JP6978539B2

JP6978539B2 - 鞍乗り型車両

Info

Publication number: JP6978539B2
Application number: JP2020061299A
Authority: JP
Inventors: 義明竹内; 知彦屋代
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: US11760435B2; US20210300498A1; DE102021107494A1; JP2021161880A

Description

本発明は、鞍乗り型車両に関する。

従来、例えば内燃機関と内燃機関を始動させるスタータとの接続状態で駆動輪のロック状態などによってスタータに過剰な電流が流れることを防ぐためにスタータを停止させる装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−６１２５４号公報

ところで、上記したような鞍乗り型車両では、タイヤロック状態でクランクパルス信号又はカムパルス信号の積算値が閾値以下である場合にスタータを停止させることによって、スタータの作動を継続させる緊急脱出モードは許容しながら、スタータの不要な作動を極力抑制している。しかしながら、クランクパルス信号又はカムパルス信号の積算値が閾値以下である場合にスタータを停止させる処理では、スタータの負荷の大きさにかかわりなく、例えばスタータの負荷が小さい状態などであっても、過剰にスタータが停止されてしまうおそれがある。

本発明は、スタータモータを適正に停止させることができる鞍乗り型車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る鞍乗り型車両（１０）は、クランクシャフト（２１）を有する内燃機関（１１）と、前記クランクシャフトに接続される回転軸（１３ａ）を有するスタータモータ（１３）と、前記クランクシャフトに接続されるメインシャフト（２３）と、前記メインシャフトに接続されて駆動輪（２７）に動力を伝達するカウンタシャフト（２５）と、前記スタータモータに電力を供給するバッテリ（１５）と、前記クランクシャフトの回転状態を検知する回転検知部（１９）と、前記回転検知部により検知された前記回転状態に基づいて回転数を取得する取得部（１７）と、前記回転軸、前記クランクシャフト、前記メインシャフト及び前記カウンタシャフトが接続されている状態で前記回転数が第１の閾値以下である場合に前記スタータモータを停止する制御部（１７）と、を備える。

（２）上記（１）に記載の鞍乗り型車両では、前記制御部は、前記回転数が前記第１の閾値以下及び前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも大きい第１領域に含まれる場合、所定条件を満たした場合に前記スタータモータを停止し、前記回転数が前記第２の閾値以下である第２領域に含まれる場合、前記所定条件にかかわらずに前記スタータモータを停止してもよい。

（３）上記（２）に記載の鞍乗り型車両では、前記所定条件は、前記回転数に応じた負荷状態量を積算して得られる積算値が所定の負荷閾値よりも大きい場合であってもよい。

（４）上記（３）に記載の鞍乗り型車両では、前記制御部は、前記負荷状態量を、前記回転数が低下することに伴って増大する状態量としてもよい。

（５）上記（４）に記載の鞍乗り型車両では、前記制御部は、前記回転数が前記第１の閾値よりも大きい状態が所定時間以上継続した場合に前記積算値をゼロに初期化してもよい。

（６）上記（１）から（５）のいずれかひとつに記載の鞍乗り型車両では、前記制御部は、前記回転数に基づいて前記スタータモータの電流を取得してもよい。

上記（１）によれば、回転数が低い状態（つまり高負荷の状態）でスタータモータを停止することによって、バッテリ及びスタータモータ等の電装機器の負荷が増大することを抑制し、異常の発生を抑制することができる。

上記（２）の場合、所定条件に応じてスタータモータを停止する処理内容を切り替えるので、バッテリ及びスタータモータ等の電装機器を適正に保護することができる。

上記（３）の場合、負荷の大きさに応じてスタータモータを停止する処理内容を切り替えるので、バッテリ及びスタータモータ等の電装機器を適正に保護することができる。

上記（４）の場合、回転数に対応する適正な負荷状態量に基づいてスタータモータを停止する処理を実行することによって、負荷の増大に応じてバッテリ及びスタータモータ等の電装機器を適正に保護することができる。

上記（５）の場合、例えば一時的に負荷が低下した場合などに積算値が初期化されてしまうことを抑制し、負荷の変化を適正に把握することによって、スタータモータの作動及び停止を適正に制御することができる。

上記（６）の場合、例えば電流センサなどを備える必要無しに、スタータモータの電流を取得することができ、スタータモータの電流に基づいて適正な制御を実行することができる。

