(57)【要約】【課題】安価で始動性の高い鞍乗型車両用エンジンユニットを提供する。【解決手段】スタータモータおよびジェネレータとして兼用される回転電機２０は、エンジン本体１０のクランクシャフトに結合されている。制御装置６０は、電磁ピックアップ５０が生成する検出信号を用いて回転電機２０を制御する。制御装置６０は、アイドル停止条件が成立すると、エンジン本体１０をアイドル停止状態とする。制御装置６０は、再始動条件が成立すると、回転電機２０によりクランクシャフトを正転方向に駆動し、かつ燃料噴射装置１８を作動させてエンジン本体１０を再始動させる。制御装置６０は、回転電機２０によりクランクシャフトをスイングバック位置まで逆転させるスイングバック制御を実行する。制御装置６０は、再始動制御において、回転電機２０によりクランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後に、燃料噴射装置１８に非同期噴射を行わせる。【選択図】図４
2019152146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型車両に備えられるエンジンユニットであって、
気筒とクランクシャフトと燃料噴射装置とを有する４ストロークエンジン本体と、
前記クランクシャフトに対して動力伝達可能に結合され、前記クランクシャフトを回転するスタータモータ、および前記クランクシャフトの回転力によって発電するジェネレータとして兼用され、前記クランクシャフトの回転とともに回転するロータと、前記ロータに対向するステータとを有する回転電機と、
前記ロータの回転方向に間隔を空けて前記ロータ上に配列された複数の被検出部が通過する領域に検出領域を有し、前記被検出部の前記検出領域の通過に伴って検出信号を生成する電磁ピックアップと、
前記エンジン本体の燃焼動作を制御する燃焼制御部と、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて前記回転電機を制御する回転電機制御部とを有する制御装置と、を含み、
前記制御装置が、
前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて、前記クランクシャフトの位置を特定する位置特定処理と、
アイドル停止条件が成立すると、前記エンジン本体の燃焼を停止させてアイドル停止状態とするアイドル停止制御と、
前記アイドル停止状態において、再始動条件が成立すると、前記回転電機により前記クランクシャフトを正転方向に駆動し、かつ前記燃料噴射装置を作動させて前記エンジン本体を再始動させる再始動制御と、
前記エンジン本体が前記アイドル停止状態となった後、前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始するまでに、前記回転電機により前記クランクシャフトを逆転方向に駆動して、前記クランクシャフトを所定のスイングバック位置まで逆転させるスイングバック制御と、
前記再始動制御において、前記回転電機により前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後に、前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる始動非同期噴射制御と、
を実行する、鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項２】
前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記クランクシャフトの前記正転方向への回転開始を判別する正転判別を実行し、前記正転判別によって前記クランクシャフトが前記正転方向への回転を開始したと判別されることを条件に、前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる、請求項１に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項３】
前記エンジン本体は、前記気筒内の燃料に点火する点火プラグを含み、
前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記回転電機が前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後、最初の圧縮上死点位置までに前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせ、
前記再始動制御は、前記回転電機が前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後の最初の圧縮上死点位置の近傍に設定した初爆点火位置で前記点火プラグに火花放電を起こさせる初爆点火制御を含む、請求項１または２に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項４】
前記複数の被検出部は、所定の基準クランク位置で前記電磁ピックアップが基準検出信号を生成するように構成されており、
前記スイングバック位置から前記クランクシャフトを正転方向に回転させたときに最初の前記基準クランク位置の次の上死点が圧縮上死点となるように、前記スイングバック位置が定められており、
前記制御装置は、前記位置特定処理において、前記初爆点火位置が、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて特定する、請求項３に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項５】
前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記回転電機により前記クランクシャフトの正転方向への駆動が開始されると、その直後に前記電磁ピックアップが生成する検出信号をトリガとして前記燃料噴射装置に前記非同期噴射を行わせる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項６】
前記エンジンユニットは、前記鞍乗型車両に搭載されるバッテリと前記回転電機との間を流れる電流を制御する複数のスイッチング素子を備えたインバータをさらに含み、
前記回転電機制御部は、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて前記スイッチング素子を制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項７】
前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記クランクシャフトの前記正転方向への回転開始を判別する正転判別を実行し、前記正転判別によって前記クランクシャフトが前記正転方向への回転を開始したと判別されることを条件に、前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせ、
前記正転判別は、前記回転電機制御部による前記スイッチング素子の制御と前記電磁ピックアップが生成する検出信号とに基づいて、前記スイッチング素子の制御と前記検出信号とのタイミングが整合しているかどうかを判定する正転同期回転判定を含む、請求項６に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記エンジン本体の行程を判別する行程判別と、
前記行程判別の結果に基づいて前記燃料噴射装置に同期噴射を行わせる同期噴射制御と、を実行し、
前記始動非同期噴射制御を、前記行程判別の結果が得られるよりも前に実行する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項９】
前記制御装置は、前記非同期噴射における燃料噴射量を、前記同期噴射における燃料噴射量とは異なる規則に基づいて定める、請求項８に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記エンジン本体を前記アイドル停止状態以外の停止状態から始動する通常始動時には、前記始動非同期噴射制御を実行せず、前記同期噴射制御により前記燃料噴射装置から燃料を噴射させる、請求項８または９に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１１】
前記複数の被検出部は、所定の基準クランク位置で前記電磁ピックアップが基準検出信号を生成するように構成されており、
前記スイングバック位置から前記クランクシャフトを正転方向に回転させたときに最初の前記基準クランク位置の次の上死点位置が圧縮上死点位置となるように、前記スイングバック位置が定められており、
前記制御装置は、前記行程判別において、前記再始動制御によって前記回転電機が前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後に前記電磁ピックアップが最初に生成する前記基準検出信号に基づいて前記エンジン本体の行程を判別する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、始動非同期噴射実行条件の成立を条件に前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせ、
前記始動非同期噴射実行条件が、
前記鞍乗型車両に備えられて前記回転電機に接続されるバッテリの電圧に関するバッテリ電圧条件、前記エンジン本体の温度に関する条件であるエンジン温度条件、および前記非同期噴射の回数制限に関する条件である非同期噴射回数制限条件のうちの一つ以上を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１３】
前記スイングバック制御は、前記クランクシャフトの前記逆転方向への回転を判別する逆転判別を含み、前記制御装置は、前記逆転判別によって前記クランクシャフトの前記逆転方向への回転が判別されないと、前記スイングバック制御を中止する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１４】
前記逆転判別は、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いた前記回転電機の脱調判定を含む、請求項１３に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１５】
前記エンジン本体は、単一の前記気筒を有する単気筒４ストロークエンジン本体である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１６】
前記燃料噴射装置に燃料を供給する燃料ポンプをさらに含み、
前記制御装置は、前記再始動条件が成立すると、前記クランクシャフトの回転開始を待たずに、前記燃料ポンプの駆動を開始する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニットと、
前記クランクシャフトの回転が伝達される車輪と、
