JP7367397B2 - エンジン始動制御システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジン始動制御システムに関する。

従来のエンジン始動制御システムは、乗員によってスタータスイッチが操作された場合にシフトポジションセンサを用いて変速装置の選択ギヤ段を検知し、ニュートラルの場合にスタータモータを作動させる。

例えば、以下に示す特許文献１では、クラッチペダルスイッチによりクラッチペダルが踏み込まれていることを検出し、ニュートラルスイッチによりシフトレバーがニュートラル位置にあることを検出する。シフトレバーがニュートラル位置にあることが検出されると、エンジンの始動が開始される。したがって、ギヤの噛み合い状態でスタータモータが駆動することを防止できる。

特開２０１５－６８２２２号公報

しかしながら、スタータモータが作動開始した直後に変速ギヤの位置が微妙に変化して、意図しないギヤの接触が発生することが想定される。この場合、ギヤに振動が発生する可能性がある。そのため、振動を和らげて、より快適なエンジン始動を可能にする制御が望まれる。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、ギヤの接触による振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現できるエンジン始動制御システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様のエンジン始動制御システムは、クランクシャフトを回転させてエンジンの始動を行うスタータモータと、前記スタータモータの作動を制御する制御装置と、前記クランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサと、を備え、前記制御装置は、前記スタータモータの作動時において、所定時間内での前記クランクシャフトの回転角度が予め設定された角度よりも小さい場合、又は、前記クランクシャフトが所定角度回転するまでの時間が予め設定された時間よりも長い場合、前記スタータモータの作動を停止させ、乗員が押下可能なスタータスイッチを更に備え、前記制御装置は、前記スタータスイッチの押下操作に応じてクランクシャフト負荷判定を実施するか否かを判断し、前記押下操作が瞬間的である場合に前記クランクシャフト負荷判定を実施し、前記押下操作が継続的である場合に前記スタータモータを作動させ続けることを特徴とする。

本発明によれば、ギヤの接触による振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現できる。

本実施の形態に係るエンジン始動制御システムのブロック図である。 本実施の形態に係るクランク角センサ及びリラクタの一例を示す構成図である。 時間に対するクランク角を示すグラフの一例である。 本実施の形態に係るエンジン始動制御の一例を示すフロー図である。 本実施の形態に係るギヤ噛み判定制御（クランクシャフト負荷判定）の一例を示すフロー図である。 本実施の第２形態に係る車輪速度センサ及び車輪速度センサロータの一例を示す構成図である。 本実施の第２形態に係る車輪速度センサ及び車輪速度センサロータの拡大図である。 本実施の第２に係る車輪回転判定制御の一例を示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明が適用される車両として、二輪車を例にして説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。本発明は、例えば四輪車等、他のタイプの車両にも適用可能である。

図１及び図２を参照して、本実施の形態に係るエンジン始動制御システムについて説明する。図１は、本実施の形態に係るエンジン始動制御システムのブロック図である。図２は、本実施の形態に係るクランク角センサ及びリラクタの一例を示す構成図である。なお、本実施の形態に係るエンジン始動制御システムは、例えば自動二輪車のエンジンに適用される。しかしながら、これに限定されることなく適宜変更が可能である。本実施の形態に係るエンジン始動制御システムは、四輪車のエンジンや他のタイプの車両のエンジンにも適用可能である。また、本実施の形態に係るエンジン始動制御システムは、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。また、以下において、一般的な車両が通常備えている構成は備えているものとし、説明は適宜省略する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るエンジン始動制御システム１は、スタータモータ２を作動させてクランクシャフト３を回転駆動することでエンジン（不図示）を始動させるものである。具体的にエンジン始動制御システム１は、所定時間内におけるクランクシャフト３の回転角度、又は、クランクシャフト３が所定角度回転するまでの時間に基づいてスタータモータ２の作動をＥＣＭ（Electronic Control Module）４で制御するように構成されている。

エンジンは、例えばガソリンエンジンであり、クランクケースの内部に形成されるクランク室（共に不図示）にクランクシャフト３を配置して構成される。なお、エンジンは、ガソリンエンジンに限らず、例えばディーゼルエンジンであってもよい。

エンジン始動制御システム１は、車両の各種情報を検出して所定の電気信号をＥＣＭ４に出力する各種センサ及びスイッチを備えている。具体的にエンジン始動制御システム１は、ギヤポジションセンサ１０、クラッチスイッチ１１、ニュートラルスイッチ１２、サイドスタンドスイッチ１３、クランク角センサ１４、前輪速度センサ１５、後輪速度センサ１６、及びスタータスイッチ１７を備えている。なお、各種センサ及びスイッチはこれらに限らず、他のセンサ等を含んでよい。

ギヤポジションセンサ１０は、例えば変速機（不図示）に設けられる。ギヤポジションセンサ１０は、変速段に応じたギヤポジションを検出し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。ギヤポジションセンサ１０から出力される電気信号には、ニュートラルポジションを示すニュートラル信号が含まれるものとする。

