(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン始動操作時に、クランク角度位置が正転領域にある場合にはスタータモータを正転させる一方、クランク角度位置が逆転領域にある場合は、クランク角度位置が前記正転領域に入るまでスタータモータを逆転させた後正転させるようにしたエンジン始動装置において、
前記逆転領域からの逆転時に、前記正転領域に入る前の予定位置でのクランク軸の回転速度を検出する速度検出手段と、
前記回転速度に基づいて前記スタータモータの逆転時の停止タイミングを制御する制御手段とを具備したことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
前記回転速度は、前記スタータモータの逆転開始から前記予定位置までの到達時間によって検出することを特徴とする請求項１記載のエンジン始動装置。
【請求項３】
前記制御手段が、
前記回転速度が予定値以上である場合は、スタータモータの逆転を停止し、前記回転速度が予定値未満である場合は、さらに予定時間経過後にスタータモータの逆転を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のエンジン始動装置。
【請求項４】
前記予定位置が、逆転方向において前記正転領域に入る手前で出力される予定のクランクパルス検出位置であって、該クランクパルスが検出される前にクランク角度位置が正転領域に入った場合は、スタータモータの逆転を停止させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン始動装置に関し、特に、始動時に負荷トルクの影響を小さくして始動性を向上させるのに好適なエンジン始動装置に関する。
【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して車両を発進させるエンジン停止始動制御装置が知られている（特開昭６３−７５３２３号公報）。
【０００３】
一方、始動時の負荷トルクの影響を小さくするため、一旦、負荷トルクの減少方向へスタータモータ（セルモータ）を回転させた後、正規のエンジン回転方向（正転方向）にセルモータを回転させるようにしたエンジン始動装置が知られている（特開平７−７１３５０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
クランク軸を一旦逆転させてから正転させるようにセルモータの回転方向を制御して始動性を高める上記エンジン始動装置では、次の問題点がある。すなわち、クランク軸を一旦逆転した後、停止させようとした場合、逆転時の惰性回転によりクランク軸を所望の位置で停止させることが困難である。そのため、クランク軸を逆転したにもかかわらず、始動時の負荷トルクの影響を小さくすることができないことがあった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、発進までの時間を短縮することができるだけでなく、クランク軸を一旦逆転して始動に備える場合に、逆転後の停止位置が所望の位置になるようにして負荷トルクの影響をなくすることができるエンジン始動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジン始動操作時に、クランク角度位置が正転領域にある場合にはスタータモータを正転させる一方、クランク角度位置が逆転領域にある場合は、クランク角度位置が前記正転領域に入るまでスタータモータを逆転させた後正転させるようにしたエンジン始動装置において、前記逆転領域からの逆転時に、前記正転領域に入る前の予定位置でのクランク軸の回転速度を検出する速度検出手段と、前記回転速度に基づいて前記スタータモータの逆転時の停止タイミングを制御する制御手段とを具備した点に第１の特徴がある。
【０００７】
また、本発明は、前記回転速度が、前記スタータモータの逆転開始から前記予定位置までの到達時間によって検出される点に第２の特徴がある。
また、本発明は、前記制御手段が、前記回転速度が予定値以上である場合は、スタータモータの逆転を停止し、前記回転速度が予定値未満である場合は、さらに予定時間経過後にスタータモータの逆転を停止させるように構成されている点に特徴がある。
【０００８】
さらに、本発明は、前記予定位置が、逆転方向において前記正転領域に入る手前で出力される予定のクランクパルス検出位置であって、該クランクパルスが検出される前にクランク角度位置が正転領域に入った場合は、スタータモータの逆転を停止させる点に第４の特徴がある。
【０００９】
上記第１〜第４の特徴によれば、スタータモータの逆転中のクランク軸の回転速度に基づいて惰性回転に伴う停止位置の誤差を推定できる。したがって、この誤差を考慮して、正転領域の所望位置にクランク角度位置があるように制御することができる。
【００１０】
特に、第３の特徴によれば、正転領域の手前である程度の回転速度がある場合には大きい惰性回転があると判定してスタータモータは直ちに停止されるし、回転速度が低い場合は、惰性回転ではクランク角度位置が正転領域に至らないと判定して、スタータモータをさらに一定時間逆転させることで所望の位置でクランクを停止させることができる。
【００１１】
また、第４の特徴では、逆転開始位置が正転領域に極めて接近している場合であって、予定のクランクパルスを検出する前に正転領域を検出してしまう場合に、正転領域を検出したら直ちにスタータモータの逆転を停止させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態であるエンジン始動装置を搭載した自動二輪車の全体側面図である。同図において、車体前部２と車体後部３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。燃料タンクおよびラゲッジボックス（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。シート８はその下部に設けられるラゲッジボックスの蓋を兼ねることができ、ラゲッジボックスの開閉のため、その前部ＦＲに設けられた図示しないヒンジ機構により回動可能に支持されている。
【００１３】
一方、車体前部２ではダウンチューブ６にステアリングヘッド５が設けられ、このステアリングヘッド５によってフロントフォーク１２Ａが軸支されている。フロントフォーク１２Ａから上方に延びた部分にはハンドル１１Ａが取付けられる一方、下方に延びた部分の先端には前輪１３Ａが軸支されている。ハンドル１１Ａの上部は計器板を兼ねたハンドルカバー３３で覆われている。
【００１４】
メインパイプ７の途中にはリンク部材（ハンガ）３７が回動自在に軸支され、このハンガ３７によりスイングユニット１７がメインパイプ７に対して揺動自在に連結支持されている。スイングユニット１７には、その前部に単気筒の４サイクルエンジン２００が搭載されている。エンジン２００から後方にかけてベルト式無段変速機３５が構成され、この無段変速機３５には後述する遠心クラッチ機構を介して減速機構３８が連結されている。そして減速機構３８には後輪２１が軸支されている。減速機構３８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２２が介装されている。スイングユニット１７の前部には、エンジン２００のシリンダヘッド３２から延出した吸気管２３が接続され、さらに吸気管２３には気化器２４および同気化器２４に連結されたエアクリーナ２５が配設されている。
【００１５】
ベルト式無段変速機３５の伝動ケースカバー３６から突出したキックシャフト２７にキックアーム２８の基端が固着され、キックアーム２８の先端にキックペダル２９が設けられている。スイングユニットケース３１の下部に設けられた枢軸１８にはメインスタンド２６が枢着されており、駐車に際してはこのメインスタンド２６を立てる（鎖線で図示）。
【００１６】
図３は、前記自動二輪車の計器盤回りの平面図であり、ハンドルカバー３３の計器盤１９２内には、スピードメータ１９３と共にスタンバイインジケータ２５６およびバッテリインジケータ２７６が設けられている。スタンバイインジケータ２５６は、後に詳述するように、エンジンの停止始動制御中におけるエンジン停止時に点滅し、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にあることを運転者に警告する。バッテリインジケータ２７６は、バッテリ電圧が低下すると点灯してバッテリの充電不足を運転者に警告する。
【００１７】
ハンドルカバー３３には、アイドリングを許可または制限するためのアイドルスイッチ２５３およびスタータモータ（セルモータ）を起動するためのスタータスイッチ２５８が設けられている。ハンドル１１の右端部には、スロットルグリップ１９４およびブレーキレバー１９５が設けられている。なお、左右のスロットルグリップの付根部分等には、従来の二輪車と同様にホーンスイッチやウインカスイッチを備えているが、ここでは図示を省略する。
