(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に走行のためのトルクを供給する内燃機関と、
シフトポジションを切換え得るシフトレバーと、
運転者により操作されるスタートスイッチと、
前記シフトポジションがパーキングレンジ又はニュートラルレンジにある場合にスタートスイッチへの操作が行われたときにのみ通電され内燃機関のクランクシャフトに固定されたドライブプレートに設けられたギヤにピニオンを噛合させてクランキングを一定時間行い、前記シフトポジションがリバースレンジ又は前進走行レンジにある場合には前記ドライブプレートと前記ピニオンとが離間し且つ通電されない状態となるスタータモータと、
クランキング中に前記パーキングレンジ又は前記ニュートラルレンジから前記リバースレンジ又は前記前進走行レンジへ前記シフトレバーが操作された場合、前記スタートスイッチが再度操作されるまで前記スタータモータへの再通電を禁止する制御装置と
を具備する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタートスイッチの操作により始動する内燃機関が搭載された車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関が搭載された車両では、スタータモータが通電されることにより、そのピニオンが内燃機関のクランクシャフトに固定されたドライブプレートに噛み合って、クランキングが開始される。
【０００３】
現在、多くの車両では、シフトレバーのシフトポジションがパーキングレンジ又はニュートラルレンジにある場合のみ、スタータモータへの通電が可能なように設定されている。すなわち、シフトポジションがリバースレンジや前進走行レンジにある場合には、スタータモータへの通電は禁止されピニオンがドライブプレートから離間する。
【０００４】
ところで近年、運転席に設けられたスタートスイッチ（スタートボタン）への操作によりクランキングが開始されて内燃機関が始動する、所謂プッシュスタート式の車両が上市されている。斯かる車両においては、運転者はスタートスイッチへの操作（典型的には、手指による押下）のみで内燃機関を始動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４７２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記プッシュスタート式の車両を運転する運転者が、スタートスイッチを操作した直後にシフトレバーをパーキングレンジ又はニュートラルレンジからリバースレンジや前進走行レンジに操作してしまうことがある。このような場合に起こる挙動を図４を参照して説明する。
【０００７】
同図では、ピニオンに作用するトルク、エンジン回転数すなわちドライブプレートの回転数、スタータモータのピニオンの周速（エンジン回転数に換算）、スタータモータの電圧及びシフトレバーの挙動を示している。ここでは、パーキングレンジ（Ｐレンジ）においてクランキングが開始され、そのクランキングが完了する前に、シフトレバーがパーキングレンジからリバースレンジ（Ｒレンジ）に移行し、さらにニュートラルレンジ（Ｎレンジ）に移行するという事態を想定している。パーキングレンジにあったシフトレバーがリバースレンジに移行した時点で、スタータモータへの通電が遮断され、ピニオンがドライブプレートのギヤから離間する。このとき、ドライブプレート及びスタータモータはそれぞれ惰性により回転を続けるが、ドライブプレートの回転の減速度とスタータモータの回転の減速度との間には乖離が生じる。
【０００８】
しかる後、シフトレバーがリバースレンジからニュートラルレンジへと移行すると、再びスタータモータに通電されて、ピニオンとドライブプレートとの間に回転速度差が存在する状態で両者が再度噛合することとなる。特に、図４に示しているように、停止直前のドライブプレートが逆回転する瞬間（図４における約２５ｍｓの時点）に正回転中のピニオンが噛合しようとすると、ピニオンやワンウェイクラッチあるいはドライブプレートに過大な負荷が掛かってしまう。
【０００９】
本発明は、このような不具合に初めて着目したものであり、スタートスイッチを具備した車両において、始動の際にスタータモータのピニオンやワンウェイクラッチ、ドライブプレートに過剰な負荷が掛かる事象を有効に回避することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【００１１】
