JP7108699B2 - 車両用エンジン始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンをキック始動するキックスタート部を備えた車両に好適な車両用エンジンの始動装置に係り、特に、エンジンをキック始動する際のケッチンを防止する車両用エンジン始動装置に関する。

エンジンをキック始動する際、発電機兼始動機を用いた車両（例えばスクータ）であれば、クランク軸が圧縮上死点近傍の位置に到達したときの瞬間エンジン回転数が低く、このタイミングで点火が実行されると、クランク軸が逆転することがある。このような現象は一般に"ケッチン"と呼ばれ、様々な条件が揃うことで稀に発生する。

特許文献１には、エンジンの点火装置に点火指令を出力する所定のクランク角信号とその直前に出力されるクランク角信号の間の時間が所定値以上であるとき、点火指令の出力を禁止するエンジンの点火制御装置において、点火指令が出力される直前の機関回転数と比較されるべき閾値を、機関回転数の低下の始点である下死点近傍の機関回転数に基づいて設定する技術が開示されている。

特許文献１によれば、機関回転数の低下の度合いを正確に反映した判定に基づいてケッチンが発生するか否かを判断することができるので、ケッチンが発生するか否かを精度良く判断でき、結果としてケッチンの発生をより効果的に防止できる。

特許第5148530号公報

特許文献１では、クランク軸の下死点近傍におけるクランク軸の回転数が所定値以下の場合には、点火制御しない構成となっている。しかしながら、実際にケッチンが生ずるのか否かは圧縮上死点近傍におけるクランク軸速度を計測する必要があり、必要な対応が望まれる。

また、特許文献１ではクランク軸の回転数をセンサで計測する構造をとるため、クランク軸の回転数を検知する専用センサを設けなければならない。そのため、構造が複雑化し、組み立て工数の増加や車重の増加を招き、ひいてはコストアップにもつながるという課題があった。

一方、エンジンの燃料ガスが点火されて燃焼指圧が発生すると、これがエンジンのクランキングトルクに対する抗力となる。そのため、クランク角度が圧縮上死点(TDC)を超えるよりも前に燃焼指圧が発生すると、エンジンのクランキングトルクが燃焼指圧に抗しきれずにケッチンが発生し得る。したがって、燃焼指圧が発生するよりも前にクランク角度がTDCを超えるようなタイミングでエンジン点火を実行することが望ましい。

ここで、発明者等の実験結果によれば、エンジンの燃焼指圧は点火コイルにより燃料ガスが点火されても直ぐには上昇せず、一定の遅れ時間後に上昇を開始することが確認され、さらにこの遅れ時間が略一定値を示すことが判明した。

本発明の第１の目的は、上記の技術課題を解決し、クランク軸の回転数を検知する専用センサを設けることなく、簡単な構造でケッチンを防止できる車両用エンジン始動装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記の技術課題を解決し、エンジンの燃焼指圧がエンジン点火から一定の遅れ時間後に上昇し始めることを考慮して、ケッチン防止に固有の点火タイミングを設定する車両用エンジン始動装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンのクランク軸に連結されて同期回転する発電機兼始動機と、エンジンをキックスタートさせるキックスタート部と、エンジンを点火させる手段とを具備したエンジン始動装置において、以下の手段を更に具備した点に特徴がある。

(1) 発電機兼始動機の回転角度を代表するステージを判別する手段と、ステージの変化に基づいてエンジンの逆転を検知する手段と、エンジンの逆転が検知されるとエンジンの点火を禁止する手段とを具備した。

(2) 発電機兼始動機が３相ブラシレスモータであり、前記ステージを判別する手段は、U，V，Wの各相の検出値に基づいてステージを判別するようにした。

(3) 発電機兼始動機にロータセンサが取り付けられ、ロータセンサの出力の状態によって発電機兼始動機の各相の電流の向きを判別するようにした。

(4) モータステージに基づいてクランク軸が圧縮上死点近傍の所定の角度範囲にあるか否かを判別する手段と、クランク軸が所定の角度範囲にあるときの発電機兼始動機の回転数に基づいてエンジンの点火を禁止する点火禁止手段とを具備した.

