JP2013209952A - 自動二輪車のアイドルストップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二輪車特有のキックや押し掛け等によるエンジン始動を考慮した自動二輪車のアイドルストップ制御装置を得る。
【解決手段】所定の停止条件の成立によりエンジンを自動停止させるとともに、所定の始動条件の成立によりエンジン１４をバッテリ４３の電力を使ってセルモータ４４により自動的に再始動させるアイドルストップ制御を行う自動二輪車のアイドルストップ制御装置において、前記エンジン１４が前記セルモータ４４以外の手段により始動されたかどうかを判定する始動方法判定手段３１２を備え、前記エンジン１４が前記セルモータ４４以外の手段により始動されたと判定された場合には、前記停止条件にかかわらずアイドルストップ制御を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、所定の停止条件の成立によりエンジンを自動的に停止させる一方、所定の始動条件の成立によりエンジンを自動的に再始動させるエンジン制御装置に関し、特に、自動二輪車のアイドルストップ制御に適した自動二輪車のアイドルストップ制御装置に関する。

従来、エンジンのアイドルストップ制御を行う場合、例えば特許文献１に記載されるように、アイドルストップ（アイドリング停止）中のバッテリ電圧を確認し、電圧がエンジンの始動に必要な下限値に達している場合にエンジンを自動的に始動させることで再始動不能状態に陥ることを避ける制御が提案されている。

特開２００１−２２７３７５号公報

しかしながら上述の技術によれば、アイドルストップ中のバッテリ電圧を確認して、電圧が低い場合はエンジンを自動的に始動することで再始動不能状態に陥ることを避けるものであるが、自動二輪車の場合、バッテリ電圧が低くセルモータによる始動ができない場合であっても、キックレバーや車両の押し掛け等によりエンジン始動を行う場合がある。このような車両の場合、キックや押し掛けによりエンジン始動を行った後、従来技術のようにアイドルストップ中になって初めてバッテリ電圧を検知するのでは、バッテリ電圧が低いと解ったとしても既にセルモータで自動的に始動できる電圧以下になっていることが多いため、結果としてアイドルストップする度に、キックや押し掛けをしなければいけないという事態を回避するために、バッテリ容量を大きくする等の対策が必要となり、車両の大型化が課題となっていた。

その一方、エンジンが掛っている状態の時に、バッテリ電圧を検知して再始動できないバッテリ電圧の時にはアイドルストップさせないことも考えられるが、エンジンがかかっている時には、発電機の発電電圧がバッテリ側に接続されているためバッテリ自体の電圧よりも高い値を示し、バッテリ電圧自体を検知することが困難であり、検知のための複雑なシステムを採用する必要があるという課題があった。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、二輪車特有のキックや押し掛け等によるエンジン始動を考慮した自動二輪車のアイドルストップ制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため請求項１は、所定の停止条件の成立によりエンジンを自動停止させるとともに、所定の始動条件の成立によりエンジン（１４）をバッテリ（４３）の電力を使ってセルモータ（４４）により自動的に再始動させるアイドルストップ制御を行う自動二輪車のアイドルストップ制御装置において、次の構成を含むことを特徴としている。
前記エンジン（１４）が前記セルモータ（４４）以外の手段により始動されたかどうかを判定する始動方法判定手段（３１２）を備え、前記エンジン（１４）が前記セルモータ（４４）以外の手段により始動されたと判定された場合には、前記停止条件にかかわらずアイドルストップ制御を禁止する。

