JP3690596B2

JP3690596B2 - エンジン始動制御装置

Info

Publication number: JP3690596B2
Application number: JP2001371372A
Authority: JP
Inventors: 広幸中島; 毅柳沢; 泰一今池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: TW558608B; TW200300817A; ITTO20021057A1; ES2246096B1; JP2003172238A; CN1247887C; ES2246096A1; US20030140881A1; CN1493785A; US6782860B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンをスタータモータによりクランキングして始動するエンジン始動制御装置に係り、特に、エンジン始動時にクランク軸を逆方向へ所定の位置までクランキングして始動性を改善する逆転制御手段を備えたエンジン始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境への配慮や省エネルギの観点から、特にアイドリング時の排気ガスや燃料消費を抑えるために、車両を停止させるとエンジンが自動停止し、停止状態からスロットルグリップが操作されて発進が指示されると、エンジンを自動的に再始動させて車両を発進させるエンジン停止始動制御装置が、例えば特開昭６３−７５３２３号公報に開示されている。
【０００３】
一方、エンジンを始動する際のクランキングトルクを低減させてエンジンの始動性を向上させるために、エンジンを始動する前にクランク軸を逆回転させて所定の位置まで戻し、当該逆転位置からエンジンを始動する技術が、例えば特開平６−６４４５１号公報あるいは特開平７−７１３５０号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
４サイクルエンジンでは、圧縮上死点において点火を行えば十分であり、排気上死点では点火の必要がない。しかしながら、圧縮上死点のみで点火させるためには工程判別が必要となること、および排気上死点で点火させても実害が無いことなどから、通常は排気上死点でも捨て火として点火を行っている。
【０００５】
しかしながら、上記した逆転制御を適用した場合、排気管内に残留している混合気が逆転時の排気行程においてシリンダ内に吸入されてしまうため、その後の正転時に排気上死点の捨て火で着火してしまう可能性があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、エンジン始動時にクランク軸を所定の位置まで逆転させてから正転させるエンジン始動制御装置において、工程判別などのシステムを備えない簡素かつ安価な構成で、捨て火による着火を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、エンジン始動時に、そのクランク軸を所定の位置まで逆転させてから正転させる逆転制御手段を備えたエンジン始動制御装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【０００８】
(1)クランク軸に連結されたスタータモータと、ピストンの上死点近傍でエンジンを点火させる点火手段と、エンジン点火をエンジン正転後の所定期間だけ禁止する点火抑制手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
(2)逆転制御手段は、ピストンが排気上死点を超える位置までクランク軸を逆転させることを特徴とする。
【００１０】
(3)エンジンは、排気上死点近傍で吸気バルブと排気バルブとが連通するバルブオーバラップ期間を有し、前記点火手段は、排気上死点近傍位置で捨て火を点火することを特徴とする。
【００１１】
(4)点火抑制手段は、エンジン正転後の最初の点火タイミングだけエンジン点火を禁止することを特徴とする。
【００１２】
(5)人力によりクランク軸を正転させるキック始動手段を備え、人力によるエンジン始動時には、前記点火抑制手段によるエンジン点火の禁止を解除する点火抑制解除手段をさらに具備したことを特徴とする。
【００１３】
上記した特徴(1)によれば、排気管内に残留している混合気が逆転時の排気行程においてシリンダ内に吸入されてしまい、その後の正転時に排気上死点で圧縮されても、当該タイミングでは点火が禁止されるので着火が防止される。したがって、工程判別を行うことなく簡素、安価かつ汎用性の高い点火手段を採用しながら捨て火による着火を防止することができる。
【００１４】
上記した特徴(2)によれば、クランク軸が常に排気上死点を境にして正逆転されるので、正転時の助走距離を十分に確保できる。したがって、良好な始動性を保ちながら捨て火による着火を防止することができる。
【００１５】
上記した特徴(3)によれば、バルブオーバラップ期間を有する高出力エンジンのように、排気上死点近傍でクランク軸が停止した際に吸気系、燃焼室および排気系が連通して排気系内に可燃混合気が充満し易い構造においても、捨て火による着火を防止することができる。