すなわち本発明に係る車両は、車軸に走行のためのトルクを供給する内燃機関と、シフトポジションを切換え得るシフトレバーと、運転者により操作されるスタートスイッチと、前記シフトポジションがパーキングレンジ又はニュートラルレンジにある場合にスタートスイッチへの操作が行われたときにのみ通電され内燃機関のクランクシャフトに固定されたドライブプレートに設けられたギヤにピニオンを噛合させてクランキングを一定時間行い、前記シフトレバーがリバースレンジ又は前進走行レンジにある場合には前記ドライブプレートと前記ピニオンとが離間し且つ通電されない状態となるスタータモータと、クランキング中に前記パーキングレンジ又は前記ニュートラルレンジから前記リバースレンジ又は前記前進走行レンジへ前記シフトレバーが操作された場合、前記スタートスイッチが再度操作されるまで前記スタータモータへの再通電を禁止する制御装置とを具備することを特徴とする。
【００１２】
ここで「スタートスイッチ」とは、運転者の押し込み操作により作動するボタンのような態様のものに限られず、運転者による単純な操作により作動可能な態様であれば、回転可能なレバーのような形状、構造のものやスライダのようにスライド動作するもの等、運転者に操作され得る種々の態様のものが含まれる。
【００１３】
このようなものであれば、スタータモータの回転が継続している状態で再度ピニオンがドライブプレートに噛合してしまうことを有効に回避することができる。すなわち本発明によれば、始動の際にスタータモータ及びドライブプレートに過剰な負荷が掛かる事象を有効に回避することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、本発明によれば、ススタートスイッチを具備した車両において、スタータモータやドライブプレートへ過剰な負荷が掛かる不具合が起こる事態を有効に回避することができる車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る概略構成図。
【図２】同実施形態に係るフロー図。
【図３】同実施形態に係るタイミング図。
【図４】従来技術に係るタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態に係る車両は、車軸に走行のためのトルクを供給する内燃機関１００を備え、運転席にはスタートスイッチ１及びシフトレバー２を備えたものであり、スタートスイッチ１の操作によってスタータモータ１０５に通電することによりクランキングを開始し、内燃機関１００を始動し得るものである。
【００１８】
スタートスイッチ１は、右ハンドル式の車両の場合、運転席内では図示しないハンドルの例えば右側に配置され運転者の右手によって簡単に押下され得るボタン形状をなす、所謂「スタートボタン」と称されるものである。
【００１９】
シフトレバー２は、本実施形態では例えばハンドルの左側に配置され運転者の左手により操作され得るものである。具体的に説明すると、当該シフトレバー２は上からパーキングレンジ（以下Ｐレンジと記す）、リバースレンジ（以下Ｒレンジと記す）、ニュートラルレンジ（以下Ｎレンジと記す）、Ｄレンジ、Ｓレンジ及びＢレンジの順に配置された各シフトポジションへと、内燃機関１００の出力側に接続された変速機を操作し得るものである。そして本実施形態では上記各シフトポジションは直線的に配列してある。また本実施形態では上記Ｄレンジ、Ｓレンジ及びＢレンジはそれぞれ変速比が異なるが何れも車両を前進させるための前進走行レンジに相当する。シフトレバー２がどのシフトポジションにあるかは当該シフトレバー２が具備するシフトポジションスイッチ２１から発信されるシフトレンジ信号ｂにより把握可能である。
【００２０】
内燃機関１００は、図示しない燃焼室及びピストン等を備えたエンジン本体１０１と、このエンジン本体１０１に設けられたクランクシャフト１０２と、クランクシャフト１０２に固定された外面側にギヤ１０３ａを有するドライブプレート１０３と、クランクシャフト１０２の回転数を検知するためのクランク角信号ｃを発信するクランク角センサ１０４とを有している。
【００２１】
スタータモータ１０５は、通電されるときには図示の状態から同右側へ想像線の位置まで移動しピニオン１０７をドライブプレート１０３のギヤ１０３ａに噛合した状態でピニオン１０７を回転させ、通電が断たれるとピニオン１０７への駆動力の伝達を止めるとともに上記ギヤ１０３ａからピニオン１０７が図示の位置まで離間するように設定してある。このスタータモータ１０５は、図示しないロータ、ステータが内蔵されたモータ本体１０６と、回転動作し得るピニオン１０７と、このピニオン１０７とモータ本体１０６との間に介在し内燃機関１００からピニオン１０７への逆方向の駆動力をモータ本体１０６に伝達することを禁止するためのワンウェイクラッチ１０８とを有している。具体的にはこのスタータモータ１０５は、シフトポジションがＰレンジ又はＮレンジにある場合にスタートスイッチ１への操作が行われたときにのみ通電されドライブプレート１０３に設けられたギヤ１０３ａにピニオン１０７を噛合させてクランキングを一定時間行い、シフトポジションがＲレンジ又は前進走行レンジであるＤレンジ、Ｓレンジ又はＢレンジにある場合にはドライブプレート１０３とピニオン１０７とが離間し且つ通電されない状態となる仕様に設定してある。