請求項２は、請求項１の自動二輪車のアイドルストップ制御装置において、前記エンジン（１４）と同期して回転する発電機（４１）と、前記発電機（４１）からの電力及び前記バッテリ（４３）からの電力によって作動し前記セルモータ（４４）を制御するＥＣＵ（３１）と、前記エンジン（１４）のクランク軸の回転に同期したクランクパルスを発生するクランクパルス発生手段（４２）と、前記クランクパルスをカウントするクランクパルスカウント手段（３１１）とを備える。
前記ＥＣＵ（３１）は、電力が供給されない状態から電力が供給される状態になった時には、先ずイニシャル処理を行い、前記イニシャル処理が終了した後に前記セルモータ（４４）の制御可能状態に移行する。
ＥＣＵ（３１）のイニシャル処理には、マイコン初期化、ＲＯＭ／ＲＡＭチェック、割り込み許可、変数（ＲＡＭ）初期化が含まれ、処理が完了しないとセンサ入力やモータ指令が出せないので、イニシャル処理中はセルモータ（４４）の制御は不可能となる。
前記始動方法判定手段（３１１）は、前記ＥＣＵ（３１）が前記イニシャル処理中に、前記クランクパルスカウント手段（３１１）がクランクパルスを検知した場合は、前記エンジン（１４）がセルモータ（４４）以外の手段により始動されたと判定する。

請求項３は、請求項２の自動二輪車のアイドルストップ制御装置において、前記アイドルストップ制御装置は、前記ＥＣＵ（３１）が制御可能状態に移行した後に、前記バッテリ（４３）の端子電圧を判定するバッテリ電圧判定手段（３１３）を備え、前記バッテリ電圧判定手段（３１３）は、バッテリ（４３）の端子電圧が、セル始動可能電圧以下であるか否かを判定し、バッテリ（４３）の端子電圧が、セル始動可能電圧以下と判定した場合は、アイドルストップ制御を禁止することを特徴としている。

請求項４は、請求項２又は請求項３の自動二輪車のアイドルストップ制御装置において、前記イニシャル処理は、前記ＥＣＵ（３１）の電源がオンされた後に、前記ＥＣＵ（３１）が最初に実行する処理であることを特徴としている

請求項１の構成によれば、セルモータ（４４）以外の手段によりエンジン始動した際には、停止条件によらずアイドルストップを禁止するので、大きなバッテリを搭載したりバッテリ電圧でセルモータ（４４）が起動できないような状態の時には、発電機電圧がかかっている状態でのバッテリのみの電圧を検知するという複雑なシステムを採用することなく、信号待ち等の度にキックや押し掛け等のセルモータ（４４）以外の手段による始動を行わなければならないという状況を簡単な制御手法で回避することができる。

請求項２の構成によれば、クランクパルスカウント手段（３１１）によるクランクパルスの有無を検知することで、セルモータ（４４）以外の手段によるエンジン始動を簡単な構成で判定することができる。

請求項３の構成によれば、発電機（４１）からの電力がバッテリ（４３）に供給されているか否かにかかわらず、単純にバッテリ端子電圧が低い場合は、アイドルストップ制御を禁止するので、より確実にアイドルストップ制御を禁止することができる。

請求項４の構成によれば、ＥＣＵ（３１）が最初に実行される処理の完了でイニシャル処理を終了させることができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車のアイドルストップ制御装置を搭載した自動二輪車の側面説明図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車のアイドルストップ制御装置のシステム構成説明図である。 自動二輪車のアイドルストップ制御装置によるエンジン停止制御の手順を示すフローチャートである。 自動二輪車のアイドルストップ制御装置におけるＥＣＵ起動処理の手順を示すフローチャートである。 ＥＣＵ起動処理中にクランプパルス割込があった場合の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動二輪車のアイドルストップ制御装置を搭載したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
アイドルストップ制御装置は、駆動力を必要としない時にはエンジンを自動的に停止し、駆動力を必要とする時にはエンジンを自動的に始動させることにより、低燃費化を図るとともに、排気ガスの発生を減少させるものである。

自動二輪車１の車体前部と車体後部とは低いフロア部２を介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームは、車体前部のヘッドパイプ３と、ヘッドパイプ３から下後方に延びたダウンチューブ４ａと、メインパイプ４ｂとを有して構成されている。メインパイプ４ｂには燃料タンクおよび収納ボックス（いずれも図示せず）が支持され、その上方にシート５が配置されている。