鞍乗型のシートと、を含む、鞍乗型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鞍乗型車両用エンジンユニットおよび鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、エンジンの停止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装置を備えたスクータ型自動二輪車を開示している。この車両は、スタータモータとＡＣジェネレータとを組み合わせたスタータ兼ジェネレータ（ＡＣＧスタータ）を備えている。この車両は、車両を停止させるとエンジンを自動停止させ、その後、発進操作がされるとＡＣＧスタータを自動的に正転駆動してエンジンを再始動させるエンジン自動停止始動機能（いわゆるアイドルストップ機能）を有している。エンジン始動後は、ＡＣＧスタータは発電機として機能する。エンジンが停止すると、ＡＣＧスタータが逆転駆動され、逆転方向に関して圧縮上死点の手前の位置までクランク軸を逆転させる、スイングバック動作が行われる。エンジンが再始動されるときには、ＡＣＧスタータの正転駆動が開始されると、クランク軸の回転は圧縮上死点までの助走期間に充分に加速され、それによって、クランク軸を含む回転系の慣性トルクが大きくなる。したがって、ＡＣＧスタータの駆動トルクに加えて、回転系の慣性トルクを利用できる。それにより、ＡＣＧスタータの駆動トルクが小さくても、圧縮上死点を乗り越してクランク軸を回転させるために必要なトルクを得ることができる。したがって、ＡＣＧスタータの小型化を図ることができる。
【０００３】
特許文献１のＡＣＧスタータは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応してひとつずつ設けられるロータ角度センサを備えており、ロータ角度センサは、ホールＩＣまたは磁気抵抗（ＭＲ）素子で構成されている。このロータ角度センサによって検出されるロータの回転位置に基づいて、ステータコイルのＵ，Ｖ，Ｗ各相に電流を供給する通電制御が行われる。さらに、ロータ角度センサは、クランク軸の回転位置（ステージ）を判定するために用いられる。これを利用して、スイングバック動作のときに、所定の位置までクランク軸が逆転される。
【０００４】
一方、特許文献２は、クランク角センサが生成するクランクパルスを計数してクランク軸の回転位置を検出する構成を備えたエンジンを開示している。こうして検出された回転位置を用いて４ストロークエンジンの行程が判別される。特許文献２は、さらに、キック操作によってエンジンが始動される際に、行程判別の完了を待たずにインジェクタから燃料を噴射させる非同期噴射を開示している。より具体的には、クランクパルスが規定数（たとえば２〜３個）入力されると、クランクパルスの平均パルス間隔が演算され、その平均パルス間隔がしきい値以下であれば、インジェクタが燃料を噴射する。このような非同期噴射によって、エンジンの始動性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３２９３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−３８０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クランクパルスを生成するためのクランク角センサは、具体的には、電磁ピックアップによって構成することができる。ロータ上に回転方向に沿って間隔を空けて配列された検出体がロータの回転に伴って順次通過する検出領域に臨むように、電磁ピックアップが配置される。電磁ピックアップは、検出領域を検出体が通過することにより、電磁誘導によって、検出信号を生成する。この検出信号を波形整形することによって、クランクパルスが得られる。
【０００７】
発明者は、クランクシャフトに結合されたロータの回転位置を電磁ピックアップを用いて検出し、その検出された回転位置に基づいてスタータ・ジェネレータを制御する構成を有する鞍乗型車両用エンジンについて研究してきた。特許文献１に開示されているようなロータ角度センサは、高価であるため、コストダウンの妨げとなるからである。
一方、スタータモータおよびジェネレータ（発電機）として兼用されるスタータ・ジェネレータは、主として、鞍乗型車両の小さな搭載スペースのために、大型化が許されない。そのため、必要な発電力を確保しながら大きな駆動トルクを発生させることが難しい。したがって、確実な始動のために、特許文献１に記載されているようなスイングバック動作を行うことが有効である。さらに、始動性を高めるためには、特許文献２に記載されているような非同期噴射が有効である。
【０００８】
ところが、特許文献２の構成では、クランクパルスが数パルス入力されることでインジェクタが作動して非同期噴射が行われるから、スイングバックの際に生じるクランクパルスに応答して非同期噴射が実行されるおそれがある。そのため、スイングバック期間中に吸気バルブが開くと（吸気行程）、噴射された燃料が吸気管を逆流するおそれがある。それにより、たとえば、エアクリーナが燃料で汚染されるおそれがある。
【０００９】
そこで、この発明の一実施形態は、前述のような課題を解決し、安価な構成で始動性を高めることができる鞍乗型車両用エンジンユニットを提供する。また、この発明の一実施形態は、そのようなエンジンユニットを備えた鞍乗型車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の一実施形態は、鞍乗型車両に備えられるエンジンユニットを提供する。このエンジンユニットは、気筒とクランクシャフトと燃料噴射装置とを有する４ストロークエンジン本体と、回転電機と、電磁ピックアップと、制御装置とを含む。前記回転電機は、前記クランクシャフトに対して動力伝達可能に結合されている。前記回転電機は、前記クランクシャフトを回転するスタータモータ、および前記クランクシャフトの回転力によって発電するジェネレータとして兼用される。前記回転電機は、前記クランクシャフトの回転とともに回転するロータと、前記ロータに対向するステータとを有する。前記電磁ピックアップは、前記ロータの回転方向に間隔を空けて前記ロータ上に配列された複数の被検出部が通過する領域に検出領域を有する。前記電磁ピックアップは、前記被検出部の前記検出領域の通過に伴って検出信号を生成する。前記制御装置は、前記エンジン本体の燃焼動作を制御する燃焼制御部と、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて前記回転電機を制御する回転電機制御部とを有する。前記制御装置は、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて、前記クランクシャフトの位置を特定する位置特定処理を実行する。また、前記制御装置は、アイドル停止条件が成立すると、前記エンジン本体の燃焼を停止させてアイドル停止状態とするアイドル停止制御を実行する。前記制御装置は、前記アイドル停止状態において、再始動条件が成立すると、前記回転電機により前記クランクシャフトを正転方向に駆動し、かつ前記燃料噴射装置を作動させて前記エンジン本体を再始動させる再始動制御を実行する。前記制御装置は、前記エンジン本体が前記アイドル停止状態となった後、前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始するまでに、前記回転電機により前記クランクシャフトを逆転方向に駆動して、前記クランクシャフトを所定のスイングバック位置まで逆転させるスイングバック制御を実行する。前記制御装置は、前記再始動制御において、前記回転電機により前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後に、前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる始動非同期噴射制御を実行する。
【００１１】
鞍乗型車両の限られた搭載スペースのために、スタータモータおよびジェネレータとして兼用される回転電機は、できるだけ小型に構成されることが要求される。この要求のために、回転電機をスタータモータとして用いるときの駆動トルクをあまり大きくすることができない。そこで、エンジン本体がアイドル停止状態となってから、次に再始動されるまでの間に、スイングバック動作が行われる。したがって、エンジン本体を再始動するとき、スイングバック位置から圧縮上死点位置に至るまでにクランクシャフトの回転を充分に加速できる。それにより、クランクシャフトを含む回転系の慣性トルクと回転電機が発生する駆動トルクとの両方を利用して、圧縮上死点を乗り越すことができるから、小型の回転電機を用いながら、エンジン本体を始動できる。
【００１２】
一方、アイドル停止中に再始動条件が成立すると、回転電機によってクランクシャフトが正転方向に駆動される。そして、この正転方向への駆動が開始されると、非同期噴射が行われる。行程判別を待たずに燃料が噴射されることにより、その後に最初に圧縮上死点位置が到来すると、エンジン本体の初爆を生じさせることができる。これにより、スムーズなエンジン始動が可能になる。
【００１３】
しかも、回転電機がクランクシャフトの正転方向への駆動を開始することを条件に非同期噴射が行われるので、スイングバック動作の際に非同期噴射が実行されることはない。したがって、エンジン本体の吸気経路を燃料が逆流することを回避できる。
この実施形態では、回転電機のロータの回転情報、すなわちクランクシャフトの位置情報が電磁ピックアップを用いて取得されるので、ホールＩＣのような位置センサを用いる場合に比較して構成が安価である。その反面、電磁ピックアップの検出信号だけでは、クランクシャフトの回転方向を判別できないから、電磁ピックアップの検出信号のみを基準にした非同期噴射では、スイングバック時にも燃料が噴射されるおそれがある。この問題が、前述の構成によって解決される。
【００１４】
したがって、この実施形態により、安価な構成で始動性を高めることができる鞍乗型車両用エンジンユニットを提供できる。
前記制御装置は、前記エンジン本体が停止したときに、前記スイングバック制御を行ってもよい。このスイングバック制御は、アイドル停止制御によるエンジン本体の停止時に限らず、アイドル停止制御以外の要因によるエンジン本体の停止時にも行われることが好ましい。アイドル停止制御以外の要因の具体例は、使用者によるメインスイッチのオフ操作である。
【００１５】
また、前記制御装置は、前記再始動条件が充足されたときに、前記再始動制御により前記回転電機が前記クランクシャフトを正転方向に駆動開始するよりも前に前記スイングバック制御を行ってもよい。
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記クランクシャフトの前記正転方向への回転開始を判別する正転判別を実行する。前記制御装置は、前記正転判別によって前記クランクシャフトが前記正転方向への回転を開始したと判別されることを条件に、前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる。
【００１６】
この構成により、クランクシャフトが正転方向への回転を開始したと判別されることを条件に非同期噴射が行われるので、スイングバック動作の際に非同期噴射が実行されることを確実に回避できる。したがって、エンジン本体の吸気経路を燃料が逆流することをより確実に回避できる。さらに、万一、回転電機への通電によってクランクシャフトの逆転方向への短期間の回転が生じたとしても、非同期噴射が実行されることもない。したがって、エンジン本体の吸気経路を燃料が逆流することを確実に回避できる。
【００１７】
クランクシャフトが正転方向への回転を開始したかどうかの判別は、たとえば、回転電機の正転方向への駆動制御の態様と、電磁ピックアップが生成する検出信号のタイミングとの関係を利用して行ってもよい。
この発明の一実施形態では、前記エンジン本体は、前記気筒内の燃料に点火する点火プラグを含む。前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記回転電機が前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後、最初の圧縮上死点位置までに前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる。前記再始動制御は、前記回転電機が前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後の最初の圧縮上死点位置の近傍に設定した初爆点火位置で前記点火プラグに火花放電を起こさせる初爆点火制御を含む。
