単気筒エンジンの行程判別装置
【課題】カムセンサを要することなく迅速な行程判別を可能にした単気筒エンジンの行程判別装置を提供する。
【解決手段】始動モータを正転駆動させる前に逆転駆動させる制御手段Ｓ１１と、前記正転駆動によりピストンに圧縮行程を乗り越えさせてエンジン始動させる正転制御手段Ｓ１８と、を備え、制御手段は、ピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで、始動モータを逆転駆動させる。そして、逆転駆動により基準位置から所定回転角以上回転させてもクランク軸の回転停止が生じなければ圧縮行程の逆側（排気行程の側）にあると判別する排気行程判別手段（Ｓ１６）と、逆転駆動により基準位置から所定回転角を回転させるまでにクランク軸が回転停止した場合には圧縮行程の側にあると判別する圧縮行程判別手段（Ｓ１９）と、を備える。
【解決手段】始動モータを正転駆動させる前に逆転駆動させる制御手段Ｓ１１と、前記正転駆動によりピストンに圧縮行程を乗り越えさせてエンジン始動させる正転制御手段Ｓ１８と、を備え、制御手段は、ピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで、始動モータを逆転駆動させる。そして、逆転駆動により基準位置から所定回転角以上回転させてもクランク軸の回転停止が生じなければ圧縮行程の逆側（排気行程の側）にあると判別する排気行程判別手段（Ｓ１６）と、逆転駆動により基準位置から所定回転角を回転させるまでにクランク軸が回転停止した場合には圧縮行程の側にあると判別する圧縮行程判別手段（Ｓ１９）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸の回転位置が、圧縮行程および排気行程のうちいずれの行程の側にあるかを判別する、単気筒エンジンの行程判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、始動モータを正転駆動させる前に逆転駆動させる旨が記載されている。この逆転駆動力では、エンジンのピストンが圧縮行程を乗り越えられないことを前提としており、乗り越えられずにクランク軸の回転が停止した時点で正転駆動に切り替えている。これによれば、正転駆動力に圧縮反力が付加されるので、小さな正転駆動力で圧縮行程を乗り越えることができるようになり、ひいては始動モータの小型化を図ることができる。
【０００３】
ところで、４サイクルエンジンの場合にはクランク角７２０°を１燃焼サイクルとするので、１燃焼サイクルで２回転するクランク軸の回転角を検出するクランク角センサの検出値だけでは、現時点での回転位置が排気行程および圧縮行程のいずれであるかを判別（行程判別）できない。
【０００４】
これに対し上記特許文献１記載の発明では、上述の如くクランク軸が回転停止することを利用して行程判別している。すなわち、逆転駆動時に回転停止した位置が、圧縮行程および排気行程のうちの圧縮行程の側にあると判別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ００／３４６４９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、上記従来発明では、圧縮反力で回転停止するまで逆転駆動させることを前提としており、圧縮上死点近傍まで逆転駆動させなければ圧縮行程の側にあることを判別することができず、行程判別に要する回転時間が長い。特に単気筒エンジンでは、正転時の圧縮行程手前付近でエンジン停止する機会が多く、この位置から圧縮行程まで逆転させるには1回転半以上の回転が必要となり、行程判別に要する回転時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
なお、吸排気バルブを駆動させるカム軸の回転角を検出するカムセンサを搭載させれば、カムセンサおよびクランク角センサの検出値に基づき容易に行程判別が可能となるが、カムセンサが必要となる分だけコストアップを招く。
【０００８】
また、吸気圧センサの検出値に基づけば行程判別が可能であるが、始動時には低回転であるため吸気負圧は大きく変動しないので、吸気行程時の吸気圧と圧縮行程時の吸気圧との差が明確に現れない。そのため、吸気圧センサの検出値をクランク軸２回転分取得しただけでは行程判別の精度が悪く、複数回転分の検出値に基づき行程判別しているのが現状である。よって、行程判別に要する時間が更に長くなっている。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、カムセンサや吸気圧センサを要することなく迅速でかつ容易に行程判別が可能となる単気筒エンジンの行程判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１１】
請求項１記載の発明では、単気筒エンジンのクランク軸に回転力を付与する始動モータを備えるエンジンに適用されることを前提とする。
【００１２】
そして、前記エンジンのピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで、前記始動モータを駆動させる制御手段と、前記クランク軸の回転角の基準位置を検出する基準検出手段と、前記制御手段により前記基準位置から所定回転角以上回転させても、前記クランク軸の回転停止が生じなければ、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち排気行程の側にあると判別する排気行程判別手段と、前記制御手段により前記基準位置から前記所定回転角を回転させるまでに、或いは前記基準位置が検出されるまでに、前記クランク軸の回転停止が生じた場合には、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち圧縮行程の側にあると判別する圧縮行程判別手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明の如く、ピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで逆転駆動または正転駆動させれば、基準位置から圧縮または排気行程までの所定回転角だけ駆動させてみて回転停止が生じなければ、排気行程の側にある筈である。そのため、上記発明にかかる排気行程判別手段によれば、圧縮上死点近傍まで逆転駆動または正転駆動させることなく排気行程の側にあると行程判別できる。一方、基準位置から所定回転角を回転させるまでに回転停止が生じれば、圧縮行程の側にある筈である。以上により、上記発明によれば、駆動開始時の回転位置に拘わらず、回転方向に応じた所定回転角だけ回転させれば圧縮行程および排気行程のいずれの側にあるかを判別できるので、カムセンサを要することなく迅速かつ容易に行程判別ができる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、前記制御手段は、前記排気行程判別手段により排気行程の側にあると判別された場合、前記クランク軸の回転位置が所定位置に達するまで駆動させた後に、正転駆動させることを特徴とする。
【００１５】
ここで、そもそも前記制御手段は、上述の如く行程判別を実施することと、始動の目的で正転駆動させる時にピストンが圧縮行程に達するまでのクランク回転力（助走回転距離）を増大させることにある。したがって、所定回転角以上回転させて排気行程判別手段による判別が為された場合であっても、十分な助走回転距離を確保できていない場合がある。
【００１６】
この点を鑑みた上記発明では、例えば、制御手段により逆転駆動させて排気行程の側にあると判別された場合、逆転駆動方向の圧縮行程位置よりも正転側の位置に設定された所定位置に達するまで逆転駆動を継続させ、その後で正転駆動に切り替える。そのため、十分な助走回転距離を確保した上で正転駆動に切り替えるようにでき、ひいては、正転駆動により圧縮行程を乗り越えさせてエンジン始動させることが確実にできる。換言すれば、助走回転距離で得られた回転の慣性力を正転駆動トルクに加算したトルクで圧縮行程を乗り越えさせるので、正転駆動トルクを小さくでき、始動モータの小型化を図ることができる。
【００１７】
なお、本発明では、上述の如く逆転駆動させることに替え、制御手段により正転駆動させても行程判別できる。そして、正転駆動方向の圧縮行程手前付近でエンジン停止する機会が多くなることを考慮すれば、制御手段により正転駆動させると直ぐに圧縮行程に達して回転停止することになるので、逆転駆動させる場合に比べて少ない回転量で直ぐに行程判別できるようになる。そして、上記発明では、正転駆動させて行程判別が為された後、そこから所定位置まで逆転駆動させた後に、正転駆動させることとなる。この場合、助走回転距離を確保すべく逆転駆動させる時に、排気行程側であることを確認し、その確認の後に正転駆動に切り替えるようにして、行程判別の精度を高めてもよい。
【００１８】
更には、制御手段による行程判別のための駆動では、始動モータの駆動トルクを１００％未満で駆動し、エンジン始動時の正転駆動時には１００％で駆動させて助走回転距離を短くなるように始動モータの出力を設定してもよい。
【００１９】
請求項３記載の発明では、前記エンジンが低温であるほど、前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする。
【００２０】
ここで、エンジンが低温であるほどエンジン潤滑油の粘度が高くなりピストンの摩擦力が大きくなる。そのため、ピストンが排気行程を乗り越えるのに必要な始動モータの駆動トルクは大きくなる。この点を鑑みた上記発明では、エンジンが低温であるほど前記駆動トルクを高い値に設定するので、圧縮行程は乗り越えられないが排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクで駆動させることが、精度良く実現できる。なお、エンジンが低温であるか否かは、エンジン冷却水の温度や吸気の温度等により判定すればよい。
【００２１】
請求項４記載の発明では、前記駆動トルクに基づき前記始動モータを制御するにあたり、前記始動モータへ電力供給するバッテリの端子電圧が低いほど前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする。
【００２２】
ここで、例えば始動モータをデューティ制御する場合において、バッテリの蓄電量が低下して端子電圧が低下してくると、デューティ比が同じであっても始動モータの駆動トルクは小さくなる。この点を鑑みた上記発明では、バッテリの端子電圧が低いほど駆動トルクを高い値に設定するので、デューティ比が大きい値に設定されることとなり、実際の駆動トルクが駆動トルクよりも小さくなることを回避できる。
【００２３】
なお、一般的なデューティ制御は、始動モータへ印加するパルス電圧の周期を一定にしつつ、前記周期に対するパルスオン時間の割合（デューティ比）を制御するものであるが、上記発明は、このようにパルス電圧の周期を一定にすることに限定されるものではなく、パルス電圧の周期を可変設定しつつパルス幅を制御（パルス幅制御）する場合にも適用可能である。そして、パルス幅制御の場合には、バッテリの端子電圧が低いほど駆動パルス幅を長く設定すればよい。
【００２４】
以上により、上記発明によれば、圧縮行程は乗り越えられないが排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクで駆動させることが、精度良く実現できる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、前記ピストンが圧縮行程を乗り越えやすくするように、圧縮行程時の筒内圧を減圧させるデコンプ機構を備えたエンジンに適用され、前記デコンプ機構を作動させて減圧させている時には、非減圧時に比べて前記駆動トルクを低い値に設定することを特徴とする。
【００２６】
ここで、デコンプ機構により減圧させている時には、ピストンが圧縮行程を乗り越えやすくなるので、当該減圧に伴い駆動トルクを低くしなければ、制御手段による駆動時に圧縮行程を乗り越えてしまうことが懸念される。この点を鑑みた上記発明では、デコンプ機構を作動させて減圧させている時には、非作動時に比べて駆動トルクを低い値に設定するので、制御手段による駆動時に圧縮行程を乗り越えてしまうとの上記懸念を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジンを示す図。
【図２】図１のＡＣＧスタータのハード構成を示す図。
【図３】図２のＵ相センサ、Ｖ相センサおよびＷ相センサの取付け位置と、異極磁性部の形状を説明する図。
【図４】第１実施形態において、組合せ情報ＮＮＵＭの変化を示すタイムチャート。