ヘッドパイプ３にはステアリングシャフト６が上下方向に貫通して回動自在に支持されており、ステアリングシャフト６の上方には、ステアリングハンドル７が取り付けられ、下方にはフロントフォーク８が取り付けられる。フロントフォーク８の下端には前輪ＦＷが軸支される。ステアリングハンドル７の上部は計器板を兼ねたハンドルカバー９で覆われる。メインパイプ４ｂの立ち上がり部下端にはブラケット１０が突設され、このブラケット１０には、スイングユニット１１のハンガーブラケット１２がリンク部材１３を介して揺動自在に連結支持される。

スイングユニット１１には、その前部に単気筒の４サイクルエンジン１４が搭載されている。エンジン１４には、図示しない遠心クラッチを介してベルト式無段変速機１５が連結され、ベルト式無段変速機１５の従動側には減速機構１６が連結される。減速機構１６の出力軸には後輪ＲＷが軸支される。
また、エンジン１４は、乗員によるキックレバー４０のキック操作で出力軸を回転させることで始動可能に構成されている。

減速機構１６とメインパイプ４との間にはリヤクッション１７が介装されている。エンジン１４の前部からは吸気管１８が引き出され、屈曲して車体後方に延在している。吸気管１８には、スロットル弁およびＩＡＣＶや始動ソレノイドバルブ等の空気供給デバイスを内蔵するスロットルボディ１９が設けられる。スロットルボディ１９の後方にはエアクリーナ２０が連結される。エンジン１４とスロットルボディ１９との間で吸気管１８に、燃料噴射弁（図２参照）が設けられる。

自動二輪車１のステアリングハンドル７には、車両に搭載される電装品にバッテリ電源を供給するメインスイッチ（不図示）、及び、エンジン１４のアイドルスストップ制御を行うかどうかを手動により選択するアイドルストップスイッチ（不図示）が配設されている。
ステアリングハンドル７の右側端部には図示しないアクセルグリップが設けられる。アクセルグリップは、ステアリングハンドル７を形成するパイプ部材の端部に回動操作自在に取り付けられる。

図２は、本実施形態に係る自動二輪車のアイドルストップ制御装置（エンジン制御装置）のシステム構成図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。
エンジン１４には、吸気管１８および排気管２１が設けられ、吸気管１８に設けられたスロットルボディ１９には、スロットル弁２２と、スロットル弁２２を迂回してスロットル弁２２の両側で吸気管１８を連結するバイパス通路２３と、バイパス通路２３を開閉する空気供給デバイス２４とが設けられる。吸気管１８上で、エンジン１４とスロットルボディ１９との間には燃料噴射弁２５が設けられる。
エンジン１４の近傍位置には、エンジン１４と同期して回転する発電機４１、エンジン１４のクランク軸の回転に同期したクランクパルスを発生するクランクパルス検出センサ４２、バッテリ４３から供給される電圧により駆動するセルモータ４４が配設されている。

スロットル弁２２は、アクセルグリップの回動操作に応じて回動し、その回動量（角度）がスロットルセンサ２６で検知される。エンジン１４には、エンジン冷却水温を検知する水温センサ２７が設けられ、吸気管１８には、吸気負圧を検知するＰＢセンサ２８が設けられる。エンジンヘッドまたは排気管２１には、排気中の酸素濃度を検知するＯ_２センサ２９が設けられる。Ｏ_２センサ２９は、排気管２１のエンジン近傍またはエンジンヘッドに取り付けることでヒータレスとすることができる。また、減速機構１６の出力ギヤの回転数から車速を検知する車速センサ３０が設けられている。
さらに、エアクリーナ２０の吸気管１８から遠い位置には、大気圧センサ３４が設けられる。なお、大気圧センサ３４を省いて、ＰＢセンサ２８の検知出力に基づいて大気圧を推定するようにしてもよい。

マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有するエンジン制御装置（ＥＣＵ）３１には、スロットルセンサ２６、水温センサ２７、ＰＢセンサ２８、Ｏ_２センサ２９、クランクパルス検出センサ４２による検知信号と、スタータスイッチ３３によるエンジン始動信号およびエンジン停止信号が入力される。スタータスイッチ３３は、イグニッションキーの操作によりバッテリ４３の電源でセルモータ４４を回してエンジン１４を始動させるスイッチである。
ＥＣＵ３１は、発電機４１からの電力及びバッテリ４３からの電力によって作動し、セルモータ４４を制御するとともに、入力された検知信号に基づいて、空気供給デバイス２４の開度と燃料噴射弁２５による燃料噴射量とを算出し、空気供給デバイス２４および燃料噴射弁２５へ制御信号を出力する。

また、ＥＣＵ３１は、車速センサ３０によって検知された車速がゼロまたは所定の速度以下であり、スロットルセンサ２６によって検知されたスロットル開度がゼロまたは所定値以下である等、所定の停止条件を満たしたときにエンジン１４を停止させ、その後、スロットルバルブが開かれたこと等、所定のアイドルストップ始動条件が満足されたときにエンジン１４を始動させるアイドルストップ制御機能を有する。アイドルストップ制御におけるエンジン停止は、燃料噴射弁２５による燃料供給のみを停止し、図示しない点火装置による点火動作は継続して行う。

更に、ＥＣＵ３１は、クランクパルス検出センサ４２により検出されたクランクパルスをカウントするクランクパルスカウント手段３１１、及び、エンジンの始動方法を判定するエンジン始動方法判定手段３１２、バッテリ４３の端子電圧を判定するバッテリ電圧判定手段３１３を備えている。
ＥＣＵ３１は、電力が供給されない状態から電力が供給される状態になった時には、先ずイニシャル処理を行い、このイニシャル処理が終了した後にセルモータ４４の制御可能状態に移行するように動作する制御が行われる。ＥＣＵ３１のイニシャル処理には、マイコン初期化、ＲＯＭ／ＲＡＭチェック、割り込み許可、変数（ＲＡＭ）初期化が含まれ、処理が完了しないとセンサ入力やモータ指令が出せない。したがって、イニシャル処理中は、セルモータ４４の制御は不可能となる。
そして、イニシャル処理中において、クランクパルスカウント手段３１１がクランクパルス検出センサ４２からのクランクパルスを検知した場合は、エンジン１４がセルモータ４４以外の手段により始動されたとエンジン始動方法判定手段３１２が判定する。エンジン１４がセルモータ４４以外の手段により始動される場合とは、キックレバー４０や遠心クラッチでないマニュアルクラッチの車両において車両の押し掛けでエンジン１４が始動される場合である。
バッテリ電圧判定手段３１３は、バッテリ４３の端子電圧を検知し、端子電圧がセル始動可能電圧以下であるか否かを判定するものである。

なお、ＥＣＵ３１は、空気供給デバイス２４および燃料噴射弁２５の制御や、アイドルストップ制御以外の機能も有する（例えば、点火装置の点火時期等）が、本願発明の要部ではないので説明は省略する。

次に、ＥＣＵ３１で行われるアイドルストップ制御について、図３乃至図５のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、車両のメインスイッチがオン操作された時に、ＥＣＵ起動処理が行われる（ステップ５０）。ＥＣＵ起動処理は、ＥＣＵ３１に対して電力が供給されない状態から電力が供給される状態になった時に行われるもので、バッテリの残量が有る通常時の場合には車両のメインスイッチがオフからオンになった時に、バッテリの残量がない場合には、キック等によりクランク軸が回転され、発電機の出力がバッテリに供給された後に行われる。

ＥＣＵ起動処理（ステップ５０）においては、図４に示すように、先ず、ＥＣＵ起動処理フラグを立てる（「１」にする）ことが行われる（ステップ１０１）。
次に、セルモータ４４を所定期間内において制御不可状態とするイニシャル処理を行う（ステップ１０２）。イニシャル処理では、所定期間内において、クランクパルスカウント手段３１１がクランクパルスを検知（クランクパルス割込）したかどうかを判断する。