本発明の実施形態での鞍乗り型車両の構成を模式的に示す図。本発明の実施形態での鞍乗り型車両のクランクパルス間時間（ＰＣＴ）とΔ負荷積算量との対応関係の一例を示す図。本発明の実施形態での鞍乗り型車両のクランクパルス間時間（ＰＣＴ）とスタータモータの電流（Ｉ）との対応関係の一例を示す図。本発明の実施形態での鞍乗り型車両のスタータモータの電流（Ｉ）とクランキング可能負荷量（ＣＴ）及び上限負荷量（ＦＴ）との対応関係の一例を示す図。本発明の実施形態での鞍乗り型車両のスタータモータの動作状況とクランクパルス間時間（ＰＣＴ）と負荷積算量との対応関係の一例を示すタイミングチャート。

以下、本発明の実施形態に係る鞍乗り型車両について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、実施形態での鞍乗り型車両１０の構成を模式的に示す図である。
鞍乗り型車両１０は、例えば、内燃機関１１と、スタータモータ１３と、バッテリ１５と、制御装置１７と、回転センサ１９とを備える。
内燃機関１１は、例えば、クランクシャフト２１と、メインシャフト２３と、カウンタシャフト２５とを備える。

クランクシャフト２１は、例えば、内燃機関１１のピストン（図示略）のコンロッド（図示略）に連結されている。クランクシャフト２１は、例えばクラッチ（図示略）を介してメインシャフト２３に接続されている。クランクシャフト２１は、例えばメインシャフト２３のギヤ２３ａに噛み合うギヤ２１ａを備える。クランクシャフト２１は、スタータモータ１３の回転軸１３ａに接続されている。クランクシャフト２１は、例えばスタータモータ１３の回転軸１３ａのギヤ１３ｂに噛み合うギヤ２１ｂ又は回転軸１３ａとの間で動力を伝達するベルトなどの動力伝達部材（図示略）を備える。

メインシャフト２３は、クランクシャフト２１のギヤ２１ａに噛み合うギヤ２３ａを備える。メインシャフト２３は、例えばクラッチ（図示略）を介してカウンタシャフト２５に接続されている。メインシャフト２３は、例えばカウンタシャフト２５のギヤ２５ａに噛み合うギヤ２３ｂを備える。
カウンタシャフト２５は、メインシャフト２３のギヤ２３ｂに噛み合うギヤ２５ａを備える。カウンタシャフト２５は、例えばチェーンなどの動力伝達部材２５ｂを介して駆動輪２７に接続されている。

スタータモータ１３は、例えば、クランクシャフト２１に接続される回転軸１３ａ及びギヤ１３ｂなどを備える。スタータモータ１３は、バッテリ１５から電力供給されている。スタータモータ１３は、例えば内燃機関１１の始動時などにおけるクランクシャフト２１の回転駆動（クランキング）の際に、運転者によるスタータスイッチ（図示せず）のオン操作に応じて駆動される。
バッテリ１５は、スタータモータ１３などの各種の電装機器（図示略）に接続され、各電装機器に電力を供給する。バッテリ１５は、例えばリチウムイオンバッテリなどである。

制御装置１７は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）及びデータを一時的に記憶するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などの電子回路を備えるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）である。制御装置１７の少なくとも一部は、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。

制御装置１７は、鞍乗り型車両１０の動作を統合的に制御する。制御装置１７は、例えば、回転センサ１９から出力される信号に応じてスタータモータ１３の作動及び停止を制御する。
回転センサ１９は、例えば、クランクシャフト２１の回転状態に関する状態量としてクランクシャフト２１の回転角度に応じたクランクパルスを出力するクランク角センサなどである。

以下、制御装置１７の動作について説明する。
図２は、鞍乗り型車両１０のクランクパルス間時間（ＰＣＴ）とΔ負荷積算量との対応関係の一例を示す図である。図３は、鞍乗り型車両１０のクランクパルス間時間（ＰＣＴ）とスタータモータ１３の電流（Ｉ）との対応関係の一例を示す図である。図４は、鞍乗り型車両１０のスタータモータ１３の電流（Ｉ）とクランキング可能負荷量（ＣＴ）及び上限負荷量（ＦＴ）との対応関係の一例を示す図である。

