は、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。

フォワードクラッチ６７の締結が完了（ステップＳ５３でＹＥＳ）していれば直ちに、未完（ステップＳ５３でＮＯ）であれば完了するのを待って、２−４ブレーキ解放指令を発して２−４ブレーキ７０を解放させる（ステップＳ５５）。２−４ブレーキ７０の解放が完了すると自動変速機５０はフォワードクラッチ６７のみが締結する第１速状態となる。

ステップＳ５５の後、エンジンが完全に停止するのを待ち（ステップＳ５７でＹＥＳ）、さらに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Ｓ５９でＹＥＳ）で完全停止後の再始動制御を実行する（図１３のエンジン回転速度特性１５６参照）。

ここで、完全停止後の再始動制御について、図２２および図２３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２２および図２３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２２中の（１））が行われる。この燃焼（１）による燃焼圧（図２３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がより上死点に近付くので圧縮空気（混合気）の密度が増大する（図２３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２２中の（２））、その燃焼圧（図２３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２２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２３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２２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２３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２２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２２中の（３））と、２番目の圧縮上死点（図２２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。

図１９〜図２１のフローチャートに戻って説明を続ける。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、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。これは図１３の区間１６１で再始動要求があった場合に相当する。この場合、具体的な動作としては２−４ブレーキ７０の締結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、まず停止再始動制御手段２ａは２−４ブレーキ解放指令を発するとともにタイマーｔｍ２をリセットする（ステップＳ７５）。そしてタイマーｔｍ２によって所定期間ｔ５５（例えば所定期間ｔ５５＝０．２ｓに設定される。）の経過を確認後（ステップＳ７７でＹＥＳ）、エンジン停止／再始動制御を終了し（ステップＳ７９）、リターンする。すなわち通常制御に移行する。なお所定期間ｔ５５は、２−４ブレーキ７０が解放するに足る時間であって、予め実験等によって適宜求められ、設定されている値である。

次に、ステップＳ１９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。これは図１３の区間１６２で再始動要求があった場合に相当する。この場合、具体的な動作としては２−４ブレーキ７０の締結を開始させ、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、ただちにこれらを中止し、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締結指令を発し（ステップＳ７１）、フォワードクラッチ６７を締結させる。そしてフォワードクラッチ６７の締結を待って（ステップＳ７３でＹＥＳ）、ステップＳ７５に移行する。ステップＳ７５以降は上記ステップＳ１３において再始動要求ありと判定された場合と同様である。

次に、ステップＳ２９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。これは図１３の区間１６３で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、少なくとも自然逆転復帰タイミングｔ９まで待機する。そしてステップＳ８５にてフォワードクラッチ６７の締結が完了しているか否かが判定される。上述したように、停止再始動制御手段２ａはフォワードクラッチ６７が時点ｔ８から時点ｔ９の間に締結を完了するようなタイミングでフォワードクラッチ締結指令を発している（ステップＳ３９）。従って殆どの場合、ステップＳ８５ではＹＥＳと判定される。

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２−４ブレーキ解放指令を発するとともに（ステップＳ９５。自動変速機５０では２−１変速が開始する）、自然逆転復帰制御を実行する（ステップＳ９７）。自然逆転復帰制御は、上述の自然逆転復帰を行うための制御である。時点ｔ８から時点ｔ９の間、つまりエンジンが逆転している間は、膨張行程気筒１２Ａのピストン１３が上昇し、筒内空気は圧縮される。そして時点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。そのタイミングを捉え、燃料噴射弁１６から燃料を噴射し（或いは事前に噴射し、気化、霧化を予め促進させておいても良い）、点火プラグ１５で点火させる。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。こうして容易且つ安定的な再始動が行われる。

このように時点ｔ９において自然逆転復帰を行わせることにより、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。

本願発明者は、当実施形態で自然逆転復帰を行わせた場合の、燃料停止時点ｔ３から再始動および自動変速機５０の２→１変速完了までの最長ケースが０．８５ｓであったことを確認している。これは実用上充分な短時間であり、プリチャージ制御を伴わない比較的簡単な制御であることを考慮すると、この自然逆転復帰制御は格段に実用性の高いものとなっている。

なお、バラツキその他の要因により、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の締結完了を待って（ステップＳ８７でＹＥＳ）２−４ブレーキ解放指令を発する（ステップＳ８９）。そしてエンジンの完全停止を待って（ステップＳ９１でＹＥＳ）、完全停止後の再始動制御を実行する（ステップＳ６１）。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や加速を行っ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、アイドルストップ条件成立時に自動変速機５０が第１速状態にある場合のエンジン停止／再始動制御について説明したが、アイドルストップ条件成立時に自動変速機５０が第２速状態にあるときも、基本的には上述のエンジン停止／再始動制御と同様である。但し、第２速では既に２−４ブレーキ７０が締結しているので、アイドルストップ条件成立直後の特定モードＭへの移行に際し、２−４ブレーキ７０の締結が省略される。すなわちステップＳ１１〜ステップＳ１５が省略される。従って、容易かつ迅速に特定モードＭへの移行を図ることができる。