【００１８】
次に、シート８を開閉するためのヒンジ部とそのヒンジ部近傍に配設された着座スイッチの構成を説明する。図４はシート８の開閉のためのヒンジ部の構造を示す模式図である。同図において、ラゲッジボックス９の蓋を兼ねているシート８は、該ラゲッジボックス９に対して矢印Ａの方向に開閉自在に設けられている。シート８を開閉可能にするため、ラゲッジボックス９にはヒンジ軸１０２およびヒンジ軸１０２を中心に揺動自在なリンク部材１００が設けられている。一方、リンク部材１００の他端つまりヒンジ軸１０２と結合されている側とは反対側の端部はシート８のフレーム８ａに設けられた第２のヒンジ軸１１０に対して回動自在に結合されている。したがって、シート８はヒンジ軸１０２を中心に矢印Ａの方向に揺動できるとともに、第２のヒンジ軸１１０を中心に矢印Ｂの方向にも揺動可能である。
【００１９】
リンク部材１００と前記フレーム８ａとの間にはスプリング１０３が介装されていて、シート８を第２のヒンジ軸１１０を中心として図中時計方向に付勢している。さらに、リンク部材１００と前記フレーム８ａとの間には着座スイッチ１５６が設けら、運転者が着座してフレーム８ａが第２のヒンジ軸１１０を中心に図中反時計方向に所定量回動したときにオン動作して着座状態を検出する。
【００２０】
続いて、前記エンジン２００について詳細に説明する。図５はエンジンのクランクシャフトに連結される始動兼発電装置の断面図であり、図２におけるＡ−Ａ位置で断面図である。図５において、前記メインパイプ７に保持されるハンガ３７を備えたスイングユニットケース３１には主軸受１０，１１で回転自在に支持されたクランクシャフト１２が設けられていて、このクランクシャフト１２にはクランクピン１３を介してコンロッド１４が連結されている。クランク室９から張出したクランクシャフト１２の一端部には始動兼発電装置のインナロータ１５が設けられている。
【００２１】
インナロータ１５はロータボス１６およびロータボス１６の外周面に嵌着された永久磁石１９を有する。永久磁石１９は、例えばネオジウム鉄ボロン系であり、クランクシャフト１２を中心として等角度間隔で６か所に設けられている。ロータボス１６はその中心部でクランクシャフト１２の先端テーパ部に嵌合している。ロータボス１６の一端（クランクシャフト１２とは反対側の端）にはフランジ部材３９が配置され、ロータボス１６はこのフランジ部材３９とともにボルト２０でクランクシャフト１２に固定されている。
【００２２】
ロータボス１６には、前記フランジ部材３９側に突出した小径円筒部４０が形成されており、円筒部４０の外周には、この円筒部４０に対して摺動自在にブラシホルダ４１が設けられている。ブラシホルダ４１は圧縮コイルばね４２で前記フランジ部材３９方向に付勢されている。ブラシホルダ４１には圧縮コイルばね４３で付勢されたブラシ４４が設けられている。ロータボス１６にはクランクシャフト１２の中心軸と平行に延びた連結ピン４５が貫通しており、その一端は前記ブラシホルダ４１に固結されているとともに、他端はガバナ（詳細は後述）のプレート４６に連結されている。
【００２３】
インナロータ１５の外周に配設されたアウタステータ４７のステータコア４８はボルト４９によってスイングユニットケース３１に固定されている。このステータコア４９のヨーク４９ａには、発電コイル５０と始動コイル５１とが巻回されていて、ステータコア４９から延出した円筒部４９ｂは前記ブラシホルダ４１を覆っている。円筒部４９ｂの端部には整流子ホルダ５２が連結されており、この整流子ホルダ５２には前記ブラシ４４と摺動するように整流子片５３が固定されている。すなわち、前記圧縮コイルばね４３で付勢されているブラシ４４と対向する位置に整流子片５３が配置されている。
【００２４】
なお、図５では１個のブラシ４４しか示されていないが、この１個だけでなく、インナロータ１５の回転方向に必要数設けられているのはもちろんである。ブラシおよび整流子片の個数や形状の一例は、本出願人による先願（特開平９−２１５２９２号）の明細書に記載されている。また、後述のガバナによってブラシホルダ４１がクランクシャフト１２側に偏倚させられたとき、ブラシ４４が整流子片５３から離れるように、ブラシ４４のストロークは所定量に制限されている。ストローク制限のためにブラシホルダ４１とブラシ４４との間には図示しない係止手段が設けられる。
【００２５】
前記ロータボス１６の端部つまりクランクシャフト１２との嵌合部側には始動モードと発電モードとを自動的に切換えるガバナ５４が設けられている。ガバナ５４は前記プレート４６と、このプレート４６をクランクシャフト１２の中心軸方向に偏倚させるためのガバナウェイトとしてのローラ５５とを含んでいる。ローラ５５は金属製の芯に樹脂カバーを設けたものが好ましいが、樹脂カバーを儲けないもの、または全体が樹脂で形成されているものであってもよい。ロータボス１６には前記ローラ５５を収容するポケット５６が形成されており、このポケット４５は図示のようにアウタステータ４７側ですぼんだテーパ状断面を成している。
【００２６】
前記フランジ部材３９にはラジエータファン５７が取付けられていて、このラジエータファン５７に対向してラジエータ５８が設けられている。また、クランクシャフト１２上には、インナロータ１５および主軸受１１間にスプロケット５９が固定されていて、このスプロケット５９にはクランクシャフト１２からカムシャフト（図６参照）を駆動するための動力を得るためのチェーン６０が掛けられている。なお、スプロケット５９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６１と一体的に形成されている。ギヤ６１は、後述するギヤポンプの駆動軸に固定されたギヤに動力を伝達する。
【００２７】
上記構成において、スタータスイッチを押してバッテリ（図示しない）により整流子片５３に電圧を印加すると、ブラシ４４を通じて始動コイル５１に電流が流れ、インナロータ１５が回転する。その結果、インナロータ１５と結合されているクランクシャフト１２が回転させられエンジン２００が始動される。エンジン２００の回転数が増大すると、ガバナウェイト５５は遠心力を受け、ポケット５６内でロータボス１６の外周方向に移動して図中鎖線で示した位置に至る。
【００２８】
ガバナウェイト５５が移動すると、プレート４６およびプレート４６と係合している連結ピン４５も鎖線で示したように偏倚する。この連結ピン４６の他端はブラシホルダ４１と係合しているので、同様にブラシホルダ４１も偏倚する。ブラシ４４のストロークは上述のように制限されているので、このストロークよりもブラシホルダ４１が大きく偏倚すると、ブラシ４４と整流子片５３との接触は絶たれる。ブラシ４４が整流子片５３から離れた後は、エンジン駆動でクランクシャフト１２が回転し、その結果、発電コイル５１によって発電され、バッテリへ電流が供給される。
【００２９】
続いて、エンジン２００のヘッド周辺の構造を説明する。図６はエンジンのヘッド周辺の側面断面図、図７は同正面断面図、図８は同背面断面図である。シリンダ６２内に配置されているピストン６３は、ピストンピン６４を介してコンロッド１４のスモールエンド側に連結されている。シリンダヘッド３２には点火プラグ６５が螺着されていて、その電極部がピストン６３のヘッドとシリンダヘッド３２との間に形成された燃焼室に臨んでいる。シリンダ６２の周りは水ジャケット６６で囲まれている。
【００３０】
シリンダヘッド３２内の、前記シリンダ６２の上方には、軸受６７，６８によって回転自在に支持されたカムシャフト６９が設けられている。カムシャフト６９にはアタッチメント７０が嵌合しており、このアタッチメント７０には、カムスプロケット７２とカムセンサ１５５に関連してカムパルスを発生させるためのリラクタ部７２ａとがボルト７１による共締めで固定されている。カムスプロケット７２にはチェーン６０が掛けられている。このチェーン６０によって、前記スプロケット５９（図５参照）の回転つまりクランクシャフト１２の回転がカムシャフト６９に伝達される。
【００３１】
カムシャフト６９の上部にはロッカアーム７３が設けられていて、このロッカアーム７３はカムシャフト６９の回転に伴いカムシャフト６９のカム形状に応じて揺動する。カムシャフト６９のカム形状は、４サイクルエンジンの所定の行程に応じて吸気弁９５および排気弁９６が開閉されるように決定されている。吸気弁９５によって吸気管２３が開閉され、排気弁９６によって排気管９７が開閉される。
【００３２】
カムシャフト６９には一体的に排気カムおよび吸気カムが形成されているが、これらのカムに隣接し、カムシャフト６９に対して逆転方向にのみ係合しているデコンプカム９８が設けられている。デコンプカム９８はカムシャフト６９の逆転時にカムシャフト６９の回転に追従して排気カムの外周形状よりも突出した位置に回動する。