【００１６】
上記した特徴(4)によれば、点火が禁止されるのは最初の捨て火だけなので、本火による素早い着火が可能になる。したがって、始動性を犠牲にすることなく捨て火による着火を防止することができる。
【００１７】
上記した特徴(5)によれば、キック始動時のようにクランク軸が逆転されていない状態からのクランキング時には点火が禁止されないので、キック始動時の始動性が不要な点火禁止により損なわれてしまうことがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の逆転制御手段を備えたエンジン始動制御装置を適用したスクータ型自動二輪車の全体側面図であり、当該車両はさらに、車両を停止させるとエンジンを自動停止させ、その後、スロットルグリップが開かれるか、あるいはスタータスイッチがオン操作されるなどの発進操作がなされると、スタータモータを自動的に駆動させてエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動を有する。
【００１９】
車体前部と車体後部とは低いフロア部４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、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とから構成される。燃料タンクおよび収納ボックス（共に図示せず）はメインパイプ７により支持され、その上方にシート８が配置されている。
【００２０】
車体前部では、ステアリングヘッド５に軸支されて上方にハンドル１１が設けられ、下方にフロントフォーク１２が延び、その下端に前輪ＦＷが軸支されている。ハンドル１１の上部は計器板を兼ねたハンドルカバー１３で覆われている。メインパイプ７の立ち上がり部下端にはブラケット１５が突設され、このブラケット１５には、スイングユニット２のハンガーブラケット１８がリンク部材１６を介して揺動自在に連結支持されている。
【００２１】
スイングユニット２には、その前部に単気筒の４サイクルエンジンＥが搭載されている。このエンジンＥから後方にかけてベルト式無段変速機１０が構成され、その後部に遠心クラッチを介して設けられた減速機構９に後輪ＲＷが軸支されている。この減速機構９の上端とメインパイプ７の上部屈曲部との間にはリヤクッション３が介装されている。スイングユニット２の前部にはエンジンＥから延出した吸気管１９に接続された気化器１７および同気化器１７に連結されるエアクリーナ１４が配設されている。
【００２２】
図２は、前記スイングユニット２をクランク軸２０１に沿って切断した断面図、図３は、その部分拡大図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２３】
スイングユニット２は、左右のクランクケース２０２Ｌ、２０２Ｒを合体して構成されるクランクケース２０２に覆われ、クランク軸２０１は、クランクケース２０２Ｒに固定された軸受け２０８、２０９により回転自在に支持されている。クランク軸２０１には、クランクピン２１３を介してコンロッド（図示せず）が連結されている。
【００２４】
左クランクケース２０２Ｌは、ベルト式無段変速室ケースを兼ねており、左クランクケース２０２Ｌまで延びたクランク軸２０１にはベルト駆動プーリ２１０が回転可能に設けられている。ベルト駆動プーリ２１０は、固定側プーリ半体２１０Ｌと可動側プーリ半体２１０Ｒとからなり、固定側プーリ半体２１０Ｌはクランク軸２０１の左端部にボス２１１を介して固着され、その右側に可動側プーリ半体２１０Ｒがクランク軸２０１にスプライン嵌合され、固定側プーリ半体２１０Ｌに接近・離反することができる。両プーリ半体２１０Ｌ、２１０Ｒ間にはＶベルト２１２が巻き掛けられている。
【００２５】
可動側プーリ半体２１０Ｒの右側ではカムプレート２１５がクランク軸２０１に固着されており、その外周端に設けたスライドピース２１５ａが、可動側プーリ半体２１０Ｒの外周端で軸方向に形成したカムプレート摺動ボス部２１０Ｒａに摺動自在に係合している。可動側プーリ半体２１０Ｒのカムプレート２１５は、外周寄りがカムプレート２１５側に傾斜したテーパ面を有しており、該テーパ面と可動プーリ半体２１０Ｒとの間の空所にドライウェイトポール２１６が収容されている。
【００２６】
クランク軸２０１の回転速度が増加すると、可動側プーリ半体２１０Ｒとカムプレート２１５との間にあって共に回転する前記ドライウェイトボール２１６が、遠心力により遠心方向に移動し、可動側プーリ半体２１０Ｒはドライウェイトボール２１６に押圧されて左方に移動して固定側プーリ半体２１０Ｌに接近する。その結果、両プーリ半体２１０Ｌ、２１０Ｒ間に挟まれたＶベルト２１２は遠心方向に移動し、その巻き掛け径が大きくなる。
【００２７】
車両の後部には前記ベルト駆動プーリ２１０に対応する被動プーリ（図示せず）が設けられ、Ｖベルト２１２はこの被動プーリに巻き掛けられている。このベルト伝達機構により、エンジンＥの動力は自動調整されて遠心クラッチに伝えられ、前記減速機構９等を介して後輪ＲＷを駆動する。