【００１８】
この構成により、再始動制御において、クランクシャフトの正転方向への駆動が開始されると、非同期噴射によって燃料が供給され、その後に最初の圧縮上死点位置で点火プラグの火花放電によって燃料が着火する。これにより、最初の圧縮上死点位置で初爆を得ることができる。
前記初爆点火位置は、エンジン本体の始動が完了した後に適用される通常の点火位置と同じ位置であってもよい。
【００１９】
この発明の一実施形態では、前記複数の被検出部は、所定の基準クランク位置で前記電磁ピックアップが基準検出信号を生成するように構成されている。前記スイングバック位置は、たとえば、当該スイングバック位置から前記クランクシャフトを正転方向に回転させたときに最初の前記基準クランク位置の次の上死点が圧縮上死点となるように、定められている。前記制御装置は、前記位置特定処理において、前記初爆点火位置が、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて特定する。
【００２０】
この構成により、スイングバック位置からクランクシャフトが正転方向に回転されると、電磁ピックアップが基準クランク位置で基準検出信号を生成する。それにより、基準クランク位置と電磁ピックアップの検出信号とに基づく位置特定が可能になる。したがって、その後、圧縮上死点の近傍の初爆点火位置を電磁ピックアップの検出信号に基づいて特定できる。そして、初爆点火位置の到来が電磁ピックアップの検出信号に基づいて検出されると、点火プラグが火花放電する。非同期噴射は、回転電機がクランクシャフトを正転方向に駆動し始めることによって実行されるので、スイングバック位置から初爆点火位置に至るまでに非同期噴射を完了させることができる。したがって、初爆点火位置で点火プラグが火花放電することにより、最初の圧縮上死点位置で初爆を得ることができる。
【００２１】
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記回転電機により前記クランクシャフトの正転方向への駆動が開始されると、その直後に前記電磁ピックアップが生成する検出信号をトリガとして前記燃料噴射装置に前記非同期噴射を行わせる。この構成により、クランクシャフトの正転方向への駆動が開始されると、速やかに非同期噴射を行って、初爆に備えることができる。
【００２２】
前記スイングバック位置は、エンジン本体の始動が完了した後に適用される通常の噴射位置（同期噴射に適用される噴射位置）よりも前の位置であることが好ましい。これにより、非同期噴射であっても、適切なタイミングでの燃料噴射が可能になる。前記スイングバック位置は、同期噴射に適用される噴射位置の直前の位置であることが好ましい。直前の位置とは、具体的には、当該直前の位置（スイングバック位置）からクランクシャフトを正転方向に回転したときに電磁ピックアップが噴射位置で最初の検出信号を生成する位置であることが好ましい。これにより、同期噴射に適用される噴射位置で非同期噴射を行わせることができる。
【００２３】
この発明の一実施形態では、前記エンジンユニットは、前記鞍乗型車両に搭載されるバッテリと前記回転電機との間を流れる電流を制御する複数のスイッチング素子を備えたインバータをさらに含む。前記回転電機制御部は、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて前記スイッチング素子を制御する。
この構成により、ホールＩＣのような高価な位置センサを用いることなく、インバータのスイッチング素子を制御して、回転電機とバッテリとの間を流れる電流を制御できる。すなわち、電磁ピックアップの検出信号を用いて、回転電機をスタータモータとして利用するために駆動したり、回転電機をジェネレータとして利用するために電流経路をオン／オフしたりすることができる。
【００２４】
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、前記クランクシャフトの前記正転方向への回転開始を判別する正転判別を実行する。前記制御装置は、前記正転判別によって前記クランクシャフトが前記正転方向への回転を開始したと判別されることを条件に、前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる。前記正転判別は、前記回転電機制御部による前記スイッチング素子の制御と前記電磁ピックアップが生成する検出信号とに基づいて、前記スイッチング素子の制御と前記検出信号とのタイミングが整合しているかどうかを判定する正転同期回転判定を含む。
【００２５】
この構成により、ロータ回転方向に関する情報を生成しない電磁ピックアップを用いながら、クランクシャフトが正転方向への回転を開始したかどうかを判別できる。それにより、クランクシャフトが逆転方向に回転しているときに非同期噴射が実行されることを回避でき、吸気経路における燃料の逆流を回避できる。
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記エンジン本体の行程を判別する行程判別を実行する。前記制御装置は、前記行程判別の結果に基づいて前記燃料噴射装置に同期噴射を行わせる同期噴射制御を実行する。前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御を、前記行程判別の結果が得られるよりも前に実行する。
【００２６】
この構成により、アイドル停止状態からの再始動時には、行程判別がされるよりも前の非同期噴射によって燃料がエンジン本体に供給されるので、エンジン本体を速やかに始動できる。始動後は、行程判別結果に基づく同期噴射によって、適切なタイミングで燃料が供給される。
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記非同期噴射における燃料噴射量を、前記同期噴射における燃料噴射量とは異なる規則に基づいて定める。これにより、アイドル停止状態からの再始動時のエンジン本体の状態と、始動後のエンジン本体の状態とにそれぞれ適合した燃料噴射量を個別の規則に基づいて定めることができる。それにより、再始動時の始動性を高めることができ、かつ運転中には必要充分な燃料をエンジン本体に供給できる。
【００２７】
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記エンジン本体を前記アイドル停止状態以外の停止状態から始動する通常始動時には、前記始動非同期噴射制御を実行せず、前記同期噴射制御により前記燃料噴射装置から燃料を噴射させる。
通常始動時には、アイドル停止状態からの再始動時ほどの始動性は求められない。したがって、非同期噴射を行わなくてもよい。
【００２８】
また、アイドル停止制御以外の要因でエンジン本体の運転を停止したときにも制御装置がスイングバック制御を行う場合には、通常始動時までにクランクシャフトの位置がスイングバック位置から移動している可能性がある。すなわち、アイドル停止状態からの再始動の場合には、エンジン停止からの経過時間が短いので、クランクシャフトはスイングバック位置またはその近傍に位置していると考えられる。一方、アイドル停止制御以外の要因でエンジン本体が停止される場合とは、典型的には、使用者がエンジンユニットの使用（すなわち、鞍乗型車両の使用）を中断する場合である。したがって、エンジン本体が長時間に亘って運転停止状態に置かれる可能性が高い。そのため、通常始動時には、エンジン本体の運転が停止されてから長時間が経過している場合があるので、その間にクランクシャフトの位置がスイングバック位置から変動している可能性がある。したがって、通常始動時に非同期噴射を行うことは必ずしも適切ではない。
【００２９】
この発明の一実施形態では、前記複数の被検出部は、所定の基準クランク位置で前記電磁ピックアップが基準検出信号を生成するように構成されている。前記スイングバック位置は、たとえば、当該スイングバック位置から前記クランクシャフトを正転方向に回転させたときに最初の前記基準クランク位置の次の上死点位置が圧縮上死点位置となるように、定められている。前記制御装置は、前記行程判別において、前記再始動制御によって前記回転電機が前記クランクシャフトの正転方向への駆動を開始した後に前記電磁ピックアップが最初に生成する前記基準検出信号に基づいて前記エンジン本体の行程を判別する。
【００３０】
この構成によれば、再始動制御において、回転電機によりクランクシャフトを正転方向に回転させると、クランクシャフトは、スイングバック位置から基準クランク位置を経て圧縮上死点位置に至る。すなわち、基準クランク位置で電磁ピックアップが基準検出信号を生成すると、次の上死点位置は排気上死点位置ではなく圧縮上死点位置である。このような関係となるようにスイングバック位置が定められている。したがって、再始動制御によってクランクシャフトが正転方向への回転を始めたときに電磁ピックアップが生成する最初の基準検出信号を監視することにより、行程を判別できる。
【００３１】
この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記始動非同期噴射制御において、始動非同期噴射実行条件の成立を条件に前記燃料噴射装置に非同期噴射を行わせる。前記始動非同期噴射実行条件は、前記鞍乗型車両に備えられて前記回転電機に接続されるバッテリの電圧に関するバッテリ電圧条件、前記エンジン本体の温度に関する条件であるエンジン温度条件、および前記非同期噴射の回数制限に関する条件である非同期噴射回数制限条件のうちの一つ以上を含むことが好ましい。
【００３２】
バッテリ電圧条件は、バッテリ電圧が閾値以上であることであってもよい。バッテリ電圧が低いときには、スイングバック制御によってクランクシャフトをスイングバック位置に正確に位置制御できない懸念があるので、非同期噴射を回避することが好ましい。
エンジン温度条件は、エンジン本体の温度が下限温度以上であることを含むことが好ましい。エンジン本体の温度が低いと、非同期噴射によって噴射された燃料が適切に気化せず、燃焼不良となるおそれがある。エンジン温度条件は、エンジン本体の温度が上限温度以下であることを含んでいてもよい。エンジン本体の温度が高いと、圧縮行程において、点火前に自己着火するおそれがあるからである。
【００３３】
非同期噴射回数制限条件は、非同期噴射の回数を上限回数（たとえば１回）以下に制限する条件であってもよい。行程判別に時間を要すると非同期噴射が繰り返されるおそれがある。その場合に、過剰な燃料が供給され、点火プラグかぶりが生じるおそれがある。したがって、非同期噴射回数を制限することが適切である。
この発明の一実施形態では、前記スイングバック制御は、前記クランクシャフトの前記逆転方向への回転を判別する逆転判別を含む。前記制御装置は、前記逆転判別によって前記クランクシャフトの前記逆転方向への回転が判別されないときには、前記スイングバック制御を中止する。
【００３４】
この構成によれば、スイングバック動作を試みてもクランクシャフトが逆転方向に回転しないときには、スイングバック制御が中止される。それにより、スイングバック制御に起因する過剰な電力消費を回避でき、次回の始動のために電力を残すことができる。
この発明の一実施形態では、前記逆転判別は、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いた前記回転電機の脱調判定を含む。この構成により、電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて回転電機の脱調判定を行うことができ、その脱調判定を逆転判別のために利用できる。したがって、高価な回転位置センサを備えることなく、回転電機の逆転判別を行える。