【００２２】
本実施形態の車両に搭載された制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２３】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブの開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号、吸気通路（特に、サージタンク）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号、内燃機関１００の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号等が入力される。特に本実施形態では、この入力インタフェースには、スタートスイッチ１が押下されたときにスタートスイッチ１から出力されるスタート信号ａ、シフトレバー２のレンジを知得するためのシフトポジションスイッチ２１から出力されるシフトレンジ信号ｂ、クランクシャフト１０２の回転角度及びエンジン回転数ＮＥを検出するクランク角センサ１０４から出力されるクランク角信号ｃが少なくとも入力される。
【００２４】
出力インタフェースからは、点火プラグに対して点火信号、インジェクタ対して燃料噴射信号、スロットルバルブに対して開度操作信号等を出力する。特に本実施形態では、この出力インタフェースからはスタータモータ１０５への通電を制御するモータ制御信号ｄが少なくとも出力される。
【００２５】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ等を入力インタフェースを介して取得し、スタートスイッチ１への操作の有無、シフトレバー２のシフトポジション、及びエンジン回転数ＮＥを知得する。そして、それらエンジン回転数等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング点火タイミングといった各種運転パラメータをはじめ、スタータモータ１０５への通電の要否を少なくとも決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した制御信号ｄ等を出力インタフェースを介して印加する。
【００２６】
ここで本実施形態に係る車両に搭載されたＥＣＵ０は、クランキング中にＰレンジ又はＮレンジからＲレンジ又は前進走行レンジへシフトレバー２が操作された場合、スタートスイッチ１が再度操作されるまでスタータモータ１０５への再通電を禁止することを特徴とする。
【００２７】
以下、本実施形態に係るスタートスイッチ１を用いた内燃機関１００の始動について、図２のフロー図及び図３のタイミング図を用いて説明する。
【００２８】
図２に示すように、運転者によりスタートスイッチ１が押下されたとき（ステップＳ１）ＥＣＵ０がスタート信号ａを受信する。シフトポジションがＰレンジ又はＮレンジの何れかのレンジであればＥＣＵ０がスタータモータ１０５への通電を許可する旨のモータ制御信号ｄを発信する（ステップＳ３）。一方、シフトポジションがＲレンジ又は前進走行レンジにある場合は、スタータモータ１０５への通電はされない（ステップＳ６）。そしてスタータモータ１０５への通電時間が、一例として０．４秒といった所定時間を経過すれば、始動は正常に完了していると判断しクランキングは終了する旨のモータ制御信号ｄを発信する（ステップＳ６）。またスタータモータ１０５への通電時間が所定時間を超えていないときであっても、エンジン回転数ＮＥが所定回転数を上回っているとクランク角信号ｃからＥＣＵ０が判断すれば当該ＥＣＵ０は内燃機関１００は完爆に至り始動は正常に完了していると判断しスタータモータ１０５への通電すなわちクランキングを終了する旨のモータ制御信号ｄを発信する（ステップＳ６）。
【００２９】