(5) 回転数を瞬間回転数とした。

(6) 圧縮上死点近傍の所定の角度範囲を圧縮上死点手前とした。

(7) 所定の角度範囲が点火タイミング前であり、点火禁止手段は、当該角度範囲の通過時間、および点火タイミングから指圧が上昇するまでの着火遅れ時間に基づいてエンジンの点火を禁止するようにした。

(8) 着火遅れ時間を定数とした。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。

(1) 本発明は、エンジンのクランク軸に連結されて同期回転する発電機兼始動機と、エンジンをキックスタートさせるキックスタート部と、エンジンを点火させる手段とを具備したエンジン始動装置において、発電機兼始動機の回転角度を代表するステージを判別する手段と、ステージの変化に基づいてエンジンの逆転を検知する手段と、エンジンの逆転が検知されると前記点火を禁止する手段とをさらに具備した。したがって、本発明によれば、クランク軸の角度を検知する専用センサを別途に設けることなく、クランク軸の逆転を検知することが可能となり、これによりケッチンの発生する可能性の高い状況を認識できるようになるので、ケッチンを簡単かつ安価な構成で防止できるようになる。

(2) 本発明では、発電機兼始動機が３相ブラシレスモータであり、前記ステージを判別する手段は、ロータセンサにおけるU，V，Wの各相の検出値（H/L）に基づいて判別する。したがって、本発明によれば、クランク軸の角度を検知する専用センサを別途に設けることなく、ステージの変化を監視するだけで、ケッチンの発生する可能性の高い状況を認識できるようになる。

(3) 本発明では、発電機兼始動機にロータセンサが取り付けられ、前記ロータセンサの出力の状態によって前記発電機兼始動機の各相の電流の向きを判別する。したがって、本発明によれば、３相ブラシレスモータの各相に流れる電流の向きを簡単に検知できるようになる。

(4) 本発明は、モータステージに基づいてクランク軸が圧縮上死点近傍の所定の角度範囲にあるか否かを判別する手段と、クランク軸が所定の角度範囲にあるときの発電機兼始動機の回転数に基づいてエンジンの点火を禁止する点火禁止手段(803)とを具備した。したがって、本発明によれば、圧縮上死点近傍におけるクランク軸の速度に基づいてエンジン点火の許可または禁止を決定することができ、エンジンの状態に応じて適切なタイミングで点火を行うことができるので、所謂ケッチンを防止することが期待できる。

(5) 本発明では、回転数を瞬間回転数としたので、瞬間回転速度に基づいて点火するか否かを判断することができ、ケッチンの防止をより一層期待できる。

(6) 本発明では、圧縮上死点近傍の所定の角度範囲を圧縮上死点手前としたので、正転中のエンジン点火でもケッチンが発生しうる角度範囲での回転数を正確に計測することが可能となり、計測結果に基づいて、正転中のエンジン点火によるケッチンの発生を効果的に防止することが期待できる。

(7) 本発明では、所定の角度範囲が点火タイミング前であり、点火禁止手段は、当該角度範囲の通過時間、および点火タイミングから指圧が上昇するまでの着火遅れ時間に基づいてエンジンの点火を禁止するようにした。したがって、本発明によれば、より一層ケッチンが生じやすい状況を把握しやすくなる。

(8) 本発明では、着火遅れ時間を定数としたので、着火遅れ時間の都度の算出処理が不要となる。

本発明の一実施形態に係る二輪車の側面図である。 エンジンの側面断面図である。 エンジンの断面図である。 エンジンのアイドルストップ制御系の概略ブロック図である。 アイドルストップ許可判定制御のフローチャートである。 アイドルストップ制御のフローチャートである。 コンビネーションメータの正面図である。 ケッチン防止部（８０Ｂ）の機能ブロック図である。 相電流に基づいてステージを判別する方法を示した図である。 相電流の組み合わせとステージとの関係を示した図である。 点火制御のタイムチャートである。 点火制御の手順を示したフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の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ケッチン防止装置を備えた二輪車の側面図であり、図２は、当該二輪車に搭載されたエンジンの断面図である。

車体フレームは、ヘッドパイプ２から後方斜め下向きにメインフレーム３が１本延出し、メインフレーム３の後端部に左右一対のピボットプレート４，４が下方に垂設され、メインフレーム３の後部から後方斜め上向きに左右一対のリヤフレーム５，５が延び、メインフレーム３とリヤフレーム５，５との間にサブフレーム６，６が架設されている。ヘッドパイプ２には、ハンドル７がフロントフォーク８を操舵自在に取り付けられ、フロントフォーク８の下端に前輪９が軸支されている。

ピボットプレート４にはスイングアーム１１がピボット軸１０で前端を軸支されて上下に揺動自在に連結され、同スイングアーム１１の後端に後輪１２が軸支されている。このスイングアーム１１と上方のリヤフレーム５との間にリヤクッション１３が介装されている。左右一対のリヤフレーム５，５の前部に収納ボックス１４が取り付けられ、この収納ボックス１４からリヤフレーム５，５の後部にかけて燃料タンク１５が支持され、この収納ボックス１４および燃料タンク１５の上に開閉自在にシート１６が取り付けられている。