制御装置１７は、回転センサ１９から出力されるクランクシャフト２１の回転状態に関する状態量に基づいて回転数（ＮＥ）を取得する。例えば、制御装置１７は、回転センサ１９から出力されるクランクパルスの信号に基づき、クランクパルス間時間（ＰＣＴ）つまりクランクシャフト２１が所定角度だけ回転するのに要する時間に相当する隣り合うパルス間の時間を取得する。クランクシャフト２１が所定角度だけ回転するのに要する時間は、クランクシャフト２１の角速度の逆数に相当するので、制御装置１７は、クランクパルス間時間（ＰＣＴ）に対応する回転数（ＮＥ）を取得する。

制御装置１７は、スタータモータ１３の回転軸１３ａとクランクシャフト２１とが接続され、クランクシャフト２１とメインシャフト２３とが接続され、メインシャフト２３とカウンタシャフト２５とが接続されている状態で、回転数（ＮＥ）に基づいてスタータモータ１３の停止を制御する。
図２に示すように、制御装置１７は、回転数（ＮＥ）が所定の第１回転数ＮＥ１よりも大きい領域を無負荷クランキング領域とする。制御装置１７は、回転数（ＮＥ）が所定の第１回転数ＮＥ１以下及び所定の第１回転数ＮＥ１よりも小さい第２回転数ＮＥ２よりも大きい領域を過負荷クランキング領域とする。制御装置１７は、回転数（ＮＥ）が所定の第２回転数ＮＥ２以下の領域をロック領域とする。
無負荷クランキング領域は、スタータモータ１３の負荷が所定負荷未満であって、スタータモータ１３の作動を許容する領域である。過負荷クランキング領域は、スタータモータ１３の負荷が所定負荷以上であって、所定の過負荷条件を満たす場合にスタータモータ１３の作動を停止させる領域である。ロック領域は、スタータモータ１３の作動を禁止する領域である。
なお、所定の第１回転数ＮＥ１は所定の第１クランクパルス間時間ＰＣＴ１に対応し、所定の第２回転数ＮＥ２は所定の第２クランクパルス間時間ＰＣＴ２に対応している。クランクパルス間時間（ＰＣＴ）の変化は回転数（ＮＥ）の逆数の変化に対応するので、例えば、クランクパルス間時間（ＰＣＴ）及び負荷が増大することに伴い、回転数（ＮＥ）は低下する。

制御装置１７は、例えば、所定の過負荷条件を満たす場合を、スタータモータ１３の作動の負荷積算量が所定の過負荷判定量よりも大きい場合とする。制御装置１７は、スタータモータ１３の作動の負荷積算量が過負荷判定量以下の場合にスタータモータ１３の作動を許容し、一方、スタータモータ１３の作動の負荷積算量が過負荷判定量よりも大きい場合にスタータモータ１３の作動を停止させる。制御装置１７は、例えば、所定の過負荷判定量を、過負荷クランキング領域の最も大きな回転数（ＮＥ）である第１回転数ＮＥ１でのスタータモータ１３の作動が停止されるまでの負荷量、つまりクランキング可能負荷量（ＣＴ）とする。クランキング可能負荷量（ＣＴ）は、回転数（ＮＥ）に応じた負荷状態量（例えば、後述するΔ負荷積算量）を積算して得られる積算値に相当する負荷積算量が、所定の負荷閾値に相当する過負荷判定量に到達するまでに要する負荷量である。

制御装置１７は、例えば、スタータモータ１３の作動の負荷積算量を、回転数（ＮＥ）、電源電圧（ＶＢ）及び変速比（Ｒ）などに応じたΔ負荷積算量（ΔＴ）の積算によって算出する。電源電圧（ＶＢ）は、バッテリ１５からスタータモータ１３に供給される電圧である。変速比（Ｒ）は、クランクシャフト２１の回転数とカウンタシャフトの出力回転数との比である。制御装置１７は、例えば、所定周期で負荷積算量の前回値にΔ負荷積算量（ΔＴ）を加算することによって新たな負荷積算量を算出する。
制御装置１７は、例えば、回転数（ＮＥ）が低下することに伴い、つまり負荷が増大することに伴い、Δ負荷積算量（ΔＴ）が増大するように設定する。例えば、図２に示す例では、適宜の組み合わせの電源電圧（ＶＢ）及び変速比（Ｒ）にて、過負荷クランキング領域で回転数（ＮＥ）が第１回転数ＮＥ１から第２回転数ＮＥ２に向かって低下することに伴い、Δ負荷積算量（ΔＴ（ＶＢ，Ｒ））は第１Δ負荷積算量ΔＴ１（ＶＢ，Ｒ）から第２Δ負荷積算量ΔＴ２（ＶＢ，Ｒ）に向かって増大する。

