JP4666655B2 - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン始動制御装置に係り、特に、キックスタータによるエンジンの始動操作が連続して行われる際に、２回目以降の始動操作時には、制御部の起動時間を短縮して始動性を向上させるエンジン始動制御装置に関する。

従来から、自動二輪車のエンジンの始動方式として、車載バッテリの電力で駆動するモータでクランク軸を回転させるセルフ式、乗員がキックペダルを操作してクランク軸を回転させるキックスタータ式が知られており、小〜中排気量車においては両者を併用する車種も存在する。また、電子制御化が進む近年のエンジンには、各種センサ等の多数の電装品が取り付けられており、点火装置等を駆動制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）は、主電源をオンにすることでバッテリから電力が供給されると、エンジン運転制御の準備として、前記したような電装品が正常に作動するか否かの機能確認を行うように構成されていることが多い。

前記キックスタータ式およびセルフ併用式を適用する車両では、バッテリ上がり等が発生してもキックスタータでエンジンを始動することができる。しかし、バッテリ残量がほぼゼロである等により、主電源をオンにしてもＥＣＵが起動できない場合には、クランク軸の回転によって発電する発電機からの供給電力、すなわち、キックスタータ操作時のわずかな時間で発電された電力によってＥＣＵを起動しなくてはならない。したがって、キックスタータの操作の仕方によっては、ＥＣＵの起動電力が得られずエンジンの始動が難しくなることがあった。

特許文献１には、キックスタータによるエンジン始動時には、発電機からの電力をＥＣＵおよび燃料ポンプに供給し、該燃料ポンプが一時的に駆動されることで発生する回転イナーシャによる起電力をＥＣＵの起動電力に加えることで、ＥＣＵが確実に起動されるようにした始動装置の構成が開示されている。
特開２００２−３３２９４０号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、キックスタータによるエンジン始動時に発電機からの電力の供給先を切り替えることによってＥＣＵの起動に必要な電力を確保するものであり、ＥＣＵが起動する際の初期処理内容を変更し、極力短い時間で点火装置等の駆動制御が可能な状態にすることにより、キックスタータでの始動性を高める手法に関しては考慮されていなかった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、キックスタータによるエンジンの始動操作が連続して行われる際に、２回目以降の始動操作時には、制御部の起動時間を短縮して始動性を向上させるエンジン始動制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、エンジンを始動するためにクランク軸を回転させる始動手段と、前記クランク軸の回転によって発電する発電手段と、前記エンジンの点火を行う点火手段と、前記点火手段の駆動に必要な電装品とを有するエンジン始動制御装置において、前記電装品の機能確認処理を実行すると共に、前記電装品の状態に基づいて前記点火手段を作動させる制御部と、前記機能確認処理の実行履歴を記憶する記憶部とを具備し、前記制御部は、前記始動手段の駆動に伴って発電された電力で起動される際に、前記記憶部に実行履歴が記憶されていなければ前記機能確認処理を実行し、一方、前記記憶部に実行履歴が記憶されていれば前記機能確認処理を実行しないように構成されている点に第１の特徴がある。

また、前記始動手段は、人力で操作されるキック式スタータである点に第２の特徴がある。

また、前記制御部は、前記機能確認処理が完了すると前記記憶部に実行履歴を記憶させ、前記記憶部は、所定時間の経過によって前記実行履歴を消去するように構成されている点に第３の特徴がある。

さらに、前記記憶部は、蓄電器および抵抗器を有する充電回路で構成されており、前記制御部は、前記蓄電器に所定の電荷が蓄積されていることで前記実行履歴が記憶されていると判断する点に第４の特徴がある。