【００２８】
右クランクケース２０２Ｒ内には、スタータモータとＡＣジェネレータとを組み合わせたＡＣＧスタータ（ＡＣＧスタータ）１が配設されている。ＡＣＧスタータ１では、クランク軸２０１の先端テーパ部にアウタロータ６０がネジ２５３により固定されている。
【００２９】
アウタロータ６０の内周側に配設されるステータ５０はボルト２７９によってクランクケース２０２に固定される。アウタロータ６０にはボルト２４６によって固定されたファン２８０が設けられる。ファン２８０に隣接してラジエータ２８２が設けられ、ラジエータ２８２はファンカバー２８１によって覆われる。
【００３０】
図３に拡大して示したように、ステータ５０の内周にはセンサケース２８が嵌め込められている。このセンサケース２８内には、アウタロータ６０のボス６０ａの外周に沿って等間隔でロータ角度センサ（磁極センサ）２９およびパルサセンサ（点火パルサ）３０が設けられている。ロータ角度センサ２９は、ＡＣＧスタータ１のステータコイルに対する通電制御を行うためのものであり、ＡＣＧスタータ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応して１つずつ設けられる。点火パルサ３０はエンジンの点火制御のためのものであり、１つだけ設けられる。ロータ角度センサ２９および点火パルサ３０は、いずれもホールＩＣまたは磁気抵抗（ＭＲ）素子で構成することができる。
【００３１】
ロータ角度センサ２９および点火パルサ３０のリード線は基板３１に接続され、さらに基板３１にはワイヤハーネス３２が結合される。アウタロータ６０のボス６０ａの外周には、ロータ角度センサ２９および点火パルサ３０のそれぞれに磁気作用を及ぼすよう２段着磁されたマグネットリング３３が嵌め込まれる。
【００３２】
ロータ角度センサ２９に対応するマグネットリング３３の一方の着磁帯には、ステータ５０の磁極に対応して、円周方向に３０°幅間隔で交互に配列されたＮ極とＳ極が形成され、点火パルサ３０に対応するマグネットリング３３の他方の着磁帯には、円周方向の１か所に１５°ないし４０°の範囲で着磁部が形成される。
【００３３】
前記ＡＣＧスタータ１は、エンジン始動時にはスタータモータ（同期モータ）として機能し、バッテリから供給される電流で駆動されてクランク軸２０１を回動させてエンジンを始動させる。エンジン始動後は同期発電機として機能し、発電した電流でバッテリを充電し、かつ各電装部に電流を供給する。
【００３４】
図２に戻り、クランク軸２０１上には、前記ＡＣＧスタータ１と軸受け２０９との間にスプロケット２３１が固定されており、このスプロケット２３１にはクランク軸２０１からカムシャフト（図示せず）を駆動するためのチェーンが巻き掛けられている。なお、前記スプロケット２３１は、潤滑オイルを循環させるポンプに動力を伝達するためのギヤ２３２と一体的に形成されている。
【００３５】
図４は、ＡＣＧスタータ１を含む電装系統の主要部のブロック図である。ＥＣＵ８は、ＡＣＧスタータ１が発電した三相交流を全波整流する全波整流ブリッジ回路８１と、全波整流ブリッジ回路８１の出力を予定のレギュレート電圧（例えば、１４．５Ｖ）に制限するレギュレータ８２と、車両が停止するとエンジンを自動停止させ、所定の発進条件が成立するとエンジンを自動的に再始動するストップ＆ゴー制御部８４と、スタータスイッチ３５によるエンジン始動時にクランク軸２０１を所定の位置まで逆転させ、その後、正転させる始動時逆転制御部８５と、ストップ＆ゴー制御によるエンジン自動停止後に、クランク軸２０１を所定の位置まで逆転させる停止時逆転制御部８６と、エンジン始動時の点火タイミングでエンジンを所定回数だけ失火させる点火抑制制御部８７とを有する。
【００３６】
ＥＣＵ８には、点火コイル２１が接続され、点火コイル２１の二次側には点火プラグ２２が接続されている。また、ＥＣＵ８にはスロットルセンサ２３、フューエルセンサ２４、着座スイッチ２５、アイドルスイッチ２６、冷却水温センサ２７、スロットルスイッチ４７、警告ブザー４８、ロータ角度センサ２９および点火パルサ３０が接続され、各部から検出信号がＥＣＵ８に入力される。
【００３７】
さらに、ＥＣＵ８には、スタータリレー３４、スタータスイッチ３５、ストップスイッチ３６，３７、スタンバイインジケータ３８、フューエルインジケータ３９、スピードセンサ４０、オートバイスタ４１、および前照灯４２が接続されている。前照灯４２には、ディマースイッチ４３が設けられている。
【００３８】
上記の各部にはメインヒューズ４４およびメインスイッチ４５を介してバッテリ４６から電流が供給される。なお、バッテリ４６は、スタータリレー３４によってＥＣＵ８に直接接続される一方、メインスイッチ４５を介さず、メインヒューズ４４だけを介してＥＣＵ８に接続される回路を有する。
【００３９】
前記ＥＣＵ８のストップ＆ゴー制御部８４は、前記アイドルスイッチ２６の状態および車両の状態に応じて、図５に示したように、「始動モード」、「アイドルスイッチモード」および「ストップ＆ゴーモード」のいずれかで車両各部を制御する。「ストップ＆ゴーモード」では、アイドリングを一切禁止する第１の動作パターン（以下、「第１パターン」という）、およびアイドリングを所定条件下で例外的に許可する第２の動作パターン（以下、「第２パターン」という）のいずれかが選択される。