【図５】第１実施形態において、スイングバック制御および行程判別の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態において、バッテリ電圧およびエンジン温度と、駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）との関係を示す図。
【図７】図５の処理を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。
【図８】本発明の第２実施形態において、ＵＶＷ相センサの取付け位置と、異極磁性部の形状を説明する図。
【図９】第２実施形態において、スイングバック制御および行程判別を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２９】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる単気筒エンジンの行程判別装置は、二輪車両に搭載されたエンジン（内燃機関）を適用対象としており、図１は、エンジン１０の吸気ポートへ燃料を噴射するインジェクタ１１、および点火プラグ１２へ二次電圧を印加する点火コイル１２ａの作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ１３）、後に詳述するＡＣＧスタータ２０（始動発電機）を示す。ＡＣＧスタータ２０は特許請求の範囲に記載の「始動モータ」に相当する。なお、図１に記載のエンジン１０は、吸気→圧縮→爆発→排気の各行程を繰り返す４サイクルエンジン、かつ単気筒エンジンである。
【００３０】
ＡＣＧスタータ２０は、エンジン１０の始動モータとして機能するとともに、エンジン１０のクランク軸１４（出力軸）により駆動して交流発電機としても機能するブラシレス三相交流始動発電機である。ちなみに、二輪車両の駆動輪とクランク軸１４との動力伝達経路中には、以下に説明するトルク伝達機構が備えられている。すなわち、ＡＣＧスタータ２０のモータ駆動を開始してからクランク軸１４の回転速度ＮＥが所定値以上になるまではトルク伝達を遮断し、所定値に達した時点でトルク伝達するように作動する、遠心クラッチ伝達機構やクラッチ操作等で遮断・伝達を実施するトルク伝達機構である。
【００３１】
ＡＣＧスタータ２０は、Ｕ相の電気角を表したＵ相信号を出力するＵ相センサＳＵ、Ｖ相の電気角を表したＶ相信号を出力するＶ相センサＳＶ、およびＷ相の電気角を表したＷ相信号を出力するＷ相センサＳＷを有している。なお、これらのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷのうちＵ相センサＳＵ（位相センサ）については、クランク軸１４の基準位置を表したクランク角信号を出力する機能をも兼ね備えている。
【００３２】
ＥＣＵ１３は、これらのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷから出力されるＵＶＷ相信号（モータ制御用信号）に基づき、ＡＣＧスタータ２０のＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷへの通電タイミングを制御することで、ＡＣＧスタータ２０を所望の回転方向へ回転駆動させるようにモータ駆動制御する。
【００３３】
詳細には、ＥＣＵ１３に備えられたマイコン１３ａが、駆動回路１３ｂのスイッチング素子のオンオフ切り替えを制御することにより、バッテリ１８からの電力を上述の如くＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷへ流すように通電制御を実施する。
【００３４】
スロットルセンサ１５は、吸気量を調節するスロットルバルブ１５ａの開度を検出する。吸気圧センサ１６は、吸気ポート内の圧力を検出する。そしてＥＣＵ１３は、ＡＣＧスタータ２０から出力されるクランク角信号、スロットルセンサ１５から出力されるスロットル開度、吸気圧センサ１６から出力される負圧等の信号に基づき、インジェクタ１１および点火コイル１２ａの作動を制御する。
【００３５】
より詳細に説明すると、ＥＣＵ１３は、クランク角信号に基づきクランク軸１４の回転速度ＮＥを算出し、吸気圧センサ１６による負圧ＰＭに基づきエンジン負荷を算出する。また、これらのＮＥおよびＰＭに基づき、燃料の目標噴射量、目標噴射時期、目標点火時期を算出する。また、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷから出力されるＵＶＷ相信号およびクランク角信号に基づきクランク軸１４の回転角の基準位置を算出し、算出した基準位置およびクランク角信号に基づき現時点での回転位置（エンジン行程に応じた０〜７２０°の角度）を算出する。そして、その回転位置の情報に基づき、目標噴射時期で燃料が噴射されるようにインジェクタ１１の作動を制御するとともに、目標点火時期で点火するように点火コイル１２ａの作動を制御する。
【００３６】
図２は、ＡＣＧスタータ２０のハード構成を示す図であり、当該ＡＣＧスタータ２０は、ロータ３０の内周側にステータ４０を備えて構成されている。ロータ３０は、永久磁石（Ｎ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓ）を有している。Ｎ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓは、回転方向に交互に並べて配置されており、図２の例では１２個（１２極）の永久磁石を並べている。ロータ３０は、ボルト等の締結手段によりクランク軸１４に固定され、クランク軸１４と同じ回転速度（ＮＥ）で常時回転する。これにより、ロータ３０はエンジンのフライホイールとしても機能する。
【００３７】
ステータ４０は、先述したＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷコイルおよびＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷと、これらのコイルが巻き回されるティース部４１が形成された鉄心４２とを備える。ティース部４１は回転方向に複数並べて配置されており、各々のティース部４１には、Ｕ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷコイルが順番に巻き回されている。図２の例では、１８個のティース部４１を並べている。
【００３８】
ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷは、ステータ４０の外周面上に取り付けられることで、Ｎ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓと対向する位置にある。これにより、ロータ３０が回転することに伴い生じるＮ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓによる磁性の変化を検出する。なお、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷにはホールＩＣが採用されている。そのため、ロータ３０が回転していない時であっても、対向するマグネットの極性に応じた検出信号を出力することができる。
【００３９】
ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷは、ロータ回転方向においてそれぞれ異なる位置に取り付けられている。具体的には、複数のティース部４１の間隙４１ａのうちＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷの各々は異なる間隙４１ａに配置されており、図２（ａ）の例では、複数の間隙４１ａのうち隣り合う間隙に、Ｕ相センサＳＵ、Ｖ相センサＳＶ、Ｗ相センサＳＷを順番に配置している。そのため、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷの各々は機械角２０度分だけずれている。
【００４０】
図３に示すように、複数のマグネット３２Ｓ，３２Ｎのうち所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）（図３の例ではＳ極マグネット３２Ｓ）の一部分には、以下に説明する異極磁性部３４が形成されている。すなわち、図３の斜線に示す部分だけは、Ｓ極マグネット３２Ｓとは異なる極性（Ｎ極）に着磁されている。この異極磁性部３４は、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）のうちロータ回転軸方向（図３の上下方向）の一端部分に形成されるとともに、回転方向（図３の左右方向）のうち異極磁性部３４の両側には、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の極性が存在するように形成する。要するに、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の上端部分を回転方向に３分割し、その中央部分を異極磁性部３４として形成する。
【００４１】
Ｖ相センサＳＶおよびＷ相センサＳＷはロータ回転軸方向（図３の上下方向）において同じ位置に配置されているのに対し、Ｕ相センサＳＵは、Ｖ相センサＳＶおよびＷ相センサＳＷとは回転軸方向において異なる位置に配置されている。これにより、異極磁性部３４の回転軌道３４ａ上にＵ相センサＳＵが位置し、Ｖ相センサＳＶおよびＷ相センサＳＷについては回転軌道３４ａから外れた位置となるようにする。
【００４２】
本実施形態では、センサＳＵ〜ＳＷがＮ極を検出した時にはロー信号（二進数「０」）を出力し、Ｓ極を検出した時にはハイ信号（二進数「１」）を出力するよう設定してある。そして、マグネット３２Ｓ，３２Ｎは１２個（１２極）であるため、Ｕ相信号、Ｖ相信号、Ｗ相信号の各々は、ロータ３０が３０度回転する毎にローとハイが切り替わる（図４参照）。したがって、ＵＶＷ相の各々の電気角３６０°は、クランク軸１４の回転角度（機械角）６０°に相当する。但し、Ｕ相信号については異極磁性部３４の検出時にもローに切り替わる。また、ロータ３０が１０度回転する毎に、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷのいずれかにおいてローとハイが切り替わることとなる。
【００４３】
ちなみに、図３の如く、Ｎ極マグネット３２ＮとＳ極マグネット３２Ｓの間に極性を有しない部材３２ａが介在している場合において、この部材３２ａがセンサＳＵ〜ＳＷに対向して極性を検出できない時には、ロー信号およびハイ信号のうち予め設定しておいた信号（例えばロー信号）であるとみなして処理すればよい。
【００４４】
なお、前記部材３２ａが存在しないよう、Ｎ極マグネット３２ＮとＳ極マグネット３２Ｓを隣接させたロータ３０を採用してもよいことは勿論である。また、１つのマグネット片をＮ極とＳ極に着磁することで、複数のＮ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓを１つのマグネット片から形成したロータを採用してもよい。なお、この場合のロータでは、複数（例えば４つ）のマグネット片を用いて構成してもよいし、１つのマグネット片を用いて構成してもよい。
【００４５】
図４は、上段から順に、クランク角、組合せ情報ＮＮＵＭ、ＵＶＷ相信号の二進数表記、ＵＶＷ相信号、点火信号、噴射信号、エンジン行程を示すタイムチャートである。組合せ情報ＮＮＵＭとは、同時期に出力されるＵ相信号、Ｖ相信号およびＷ相信号の組合せを表した仮想信号であり、本実施形態では、ＵＶＷ相信号の二進数表記を組み合わせて算出した十進数の数値としている。
【００４６】
具体的には、二進数表記の１桁目をＵ相信号の２進数、２桁目をＶ相信号の２進数、３桁目をＷ相信号の２進数で表した３桁の二進数を、十進数に変換した数値が組合せ情報ＮＮＵＭである。この数値ＮＮＵＭはＥＣＵ１３により算出される。例えば、最左欄に示すようにＵＶＷ相信号が各々「１」「０」「１」であれば、ＮＮＵＭは「５」となる。
【００４７】
図中の符号ＥＳは、異極磁性部３４を検出したことによりロー信号となった部分を示しており、当該部分の信号が「基準位置信号」として用いられ、符号ＥＳ以外の部分の信号は「モータ制御用信号」として用いられる。この基準位置信号ＥＳが現れる部分を除けば、ＮＮＵＭの値は５→１→３→２→６→４の順に繰り返しローテーションして変化する。
【００４８】
図中の符号ｔａに示すように、基準位置信号ＥＳを検出した時のＮＮＵＭ値は「０」となるが、ＥＳ検出時以外では、ＮＮＵＭ値が「０」になることはない。したがって、ＮＮＵＭ値「０」を検出した時点でのクランク角を基準として、ＥＣＵ１３はクランク軸１４の基準位置を算出できる。そして、基準位置を把握できれば、各々のＵＶＷ相信号の立ち上りまたは立ち下りのタイミング（つまりＮＮＵＭの更新タイミング）と、４サイクルエンジンの１回転分の位置関係を特定できる。