制御装置１７は、例えば、適宜の組み合わせの電源電圧（ＶＢ）及び変速比（Ｒ）にて、回転数（ＮＥ）に応じたΔ負荷積算量（ΔＴ）を、過負荷クランキング領域の最も大きな回転数（ＮＥ）である第１回転数ＮＥ１でのスタータモータ１３の作動が停止されるまでの負荷量、つまりクランキング可能負荷量（ＣＴ）に対して設定される第１Δ負荷積算量ΔＴ１（ＶＢ，Ｒ）を基準として設定する。これにより、例えば任意の自然数ｎにより、回転数（ＮＥ）の低下つまり負荷の増大に伴って、Δ負荷積算量（ΔＴ）が第１Δ負荷積算量ΔＴ１（ＶＢ，Ｒ）のｎ倍になると、クランキング可能負荷量（ＣＴ）は１／ｎ倍になる。

制御装置１７は、例えば、スタータモータ１３の負荷に応じてバッテリ１５などの電装機器に異常が生じるまでの負荷量などの上限負荷量に基づいてクランキング可能負荷量（ＣＴ）を設定する。制御装置１７は、例えば、スタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）に起因してバッテリ１５に備えられるフューズ（図示略）に溶断が生じるまでの負荷量を上限負荷量（ＦＴ）として、上限負荷量（ＦＴ）を超えないようにクランキング可能負荷量（ＣＴ）を設定する。
制御装置１７は、クランクパルス間時間（ＰＣＴ）又は回転数（ＮＥ）とスタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）との対応関係を示すデータなどに基づき、クランクパルス間時間（ＰＣＴ）又は回転数（ＮＥ）からスタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）を取得する。図３に示すように、スタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）は、回転数（ＮＥ）が低下することに伴い、つまりクランクパルス間時間（ＰＣＴ）及び負荷が増大することに伴って増大する。例えば、図３に示す例では、過負荷クランキング領域で回転数（ＮＥ）が第１回転数ＮＥ１から第２回転数ＮＥ２に向かって低下することに伴い、スタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）は第１電流Ｉ１から第２電流Ｉ２に向かって増大する。

制御装置１７は、スタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）と上限負荷量（ＦＴ）との対応関係を示すデータなどに基づき、スタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）に応じて上限負荷量（ＦＴ）を超えないようにクランキング可能負荷量（ＣＴ）を設定する。図４に示すように、上限負荷量（ＦＴ）は、スタータモータ１３に流れる電流（Ｉ）が増大することに伴って減少する。例えば、図４に示す例では、過負荷クランキング領域の最も大きな回転数（ＮＥ）である第１回転数ＮＥ１に対応する第１電流Ｉ１に対して上限負荷量（ＦＴ）よりも小さな第１負荷量Ｔ１を基準点ＲＰとして、電流（Ｉ）が第１電流Ｉ１から第２電流Ｉ２に向かって増大することに伴い、クランキング可能負荷量（ＣＴ）は第１負荷量Ｔ１から第１負荷量Ｔ１よりも小さい第２負荷量Ｔ２に向かって減少するように設定される。なお、図４に示す負荷量軸は任意の自然数ｎ，ｍによる対数スケールである。

図５は、スタータモータ１３の動作状況とクランクパルス間時間（ＰＣＴ）と負荷積算量との対応関係の一例を示すタイミングチャートである。例えば、時刻ｔａ以降のようにクランクパルス間時間（ＰＣＴ）の大きさに応じてΔ負荷積算量を積み上げていき、時刻ｔｂのように負荷積算量が閾値に到達したところで、スタータモータ１３は停止させられる。

制御装置１７は、例えば、回転数（ＮＥ）が過負荷クランキング領域から無負荷クランキング領域へと移行する場合、回転数（ＮＥ）が所定の第１回転数ＮＥ１よりも大きい状態が所定負荷量以上継続した場合に負荷積算量をゼロに初期化する。