ここで、スタータモータ１０５への通電時間が所定時間を経過していないにも拘わらずシフトポジションがＰレンジ又はＮレンジ以外のレンジであるＲレンジ、Ｄレンジ、Ｓレンジ或いはＢレンジへと移行してしまったとき（ステップＳ７）、スタータモータ１０５への通電が再度スタートスイッチ１を押下されるまで禁止される旨のモータ制御信号ｄをＥＣＵ０が発信する（ステップＳ８）。一方上記シフトポジションの移行が行われなければ、所定時間が経過するか（ステップＳ４）、又はエンジン回転数が所定値を超えた（ステップＳ５）ときに、始動は正常に完了していると判断しクランキングを終了する旨のモータ制御信号ｄを発信する（ステップＳ６）。
【００３０】
続いて図３では、図２に示したフロー図に従った車両の挙動の一例を示している。同図では、ピニオン１０７に作用するトルク、エンジン回転数ＮＥすなわちドライブプレート１０３の回転数、スタータモータ１０５のピニオンの周速（エンジン回転数ＮＥに換算）、スタータモータ１０５の電圧及びシフトレバー２の挙動を示している。ここでは、Ｐレンジにおいてクランキングが開始され、そのクランキングが完了する前に、シフトレバー２がＰレンジからＲレンジに移行し、さらにＮレンジに移行するという事態を模式的に図示している。Ｐレンジにあったシフトレバー２がＲレンジに移行した時点で、スタータモータ１０５への通電が遮断され、ピニオン１０７がドライブプレート１０３のギヤ１０３ａから離間する。このとき、ドライブプレート１０３及びスタータモータ１０５はそれぞれ惰性により回転を続けるが、ドライブプレート１０３の回転の減速度とスタータモータ１０５の回転の減速度との間には乖離が生じる。ここまでの挙動は上述した図４同様である。
【００３１】
しかして本実施形態では、しかる後にＮレンジへとシフトレバー２が移行しても、再びスタータモータ１０５に通電されない。すなわち、既に上記ステップＳ８に示した通り、運転者により再度スタートスイッチ１が押下されない限りスタータモータ１０５への通電が禁止された状態となっている。
【００３２】
これにより、もし通電されていれば、回転スピードの低下度合いが異なった状態でしかもドライブプレート１０３のギヤ１０３ａが逆回転する瞬間（図３における約２５ｍｓの時点）で当該ギヤ１０３ａと回転速度があまり低下せずに順方向に回転しているピニオン１０７とが再度噛合してしまうという不具合を有効に回避せしめている。
【００３３】
その結果、スタータモータ１０５やドライブプレート１０３へ過剰な負荷が掛かるということもなくクランキングが停止される。運転者はクランキングが停止された事を把握すれば、再度スタートスイッチ１を押下して内燃機関１００を始動すれば良い。
【００３４】
以上のような構成とすることにより、本実施形態に係るでは、スタータモータ１０５の回転が継続している状態で再度ピニオン１０７がドライブプレート１０３に噛合してしまうことを有効に回避することができる。すなわち本発明によれば、スタートスイッチ１を具備した車両に想定されるスタータモータ１０５やドライブプレート１０３へ過剰な負荷が掛かる不具合が起こる事態を有効に回避することができる。
【００３５】
特に本実施形態では、クランクシャフト１０２が停止する直前で逆転するタイミングでのギヤ１０３ａとピニオン１０７との噛合を有効に回避することで、スタータモータ１０５のピニオン１０７やワンウェイクラッチ１０８に過度の負荷を与えてしまうことも、内燃機関１００のドライブプレート１０３やクランクシャフト１０２に過度の負荷を与えてしまうことも有効に回避せしめている。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３７】
例えば、上記実施形態では直線的に操作される部分のみを有したシフトレバーを有する車両に本発明を適用した態様を開示したが、勿論、部分的にシフトレバーを屈曲するように操作する態様のシフトレバーを搭載した車両に本発明を適用してもよい。またクランキングの為に設定される所定時間や内燃機関の完爆を判定するための所定回転数といった具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様とすることができる。
【００３８】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明はスタートスイッチの操作により始動する内燃機関が搭載された車両として利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１…スタートスイッチ
２…シフトレバー
１００…内燃機関
１０３…ドライブプレート
１０３ａ…ギヤ
１０５…スタータモータ
１０７…ピニオン
【図１】
0006516644.tif 000002
【図２】
0006516644.tif 000003
【図３】
0006516644.tif 000004
【図４】
0006516644.tif 000005