【００４９】
例えば、ＮＮＵＭ値「０」が現れた後、ＮＮＵＭ値「１」が２回目に現れたｔｂ時点が、エンジンのピストンが下死点ＢＤＣに達した時期であると特定できる。なお、後述する行程判別を実施することにより、前記下死点ＢＤＣ時期が排気行程および圧縮行程のいずれであるかを判別できる。これにより、基準位置を基準として、ＮＮＵＭの更新タイミングに基づき燃料噴射時期や点火時期を目標時期とするように制御できる。なお、上述の如くＵ相センサＳＵの基準位置信号ＥＳに基づき基準位置を算出している時のＥＣＵ１３は「基準検出手段」に相当する。
【００５０】
図４の例では、ｔｓ１時点で点火コイル１２ａの作動を開始し、ｔｓ２時点で点火させている。また、ｔｆ１の時点でインジェクタ１１による燃料噴射を開始し、ｔｆ２の時点で噴射を終了させている。そして、基準位置信号ＥＳが現れた時のクランク角（基準位置）を基準とし、基準位置信号ＥＳが吸入行程で出現した後、Ｕ相信号の４回目の立上りタイミング（または４回目のＮＮＵＭ値「５」出現タイミング）をｔｓ１時点とし、Ｗ相信号の５回目の立下りタイミング（または５回目のＮＮＵＭ値「１」出現タイミング）をｔｓ２時点として点火制御する。
【００５１】
また、基準位置信号ＥＳが爆発行程で出現した後、Ｖ相信号の３回目の立下りタイミング（または３回目のＮＮＵＭ値「４」出現タイミング）をｔｆ１時点とし、Ｖ相信号の５回目の立上りタイミング（または５回目のＮＮＵＭ値「３」出現タイミング）をｔｆ２時点として燃料噴射制御する。
【００５２】
さらにＥＣＵ１３は、現時点でのＮＮＵＭ値に基づき次回のＮＮＵＭ値を特定し、その特定した次回ＮＮＵＭ値に基づきＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷへの通電制御内容を決定する。例えば、今回ＮＮＵＭ値が「３」であれば、前記ローテーションに基づき次回ＮＮＵＭ値は「２」であると特定できる。つまり、Ｕ相コイルＣＵが巻き回されたティース部４１は、Ｓ極マグネット３２Ｓの対向位置（ハイ）からＮ極マグネット３２Ｎの対向位置（ロー）へと移り変わるタイミングにあると言える。そのため、Ｕ相コイルＣＵへの通電オンオフ状態を切り替えるタイミングにあると言える。
【００５３】
このように、Ｕ相コイルＣＵへの通電は、Ｕ相信号の立ち上りを示すＮＮＵＭ値「４」、または立ち下がりを示すＮＮＵＭ値「３」が検出されたか否かに基づきＥＣＵ１３が制御する。同様にして、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷへの通電もＮＮＵＭ値に基づき制御する。なお、ＮＮＵＭ値「０」については、モータ駆動用コイルＣＵ，ＣＶ，ＣＷと対向している「１」でＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷへの通電制御を実施すればよい。
【００５４】
さらにＥＣＵ１３は、ＮＮＵＭ値の履歴に基づき、ＡＣＧスタータ２０が逆転しているか否かを検知する。例えば、正転していれば上述の如くＮＮＵＭ値は５→１→３→２→６→４の順に変化する筈である。一方、逆転していればＮＮＵＭ値は４→６→２→３→１→５の順に変化する筈である。ＡＣＧスタータ２０を逆転駆動させる場合には、例えば今回ＮＮＵＭ値が４であれば、次回ＮＮＵＭ値は６であると特定し、その特定値に応じてＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷへの通電タイミングを制御すればよい。
【００５５】
ところで、ＡＣＧスタータ２０によりエンジンを始動させるにあたり、エンジン１０のピストン１７が圧縮行程の上死点ＴＤＣ直前位置から始動させようとすると、ＡＣＧスタータ２０に要する駆動トルクが、ピストン１７による圧縮分だけ大きくなるので、エンジン１０の始動性悪化が懸念される。
【００５６】
そこで、ＡＣＧスタータ２０を正転駆動させる前に逆転駆動させるスイングバック制御を実施して、正転駆動させる時にピストン１７が圧縮行程に達するまでのクランク回転角（助走回転距離）を増大させる。これによれば、助走回転距離で得られた回転の慣性力を正転駆動トルクに加算したトルクで、ピストン１７が圧縮行程を乗り越えることとなるので、正転駆動トルクを小さくでき、ＡＣＧスタータ２０の小型化を図ることができる。
【００５７】
ＡＣＧスタータ２０はデューティ制御されており、逆転駆動時と正転駆動時とでは異なるデューティ比の電力が供給されている。すなわち、逆転駆動時には、後述する設定駆動トルクをＡＣＧスタータ２０が出力することとなるようにデューティ制御する。一方、正転駆動時には、逆転駆動時よりも大きい出力となるようにデューティ制御する。本実施形態では、正転駆動時のデューティ比を最大（１００％）に設定している。なお、上記デューティ制御に替えて、パルス電圧の周期を可変設定しつつ駆動パルス幅を制御するパルス幅制御を実施してもよい。ちなみに、駆動パルス幅を長くすると、回転数が低下するとともに回転トルクが上昇する。
【００５８】
図５は、マイコン１３ａによる上記スイングバック制御および行程判別の処理手順を示すフローチャートであり、当該処理は、エンジン始動が要求されたことをトリガとして起動する。
【００５９】
先ず、図５に示すステップＳ１０において、スイングバック制御にかかる逆転駆動を実施する際に、ＡＣＧスタータ２０へ印加する電圧のデューティ比（駆動ｄｕｔｙ）または駆動パルス幅を設定する。詳細には、逆転駆動時にピストン１７が圧縮行程を乗り越えられず、かつ、逆転駆動時に排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクをＡＣＧスタータ２０が出力することとなるよう、駆動ｄｕｔｙまたは駆動パルス幅を設定する。
【００６０】
ここで、エンジン１０が低温であるほどエンジン潤滑油の粘度が高くなりピストン１７の摩擦力が大きくなる。この点を加味して、エンジン冷却水温度が低いほど駆動ｄｕｔｙを高く（または駆動パルス幅を長く）設定する。また、バッテリ１８の蓄電量が低下してバッテリ１８の端子電圧（バッテリ電圧）が低下してくると、デューティ比が同じであってもＡＣＧスタータ２０の駆動トルクは小さくなる。この点を加味して、バッテリ電圧が低いほど駆動ｄｕｔｙを大きい値（または駆動パルス幅を長い値）に設定する。
【００６１】
図６（ａ）は、上述したバッテリ電圧と駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）との関係を示すグラフであり、当該グラフのデータを図６（ｂ）に示す。例えばエンジン温度が２０℃である場合において、閾ラインＬ１よりも高い値に駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定すると圧縮行程を乗り越え可能になってしまい、閾ラインＬ２よりも低い値に駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定すると排気行程を乗り越えできなくなる。したがって、両閾ラインＬ１，Ｌ２の間の値（例えば符号（１）に示すライン上の値）に駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定することが要求される。そして、バッテリ電圧が低いほど閾ラインＬ１，Ｌ２の値が大きくなるので、バッテリ電圧が低いほど駆動ｄｕｔｙが大きい値となるようライン（１）は設定されている。
【００６２】
ライン（１）は、エンジン温度が２０℃の場合の駆動ｄｕｔｙの最適値であるのに対し、エンジン温度が２０℃より低い場合（例えば−１０℃）の場合の最適値は、符号（２）に示すようにライン（１）よりも高い値である。なお、エンジン温度が４０℃、６０℃、８０℃、１００℃の場合には、符号（３）〜（６）に示すライン上の値が最適値となる。また、これらのライン（１）〜（６）は直線である場合に限られず、特にエンジン温度が低温である場合には最適値を表すラインが上に凸の曲線（ライン（２）参照）になる傾向にあり、高温である場合には下に凸の曲線（ライン（３）〜（６）参照）になる傾向にある。
【００６３】
図５の説明に戻り、続くステップＳ１１（制御手段）では、ステップＳ１０で設定した駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）でＡＣＧスタータ２０を逆転駆動させる。続くステップＳ１２では、クランク軸１４が回転停止したか否かを判定する。例えば、組合せ情報ＮＮＵＭの値やＵＶＷ相信号が、所定時間以上変化しなかった場合に回転停止したと判定すればよい。
【００６４】
回転停止していないと判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）、次のステップＳ１３において、基準位置信号ＥＳを検出したか否かに基づき、図４および図７に示す基準位置ＣＡＳを通過したか否かを判定する。基準位置ＣＡＳを通過していないと判定されれば（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り逆転駆動を継続する。
【００６５】
基準位置ＣＡＳを通過したと判定されれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、続くステップＳ１４では、基準位置ＣＡＳから逆転により回転した角度を計測する。詳細には、位置カウンタの値を、組合せ情報ＮＮＵＭの値やＵＶＷ相信号が変化する毎に加算していく。図４の例では、クランク角が１０°回転する毎にＮＮＵＭの値やＵＶＷ相信号が変化して、位置カウンタの値が加算されていくことになる。
【００６６】
続くステップＳ１５では、位置カウンタの値が圧縮行程側を想定し、回転が停止する位置までのカウント値である、所定値Ｌを予め設定しておき、そこに達したか否かを判定する。換言すれば、基準位置ＣＡＳから所定回転角（１０°×Ｌ）だけ回転したか否かを判定する。位置カウンタ＜Ｌと判定されれば（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り逆転駆動を継続する。位置カウンタ≧Ｌと判定されれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、続くステップＳ１６（排気行程判別手段）において、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち排気行程の側にあると判別し、排気を表す状態に行程フラグをセット（例えば行程フラグ＝０にセット）する。
【００６７】
続くステップＳ１７では、位置カウンタの値が予め設定しておいた正転始動可能位置までの所定値Ｎに達したか否かを判定する。換言すれば、基準位置ＣＡＳから所定回転角（１０°×Ｎ）だけ回転したか否かを判定する。位置カウンタ＜Ｎと判定されれば（Ｓ１７：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り逆転駆動を継続する。位置カウンタ≧Ｎと判定されれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８（正転制御手段）において、先述した助走回転距離が十分に確保されたとみなして、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００６８】
そして、先述したステップＳ１２にて回転停止したと判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、続くステップＳ１９（圧縮行程判別手段）において、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち圧縮行程の側にあると判別し、圧縮を表す状態に行程フラグをセット（例えば行程フラグ＝１にセット）する。
【００６９】
要するに、圧縮上死点に対して正転側近傍の位置から逆転を開始した場合には、位置カウンタが所定値Ｌに達するまでにクランク軸１４が回転停止することとなるよう、所定値Ｌの値は設定されている。また、本実施形態では、ステップＳ１５の行程判別に用いる所定値Ｌを、ステップＳ１７の正転駆動切り替えの判定に用いる所定値Ｎよりも小さい値に設定している。
【００７０】
図７は、図５の処理を実施した場合の一態様を示すタイムチャートであり、上段から順に、筒内圧、正転駆動による始動が可能な位置の範囲、エンジン行程、および図５と同様のＵＶＷ相信号を示す。
【００７１】