メインフレーム３の中央より後部寄りから下方に突設されたエンジンハンガー１７とピボットプレート４に支持されてエンジン２０が懸架されている。エンジン２０は、４ストロークサイクル１気筒の空冷式エンジンであり、遠心クラッチ５１を備えている。

エンジン２０は、クランク軸４０を左右方向に指向させた横置き姿勢で、前方へ略水平にシリンダを配置して車体フレームに搭載されている。すなわち、クランクケース２１から前方にシリンダブロック２２，シリンダヘッド２３，シリンダヘッドカバー２４が順に重ねられて突出している。

クランクケース２１の後部にミッション室から出力軸であるカウンタ軸７３が左方に突出し、その端部にドライブスプロケット２６が嵌着され、後輪１２の車軸に嵌着されたドリブンスプロケット２７との間にドライブチェーン２８が巻き掛けられ、エンジン２０の動力が後輪１２で伝達されるようになっている（図１参照）。

前方へ略水平に配置されたシリンダヘッド２３の上面からは吸気管３０が上方に延出し、同吸気管３０は燃料噴射弁９５を一体に備えるスロットルボディ３１を介してメインフレーム３に取り付けられたエアクリーナ３２に接続されている。シリンダヘッド２３の下面から下方へ延出する排気管３３は、屈曲して後方に延び、クランクケース２１より後方で車体右側に配置されたマフラ３４に接続されている。

図３を参照して、エンジン２０は、クランク軸４０がクランクケース２１に左右一対の主軸受４１，４１を介して回転自在に支持され、シリンダブロック２２のシリンダボア内に摺動自在に嵌合されたピストン４２の往復動が、コンロッド４３を介してクランク軸４０の回転動に変換される。ピストン４２の頂面がシリンダヘッド２３の天井面との間に形成する燃焼室２３ａには、シリンダヘッド２３の天井壁に嵌入された点火プラグ４４が先端の電極を臨ませている。

クランク軸４０の左側主軸受４１から左方に延びる左軸側部には、主軸受４１側から左方に向かって駆動スプロケット４５、ドリブンギヤ４６、スタータモータおよびジェネレータの機能を兼ね備えた始動機兼発電機としてのACGスタータモータ４８が順次設けられる。クランク軸４０と一体に結合された駆動スプロケット４５と、シリンダヘッド２３に回転自在に支持された動弁系のカム軸３５に一体に嵌着されたカムスプロケット３６との間には、タイミングチェーン３８が巻き掛けられて、カム軸３５がクランク軸４０の１／２の回転数で回転駆動され、カム軸３５の吸気カム３５ｉと排気カム３５ｅに各々接して揺動する吸気ロッカアーム３８ｉと排気ロッカアーム３８ｅが吸気バルブ３９ｉと排気バルブ３９ｅを所定のタイミングで開閉駆動してエンジン２０の吸排気を行う。

クランク軸４０にニードル軸受を介して回転自在に軸支されたドリブンギヤ４６は、一方向クラッチ４７を介してクランク軸４０に一体に結合されたACGスタータモータ４８のアウタロータ４８ｒに連結される。ACGスタータモータ４８のインナステータ４８ｓは、ジェネレータカバー４９に固定支持されている。

一方、クランク軸４０の右側主軸受４１から右方に延びる右軸側部には、右端部に発進用の遠心クラッチ５１が設けられ、遠心クラッチ５１と主軸受４１との間に筒状部材５６が回転自在に軸支される。

遠心クラッチ５１は、クランク軸４０と一体に回転するドライブプレート５２と、ドライブプレート５２の外側に位置して筒状部材５６と一体に回転する椀状のクラッチアウタ５３とを有し、ドライブプレート５２に固定された３つの支持軸５２ａには、３つの遠心ウェイトからなるクラッチシュー５４が、それぞれ揺動自在に支持され、外側面に摩擦材からなるライニングを有する各クラッチシュー５４は、クラッチシュー５４の重心が支持軸５２ａの位置よりもクランク軸４０の回転方向で遅れ側に位置するように配置されて、クランク軸４０の回転とともに旋回して遠心力によりクラッチスプリング（図示せず）に抗して径方向外側に揺動し、所定の回転数を越えると、クラッチシュー５４がクラッチアウタ５３に接して摩擦力により遠心クラッチ５１が接続する。

筒状部材５６の左端には駆動ギヤ５７が一体に形成されている。したがって、クランク軸４０の回転は、所定の回転数を越えるまでは、遠心クラッチ５１が切断状態で下流の筒状部材５６以降に伝達されないが、所定の回転数を越えると、遠心クラッチ５１が接続して筒状部材５６および駆動ギヤ５７に伝達される。