クラッチスイッチ１１は、例えばハンドルバー（不図示）に設けられる。クラッチスイッチ１１は、クラッチ（不図示）の係脱状態を検出し、クラッチの断接（オンオフ）に関する電気信号をＥＣＭ４に出力する。

ニュートラルスイッチ１２は、ギヤポジションがニュートラルの場合に所定の信号をＥＣＭ４に出力する。

サイドスタンドスイッチ１３は、例えば車両を支えるサイドスタンド（不図示）に設けられる。サイドスタンドスイッチ１３は、サイドスタンドが収容位置又は起立位置にあるか否かを検出し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。サイドスタンドスイッチ１３は、例えばサイドスタンドが起立位置にある場合、所定の電気信号をＥＣＭ４に出力する。

クランク角センサ１４は、例えばクランクケースのクランク室に設けられる。クランク角センサ１４は、クランクシャフト３の回転角度を検出し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。クランク角の検出構成については後述する。

前輪速度センサ１５は、例えば前輪に設けられる。前輪速度センサ１５は、前輪の速度を検出し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。同様に後輪速度センサ１６は、例えば後輪に設けられる。後輪速度センサ１６は、前輪の速度を検出し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。

スタータスイッチ１７は、例えばハンドルバーに設けられ、乗員が押下可能な操作スイッチで構成される。スタータスイッチ１７は、乗員の押下操作に応じてスタータモータ２を作動させるための信号をＥＣＭ４に出力する。

ＥＣＭ４は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、上記した各種構成を制御する制御プログラム等が記憶されている。詳細は後述するが、ＥＣＭ４は、上記した各種センサ及びスイッチからの信号に基づいてスタータモータ２を作動させるための所定の信号を出力する。当該信号は、スタータリレー２０を介してスタータモータ２に入力される。これにより、スタータモータ２の作動が制御される。すなわち、ＥＣＭ４は、スタータモータ２の作動を制御する制御装置を構成する。

ＥＣＭ４には、スタータリレー２０を介してスタータモータ２が接続されている。スタータリレー２０は、スタータモータ２に対する通電を制御するものである。スタータモータ２は、クランクシャフト３を回転させてエンジンの始動を行うものである。スタータモータ２は、エンジンの始動条件が満たされた場合にＥＣＭ４から出力される指令に応じて作動する。スタータスイッチ１７がオンされると、スタータリレー２０を介してスタータモータ２に電流が流れてスタータモータ２が作動される。スタータモータ２は、クランクシャフト３を回転駆動（クランキング）することでエンジンを始動させる。

次にクランク角の検出構成について説明する。図２に示すように、クランクシャフト３には、円盤状のロータ３０が固定されている。これにより、ロータ３０は、クランクシャフト３と一体回転可能に構成される。ロータ３０の外周面には、径方向外側に突出した複数の突起部３１（リラクタ）が形成されている。突起部３１は、ロータ３０の周方向で所定幅を有している。突起部３１は、クランクシャフト３の外周に等角度間隔で配置されており、図２では１５度間隔で配置されている。なお、図２では、連続する２箇所において突起部３１が形成されない欠損部３２が設けられており、突起部３１は合計して２２個配置されている。

ロータ３０の外周側には、クランク角センサ１４が配置されている。クランク角センサ１４は、ＧＭＲ素子やＭＲ素子等によって構成される電磁式のセンサであり、検出部が突起部３１に対向するように配置される。すなわち、突起部３１は、クランク角を検出するための被検出部を構成する。

クランク角センサ１４は、クランクシャフト３の回転に伴って検出部に対向する突起部３１が当該検出部を通過するときに突起部３１との接近を検出する。このとき、クランク角センサ１４は、信号としてクランクパルスを発生する。当該クランクパルスは、ＥＣＭ４に出力される。ＥＣＭ４は、クランクパルスの間隔や所定時間内に取得したクランクパルスの数からクランク角、すなわちクランクシャフト３の回転数（回転速度）を算出することが可能である。なお、本実施の形態では、突起部３１が２２個設けられているため、ＥＣＭ４は、２２＋１＝２３個目のクランクパルスを取得したことでクランクシャフト３が１回転したことを認識することが可能である。

ところで、自動二輪車のエンジン始動装置においては、より安全にエンジンを始動できるように、クラッチレバーやブレーキレバーを握った状態でスタータスイッチを操作することが一般的である。一方で、エンジン始動時の操作を簡素化するため、所定の条件を満たせば上記のレバー等を握らなくてもスタータスイッチを押している間だけスタータモータに通電してエンジンを始動可能とした装置も存在する。

更に始動時の操作を簡素化する目的で、車両に装備された各種センサからの信号を用いてスタータモータの作動時間を制御し、スタータスイッチをワンプッシュするだけで所定時間スタータモータを作動させてエンジンを始動させる装置も存在する。始動時の操作の簡素化は、ユーザメリットが大きいため、今後も開発が検討される分野である。