先ず、排気行程側と判別されるケースについて説明する。例えば符号ＣＡ１に示す位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、符号ＣＡＳに示す位置を基準位置としている。その後、符号ＣＡ２に示す位置で位置カウンタ＝Ｌとなり、排気行程の側にあると行程判別される。その後、さらに逆転駆動を継続させ、符号ＣＡ３に示す位置（所定位置）で位置カウンタ＝Ｎとなり、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００７２】
次に、圧縮行程側と判別されるケースについて説明する。例えば符号ＣＡ４に示す位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、その後、符号ＣＡ５に示す位置まで回転することなく、筒内圧の上昇によるピストン圧縮力により、符号ＣＡ６に示す位置で回転停止する。ちなみに、符号ＣＡ７の位置から逆転駆動を開始した場合には、基準位置信号ＥＳが検出されることなくＣＡ６の位置で回転停止する。そして、回転停止を検出した後、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００７３】
なお、圧縮行程側と判別されるケースの場合、回転停止したＣＡ６の位置は、助走回転距離を十分に確保できると想定される位置（所定位置ＣＡ３）よりも逆転側に位置するので、ＣＡ６の位置から正転駆動させれば、十分な助走回転距離を当然確保できていると言える。よって、回転停止が検出されたケース（圧縮行程側と判別されたケース）では、逆転駆動を継続させることなく回転停止検出位置ＣＡ３から直ぐに正転駆動に切り替える。
【００７４】
ちなみに、先行技術文献１記載の発明では、ＣＡ１の時点で逆転駆動を開始させた場合であっても、回転停止するＣＡ６の位置まで逆転駆動を継続させており、また、ＣＡ６の位置にて回転停止したことを検出して初めて行程判別が可能である。
【００７５】
以上により、本実施形態によれば、逆転駆動開始時の回転位置に拘わらず、所定回転角（１０°×Ｌ）だけ回転させれば圧縮行程および排気行程のいずれの側にあるかを行程判別できるので、先行技術文献１記載の発明に比べて迅速に行程判別できる。よって、エンジン始動を迅速に行うことができ、特に、アイドルストップから再始動する時に、前記効果が好適に発揮される。
【００７６】
また、排気行程の側にあると判別された場合、助走回転距離を十分に確保できると想定される位置（所定位置ＣＡ３）に達するまで逆転駆動を継続させ、その後で正転駆動に切り替える。そのため、助走回転距離で得られた回転の慣性力を正転駆動トルクに加算したトルクで圧縮行程を乗り越えさせてエンジン始動するので、正転駆動トルクを小さくでき、ひいてはＡＣＧスタータ２０の小型化を図ることができる。
【００７７】
さらに、エンジン温度およびバッテリ電圧に応じて、ＡＣＧスタータ２０への駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定するので、圧縮行程は乗り越えられないが排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクで逆転駆動させることを、精度良く実現できる。
【００７８】
ところで、本実施形態にかかる行程判別を実施しない場合、行程判別に要する時間が長くなるので、行程判別が為されるまでの期間は、以下に説明するように、クランク軸１４が１回転する毎に１回の燃料噴射および点火を実施することを要する。すなわち、ＡＣＧスタータ２０の駆動を開始した以降、行程判別が未だ為されていない場合には、図４に示すｔｓ１’〜ｔｓ２’およびｔｆ１’〜ｔｆ２’の期間でも点火コイル１２ａおよびインジェクタ１１を駆動させる。これに対し、本実施形態によれば、迅速に行程判別できるので、１回転毎に燃料噴射および点火を１回実施することを不要にできるので、バッテリ１８の消耗や駆動回路１３ｂ等の発熱を抑えることができる。
【００７９】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の上端部分に異極磁性部３４を形成するにあたり、前記上端部分を回転方向に３分割し、その中央部分を異極磁性部３４として形成している。これに対し本実施形態では、上述の如く３分割することを廃止しており、図８中の斜線部分に示すように、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の上端部分の全体を異極磁性部３４として形成している。
【００８０】
この場合のＵＶＷ相信号は図９に示す態様となる。図９中の符号ＥＳは、異極磁性部３４を検出したことによりロー信号となった部分を示しており、当該部分の信号が「基準位置信号」として用いられ、符号ＥＳ以外の部分の信号は「モータ制御用信号」に相当する。なお、本実施形態にかかるＮＮＵＭ値は図示を省略しているが、基準位置信号ＥＳが現れる部分を除けば、ＮＮＵＭ値は５→１→３→２→６→４の順に繰り返しローテーションして変化する。ちなみに、本実施形態に反して異極磁性部３４が形成されていなければ、図中の点線に示すように符号ＥＳの部分はハイ信号となる。
【００８１】
本実施形態においても、図５に示す上記第１実施形態と同様のスイングバック制御および行程判別の処理を実施している。なお、本実施形態での基準位置ＣＡＳは、基準位置信号ＥＳが検出された時のＷ相信号のパルスエッジ部に設定されている。
【００８２】
図９において、先ず、排気行程側と判別されるケースについて説明する。例えばＣＡ１の位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、その後、ＣＡ２の位置で位置カウンタ＝Ｌとなり、排気行程の側にあると行程判別される。その後、さらに逆転駆動を継続させ、ＣＡ３の位置（所定位置）で位置カウンタ＝Ｎとなり、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００８３】
次に、圧縮行程側と判別されるケースについて説明する。例えばＣＡ４の位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、その後、ＣＡ５の位置まで回転することなく、ＣＡ６の位置で回転停止する。ちなみに、ＣＡ７の位置から逆転駆動を開始した場合には、基準位置信号ＥＳが検出されることなくＣＡ６の位置で回転停止する。そして、回転停止を検出した後、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００８４】
以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。但し、第１実施形態の場合には、基準位置信号ＥＳを検出した時のＮＮＵＭ値はゼロであり、この値は基準位置信号ＥＳを検出した時にしか現れないため、基準位置信号ＥＳを迅速に検出できる。これに対し、本実施形態の場合には、基準位置信号ＥＳを検出した時のＮＮＵＭ値は「４」「０」「２」であり、「４」「２」は基準位置信号ＥＳを検出していない時にも出現するため、「４」や「２」を検出しただけでは基準位置信号ＥＳであると判定することができず、「４」や「２」の前後の値を取得してＮＮＵＭ値の履歴を取得するまでは、基準位置信号ＥＳを検出できない。この点で、基準位置信号ＥＳを迅速に検出できる図３の構成（第１実施形態の構成）は、図８の構成（本実施形態の構成）よりも優れていると言える。
【００８５】
（第３実施形態）
本実施形態では、以下に説明するデコンプ機構１９（図１参照）がエンジン１０に搭載されていることを前提とする。すなわち、ピストン１７が圧縮行程を乗り越えやすくするように、圧縮行程時の筒内圧を減圧させるのがデコンプ機構１９である。デコンプ機構１９の具体例としては、メカ機構や電気アクチュエータにより圧縮行程時に給排気弁を強制的にリフトアップさせることが挙げられる。
【００８６】
そして、先述した駆動トルク（逆転駆動時にピストン１７が圧縮行程を乗り越えられず、かつ、逆転駆動時に排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルク）を、デコンプ機構１９を作動させて減圧させている時には、非作動時に比べて低い値に設定する。
【００８７】
具体的には、ステップＳ１０にて駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定するにあたり、デコンプ機構１９を作動させて減圧させている時には非作動時に比べて、駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を低い値に設定する。以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。
【００８８】
（第４実施形態）
上記各実施形態では、圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさの駆動トルクで始動モータを駆動させる制御手段による駆動において、逆転駆動させて行程判別しているが、本実施形態では、前記大きさの駆動トルクで正転駆動させて行程判別する。
【００８９】
例えば、図７中の符号（１）〜（３）に示す手順で駆動制御する。すなわち、先ず行程判別の目的で、圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさの駆動トルクでＡＣＧスタータ２０を正転駆動させる（図７中の符号（１）参照）。詳細には、図５のステップＳ１０で設定した駆動ｄｕｔｙまたは駆動パルス幅により、正転駆動させる。図７の（１）に示す例では、所定回転角だけ回転させる前に、圧縮行程を乗り越えられなくなり回転停止する。したがって、圧縮行程側であると行程判別できる。なお、所定回転角だけ回転させても回転停止しない場合には、排気行程側であると行程判別する。
【００９０】
排気行程側と判別された場合には、そのまま正転駆動させてエンジン始動させる。一方、圧縮行程側と判別された場合には、助走回転距離を確保すべく、所定位置ＣＡ３まで逆転駆動させ（図７中の符号（２）参照）、その後、エンジン始動させるべく正転駆動させる（図７中の符号（３）参照）。なお、エンジン始動時の正転駆動では、行程判別時の正転駆動よりも大きいトルク（例えばｄｕｔｙ＝１００％）で駆動させる。
【００９１】
以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。なお、本実施形態においては、助走回転距離を確保すべく逆転駆動させる時に、排気行程側であることを確認することもできる。すなわち、当該逆転駆動時に、所定位置ＣＡ３に達する前に回転停止しないことを確認することで、先の判別結果（圧縮行程側）が正しいことを確認でき、行程判別の精度を高めてもよい。
【００９２】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００９３】
・エンジン始動を目的とした正転駆動時であって駆動トルクを最大にした時には、圧縮行程を乗り越えられるＡＣＧスタータ２０を採用することが望ましい。そして、行程判別の目的で逆転駆動または正転駆動させる時には、エンジン始動のための駆動トルクよりも小さいトルクで駆動させて、圧縮行程を乗り越えられない駆動トルクで駆動させる。これにより始動時の助走期間をより短くすることができ、始動性、特にアイドルストップ時の再始動性を高めることができるようになる。
【００９４】
・上記各実施形態では、３本のＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷに対して３つのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷを設けている。これに対し、３つのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷのうちのいずれか１つまたは２つを廃止するようにしてもよい。この場合、廃止したセンサに対応するコイルのモータ制御信号は、他のコイルのモータ制御信号から推定して生成すればよい。例えば、Ｗ相センサＳＷを廃止した場合には、Ｖ相信号のオン時間またはオフ時間を計測しておき、Ｖ相信号のエッジから前記計測した時間が経過した時点、或いは、Ｖ相センサＳＶによるモータ制御信号の立上りから所定時間が経過した時点を、Ｗ相コイルＣＷにかかるモータ制御信号であると見なしてＷ相コイルＣＷを通電制御すればよい。
【００９５】
・上記各実施形態では、点火信号や噴射信号の生成に用いる基準位置信号ＥＳを、Ｕ相信号から取得している。そのため、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサを、Ｕ相センサＳＵとは別に設けることを不要にしている。これに対し、前記クランク角センサを設けて、クランク角センサから基準位置信号ＥＳを取得するようにしてもよい。