【００３５】
この発明の一実施形態では、前記エンジン本体は、単一の前記気筒を有する単気筒４ストロークエンジン本体である。単気筒４ストロークエンジン本体は、クランキング時の負荷トルクの変動が大きく、圧縮上死点位置付近で負荷トルクが最大となる。そこで、スイングバック動作を行うことで、非力な回転電機であっても、圧縮上死点を乗り越してクランキングすることができる。加えて、アイドル停止状態からの再始動に際しては、非同期噴射が行われるので、単気筒４ストロークエンジン本体の始動性を向上できる。
【００３６】
この発明の一実施形態では、前記エンジンユニットは、前記燃料噴射装置に燃料を供給する燃料ポンプをさらに含む。前記制御装置は、前記再始動条件が成立すると、前記クランクシャフトの回転開始を待たずに、前記燃料ポンプの駆動を開始する。
この構成によれば、再始動条件が成立すると、速やかに燃料ポンプの駆動が開始される。それにより、非同期噴射に備えることができる。したがって、非同期噴射が行われるときには、充分な圧力の燃料が燃料噴射装置に供給されるので、確実に燃料を噴射できる。それにより、始動性を高めることができる。
【００３７】
この発明の一実施形態は、前述のような特徴を有する鞍乗型車両用エンジンユニットを備えた鞍乗型車両を提供する。鞍乗型車両は、前記クランクシャフトの回転が伝達される車輪を含む。また、鞍乗型車両は、鞍乗型のシートを含む。この構成により、安価な構成で始動性が高められたエンジンユニットを備えた鞍乗型車両を実現できる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明により、安価な構成で始動性が高めることができる鞍乗型車両用エンジンユニットを提供できる。また、このようなエンジンユニットを備えた鞍乗型車両を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、鞍乗型車両の概観を示す側面図である。
【図２】図２は、鞍乗型車両に備えられるエンジンユニットの概略構成を模式的に示す部分断面図である。
【図３】図３は、エンジンユニットに備えられる回転電機の断面図である。
【図４】図４は、エンジンユニットを含む鞍乗型車両の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、エンジン始動からエンジン停止までの制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、スイングバック制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、アイドル停止状態からの再始動に伴う制御処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、通常始動時の動作例を説明するための図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、通常始動時の動作例を説明するための図であり、図８Ａの動作に続く動作を表している。
【図９】図９は、アイドルストップ状態からの再始動時の動作例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、鞍乗型車両の概観を示す側面図である。鞍乗型車両１は、エンジンユニットＥＵと、車体２と、車輪３ａ，３ｂと、バッテリ４と、鞍乗型のシート５とを備えている。エンジンユニットＥＵ、バッテリ４およびシート５は、車体２に支持されている。車輪３ａ，３ｂは、車体２の前方部および後方部にそれぞれ回転可能に支持されている。エンジンユニットＥＵは、駆動輪である車輪３ｂ（この実施形態では後輪）を駆動し、車輪３ｂを回転させることによって、鞍乗型車両１を走行させる。車輪３ａ（前輪）は、この実施形態では、従動輪である。車体２の前方部には、左右に回動可能なハンドルバー６が支持されている。車輪３ａは、ハンドルバー６の回動に応じて左右に回動する。ハンドルバー６の一端、この実施形態では右端には、アクセル操作子８（アクセルグリップ）が配置されている。アクセル操作子８は、ハンドルバー６の端部に回動操作可能に取り付けられている。アクセル操作子８は、エンジンユニットＥＵのスロットルを操作するために使用者によって操作されるスロットル操作子の一例である。
【００４１】
図２は、エンジンユニットＥＵの概略構成を模式的に示す部分断面図である。エンジンユニットＥＵは、車両用４ストロークエンジンユニットであり、より具体的には、鞍乗型車両１に搭載可能なエンジンユニットである。
エンジンユニットＥＵは、４ストローク単気筒エンジン本体１０と、回転電機２０とを備えている。４ストローク単気筒エンジン本体１０（以下「エンジン本体１０」という。）は、１つの気筒を有する単気筒の４ストロークエンジンである。
【００４２】
エンジン本体１０は、クランクケース１１と、シリンダ１２と、ピストン１３と、コネクティングロッド１４と、クランクシャフト１５とを備えている。
ピストン１３は、シリンダ１２内に往復移動自在に設けられている。クランクシャフト１５は、クランクケース１１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド１４は、ピストン１３とクランクシャフト１５とを接続しており、ピストン１３の往復運動をクランクシャフト１５に伝達する。クランクシャフト１５は、一対のベアリング１７を介して、クランクケース１１に回転自在に支持されている。
【００４３】
クランクシャフト１５の一端部１５ａには、回転電機２０が取り付けられている。これにより、回転電機２０は、クランクシャフト１５に対して動力伝達可能に結合されている。クランクシャフト１５の他端部１５ｂには、変速機ＣＶＴが取り付けられている。変速機ＣＶＴは、入力の回転速度に対する出力の回転速度の比である変速比を変更する。
シリンダ１２の上部には、シリンダヘッド１６が取り付けられている。シリンダ１２とシリンダヘッド１６とピストン１３とによって、燃焼室２１が区画される。シリンダヘッド１６には、吸気バルブＩＶと、燃料噴射装置１８と、点火プラグ１９と、排気バルブＥＶとが設けられている。シリンダヘッド１６には、燃焼室２１と連通する吸気路２２および排気路２３が形成されている。吸気バルブＩＶは吸気路２２を開閉し、排気バルブＥＶは排気路２３を開閉する。
【００４４】
燃料噴射装置１８は、燃料を噴射することによって、燃焼室２１に燃料を供給する。吸気バルブＩＶは、燃焼室２１への空気の流入を制御する。吸気バルブＩＶおよび排気バルブＥＶは、クランクシャフト１５の位置に応じて開閉する。吸気バルブＩＶは、開状態となることによって、燃料を含んだ空気を燃焼室２１に供給する。点火プラグ１９は、燃焼室２１に臨むように配置されており、燃焼室２１内で火花放電を生じさせることにより、燃焼室２１内に導入された空気および燃料の混合気に着火する。排気バルブＥＶは、開状態となることにより、燃焼後の排気をシリンダ１２から排気管２５へと排出させる。
【００４５】
吸気路２２に接続された吸気管２４には、スロットルバルブＴＶが配置されている。スロットルバルブＴＶは、燃焼室２１に供給される空気の量を調整する。スロットルバルブＴＶの開度は、アクセル操作子８（図１参照）の操作に応じて調整される。
エンジン本体１０の１燃焼サイクルには、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および排気行程が１回ずつ含まれる。吸気行程では、吸気バルブＩＶが開かれ、ピストン１３が下死点に向かって移動する。その間に、燃料噴射装置１８が燃料を噴射する。それによって、燃焼室２１内に空気と燃料との混合気が吸入される。圧縮行程では、吸気バルブＩＶが閉じられた状態でピストン１３が上死点（圧縮上死点）に向かって移動し、それによって、燃焼室２１内の混合気が圧縮される。ピストン１３が圧縮上死点位置付近にあるときに点火プラグ１９が火花放電する。それにより、混合気が着火されて膨張し、ピストン１３を下死点に向かって移動させる膨張行程が生じる。排気行程では排気バルブＥＶが開かれ、ピストン１３が上死点（排気上死点）に向かって移動することにより、排ガスが排気管２５へと排出される。
【００４６】
エンジン本体１０は、クランクシャフト１５を介して回転力を出力する。クランクシャフト１５の回転力は、変速機ＣＶＴを介して、車輪３ｂ（図１参照）に伝達される。鞍乗型車両１（図１参照）は、クランクシャフト１５を介してエンジン本体１０から出力される回転力を受ける車輪３ｂによって駆動される。
図３は、図２に示す回転電機２０の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。回転電機２０は、永久磁石式回転電機であり、より具体的には、永久磁石式三相ブラシレス型発電機である。回転電機２０は、さらに、永久磁石式三相ブラシレス型モータとしても機能する。
【００４７】
回転電機２０は、ロータ３０と、ステータ４０とを有する。回転電機２０は、この実施形態では、ラジアルギャップ型である。また、この実施形態では、回転電機２０は、アウターロータ型である。すなわち、ロータ３０はアウターロータであり、ステータ４０はインナーステータである。
図２および図３に表れているように、ロータ３０は、ロータ本体部３１を有する。ロータ本体部３１は、たとえば強磁性材料からなる。ロータ本体部３１は、有底筒状に構成されている。ロータ本体部３１は、筒状ボス部３２と、円板状の底壁部３３と、筒状のバックヨーク部３４とを有する。底壁部３３およびバックヨーク部３４は一体的に形成されている。底壁部３３およびバックヨーク部３４は筒状ボス部３２を介してクランクシャフト１５に固定されている。したがって、ロータ３０は、クランクシャフト１５とともに回転する。ロータ３０には、電流が供給される巻線が設けられていない。底壁部３３には、冷却ファンＦが設けられている。
【００４８】
ロータ３０は、永久磁石部３７を有する。ロータ３０は、複数の磁極部３７ａを有している。複数の磁極部３７ａは、この実施形態では、永久磁石部３７により形成されている。複数の磁極部３７ａは、バックヨーク部３４の内周に設けられている。永久磁石部３７は、この実施形態では、複数の永久磁石を有する。複数の磁極部３７ａは、複数の永久磁石のそれぞれに設けられている。ただし、永久磁石部３７は、１つの環状の永久磁石によって形成することもできる。この場合、１つの永久磁石は、複数の磁極部３７ａが内周面に並ぶように着磁される。
【００４９】
複数の磁極部３７ａは、ロータ３０（より具体的にはバックヨーク部３４）の周方向にＮ極とＳ極とが内周面に交互に配置されるように設けられている。周方向に隣り合う磁極部３７ａは、磁極部対３７ｐをなしている。この実施形態では、ステータ４０と対向するロータ３０の磁極数は、２４個である。したがって、１２個の磁極部対３７ｐが設けられている。ロータ３０の磁極数とは、ステータ４０と対向する磁極の数をいう。ロータ３０の永久磁石とステータ４０とは、エアギャップを介して対向している。磁極部３７ａは、回転電機２０の径方向におけるステータ４０の外側に設けられている。バックヨーク部３４は、径方向における磁極部３７ａの外側に設けられている。回転電機２０は、ステータ４０の歯部４３の数よりも多い磁極部３７ａを有している。
【００５０】
ステータ４０は、ステータコアＳＴと複数のステータ巻線Ｗとを有する。ステータコアＳＴは、周方向に間隔（この実施形態では等間隔）を空けて放射状に設けられた複数の歯部（ティース）４３を有する。複数の歯部４３は、ステータコアＳＴから径方向外側に向かって一体的に延びている。この実施形態においては、合計１８個の歯部４３が周方向に間隔を空けて設けられている。隣接するステータコアＳＴの間にスロットＳＬが形成されている。したがって、ステータコアＳＴは、周方向に間隔を空けて形成された合計１８個のスロットＳＬを有する。前述のように、ロータ３０は、歯部４３の数より多い数の磁極部３７ａを有する。磁極部３７ａの数は、スロット数の４／３である。