【００４０】
「始動モード」では、エンジン始動時の暖気運転等を目的として、最初のエンジン始動後の一時期だけアイドリングが許可される。「アイドルスイッチモード」では、アイドルスイッチ２６をオンにすることで、運転者の意思で常にアイドリングが許可される。「ストップ＆ゴーモード」では、車両を走行状態から停止させるとエンジンが自動停止され、停止状態でアクセルが操作されるとエンジンが自動的に再始動される。
【００４１】
図５では、動作モードおよび動作パターンの切り換え条件が模式的に示されており、メインスイッチ４５が投入されたときにアイドルスイッチ２６がオフ（条件▲１▼が成立）であれば「始動モード」が選択される。
【００４２】
さらに、この「始動モード」において予定速度以上の車速が予定時間以上にわたって検知される（条件▲２▼が成立）と「ストップ＆ゴーモード」へ移行する。「ストップ＆ゴーモード」では、「始動モード」から移行した直後は「第１パターン」が選択されてアイドリングが禁止される。「第１パターン」では、点火オフが３分以上継続する（条件▲３▼が成立）と「第２パターン」へ移行する。「第２パターン」では、前記条件▲２▼が成立すると「第１パターン」へ移行する。
【００４３】
一方、メインスイッチ４５が投入されたときにアイドルスイッチ２６がオンである（条件▲６▼が成立）と「アイドルスイッチモード」が選択される。なお、「ストップ＆ゴーモード」では「第１パターン」および「第２パターン」にかかわらず、アイドルスイッチ２６が投入されて条件▲４▼が成立すると「アイドルスイッチモード」へ移行する。また、「アイドルスイッチモード」においてアイドルスイッチ２６がオフにされる（条件▲５▼が成立）と、「ストップ＆ゴーモードの第１パターン」へ移行する。
【００４４】
図６は、ストップ＆ゴー制御部８４における各個別制御の内容を、動作モードおよび動作パターンごとに示した図である。
【００４５】
“エンジン始動制御”では、各動作モードおよび動作パターンごとに、所定の条件が成立したときにエンジン始動指令が発せられてＡＣＧスタータ１が駆動される。さらに具体的に言えば、「始動モード」および「アイドルスイッチモード」では、スタータスイッチ３５がオン、ストップスイッチ３６，３７がオン、かつエンジン回転数が所定のアイドル回転数以下のときにエンジン始動指令が発せられる。「ストップ＆ゴーモードの第１パターン」では、スロットルスイッチ４７がオン、着座スイッチ２５がオン、かつエンジン回転数が所定のアイドル回転数以下のときにエンジン始動指令が発せられる。「ストップ＆ゴーモードの第２パターン」では、スタータスイッチ３５がオン、ストップスイッチ３６，３７がオン、かつエンジン回転数が所定のアイドル回転数以下のとき、またはスロットルスイッチ４７がオン、着座スイッチ２５がオン、かつエンジン回転数が所定のアイドル回転数以下のときにエンジン始動指令が発せられる。
【００４６】
“スタンバイインジケータ制御”では、スタンバイインジケータ３８のオン／オフが制御される。このスタンバイインジケータは、エンジンが停止していてもスロットルを開ければ直ちにエンジンが始動されて発進し得る状態で点滅し、その旨を運転者に警告する。スタンバイインジケータ３８は、「始動モード」、「アイドルスイッチモード」および「ストップ＆ゴーモードの第２パターン」では常に消灯する。「ストップ＆ゴーモードの第１パターン」では、着座スイッチ２５がオン、かつエンジン回転数が所定回転数以下の時に点滅する。
【００４７】
“点火制御”では、エンジン点火が許可または禁止される。さらに具体的に言えば、「始動モード」、「アイドルスイッチモード」および「ストップ＆ゴーモードの第２パターン」では常時許可される。「ストップ＆ゴーモードの第１パターン」では、スロットルスイッチがオン、かつ車速がゼロよりも大きいときに許可され、それ以外では禁止される。
【００４８】
“前照灯制御”では、前照灯４２のオン／オフが制御される。さらに具体的に言えば、「アイドルスイッチモード」、「ストップ＆ゴーモードの第１パターン」および「ストップ＆ゴーモードの第２パターン」では常時オンにされる。「始動モード」では、エンジン回転数が所定回転数以上または車速がゼロ以上のときにオンにされる。
【００４９】
“警告ブザー制御”では、警告ブザー４８のオン／オフが制御される。さらに具体的に言えば、「始動モード」では常時オフにされる。「アイドルスイッチモード」では、点火オフ状態で非着座状態が１秒以上継続するとオンにされる。「ストップ＆ゴーモードの第１パターン」では、点火オフ状態で非着座状態が１秒以上継続するか、あるいは点火オフが３分以上継続したときに警告音が発せられる。「ストップ＆ゴーモードの第２パターン」では、点火オフ状態、スロットルスイッチがオフ、かつ車速がセロのときに警告音が発せられる。
【００５０】