第１の発明によれば、電装品の機能確認処理を実行すると共に、電装品の状態に基づいて点火手段を作動させる制御部と、機能確認処理の実行履歴を記憶する記憶部とを具備し、制御部は、始動手段の駆動に伴って発電された電力で起動される際に、記憶部に実行履歴が記憶されていなければ機能確認処理を実行し、一方、記憶部に実行履歴が記憶されていれば機能確認処理を実行しないように構成されているので、エンジンの始動時に実行履歴が記憶されている場合には、電装品の機能確認処理にかかる時間だけ制御部の起動時間を短縮することが可能となる。これにより、点火手段の作動準備が短時間で完了することとなり、点火手段による着火機会が増大してエンジンの始動性を向上させることができる。

第２の発明によれば、始動手段は、人力で操作されるキック式スタータであるので、キックペダルを１回踏み下ろす操作によってクランク軸を数回転させる構成を有するキックスタータにおいて、わずかな操作時間内でのエンジン始動性を向上させることが可能となる。

第３の発明によれば、制御部は機能確認処理が完了すると記憶部に実行履歴を記憶させ、記憶部は所定時間の経過によって実行履歴を消去するように構成されているので、所定時間内に再度エンジン始動が試みられる場合には機能確認処理を省略してエンジンの始動性を向上させる一方、所定時間が経過した後にエンジン始動が試みられる場合には、機能確認処理を省略することなく実行するように設定することが可能となる。

第４の発明によれば、記憶部は、蓄電器および抵抗器を有する充電回路で構成されており、制御部は、蓄電器に所定の電荷が蓄積されていることで実行履歴が記憶されていると判断するので、簡単な構成で一時記憶装置が実現されて、ＥＣＵの生産工数の増加を防ぐことが可能となる。

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、本発明の一実施形態に係るエンジン始動制御装置を適用したパワーユニット１の断面図である。単気筒のエンジン１００と自動変速機３７とを一体的に構成したユニットスイング式のパワーユニット１は、図示左右方向を車幅方向としてスクータ型自動二輪車の後方に設けられたピボット部に揺動可能に連結される。エンジン１００のクランク軸１３には、シリンダブロック１０に設けられたシリンダ１１内を摺動可能なピストン６がコンロッド１２を介して連結されている。そして、シリンダブロック１０の上端に固定されたシリンダヘッド７と、シリンダ１１およびピストン６によって燃焼室８が形成されている。

シリンダヘッドカバー２で覆われたシリンダヘッド７には、混合気の吸気および排気を制御するバルブ（不図示）と、混合気に点火する点火プラグ５とが配設されている。バルブの開閉動作は、シリンダヘッド７に軸支されたカムシャフト３の回転によって制御される。カムシャフト３の右端部には従動側スプロケット４が備えられ、この従動側スプロケット４とクランク軸１３に形成された駆動側スプロケット３６との間に無端状のカムチェーン９が掛け渡されている。

クランクケース１４の右端部には、発電手段としてのＡＣＧスタータモータ２９が収納されている。ＡＣＧスタータモータ２９は、エンジン１００の始動時にはバッテリ（不図示）の電力でクランク軸１３を回転させるセルモータとして機能し、エンジン１００の始動後はクランク軸１３の回転によって各種電装品に電力を供給する発電機として機能する電動発電機である。ＡＣＧスタータモータ２９の近傍には、エンジン回転数を検出するＮｅセンサ３０ｃが設けられている。

クランク軸１３の左方には、その左端部に取り付けられた駆動側プーリ３８と、伝動ケース１５に軸支された駆動軸２７に発進クラッチ２６を介して取り付けられた従動側プーリ３９との間に、無端状のＶベルト１９を巻き掛けて構成される、無段変速のベルトコンバータとしての自動変速機３７が配設されている。この自動変速機３７は、駆動側プーリ３８の近傍に配設された変速比制御モータ２２を駆動することで、変速比を任意に変更できる構成を有している。

駆動側プーリ３８は、クランク軸１３の左端部に固定された駆動側固定プーリ半体１６と、クランク軸１３の軸方向に摺動可能に装着された駆動側可動プーリ半体１７とから構成されている。駆動側可動プーリ半体１７の右方には送りねじが設けられており、駆動側可動プーリ半体１７は、ピニオンギヤ２３、第１伝達ギア２４、第２伝達ギア２５によって伝達される変速比制御モータ２２の回転駆動力によって、軸方向の任意の位置に移動することができる。なお、駆動側可動プーリ半体１７の近傍には、駆動側可動プーリ半体１７の軸方向の位置に基づいて変速比を検知する変速比センサ３１が設けられている。