【００３３】
したがって、カムシャフト６９の正転時に排気弁９６をわずかにリフトした状態にすることができ、エンジンの圧縮工程での負荷を軽減することができる。これにより、クランク軸を始動されるときのトルクを小さくできるので、４サイクルエンジンのスタータとしては小型のものを使うことができる。その結果、クランク周りをコンパクトにでき、バンク角を大きくできるという利点がある。なお、カムがしばらく正転することにより、デコンプカム９８の外形は排気カムの外周形状内に戻る。
【００３４】
シリンダヘッド３２には水ポンプベース７４と水ポンプハウジング７５とで囲まれたポンプ室７６が形成されている。ポンプ室７６内にはインペラ７７を有するポンプシャフト７８が配置されている。ポンプシャフト７８はカムシャフト６９の端部に嵌合され、軸受７９によって回転自在に保持されている。ポンプシャフト７８の駆動力はカムスプロケット７２の中心部に係合するピン８０によって得られる。
【００３５】
ヘッドカバー８１には、エアリードバルブ９４が設けられている。このエアリードバルブ９４は、排気管９７に負圧が生じたときにエアを吸入してエミッションを改善する。なお、ポンプ室７６の周辺の随所にはシール部材が設けられているが、個々の説明は省略する。
【００３６】
続いて、エンジン２００の回転を変速して後輪に伝達する自動変速機を説明する。図９，図１０はエンジンの自動変速機部分の断面図であり、それぞれ図９が駆動側、図１０が従動側である。図９において、クランクシャフト１２上の、前記始動兼発電装置のインナロータ１５が設けられた側とは反対側の端部にはＶベルト８２を巻き掛けるためのプーリ８３が設けられている。プーリ８３はクランクシャフト１２に対して回転方向および軸方向の動きが固定された固定プーリ片８３ａとクランクシャフト１２に対して軸方向に摺動自在な可動プーリ片８３ｂとからなる。可動プーリ片８３ｂの背面つまりＶベルト８２と当接しない面にはホルダプレート８４が取付けられている。ホルダプレート８４はクランクシャフト１２に対して回転方向および軸方向の双方にその動きが規制されていて一体で回転する。ホルダプレート８４と可動プーリ片８３ｂとによって囲まれた空所はガバナウェイトとしてのローラ８５を収容するポケットを形成している。
【００３７】
一方、後輪２１に動力をつなぐクラッチ機構は次のように構成されている。図１０において、クラッチのメインシャフト１２５はケース１２６に嵌合された軸受１２７およびギヤボックス１２８に嵌合された軸受１２９で支持されている。このメインシャフト１２５には軸受１３０および１３１よってプーリ１３２の固定プーリ片１３２ａが支持されている。メインシャフト１２５の端部にはナット１３３によってカップ状のクラッチ板１３４が固定されている。
【００３８】
前記固定プーリ片１３２ａのスリーブ１３５には、プーリ１３２の可動プーリ片１３２ｂがメインシャフト１２５の長手方向に摺動自在に設けられている。可動プーリ片１３２ｂは、メインシャフト１２５の周りで一体的に回転できるようにディスク１３６に係合している。ディスク１３６と可動プーリ片１３２ｂとの間には、両者間の距離を拡張する方向に反発力が作用する圧縮コイルばね１３７が設けられている。また、ディスク１３６にはピン１３８で揺動自在に支持されたシュー１３９が設けられている。シュー１３９はディスク１３６の回転速度が増大したときに遠心力が作用して外周方向に揺動し、クラッチ板１３４の内周に当接する。なお、ディスク１３６が所定の回転速度に達したときにシュー１３９がクラッチ板１３４に当接するように、ばね１４０が設けられている。
【００３９】
メインシャフト１２５にはピニオン１４１が固定されていて、このピニオン１４１はアイドルシャフト１４２に固定されたギヤ１４３に噛合っている。さらに、アイドルシャフト１４２に固定されたピニオン１４４は出力シャフト１４５のギヤ１４６に噛合っている。後輪２１はリム２１ａとリム２１ａの周囲に嵌込まれたタイヤ２１ｂとからなり、リム２１ｂが前記出力シャフト１４５に固定されている。
【００４０】
上記構成において、エンジン回転数がアイドリング時のものである場合、ローラ８５は図９の実線で示した位置にあり、Ｖベルト８２はプーリ８３の最小径部分に巻き掛けられている。プーリ１３２の可動プーリ片１３２ｂは圧縮コイルばね１３７に付勢された図１０の実線の位置に偏倚させられていて、Ｖベルト８２はプーリ１３２の最大径部分に巻き掛けられている。この状態では、遠心クラッチのメインシャフト１２５はアイドル回転数で回転させられるため、ディスク１３６に加わる遠心力は小さいものであり、シュー１３９はばね１４０によって内方に引き込まれているのでクラッチ板１３４に当接しない。つまり、エンジンの回転がメインシャフト１２５に伝達されず、車輪２１は回転されない。
【００４１】
その後、エンジン回転数が上昇するとディスク１３６に加わる遠心力は増大し、シュー１３９はばね１４０に打ち勝って外方に張出し、クラッチ板１３４に当接する。その結果、エンジンの回転がメインシャフト１２５に伝達され、ギヤトレインを介して車輪２１に動力が伝わる。
【００４２】
一方、エンジン回転数がさらに大きくなるとローラ８５が遠心力で外周方向に偏倚する。図９の鎖線で示した位置がその場合のローラ８５の位置である。ローラ８５が外周方向に偏倚すると、可動プーリ８３ｂは固定プーリ８３ａ側に押しやられるため、Ｖベルト８２はプーリ８３の最大径寄りに移動する。そうすると、遠心クラッチ側では、圧縮コイルばね１３７に打ち勝って可動プーリ片１３２ｂが偏倚し、Ｖベルト８２はプーリ１３２の最小径寄りに移動する。こうして、エンジンの回転数に応じて、クランクシャフト１２側のプーリ８３および遠心クラッチ側のプーリ１３２に対するＶベルト８２の巻き掛け径が変化し、変速作用が果たされる。
【００４３】
上述のように、エンジン始動時は始動コイル５１に通電してエンジンを付勢することができるが、本実施形態では、足踏み動作によってエンジン２００を始動するキック始動装置を併用している。さらに図９を参照してキック始動装置を説明する。前記固定プーリ８３ａの背面にはキック始動用の従動ドッグギヤ８６が固定されている。一方、カバー３６側には、ヘリカルギヤ８７を有する支持軸８８が回転自在に支持されている。支持軸８８の端部にはキャップ８９が固定されていて、このキャップ８９の端面には前記従動ドッグギヤ８６と噛合する駆動ドッグギヤ９０が形成されている。
【００４４】
さらに、カバー３６にはキックシャフト２７が回動自在に支持されていて、このキックシャフト２７には、前記ヘリカルギヤ８７と噛合されるセクタヘリカルギヤ９１が溶接されている。キックシャフト２７の端部つまりカバー３６から外部へ突出している部分にはスプラインが形成されていて、このスプラインにはキックアーム２８（図１０参照）に設けられたスプラインが係合される。なお、符号９２はフリクションスプリング、符号９３は戻しばねである。
【００４５】
上記構成において、キックペダル２９を踏み込むと、戻しばね９３に打ち勝ってキックシャフト２７およびセクタヘリカルギヤ９１が回動する。ヘリカルギヤ８８およびセクタヘリカルギヤ９１は、セクタヘリカルギヤ９１がキックペダルの踏み込みによって回動した場合にプーリ８３側に支持軸８７を付勢する推力が生じるように互いのねじれ方向が設定されている。したがって、キックペダル２９を踏み込むと支持軸８７がプーリ８３側に偏倚し、キャップ８９の端面に形成された駆動ドッグギヤ９０が従動ドッグギヤ８６と噛合う。その結果、クランクシャフト１２は回転させられ、エンジン２００の始動が可能となる。エンジンが始動すると、キックペダル２９の踏み込みを弱め、戻しばね９３によってセクタヘリカルギヤ９１を反転させると、駆動ドッグギヤ９０と従動ドッグギヤ８６との係合が解除される。
【００４６】
次に、図１１を参照して潤滑オイルの供給系を説明する。オイル供給部はクランク室９の下部に設けられる。オイルパン１４７には、オイルを導入するための管路１４８が形成されていて、矢印Ｄ１に従ってトロコイドポンプ１４９にオイルは吸入される。トロコイドポンプ１４９に吸入されたオイルは圧力が高められて管路１５０に排出され、矢印Ｄ２，Ｄ３に従って管路１５０を通過し、クランク室内に吐出される。
【００４７】
ここで、トロコイドポンプ１４９のポンプシャフト１５１にはギヤ１５２が結合されており、さらに、このギヤ１５２にはクランクシャフト１２に結合されたギヤ６１が噛合っている。すなわち、トロコイドポンプ１４９はクランクシャフト１２の回転に従って駆動され、潤滑のためのオイルを循環させている。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態では、カムシャフト６９を駆動させるためのスプロケット５９やオイルポンプ用駆動用のギヤ６１を、クランクシャフト１２を支持する軸受１１に隣接してクランクシャフト１２上に取付けた。そして、これらスプロケット５９やギヤ６１に近接した位置、つまり軸受１１から遠くない位置に、永久磁石１９を含むインナロータ１５を配置した。特に、始動と発電とを自動的に切換えるガバナ機構のガバナウェイト５５を軸受１１にに近接して配置した。
