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JP2003172238A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

エンジン始動制御装置

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JP2003172238A
JP2003172238A JP2001371372A JP2001371372A JP2003172238A JP 2003172238 A JP2003172238 A JP 2003172238A JP 2001371372 A JP2001371372 A JP 2001371372A JP 2001371372 A JP2001371372 A JP 2001371372A JP 2003172238 A JP2003172238 A JP 2003172238A
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JP
Japan
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engine
ignition
dead center
crankshaft
top dead
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JP2001371372A
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Hiroyuki Nakajima
広幸 中島
Takeshi Yanagisawa
毅 柳沢
Taiichi Imaike
泰一 今池
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to IT001057A priority patent/ITTO20021057A1/it
Priority to TW091135182A priority patent/TW558608B/zh
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン停止直後にクランク軸を所定の位置
まで逆転させて次のエンジン始動に備えるエンジン始動
制御装置において、正転時に捨て火による着火を防止す
る。 【解決手段】 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み、次のエン
ジン始動時には、エンジンを前記所定の位置から正転さ
せる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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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６３−７
５３２３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、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、エンジン始動後の最
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（ストップ＆ゴー機能）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２０２
Ｌまで延びたクランク軸２０１にはベルト駆動プーリ２
１０が回転可能に設けられている。ベルト駆動プーリ２
１０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２０
１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２
１６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２１
０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２０
２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２
８０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５
０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３
０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２０
１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２
３、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ＥＣ
Ｕ８に入力される。
【００３７】さらに、ＥＣＵ８には、スタータリレー３
４、スタータスイッチ３５、ストップスイッチ３６，３
７、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ＥＣ
Ｕ８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３
６，３７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、Ａ
ＣＧ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２
７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Ｔre
v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Ｓ１２
０２において所定時間だけ待機したのちにステップＳ１
２０３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Ｓ１２
１１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Ｓ１２０
８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Ｓ
１２０５〜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Ｓ
１３０１，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８
１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８６
５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，３
６，３７…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
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１２月２７日（２００１．１２．
２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１１月２０日（２００２．１１．
２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今池 泰一 埼玉県和光市中央一丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G022 BA03 CA01 DA06 EA00 GA00 GA02 GA08 GA09 GA12 3G092 AA01 AC04 BA08 CB04 EA14 FA32 GA01 HA06Z HA09Z HE03Z HE08Z 3G093 AA02 BA15 BA21 CA01 DA05 DA06 DA07 DA12 DA13 EA12 EC01 FA12 FB05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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。
  2. 【請求項２】 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。
  3. 【請求項３】 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。
  4. 【請求項４】 前記点火抑制手段は、エンジン始動後の
    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。
  5. 【請求項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。
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