【００９６】
・上記各実施形態では、基準位置信号ＥＳに基づき算出する基準位置ＣＡＳを、Ｕ相信号のパルス変化位置に設定しているが、Ｖ相信号やＷ相信号のパルス変化位置に設定してもよい。例えば、基準位置信号ＥＳの検出後において、Ｖ相信号やＷ相信号の所定回数目のパルス変化位置を基準位置として設定する。また、パルス変化位置に基準位置を設定することに替え、基準位置信号ＥＳの検出時点から所定時間が経過した時点の位置を基準位置として設定してもよい。
【００９７】
・上記各実施形態では、組合せ情報ＮＮＵＭの値に基づき基準位置信号ＥＳを検出しているが、Ｕ相信号のパルス変化の時間間隔に基づき基準位置信号ＥＳを検出してもよい。すなわち、パルスの立下りから次回パルスの立上りまでの時間間隔を逐次計測し、前回の時間間隔に比べて今回の時間間隔が図８の例では所定以上長く、図３の例では所定以上短くなっていれば、今回の時間間隔中に異極磁性部３４が通過していたと見なして基準位置信号ＥＳを検出する。
【００９８】
・上記第１実施形態にかかるＡＣＧスタータ２０は、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷを隣り合う間隙４１ａ（図２参照）に配置しているが、隣り合う間隙４１ａに配置することを禁止して、複数のセンサＳＵ〜ＳＷを分散して配置してもよい。
【００９９】
・上記各実施形態では、ステータ４０の外周側にロータ３０が位置するアウターロータ型のＡＣＧスタータ２０を採用しているが、ステータ４０の内周側にロータ３０が位置するインナーロータ型のＡＣＧスタータ２０を採用してもよい。
【０１００】
・上記各実施形態では、ロータ３０を１２極、ステータ４０を１８極とした１２−８極のＡＣＧスタータ２０を対象としているが、８−１２極や１６−２４極等、他の極数のＡＣＧスタータ２０を対象としてもよい。
【０１０１】
・上記各実施形態では、Ｓ極マグネット３２Ｓ中にＮ極の異極磁性部３４を形成しており、基準位置信号ＥＳをロー側に設定している。これに対し、Ｎ極マグネット３２Ｎ中にＳ極の異極磁性部３４を形成して、基準位置信号ＥＳをハイ側に設定してもよい。また、Ｎ極マグネット３２Ｎでロー側出力ではなくハイ側出力にしてもよい。
【０１０２】
・上記各実施形態では、クランク軸１４にロータ３０を直結させているが、ベルトやギア等の動力伝達機構を介してロータ３０をクランク軸１４に連結させてもよい。但しこの場合には、ギアのバックラッシュやベルトの伸び等により、クランク軸１４の回転位相とロータ３０の回転位相とにずれが生じるので、クランク軸１４の基準位置ＣＡＳの算出精度は低下する。
【０１０３】
・上記各実施形態では、発電機能も兼ね備えたＡＣＧスタータ２０を始動モータとして採用しているが、発電機能を有しない始動モータを採用してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１３…ＥＣＵ（基準検出手段）、１４…クランク軸、１８…バッテリ、１９…デコンプ機構、２０…ＡＣＧスタータ（始動モータ）、Ｓ１１…制御手段、Ｓ１６…排気行程判別手段、Ｓ１８…正転制御手段、Ｓ１９…圧縮行程判別手段、ＣＡＳ…基準位置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸の回転位置が、圧縮行程および排気行程のうちいずれの行程の側にあるかを判別する、単気筒エンジンの行程判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、始動モータを正転駆動させる前に逆転駆動させる旨が記載されている。この逆転駆動力では、エンジンのピストンが圧縮行程を乗り越えられないことを前提としており、乗り越えられずにクランク軸の回転が停止した時点で正転駆動に切り替えている。これによれば、正転駆動力に圧縮反力が付加されるので、小さな正転駆動力で圧縮行程を乗り越えることができるようになり、ひいては始動モータの小型化を図ることができる。
【０００３】
ところで、４サイクルエンジンの場合にはクランク角７２０°を１燃焼サイクルとするので、１燃焼サイクルで２回転するクランク軸の回転角を検出するクランク角センサの検出値だけでは、現時点での回転位置が排気行程および圧縮行程のいずれであるかを判別（行程判別）できない。
【０００４】
これに対し上記特許文献１記載の発明では、上述の如くクランク軸が回転停止することを利用して行程判別している。すなわち、逆転駆動時に回転停止した位置が、圧縮行程および排気行程のうちの圧縮行程の側にあると判別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ００／３４６４９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、上記従来発明では、圧縮反力で回転停止するまで逆転駆動させることを前提としており、圧縮上死点近傍まで逆転駆動させなければ圧縮行程の側にあることを判別することができず、行程判別に要する回転時間が長い。特に単気筒エンジンでは、正転時の圧縮行程手前付近でエンジン停止する機会が多く、この位置から圧縮行程まで逆転させるには1回転半以上の回転が必要となり、行程判別に要する回転時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
なお、吸排気バルブを駆動させるカム軸の回転角を検出するカムセンサを搭載させれば、カムセンサおよびクランク角センサの検出値に基づき容易に行程判別が可能となるが、カムセンサが必要となる分だけコストアップを招く。
【０００８】
また、吸気圧センサの検出値に基づけば行程判別が可能であるが、始動時には低回転であるため吸気負圧は大きく変動しないので、吸気行程時の吸気圧と圧縮行程時の吸気圧との差が明確に現れない。そのため、吸気圧センサの検出値をクランク軸２回転分取得しただけでは行程判別の精度が悪く、複数回転分の検出値に基づき行程判別しているのが現状である。よって、行程判別に要する時間が更に長くなっている。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、カムセンサや吸気圧センサを要することなく迅速でかつ容易に行程判別が可能となる単気筒エンジンの行程判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１１】
請求項１記載の発明では、単気筒エンジンのクランク軸に回転力を付与する始動モータを備えるエンジンに適用されることを前提とする。
【００１２】
そして、前記エンジンのピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで、前記始動モータを駆動させる制御手段と、前記クランク軸の回転角の基準位置を検出する基準検出手段と、前記制御手段により前記基準位置から所定回転角以上回転させても、前記クランク軸の回転停止が生じなければ、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち排気行程の側にあると判別する排気行程判別手段と、前記制御手段により前記基準位置から前記所定回転角を回転させるまでに、或いは前記基準位置が検出されるまでに、前記クランク軸の回転停止が生じた場合には、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち圧縮行程の側にあると判別する圧縮行程判別手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明の如く、ピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで逆転駆動または正転駆動させれば、基準位置から圧縮または排気行程までの所定回転角だけ駆動させてみて回転停止が生じなければ、排気行程の側にある筈である。そのため、上記発明にかかる排気行程判別手段によれば、圧縮上死点近傍まで逆転駆動または正転駆動させることなく排気行程の側にあると行程判別できる。一方、基準位置から所定回転角を回転させるまでに回転停止が生じれば、圧縮行程の側にある筈である。以上により、上記発明によれば、駆動開始時の回転位置に拘わらず、回転方向に応じた所定回転角だけ回転させれば圧縮行程および排気行程のいずれの側にあるかを判別できるので、カムセンサを要することなく迅速かつ容易に行程判別ができる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、前記制御手段は、前記排気行程判別手段により排気行程の側にあると判別された場合、前記クランク軸の回転位置が所定位置に達するまで駆動させた後に、正転駆動させることを特徴とする。
【００１５】
ここで、そもそも前記制御手段は、上述の如く行程判別を実施することと、始動の目的で正転駆動させる時にピストンが圧縮行程に達するまでのクランク回転力（助走回転距離）を増大させることにある。したがって、所定回転角以上回転させて排気行程判別手段による判別が為された場合であっても、十分な助走回転距離を確保できていない場合がある。
【００１６】
この点を鑑みた上記発明では、例えば、制御手段により逆転駆動させて排気行程の側にあると判別された場合、逆転駆動方向の圧縮行程位置よりも正転側の位置に設定された所定位置に達するまで逆転駆動を継続させ、その後で正転駆動に切り替える。そのため、十分な助走回転距離を確保した上で正転駆動に切り替えるようにでき、ひいては、正転駆動により圧縮行程を乗り越えさせてエンジン始動させることが確実にできる。換言すれば、助走回転距離で得られた回転の慣性力を正転駆動トルクに加算したトルクで圧縮行程を乗り越えさせるので、正転駆動トルクを小さくでき、始動モータの小型化を図ることができる。
【００１７】
なお、本発明では、上述の如く逆転駆動させることに替え、制御手段により正転駆動させても行程判別できる。そして、正転駆動方向の圧縮行程手前付近でエンジン停止する機会が多くなることを考慮すれば、制御手段により正転駆動させると直ぐに圧縮行程に達して回転停止することになるので、逆転駆動させる場合に比べて少ない回転量で直ぐに行程判別できるようになる。そして、上記発明では、正転駆動させて行程判別が為された後、そこから所定位置まで逆転駆動させた後に、正転駆動させることとなる。この場合、助走回転距離を確保すべく逆転駆動させる時に、排気行程側であることを確認し、その確認の後に正転駆動に切り替えるようにして、行程判別の精度を高めてもよい。
【００１８】
更には、制御手段による行程判別のための駆動では、始動モータの駆動トルクを１００％未満で駆動し、エンジン始動時の正転駆動時には１００％で駆動させて助走回転距離を短くなるように始動モータの出力を設定してもよい。
【００１９】
請求項３記載の発明では、前記エンジンが低温であるほど、前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする。
【００２０】
ここで、エンジンが低温であるほどエンジン潤滑油の粘度が高くなりピストンの摩擦力が大きくなる。そのため、ピストンが排気行程を乗り越えるのに必要な始動モータの駆動トルクは大きくなる。この点を鑑みた上記発明では、エンジンが低温であるほど前記駆動トルクを高い値に設定するので、圧縮行程は乗り越えられないが排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクで駆動させることが、精度良く実現できる。なお、エンジンが低温であるか否かは、エンジン冷却水の温度や吸気の温度等により判定すればよい。
【００２１】
請求項４記載の発明では、前記駆動トルクに基づき前記始動モータを制御するにあたり、前記始動モータへ電力供給するバッテリの端子電圧が低いほど前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする。
【００２２】
ここで、例えば始動モータをデューティ制御する場合において、バッテリの蓄電量が低下して端子電圧が低下してくると、デューティ比が同じであっても始動モータの駆動トルクは小さくなる。この点を鑑みた上記発明では、バッテリの端子電圧が低いほど駆動トルクを高い値に設定するので、デューティ比が大きい値に設定されることとなり、実際の駆動トルクが駆動トルクよりも小さくなることを回避できる。
【００２３】
なお、一般的なデューティ制御は、始動モータへ印加するパルス電圧の周期を一定にしつつ、前記周期に対するパルスオン時間の割合（デューティ比）を制御するものであるが、上記発明は、このようにパルス電圧の周期を一定にすることに限定されるものではなく、パルス電圧の周期を可変設定しつつパルス幅を制御（パルス幅制御）する場合にも適用可能である。そして、パルス幅制御の場合には、バッテリの端子電圧が低いほど駆動パルス幅を長く設定すればよい。