クランクパルス割込が有った場合は、図５に示すように、先ず、ＥＣＵ起動処理フラグの値を判断し（ステップ２０１）、ＥＣＵ起動処理フラグが「１」の場合は、セル以外始動判定フラグの値を「１」にする（ステップ２０２）。ＥＣＵ起動処理フラグが「０」の場合は、イニシャル処理中でないため、セル以外始動判定フラグの値を「０」にする（ステップ２０２）。
イニシャル処理においてクランクパルスが検知された場合（セル以外始動判定フラグを「１」にした場合）は、バッテリの残量が少なくメインスイッチをオンにしてもＥＣＵ３１の起動ができず、セルモータ４４を使用することなくエンジン１４の出力軸（キックレバー４０の操作や押し掛け）回転で、発電機がＥＣＵ３１に電力を供給した直後の状態なので、エンジン１４がセルモータ４４以外の手段で始動された判断し、セルモータ４４以外の手段でエンジン１４が始動されたことをＥＣＵ３１が記憶する。

イニシャル処理が終了した後は、ＥＣＵ起動処理フラグを降ろす（「０」にする）ことが行われ（ステップ１０３）、セルモータ４４を制御可能とする通常状態（セルモータ制御可状態）に移行する（ステップ１０４）。イニシャル処理は、ＥＣＵ３１の電源がオンされた後に、ＥＣＵ３１が最初に実行する処理とすることで、最初に実行される処理の完了でイニシャル処理を終了させることができ、速やかにＥＣＵ通常状態に移行させることができる。

ＥＣＵ３１が制御可能状態に移行した後は、バッテリの端子電圧を判定するバッテリ電圧判定手段３１３により、バッテリ４３の端子電圧が、セル始動可能電圧以下であるか否かを判定する（ステップ５１）。バッテリ４３の端子電圧が、セル始動可能電圧以下と判定した場合は、アイドルストップ制御を禁止する（ステップ５７）。
この処理を行うことで、発電機４１からの電力がバッテリ４３に供給されているか否かにかかわらず、単純にバッテリ端子電圧が低い場合は、アイドルストップ制御を禁止するので、より確実にアイドルストップ制御を禁止することができる。

ステップ５１でバッテリの端子電圧が、セル始動可能電圧を超えると判定された場合は、エンジン１４の水温、油温等の検知し、所定温度以上である場合に次のステップに移行する（ステップ５２）。所定温度未満である場合には、エンジン１４が暖機運転中であると判断しアイドルストップ制御を禁止する（ステップ５７）。

次に、ＥＣＵ３１が車速履歴を判断し、メインスイッチがオン後に、一度でも所定速度（例えば１０ｋｍ／ｈ）になったかどうかを検知し、所定速度以上になった場合は次のステップに移行する（ステップ５３）。車速履歴は、車速センサ３０からの信号をＥＣＵ３１が受信し、所定速度以上になったかどうかを判定し記憶しておく。一度も所定速度に達していない場合には、エンジン１４はかかっているが走行前の状態であると判断しアイドルストップ制御を禁止する（ステップ５７）。

アイドルストップ制御を行うかどうかを手動により選択するアイドルストップスイッチのオン・オフを検知し、オンであれば次のステップに移行する（ステップ５４）。アイドルストップスイッチがオフであれば、アイドルストップ制御を禁止する（ステップ５７）。

続いて、エンジン１４の始動方法をエンジン始動方法判定手段３１２により判定する。この判定は、ステップ５０のイニシャル処理において、クランクパルスカウント手段３１１がクランクパルスを検知していることが記憶されている場合（図５のフローチャートのステップ２０２で始動判定フラグを「１」に設定した時）は、セルモータ４４以外の始動方法でエンジン１４が始動されたと判定し（ステップ５５）、アイドルストップ制御を禁止する（ステップ５７）。

クランクパルスカウント手段３１１がクランクパルスを検知していない場合は、セルモータ４４によりエンジン１４が始動されたと判定し（ステップ５５）、アイドルストップ制御を許可する（ステップ５６）。すなわち、（１）エンジン１４の水温等が所定温度以上、（２）車両速度が所定速度以上になったことがある、（３）アイドルストップスイッチがオン状態である、（４）エンジン１４がセルモータ４４で始動した、の全ての条件を満足した場合にのみアイドルストップ制御が許可される。