【００５１】
各歯部４３の周囲には、ステータ巻線Ｗが巻回されている。つまり、複数相のステータ巻線Ｗは、スロットＳＬを通るように設けられている。図３には、ステータ巻線Ｗが、スロットＳＬの中にある状態が示されている。複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかの巻線である。ステータ巻線Ｗは、たとえば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に周方向に並ぶように配置される。
【００５２】
ロータ３０の外面には、ロータ３０の回転位置を検出させるための複数（この実施形態では１１個）の被検出部３８が備えられている。複数の被検出部３８は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部３８は、周方向に間隔を空けてロータ３０の外面に設けられている。被検出部３８は、強磁性体で形成されている。
図３には、１１個の被検出部３８の位置と、被検出部３８が設けられていない欠落位置とにそれぞれに割り当てられた番号「０」〜「２３」が示されている。これらの番号は、エンジン本体１０の１燃焼サイクル、すなわち、ロータ３０の２回転に亘って割り当てられており、１燃焼サイクル中のクランクシャフト１５の位置を表す。具体的には、番号「０」〜「１１」が１回転目のクランクシャフト１５の位置を表し、番号「１２」〜「２３」が２回転目のクランクシャフト１５の位置を表す。
【００５３】
電磁ピックアップ５０は、ロータ３０の回転位置を検出するロータ位置検出装置として用いられる。電磁ピックアップ５０は、複数の被検出部３８と対向する位置に設けられている。電磁ピックアップ５０は、被検出部３８を磁気的に検出するピックアップコイル５１を備えている。電磁ピックアップ５０は、さらに、検出用磁石５２およびコア５３を備えている。番号「０」の被検出部３８が電磁ピックアップ５０の対向位置を通過するとき、クランクシャフト１５が圧縮上死点またはその近傍の位置にある。番号「１２」の被検出部３８が電磁ピックアップ５０の対向位置を通過するとき、クランクシャフト１５が排気上死点またはその近傍の位置にある。
【００５４】
回転電機２０は、エンジン本体１０のクランクシャフト１５と結合されている。具体的には、ロータ３０は、クランクシャフト１５に対し固定された速度比で回転するようクランクシャフト１５と結合されている。
この実施形態では、ロータ３０が、クランクシャフト１５に、動力伝達機構（たとえば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機等）を介さずに取り付けられている。ロータ３０は、クランクシャフト１５に対し、１：１の速度比で回転する。回転電機２０は、エンジン本体１０の燃焼動作時にロータ３０が正転方向に回転するように構成されている。
【００５５】
回転電機２０は、エンジン始動時には、クランクシャフト１５を正転方向に回転させてエンジン本体１０を始動させるスタータモータとして機能する。また、回転電機２０は、エンジン本体１０が燃焼動作する場合に、エンジン本体１０に駆動されて発電するジェネレータとして機能する。すなわち、回転電機２０は、クランクシャフト１５を正転方向に回転させてエンジン本体１０を始動させる機能と、エンジン本体１０が燃焼動作する場合に、エンジン本体１０によって駆動されて発電する機能との双方を兼ね備えている。
【００５６】
回転電機２０は、鞍乗型車両１が備えるバッテリ４（図１参照）により駆動されてクランクシャフト１５に回転に対する力を付与する。より具体的には、回転電機２０は、クランクシャフト１５を正転方向に回転駆動することができ、かつ逆転方向に回転駆動することができる。さらに、回転電機２０は、バッテリ４により駆動されて、クランクシャフト１５の回転方向とは逆方向の力、すなわちブレーキ力を付与することもできる。
【００５７】
複数の被検出部３８は、ロータ３０の外面に、ロータ３０の回転方向に沿って間隔を空けて配列されている。電磁ピックアップ５０は、ロータ３０の回転に伴って複数の被検出部３８と順次対向する位置に検出領域を有している。すなわち、電磁ピックアップ５０は、ロータ３０の回転中に、複数の被検出部３８が順次進入する検出領域に臨んで配置されている。
【００５８】
さらに具体的に説明すると、被検出部３８は、３０度の角度間隔でロータ３０の外面に設けられている。図３の一点鎖線は、被検出部３８が設けられた角度間隔を示している。隣り合う被検出部３８どうしが測定角度θを成す角度間隔で配置されている。この実施形態では、測定角度θは３０度である。
電磁ピックアップ５０は、ロータ３０が測定角度θ回転するごとに、複数の被検出部３８のそれぞれを検出する。電磁ピックアップ５０は、被検出部３８のそれぞれを検出するごとに、検出信号を出力する。より正確には、被検出部３８が検出領域を通って移動することにより、電磁誘導によってピックアップコイル５１に起電力が生じ、それによって、検出信号が生成される。すなわち、電磁ピックアップ５０は、検出領域を通る被検出部３８の移動を検出して検出信号を出力する。
【００５９】
この実施形態では、各被検出部３８は、１つの磁極部対３７ｐに対応している。複数の被検出部３８は、それぞれ対応する磁極部対３７ｐに対して同一の相対位置関係を有する。
この実施形態では、ロータ３０に、１１個の被検出部３８が設けられている。１１個の被検出部３８は、ロータ３０に測定角度θの間隔で配置された１２の位置のうちの、１１ヶ所にそれぞれ設けられている。具体的には、番号「０」〜「４」，「６」〜「１１」（または「１２」〜「１６」，「１８」〜「２３」）の１１ヶ所に被検出部３８が配置されている。番号「５」（または「１７」）は、被検出部３８が配置されていない欠落位置を表す。
【００６０】
複数の被検出部３８は、クランクシャフト１５の周方向に等間隔または実質的に等間隔に位置している。欠落位置（番号「５」または「１７」）を挟んで周方向に隣り合う２つの位置（番号「４」および「６」の２つの位置、または「１６」および「１８」の２つの位置）に配置された２個の被検出部３８の間の角度間隔２θは、測定角度θの２倍である。このように、複数の被検出部３８によって形成される複数の間隔の一つが他の間隔と異なるので、クランクシャフト１５の１回転の中の基準位置（基準クランク位置）を検出することが可能である。この基準位置、すなわち、番号「５」および「１７」が付与された欠落位置に対応して電磁ピックアップ５０が生成する検出信号が基準検出信号である。
【００６１】
以下の説明では、被検出部３８の番号を用いてクランクシャフト１５の回転位置（クランク位置）を表現する場合がある。たとえば、位置「９」というときには、電磁ピックアップ５０によって番号「９」の被検出部３８が検出される状態（図３参照）のクランクシャフト１５の回転位置を意味する。
図４は、エンジンユニットＥＵを含む鞍乗型車両１の電気的な概略構成を示すブロック図である。エンジンユニットＥＵには、制御装置６０およびインバータ６１が備えられている。制御装置６０は、インバータ６１を含む鞍乗型車両１の各部を制御する。
【００６２】
インバータ６１には、回転電機２０およびバッテリ４が接続されている。回転電機２０がジェネレータとして機能するとき、回転電機２０で発電された電力は、インバータ６１を介し、電源ライン７１を通ってバッテリ４に供給される。これにより、バッテリ４は、回転電機２０で発電された電力によって充電される。また、回転電機２０がスタータモータとして用いられるときには、バッテリ４は、電源ライン７１からインバータ６１を介して回転電機２０に電力を供給する。電源ライン７１には、メインリレー９が介装されている。したがって、バッテリ４は、メインリレー９を介して、インバータ６１と接続されている。メインリレー９は、制御装置６０によって開閉される。
【００６３】
インバータ６１は、複数の（たとえば６個の）スイッチング素子６１１〜６１６を備えている。スイッチング素子６１１〜６１６は、三相ブリッジインバータを構成している。ステータ巻線Ｗは、スイッチング素子６１１〜６１６と接続されている。複数のスイッチング素子６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相と接続されている。より詳細には、複数のスイッチング素子６１１〜６１６のうち、直列に接続された２つのスイッチング素子がハーフブリッジを構成している。各相のハーフブリッジは、バッテリ４に対し並列に接続されている。各相のハーフブリッジを構成するスイッチング素子６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相とそれぞれ接続されている。スイッチング素子６１１〜６１６のそれぞれは、たとえばトランジスタであり、より詳細にはＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などである。
【００６４】
スイッチング素子６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗとバッテリ４との間の電流の通過／遮断を制御する。
回転電機２０がモータとして機能する場合、スイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフによって複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれに対する通電および通電停止が切り替えられる。
【００６５】
また、回転電機２０がジェネレータとして機能する場合、スイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ動作によって、ステータ巻線Ｗのそれぞれとバッテリ４との間の電流の通過／遮断が切り替えられる。スイッチング素子６１１〜６１６のオン・オフが順次切り替えられることによって、回転電機２０から出力される三相交流の整流および電圧の制御が行われる。このように、スイッチング素子６１１〜６１６は、回転電機２０からバッテリ４および電装品類に出力される電流を制御する。
【００６６】
このような発電動作において、電源ライン７１に接続されたコンデンサ６７は、回転電機２０が発電動作をするときに電源ライン７１に導出される電圧を平滑化する。
制御装置６０は、エンジン本体１０に備えられた電装品である燃料噴射装置１８および点火プラグ１９に接続されており、これらを制御する。また、制御装置６０は、燃料ポンプ８０に接続されており、その動作を制御する。燃料ポンプ８０は、図示しない燃料タンクから燃料噴射装置１８へと燃料を供給する。
【００６７】
また、制御装置６０には、電磁ピックアップ５０が接続されており、当該電磁ピックアップ５０が生成する検出信号が入力される。さらに、制御装置６０には、スロットル位置センサ８２およびエンジン温度センサ８３が接続されており、これらの検出信号が入力される。スロットル位置センサ８２は、スロットルバルブＴＶのバルブ位置、すなわちスロットル開度を検出する。スロットルバルブＴＶはアクセル操作子８によって操作されるので、スロットル位置センサ８２は、アクセル操作子８の操作を検出することができる。エンジン温度センサ８３は、エンジン本体１０の温度をエンジン温度として検出する。エンジン温度センサ８３は、エンジン本体１０の近傍に配置される。エンジン本体１０が水冷式エンジンであるときには、エンジン温度センサ８３は、冷却水の温度をエンジン温度の代替指標として検出してもよい。