【００４９】
次に、クランクパルスを出力するセンサの配置を説明する。図１２はクランクパルスを発するセンサ（クランクパルサ）の配置を示すクランクシャフト周りの側面断面図であり、図１３は同正面断面図である。これらの図において、クランクケースは前クランクケース９９Ｆおよび後クランクケース９９Ｒからなり、クランクパルサ１５３は後クランクケース９９Ｒ側にあって、クランクシャフト１２に直交するように設けられている。そして、その検出用端部１５３ａが左クランクウェブ１２Ｌの外周エッジに対向して配置されている。前記左クランクウェブ１２Ｌの外周には凸部つまりリラクタ部１５４が形成されていて、クランクパルサ１５３はこのリラクタ部１５４と磁気的に結合してクランク角の検出信号を出力する。
【００５０】
続いて、エンジン停止始動システムについて説明する。このシステムでは、アイドリング制限モードとアイドリング許可モードとを備えている。具体的にいうと、アイドリング制限モードでは車両を停止させるとエンジンが自動停止し、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して車両の発進が可能になる（以下、「停止発進モード」ともいう）。また、アイドリング許可モードには２種類あり、その１つでは、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に一時的にアイドリングを許可する（以下、「始動モード」という）。他の１つでは、運転者の意思（スイッチによる設定）で常にアイドリングを許可する（以下、「アイドルスイッチモード」という）。
【００５１】
図１４は、エンジン２００における始動停止制御システムの全体構成を示したブロック図である。同図において、クランク軸１２と同軸に設けられた始動兼発電装置２５０は、スタータモータ１７１とＡＣジェネレータ（ＡＣＧ）１７２とによって構成され、ＡＣＧ１７２による発電電力は、レギュレータ・レクティファイア１６７を介してバッテリ１６８に充電される。レギュレータ・レクティファイア１６７は、始動兼発電装置２５０の出力電圧を、１２Ｖないし１４．５Ｖに制御する。バッテリ１６８は、スタータリレー１６２が導通されるとスタータモータ１７１へ駆動電流を供給すると共に、メインスイッチ１７３を介して各種の一般電装品１７４および主制御装置１６０等に負荷電流を供給する。
【００５２】
主制御装置１６０には、エンジン回転数Ｎｅを検知するＮｅセンサ２５１と、エンジン２００のアイドリングを手動で許可または制限するためのアイドルスイッチ２５３と、運転者がシートに着座すると接点を閉じて“Ｈ”レベルを出力する着座スイッチ２５４と、車速を検知する車速センサ２５５と、停止発進モードで点滅するスタンバイインジケータ２５６と、スロットル開度θを検知するスロットルセンサ２５７と、スタータモータ１７１を駆動してエンジン２００を始動するスタータスイッチ２５８と、ブレーキ操作に応答して“Ｈ”レベルを出力するストップスイッチ２５９と、バッテリ１６８の電圧が予定値（例えば、１０Ｖ）以下になると点灯して充電不足を運転者に警告するバッテリインジケータ２７６とが接続されている。
【００５３】
さらに、主制御装置１６０には、クランク軸１２の回転に同期して点火プラグ６５を点火させる点火制御装置（イグニッションコイルを含む）１６１と、スタータモータ１７１に電力を供給するスタータリレー１６２の制御端子と、前照灯１６９に電力を供給する前照灯リレー１６３の制御端子と、キャブレタ１６６に装着されたバイスタータ１６５に電力を供給するバイスタータリレー１６４の制御端子と、所定条件下で警報音を発生して運転者に注意を促すブザー１７５とが接続されている。
【００５４】
なお、前照灯１６９への給電制御は前照灯リレー１６３によるオンまたはオフの切り換え制御に限定されない。たとえば、前照灯リレー１６３に代えてＦＥＴ等のスイッチング素子を採用し、給電をオフにする代わりに、スイッチング素子を所定の周期およびデューティー比で断続させて前照灯１６９への印加電圧を実質的に低下させる、いわゆるチョッピング制御を採用することができる。
【００５５】
図１５、図１６は、主制御装置１６０の構成を機能的に示したブロック図（その１、その２）であり、図１４と同符号は同一または同等部分を表している。また、図１７には、後述するスタータリレー制御部４００の制御内容、バイスタータ制御部９００の制御内容、スタンバイインジケータ制御部６００の制御内容、点火制御部７００の制御内容、動作切換部３００の制御内容、警告ブザー制御部８００の制御内容および充電制御部５００の制御内容を一覧表示している。
【００５６】
図１５の動作切換部３００は、アイドルスイッチ２５３の状態および車両の状態等が所定の条件のときに、「始動モード」、「停止発進モード」および「アイドルスイッチモード」のいずれかに切り換える共に、「停止発進モード」を更に、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）のいずれかに切り換える。第２パターンは、前照灯１６９を点灯させた状態でエンジンを長時間停止させる場合のバッテリ上がりを防止する、バッテリ上がり防止モードとして好適である。
【００５７】
動作切換部３００の動作切換信号出力部３０１には、アイドルスイッチ２５３の状態信号が入力される。アイドルスイッチ２５３の状態信号は、オフ状態（アイドリング制限）では“Ｌ”レベル、オン状態（アイドリング許可）では“Ｈ”レベルを示す。車速継続判定部３０３はタイマ３０３ａを備え、車速センサ２５５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と“Ｈ”レベルの信号を出力する。
【００５８】
動作切換信号出力部３０１は、アイドルスイッチ２５３および車速継続判定部３０３の出力信号、ならびにエンジンの点火オフ状態が所定時間（本実施形態では、３分）以上継続すると“Ｈ”レベルとなる点火オフ信号Ｓ８０２１に応答して、主制御装置１６０の動作モードおよび動作パターンを切換えるための信号Ｓ３０１ａ、Ｓ３０１ｂ、Ｓ３０１ｃを出力する。
【００５９】
図１８は、動作切換信号出力部３０１による動作モードおよび動作パターンの切り換え条件を模式的に示した図である。動作切換信号出力部３０１では、前記メインスイッチ１７３が投入されて主制御装置１６０がリセットされるか、あるいはアイドルスイッチ２５３がオフにされる（条件▲１▼が成立）と、動作モード切換部３０１ａにより「始動モード」が起動される。このとき、動作モード切換部３０１ａは“Ｌ”レベルの動作モード信号Ｓ３０１ａを出力する。
【００６０】
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▲２▼が成立）と、動作モード切換部３０１ａにより、動作モードが「始動モード」から「停止発進モード」へ切り換えられる。このとき、動作モード切換部３０１ａの動作モード信号Ｓ３０１ａは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへ遷移する。前記「始動モード」から移行した直後は動作パターン切換部３０１ｂにより「第１パターン」が起動され、アイドリングが禁止される。このとき、動作パターン切換部３０１ｂの動作パターン信号Ｓ３０１ｂは“Ｌ”レベルとなる。
【００６１】
「第１パターン」において、後に詳述する点火オフ継続判定部８０２（図１５）により、点火オフが３分以上継続していると判定される（条件▲３▼が成立）と、動作パターン切換部３０１ｂにより、「停止発進モード」における動作パターンが、「第１パターン」から「第２パターン」へ切り換えられる。このとき、動作パターン切換部３０１ｂから出力される動作パターン信号Ｓ３０１ｂは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへ遷移する。
【００６２】
さらに、「第２パターン」において前記条件▲２▼が成立すると、動作パターン切換部３０１ｂにより動作パターンが「第２パターン」から「第１パターン」へ切換えられる。このとき、動作パターン切換部３０１ｂの動作パターン信号Ｓ３０１ｂは“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへ遷移する。
【００６３】