“充電制御”では、動作モードあるいは動作パターンにかかわらず、運転者がスロットルを急激に開いた急加速時や停止状態からの発進時に、充電電圧が常時の１４．５Ｖから１２．０Ｖへ下げられる。具体的には、車速が０キロより大きく、かつスロットルが全閉状態から全開状態まで開かれる時間が、例えば０．３秒以内であると、これを加速操作と認識して充電制御を開始する。同様に、車速がゼロであり、かつエンジン回転数が所定回転数以下のときにスロットルスイッチがオンになると、これを停止状態からの発進時と認識して充電制御を開始する。これにより、ＡＣＧスタータ１の電気負荷が一時的に低減されて加速性能が向上する。当該制御は、その開始から６秒が経過するか、エンジン回転数が所定回転数を超えるか、あるいはスロットル開度が減少したことを条件に終了される。
【００５１】
図４へ戻り、ＥＣＵ８の始動時逆転制御部８５は、スタータスイッチ３５によるエンジン始動時に、クランク軸２０１を正転時の負荷トルクが小さくなる位置まで一旦逆転させた後、改めてＡＣＧスタータを正転方向に駆動してエンジンを始動させる。ただし、ＡＣＧスタータ１を一定の時間逆転させただけでは、エンジンの回転フリクションの相違によって、所望のクランク角度位置から正転を開始させることができない。そこで、本実施形態では、エンジンを逆転させる際に冷却水温度を検知し、水温に応じた時間だけＡＣＧスタータ１を逆転させるようにした。これによって、一旦停止時の再始動時には、負荷トルクの影響を避けて即座に始動発進させることができる。
【００５２】
図７は、エンジン始動時のクランク角度位置と乗越トルクつまり上死点を越える時に必要なトルクとの関係を示している。クランク角度位置が圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前４５０度〜６３０度の範囲つまり排気上死点Ｏ／Ｔの手前９０度〜２７０度の範囲（低負荷範囲）では乗越トルクは小さい。一方、圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前９０度〜４５０度の範囲（高負荷範囲）では乗越トルクは大きく、特に圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前１８０度では乗越トルクが最大となっている。すなわち、乗越トルクはおおよそ圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前では大きくなり、おおよそ排気上死点Ｏ／Ｔの手前では小さくなる。
【００５３】
そこで、本実施形態では、ＡＣＧスタータ１をクランク軸２０１の逆転方向に付勢した場合、前記低負荷範囲でクランク軸２０１が停止するようにこの付勢時間を決定した。このようにクランク軸２０１を低負荷範囲まで逆転させ、その位置からＡＣＧスタータ１を正転方向に付勢させれば、小さい乗越トルクで圧縮上死点Ｃ／Ｔを越えさせることができる。
【００５４】
ところで、エンジンを停止させた時、圧縮上死点Ｃ／Ｔ近傍（逆転方向側では圧縮上死点Ｃ／Ｔから手前約１４０度までの範囲）にはクランクが止まらないことが多い（ハッチングを施した範囲）。そこで、圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前約１４０度から前記低負荷範囲の前端部、つまり排気上死点Ｏ／Ｔの手前９０度までクランク角度位置を変化させるのに要する時間、ＡＣＧスタータ１を逆転方向に付勢する。
【００５５】
特に、圧縮上死点Ｃ／Ｔおよび排気上死点Ｏ／Ｔ間をクランク軸２０１が回転するのに要する時間以上、つまりクランク角度位置が３６０度変化する時間以上逆転させれば、逆転開始時にクランク軸２０１がどこに位置していても、３６０度以上逆転させた後のクランク角度位置は、排気上死点Ｏ／Ｔの手前、つまり低負荷範囲に含まれる。
【００５６】
図８は、ＡＣＧスタータ１の目標逆転時間Ｔrevとエンジンの冷却水温との関係を示した図である。本実施形態では、エンジン冷却水温が高くなるほど、つまり回転フリクションが小さくなるほど目標逆転時間Ｔrevを小さくしている。
【００５７】
次いで、本実施形態の動作を、図９のタイミングチャートおよび図１０〜１３のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００５８】
図９の時刻ｔ0においてスタータスイッチ３５がオンにされると、ストップ＆ゴー制御部８４が「始動モード」または「アイドルスイッチモード」で起動される。時刻ｔ1において前記エンジン始動指令が発せられ、これがステップＳ１０において検知されると、ステップＳ１１において「始動時逆転制御」が実行され、クランク軸２０１が所定の位置まで逆転される。
【００５９】
図１１は、前記「始動時逆転制御」の動作を示したフローチャートであり、ＥＣＵ８の始動時逆転制御部８５で実行される。
【００６０】
ステップＳ１１０１では、冷却水センサ２７の出力に基づいてエンジン冷却水の温度が検知される。ステップＳ１１０２では、検知された水温に対応する目標逆転時間Ｔrevがデータテーブルから読み出される。本実施形態では、前記図８に関して説明したように、目標逆転時間Ｔrevが冷却水温の関数として与えられる。
【００６１】