他方、従動側プーリ３９は、発進クラッチ２６のクラッチシュー５７を保持する回転体と一体的に回転するスリーブ５５に固定された従動側固定プーリ半体２０と、スリーブ５５に対してその軸方向に摺動可能な従動側可動プーリ半体２１とを備えている。Ｖベルト１９は、駆動側固定プーリ半体１６と駆動側可動プーリ半体１７との間、および従動側固定プーリ半体２０と従動側可動プーリ半体２１との間にそれぞれ形成される略Ｖ字断面のベルト溝に巻き掛けられており、従動側可動プーリ半体２１の背面側には、これを従動側固定プーリ半体２０に向けて常時付勢するためのスプリング２１ａが配設されている。

発進クラッチ２６は、従動側プーリ３９の回転数が所定値に満たない場合は、従動側プーリ３９と駆動軸２７との間における駆動力の伝達を遮断している。そして、エンジン回転数が上昇し、従動側プーリ３９の回転数が所定値以上となると、遠心力によってクラッチシュー５７がアウタケース５６の内周面に押しつけられて摩擦力を生じるように構成されている。これにより、従動側プーリ３９の回転がスリーブ５５およびクラッチシュー５７を介してアウタケース５６に伝達され、アウタケース５６に固定された駆動軸２７およびこれと噛合する伝達軸２８、該伝達軸２８と噛合する駆動輪の車軸（不図示）を回転させることになる。

この図では、駆動側可動プーリ半体１７の位置として、ローレシオ位置１７（Ｌ）とトップレシオ位置１７（Ｈ）を示すと共に、従動側可動プーリ半体２１の位置として、ローレシオ位置２１（Ｌ）とトップレシオ位置２１（Ｈ）を示しており、自動変速機３７の変速比の変更は、この両可動プーリ半体の移動に伴ってＶベルト１９の巻き掛け径が連続的に変化することで実現されることとなる。

また、自動変速機３７を車幅方向左側から覆う外側伝導ケース３２には、エンジン１００を人力で始動する始動手段としてのキックスタータ５０が取り付けられている。キックスタータ５０は、不図示のキックペダルを足で踏み下ろすことで、該キックペダルの支軸４０およびこれに固定された半月型ギヤを有するキックスタータスピンドル４１が回転し、この回転に伴ってキックスタータスピンドル４１に噛合するドリブンギヤ４２が回転する構成とされている。そして、ドリブンギヤ４２の図示右端部にはラチェットギヤ４３が設けられており、ドリブンギヤ４２が駆動側プーリ３８の方向に突出しながら回転することで、前記ラチェット部４３と駆動側プーリ３８の端部とが係合されてクランク軸１３が回転されることとなる。なお、キックスタータスピンドル４１には、これを初期位置に戻す方向の付勢力を与えるリターンスプリング４４が係合されている。

図２は、本発明の一実施形態に係るエンジン始動制御装置の構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。制御部としてのＥＣＵ６０は、中央処理装置としてのＣＰＵ６１と、ＥＣＵ６０の起動に必須なＣＰＵのブート（ｂｏｏｔ）処理等を行うＣＰＵ初期設定処理部６４と、各種の電装品が正常に機能するか否かを検証する機能確認処理を行う電装品機能確認処理部６５と、点火装置７０および燃料噴射装置７１を駆動制御するエンジン運転制御部６６と、前記機能確認処理の実行履歴を記憶する記憶部としての一時記憶メモリ６２とを含む。なお、エンジン運転制御部６６は、点火装置および燃料噴射装置に限られず、スロットルバルブや吸気口面積の調整バルブ、バルブタイミング調整機構等を駆動制御するように構成してもよい。