【００２４】
以上により、上記発明によれば、圧縮行程は乗り越えられないが排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクで駆動させることが、精度良く実現できる。
【００２５】
請求項５記載の発明では、前記ピストンが圧縮行程を乗り越えやすくするように、圧縮行程時の筒内圧を減圧させるデコンプ機構を備えたエンジンに適用され、前記デコンプ機構を作動させて減圧させている時には、非減圧時に比べて前記駆動トルクを低い値に設定することを特徴とする。
【００２６】
ここで、デコンプ機構により減圧させている時には、ピストンが圧縮行程を乗り越えやすくなるので、当該減圧に伴い駆動トルクを低くしなければ、制御手段による駆動時に圧縮行程を乗り越えてしまうことが懸念される。この点を鑑みた上記発明では、デコンプ機構を作動させて減圧させている時には、非作動時に比べて駆動トルクを低い値に設定するので、制御手段による駆動時に圧縮行程を乗り越えてしまうとの上記懸念を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジンを示す図。
【図２】図１のＡＣＧスタータのハード構成を示す図。
【図３】図２のＵ相センサ、Ｖ相センサおよびＷ相センサの取付け位置と、異極磁性部の形状を説明する図。
【図４】第１実施形態において、組合せ情報ＮＮＵＭの変化を示すタイムチャート。
【図５】第１実施形態において、スイングバック制御および行程判別の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態において、バッテリ電圧およびエンジン温度と、駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）との関係を示す図。
【図７】図５の処理を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。
【図８】本発明の第２実施形態において、ＵＶＷ相センサの取付け位置と、異極磁性部の形状を説明する図。
【図９】第２実施形態において、スイングバック制御および行程判別を実施した場合の一態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２９】
（第１実施形態）
本実施形態にかかる単気筒エンジンの行程判別装置は、二輪車両に搭載されたエンジン（内燃機関）を適用対象としており、図１は、エンジン１０の吸気ポートへ燃料を噴射するインジェクタ１１、および点火プラグ１２へ二次電圧を印加する点火コイル１２ａの作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ１３）、後に詳述するＡＣＧスタータ２０（始動発電機）を示す。ＡＣＧスタータ２０は特許請求の範囲に記載の「始動モータ」に相当する。なお、図１に記載のエンジン１０は、吸気→圧縮→爆発→排気の各行程を繰り返す４サイクルエンジン、かつ単気筒エンジンである。
【００３０】
ＡＣＧスタータ２０は、エンジン１０の始動モータとして機能するとともに、エンジン１０のクランク軸１４（出力軸）により駆動して交流発電機としても機能するブラシレス三相交流始動発電機である。ちなみに、二輪車両の駆動輪とクランク軸１４との動力伝達経路中には、以下に説明するトルク伝達機構が備えられている。すなわち、ＡＣＧスタータ２０のモータ駆動を開始してからクランク軸１４の回転速度ＮＥが所定値以上になるまではトルク伝達を遮断し、所定値に達した時点でトルク伝達するように作動する、遠心クラッチ伝達機構やクラッチ操作等で遮断・伝達を実施するトルク伝達機構である。
【００３１】
ＡＣＧスタータ２０は、Ｕ相の電気角を表したＵ相信号を出力するＵ相センサＳＵ、Ｖ相の電気角を表したＶ相信号を出力するＶ相センサＳＶ、およびＷ相の電気角を表したＷ相信号を出力するＷ相センサＳＷを有している。なお、これらのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷのうちＵ相センサＳＵ（位相センサ）については、クランク軸１４の基準位置を表したクランク角信号を出力する機能をも兼ね備えている。
【００３２】
ＥＣＵ１３は、これらのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷから出力されるＵＶＷ相信号（モータ制御用信号）に基づき、ＡＣＧスタータ２０のＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷへの通電タイミングを制御することで、ＡＣＧスタータ２０を所望の回転方向へ回転駆動させるようにモータ駆動制御する。
【００３３】
詳細には、ＥＣＵ１３に備えられたマイコン１３ａが、駆動回路１３ｂのスイッチング素子のオンオフ切り替えを制御することにより、バッテリ１８からの電力を上述の如くＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷへ流すように通電制御を実施する。
【００３４】
スロットルセンサ１５は、吸気量を調節するスロットルバルブ１５ａの開度を検出する。吸気圧センサ１６は、吸気ポート内の圧力を検出する。そしてＥＣＵ１３は、ＡＣＧスタータ２０から出力されるクランク角信号、スロットルセンサ１５から出力されるスロットル開度、吸気圧センサ１６から出力される負圧等の信号に基づき、インジェクタ１１および点火コイル１２ａの作動を制御する。
【００３５】
より詳細に説明すると、ＥＣＵ１３は、クランク角信号に基づきクランク軸１４の回転速度ＮＥを算出し、吸気圧センサ１６による負圧ＰＭに基づきエンジン負荷を算出する。また、これらのＮＥおよびＰＭに基づき、燃料の目標噴射量、目標噴射時期、目標点火時期を算出する。また、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷから出力されるＵＶＷ相信号およびクランク角信号に基づきクランク軸１４の回転角の基準位置を算出し、算出した基準位置およびクランク角信号に基づき現時点での回転位置（エンジン行程に応じた０〜７２０°の角度）を算出する。そして、その回転位置の情報に基づき、目標噴射時期で燃料が噴射されるようにインジェクタ１１の作動を制御するとともに、目標点火時期で点火するように点火コイル１２ａの作動を制御する。
【００３６】
図２は、ＡＣＧスタータ２０のハード構成を示す図であり、当該ＡＣＧスタータ２０は、ロータ３０の内周側にステータ４０を備えて構成されている。ロータ３０は、永久磁石（Ｎ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓ）を有している。Ｎ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓは、回転方向に交互に並べて配置されており、図２の例では１２個（１２極）の永久磁石を並べている。ロータ３０は、ボルト等の締結手段によりクランク軸１４に固定され、クランク軸１４と同じ回転速度（ＮＥ）で常時回転する。これにより、ロータ３０はエンジンのフライホイールとしても機能する。
【００３７】
ステータ４０は、先述したＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷコイルおよびＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷと、これらのコイルが巻き回されるティース部４１が形成された鉄心４２とを備える。ティース部４１は回転方向に複数並べて配置されており、各々のティース部４１には、Ｕ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷコイルが順番に巻き回されている。図２の例では、１８個のティース部４１を並べている。
【００３８】
ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷは、ステータ４０の外周面上に取り付けられることで、Ｎ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓと対向する位置にある。これにより、ロータ３０が回転することに伴い生じるＮ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓによる磁性の変化を検出する。なお、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷにはホールＩＣが採用されている。そのため、ロータ３０が回転していない時であっても、対向するマグネットの極性に応じた検出信号を出力することができる。
【００３９】
ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷは、ロータ回転方向においてそれぞれ異なる位置に取り付けられている。具体的には、複数のティース部４１の間隙４１ａのうちＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷの各々は異なる間隙４１ａに配置されており、図２（ａ）の例では、複数の間隙４１ａのうち隣り合う間隙に、Ｕ相センサＳＵ、Ｖ相センサＳＶ、Ｗ相センサＳＷを順番に配置している。そのため、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷの各々は機械角２０度分だけずれている。
【００４０】
図３に示すように、複数のマグネット３２Ｓ，３２Ｎのうち所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）（図３の例ではＳ極マグネット３２Ｓ）の一部分には、以下に説明する異極磁性部３４が形成されている。すなわち、図３の斜線に示す部分だけは、Ｓ極マグネット３２Ｓとは異なる極性（Ｎ極）に着磁されている。この異極磁性部３４は、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）のうちロータ回転軸方向（図３の上下方向）の一端部分に形成されるとともに、回転方向（図３の左右方向）のうち異極磁性部３４の両側には、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の極性が存在するように形成する。要するに、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の上端部分を回転方向に３分割し、その中央部分を異極磁性部３４として形成する。
【００４１】
Ｖ相センサＳＶおよびＷ相センサＳＷはロータ回転軸方向（図３の上下方向）において同じ位置に配置されているのに対し、Ｕ相センサＳＵは、Ｖ相センサＳＶおよびＷ相センサＳＷとは回転軸方向において異なる位置に配置されている。これにより、異極磁性部３４の回転軌道３４ａ上にＵ相センサＳＵが位置し、Ｖ相センサＳＶおよびＷ相センサＳＷについては回転軌道３４ａから外れた位置となるようにする。
【００４２】
本実施形態では、センサＳＵ〜ＳＷがＮ極を検出した時にはロー信号（二進数「０」）を出力し、Ｓ極を検出した時にはハイ信号（二進数「１」）を出力するよう設定してある。そして、マグネット３２Ｓ，３２Ｎは１２個（１２極）であるため、Ｕ相信号、Ｖ相信号、Ｗ相信号の各々は、ロータ３０が３０度回転する毎にローとハイが切り替わる（図４参照）。したがって、ＵＶＷ相の各々の電気角３６０°は、クランク軸１４の回転角度（機械角）６０°に相当する。但し、Ｕ相信号については異極磁性部３４の検出時にもローに切り替わる。また、ロータ３０が１０度回転する毎に、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷのいずれかにおいてローとハイが切り替わることとなる。
【００４３】
ちなみに、図３の如く、Ｎ極マグネット３２ＮとＳ極マグネット３２Ｓの間に極性を有しない部材３２ａが介在している場合において、この部材３２ａがセンサＳＵ〜ＳＷに対向して極性を検出できない時には、ロー信号およびハイ信号のうち予め設定しておいた信号（例えばロー信号）であるとみなして処理すればよい。
【００４４】
なお、前記部材３２ａが存在しないよう、Ｎ極マグネット３２ＮとＳ極マグネット３２Ｓを隣接させたロータ３０を採用してもよいことは勿論である。また、１つのマグネット片をＮ極とＳ極に着磁することで、複数のＮ極マグネット３２ＮおよびＳ極マグネット３２Ｓを１つのマグネット片から形成したロータを採用してもよい。なお、この場合のロータでは、複数（例えば４つ）のマグネット片を用いて構成してもよいし、１つのマグネット片を用いて構成してもよい。
【００４５】