しかしながら、コンパクトさが求められる自動二輪車の分野にあっては、限られた数のセンサの信号から車両状態を推定する必要があるため、ＥＣＭで得た情報が必ずしも車両状態を適切に示すとは限らない場合が考えられる。

例えば、エンジン停止時には変速段がニュートラル位置であったにもかかわらず、スタータモータの駆動後に何らかの理由でギヤが噛み合ってしまい、正常にエンジン始動できない場合が想定される。すなわち、エンジン始動前の車両状態を各種センサから読み取るだけでは不十分であり、操作の簡素化と適切な始動性とを両立させることは困難であった。

ここで、図３を参照してクランキング後のクランク角の経時変化について説明する。図３は、時間に対するクランク角を示すグラフの一例である。より具体的に図３の横軸はクランキング開始後の経過時間を示し、縦軸はクランクパルス累積数を示している。

図３の実線に示すように、ニュートラル時にスタータモータが作動してクランキングされると、クランクシャフトは時間経過に伴って適切に回転して所定角度回転したところで初爆を迎え、適切なエンジン始動に至る。

一方で図３の破線に示すように、ギヤ噛みが発生した状態でクランキングされると、噛み合ったギヤの抵抗によりクランクシャフトが十分に回転せず、エンジンは初爆を迎えることなく停止してしまう。このように、ニュートラル時とギヤ噛み時では、クランキング開始後のクランク角の変化に大きな差が生じることが見て取れる。

そこで、本件発明者等は、ニュートラル状態とギヤ噛みあい状態とではスタータモータを駆動し始めたときのクランクパルス間の時間立ち上がりで明確な差がある点に着目し、本発明に想到した。本発明の骨子は、ＥＣＭ４において、この差をクランキング開始後に検出して、ギヤ噛み合い状態と判定した場合に即座にスタータモータの作動を停止して車両（ギヤ）の振動を防止することである。

具体的に本実施の形態では、ＥＣＭ４は、スタータモータ２の作動時において、所定時間内でのクランクシャフト３の回転角度が予め設定された角度よりも小さい場合、又は、クランクシャフト３が所定角度回転するまでの時間が予め設定された時間よりも長い場合、スタータモータの作動を停止させることを特徴とする。すなわち、ＥＣＭ４は、スタータモータ２が作動している最中にクランク角センサ１４によって検出する回転速度情報を用いてエンジンの負荷状態を判断することができる。より具体的には、「所定時間内でのクランクシャフト３の回転角度が予め設定された角度よりも小さい場合」、又は、「クランクシャフト３が所定角度回転するまでの時間が予め設定された時間よりも長い場合」には、ギヤの噛み合いに起因するクランクシャフト３への負荷が発生したと判断することができる。

この構成によれば、たとえ車両に装備された各種センサが誤判定をしてスタータモータが作動開始した後でもクランキング速度から負荷、すなわちギヤ噛み合い状態を検出し、負荷が大きいと判断した場合はスタータモータ２の作動を即座に停止することができる。これにより、エンジンで通常用いられるクランク角センサ１４を用いたシンプルな構成でクランクシャフト３にかかる負荷の判定、及びスタータモータ２の作動の適否判定を行うことができ、整備性を保ちつつ車両の快適性が向上する。以上より、エンジンの始動操作の簡素化と適切な始動性との両立を図り、ギヤの接触による振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現することが可能である。

また、ＥＣＭ４は、スタータモータ２の作動中に任意の所定時間範囲内にクランクパルスが所定回数検出されなかった場合、又は、スタータモータ２の作動中に任意のタイミングからクランクパルスを所定回数検出するまでに要した時間が閾値よりも大きかった場合、スタータモータの作動を停止させる。また、ＥＣＭ４は、スタータモータ２の作動中にクランクパルスの検出間隔が所定時間よりも長い場合、スタータモータの作動を停止させる。この構成によれば、既存のクランク角センサ１４の信号をそのまま用いることで、新たなセンサを追加することなくクランクシャフト３の負荷判定を実施することが可能である。

また、上記したクランクパルスの所定回数は、クランクシャフト３の１回転分以上とすることが好ましい。クランクシャフト３の負荷判定を実施する場合は必ずクランクシャフト３を１回転させることでギヤ間のバックラッシュによる無負荷状態が解消され、より正確にクランクシャフト３の負荷判定を実施することが可能である。また、負荷判定開始時のクランクシャフト３の位置が毎回違う場合であっても、必ず判定時間内に欠損部３２を含むことになる。これにより、判定毎のバラツキを抑えることができ、既存のクランク角センサ１４を用いた場合であっても安定した負荷判定を実施することが可能になる。