駆動ギヤ５７と噛合する被動ギヤ５８は、ギヤ常時噛み合い式の多段変速機７０のメイン軸７１に回転自在に支持され、該被動ギヤ５８は、メイン軸７１の、クランクケース２１から右方に突出した右端部に設けられた変速クラッチ６０のクラッチアウタ６１にダンパを介して駆動連結される。

変速クラッチ６０は、運転者により操作されるリレーズ機構により摩擦接合または接合解除がなされる多数のクラッチ板を有する摩擦式多板クラッチであり、多数のクラッチ板がスプリング力により摩擦接合したとき、クラッチアウタ６１のトルクが、メイン軸７１と一体に結合されたクラッチインナ６２に伝達されて、変速クラッチ６０が接続状態となり、多数のクラッチ板の摩擦接合が解除されたとき、クラッチアウタ６１からクラッチインナ６２へのトルクの伝達が断たれて、変速クラッチ６０が切断状態となる。

クランクケース２１内でクランク軸４０の後方に配置される多段変速機７０は、マニュアル変速機であり、メインギヤ群７２が軸支されたメイン軸７１およびカウンタギヤ群７４が軸支されたカウンタ軸７３を備え、変速操作機構によりシフトドラム７９（図２参照）が回転されると、シフトドラム７９のカム溝に係合したシフトフォーク（図示せず）が支持軸上のシフタギヤを左右方向に適宜移動して、隣り合うギヤと係合して変速操作に対応したメインギヤ群７２の１ギヤとカウンタギヤ群７４の１ギヤとの噛み合いが有効に動力を伝達するように選択されて変速が行われる。カウンタ軸７３が出力軸であり、クランクケース２１を左方に貫通した左端にドライブスプロケット２６が嵌着されている。

なお、カウンタ軸７３の近傍にカウンタ軸７３と平行にキック軸７５がクランクケース２１に回転自在に軸支され、キック軸７５の回動は、該キック軸７５のドグクラッチ７６を介してカウンタ軸７３に回転自在に軸支されたアイドルギヤ７７を経てメイン軸７１に形成されたギヤ７８に伝達され、さらに変速クラッチ６０を介してクランク軸４０まで伝達されて、エンジン２０がキック操作で始動できる。

図２および図３を参照して、カウンタギヤ群７４の後方を覆うクランクケース２１の後壁２１ｂには、カウンタギヤ群７４のうち左端のカウンタ軸７３と一体に回転する変速被動ギヤ７４ａの後方箇所に車速センサ８２が取り付けられている。車速センサ８２は、検出部を変速被動ギヤ７４ａの歯に対向させて、後壁２１ｂに突設されている。

そのため、図２に示すように、左右一対のピボットプレート４，４を連結するガセット４ｃ（図２の破線部）は、エンジン取付部とともに、車速センサ８２を避けるように凹部を形成して斜め上後方からひさし状に覆い、車速センサ８２を保護している。

図４は、以上のように概ね構成された二輪車におけるアイドルストップおよびケッチン防止の各機能を説明するためのブロック図であり、エンジン２０は、ECU（エンジン制御ユニット）８０により制御される。ECU８０は、アイドルストップ制御部８０Ａおよびケッチン防止部８０Ｂを含む。

ECU８０には、車速センサ８２により検出された車速V、エンジン回転数センサ８３により検出されたクランク軸４０の回転数であるエンジン回転数NE、スロットル開度センサ８４により検出されたスロットル弁の開度であるスロットル開度θ、油温センサ８５により検出された潤滑油の油温T、シフトポジションセンサ８６により検出された多段変速機７０のシフトポジションSP、その他のエンジン２０の運転状態を示す検出情報が入力される。

さらに、ECU８０には、スタートスイッチ９１やアイドルストップスイッチ９２などの運転者が操作するスイッチ類の操作情報も入力される。スタートスイッチ９１は、エンジン２０を始動するときに操作される。アイドルストップスイッチ９２は、運転者がアイドルストップの実行を希望するときにはオンとされ、アイドルストップは不要とするときにオフとされるものである。

ECU８０は、スロットルボディ３１に一体に設けられた前記燃料噴射弁９５、スロットルボディ３１の内部のスロットル弁９６、点火プラグ４４および前記ACGスタータモータ４８、その他機器を駆動制御する。