ＣＰＵ６１の入出力ポート６３に接続される一時記憶メモリ６２は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２とコンデンサＣ１とからなる充放電回路で構成されている。この構成によれば、ＣＰＵ６１は、入出力ポート６３を出力ポートとして使ってコンデンサＣ１に蓄電できる一方、入出力ポート６３を入力ポートとして使って端子電圧を確認することでコンデンサＣ１の蓄電状態を確認することが可能となる。すなわち、ＣＰＵ６１は、電装品の機能確認処理が完了するとコンデンサＣ１に蓄電してその実行履歴を記憶させ、コンデンサＣ１の蓄電電圧（電荷）が所定値以上であるか否かを確認することで実行履歴の有無を認識することができる。なお、コンデンサＣ１に蓄積された電荷は、抵抗器Ｒ２と電荷とで定まる時間をかけて放電されるので、その蓄電状態は所定時間の間だけ保持されることとなる。

電装品機能確認処理部６５は、乗員によるスロットルの操作量を検知するスロットル開度センサ３０ａ、エンジン冷却水の温度を検知する水温センサ３０ｂ、エンジン回転数を検知するＮｅセンサ３０ｃ、エンジン吸気管への吸入負圧を検知するＰｂセンサ３０ｄ等からなる電装品３０が正常に機能するか否かの機能確認処理を実行する。この機能確認処理は、前記したＣＰＵ初期設定処理の後に実行され、これにより、エンジン運転制御部６６は、電装品３０からの各種情報に基づいて前記点火プラグ５に点火するための点火装置７０および燃料噴射装置７１を駆動制御できる状態となる。なお、機能確認処理を実行する電装品には、点火装置７０や燃料噴射装置７１等が含まれてもよい。

しかしながら、バッテリ上がり等によってＡＣＧスタータモータ２９でクランク軸１３を回転させることができず、キックスタータ５０でエンジン始動を試みる際において、バッテリ残量がごく少ないと、メインスイッチをオンにしてもＥＣＵ６０が起動できない可能性がある。このような場合には、キックペダルでクランク軸１３を数回転させるわずかな時間にＡＣＧスタータモータ２９が発電する電力で、前記ＣＰＵ初期設定処理と電装品機能確認処理とからなる初期処理を完了しなくてはならない。したがって、バッテリ７２からＥＣＵ６０の起動電力が供給されない状態でのキックスタートにおいては、最初の操作でエンジンが始動しなければ、キックペダルを踏み下ろす度に再度ＣＰＵ初期設定処理および電装品機能確認処理が行われることとなり、この初期処理の実行中に訪れる混合気への点火チャンスを逃すことでエンジンの始動性が低下することがあった。

そこで、本実施形態に係るエンジン始動制御装置においては、電装品３０の機能確認処理は、最初のキックスタータ操作によって１度完了していれば、２回目以降の操作時にその確認結果が変わって不具合が生じる可能性が低い点に着目し、エンジンが始動するまでキックスタータ操作を連続して行う場合には、２回目以降の電装品機能確認処理を省略してＥＣＵ６１の起動時間を短縮し、これにより、キックスタータ操作時の始動性を高めるようにした点に特徴がある。

図３は、本発明に係るエンジン始動制御装置によって実行されるＥＣＵ起動処理の手順を示すフローチャートである。このＥＣＵ起動制御は、前記ＥＣＵ６０によって実行される。ステップＳ１において、キックスタータ５０の操作で発電された電力がＥＣＵ６０に通電されると、ステップＳ２では、前記ＣＰＵ初期設定処理部６４が、ＥＣＵ６０の起動に必須なＣＰＵ６１の初期設定処理を実行する。そして、続くステップＳ３において、一時記憶メモリ６２に電装品３０の機能確認処理が完了したことを示す実行履歴がある否かが判定される。前記したように、機能確認処理の実行履歴があるか否かは、入出力ポート６３を入力ポートとして使用し、一時記憶メモリ６２の蓄電状態を確認することで判定できる。