また、ＥＣＭ４は、スタータスイッチの押下操作に応じてクランクシャフト負荷判定を実施するか否かを判断し、押下操作が瞬間的である場合（押下後にすぐスタータスイッチ１７を離す場合）にクランクシャフト負荷判定を実施し、押下操作が継続的である場合にスタータモータを作動させ続ける。この構成によれば、スタータスイッチの押下操作が瞬間的であっても、クランクシャフト負荷判定の結果、クランクシャフト３に負荷が生じていなければスタータモータ２が作動してクランキングされる。これにより、簡易な操作でエンジン始動が可能である。また、スタータスイッチ１７の押下操作が継続的であれば、スタータモータ２を作動させ続けることで、乗員の意向に沿ったエンジン始動が可能となる。

次に、図４及び図５を参照して、本実施の形態に係る制御フローについて説明する。図４は、本実施の形態に係るエンジン始動制御の一例を示すフロー図である。図５は、本実施の形態に係るギヤ噛み判定制御（クランクシャフト負荷判定）の一例を示すフロー図である。なお、以下に示すフローでは、特に明示がない限り、動作（算出（演算）や判定等）の主体はＥＣＭとする。なお、図４及び図５に示す制御フローでは、「スタート」から「エンド」までの処理が所定時間の間隔で繰り返して実施されるものとする。

先ずスタータリレー２０の通電制御フローについて説明する。図４に示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ１０１において、ＥＣＭ４は、変速段がニュートラルであるか否かを判定する。ＥＣＭ４は、例えばギヤポジションセンサ１０やニュートラルスイッチ１２の出力に基づいて現在の変速段がニュートラルであるか否かを判定することが可能である。変速段がニュートラルである場合（ステップＳＴ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０２の処理に進む。変速段がニュートラルでない場合（ステップＳＴ１０１：ＮＯ）、ステップＳＴ１０５の処理に進む。

ステップＳＴ１０２において、ＥＣＭ４は、エンジン回転数（クランクシャフト３の回転数）が所定値Ａ以下であるか否かを判定する。ＥＣＭ４は、例えばクランク角センサ１４から所定時間内に得られるクランクパルス数や、所定クランクパルス数を取得するまでの時間に基づいてエンジン回転数を算出する。エンジン回転数が所定値Ａ以下である場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０３の処理に進む。エンジン回転数が所定値Ａ以下でない場合（ステップＳＴ１０２：ＮＯ）、ステップＳＴ１０６の処理に進む。

ステップＳＴ１０３において、ＥＣＭ４は、スタータスイッチ１７がオンされたか否かを判定する。ＥＣＭ４は、例えばスタータスイッチ１７からの信号の有無に基づいてオンされたか否かを判定することが可能である。スタータスイッチ１７がオンされた場合（ステップＳＴ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０４の処理に進む。スタータスイッチ１７がオンされない場合（ステップＳＴ１０３：ＮＯ）、ステップＳＴ１０７の処理に進む。

ステップＳＴ１０４において、ＥＣＭ４は、スタータリレー２０に通電させ、制御を終了する。スタータリレー２０が通電されることで、スタータモータ２が作動される。

ステップＳＴ１０５において、ＥＣＭ４は、クラッチスイッチ１１がオンされたか否か、すなわち乗員がクラッチレバーを握っているか否かを判定する。ＥＣＭ４は、例えばクラッチスイッチ１１からの信号の有無に基づいてオンされたか否かを判定することが可能である。クラッチスイッチ１１がオンされた場合（ステップＳＴ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０２の処理に進む。クラッチスイッチ１１がオンされない場合（ステップＳＴ１０５：ＮＯ）、ステップＳＴ１０９の処理に進む。

ステップＳＴ１０６において、ＥＣＭ４は、エンジン回転数が所定値Ｂ以上であるか否かを判定する。所定値Ｂは、例えば所定値Ａよりも大きい値とする。エンジン回転数が所定値Ｂ以上である場合（ステップＳＴ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０９の処理に進む。エンジン回転数が所定値Ｂ以上でない（ステップＳＴ１０６：ＮＯ）、ステップＳＴ１０３の処理に進む。

ステップＳＴ１０７において、ＥＣＭ４は、スタータスイッチ１７のオフ状態が所定時間以上経過したか否かを判定する。スタータスイッチ１７のオフ状態が所定時間以上経過した場合（ステップＳＴ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０９の処理に進む。スタータスイッチ１７のオフ状態が所定時間以上経過していない場合（ステップＳＴ１０７：ＮＯ）、ステップＳＴ１０８の処理に進む。

ステップＳＴ１０８において、ＥＣＭ４は、ギヤ噛み検出フラグがあるか否かを判定する。ギヤ噛み検出フラグについては後述する。ギヤ噛み検出フラグがある場合（ステップＳＴ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０９の処理に進む。ギヤ噛み検出フラグがない場合（ステップＳＴ１０８：ＮＯ）、ステップＳＴ１０４の処理に進む。

ステップＳＴ１０９において、ＥＣＭ４は、スタータリレー２０への通電を停止させ、制御を終了する。スタータリレー２０への通電が停止されることで、スタータモータ２の作動が停止される。