次いで、アイドルストップ制御部８０Ａによるアイドルストップ制御について、図５および図６のフローチャートに従って説明する。

図５に示すアイドルストップ（IS）許可判定ルーチンにおいて、ステップＳ１では、アイドルストップを許可するアイドルストップ許可モードに入っているか否かの判定を行う。本実施形態では、アイドルストップスイッチ９２に基づいてアイドルストップが許可されているか否かを判別する。アイドルストップスイッチ９２がオフ状態であればステップＳ５に進み、アイドルストップ許可を解除状態としてアイドルストップ許可フラグＦを「０」とする。アイドルストップスイッチ９２がオン状態であればステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、油温Tが４５度以上か否かを判別し、４５度未満であれば、ステップＳ５へ進んでアイドルストップ許可解除状態としてアイドルストップ許可フラグＦを「０」とする。油温Tが４５度以上であればステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、車速Vが１０Km/h以上か否かを判別し、１０Km/h未満のときは、ステップＳ５へ進んでアイドルストップ許可解除状態としてアイドルストップ許可フラグＦを「０」とする。車速Ｖが１０Km/hであればステップＳ４に進み、アイドルストップ許可モードとしてアイドルストップ許可フラグFに「１」を立てる。

本実施形態では、ステップＳ１において、運転者がアイドルストップを要求しているかを判別し、ステップＳ２，Ｓ３では、二輪車が停車しようとしている状態にあるかを判別する。その結果、アイドルストップを希望してアイドルストップスイッチ９２がオンにしていて、停車しようとしている状態にあるときにのみアイドルストップを許可し、アイドルストップ許可フラグFを「１」とする。

図６に示すアイドルストップ制御ルーチンでは、ステップＳ１１でアイドルストップ許可モードになっているかを、アイドルストップ許可フラグＦから判別する。アイドルストップ許可解除状態であれば（F=０）、アイドルストップを実行せずに本ルーチンを抜けてステップＳ１１へ戻り、上記の各処理が繰り返される。アイドルストップ許可モードであれば（F=１）、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、車速Vが３Km/h未満（０Km/hも含む）か否かを判別し、３Km/h以上であれば、アイドルストップを実行せずに本ルーチンを抜ける。車速Vが３Km/h未満であればステップＳ１３に進み、エンジン回転数NEがアイドル回転数であるか否かを判別する。アイドル回転数でなければ、アイドルストップを実行せずに本ルーチンを抜ける。エンジン回転数NEがアイドル回転数であればステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、シフトポジションSPがニュートラルになったか否か、すなわちニュートラルにギヤチェンジされたか否かを判別し、ニュートラルにギヤチェンジされていなければ、アイドルストップを実行せずに本ルーチンを抜ける。ニュートラルにギヤチェンジされていればステップＳ１５に進み、ニュートラルにギヤチェンジされてから0.5秒が経過したかを判別する。0.5秒経過するまでは本ルーチンを抜け、0.5秒経過したときにステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、点火プラグ４４の点火および燃料噴射弁９５の燃料噴射を禁止するなどしてアイドルストップが実行される。

ステップＳ１１ないしステップＳ１６の制御は、アイドルストップ許可モードであることを前提として、車速Vが３Km/h未満（０Km/hも含む）であって、エンジン回転数NEがアイドル回転数にあれば停車または停車寸前と判断し、このときに、ニュートラルにギヤチェンジされると、僅か0.5秒後にアイドルストップを実行するものである。

本実施形態によれば、運転者がニュートラルにギヤチェンジする意図的な操作により、信号の継続を確認するような予定時間の経過を待たず、0.5秒という極めて短い時間でアイドルストップに入るため、アイドルストップする前のアイドル時間を極力短くして燃料消費を抑えることができる。

アイドルストップは、多段変速機がニュートラルにギヤチェンジされてから0.5秒後に実行されるので、ニュートラルにギヤチェンジして即時にアイドルストップするよりも、運転者にとって違和感なく、より自然な感覚でアイドルストップに入ることができる。

なお、ニュートラルにギヤチェンジして即時にアイドルストップすることによる違和感は微妙な感覚なので、ニュートラルにギヤチェンジされてから0.5秒を待たずに、即時にアイドルストップに入るようにしてもよい。

また、運転者のニュートラルに入れる意図した操作でアイドルストップに入るので、停車後すぐに発進したいときは、ニュートラルにギヤチェンジしなければよく、意図せずにアイドルストップになって再始動のために時間を要するような事態は避けることができる。

ステップＳ１６でアイドルストップが実行された後はステップＳ１７に進み、シフトポジションSPがニュートラル以外のインギヤにギヤチェンジされたか否かを判別する。インギヤにギヤチェンジされず、ニュートラル状態のままであれば、本ルーチンを抜けてアイドルストップ状態が維持される。