またアイドルストップ条件成立時ないしは成立が予測される時に自動変速機５０が第３速状態にある場合、上述したように通常の減速走行時には行われない第３速→第２速の変速が行われる（図６参照）。こうすることにより、その後、２−４ブレーキ７０の締結状態を継続し、フォワードクラッチ６７を解放するだけで円滑な特定モードＭへの移行を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は、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、出力要素の組合わ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。 本発明に係るパワートレインの一例を示す概略図である。 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。 本発明に係る始動装置におけるブロック図である。 上記自動変速機の変速パターンを示すシフトマップの一部である。 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。 同自動変速機の第１速段〜第４速段に対応する速度線図である。 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Ｄレンジ第３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。 同自動変速機の車両停止状態におけるニュートラル状態の速度線図である。 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の位置関係を示す図であり、（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、エンジン回転速度およびタービン回転速度を示す。 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、ブースト圧および各気筒における行程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。 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１８に示すフローチャートのステップ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の前段である。 図１９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。 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。

符号の説明

１ エンジン本体
２ａ 停止再始動制御手段
５０ 自動変速機
５７ ケース（固設部材）
５９ タービンシャフト（遊星ギヤ機構に対する入力軸）
６５ （第１）遊星ギヤ機構
６５ａ サンギヤ（第１回転要素）
６６ （第２）遊星ギヤ機構
６６ａ サンギヤ（第２回転要素）
６７ フォワードクラッチ（クラッチ手段）
７３ 出力ギヤ（遊星ギヤ機構に対する出力軸）
７０ ２−４ブレーキ（ブレーキ手段）
Ｄ ドライブ状態
Ｍ 特定モード
Ｎ ニュートラル状態
ｔ６ 最終ＴＤＣ通過時点（停止直前の最後の圧縮上死点通過時期）
ｔ７ 実質的なフォワードクラッチ（クラッチ手段）の締結開始時期
ｔ８ 初回逆転開始時点（エンジン回転速度が初めて０ｒｐｍとなるとき）

Claims (7)

1. 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、変速機ケース又はこれと一体化された固設部材と、少なくとも第１回転要素と第２回転要素とを含む遊星ギヤ機構と、上記遊星ギヤ機構に対する入力軸および出力軸と、上記第１回転要素と上記入力軸とを断続可能とするクラッチ手段と、上記第２回転要素と上記固設部材とを断続可能とするブレーキ手段とを備え、且つ上記クラッチ手段を解放状態とするとともに上記ブレーキ手段を締結状態とする特定モードを有し、
   上記クラッチ手段は、少なくとも上記自動停止条件が成立する場合において、締結時には上記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なり、解放時には上記駆動力の伝達が切り離されたニュートラル状態となるように構成され、
   上記特定モードは、上記出力軸が固定された状態で当該特定モードが選択されたとき、上記第１回転要素が上記固設部材に締結された状態となるものであり、
   上記停止再始動制御手段は、上記エンジン自動停止制御の実行時、上記燃料供給の停止より前に上記自動変速機の上記特定モードへの移行を開始させ、少なくともその移行が完了した後の所定時期に上記クラッチ手段の締結が完了するように該クラッチ手段を締結させる特定クラッチ締結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。
2. 上記停止再始動制御手段は、上記エンジン自動停止制御における燃料供給停止後のエンジン停止動作期間中に上記特定クラッチ締結制御を開始することを特徴とする請求項１記載のパワートレインのエンジン始動装置。
3. 上記特定クラッチ締結制御の開始時期は、上記クラッチ手段の実質的な締結開始時期が、上記エンジン停止動作期間中における停止直前の最後の圧縮上死点通過時期以降となるような所定時期に設定されることを特徴とする請求項２記載のパワートレインのエンジン始動装置。
4. 上記停止再始動制御手段は、上記特定クラッチ締結制御による上記クラッチ手段の締結完了時期が、上記エンジン停止動作期間中におけるエンジン回転速度が初めて０ｒｐｍとなるとき以降となるような所定時期に上記特定クラッチ締結制御を開始することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のパワートレインのエンジン始動装置。
5. 上記停止再始動制御手段は、上記エンジンの再始動条件が成立し、上記特定モードを解除する際、上記特定クラッチ締結制御による上記クラッチ手段の締結完了後に上記ブレーキ手段の解放を行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のパワートレインのエンジン始動装置。
6. 上記停止再始動制御手段は、上記特定モードへの移行に際し、上記燃料供給の停止より前に上記ブレーキ手段の締結を開始させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のパワートレインのエンジン始動装置。
7. 上記パワートレインは車両に搭載され、
   上記自動変速機は、少なくとも第１速段、第２速段および第３速段を有する多段変速機であるとともに、通常走行状態において上記第２速段のときに上記ブレーキ手段が締結されるように構成され、且つ上記車両の通常走行状態における減速時には、所定の車速で上記第３速段から上記第１速段への飛び越し変速が行われるように構成され、
   上記停止再始動制御手段は、上記自動変速機が上記第３速段にあり、且つ上記車両が所定車速以下で通常の減速走行を行っているときに上記エンジンの自動停止条件が成立、ないしは成立が予測される状態となったら、上記自動変速機に上記第３速段から上記第２速段への変速を行わせ、上記エンジンの自動停止条件成立後に上記特定モードへの移行を行わせることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のパワートレインのエンジン始動装置。

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