ステップＳ１１０３では、逆転通電が開始されてクランク軸２０１が逆回転し始めると同時に、前記点火抑制制御部８７による点火抑制制御の制御下であるか否かを示すｎ番目失火制御フラグＦncutがリセット（制御下以外）され、さらに逆転時間を計時する逆転時間タイマＴ１がスタートする。
ステップＳ１１０４では、逆転時間タイマＴ１と前記目標逆転時間Ｔrevとが比較され、逆転時間タイマＴ１が目標逆転時間Ｔrevに達するまでは逆転通電が継続される。その後、図９の時刻ｔ２において逆転時間タイマＴ１が目標逆転時間Ｔrevに達すると、ステップＳ１１０５において逆転通電が中止される。ステップＳ１１０６では、点火抑制制御部８７による点火抑制制御が開始される。
【００６２】
図１２は、前記「点火抑制制御」の動作を示したフローチャートである。ステップＳ１２０１では、前記点火抑制制御下であるか否かを示すｎ番目失火制御フラグＦncutがセット（制御下）されると共に、点火抑制制御を所定時間のみに限るための点火抑制解除タイマＴncutが計時を開始する。その後、ステップＳ１２０２において所定時間だけ待機したのちにステップＳ１２０３へ進み、図９の時刻ｔ３において正転通電を開始すると共に、前記逆転時間タイマＴ１をクリアする。
【００６３】
ステップＳ１２０４では、前記ｎ番目失火制御フラグＦncuttが参照される。最初はセット中（点火抑制制御下）なので、ステップＳ１２０５へ進む。図９の時刻ｔ4において点火タイミングに到達し、パルサ信号がステップＳ１２０５において検知されると、ステップＳ１２０６において、点火タイミングカウンタＮpがインクリメントされる。したがって、点火タイミングカウンタＮpは、エンジン始動時に点火タイミングを迎えた回数を代表する。ステップＳ１２０７では、点火タイミングカウンタＮpの値が点火禁止カウンタの値Ｎxと比較される。
【００６４】
前記点火禁止カウンタＮxには、エンジン始動時に点火を禁止したい回数が予め登録されている。本実施形態では、点火禁止カウンタＮxに「１」が登録されている。したがって、ステップＳ１２０７の判定が今回は肯定となってステップＳ１２０８へ進む。ステップＳ１２０８では、今回の点火が禁止されてエンジンが失火する。
【００６５】
ステップＳ１２０９では、スタータスイッチ３５がオフにされたか否かが判定され、最初はオンのままなのでステップＳ１２１１へ進む。ステップＳ１２１１では、前記点火抑制解除タイマＴncutが点火抑制解除時刻Ｔendと比較される。当該時点ではＴncut＜Ｔendなので、点火抑制制御を継続すべくステップＳ１２０４へ戻り、上記した各処理が繰り返される。
【００６６】
その後、時刻ｔ5、ｔ6において第２，第３の点火タイミングを迎え、これがステップＳ１２０５で検知されると、その都度、ステップＳ１２０６において点火タイミングカウンタＮpがインクリメントされ、ステップＳ１２０７では、点火タイミングカウンタＮpの値が点火禁止カウンタの値Ｎxと比較される。本実施形態では、点火禁止カウンタの値Ｎxが「１」であり、Ｎp＞Ｎxと判定されるので、当該処理はステップＳ１２０８をスキップしてステップＳ１２０９以降へ進む。したがって、時刻ｔ5、ｔ6の点火タイミングではエンジンが正常に点火される。
【００６７】
その後、図９の時刻ｔ7において点火抑制解除タイマＴncutが点火抑制解除時刻Ｔendに達し、これがステップＳ１２１１において検知されると、ステップＳ１２１２において前記ｎ番目失火制御フラグＦncutがリセットされる。したがって、これ以後はステップＳ１２０５〜Ｓ１２０８が常にスキップされるので、前記点火禁止カウンタＮxの値にかかわらず、点火タイミングにおける点火が禁止されることはない。
【００６８】
その後、時刻ｔ8においてスタータスイッチ３５がオフにされ、これがステップＳ１２０９において検知されると、ステップＳ１２１０において正転通電が停止される。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、排気管内に残留している混合気が逆転時の排気行程においてシリンダ内に吸入されてしまい、その後の正転時に排気上死点で圧縮されても、当該タイミングでは点火が禁止されるので着火することがない。
【００７０】
図１０へ戻り、エンジン始動後にストップ＆ゴーモードにおいてエンジンが自動停止し、これがステップＳ１２において検知されると、ステップＳ１３において、クランク軸２０１を予め所定の位置まで逆転させる「停止時逆転制御」が実行される。
【００７１】
図１４は、「停止時逆転制御」の機能ブロック図である。停止時逆転制御部８６において、ステージ判定部８６３は、ロータ角度センサ２９の出力信号に基づいてクランク軸２０１の回転位置をステージ＃０〜＃３５の３６ステージに分割し、点火パルサ３０が発生するパルス信号の検知タイミングを基準ステージ（ステージ＃０）として現在のステージを判定する。
【００７２】
ステージ通過時間検知部８６４は、前記ステージ判定部８６３が新たなステージを判定してから次のステージを判定するまでの時間に基づいて当該ステージの通過時間Δｔn を検知する。逆転制御部８６５は、前記ステージ判定部８６３による判定結果および前記ステージ通過時間検知部８６４により検知された通過時間Δｔn とに基づいて逆転駆動指令を発生する。