ステップＳ１７で、インギヤにギヤチェンジがなされたと判別されると、ステップＳ１８に進み、スロットル開度θが閉状態にあるか否かを判別する。スロットル開度θが閉状態にあればステップＳ１９に進み、エンジン２０を自動始動して本ルーチンを抜ける。

アイドルストップに入るときには、既に遠心クラッチ５１は切断状態にあるので、アイドルストップ後、多段変速機７０のシフトポジションSPがニュートラル以外のインギヤにギヤチェンジされた直後に、エンジン２０が自動始動したとしても発進したい。したがって、簡単な構成で支障なく自動始動することができる。

運転者によるギヤチェンジという意図した操作によりアイドルストップに入り、かつギヤチェンジという意図した操作によりエンジン２０の自動始動を行うことになるので、運転者の意思に沿ったアイドルストップ制御を行うことができる。

また、本実施形態では、インギヤにギヤチェンジがなされ（ステップＳ１７）、ステップＳ１８でスロットル開度θが閉状態でなく開状態にあると判別されるとステップＳ２０へ進み、アイドルストップ許可フラグFを「０」としてアイドルストップ許可モードを解除し、更にステップＳ２１に進んでエンジン２０の自動始動を禁止して本ルーチンを抜ける。

したがって、アイドルストップ後に、二輪車１の発進を防止することができ、アイドルストップ許可状態を解除することで、アイドルストップでない通常のエンジンの停止状態とすることができる。

エンジン２０の自動始動を禁止された状態では、アイドルストップ許可状態が解除されており、アイドルストップでない通常のエンジン２０の停止状態にあるため、スタートスイッチ９１またはキックペダルによる始動操作によってエンジン２０が始動できる。

以上の実施の形態とは別に、アイドルストップ制御ルーチンにおいて、ステップＳ１３のエンジン回転数NEがアイドル回転数であるか否かの判別とステップＳ１４のシフトポジションSPがニュートラルになったか否かの判別を、スロットル開度θが閉状態か否かの判別に変更してシフトポジションの判別はせず、スロットル開度θが開状態であれば本ルーチンを抜け、スロットル開度θが閉状態でステップＳ１５に進むようにしてもよい。

この場合、ステップＳ１５の0.5秒経過の判別を３秒経過の判別に変更してもよい。３秒経過後は、シフトポジションがいずれのギヤであっても、アイドルストップに入り、アイドルストップ中は、噴射カットし、ヘッドライトを減光し、アイドリングストップインジケータを点灯するようにしてもよい。

また、前記実施の形態のアイドルストップ制御ルーチンにおけるステップＳ１３とステップＳ１４との間に、スロットル開度θが閉状態か否かの判別を追加して、スロットル開度θが開状態であれば本ルーチンを抜け、スロットル開度θが閉状態でステップＳ１５に進むようにしてもよい。

そして、アイドルストップ中に、スロットル開度θが開くと、スタータリレーをオンしてエンジンを自動始動し、ヘッドライトの減光を解除し、スタンバイインジケータをオフとする。

また、サイドスタンドスイッチを設け、サイドスタンドが起立した状態になったら、アイドルストップに入り、サイドスタンドが倒伏して格納状態になると、エンジンを自動始動するようにしてもよい。以上の種々のアイドルストップ制御を切換えスイッチにより選択できるようにしてもよい。

図７には、二輪車のハンドルカバーに設けられるコンビネーションメータ１００が図示されている。

コンビネーションメータ１００は、中央に円形に大きく占めているのがアナログスピードメータ１０１であり、その周囲に各種インジケータが配置されている。コンビネーションメータ１００の左半部にアナログスピードメータ１０１の外周に沿ってニュートラルインジケータ１０２、１速インジケータ１０３、２速インジケータ１０４等が配置され、右半部にアナログスピードメータ１０１の外周に沿って３速インジケータ１０５、４速インジケータ１０６およびアイドルストップスイッチのオン・オフ状態を示すアイドルストップ許可インジケータ１０７等が配置されている。

前記シフトポジションがいずれのギヤであっても、アイドルストップに入ることができるアイドルストップ制御の場合、アイドルストップスイッチがオン状態で、図７のコンビネーションメータ１００のアイドルストップ許可インジケータ１０７が点灯しており、多段変速機が３速（または４速）レンジにあって３速インジケータ１０５が点灯しているときに、アイドルストップに入ると、１速インジケータ１０３と２速インジケータ１０４が点滅するようになっている。