【００６８】
さらに、制御装置６０には、エンジン本体１０を始動するときに使用者が操作するスタータスイッチ７０が接続されている。制御装置６０は、スタータスイッチ７０の操作を検出すると、回転電機２０の駆動を含む始動制御を実行する。
バッテリ４の電力は、電源ライン７２を介して、制御装置６０に供給され、さらに、燃料ポンプ８０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９などの電装品に供給される。電源ライン７２には、メインスイッチ７が介装されている。メインスイッチ７は、鞍乗型車両１の使用開始に際して使用者が導通操作し、鞍乗型車両１の使用終了に際して使用者が遮断操作するスイッチである。
【００６９】
メインスイッチ７が導通されると、制御装置６０、燃料ポンプ８０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９などがバッテリ４に接続され、作動可能となる。また、メインスイッチ７が導通しているとき、さらにメインリレー９が導通していれば、回転電機２０によって生成された電力が、電源ライン７１，７２を介して、制御装置６０、燃料ポンプ８０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９などに供給可能である。
【００７０】
制御装置６０は、さらに、メインリレー９とインバータ６１との間で電源ライン７１に接続されている。したがって、制御装置６０は、メインリレー９が遮断されているときでも、回転電機２０が発生する電力を受けることができる。制御装置６０は、電力が供給されていて作動可能なときに、メインリレー９の開閉を制御する。
制御装置６０は、回転電機制御部６２と、燃焼制御部６３とを備えている。
【００７１】
制御装置６０の燃焼制御部６３は、エンジン本体１０を制御する。回転電機制御部６２は、回転電機２０を制御する。具体的には、回転電機制御部６２は、インバータ６１を制御する。それにより、回転電機制御部６２は、回転電機２０の駆動動作および発電動作を制御する。
燃焼制御部６３は、エンジン本体１０の燃焼動作を制御する。燃焼制御部６３は、エンジン本体１０の燃焼動作を制御することによって、エンジン本体１０の出力を制御する。より具体的には、燃焼制御部６３は、点火プラグ１９および燃料噴射装置１８を制御する。
【００７２】
回転電機制御部６２は、インバータ６１に備えられた複数のスイッチング素子６１１〜６１６を制御することによって、電源ライン７１を通ってバッテリ４と回転電機２０との間を流れる電流を制御する。回転電機制御部６２は、スイッチング素子６１１〜６１６のそれぞれのオン／オフ動作を制御することによって、回転電機２０の動作を制御する。
制御装置６０は、プロセッサ（ＣＰＵ）６４と、メモリ６５（記憶装置）とを有するコンピュータで構成されている。メモリ６５は、プログラムおよび演算に関するデータを記憶する。ＣＰＵ６４は、メモリ６５に格納された制御プログラムおよびデータに基づいて演算処理を行う。回転電機制御部６２および燃焼制御部６３の機能は、ＣＰＵ６４が制御プログラムを実行することによって実現される。したがって、回転電機制御部６２および燃焼制御部６３のそれぞれによる動作は、具体的には、コンピュータの形態を有する制御装置６０の動作である。
【００７３】
図５は、エンジン始動からエンジン停止までの制御装置６０による処理の一例を説明するためのフローチャートである。鞍乗型車両１の使用を開始するとき、使用者は、メインスイッチ７をオンする。これにより、バッテリ４から制御装置６０に電力が供給され、制御装置６０は、処理を開始する。制御装置６０は、メインリレー９を導通させ、バッテリ４とインバータ６１とを接続する。
【００７４】
使用者は、さらに、エンジン本体１０の運転を開始させるためにスタータスイッチ７０を操作する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。これに応答して、制御装置６０は、回転電機２０を正転方向に駆動するための制御を実行する（ステップＳ２）。すなわち、制御装置６０は、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６を制御することにより、バッテリ４から回転電機２０に電力を供給させる。それにより、クランクシャフト１５の回転が始まる。
【００７５】
クランクシャフト１５の回転が始まると、電磁ピックアップ５０から検出信号が生成される。制御装置６０は、この検出信号を波形整形してクランクパルスを得る。制御装置６０は、クランクパルスに基づいて規定されるタイミングでスイッチング素子６１１〜６１６をオン／オフ制御し、それにより、回転電機２０のブラシレス駆動制御を行う。
制御装置６０は、クランクパルスが所定数（たとえば２〜３個）生成されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、燃料ポンプ８０の駆動を開始して（ステップＳ４）、エンジン本体１０の始動に備える。
【００７６】
一方、制御装置６０は、クランクパルスを監視し、欠落位置（番号「５」または「１７」）が到来したかどうかを判断する（ステップＳ５）。欠落位置が到来すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御装置６０は、クランクパルスの計数を開始する（ステップＳ６）。そして、欠落位置を基準として、クランクパルスの計数値に基づいて、クランクシャフト１５の回転位置を特定する位置特定処理を行う（ステップＳ７）。以後、制御装置６０は、クランクパルスの計数と、その計数値に基づく位置特定処理とを常時行う。
【００７７】
さらに、制御装置６０は、クランクパルスの間隔に基づいてエンジン回転速度を監視し、その変動に基づいて吸気行程を検出する（ステップＳ８。吸気行程検出に基づく仮行程判別）。吸気行程が検出されると、それ以後は、クランクシャフト１５の回転位置に基づいて、行程判別が可能となる。すなわち、位置「０」〜「１１」と位置「１２」〜「２３」とを区別することができる。制御装置６０は、クランクシャフト１５の回転位置が噴射位置（たとえば位置「８」）となるのを待機し、噴射位置になると（ステップＳ９：ＹＥＳ）、燃料噴射装置１８から燃料を噴射させる（ステップＳ１０）。さらに、制御装置６０は、クランクシャフト１５の回転位置が点火位置になるのを待機し、点火位置になると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、点火プラグ１９を火花放電させて燃焼室２１内の混合気に点火する（ステップＳ１２）。点火位置は、上死点位置の近傍の位置（たとえば位置「０」および「１２」）に設定されている。点火位置（たとえば位置「０」および「１２」）は、上死点位置と一致していてもよく、また上死点位置から微少角度ずれた位置であってもよい。
【００７８】
その後、制御装置６０は、クランクパルスの間隔に基づいてエンジン回転速度を監視し、エンジン回転速度が完爆回転速度に達すると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、点火用の行程判別を行う（ステップＳ１４）。点火用の行程判別は、たとえば、１燃焼サイクル中のエンジン回転速度の変動に基づく行程判別を含む。この点火用の行程判別以前は、１回転に一度点火プラグ１９の火花放電を行い、１燃焼サイクル中で２度の点火が行われる。具体的には、圧縮上死点位置付近および排気上死点位置付近の２つの位置（たとえば位置「０」および「１２」）を点火位置として、これらの２つの点火位置において、点火プラグ１９が火花放電する。点火用の行程判別の後は、１燃焼サイクル中に一度、すなわち、圧縮上死点位置付近の点火位置（たとえば位置「０」）において、点火プラグ１９が火花放電する。
【００７９】
点火用の行程判別の完了後は、クランクパルスの計数によって、クランクシャフト１５の２回転を３０度ずつに区切った２４個の回転位置「０」〜「２３」が正確に判別され、噴射位置における燃料噴射（ステップＳ１５。同期噴射制御）および点火位置における点火（ステップＳ１６）が繰り返されて、エンジン本体１０の燃焼が継続する。
エンジン本体１０が始動されると、制御装置６０は、アイドル停止制御を実行する。すなわち、鞍乗型車両１が信号待ち等で停車してアイドル停止条件が充足されると（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、制御装置６０は、燃料噴射制御および点火制御を中断し、エンジン本体１０の燃焼を停止させる（ステップＳ１８）。この状態がアイドル停止状態である。
【００８０】
アイドル停止条件は、次の条件Ａ１〜Ａ４の全てが所定の継続時間（たとえば３秒間）継続することであってもよい。
Ａ１：スロットル開度が全閉開度
Ａ２：車速が所定値（たとえば３km/h）以下
Ａ３：エンジン回転速度がアイドル回転速度域（たとえば２５００ｒｐｍ以下）
Ａ４：エンジン温度が所定値（たとえば６０℃）以上
クランクシャフト１５の回転が停止すると、制御装置６０は、スイングバック制御（ステップＳ１９）を実行する。
【００８１】
アイドル停止でなく、使用者がメインスイッチ７をオフしたときも（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、制御装置６０は、燃料噴射制御および点火制御を中断し、エンジン本体１０の燃焼を停止させる（ステップＳ２１）。このとき、制御装置６０は、メインスイッチ７がオフされた後もメインリレー９をオン状態に保持してバッテリ４との接続を保持し、エンジン本体１０を停止させるための制御を行う（ステップＳ２１）。さらに、制御装置６０は、クランクシャフト１５の回転が停止すると、スイングバック制御（ステップＳ２２）を実行する。このスイングバック制御（ステップＳ２２）の後、制御装置６０は、メインリレー９をオフし（ステップＳ２３）、バッテリ４との接続を遮断する。
【００８２】
エンジン本体１０を停止させる際に、クランクシャフト１５の回転を速やかに停止させるために、制御装置６０は、ブレーキ制御を行ってもよい。ブレーキ制御とは、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６を制御することによって、回転電機２０にクランクシャフト１５の回転方向とは反対のトルクを発生させる制御である。また、クランクシャフト１５の回転が停止した後、スイングバック制御（ステップＳ１９，Ｓ２１）に先立って、制御装置６０は、ステータ巻線Ｗに一定時間通電して停止位置制御を行ってもよい。停止位置制御は、クランクシャフト１５の位置を１２個の回転位置「０」〜「１１」（または「１２」〜「２３」）のいずれかの位置に正確に導くための制御である。
【００８３】
図６は、スイングバック制御（図５のステップＳ１９，Ｓ２２）の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置６０は、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６を逆転パターンで駆動することによって、回転電機２０を逆転方向に駆動する（ステップＳ３１）。それにより、クランクシャフト１５が逆転方向に回転し始める。
制御装置６０は、クランクシャフト１５の逆転方向への回転を判別する逆転判別を実行する。バッテリ４の電圧が低いと、インバータ６１を通じてステータ巻線Ｗに相電流を印加してもクランクシャフト１５の回転が追従せず、脱調する場合がある。そこで、制御装置６０は、逆転判別を実行する。より具体的には、制御装置６０は、脱調が生じているかどうかを判定する（ステップＳ３２）。たとえば、制御装置６０は、電磁ピックアップ５０が所定時間以上検出信号を生成しない場合、すなわち、クランクパルスが所定時間以上生じない場合に、脱調が生じていると判断してもよい。脱調が生じると（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、制御装置６０は、回転電機２０の駆動制御を停止し（ステップＳ３３）、スイングバックを中止する。