次にギヤ噛み検出フロー（クランクシャフト負荷判定フロー）について説明する。なお、ギヤ噛み検出フローとは、ギヤが噛み合ってクランクシャフト３に負荷が発生しているか否かを判定するフローである。また、制御開始時、ギヤ噛み検出フラグ＝０（すなわちギヤ噛みが発生していない状態）に設定されているものとする。

図５に示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ２０１において、ＥＣＭ４は、クランクパルスが入力されたか否かを判定する。ＥＣＭ４は、例えばクランク角センサ１４からの信号に基づいてクランクパルスが入力されたか否かを判定する。クランクパルスが入力された場合（ステップＳＴ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０２の処理に進む。クランクパルスが入力されない、すなわちクランクシャフト３が回転せずに止まっている場合（ステップＳＴ２０１：ＮＯ）、ステップＳＴ２０６の処理に進む。

ステップＳＴ２０２において、ＥＣＭ４は、クランクパルスの累積数が１である、すなわちクランクシャフト３が回り始めたか否かを判定する。クランクパルスの累積数が１である場合（ステップＳＴ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０９の処理に進む。クランクパルスの累積数が１でない場合（ステップＳＴ２０２：ＮＯ）、ステップＳＴ２０３の処理に進む。

ステップＳＴ２０３において、ＥＣＭ４は、クランクパルスの累積数が所定値以下であるか否かを判定する。当該所定値は、例えばギヤ噛み検出可能なクランクパルス数に設定される。クランクパルスの累積数が所定値以下である場合（ステップＳＴ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０４の処理に進む。クランクパルスの累積数が所定値以下でない場合（ステップＳＴ２０３：ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ２０４において、ＥＣＭ４は、パルスタイマが所定時間経過したか否かを判定する。当該所定時間は、例えばギヤ噛み検出可能な経過時間に設定される。パルスタイマが所定時間経過した場合（ステップＳＴ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ２０５の処理に進む。パルスタイマが所定時間経過していない場合（ステップＳＴ２０４：ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ２０５において、ＥＣＭ４は、ギヤ噛み検出フラグ＝１に設定して制御を終了する。

ステップＳＴ２０６において、ＥＣＭ４は、パルス累積数＝０に設定する。そして、ステップＳＴ２０７の処理に進む。

ステップＳＴ２０７において、ＥＣＭ４は、パルスタイマ＝０に設定する。そして、ステップＳＴ２０８の処理に進む。

ステップＳＴ２０８において、ＥＣＭ４は、ギヤ噛み検出フラグ＝０に設定する。そして、制御を終了する。

ステップＳＴ２０９において、ＥＣＭ４は、パルスタイマのカウントを開始する。そして、制御を終了する。

以上説明したように、本実施の形態では、車両内の既存のセンサ等の出力から車両のギヤ噛み検出（クランクシャフト負荷判定）を実施し、ギヤ噛み（負荷）を検出した場合に、スタータモータ２への通電が停止される。これにより、負荷状態でエンジンが始動することを防止し、新たなセンサを追加することなく、ギヤの接触による振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現できる。

なお、上記実施の形態において、ＥＣＭ４が、スタータモータ２の作動中、任意の所定時間範囲内にクランクパルスが所定回数検出されなかった場合、すなわちクランクシャフト３の回転速度が所定回転速度よりも小さい場合、クランクシャフト３にギヤから負荷がかかっている状態と判定してスタータモータ２の作動を停止する構成としたがこの構成に限定されない。例えば、ＥＣＭ４は、スタータモータ２の作動中、任意のタイミングからクランクパルスを所定回数検出するまでにかかった時間が閾値よりも大きかった場合、もしくはスタータモータ２の作動中、クランクパルスの検出間隔が所定時間よりも長い場合、スタータモータ２の作動を停止してもよい。

また、上記実施の形態において、上記の所定時間及び所定回数は、エンジン無負荷状態において、通常のエンジン始動を行った場合のクランクパルスの検出回数を予め取得し、これに基づいて設定することが好ましい。

また、上記実施の形態において、所定回数は例えばクランクシャフト３の１回転分（２３回）であることが好ましい。しかしながら、これに限定されず、所定回数は適宜変更が可能である。例えば、変速ギヤ駆動伝達部品のバックラッシュが取り除かれるのに十分な回転角度を確保できれば、所定回数は、１回転分未満であってもよい。

また、上記実施の形態において、突起部３１の数が２２個で欠損部３２が２個設けられる場合について説明したが、この構成に限定されない。突起部３１及び欠損部３２の個数は適宜変更が可能である。また、欠損部３２のかわりに突起部３１よりも長い別の突起部を設けてもよい。

次に、実施の第２形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、前述の実施の形態と同様、本発明が適用される車両として二輪車（鞍乗型車両）を例にして説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば四輪車等、他のタイプの車両にも適用可能である。また、前述の実施の形態と重複する箇所は割愛する。なお、上記実施の形態では、クランクパルスからギヤ噛みを検出する場合について説明したが、第２形態では、車輪（前輪及び後輪）の回転角度（回転速度）からギヤ噛みを検出する点で相違する。