多段変速機が３速（または４速）レンジにあるときは、アイドルストップに入るのは、適切ではなく、１速インジケータ１０３と２速インジケータ１０４を点滅させて、発進トルクを確保し易い１速または２速へシフトダウンをするように、運転者に注意を喚起させるものである。

図８は、前記ケッチン防止部８０Ｂの構成を示した機能ブロック図であり、モータステージ判別部８０１，逆転検知部８０２および点火禁止部８０３を主要な構成としている。

モータステージ判別部８０１は、ACGスタータモータ４８の各相に流れる電流の向きに基づいて当該ACGスタータモータ４８の角度範囲をモータステージ（MSTAGE）として判別する。本実施形態では、ACGスタータモータ４８として３相交流モータを採用し、図９、１０に示したように、U，V，Wの各相を流れる電流の向きの組み合わせに基づいてモータステージが第０ステージから第５ステージのいずれかに判別される。

本実施形態では、ACGスタータモータ４８のインナロータに装着された永久磁石を検知するためのロータセンサとして、例えば複数のホール素子を備え、各相を流れる電流の向きがホール素子の出力信号として検知される。そして、例えばU相がLoレベル、V相およびW相がいずれもHiレベルであれば、モータステージは「０」と判別される。同様に、例えばU相がHiレベル、V相およびW相がいずれもLoレベルであれば、モータステージは「３」と判別される。

逆転検知部８０２は、モータステージの変化に基づいて、クランク軸４０の回転方向が正転から逆転に転じたことを検知する。本実施形態では、正転時にはモータステージが0→1→2→3→4→5→0と変化するところ、逆転時には３相のうち２相で電流の向きが入れ替わるため、モータステージが例えば2→3→4→5→4→3→2と変化する。前記逆転検知部８０２は、モータステージがこのような逆転時に固有の変化を示すと、ACGスタータモータ４８の回転方向すなわちエンジンの回転方向が正転から逆転に転じたと判断する。

点火禁止部８０３は、エンジンが正転する限りは通常の点火タイミングでエンジン点火を実施し、前記逆転検知部８０２により逆転が検知されるとエンジン点火を禁止する。

図１１は、ACGスタータモータ４８のモータステージおよび回転数に基づいてエンジン点火の方法および要否を決定する点火制御のタイムチャートであり、図１２は、その制御手順を示したフローチャートである。

ステップＳ３１では、各ロータセンサの出力信号が取得される。ステップＳ３２では、前記モータステージ判別部８０１により、各ロータセンサの出力信号の組み合わせに基づいて、ACGスタータモータ４８の現在のモータステージが判別される。ステップＳ３３では、今回のエンジン点火タイミングを演算点火タイミングおよび固定点火タイミングのいずれとするかを決定するモータステージに到達したか否かが判断される。

本実施形態では、エンジンの圧縮上死点（TDC）の手前５０°に相当するモータステージが点火タイミング決定ステージであり、時刻t1において、モータステージが点火タイミング決定ステージであるとステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４では、TDC手前５０°から４０°までの角度範囲での回転数NEが瞬間回転数NEaとして計測される。本実施形態では、第３１モータステージが当該角度範囲に相当するので、第３１モータステージにおける回転数が瞬間回転数NEaとして計測される。ステップＳ３５では、瞬間回転数NEaが所定の基準回転数NE_refと比較され、NEa＜NE _refでなければ所定の演算点火処理へ進む。

これに対して、NEa＜NE _refであればステップＳ３６以降へ進む。なお、前記ステップＳ３３において、現在のモータステージが点火タイミング決定ステージではないと判断された場合も、同様にステップＳ３６以降へ進む。

ステップＳ３６では、前記ステップＳ３２におけるステージ判別の結果に基づいて、現在ステージが今回の点火コイルへの通電開始タイミングであるか否かが判断される。図１１の時刻t2において、今回通電開始タイミングと判断されると、ステップＳ４３へ進んで点火コイルへの通電が開始／継続される。

一方、前記ステップＳ３６において、今回通電開始ステージではないと判断されるとステップＳ３７へ進み、点火コイルを点火する今回点火ステージであるか否かが判断される。本実施形態では、固定点火の点火タイミングがTDC手前１０°に設定されており、時刻t3において、モータステージが当該角度に対応した第３５ステージに到達すると、今回点火ステージと判断してステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３８では、前記逆転検知部８０２により、モータステージの変化に基づいてエンジンが逆転しているか否かが判断される。モータステージが逆転時に固有の変化を示していれば、ステップＳ４１へ進んで今回のエンジン点火が中止される。エンジンが逆転していないと判断されるとステップＳ３９へ進み、TDC直近ステージ（本実施形態では、TDC手前１０°から２０°の第３４モータステージ）の通過時間Δtが計測される。ステップＳ４０では、前記直近ステージの通過時間Δtがケッチン判定閾値Δt_refと比較される。