【００７３】
デューティ比設定部８６２は、前記ステージ判定部８６３による判定結果に基づいて、全波整流ブリッジ回路８１の各パワーＦＥＴに供給するゲート電圧のデューティー比を動的に制御する。ドライバ８８は、前記設定されたデューティー比の駆動パルスを全波整流ブリッジ回路８１の各パワーＦＥＴへ供給する。
【００７４】
次いで、上記した停止時逆転制御部８６の動作を、図１３のフローチャートおよび図１５の動作説明図を参照して説明する。
【００７５】
図１５(a) は、クランク軸２０１を逆転するのに要するクランキングトルク（逆転負荷）とクランク角度との関係を示しており、クランキングトルクは圧縮上死点に至る直前（逆転時）で急激に上昇する。同図(b) は、クランク角度とステージとの関係を示し、同図(c) は、逆転時におけるクランク軸の角速度の変化を示している。
【００７６】
エンジン停止が検知されると、ステップＳ１３０１，Ｓ１３０２では、ステージ判定部８６３において既に判定されている現在のステージが参照される。ここで、現在ステージがステージ＃０〜＃１１のいずれかであればステップＳ１３０３へ進み、ステージ＃１２〜＃３２のいずれかであればステップＳ１３０４へ進み、それ以外（すなわち、ステージ＃３３〜＃３５のいずれか）であればステップＳ１３０５へ進む。ステップＳ１３０３，１３０５では、デューティ比設定部８６２において、駆動パルスのデューティー比が７０％に設定され、ステップＳ１３０４では８０％に設定される。
【００７７】
このようなデューティー比の動的制御は、後に詳述するように、逆転時にクランク軸２０１の角速度を、クランキングトルクが増大する圧縮上死点相当角の手前（逆転時）で十分に低下させると共に、それ以外の角度では素早い逆転駆動を可能にするために行われる。
【００７８】
ステップＳ１３０６では、ドライバ８８が前記設定されたデューティ比で全波整流ブリッジ回路８１の各パワーＦＥＴを制御して逆転通電を開始する。ステップＳ１３０７では、通過したステージ＃ｎの通電時間Δｔn が前記ステージ通過時間検知部８６４により計測される。
【００７９】
ステップＳ１３０８では、逆転制御部８６５において、クランク軸２０１がステージ＃０すなわち上死点近傍を通過したか否かが判定される。ステージ＃０を通過していなければ、ステップＳ１３１０において、直前に通過した前記ステージ＃ｎの通過時間Δｔnと、その前に通過したステージ＃（ｎ−１）の通過時間Δｔn-1との比［Δｔn／Δｔn-1］が基準値Ｒref （本実施形態では、４／３）と比較される。前記通過時間比［Δｔn／Δｔn-1］が基準値Ｒref を上回っていなければ、前記ステップＳ１３０１へ戻って逆転駆動が継続され、これと平行して上記した各処理が繰り返される。
【００８０】
ここで、エンジン停止位置すなわち逆転開始位置が、図１５(c) に曲線Ａで示したように、前回および次回の圧縮上死点の中間位置よりも次回の圧縮上死点に近い側、換言すれば、排気上死点を通過（正転時）してから圧縮上死点に至る過程であると、ＡＣＧスタータ１が７０％のデューティー比で逆転駆動されているにもかかわらず、クランク軸はステージ＃０（排気上死点）を通過できる。したがって、これがステップＳ１９において検知されてステップＳ１３０９へ進み、クランク軸２０１がステージ＃３２に到達したか否かが判定される。クランク軸２０１がステージ＃３２に到達したと判定されると、ステップＳ１３１１において、前記逆転通電が停止されるので、その後、クランク軸は慣性力でさらに逆回転した後に停止する。
【００８１】
一方、逆転開始位置が、図１５(c) に曲線Ｂで示したように、前回および次回の圧縮上死点の中間位置よりも前回の圧縮上死点に近い側、換言すれば、圧縮上死点を通過（正転時）してから排気上死点に至る過程であると、ＡＣＧスタータ１が７０％のデューティー比で逆転駆動されているので、逆転負荷が、図１５(a) に示したように、ステージ＃０に至る手前（逆転時）で上昇すると、クランク軸２０１の角速度が急激に低下する。そして、ステップＳ１３１０において、前記通過時間比［Δｔn／Δｔn-1］が基準値の４／３以上と判定されると、ステップＳ１３１１において前記逆転通電が停止され、クランク軸の逆転は、通電の停止とほぼ同時に停止する。
【００８２】
このように、本実施形態ではエンジン停止後の逆転駆動時に、クランク軸が上死点相当角を通過したか否か、およびクランク軸の角速度が低下したか否かを監視し、クランク軸が逆転時に上死点を通過すると、その直後に逆転通電を終了し、クランク軸の角速度が逆転負荷の増大により低下した場合も逆転通電を終了するので、逆転開始位置にかかわらず、クランク軸を前回の圧縮上死点の手前（逆転時）であって圧縮反力の低い位置まで戻すことができる。
【００８３】
さらに、本実施形態ではクランク軸２０１の角速度を、ＡＣＧスタータ１のロータ角度（すなわち、ステージ）を検知するロータ角度センサ２９の出力に基づいて検知するようにしたので、クランク軸２０１の角度を検知するためのセンサを別途に設ける必要がない。
【００８４】