図１、図４、及び図６から図８を参照して、本実施の第２形態に係るエンジン始動制御システムについて説明する。図１は、前述の実施の形態と同様、本実施の第２形態に係るエンジン始動制御システムのブロック図であり、エンジン始動制御システム１は、ＥＣＭ４、前輪速度センサ１５、後輪速度センサ１６、及びスタータスイッチ１７を備えている。

図６は、本実施の第２形態に係る車輪速度センサ及び車輪速度センサロータの一例を示す構成図である。図７は、図６の部分拡大図である。図６及び図７に示すように、前輪速度センサ１５は、前輪４０を回転可能に支持する支持軸の付近に配置され、車体の懸架部品側に取り付けられる。そして前輪４０に回転一体に取り付けられる被検出部（前輪速度センサロータ４１）を検出してホイール回転数に比例したパルス信号を発生し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。これにより、前輪４０の速度を検出することができる。

特に図示はしないが、後輪速度センサ１６も、前輪速度センサ１５と同様に、後輪を回転可能に支持する支持軸の付近に配置され、車体の懸架部品側に取り付けられる。そして後輪のホイールハブに回転一体に取り付けられる被検出部（後輪速度センサロータ（不図示））を検出してホイール回転数に比例したパルス信号を発生し、その検出値をＥＣＭ４に出力する。これにより、後輪の速度を検出することができる。

次に車輪速度の検出構成について説明する。図６及び図７に示すように、前輪４０のホイールハブに円盤状の前輪速度センサロータ４１が固定されている。これにより、前輪速度センサロータ４１は、前輪と一体回転可能に構成される。前輪速度センサロータ４１の板状面の外周部分には、周方向に等角度間隔に並んで一周するようにスリット４２が複数形成される。

前輪速度センサロータ４１の板状面に向い合う様に、前輪速度センサ１５が配置されている。前輪速度センサ１５は、ホール素子によって構成される電磁式のセンサであり、検出部がスリット４２に対向するように配置される。すなわち、スリット４２とその中間部４３によって、車輪速度を検出するための被検出部を構成する。

前輪速度センサ１５は、前輪４０の回転に伴って検出部に対向するスリット４２と中間部４３とが当該検出部を交互に通過するときに接近するのを検出する。このとき、前輪速度センサ１５は、パルス信号を発生する。当該パルス信号は、ＥＣＭ４に出力される。ＥＣＭ４は、パルス信号の間隔や所定時間内に取得したパルス信号の数から、前輪の回転速度を算出することが可能である。なお、本実施の第２形態では、スリット４２及び中間部４３が５０個ずつ設けられている。この個数は適宜変更が可能である。

ところで、エンジン停止時には変速段がニュートラル位置であったにもかかわらず、スタータモータ２の駆動後に何らかの理由でギヤが噛み合ってしまった場合、クランキングによってクランクシャフトからクラッチ、変速装置等を経て車輪へ回転が伝わる場合も想定される。

ここで本件発明者等は、ギヤ噛み合い状態における車輪への回転力の伝達に着目し、本発明に想到した。本発明の骨子は、ＥＣＭ４において、この回転力の伝達（車輪の時間当たりの回転角度）を瞬時に検出して、ギヤ噛み合い状態と判定した場合に即座にスタータモータ２の作動を停止することで、車両の振動を抑えて乗員の不快感を低減することである。

具体的に本実施の第２形態では、ＥＣＭ４は、スタータモータ２の作動時において、所定時間内での前輪４０の回転角度が予め設定された角度よりも大きい場合、スタータモータ２の作動を停止させることを特徴とする。すなわち、ＥＣＭ４は、スタータモータ２が作動している最中に前輪速度センサ１５又は後輪速度センサ１６によって検出する回転速度情報を用いてエンジンの負荷状態を判断することができる。より具体的には、「前輪４０の微回転を検出した場合」には、ギヤの噛み合いに起因する車輪への回転力の伝達とそれに伴う車両の振動が発生したと判断することができる。本実施の第２形態では、「スタータモータ２に通電した時点ではパルス信号間時間が所定時間よりも長く、その後に所定値以下のパルス信号間時間を検出した場合」に車両の振動が発生したと判断する。これは、車輪の回転のない状態では次のパルス信号の取得がないためにパルス信号間時間は十分長くなるが、車輪が微回転すると次のパルス信号が取得されてより短いパルス信号間時間が検出されるため、このパルス間時間の長短によって車輪の回転が判断可能なことによる。また、車輪回転判定を前輪と後輪の両方で行っており、何れか一方での判定に比べて確実な判定が可能になる。

この構成によれば、たとえ車両に装備された各種センサが誤判定をしてスタータモータ２が作動開始した後でも車輪回転速度からギヤ噛み合い状態を検出し、スタータモータ２の作動を即座に停止することができる。これにより、鞍乗型車両で普及している前輪速度センサ１５または後輪速度センサ１６を用いたシンプルな構成で車輪への回転力伝達有無の判定、及びスタータモータ２の作動の適否判定を行うことができ、整備性を保ちつつ車両の快適性が向上する。以上より、エンジンの始動操作の簡素化と適切な始動性との両立を図り、ギヤの接触による車両の振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現することが可能である。