図４は、上段から順に、クランク角、組合せ情報ＮＮＵＭ、ＵＶＷ相信号の二進数表記、ＵＶＷ相信号、点火信号、噴射信号、エンジン行程を示すタイムチャートである。組合せ情報ＮＮＵＭとは、同時期に出力されるＵ相信号、Ｖ相信号およびＷ相信号の組合せを表した仮想信号であり、本実施形態では、ＵＶＷ相信号の二進数表記を組み合わせて算出した十進数の数値としている。
【００４６】
具体的には、二進数表記の１桁目をＵ相信号の２進数、２桁目をＶ相信号の２進数、３桁目をＷ相信号の２進数で表した３桁の二進数を、十進数に変換した数値が組合せ情報ＮＮＵＭである。この数値ＮＮＵＭはＥＣＵ１３により算出される。例えば、最左欄に示すようにＵＶＷ相信号が各々「１」「０」「１」であれば、ＮＮＵＭは「５」となる。
【００４７】
図中の符号ＥＳは、異極磁性部３４を検出したことによりロー信号となった部分を示しており、当該部分の信号が「基準位置信号」として用いられ、符号ＥＳ以外の部分の信号は「モータ制御用信号」として用いられる。この基準位置信号ＥＳが現れる部分を除けば、ＮＮＵＭの値は５→１→３→２→６→４の順に繰り返しローテーションして変化する。
【００４８】
図中の符号ｔａに示すように、基準位置信号ＥＳを検出した時のＮＮＵＭ値は「０」となるが、ＥＳ検出時以外では、ＮＮＵＭ値が「０」になることはない。したがって、ＮＮＵＭ値「０」を検出した時点でのクランク角を基準として、ＥＣＵ１３はクランク軸１４の基準位置を算出できる。そして、基準位置を把握できれば、各々のＵＶＷ相信号の立ち上りまたは立ち下りのタイミング（つまりＮＮＵＭの更新タイミング）と、４サイクルエンジンの１回転分の位置関係を特定できる。
【００４９】
例えば、ＮＮＵＭ値「０」が現れた後、ＮＮＵＭ値「１」が２回目に現れたｔｂ時点が、エンジンのピストンが下死点ＢＤＣに達した時期であると特定できる。なお、後述する行程判別を実施することにより、前記下死点ＢＤＣ時期が排気行程および圧縮行程のいずれであるかを判別できる。これにより、基準位置を基準として、ＮＮＵＭの更新タイミングに基づき燃料噴射時期や点火時期を目標時期とするように制御できる。なお、上述の如くＵ相センサＳＵの基準位置信号ＥＳに基づき基準位置を算出している時のＥＣＵ１３は「基準検出手段」に相当する。
【００５０】
図４の例では、ｔｓ１時点で点火コイル１２ａの作動を開始し、ｔｓ２時点で点火させている。また、ｔｆ１の時点でインジェクタ１１による燃料噴射を開始し、ｔｆ２の時点で噴射を終了させている。そして、基準位置信号ＥＳが現れた時のクランク角（基準位置）を基準とし、基準位置信号ＥＳが吸入行程で出現した後、Ｕ相信号の４回目の立上りタイミング（または４回目のＮＮＵＭ値「５」出現タイミング）をｔｓ１時点とし、Ｗ相信号の５回目の立下りタイミング（または５回目のＮＮＵＭ値「１」出現タイミング）をｔｓ２時点として点火制御する。
【００５１】
また、基準位置信号ＥＳが爆発行程で出現した後、Ｖ相信号の３回目の立下りタイミング（または３回目のＮＮＵＭ値「４」出現タイミング）をｔｆ１時点とし、Ｖ相信号の５回目の立上りタイミング（または５回目のＮＮＵＭ値「３」出現タイミング）をｔｆ２時点として燃料噴射制御する。
【００５２】
さらにＥＣＵ１３は、現時点でのＮＮＵＭ値に基づき次回のＮＮＵＭ値を特定し、その特定した次回ＮＮＵＭ値に基づきＵ相コイルＣＵ、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷへの通電制御内容を決定する。例えば、今回ＮＮＵＭ値が「３」であれば、前記ローテーションに基づき次回ＮＮＵＭ値は「２」であると特定できる。つまり、Ｕ相コイルＣＵが巻き回されたティース部４１は、Ｓ極マグネット３２Ｓの対向位置（ハイ）からＮ極マグネット３２Ｎの対向位置（ロー）へと移り変わるタイミングにあると言える。そのため、Ｕ相コイルＣＵへの通電オンオフ状態を切り替えるタイミングにあると言える。
【００５３】
このように、Ｕ相コイルＣＵへの通電は、Ｕ相信号の立ち上りを示すＮＮＵＭ値「４」、または立ち下がりを示すＮＮＵＭ値「３」が検出されたか否かに基づきＥＣＵ１３が制御する。同様にして、Ｖ相コイルＣＶおよびＷ相コイルＣＷへの通電もＮＮＵＭ値に基づき制御する。なお、ＮＮＵＭ値「０」については、モータ駆動用コイルＣＵ，ＣＶ，ＣＷと対向している「１」でＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷへの通電制御を実施すればよい。
【００５４】
さらにＥＣＵ１３は、ＮＮＵＭ値の履歴に基づき、ＡＣＧスタータ２０が逆転しているか否かを検知する。例えば、正転していれば上述の如くＮＮＵＭ値は５→１→３→２→６→４の順に変化する筈である。一方、逆転していればＮＮＵＭ値は４→６→２→３→１→５の順に変化する筈である。ＡＣＧスタータ２０を逆転駆動させる場合には、例えば今回ＮＮＵＭ値が４であれば、次回ＮＮＵＭ値は６であると特定し、その特定値に応じてＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷへの通電タイミングを制御すればよい。
【００５５】
ところで、ＡＣＧスタータ２０によりエンジンを始動させるにあたり、エンジン１０のピストン１７が圧縮行程の上死点ＴＤＣ直前位置から始動させようとすると、ＡＣＧスタータ２０に要する駆動トルクが、ピストン１７による圧縮分だけ大きくなるので、エンジン１０の始動性悪化が懸念される。
【００５６】
そこで、ＡＣＧスタータ２０を正転駆動させる前に逆転駆動させるスイングバック制御を実施して、正転駆動させる時にピストン１７が圧縮行程に達するまでのクランク回転角（助走回転距離）を増大させる。これによれば、助走回転距離で得られた回転の慣性力を正転駆動トルクに加算したトルクで、ピストン１７が圧縮行程を乗り越えることとなるので、正転駆動トルクを小さくでき、ＡＣＧスタータ２０の小型化を図ることができる。
【００５７】
ＡＣＧスタータ２０はデューティ制御されており、逆転駆動時と正転駆動時とでは異なるデューティ比の電力が供給されている。すなわち、逆転駆動時には、後述する設定駆動トルクをＡＣＧスタータ２０が出力することとなるようにデューティ制御する。一方、正転駆動時には、逆転駆動時よりも大きい出力となるようにデューティ制御する。本実施形態では、正転駆動時のデューティ比を最大（１００％）に設定している。なお、上記デューティ制御に替えて、パルス電圧の周期を可変設定しつつ駆動パルス幅を制御するパルス幅制御を実施してもよい。ちなみに、駆動パルス幅を長くすると、回転数が低下するとともに回転トルクが上昇する。
【００５８】
図５は、マイコン１３ａによる上記スイングバック制御および行程判別の処理手順を示すフローチャートであり、当該処理は、エンジン始動が要求されたことをトリガとして起動する。
【００５９】
先ず、図５に示すステップＳ１０において、スイングバック制御にかかる逆転駆動を実施する際に、ＡＣＧスタータ２０へ印加する電圧のデューティ比（駆動ｄｕｔｙ）または駆動パルス幅を設定する。詳細には、逆転駆動時にピストン１７が圧縮行程を乗り越えられず、かつ、逆転駆動時に排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクをＡＣＧスタータ２０が出力することとなるよう、駆動ｄｕｔｙまたは駆動パルス幅を設定する。
【００６０】
ここで、エンジン１０が低温であるほどエンジン潤滑油の粘度が高くなりピストン１７の摩擦力が大きくなる。この点を加味して、エンジン冷却水温度が低いほど駆動ｄｕｔｙを高く（または駆動パルス幅を長く）設定する。また、バッテリ１８の蓄電量が低下してバッテリ１８の端子電圧（バッテリ電圧）が低下してくると、デューティ比が同じであってもＡＣＧスタータ２０の駆動トルクは小さくなる。この点を加味して、バッテリ電圧が低いほど駆動ｄｕｔｙを大きい値（または駆動パルス幅を長い値）に設定する。
【００６１】
図６（ａ）は、上述したバッテリ電圧と駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）との関係を示すグラフであり、当該グラフのデータを図６（ｂ）に示す。例えばエンジン温度が２０℃である場合において、閾ラインＬ１よりも高い値に駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定すると圧縮行程を乗り越え可能になってしまい、閾ラインＬ２よりも低い値に駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定すると排気行程を乗り越えできなくなる。したがって、両閾ラインＬ１，Ｌ２の間の値（例えば符号（１）に示すライン上の値）に駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定することが要求される。そして、バッテリ電圧が低いほど閾ラインＬ１，Ｌ２の値が大きくなるので、バッテリ電圧が低いほど駆動ｄｕｔｙが大きい値となるようライン（１）は設定されている。
【００６２】
ライン（１）は、エンジン温度が２０℃の場合の駆動ｄｕｔｙの最適値であるのに対し、エンジン温度が２０℃より低い場合（例えば−１０℃）の場合の最適値は、符号（２）に示すようにライン（１）よりも高い値である。なお、エンジン温度が４０℃、６０℃、８０℃、１００℃の場合には、符号（３）〜（６）に示すライン上の値が最適値となる。また、これらのライン（１）〜（６）は直線である場合に限られず、特にエンジン温度が低温である場合には最適値を表すラインが上に凸の曲線（ライン（２）参照）になる傾向にあり、高温である場合には下に凸の曲線（ライン（３）〜（６）参照）になる傾向にある。
【００６３】
図５の説明に戻り、続くステップＳ１１（制御手段）では、ステップＳ１０で設定した駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）でＡＣＧスタータ２０を逆転駆動させる。続くステップＳ１２では、クランク軸１４が回転停止したか否かを判定する。例えば、組合せ情報ＮＮＵＭの値やＵＶＷ相信号が、所定時間以上変化しなかった場合に回転停止したと判定すればよい。
【００６４】
回転停止していないと判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）、次のステップＳ１３において、基準位置信号ＥＳを検出したか否かに基づき、図４および図７に示す基準位置ＣＡＳを通過したか否かを判定する。基準位置ＣＡＳを通過していないと判定されれば（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り逆転駆動を継続する。
【００６５】
基準位置ＣＡＳを通過したと判定されれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、続くステップＳ１４では、基準位置ＣＡＳから逆転により回転した角度を計測する。詳細には、位置カウンタの値を、組合せ情報ＮＮＵＭの値やＵＶＷ相信号が変化する毎に加算していく。図４の例では、クランク角が１０°回転する毎にＮＮＵＭの値やＵＶＷ相信号が変化して、位置カウンタの値が加算されていくことになる。
【００６６】
続くステップＳ１５では、位置カウンタの値が圧縮行程側を想定し、回転が停止する位置までのカウント値である、所定値Ｌを予め設定しておき、そこに達したか否かを判定する。換言すれば、基準位置ＣＡＳから所定回転角（１０°×Ｌ）だけ回転したか否かを判定する。位置カウンタ＜Ｌと判定されれば（Ｓ１５：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り逆転駆動を継続する。位置カウンタ≧Ｌと判定されれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、続くステップＳ１６（排気行程判別手段）において、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち排気行程の側にあると判別し、排気を表す状態に行程フラグをセット（例えば行程フラグ＝０にセット）する。
【００６７】
続くステップＳ１７では、位置カウンタの値が予め設定しておいた正転始動可能位置までの所定値Ｎに達したか否かを判定する。換言すれば、基準位置ＣＡＳから所定回転角（１０°×Ｎ）だけ回転したか否かを判定する。位置カウンタ＜Ｎと判定されれば（Ｓ１７：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り逆転駆動を継続する。位置カウンタ≧Ｎと判定されれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８（正転制御手段）において、先述した助走回転距離が十分に確保されたとみなして、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００６８】