本発明者等の調査によれば、信号待ちや交差点内での右折待ちは３０秒ないし２分程度であり、この時間を超える停車は信号待ちや右折待ち以外の停車、例えば道路工事による片側通行規制や交通渋滞等である可能性が高い。そこで、本実施形態では、「停止発進モード」で走行中に前照灯を点灯させたまま長時間（本実施形態では、３分以上）の停車すなわちエンジン停止を強いられると、動作パターンを「第１パターン」から「第２パターン」に切り換えてアイドリングが許可されるようにした。したがって、運転者がスタータスイッチ２５８を投入すればエンジンを再始動することができ、アイドリング状態での停車が可能となるので、前照灯１６９を長時間点灯させ続けることによるバッテリ上がりを防止できる。
【００６４】
一方、メインスイッチがオフからオンに切換えられたときに、アイドルスイッチがオンである（条件▲６▼が成立）と、アイドルスイッチモード起動部３０１ｃから出力される動作モード信号Ｓ３０１ｃは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルへ遷移し、「アイドルスイッチモード」が起動される。なお、「停止発進モード」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２５３が投入されて条件▲４▼が成立すると「アイドルスイッチモード」が起動される。
【００６５】
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２５３がオフにされる（条件▲５▼が成立）と、動作モード切換部３０１ａから出力される動作モード信号Ｓ３０１ａは“Ｌ”レベルになって「始動モード」が起動される。
【００６６】
図１５に戻り、Ｎｅ判定部３０６にはＮｅセンサ２５１の出力信号が入力され、エンジン回転数が予定回転数を超えると“Ｈ”レベルの信号を前照灯制御部３０５へ出力する。Ｎｅ判定部３０６は、ひとたびエンジン回転数が予定回転数を超えると、メインスイッチ１７３が遮断されるまでその出力を“Ｈ”レベルに維持する。前照灯制御部３０５は、前記各動作モード（パターン）信号Ｓ３０１ａ、Ｓ３０１ｂ、Ｓ３０１Ｃ、Ｎｅ判定部３０６の出力信号および走行判定部７０１の出力信号に基づいて、前照灯リレー１６３の制御端子に“Ｈ”レベルまたは“Ｌ”レベルの制御信号を出力する。前照灯リレー１６３に“Ｈ”レベルの信号が入力されると前照灯１６９が点灯される。
【００６７】
なお、前照灯リレー１６３の代わりにＦＥＴ等のスイッチング素子を採用する場合、前照灯制御部３０５は“Ｌ”レベルの制御信号を出力する代わりに、所定の周期およびデューティー比のパルス信号を出力して前照灯１６９への給電をチョッピング制御する。
【００６８】
前照灯制御部３０５は、図１７に示したように、「始動モード」以外では常にオン信号を出力する。すなわち、「始動モード」では、Ｎｅ判定部３０６により所定の設定回転数（本実施形態では、１５００ｒｐｍ）以上のエンジン回転数が検知されるか、あるいは走行判定部７０１により車速が０ｋｍより大きいと判定されたときにオン信号を出力する。
【００６９】
なお、前照灯リレー１６３の代わりにＦＥＴ等のスイッチング素子を採用する場合、「停止発進モード」の「第１パターン」では、後に詳述する点火制御に応じてスイッチング素子の開閉をチョッピング制御することでバッテリの放電を最小限に抑えることができる。
【００７０】
すなわち、車両停止に応答して点火制御が中断（オフ）され、エンジンが自動停止すると、前照灯制御部３０５は、前照灯１６９への印加電圧が常時オン時の電圧（例えば、１３．１Ｖ）から所定の減光時電圧（例えば、８．６Ｖ）まで実質的に低下するように、所定の周期およびデューティ比のパルス信号でスイッチング素子をチョッピング制御して前照灯１６９を減光させる。その後、発進操作に応答して点火制御が再開され、エンジンが再始動されると、前照灯制御部３０５は直流の“Ｈ”レベル信号をスイッチング素子へ出力する。
【００７１】
このように、エンジンの自動停止時には前照灯１６９を消灯することなく、減光させることによってバッテリの放電を抑制できる。したがって、後の発進時には発電機からバッテリへの充電量を減じることができ、その結果、発電機の電気負荷が減少するので発進時の加速性能が向上する。
【００７２】
点火制御部７００は、前記各動作モード、動作パターン毎に、所定の条件下で点火制御装置１６１による点火動作を許可または禁止する。走行判定部７０１は車速センサ２５５から入力される検知信号に基づいて車両が走行状態にあるか否かを判別し、走行状態にあると“Ｈ”レベルの信号を出力する。
【００７３】
ＯＲ回路７０２は、走行判定部７０１の出力信号とスロットルセンサ２５７の状態信号との論理和を出力する。ＯＲ回路７０４は、前記動作モード信号Ｓ３０１ａの反転信号、動作パターン信号Ｓ３０１ｂおよび動作モード信号Ｓ３０１ｃの論理和を出力する。ＯＲ回路７０３は、前記各ＯＲ回路７０２、７０４の出力信号の論理和を点火制御装置１６１へ出力する。点火制御装置１６１は、入力信号が“Ｈ”レベルであれば所定のタイミング毎に点火動作を実行し、“Ｌ”レベルであれば点火動作を中断する。
【００７４】
点火制御部７００は、図１７に示したように、「始動モード」、「停止発進モードの第２パターン」および「アイドルスイッチモード」のいずれかであれば、ＯＲ回路７０４の出力信号が“Ｈ”レベルになるので、ＯＲ回路７０３からは常に“Ｈ”レベルの信号が出力される。すなわち、「始動モード」、「停止発進モードの第２パターン」または「アイドルスイッチモード」では、点火制御装置１６１が常に作動する。
【００７５】
これに対して、「停止発進モードの第１パターン」では、ＯＲ回路７０４の出力信号が“Ｌ”レベルなので、走行判定部７０１により車両走行中と判定されるか、あるいはスロットルが開かれてＯＲ回路７０２の出力が“Ｈ”レベルになったことを条件に点火動作が実行される。これとは逆に、停車状態であり、かつスロットルが閉じていれば点火動作が中断される。
【００７６】
警告ブザー制御部８００は、動作モードおよび動作パターン毎に、車両の走行状態や運転者の着座状態に応じて、運転者に種々の注意を促すための警告として、例えばブザー音を発する。非着座継続判定部８０１には着座スイッチ５４の状態信号が入力される。非着座継続判定部８０１は運転者の非着座時間を計時するタイマ８０１２を備え、タイマ８０１２がタイムアウトすると“Ｈ”レベルの非着座継続信号Ｓ８０１２を出力する。なお、本実施形態のタイマ８０１２は、１秒でタイムアウトするように予め設定されている。
【００７７】
点火オフ継続判定部８０２は、エンジンの点火オフ時間を計時するタイマ８０２１を備え、点火オフ状態が検知されると直ちに、“Ｈ”レベルの点火オフ信号Ｓ８０２３を出力すると共にタイマ８０２１をスタートさせる。タイマ８０２１がタイムアウトすると、“Ｈ”レベルの点火オフ継続信号Ｓ８０２１を出力する。本実施形態では、タイマ８０２１が３分でタイムアウトするように設定されている。
【００７８】
ブザー制御部８０５は、各動作モード（パターン）信号Ｓ３０１ａ、Ｓ３０１ｂ、Ｓ３０１Ｃ、非着座継続信号Ｓ８０１２、点火オフ継続信号Ｓ８０２１、点火オフ信号Ｓ８０２３、走行判定部７０１の出力信号およびスロットルセンサ２５７の出力信号に基づいて、ブザー１７５のオン／オフを決定し、オンさせる場合は“Ｈ”レベルの信号をブザー駆動部８１４へ出力する。
【００７９】
ブザー制御部８０５は、図１７に示したように、動作モードが「始動モード」であればブザー１７５を常にオフとする。「停止発進モードの第１パターン」では、点火オフ状態での非着座がタイマ８０１２のタイムアウト時間（本実施形態では１秒）以上継続するか、あるいは点火オフ状態がタイマ８０２１のタイムアウト時間（本実施形態では３分）以上継続すると、ブザー１７５をオンにする。「停止発進モードの第２パターン」では、点火されておらず（点火オフ）で、スロットルセンサ２５７からの入力信号によりスロットル開度が“０”であり、かつ車速センサ５５からの入力信号により走行判定部７０１で車速が０ｋｍと判定されると、ブザー１７５をオンにする。「アイドルスイッチモード」では、点火オフかつ非着座が１秒以上継続すると、ブザー１７５をオンにする。ブザー駆動部８１４は、ブザー制御部８０５の出力信号が“Ｈ”レベルになると、０．２秒間のオンと１．５秒間のオフとを繰り返すブザー駆動信号をブザー１７５へ出力する。
【００８０】
このように、本実施形態のブザー制御では、「停止発進モード」での走行中に、例えば道路工事による片側交通規制等で前照灯を点灯させたまま長時間（本実施形態では、３分以上）の停車（エンジン停止）を強いられると、「停止発進モード」の動作パターンが「第１パターン」から「第２パターン」へ遷移するのと同時に、アイドリングを許可する旨がブザー１７５により運転者に通知される。したがって、運転者はブザーに応答してスタータスイッチ２５８を投入するだけで、前照灯１６９を長時間点灯させ続けることによるバッテリ上がりを防止できる。
【００８１】
充電制御部５００の加速操作検知部５０２では、スロットルセンサ２５７からの入力信号と車速センサ２５５からの入力信号により、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、加速操作があったと認識して１ショットの加速操作検知パルスを発生する。