また、ＥＣＭ４は、「スタータモータ２の作動開始時点において、車輪が既に回転している場合」には、スタータモータ２の作動を続行させることを特徴とする。すなわち、スタータモータ２を作動させる前から乗員が意図的に車輪を回転させている場合では、例外的に車輪が回転していてもスタータモータ２の作動を継続する。これにより、例えばニュートラルにして下り坂を惰性で降りながらスタータモータ２が使用でき、車両の利便性が向上する。本実施の第２形態では、「スタータモータ２の作動開始時点において、既に所定値以下のパルス信号間時間を検出している場合」に、スタータモータ２の作動を続行させる。

次に、図４及び図８を参照して、本実施の第２形態に係る制御フローについて説明する。図４は、本実施の第２形態に係るエンジン始動制御の一例を示すフロー図であり、先述の実施の形態と同様であるため説明は割愛する。図８は、本実施の第２形態に係る車輪回転判定の一例を示すフロー図である。なお、以下に示すフローでは、特に明示がない限り、動作（算出（演算）や判定等）の主体はＥＣＭ４とする。なお、図４及び図８に示す制御フローでは、「スタート」から「エンド」までの処理が所定時間の間隔で繰り返して実施されるものとする。

図８で、車輪回転判定フローについて説明する。なお、車輪回転判定フローとは、ギヤが噛み合って車輪の微回転が発生しているか否かを判定するフローである。また、制御開始時、ギヤ噛み検出フラグ＝０（すなわち車輪は回転していない状態）に設定されているものとする。

制御が開始されると、ステップＳＴ３０１において、ＥＣＭ４は、クランクパルスが入力されたか否かを判定する。ＥＣＭ４は、例えばクランク角センサ１４からの信号に基づいてクランクパルスが入力されたか否かを判定する。クランクパルスが入力された場合（ステップＳＴ３０１：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０２の処理に進む。クランクパルスが入力されない、すなわちクランクシャフト３が回転せずに止まっている場合（ステップＳＴ３０１：ＮＯ）、ステップＳＴ３０８の処理に進む。

ステップＳＴ３０２において、ＥＣＭ４は、クランクパルスの累積数が所定値以下であるか否かを判定する。当該所定値は、例えばギヤ噛み検出可能なクランクパルス数に設定されてもよい。クランクパルスの累積数が所定値以下である場合（ステップＳＴ３０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０３の処理に進む。クランクパルスの累積数が所定値以下でない場合（ステップＳＴ３０２：ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ３０３において、ＥＣＭ４は、前輪について前回のパルス信号間の間隔が０、すなわち前輪が無回転であったか否かを判定する。パルス信号間の間隔が０、すなわち前輪が無回転の場合（ステップＳＴ３０３：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０４の処理に進む。パルス信号間の間隔が０ではない、すなわち直前で前輪の回転が有った場合（ステップＳＴ３０３ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ３０４において、ＥＣＭ４は、前輪について現在のパルス信号間の間隔が０よりも大きい、すなわち前輪が回り始めたか否かを判定する。パルス信号間の間隔が０よりも大きい、すなわち前輪が回り始めた場合（ステップＳＴ３０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０５の処理に進む。パルス信号間の間隔が０、すなわち現在も前輪が回転していない場合（ステップＳＴ３０４ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ３０５において、ＥＣＭ４は、後輪について前回のパルス信号間の間隔が０、すなわち後輪が無回転であったか否かを判定する。パルス信号間の間隔が０、すなわち後輪が無回転の場合（ステップＳＴ３０５：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０６の処理に進む。パルス信号間の間隔が０ではない、すなわち直前で後輪の回転が有った場合（ステップＳＴ３０５ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ３０６において、ＥＣＭ４は、後輪について現在のパルス信号間の間隔が０よりも大きい、すなわち後輪が回り始めたか否かを判定する。パルス信号間の間隔が０よりも大きい、すなわち後輪が回り始めた場合（ステップＳＴ３０６：ＹＥＳ）、ステップＳＴ３０７の処理に進む。パルス信号間の間隔が０、すなわち現在も後輪が回転していない場合（ステップＳＴ３０６ＮＯ）、ギヤ噛み検出フラグは前回の状態を維持したまま、制御を終了する。

ステップＳＴ３０７において、ＥＣＭ４は、ギヤ噛み検出フラグ＝１に設定して制御を終了する。

ステップＳＴ３０８において、ＥＣＭ４は、パルス累積数＝０に設定する。そして、ステップＳＴ３０９の処理に進む。

ステップＳＴ３０９において、ＥＣＭ４は、ギヤ噛み検出フラグ＝０に設定する。そして、制御を終了する。

以上説明したように、本実施の第２形態では、車両内の既存のセンサ等の出力から車輪の微回転を検出し、車両のギヤ噛み込みを検出した場合に、スタータモータ２への通電が停止される。これにより、負荷状態でエンジンが始動することを防止し、新たなセンサを追加することなく、ギヤの接触による車両の振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現できる。