図９へ戻り、ステップＳ１４では、エンジン始動条件が成立したか否かが判定される。エンジン始動条件が成立すると、ステップＳ１５では、正転通電が開始されてエンジンが正転方向へクランキングされる。ステップＳ１６では、エンジン始動が完了したか否かが、例えばエンジン回転数に基づいて判定される。エンジン始動が完了したと判定されると、ステップＳ１７において正転通電が停止される。
【００８５】
なお、上記した実施形態では、「始動モード」および「アイドルスイッチモード」におけるスタータスイッチ操作によるエンジン始動時のみ点火抑制制御が実施されるものとして説明したが、「ストップ＆ゴーモード」におけるエンジン自動停止後の発進時にも同様に実施することができる。
【００８６】
また、上記した実施形態では、点火禁止カウンタＮxに「１」が登録さて、正転後の最初の１回だけエンジン点火が禁止されるものとして説明したが、点火禁止カウンタＮxに２，３…の値を登録すれば、正転後の複数回のエンジン点火を禁止することができる。
【００８７】
さらに、上記した実施形態では、エンジン始動手段としてＡＣＧスタータのみを備えた車両を例にして説明したが、キックペダルによる始動手段が併設された車両にも同様に適用することができる。ただし、エンジン始動時にエンジンを所定回数だけ失火させる前記点火抑制制御が、ＡＣＧスタータによる始動時のみ機能し、クランク軸が予め逆転されることのないキック始動時には機能することのないように、当該抑制機能をキック始動時には選択的に解除させる手段を装備しておくことが望ましい。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン始動時に、そのクランク軸を所定の位置まで逆転させる逆転制御手段を含むエンジン始動制御装置において、エンジン点火をエンジン正転後の所定期間だけ禁止する点火抑制手段を設けたので、排気管内に残留している混合気が逆転時の排気行程においてシリンダ内に吸入されてしまい、その後の正転時に排気上死点で圧縮されても、当該タイミングでは点火が禁止されるので着火することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【図２】図１のスイングユニットのクランク軸に沿った断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】ＡＣＧスタータの制御系のブロック図である。
【図５】ストップ＆ゴー制御における動作モードおよび動作パタ−ンの移行条件を示した図である。
【図６】ストップ＆ゴー制御の主要動作を一覧表として示した図である。
【図７】クランク角度位置と乗越トルクとの関係を示した図である。
【図８】目標逆転時間と水温との関係を示した図である。
【図９】エンジン始動制御のタイミングチャートである。
【図１０】エンジン始動制御のフローチャートである。
【図１１】始動時逆転制御のフローチャートである。
【図１２】点火抑制制御のフローチャートである。
【図１３】停止時逆転制御のフローチャートである。
【図１４】停止時逆転制御部の機能ブロック図である。
【図１５】停止時逆転制御の動作説明図である。
【符号の説明】
１…ＡＣＧスタータ，８…ＥＣＵ，２１…点火コイル，２２…点火プラグ，２３…スロットルセンサ，２４…フューエルセンサ，２５…着座スイッチ，２６…アイドルスイッチ，２７…冷却水温センサ，２９…ロータ角度センサ，３０…点火パルサ，３５…スタータスイッチ，３６，３７…ストップスイッチ，３８…スタンバイインジケータ，３９…フューエルインジケータ，４０…スピードセンサ，４１…オートバイスタ，４２…前照灯，４３…ディマースイッチ，４４…メインヒューズ，４５…メインスイッチ，４６…バッテリ，４７…スロットルスイッチ，４８…警告ブザー

Claims

エンジン始動時に、そのクランク軸を所定の位置まで逆転させてから正転させる逆転制御手段を備えたエンジン始動制御装置において、
クランク軸に連結されたスタータモータと、
ピストンの上死点近傍でエンジンを点火させる点火手段と、
エンジン点火をエンジン正転後の所定期間だけ禁止する点火抑制手段とを具備したことを特徴とするエンジン始動制御装置。
前記逆転制御手段は、ピストンが排気上死点を超える位置までクランク軸を逆転させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
前記エンジンは、排気上死点近傍で吸気バルブと排気バルブとが連通するバルブオーバラップ期間を有し、前記点火手段は、排気上死点近傍位置で捨て火を点火することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン始動制御装置。
前記点火抑制手段は、エンジン正転後の最初の点火タイミングだけエンジン点火を禁止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジン始動制御装置。
人力によりクランク軸を正転させるキック始動手段を備え、人力によるエンジン始動時には、前記点火抑制手段によるエンジン点火の禁止を解除する点火抑制解除手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のエンジン始動制御装置。