【００８４】
脱調が生じていないと判断されると（ステップＳ３２：ＮＯ）、すなわち、クランクシャフト１５が回転していると判断されると、制御装置６０は、クランクシャフト１５の位置が、所定のスイングバック位置（たとえば位置「７」）かどうかを判断する（ステップＳ３４）。クランクシャフト１５の位置は、クランクパルスの計数（逆転方向への回転のときには計数値を減じる計数）する位置特定処理によって得られる。クランクシャフト１５の位置がスイングバック位置に達するまで回転電機２０が逆転駆動され、スイングバック位置に達すると（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、回転電機２０の駆動が停止される（ステップＳ３５）。
【００８５】
スイングバック位置は、直前の圧縮上死点位置の手前（逆転方向に関する手前）に設定されることが好ましい。クランクシャフトがスイングバック位置まで逆転された後、前述の停止位置制御が行われることが好ましい。この停止位置制御により、クランクシャフト１５を１２個の回転位置「０」〜「１１」（または「１２」〜「２３」）のいずれかの位置に正確に導くことができ、多くの場合には、スイングバック位置に制御できる。
【００８６】
電磁ピックアップ５０は、被検出部３８の移動に伴う電磁誘導を利用しているため、クランクシャフト１５の回転停止直前には検出信号を生成しないおそれがあり、正確な位置情報が失われる可能性がある。したがって、エンジン停止時（ステップＳ１８，Ｓ２１）に制御装置６０が認識するクランクシャフト１５の位置、およびスイングバック動作停止時（ステップＳ３５）に制御装置６０が認識するクランクシャフト１５の位置には誤差が含まれる可能性がある。しかし、スイングバック動作には、さほどの正確さは要求されないので、スイングバック後のクランクシャフト１５の位置がスイングバック位置（目標位置）から多少ずれていても問題はない。
【００８７】
図７は、アイドル停止状態からの再始動に伴う制御装置６０の処理の一例を説明するためのフローチャートである。アイドル停止状態において、制御装置６０は、再始動制御を実行する。すなわち、アイドル停止状態において、再始動条件が充足されると（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、制御装置６０は、回転電機２０を正転方向に駆動するための制御を実行する（ステップＳ４２）。すなわち、制御装置６０は、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６を正転パターンで制御することにより、バッテリ４から回転電機２０に電力を供給させる。それにより、クランクシャフト１５の正転方向への回転が始まる。
【００８８】
クランクシャフト１５の回転が始まると、電磁ピックアップ５０から検出信号が生成される。制御装置６０は、この検出信号を波形整形してクランクパルスを得る。制御装置６０は、クランクパルスに基づいて規定されるタイミングでスイッチング素子６１１〜６１６を正転パターンでオン／オフ制御し、それにより、回転電機２０を正転方向に駆動する。
【００８９】
また、制御装置６０は、再始動条件が充足されると（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、クランクパルスの生成を待たずに、燃料ポンプ８０の駆動を開始し（ステップＳ４３）、早期の燃料噴射に備える。すなわち、再始動条件が充足されると、制御装置６０は、クランクシャフト１５の回転開始を待たずに、燃料ポンプ８０を駆動開始する。
再始動条件は、たとえば、スロットル位置センサ８２によって検出されるスロットル開度が所定開度以上となったことを含む。この場合、使用者がアクセル操作子８を所定角度以上回動操作することが、再始動条件である。このようなアクセル操作子８の操作により、使用者の再始動意思を検出できる。また、再始動条件は、スタータスイッチ７０が操作されたことを含んでいてもよい。したがって、アイドル停止状態でスタータスイッチ７０が操作されると、エンジン本体１０を再始動するための制御が開始される。
【００９０】
インバータ６１を通じてステータ巻線Ｗに相電流を印加してもクランクシャフト１５の回転が追従せず、脱調して、クランクシャフト１５を正確に回転させることができないおそれがある。そこで、制御装置６０は、クランクシャフト１５の正転方向への回転開始を判別する正転判別を実行する。具体的には、制御装置６０は、クランクシャフト１５が相電流に同期して回転しているかどうかを判断するための正転同期回転判定を実行する（ステップＳ４４）。たとえば、制御装置６０は、電磁ピックアップ５０の検出信号のタイミングが、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフタイミングに対する適正タイミングからずれている場合に、正転方向に同期回転していないと判断してもよい。正転方向への同期回転が検出されない場合には、制御装置６０は、回転電機２０の駆動制御を停止し、再度、回転電機２０の正転駆動（ステップＳ４２）を試みる。こうして、クランクシャフト１５が正転方向に同期回転するまで、正転駆動（ステップＳ４２）が繰り返される。
【００９１】
クランクシャフト１５が正転方向に同期回転すると（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、制御装置６０は、始動非同期噴射制御を実行する。具体的には、制御装置６０は、始動非同期噴射実行条件の成否を判断する（ステップＳ４５）。非同期噴射とは、欠落位置の検出や吸気行程検出に基づく仮行程判別がされるよりも前に燃料噴射装置１８が燃料を噴射することをいう。
【００９２】
始動非同期噴射実行条件は、たとえば、バッテリ４の電圧に関するバッテリ電圧条件、エンジン本体１０の温度に関する条件であるエンジン温度条件、および非同期噴射の回数制限に関する条件である非同期噴射回数制限条件のうちの一つ以上を含む。
バッテリ電圧条件は、バッテリ電圧が閾値以上であることであってもよい。バッテリ電圧が低いときには、直前のエンジン停止時にスイングバック制御が適切に行われていない懸念があるので、非同期噴射を回避することが好ましい。具体的には、バッテリ電圧が低いと、クランクシャフト１５をスイングバック位置まで適切に逆転させられない可能性がある。また、停止位置制御が不十分である可能性もある。
【００９３】
エンジン温度条件は、エンジン温度が下限温度以上であることを含む。エンジン温度が過度に低いと、非同期噴射によって噴射された燃料が適切に気化せず、燃焼不良となるおそれがある。エンジン温度条件は、エンジン温度が上限温度以下であることを含んでいてもよい。エンジン温度が高いと、圧縮行程において、点火前に自己着火するおそれがある。エンジン温度は、エンジン温度センサ８３によって検出される。
【００９４】
非同期噴射回数制限条件は、非同期噴射の回数を上限回数（たとえば１回）以下に制限する条件である。行程判別までに時間を要すると非同期噴射が繰り返されるおそれがある。その場合に、過剰な燃料が供給され、点火プラグ１９にプラグかぶりが生じるおそれがある。したがって、非同期噴射回数を制限することが適切である。
始動非同期噴射実行条件が充足されると（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、制御装置６０は、その直後のクランクパルスの入力に応答して（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、燃料噴射装置１８から燃料を非同期噴射させる（ステップＳ４７）。このときに噴射される燃料の量は、同期噴射のときとは異なる規則に従って設定される。たとえば、スロットル開度を変数としたマップが、同期噴射用および非同期噴射用の二種類準備される。同期噴射のときには同期噴射用マップに従って燃料噴射量が決定され、非同期噴射のときには非同期噴射用マップに従って燃料噴射量が決定される。
【００９５】
始動非同期噴射実行条件が充足されなければ（ステップＳ４５：ＮＯ）、非同期噴射（ステップＳ４７）は省かれる。
制御装置６０は、クランクパルスを監視し、欠落位置が到来したかどうかを判断する（ステップＳ４８）。欠落位置が到来すると、制御装置６０は、クランクパルスの計数を開始する（ステップＳ４９）。そして、欠落位置を基準として、クランクパルスの計数値に基づいて、クランクシャフト１５の回転位置を特定する位置特定処理を行う（ステップＳ５０）。以後、制御装置６０は、クランクパルスの計数およびそれに基づく位置特定処理を常時行う。
【００９６】
さらに、制御装置６０は、初爆点火制御を行う。すなわち、位置特定処理（ステップＳ５０）によって、点火位置（初爆点火位置）の到来が検出されると（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、制御装置６０は、点火プラグ１９の火花放電を生じさせる（ステップＳ５２）。非同期噴射（ステップＳ４７）がされていれば、燃焼室２１内に燃料が導入されているので、燃焼が生じる。
【００９７】
スイングバック位置は予め定められているので、最初の欠落位置が到来すると、正確な行程判別が可能になる。そのため、アイドル停止からの再始動のときには、吸気行程検出に基づく仮行程判別（図５のステップＳ８参照）を省くことができる。
その後は、制御装置６０は、クランクパルスの間隔に基づいてエンジン回転速度を監視し、エンジン回転速度が完爆回転速度に達すると（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、点火用の行程判別を行う（ステップＳ５４）。点火用の行程判別以前は、１回転に一度点火プラグ１９の火花放電を行い、１燃焼サイクル中で２度の点火が行われる。
【００９８】
点火用の行程判別の完了後は、クランクパルスの計数によって、クランクシャフト１５の２回転を３０度ずつに区切った２４個の回転位置「０」〜「２３」が正確に判別され、噴射位置における燃料噴射（ステップＳ５５。同期噴射制御）および点火位置における点火（ステップＳ５６）が繰り返されて、エンジン本体１０の燃焼が継続する。
この後のアイドル停止制御またはメインスイッチ７のオフ操作に応答する通常停止等は、図５の場合と同様である（ステップＳ１７〜Ｓ２３）。
【００９９】
図８Ａおよび図８Ｂは、通常始動時の動作例を説明するための図である。図８Ａおよび図８Ｂは、一連の動作例を示しており、図８Ａの動作に続く動作が図８Ｂに表されている。
１燃焼サイクルの回転区間、すなわち７２０度（２回転）の回転区間内のクランクシャフト１５の回転位置は、回転区間を２４等分する位置「０」〜「２３」で、電磁ピックアップ５０の検出信号を用いて検出される。位置「５」および「１７」が欠落位置（基準クランク位置）であり、位置「０」が圧縮上死点位置の付近に設定された点火位置である。位置「１２」は、排気上死点の付近に設定された位置である。行程判別（図５のステップＳ１４参照）の完了前には、位置「０」に加えて位置「１２」でも点火が行われる。
【０１００】