上述の処理によれば、セルモータ４４以外の手段によりエンジン始動した際には、停止条件によらずアイドルストップを禁止する。
したがって、バッテリ電圧でセルモータ４４が起動できないような状態の時に、キック操作や押し掛けでエンジン１４を始動した場合においては、アイドルストップが禁止されるのでエンジン１４が停止することがなく、信号待ち等の度にキックや押し掛け等のセルモータ以外の手段による始動を行わなければならないという状況を簡単な制御手法で回避することができる。

また、クランクパルスカウント手段３１１によるクランクパルスの有無を検知することで、セルモータ４４以外の手段（キック操作や押し掛け）によるエンジン始動について、簡単な構成で判別することができる。

１…自動二輪車、 １４…エンジン、 １８…吸気管、 １９…スロットルボディ、 ２２…スロットル弁、 ２４…空気供給デバイス、 ２６…スロットルセンサ、 ２７…水温センサ、 ２９…Ｏ_２センサ、 ３１…ＥＣＵ、 ３３…スタータスイッチ、 ４０…キックレバー、 ４１…発電機、 ４２…クランクパルス検知センサ、 ４３…バッテリ、 ４４…セルモータ、 ３１１…クランクパルスカウント手段、 ３１２…エンジン始動方法判定手段、 ３１３…バッテリ電圧判定手段。

Claims (4)

1. 所定の停止条件の成立によりエンジンを自動停止させるとともに、所定の始動条件の成立によりエンジン（１４）をバッテリ（４３）の電力を使ってセルモータ（４４）により自動的に再始動させるアイドルストップ制御を行うアイドルストップ制御装置において、
   前記エンジン（１４）が前記セルモータ（４４）以外の手段により始動されたかどうかを判定する始動方法判定手段（３１２）を備え、前記エンジン（１４）が前記セルモータ（４４）以外の手段により始動されたと判定された場合には、前記停止条件にかかわらずアイドルストップ制御を禁止する
   ことを特徴とする自動二輪車のアイドルストップ制御装置。
2. 前記アイドルストップ制御装置は、
   前記エンジン（１４）と同期して回転する発電機（４１）と、
   前記発電機（４１）からの電力及び前記バッテリ（４３）からの電力によって作動し前記セルモータ（４４）を制御するＥＣＵ（３１）と、
   前記エンジン（１４）のクランク軸の回転に同期したクランクパルスを発生するクランクパルス発生手段（４２）と、
   前記クランクパルスをカウントするクランクパルスカウント手段（３１１）とを備え、
   前記ＥＣＵ（３１）は、電力が供給されない状態から電力が供給される状態になった時には、先ずイニシャル処理を行い、前記イニシャル処理が終了した後に前記セルモータ（４４）の制御可能状態に移行する一方、
   前記始動方法判定手段（３１１）は、
   前記ＥＣＵ（３１）が前記イニシャル処理中に、前記クランクパルスカウント手段（３１１）がクランクパルスを検知した場合は、前記エンジン（１４）がセルモータ（４４）以外の手段により始動されたと判定する
   請求項１に記載の自動二輪車のアイドルストップ制御装置。
3. 前記アイドルストップ制御装置は、前記ＥＣＵ（３１）が制御可能状態に移行した後に、前記バッテリ（４３）の端子電圧を判定するバッテリ電圧判定手段（３１３）を備え、
   前記バッテリ電圧判定手段（３１３）は、バッテリ（４３）の端子電圧が、セル始動可能電圧以下であるか否かを判定し、
   バッテリ（４３）の端子電圧が、セル始動可能電圧以下と判定した場合は、アイドルストップ制御を禁止する
   請求項２に記載の自動二輪車のアイドルストップ制御装置。
4. 前記イニシャル処理は、前記ＥＣＵ（３１）の電源がオンされた後に、前記ＥＣＵ（３１）が最初に実行する処理である請求項２又は請求項３に記載の自動二輪車のアイドルストップ制御装置。