【００８２】
発進操作検知部５０３は、車速が０キロでエンジン回転数が所定の設定回転数（本実施形態では、２５００ｒｐｍ）以下のときにスロットルが“開”であれば、発進操作があったと認識して１ショットの発進操作検知パルスを発生する。充電制限部５０４は、前記加速検知パルス信号を検出すると６秒タイマ５０４ａをスタートし、当該６秒タイマ５０４ａがタイムアウトするまで、レギュレータレクティファイア１６７を制御してバッテリ１６８の充電電圧を常時の１４．５Ｖから１２．０Ｖへ低下させる。
【００８３】
上記充電制御によれば、運転者がスロットルを急激に開いて急加速した時や、停止状態からの発進時には充電電圧が低下し、始動兼発電装置２５０の電気負荷が一時的に低減される。したがって、始動兼発電装置２５０によりもたらされるエンジンの２００の機械的負荷も低減されて加速性能が向上する。また、エンジンの自動停止時にはＦＥＴ等のスイッチング素子をチョッピング制御して前照灯１６９を減光し、バッテリの放電を最小限に抑えるようにすれば、始動兼発電装置２５０の負荷がさらに低減されるので加速性能の更なる向上が可能になる。
【００８４】
なお、充電制限部５０４は、図１７に示したように、６秒タイマ５０４ａがタイムアウトするか、エンジン回転数が設定回転数（本実施形態では、７０００ｒｐｍ）を超えるか、あるいはスロットル開度が減少すると、充電制御を停止して充電電圧を常時の１４．５Ｖへ戻す。
【００８５】
図１６において、スタータリレー制御部４００は、前記各動作モードや動作パターンに応じて、所定の条件下でスタータリレー１６２を起動する。Ｎｅセンサ２５１の検知信号がアイドリング以下判定部４０１へ供給される。アイドリング以下判定部４０１は、エンジン回転数が所定のアイドリング回転数（例えば、８００ｒｐｍ）以下であると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路４０２は、アイドリング以下判定部４０１の出力信号と、ストップスイッチ２５９の状態信号と、スタータスイッチ２５８の状態信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路４０４は、アイドリング以下判定部４０１の出力信号と、スロットルセンサ２５７の検出信号と、着座スイッチ２５４の状態信号との論理積を出力する。ＯＲ回路４０８は、前記各ＡＮＤ回路４０２、４０４の出力信号の論理和を出力する。
【００８６】
ＯＲ回路４０９は、動作モード信号Ｓ３０１ｃと動作モード信号Ｓ３０１ａの反転信号との論理和を出力する。ＡＮＤ回路４０３は、ＡＮＤ回路４０２の出力信号とＯＲ回路４０９の出力信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路４０５は、前記ＡＮＤ回路４０４の出力信号と、前記動作モード信号Ｓ３０１ａと、前記動作パターン信号Ｓ３０１ｂの反転信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路４０７は、前記動作モード信号Ｓ３０１ａ、動作パターン信号Ｓ３０１ｂおよびＯＲ回路４０８の出力信号の論理積を出力する。ＯＲ回路４０６は、前記各ＡＮＤ回路４０３、４０５、４０７の論理和をスタータリレー１６２へ出力する。
【００８７】
このようなスタータリレー制御によれば、「始動モード」および「アイドルスイッチモード」中はＯＲ回路４０９の出力信号が“Ｈ”レベルなのでＡＮＤ回路４０３がイネーブル状態となる。したがって、エンジン回転数がアイドリング以下であり、かつストップスイッチ２５９がオン状態（ブレーキ操作中）のときにスタータスイッチ２５８が運転者によりオンされてＡＮＤ回路４０２の出力が“Ｈ”レベルになると、スタータリレー１６２が導通してスタータモータ１７１が起動される。
【００８８】
また、「停止発進モードの第１パターン」では、ＡＮＤ回路４０５がイネーブル状態となる。したがって、エンジン回転数がアイドリング以下であり、着座スイッチ２５４がオン状態（運転者がシートに着座中）でスロットルが開かれると、ＡＮＤ回路４０４の出力が“Ｈ”レベルとなり、スタータリレー１６２が導通してスタータモータ１７１が起動される。
【００８９】
さらに、「停止発進モードの第２パターン」では、ＡＮＤ回路４０７がイネーブル状態となる。したがって、前記各ＡＮＤ回路４０２、４０４のいずれかが“Ｈ”レベルとなると、スタータリレー１６２が導通してスタータモータ１７１が起動される。
【００９０】
停止時クランク角制御部１０００は、エンジン停止時のカムセンサ１５５の検出信号、つまりクランク角度位置に応じてスタータリレー１６２および逆転リレー１６２ａを制御し、後述する所望のクランク角度位置でエンジンを停止させる。カムセンサ１５５はクランク角度位置が逆転領域にある場合は信号“Ｈ”、正転領域にある場合は信号“Ｌ”を出力する。カムセンサ１５５で検出されたクランク角度位置検出信号は停止判定タイマ１００１に入力される。停止判定タイマ１００１はクランク角度位置が逆転領域にあることを示す信号“Ｈ”が予定の時間Ｔｘの間維持されたときに判定信号をＡＮＤ回路１００２に入力する。
【００９１】
比較部１００３にはＮｅセンサ２５１の検知信号が入力され、この比較部１００３では、クランキングの回転数より大きく、かつアイドル回転数よりも小さく設定された基準回転数Ｎref とエンジン回転数Ｎｅとが比較される。エンジン回転数Ｎｅが基準回転数Ｎref 以上のときにはエンジン状態オンを表す信号“Ｌ”を出力する。また、エンジン回転数Ｎｅが基準回転数Ｎref 未満のときにはエンジン状態オフを表す信号“Ｈ”を出力する。比較部１００３からの信号はＡＮＤ回路１００２に入力される。
【００９２】
また、停止判定タイマ１００１のタイムアウト信号はさらに逆転許可タイマ１００４に入力される。逆転許可タイマ１００４は停止判定タイマ１００１からのタイムアウト信号に応答して予定の時間Ｔｙが経過するまで、出力信号を“Ｈ”に維持する。
【００９３】
ＡＮＤ回路１００２および逆転許可タイマ１００４の出力信号、ならびにカムセンサ１５５の検出信号はＡＮＤ回路１００５に入力され、ＡＮＤ回路１００５はこれらの出力信号の論理和を出力し、この論理和はインバータ１００６で反転されて逆転リレー１６２ａに供給される。
【００９４】
さらに、逆転許可タイマ１００４の出力信号は、ＡＮＤ回路１００７に入力される。ＡＮＤ回路１００７の他方の入力には、インバータ１００８を介してカムセンサ１５５の検出信号が接続される。ＡＮＤ回路１００７の出力はスタータリレー制御部４００のＯＲ回路４０６に入力される。なお、この停止時クランク角制御部１０００の動作はさらに後述する。
【００９５】
バイスタータ制御部９００では、Ｎｅセンサ２５１からの出力信号がＮｅ判定部９０１に入力される。このＮｅ判定部９０１は、エンジン回転数が予定値以上であると“Ｈ”レベルの信号を出力してバイスタータリレー１６４を閉じる。このような構成によれば、いずれの動作モードにおいても、エンジン回転数が予定値以上であれば燃料を濃くすることができる。
【００９６】
インジケータ制御部６００では、Ｎｅセンサ２５１からの出力信号がＮｅ判定部６０１に入力される。このＮｅ判定部６０１は、エンジン回転数が予定値以下であると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路６０２は、着座スイッチ２５４の状態信号とＮｅ判定部６０１の出力信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路６０３は、ＡＮＤ回路６０２の出力信号、前記動作モード信号Ｓ３０１ａおよび動作パターン信号Ｓ３０１ｂの反転信号の論理積をスタンバイインジケータ２５６に出力する。スタンバイインジケータ２５６は、入力信号が“Ｌ”レベルであると消灯し、“Ｈ”レベルであると点滅する。
【００９７】
すなわち、スタンバイインジケータ２５６は「停止発進モード」中の停車時に点滅するので、運転者はスタンバイインジケータ２５６が点滅していれば、エンジンが停止していてもアクセルを開きさえすれば直ちに発進できることを認識することができる。
【００９８】
次に、始動時および停止時のスタータモータ１７１の制御を詳細に説明する。本実施形態のエンジンでは、そのままクランクシャフトを正転させたならば負荷トルクが増大する位置にピストンがある場合に、正転時の負荷トルクが小さい位置まで一旦クランクシャフト逆転させた後、改めてスタータモータを正転方向に駆動してエンジンを始動させる。しかし、上述のように、一旦クランクシャフトを逆転させると発進までに時間がかかるという問題点がある。そのため、車両停止時のクランク角度位置が予め定めた逆転領域にあるときは、車両停止後から、その次の発進操作までの間にクランクシャフトを予定の正転位置まで回転させておく。そうすることによって、一旦停止時の再始動時には、ただちにクランクシャフトを正転させて発進させることができる。