上述したように、実施形態の鞍乗り型車両１０は、回転数（ＮＥ）が低い状態（つまり高負荷の状態）でスタータモータ１３を停止することによって、バッテリ１５及びスタータモータ１３等の電装機器の負荷が増大することを抑制し、異常の発生を抑制することができる。
制御装置１７は、過負荷クランキング領域にて回転数（ＮＥ）に応じたΔ負荷積算量（ΔＴ）の積算により得られる負荷積算量に基づいてスタータモータ１３を停止させることによって、スタータモータ１３が過剰に停止されることを抑制しながら、バッテリ１５及びスタータモータ１３等の電装機器を適正に保護することができる。

例えば、クラッチ（図示略）のオン及びオフに応じた信号を出力するクラッチスイッチ（図示略）の異常（接触不良など）又はクラッチスイッチの省略などによって、クラッチの実際の状態にかかわらずにクラッチの切断状態が維持されていると判定されることなどに応じて、スタータモータ１３によるクランキングが実行される場合などであっても、スタータモータ１３に過大な電流が流れることを抑制し、バッテリ１５及びスタータモータ１３等の電装機器の異常が発生することを抑制することができる。

制御装置１７は、回転数（ＮＥ）が低下することに伴って（つまり負荷が増大することに伴って）増大する負荷状態量であるΔ負荷積算量を用いて、過負荷クランキング領域でのクランキング可能負荷量（ＣＴ）を設定することによって、負荷の増大に応じてバッテリ１５及びスタータモータ１３等の電装機器を適正に保護することができる。
制御装置１７は、回転数（ＮＥ）に基づいてスタータモータ１３に流れる電流を取得することができ、例えば電流センサなどを備える必要無しに、装置構成に要する費用の増大を抑制することができる。
制御装置１７は、回転数（ＮＥ）が過負荷クランキング領域から無負荷クランキング領域に移行した状態が所定時間以上継続した場合に負荷積算量をゼロに初期化する。これにより、例えば一時的に負荷が低下した場合などに負荷積算量が初期化されてしまうことを抑制し、負荷の変化を適正に把握することによって、スタータモータ１３の作動及び停止を適正に制御することができる。

（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述の実施形態では、回転数（ＮＥ）に応じた負荷状態量をΔ負荷積算量としたが、これに限定されず、例えば電圧又は時間等の負荷の変化に対応した他の状態量を用いてもよい。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…鞍乗り型車両、１１…内燃機関、１３…スタータモータ、１３ａ…回転軸、１５…バッテリ、１７…制御装置（取得部、制御部）、１９…回転センサ（回転検知部）、２１…クランクシャフト、２３…メインシャフト、２５…カウンタシャフト、２７…駆動輪。

Claims

クランクシャフト（２１）を有する内燃機関（１１）と、
前記クランクシャフトに接続される回転軸（１３ａ）を有するスタータモータ（１３）と、
前記クランクシャフトに接続されるメインシャフト（２３）と、
前記メインシャフトに接続されて駆動輪（２７）に動力を伝達するカウンタシャフト（２５）と、
前記スタータモータに電力を供給するバッテリ（１５）と、
前記クランクシャフトの回転状態を検知する回転検知部（１９）と、
前記回転検知部により検知された前記回転状態に基づいて回転数を取得する取得部（１７）と、
前記回転軸、前記クランクシャフト、前記メインシャフト及び前記カウンタシャフトが接続されている状態で前記回転数が第１の閾値以下である場合に前記スタータモータを停止する制御部（１７）と、
を備える、
ことを特徴とする鞍乗り型車両。
前記制御部は、
前記回転数が前記第１の閾値以下及び前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値よりも大きい第１領域に含まれる場合、所定条件を満たした場合に前記スタータモータを停止し、
前記回転数が前記第２の閾値以下である第２領域に含まれる場合、前記所定条件にかかわらずに前記スタータモータを停止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両。
前記所定条件は、前記回転数に応じた負荷状態量を積算して得られる積算値が所定の負荷閾値よりも大きい場合である、
ことを特徴とする請求項２に記載の鞍乗り型車両。
前記制御部は、
前記負荷状態量を、前記回転数が低下することに伴って増大する状態量とする、
ことを特徴とする請求項３に記載の鞍乗り型車両。
前記制御部は、
前記回転数が前記第１の閾値よりも大きい状態が所定時間以上継続した場合に前記積算値をゼロに初期化する、
ことを特徴とする請求項４に記載の鞍乗り型車両。
前記制御部は、
前記回転数に基づいて前記スタータモータの電流を取得する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の鞍乗り型車両。