この動作例では、位置「５」〜「１２」の区間で排気バルブＥＶが開かれ、位置「１１」〜「１８」の区間で吸気バルブＩＶが開かれる。たとえば、位置「８」が噴射位置である。スイングバック位置（目標位置）は、逆転方向にクランクシャフト１５を回転した場合に圧縮上死点位置付近の点火位置「０」よりも手前となる位置であり、たとえば位置「７」である。スイングバック位置は、当該スイングバック位置からクランクシャフト１５を正転方向に回転させたときに最初の欠落位置（基準クランク位置）の次の上死点が圧縮上死点となるように、定められている。より具体的には、スイングバック位置は、噴射位置「８」とその直前の圧縮上死点（位置「０」付近）との間に定めることが好ましく、噴射位置「８」寄りの位置であればさらに好ましい。さらに具体的には、スイングバック位置は、噴射位置「８」の直前の位置「７」であることが好ましい。
【０１０１】
クランクシャフト１５が位置「７」（スイングバック位置）にあると、回転電機２０を正転方向に駆動したとき、噴射位置「８」が到来した後に欠落位置「１７」が到来し、ここからクランクパルスの計数が始まる。そのため、スイングバック位置「７」の直後の噴射位置「８」では同期噴射を行うことができない。したがって、最初の圧縮上死点位置付近の点火位置「０」では、燃焼室２１内に燃料が存在しないので、点火プラグ１９が点火しても燃焼が生じない。
【０１０２】
最初の圧縮上死点位置を過ぎて、吸気行程検出に基づく仮行程判別が終了すると、次の噴射位置「８」では同期噴射が行われる。したがって、次の圧縮上死点位置付近の点火位置「０」で点火プラグ１９が点火すると、燃焼が生じ、エンジン本体１０の運転が始まる。
このように、スイングバック位置「７」から２燃焼サイクル目で初爆が生じる。
【０１０３】
図９は、アイドルストップ状態からの再始動時の動作例を説明するための図である。アイドル停止から再始動までの時間は一般に長くないので、アイドル停止状態の間にクランクシャフト１５の回転位置が大きく変わることはない。したがって、再始動時には、クランクシャフト１５はスイングバック位置「７」またはその近傍にある。
この状態から、回転電機２０を正転方向に駆動すると、電磁ピックアップ５０は遅くとも欠落位置「１７」よりも前に検出信号を生成し、したがって、クランクパルスが発生する。クランクパルスに応答して、非同期噴射が行われる。その後、欠落位置「１７」が到来し、ここからクランクパルスの計数が始まる。しかも、再始動時のスイングバック位置が位置「７」またはその近傍にあるので、最初の欠落位置は位置「５」ではなく位置「１７」であるとの仮定が成り立つ。したがって、最初に検出される欠落位置を位置「１７」と見なすことができ、それにより、それ以降、行程判別（クランク位置の特定）が可能になる。
【０１０４】
制御装置６０は、最初の圧縮上死点位置付近の点火位置「０」（初爆点火位置）で、点火プラグ１９を点火させる。このとき、非同期噴射によって既に燃焼室２１内に燃料が導入されているので、初爆を起こさせることができ、エンジン本体１０の運転が始まる。
こうして、最初の圧縮上死点位置から燃焼を開始させることができ、スイングバック位置「７」から１燃焼サイクル内に初爆を生じさせることができる。これにより、アイドル停止状態からの再始動を速やかに行える。通常の始動時と比較すると、１燃焼サイクル分早いエンジン始動が可能である。
【０１０５】
スイングバック位置「７」から回転電機２０を正転方向に駆動すると、多くの場合には、スイングバック位置「７」の次の位置「８」（同期噴射のための噴射位置）で最初のクランクパルスが発生する。したがって、この実施形態では、同期噴射と同じまたはほぼ同じタイミングで非同期噴射を行うことができる。
以上のように、この実施形態によれば、制御装置６０は、エンジン本体１０の運転を停止した後、スイングバック制御を実行して、クランクシャフト１５をスイングバック位置まで逆転させる。したがって、その後のエンジン始動時には、圧縮上死点位置までにクランクシャフト１５を加速する助走区間を確保できる。そのため、回転電機２０が発生する駆動トルクに加えて、クランクシャフト１５を含む回転系の慣性トルクを利用して、圧縮上死点を乗り越すことができる。よって、回転電機２０は、大きな駆動トルクを発生する必要がなく、それに応じて小型化が可能である。換言すれば、発電機能を有する回転電機２０をエンジン始動用のスタータモータとして兼用しながら、エンジン始動を支障無く行うことができる。
【０１０６】
一方、アイドル停止中に再始動条件が成立すると、回転電機２０がクランクシャフト１５を正転方向に駆動する。この正転方向の駆動が開始されると、制御装置６０は、燃料噴射装置１８により非同期噴射を行わせる。したがって、その後の最初の圧縮上死点位置付近の点火位置で点火プラグ１９に火花放電を起こさせることにより、初爆を得ることができる。これにより、スムーズなエンジン始動が可能になる。
【０１０７】
非同期噴射は、電磁ピックアップ５０からの検出信号の入力のみに応答するのではなく、クランクシャフト１５の正転方向への駆動開始が条件となる。そのため、スイングバック動作の際に非同期噴射が行われることはなく、このような非同期噴射に起因して吸気経路を燃料が逆流したりすることもない。すなわち、電磁ピックアップ５０の検出信号は、回転方向に関する情報を持たないけれども、それにもかかわらず、スイングバック動作の際の不所望な非同期噴射を回避できる。
【０１０８】
このようにして、電磁ピックアップ５０によってクランクシャフト１５の回転情報を取得し、かつ電磁ピックアップ５０の出力に基づいてインバータ６１を制御する安価な構成でありながら、始動性の高いエンジンユニットＥＵを実現できる。
さらに、この実施形態では、制御装置６０は、クランクシャフト１５が正転方向に回転し始めたことを判別する正転判別を実行し、それに基づいて、非同期噴射を行っている。これにより、クランクシャフト１５が逆転方向に回転しているときに燃料が噴射されることを確実に回避できる。たとえば、回転電機２０への通電によってクランクシャフト１５が逆転方向に多少角変位したとしても、非同期噴射が実行されないので、燃料が吸気経路を逆流することがない。
【０１０９】
また、この実施形態では、スイングバック位置からクランクシャフト１５の正転方向への回転が開始されたときに、最初の圧縮上死点位置よりも前に非同期噴射が行われる。それにより、最初の圧縮上死点位置において確実に初爆を得ることができる。
さらに、この実施形態では、スイングバック位置と最初の圧縮上死点位置との間に欠落位置（基準クランク位置）が位置する関係となっている。そのため、最初の圧縮上死点位置に至る前にクランクシャフト１５の位置を特定することができ、それに基づく行程判別が可能となる。その結果、初爆のための点火位置を正確に特定して、最初の圧縮上死点位置において初爆を確実に得ることができる。
【０１１０】
また、この実施形態では、同期噴射のための噴射位置の直前にスイングバック位置が配置されている。そのため、再始動のために回転電機２０がクランクシャフト１５を正転方向に回転し始めると、噴射位置またはその近傍において最初のクランクパルスが生じ、非同期噴射が行われる。したがって、非同期噴射においても、適切なタイミングで燃料を噴射できる。
【０１１１】
さらに、この実施形態では、アイドル停止状態からの再始動時に非同期噴射が行われるので、速やかな再始動が可能となる。その一方で、アイドル停止状態でないときにスタータスイッチ７０を操作して行われる通常の始動の際には、非同期噴射は行われず、同期噴射によって確実なエンジン始動が行われる。
また、この実施形態では、非同期噴射の際の燃料噴射量が、同期噴射の際の燃料噴射量とは異なる規則に基づいて定められる。それにより、アイドル停止状態からの再始動時のエンジン本体１０の状態に基づいて非同期噴射のための燃料噴射量を定めることができるので、始動性を高めることができる。また、エンジン本体１０が始動した後の通常の運転時には、別の規則に基づいて定められる燃料噴射量による同期噴射が行われるので、必要充分な燃料をエンジン本体１０に供給できる。
【０１１２】
さらに、この実施形態では、始動非同期噴射実行条件の成立を条件に非同期噴射が行われる。そして、始動非同期噴射実行条件が、バッテリ電圧条件、エンジン温度条件および非同期噴射回数制限条件のうちの少なくとも一つを含む。それにより、適切な条件下で、非同期噴射を行うことができる。より具体的には、非同期噴射によって最初の圧縮上死点で初爆が得られる可能性が高い条件下で、非同期噴射を行って、再始動時の始動性を高めることができる。
【０１１３】
また、この実施形態では、スイングバック制御において、脱調判定により、クランクシャフト１５の逆転判別が行われ、脱調が生じているときにはスイングバック制御が中止される。これにより、スイングバック制御に起因する過剰な電力消費が回避され、次回の始動のための電力がバッテリ４に残される。また、脱調判定を逆転判別に利用しているので、高価な回転位置センサを必要としない。
【０１１４】
さらに、この実施形態では、再始動条件が充足されると、クランクシャフト１５の回転開始を待たずに、すなわち、クランクパルスの発生を待たずに、燃料ポンプ８０の駆動が開始される。これにより、非同期噴射に備えることができる。すなわち、非同期噴射が実行されるときには、燃料噴射装置１８に対して充分な圧力で燃料を供給できる。
以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することができる。
【０１１５】
たとえば、前述の実施形態では、エンジン本体１０の運転停止に伴ってスイングバック制御が行われている。しかし、スイングバック制御は、エンジン本体１０がアイドル停止状態となってから、再始動のためにクランクシャフト１５の正転方向への駆動が開始されるまでの間に行われればよい。たとえば、アイドル停止の際にはスイングバック制御は行わず、再始動条件が充足されたときに、スイングバック制御を行い、その後に回転電機２０によってクランクシャフト１５を正転方向に回転してもよい。
【０１１６】
また、前述の実施形態では、クランクシャフト１５が正転方向に回転開始したことを判別する正転判別を行っているが、これを省いてもよい。すなわち、回転電機２０の正転駆動を開始したことを条件に非同期噴射を行ってもよい。たとえば、回転電機２０の正転駆動を開始し、一定時間だけ待機した後に、非同期噴射を許可し、その直後のクランクパルスに同期して非同期噴射を実行してもよい。
【０１１７】
また、前述の実施形態では、通常の始動時には、非同期噴射を行っていないけれども、通常の始動時にも再始動時と同様の非同期噴射を行ってもよい。
さらに、前述の実施形態では、ロータ３０上の欠落位置が電磁ピックアップ５０を通過するときに基準検出信号が生成される。しかし、基準検出信号を生成させるための被検出部の配置は、これに限られない。たとえば、ロータ３０の周方向の長さが他の被検出部とは異なる一つの基準被検出部を設けてもよい。
【０１１８】
また、前述の実施形態では、単気筒４ストロークエンジンを例にとったけれども、複数気筒を有する４ストロークエンジンにこの発明が適用されてもよい。
さらに、前述の実施形態では、前後２つの車輪３ａ，３ｂを有する鞍乗型車両を例にとったけれども、３つの車輪を有する鞍乗型車両など、他の形態の鞍乗型車両にもこの発明を適用できる。
【０１１９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
ＥＵ  エンジンユニット、１  鞍乗型車両、２  車体、３ａ，３ｂ  車輪、４  バッテリ、５  シート、７  メインスイッチ、１０  エンジン本体、１５  クランクシャフト、１８  燃料噴射装置、１９  点火プラグ、２０  回転電機、３０  ロータ、４０  ステータ、３８  被検出部、５０  電磁ピックアップ、６０  制御装置、６１  インバータ、６１１〜６１６  スイッチング素子、６２  回転電機制御部、６３  燃焼制御部、７０  スタータスイッチ、８０  燃料ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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