ステップＳ３において、一時記憶メモリ６２に電装品の機能確認処理の実行履歴がある、すなわち、一時記憶メモリ６２のコンデンサＣ１の電圧が所定値以上であると判定されると、２回目以降のキックスタータ操作であるとして電装品の機能確認処理を実行せずに、ステップＳ５に進んで機能確認処理の実行履歴を一時記憶メモリ６２に書き込み、ＥＣＵ６０が起動状態に達する。このように、本実施形態に係るＥＣＵ起動制御によれば、電装品の機能確認処理の実行履歴がある場合には、この処理を省略することでＥＣＵ６０を短時間で起動できるので、点火装置や燃料噴射装置の駆動制御の開始時期を早めることが可能となり、混合気への着火チャンスが拡大してエンジンの始動性が高められることとなる。

一方、ステップＳ３で否定判定されると、１回目のキックスタート操作であるとして、ステップＳ４で電装品の機能確認処理を実行する。そして、ステップＳ５では、２回目以降のキックスタータ操作に備えて、入出力ポート６３を出力ポートとして使用して機能確認処理の実行履歴を一時記憶メモリ６２に書き込み、一連の制御を終了する。なお、書き込まれた実行履歴は、所定時間（例えば、３分）の経過によって消えるので、例えば、キックスタータ操作を一時中断した後に再度エンジン始動を試みたり、走行後にエンジンを停止し、後日に再始動する場合等には、必要な機能確認処理を実行することが可能となる。

本発明に係るエンジン始動制御装置は、自動二輪車に限られず、種々の車両に適用することができ、例えば、車載バッテリや燃料噴射装置を装備しない鞍乗り型４輪車両等に適用してもよい。また、一時記憶メモリを構成する電気回路の構成や実行履歴を保持する所定時間、ＣＰＵが実行履歴を判定するための電圧の所定値、ＥＣＵ起動制御の手順、電装品に含まれる各種センサの種類等は、上記した実施形態に限られず種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係るエンジン始動制御装置を適用したパワーユニットの断面図である。 本発明の本実施形態に係るエンジン始動制御装置の構成を示すブロック図である。 エンジン始動制御装置によるＥＣＵ起動制御の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１３…クランク軸、２９…ＡＣＧスタータモータ（発電手段）、３０…電装品、５０…キックスタータ（始動手段）、６０…ＥＣＵ（制御部）、６１…ＣＰＵ、６２…一時記憶メモリ、６３…入出力ポート、６４…ＣＰＵ初期設定処理部、６５…電装品機能確認処理部、６６…エンジン運転制御部、７０…点火装置（点火手段）、７１…燃料噴射装置、７２…バッテリ、１００…エンジン、Ｒ１，Ｒ２…抵抗器、Ｃ１…コンデンサ（蓄電器）

Claims (4)

1. エンジンを始動するためにクランク軸を回転させる始動手段と、前記クランク軸の回転によって発電する発電手段と、前記エンジンの点火を行う点火手段と、前記点火手段の駆動に必要な電装品とを有するエンジン始動制御装置において、
   前記電装品の機能確認処理を実行すると共に、前記電装品の状態に基づいて前記点火手段を作動させる制御部と、
   前記機能確認処理の実行履歴を記憶する記憶部とを具備し、
   前記制御部は、前記始動手段の駆動に伴って発電された電力で起動される際に、前記記憶部に実行履歴が記憶されていなければ前記機能確認処理を実行し、一方、前記記憶部に実行履歴が記憶されていれば前記機能確認処理を実行しないように構成されていることを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. 前記始動手段は、人力で操作されるキック式スタータであ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。
3. 前記制御部は、前記機能確認処理が完了すると前記記憶部に実行履歴を記憶させ、
   前記記憶部は、所定時間の経過によって前記実行履歴を消去するように構成されてい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。
4. 前記記憶部は、蓄電器および抵抗器を有する充電回路で構成されており、
   前記制御部は、前記蓄電器に所定の電荷が蓄積されていることで前記実行履歴が記憶されていると判断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。

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