本発明者等の実験によれば、エンジン点火から燃料指圧が実際に上昇し始めるまでの着火遅れ時間Δdはほぼ一定であり、ケッチンを発生させないためには、点火指圧が上昇し始める前の着火遅れ時間Δd内にクランク角度がTDCを超えることが望ましい。そこで、本実施形態では前記ケッチン判定閾値Δt_refを前記着火遅れ時間Δdに設定する。そして、点火タイミングとなるTDC手前１０°からTDCに到達するまでの通過時間Δtをケッチン判定閾値Δt_refと比較し、Δt＜Δt_refであれば、ケッチンの発生する可能性が低いので、ステップＳ４２へ進んで固定点火が実行される。これに対して、Δt≧Δt_refであれば、ケッチンの発生する可能性が低くないのでステップＳ４１へ進み、前記点火禁止部８０３により今回のエンジン点火が禁止される。

なお、前記ステップＳ４０の判断はエンジン回転数に基づいて行っても良い。例えば、点火タイミングがTDC手前１０°であり、着火遅れ時間Δdが2.5ms固定の場合、点火タイミングからTDCまでの１０°を2.5msで通過できるエンジン回転数は666.7rpmとなる。したがって、TDC手前１０°での瞬間エンジン回転数が670rpm未満であれば点火を禁止し、670rpm以上であれば点火を許可する、という制御に代替できる。

１…二輪車、２…ヘッドパイプ、３…メインフレーム、４…ピボットプレート、５…リヤフレーム、８…フロントフォーク、２０…エンジン、４０…クランク軸、４１…主軸受、４２…ピストン、４８…ACGスタータモータ、５１…遠心クラッチ、８０…ECU、８０Ａ…アイドルストップ制御部、８０Ｂ…ケッチン防止部、８２…車速センサ、８３…エンジン回転数センサ、８４…スロットル開度センサ、８５…油温センサ、８６…シフトポジションセンサ、９１…スタートスイッチ、９２…アイドルストップスイッチ、９５…燃料噴射弁、９６…スロットル弁

Claims (9)

1. エンジンのクランク軸に連結されて同期回転する発電機兼始動機(48)と、
   エンジンをキックスタートさせるキックスタート部(75)と、
   エンジンを点火させる手段(44)とを具備した車両用エンジン始動装置において、
   前記発電機兼始動機(48)の回転角度を代表するモータステージを判別する手段(801)と、
   前記モータステージに基づいてクランク軸が圧縮上死点近傍の所定の角度範囲にあるか否かを判別する手段と、
   前記クランク軸が前記所定の角度範囲にあるときの前記発電機兼始動機(48)の回転数に基づいてエンジンの点火を禁止する点火禁止手段(803)とを具備し、
   前記所定の角度範囲が点火タイミング前であり、前記点火禁止手段(803)は、当該角度範囲の通過時間が判定閾値（Δtref）以上であるとエンジンの点火を禁止することを特徴とする車両用エンジン始動装置。
2. 前記回転数が瞬間回転数であることを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジン始動装置。
3. 前記圧縮上死点近傍の所定の角度範囲が圧縮上死点手前であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用エンジン始動装置。
4. 前記判定閾値（Δtref）が、点火タイミングから指圧が上昇するまでの着火遅れ時間(Δd)であ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車両用エンジン始動装置。
5. 前記着火遅れ時間(Δd)が定数であることを特徴とする請求項４に記載の車両用エンジン始動装置。
6. 前記着火遅れ時間(Δd)が2.5 msであることを特徴とする請求項４または５に記載の車両用エンジン始動装置。
7. 前記モータステージの変化に基づいてエンジンの逆転を検知する手段(802)を具備し、
   前記点火禁止手段(803)は更に、エンジンの逆転が検知されるとエンジンの点火を禁止することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用エンジン始動装置。
8. 前記発電機兼始動機(48)が３相ブラシレスモータであり、
   前記モータステージを判別する手段(801)は、U，V，Wの各相の検出値の組み合わせに基づいてモータステージを判別することを特徴とする請求項７に記載の車両用エンジン始動装置。
9. 前記発電機兼始動機(48)にロータセンサが取り付けられ、
   前記モータステージを判別する手段(801)は、前記ロータセンサの出力の状態によって前記発電機兼始動機(48)の各相の電流の向きを判別することを特徴とする請求項８に記載の車両用エンジン始動装置。

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