なお、上記実施の第２形態において、スリット４２及び中間部４３の個数は適宜変更が可能である。また、スリット４２の代りに突起形状としてもよく、被検出部の形状もまた適宜変更が可能である。

さらに、上記実施の第２形態では、車輪回転判定を前輪と後輪の両方で行っている。何れか片方でも判定は可能であり、適宜選択が可能であるが、前輪と後輪との両方を判定に用いることで一層確実な判定が可能になる。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、ギヤの接触による振動を抑えて快適なエンジン始動性を実現できるという効果を有し、特に、自動二輪車のエンジン始動制御システムに有用である。

１ ：エンジン始動制御システム
２ ：スタータモータ
３ ：クランクシャフト
４ ：ＥＣＭ
１０ ：ギヤポジションセンサ
１１ ：クラッチスイッチ
１２ ：ニュートラルスイッチ
１３ ：サイドスタンドスイッチ
１４ ：クランク角センサ
１５ ：前輪速度センサ
１６ ：後輪速度センサ
１７ ：スタータスイッチ
２０ ：スタータリレー
３０ ：ロータ
３１ ：突起部
３２ ：欠損部
４０ ：前輪
４１ ：前輪速度センサロータ
４２ ：スリット
４３ ：中間部

Claims (8)

1. クランクシャフトを回転させてエンジンの始動を行うスタータモータと、
   前記スタータモータの作動を制御する制御装置と、
   前記クランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサと、を備え、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動時において、所定時間内での前記クランクシャフトの回転角度が予め設定された角度よりも小さい場合、又は、前記クランクシャフトが所定角度回転するまでの時間が予め設定された時間よりも長い場合、前記スタータモータの作動を停止させ、
   乗員が押下可能なスタータスイッチを更に備え、
   前記制御装置は、前記スタータスイッチの押下操作に応じてクランクシャフト負荷判定を実施するか否かを判断し、前記押下操作が瞬間的である場合に前記クランクシャフト負荷判定を実施し、前記押下操作が継続的である場合に前記スタータモータを作動させ続けることを特徴とするエンジン始動制御システム。
2. 前記クランク角センサは、前記クランクシャフトの外周側に配置され、前記クランクシャフトの外周に等角度間隔で配置される被検出部との接近を検出して信号を発生し、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動中に任意の所定時間範囲内にクランクパルスが所定回数検出されなかった場合、前記スタータモータの作動を停止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システム。
3. 前記クランク角センサは、前記クランクシャフトの外周側に配置され、前記クランクシャフトの外周に等角度間隔で配置される被検出部との接近を検出して信号を発生し、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動中に任意のタイミングからクランクパルスを所定回数検出するまでに要した時間が閾値よりも大きかった場合、前記スタータモータの作動を停止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システム。
4. 前記クランク角センサは、前記クランクシャフトの外周側に配置され、前記クランクシャフトの外周に等角度間隔で配置される被検出部との接近を検出して信号を発生し、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動中にクランクパルスの検出間隔が所定時間よりも長い場合、前記スタータモータの作動を停止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システム。
5. 前記クランクパルスの所定回数は、前記クランクシャフトの１回転分以上とすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエンジン始動制御システム。
6. 鞍乗型車両に搭載され、
   クランクシャフトを回転させてエンジンの始動を行うスタータモータと、
   前記スタータモータの作動を制御する制御装置と、
   前記鞍乗型車両の前輪または後輪の車輪回転角度を検出する車速センサと、を備え、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動時において、前記車速センサによって前記前輪または前記後輪の車輪回転を検出した場合、前記スタータモータの作動を停止させ、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動開始時点において、前記前輪または前記後輪が既に回転している場合、前記スタータモータの作動を続行させることを特徴とするエンジン始動制御システム。
7. 前記車速センサは、前記前輪または前記後輪を支持する支持軸の付近に配置され、前記前輪または前記後輪に取り付けられる被検出部を検出してパルス信号を発生し、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動中において、所定値以下のパルス信号間時間を検出した場合、前記スタータモータの作動を停止させることを特徴とする請求項６に記載のエンジン始動制御システム。
8. 鞍乗型車両に搭載され、
   クランクシャフトを回転させてエンジンの始動を行うスタータモータと、
   前記スタータモータの作動を制御する制御装置と、
   前記鞍乗型車両の前輪と後輪の夫々の車輪回転角度を検出する夫々の車速センサと、を備え、
   前記制御装置は、前記スタータモータの作動時において、前記夫々の車速センサによって前記前輪の車輪回転を検出し、且つ前記後輪の車輪回転を検出した場合、前記スタータモータの作動を停止させることを特徴とするエンジン始動制御システム。
   

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