【００９９】
図１９は、スタータモータ１７１起動時のクランク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す図である。同図において、クランク角度が圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前４５０度〜６３０度までの範囲では乗越トルクは小さい。しかし、圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前９０度〜４５０度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、おおよそ圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前では乗越トルクが大きく、おおよそ排気上死点Ｏ／Ｔの手前では乗越トルクが小さい。
【０１００】
そこで、本実施形態では、圧縮上死点Ｃ／Ｔの手前９０度から排気上死点Ｏ／Ｔ手前９０度まで、つまりカムセンサの出力が“Ｌ”の区間を正転領域とし、排出上死点Ｏ／Ｔの手前９０度から圧縮上死点Ｃ／Ｔ手前９０度まで、つまりカムセンサ１５５の出力が“Ｈ”の区間を逆転領域とする。そして、始動動作として図示したように、エンジン停止時にクランク角度位置が正転領域にあるときは、次の始動時にはそのクランク位置からスタータモータ１７１を回転させてエンジンを始動させる。一方、エンジン停止時にクランク角が逆転領域にあるときは、図示のように、エンジンを停止させた後、スタータモータ１７１を逆転させて前記正転領域までクランク角度位置を変化させる。こうして、次の始動時には前記正転領域からスタータモータ１７１を回転させてエンジンを始動させることができるようにしておく。
【０１０１】
次に、エンジン停止時のスタータモータ１７１の動作のための構成を説明する。図１は、スタータモータ１７１の正逆転回路、図２０，図２１は同タイミングチャートである。図１において、カムセンサ１５５はカムシャフト６９のリラクタ７２ａに対向して配置されている。図１６に関して説明したように、カムセンサ１５５の検出信号およびＮｅセンサ２５１の検出信号は停止時クランク角制御部１０００に入力される。また、スタータリレー制御部４００にはストップスイッチ２５９およびスタータスイッチ２５８のオン・オフ信号が入力される。これら、停止時クランク角制御部１０００およびスタータリレー制御部４００の出力によってそれぞれ逆転リレー１６２ａ（以下、「リレーＲｙＢ」という）、およびスタータリレー１６２（以下、「リレーＲｙＡ」という）が制御される。
【０１０２】
一方、スタータモータ１７１はリレーＲｙＢの第１の接点Ｒｙｂ１を介してリレーＲｙＡの接点Ｒｙａに接続されていると共に、リレーＲｙＢの第２の接点Ｒｙｂ２および抵抗Ｒを介してリレーＲｙＡの接点Ｒｙａに接続されている。リレーＲｙＡの接点Ｒｙａの他端はバッテリ１６８のプラス端子に接続され、さらに、バッテリ１６８のマイナス端子は前記第１の接点Ｒｙｂ１の常閉(NC)側およびＲｙｂ２の常開(NO)側に接続されている。
【０１０３】
この構成において、リレーＲｙＡがオンで、リレーＲｙＢがオフの場合は、スタータモータ１７１には矢印ＲＲ方向に電流が流れてモータ１７１は逆転する。一方、リレーＲｙＡがオンで、リレーＲｙＢがオンの場合は、第１および第２の接点Ｒｙｂ１，Ｒｙｂ２が図示とは反対側に切換えられ、スタータモータ１７１には矢印ＲＦ方向に電流が流れてモータ１７１は正転する。リレーＲｙＡがオフのときはスタータモータ１７１は回転しない。なお、逆転の場合は、抵抗Ｒを通じて電流が流れるため、正転の場合よりは電流が制限されるので、逆転時は正転時より回転速度が小さくなる。
【０１０４】
図２０，図２１において、カムセンサ１５５からの逆転領域検出信号の立上がりから予定時間Ｔｘ（例えば１秒）経過するまで逆転領域検出信号“Ｈ”が継続していれば前記停止判定タイマ１００１はタイムアウトしてエンジン状態表示信号がオンになる。そして、その時から予定時間Ｔｙ（例えば１秒）は前記タイマ１００４がオンになって逆転許可信号が出力され、リレーＲｙＡがオンになる。このときクランク角度位置は逆転領域であるため、リレーＲｙＢはオフになっており、スタータモータ１７１にはマイナスの電圧が印加されてモータ１７１逆転する。スタータモータ１７１が回転してクランク角度位置が正転領域になったならばカムセンサ１５５は正転領域検出信号つまり信号“Ｌ”を出力し、その結果、リレーＲｙＡはオフになるとともに、前記ＡＮＤ回路１００５の入力の一つが“Ｌ”になってリレーＲｙＢはオンになる。つまり正転側に切り替えられる。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、エンジン停止時にスタータモータ１７１を逆転させる場合、次のような追加の制御を行うことができる。図２２は追加の制御の概念を示す図である。同図において、エンジン回転によりクランクパルスＰＣが出力されており、逆転領域において、正転領域寄りの所定位置でクランクパルスＰＣが出力されている。本実施形態では、逆転開始からクランクパルスＰＣを検出するまでの時間Ｔｐｃに基づいてスタータモータ１７１の逆転時の停止タイミングを制御している。すなわち、逆転開始から前記クランクパルスＰＣを検出するまでの時間が長ければ惰性が大きく、この時間が短ければ惰性は小さいと考えられる。クランクパルスＰＣを検出した時、つまり正転領域から一定の距離にある位置での惰性の大きさが異なれば、スタータモータ１７１を同時期に停止させたとしても、クランク軸は一定位置で停止しない。
【０１０６】
そこで、クランク軸を正転領域の所定位置で停止させるため、本実施形態では、前記時間Ｔｐｃが予定時間ＴＡ（例えば０．１秒）よりも長い場合、この逆転領域内のクランクパルスＰＣを検出したならば直ちにスタータモータ１７１を停止させる（図２２（ｂ））。一方、逆転開始からクランクパルスＰＣを検出するまでの時間Ｔｐｃが予定時間ＴＡより短い場合は、この逆転領域内のクランクパルスＰＣを検出した後、さらに時間ＴＢの間スタータモータ１７１を駆動して停止させる（図２２（ｃ））。
【０１０７】
逆転時のクランクパルスＰＣの検出時と正転領域との距離は予め知ることができるし、エンジン回転速度と回転時間とにより、惰性で変化するクランク角も予め知ることができる。したがって、クランクパルスＰＣ検出位置から正転領域に至るまでクランク角が変化する時間をエンジン停止時の惰性により求めることができる。そこで、この惰性を生じるまでの時間を時間ＴＡとして設定することにより、時間ＴＡ以上の逆転によりクランク角は正転領域に到達し得る。同様に、逆転の時間がＴＡに満たないうちにエンジンを停止したのでは、惰性が十分に得られずクランク角が正転領域に至らない。そこで、この場合はさらに時間ＴＢの間逆転を継続してクランク角が正転領域に至るようにした。なお、クランクパルスＰＣの検出よりも先に正転領域に達したときは直ちにスタータモータ１７１を停止させる。
【０１０８】
このようなスタータモータ１７１の逆転時の制御により、正転領域に達した時点でエンジンの惰性の大小にかかわらずスタータモータ１７１を停止させるのと違い、逆転領域により近い正転領域でエンジンの始動を待機できる。その結果、スタータモータ１７１のオン操作から短時間でエンジンを始動できるので運転者に始動遅れによる違和感を抱かせることがない。
【０１０９】
続いて、上記制御を図２３のフローチャートを参照してさらに説明する。このフローチャートの処理は、メインスイッチ１７３がオン操作されると実行され、始動制御はスタータスイッチ２５８がオンで、かつストップスイッチ２５９がオンになれば開始される。まず、ステップＳ１では、カムセンサ１５５の出力によりクランク角度位置が逆転領域か正転領域かが判別される。正転領域であればステップＳ２〜ステップＳ６でクランクシャフト１２を正転させる。すなわち、ステップＳ２ではリレーＲｙＢをオンにして正転回路への切換えを行う。ステップＳ３ではタイマＴｐをスタートさせる。ステップＳ４ではリレーＲｙＢの接点保護のための時間ｔ１が経過したか否かを判断する。時間ｔ１が経過したならばステップＳ５でタイマＴｐをリセットする。ステップＳ６ではリレーＲｙＡをオンにする。これによってクランクシャフト１２は正転する。
【０１１０】
一方、クランク角度位置が逆転領域にあればステップＳ１からステップＳ７に進み、リレーＲｙＡをオンにする。これによってクランクシャフト１２を逆転させる。ステップＳ８ではカムセンサ１５５の出力によりクランク角度位置が正転領域になるまで逆転されたか否かを判別する。正転領域まで逆転されたならばステップＳ９に進み、リレーＲｙＢをオンにして正転を開始する。
【０１１１】
ステップＳ１０ではスタータスイッチ２５８がオフか否かが判断され、運転者がスタートスイッチ２５８を離すと、この判断が肯定となってステップＳ１１に進む。ステップＳ１１ではリレーＲｙＡをオフにし、ステップＳ１２ではタイマＴｐをスタートさせる。ステップＳ１３ではリレーＲｙＢの接点保護のための時間ｔ１が経過したか否かを判断する。時間ｔ１が経過したならばステップＳ１４でリレーＲｙＢをオフにする。ステップＳ１５ではタイマＴｐをリセットする。
【０１１２】
始動制御が終われば、次の制御種類を判別し（ステップＳ１６）、それぞれの制御、つまり点火制御（ステップＳ１７）、充電制御（ステップＳ１８）、前照灯制御（ステップＳ１９）、およびブザー制御（ステップＳ２０）等が繰り返されて車両は走行を続ける。走行中に、予定の条件が成立したならば、始動制御のためにステップＳ１に進むか、エンジン停止制御（後述）に移行する。
【０１１３】
次に、エンジン停止制御の処理を説明する。図２４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１ではカムセンサ１５５の出力によりクランク角度位置が逆転領域か正転領域かが判別される。正転領域であればステップＳ２２に進み、リレーＲｙＡをオフにする。一方、逆転領域であればステップＳ２３に進み、リレーＲｙＡをオンにする。
【０１１４】
ステップＳ２２に続いて、ステップＳ２４ではエンジン始動条件が成立したか否か、つまりスタータスイッチ２５８がオンで、かつストップスイッチ２５９がオンならばエンジン始動条件が成立する。エンジン始動条件が成立したならばステップＳ２４ａに進む。ステップＳ２４ａではクランク角度位置が正転領域か逆転領域かを判断し、正転領域ならばステップＳ２５に進み、逆転領域ならばステップＳ７（図２３）に進む。ステップＳ２４ａの処理によりエンジン停止後、１回だけ逆転制御を行ってクランクを動かすことにより、常にクランク角度位置を検出していないので、消費電力が少なくてすむ。また、逆転制御後、運転者がキックでクランク角を動かした場合でもこの判別を行って必要に応じて逆転させてから正転始動するのでエンジンの始動も確実となる。ステップＳ２５〜ステップＳ２８はステップＳ２〜Ｓ６と同一の処理であるので説明は省略する。ステップＳ３０ではエンジンが始動されたか否かが判別され、エンジンが始動されたならばステップＳ１１（図２３）に進む。
【０１１５】
また、ステップＳ２１で逆転と判別されてステップＳ２３でリレーＲｙＡをオンにしたならば、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では逆転開始からクランクパルスつまりクランクセンサ１５３の検出出力があるまでの時間を検出するためのタイマＴｃをスタートさせる。ステップＳ３２ではクランクパルスを検出したか否かを判別する。
【０１１６】
クランクパルスを検出したならばステップＳ３３に進み、タイマＴｃを停止させる。ステップＳ３４ではタイマＴｃの値が予め設定した値ＴＡを経過しているか否かを判別する。ステップＳ３４が肯定、つまり逆転開始から予定時間よりも長い時間が経過した後にクランクパルスを検出したのであれば、ステップＳ３５に進み、リレーＲｙＡをオフにする。リレーＲｙＡがオフになれば、スタータモータ１７１は停止する。モータ１７１が停止した後、惰性によってクランクシャフト１２は回転して停止する。このように逆転開始から予定時間ＴＡが経過した後にクランクパルスを検出してスタータモータ１７１を停止させた場合は、上述のように、クランク角度位置が正転領域となるようにエンジンが停止する。ステップＳ３６ではタイマＴｃをリセットする。
【０１１７】
一方、ステップＳ３３が否定の場合、つまり逆転開始から短時間でクランクパルスを検出した場合は、ステップＳ３７に進んでタイマＴｃをリセットし、新たにタイマＴｃをスタートさせる。ステップＳ３８ではタイマＴｃの値が予め設定した値ＴＢを経過したか否かを判別する。ステップＳ３８が肯定、つまり逆転開始から予定時間ＴＢが時間が経過ならば、ステップＳ３５に進み、リレーＲｙＡをオフにする。リレーＲｙＡがオフになれば、スタータモータ１７１は停止する。モータ１７１が停止した後、惰性によってクランクシャフト１２は回転して停止する。このように逆転開始から予定時間ＴＡが経過する前にクランクパルスを検出した場合は、最初の逆転による惰性では正転領域に至ることができないので、さらに時間ＴＢだけスタータモータ１７１を回転させてクランクシャフト１２を正転領域に到達させる。
【０１１８】
なお、ステップＳ３２が否定の場合、つまりクランクパルサの有無を判別してクランクパルスを検出しなかった場合はステップＳ３９に進み、正転領域に達したか否かの判別を行う。そして、この判断が否定ならばステップＳ３２に進む。が、一方、ステップＳ３９が肯定ならば、スタータモータ１７１を停止させるため、ステップＳ３５にジャンプしてリレーＲｙＡをオフにする。
【０１１９】
上述の実施形態では、カムシャフト６９の位置を検出するカンセンサ１５５の出力に基づいてクランク角度位置が正転領域にあめか逆転領域にあるかを判別するようにした。しかし、クランク角度位置の検出手段はこれに限定されず、クランクシャフトの回転位置を検出し、これによってクランク角度位置を判別してもよい。
【０１２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４の発明によれば、車両停止に伴って停止したエンジンのクランク角度位置が、そのままスタータモータを正転した場合に不適当な領域（逆転領域）にあったときは、その後に続く発進操作に先立ってクランク角度位置を適当な領域（正転領域）に移動させておくことができるので、発進操作によるエンジン始動を速やかに行うことができる。したがって、例えば、交差点等で一時停止したときに、運転者の発進意思に素早く応答することができる。
【０１２１】
特に、逆転領域から正転領域にクランク角度位置を変化させるときに、クランク軸の惰性回転の大きさに応じてスタータモータの停止タイミングを制御することにより、クランク軸を正転領域の所望位置で確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかる始動装置の要部機能ブロック図である。
【図２】  本発明を適用したエンジン始動装置が搭載されるスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【図３】  スクータ型自動二輪車の計器盤回りの平面図である。
【図４】  着座検出装置の概要を示す模式図である。
【図５】  図２に示したエンジンのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６】  エンジンのシリンダヘッド周辺の側面断面図である。
【図７】  エンジンのシリンダヘッド周辺の正面断面図である。
【図８】  エンジンのシリンダヘッド周辺の背面断面図である。
【図９】  自動変速装置の駆動側断面図である。
【図１０】  自動変速装置の従動側断面図である。
【図１１】  オイル循環装置を示す断面図である。
【図１２】  クランクセンサの配置を示す側面断面図である。
【図１３】  クランクセンサの配置を示す正面断面図である。
【図１４】  本発明の一実施形態である始動停止制御システムの全体構成を示したブロック図である。
【図１５】  主制御装置の機能を示したブロック図（その１）である。
【図１６】  主制御装置の機能を示したブロック図（その２）である。
【図１７】  主制御装置の主要動作を一覧表として示した図である。
【図１８】  動作モードおよび動作パタ−ンの切り換え条件を示した図である。
【図１９】  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２０】  クランク角度位置制御のタイミングチャートである。
【図２１】  クランク角度位置制御のタイミングチャートである。
【図２２】  クランク角度位置制御の動作説明図である。
【図２３】  始動制御のフローチャートである。
【図２４】  エンジン停止制御のフローチャートである。
【符号の説明】
２…車体前部、  ３…車体後部、  ８…シート、  ８ａ…フレーム、  ９…ラゲッジボックス、  １２…クランクシャフト、  ６９…カムシャフト、  ７２ａ…リラクタ、  １６２…スタータリレー（リレーＲｙＡ）、  １６２ａ…逆転リレー（リレーＲｙＢ）、  １５５…カムセンサ、  １７１…スタータモータ、  ２５４…着座スイッチ、  ２５８…スタータスイッチ、  ２５９…ストップスイッチ
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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