そして、先述したステップＳ１２にて回転停止したと判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、続くステップＳ１９（圧縮行程判別手段）において、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち圧縮行程の側にあると判別し、圧縮を表す状態に行程フラグをセット（例えば行程フラグ＝１にセット）する。
【００６９】
要するに、圧縮上死点に対して正転側近傍の位置から逆転を開始した場合には、位置カウンタが所定値Ｌに達するまでにクランク軸１４が回転停止することとなるよう、所定値Ｌの値は設定されている。また、本実施形態では、ステップＳ１５の行程判別に用いる所定値Ｌを、ステップＳ１７の正転駆動切り替えの判定に用いる所定値Ｎよりも小さい値に設定している。
【００７０】
図７は、図５の処理を実施した場合の一態様を示すタイムチャートであり、上段から順に、筒内圧、正転駆動による始動が可能な位置の範囲、エンジン行程、および図５と同様のＵＶＷ相信号を示す。
【００７１】
先ず、排気行程側と判別されるケースについて説明する。例えば符号ＣＡ１に示す位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、符号ＣＡＳに示す位置を基準位置としている。その後、符号ＣＡ２に示す位置で位置カウンタ＝Ｌとなり、排気行程の側にあると行程判別される。その後、さらに逆転駆動を継続させ、符号ＣＡ３に示す位置（所定位置）で位置カウンタ＝Ｎとなり、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００７２】
次に、圧縮行程側と判別されるケースについて説明する。例えば符号ＣＡ４に示す位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、その後、符号ＣＡ５に示す位置まで回転することなく、筒内圧の上昇によるピストン圧縮力により、符号ＣＡ６に示す位置で回転停止する。ちなみに、符号ＣＡ７の位置から逆転駆動を開始した場合には、基準位置信号ＥＳが検出されることなくＣＡ６の位置で回転停止する。そして、回転停止を検出した後、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００７３】
なお、圧縮行程側と判別されるケースの場合、回転停止したＣＡ６の位置は、助走回転距離を十分に確保できると想定される位置（所定位置ＣＡ３）よりも逆転側に位置するので、ＣＡ６の位置から正転駆動させれば、十分な助走回転距離を当然確保できていると言える。よって、回転停止が検出されたケース（圧縮行程側と判別されたケース）では、逆転駆動を継続させることなく回転停止検出位置ＣＡ３から直ぐに正転駆動に切り替える。
【００７４】
ちなみに、先行技術文献１記載の発明では、ＣＡ１の時点で逆転駆動を開始させた場合であっても、回転停止するＣＡ６の位置まで逆転駆動を継続させており、また、ＣＡ６の位置にて回転停止したことを検出して初めて行程判別が可能である。
【００７５】
以上により、本実施形態によれば、逆転駆動開始時の回転位置に拘わらず、所定回転角（１０°×Ｌ）だけ回転させれば圧縮行程および排気行程のいずれの側にあるかを行程判別できるので、先行技術文献１記載の発明に比べて迅速に行程判別できる。よって、エンジン始動を迅速に行うことができ、特に、アイドルストップから再始動する時に、前記効果が好適に発揮される。
【００７６】
また、排気行程の側にあると判別された場合、助走回転距離を十分に確保できると想定される位置（所定位置ＣＡ３）に達するまで逆転駆動を継続させ、その後で正転駆動に切り替える。そのため、助走回転距離で得られた回転の慣性力を正転駆動トルクに加算したトルクで圧縮行程を乗り越えさせてエンジン始動するので、正転駆動トルクを小さくでき、ひいてはＡＣＧスタータ２０の小型化を図ることができる。
【００７７】
さらに、エンジン温度およびバッテリ電圧に応じて、ＡＣＧスタータ２０への駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定するので、圧縮行程は乗り越えられないが排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルクで逆転駆動させることを、精度良く実現できる。
【００７８】
ところで、本実施形態にかかる行程判別を実施しない場合、行程判別に要する時間が長くなるので、行程判別が為されるまでの期間は、以下に説明するように、クランク軸１４が１回転する毎に１回の燃料噴射および点火を実施することを要する。すなわち、ＡＣＧスタータ２０の駆動を開始した以降、行程判別が未だ為されていない場合には、図４に示すｔｓ１’〜ｔｓ２’およびｔｆ１’〜ｔｆ２’の期間でも点火コイル１２ａおよびインジェクタ１１を駆動させる。これに対し、本実施形態によれば、迅速に行程判別できるので、１回転毎に燃料噴射および点火を１回実施することを不要にできるので、バッテリ１８の消耗や駆動回路１３ｂ等の発熱を抑えることができる。
【００７９】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の上端部分に異極磁性部３４を形成するにあたり、前記上端部分を回転方向に３分割し、その中央部分を異極磁性部３４として形成している。これに対し本実施形態では、上述の如く３分割することを廃止しており、図８中の斜線部分に示すように、所定のマグネット３２Ｓ（Ａ）の上端部分の全体を異極磁性部３４として形成している。
【００８０】
この場合のＵＶＷ相信号は図９に示す態様となる。図９中の符号ＥＳは、異極磁性部３４を検出したことによりロー信号となった部分を示しており、当該部分の信号が「基準位置信号」として用いられ、符号ＥＳ以外の部分の信号は「モータ制御用信号」に相当する。なお、本実施形態にかかるＮＮＵＭ値は図示を省略しているが、基準位置信号ＥＳが現れる部分を除けば、ＮＮＵＭ値は５→１→３→２→６→４の順に繰り返しローテーションして変化する。ちなみに、本実施形態に反して異極磁性部３４が形成されていなければ、図中の点線に示すように符号ＥＳの部分はハイ信号となる。
【００８１】
本実施形態においても、図５に示す上記第１実施形態と同様のスイングバック制御および行程判別の処理を実施している。なお、本実施形態での基準位置ＣＡＳは、基準位置信号ＥＳが検出された時のＷ相信号のパルスエッジ部に設定されている。
【００８２】
図９において、先ず、排気行程側と判別されるケースについて説明する。例えばＣＡ１の位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、その後、ＣＡ２の位置で位置カウンタ＝Ｌとなり、排気行程の側にあると行程判別される。その後、さらに逆転駆動を継続させ、ＣＡ３の位置（所定位置）で位置カウンタ＝Ｎとなり、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００８３】
次に、圧縮行程側と判別されるケースについて説明する。例えばＣＡ４の位置から逆転駆動を開始した場合、この逆転駆動中に、先ず基準位置信号ＥＳが検出され、その後、ＣＡ５の位置まで回転することなく、ＣＡ６の位置で回転停止する。ちなみに、ＣＡ７の位置から逆転駆動を開始した場合には、基準位置信号ＥＳが検出されることなくＣＡ６の位置で回転停止する。そして、回転停止を検出した後、逆転駆動から正転駆動に切り替える。
【００８４】
以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。但し、第１実施形態の場合には、基準位置信号ＥＳを検出した時のＮＮＵＭ値はゼロであり、この値は基準位置信号ＥＳを検出した時にしか現れないため、基準位置信号ＥＳを迅速に検出できる。これに対し、本実施形態の場合には、基準位置信号ＥＳを検出した時のＮＮＵＭ値は「４」「０」「２」であり、「４」「２」は基準位置信号ＥＳを検出していない時にも出現するため、「４」や「２」を検出しただけでは基準位置信号ＥＳであると判定することができず、「４」や「２」の前後の値を取得してＮＮＵＭ値の履歴を取得するまでは、基準位置信号ＥＳを検出できない。この点で、基準位置信号ＥＳを迅速に検出できる図３の構成（第１実施形態の構成）は、図８の構成（本実施形態の構成）よりも優れていると言える。
【００８５】
（第３実施形態）
本実施形態では、以下に説明するデコンプ機構１９（図１参照）がエンジン１０に搭載されていることを前提とする。すなわち、ピストン１７が圧縮行程を乗り越えやすくするように、圧縮行程時の筒内圧を減圧させるのがデコンプ機構１９である。デコンプ機構１９の具体例としては、メカ機構や電気アクチュエータにより圧縮行程時に給排気弁を強制的にリフトアップさせることが挙げられる。
【００８６】
そして、先述した駆動トルク（逆転駆動時にピストン１７が圧縮行程を乗り越えられず、かつ、逆転駆動時に排気行程は乗り越えられる大きさの駆動トルク）を、デコンプ機構１９を作動させて減圧させている時には、非作動時に比べて低い値に設定する。
【００８７】
具体的には、ステップＳ１０にて駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を設定するにあたり、デコンプ機構１９を作動させて減圧させている時には非作動時に比べて、駆動ｄｕｔｙ（または駆動パルス幅）を低い値に設定する。以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。
【００８８】
（第４実施形態）
上記各実施形態では、圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさの駆動トルクで始動モータを駆動させる制御手段による駆動において、逆転駆動させて行程判別しているが、本実施形態では、前記大きさの駆動トルクで正転駆動させて行程判別する。
【００８９】
例えば、図７中の符号（１）〜（３）に示す手順で駆動制御する。すなわち、先ず行程判別の目的で、圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさの駆動トルクでＡＣＧスタータ２０を正転駆動させる（図７中の符号（１）参照）。詳細には、図５のステップＳ１０で設定した駆動ｄｕｔｙまたは駆動パルス幅により、正転駆動させる。図７の（１）に示す例では、所定回転角だけ回転させる前に、圧縮行程を乗り越えられなくなり回転停止する。したがって、圧縮行程側であると行程判別できる。なお、所定回転角だけ回転させても回転停止しない場合には、排気行程側であると行程判別する。
【００９０】
排気行程側と判別された場合には、そのまま正転駆動させてエンジン始動させる。一方、圧縮行程側と判別された場合には、助走回転距離を確保すべく、所定位置ＣＡ３まで逆転駆動させ（図７中の符号（２）参照）、その後、エンジン始動させるべく正転駆動させる（図７中の符号（３）参照）。なお、エンジン始動時の正転駆動では、行程判別時の正転駆動よりも大きいトルク（例えばｄｕｔｙ＝１００％）で駆動させる。
【００９１】
以上により、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。なお、本実施形態においては、助走回転距離を確保すべく逆転駆動させる時に、排気行程側であることを確認することもできる。すなわち、当該逆転駆動時に、所定位置ＣＡ３に達する前に回転停止しないことを確認することで、先の判別結果（圧縮行程側）が正しいことを確認でき、行程判別の精度を高めてもよい。
【００９２】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００９３】
・エンジン始動を目的とした正転駆動時であって駆動トルクを最大にした時には、圧縮行程を乗り越えられるＡＣＧスタータ２０を採用することが望ましい。そして、行程判別の目的で逆転駆動または正転駆動させる時には、エンジン始動のための駆動トルクよりも小さいトルクで駆動させて、圧縮行程を乗り越えられない駆動トルクで駆動させる。これにより始動時の助走期間をより短くすることができ、始動性、特にアイドルストップ時の再始動性を高めることができるようになる。
【００９４】
・上記各実施形態では、３本のＵＶＷ相コイルＣＵ〜ＣＷに対して３つのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷを設けている。これに対し、３つのＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷのうちのいずれか１つまたは２つを廃止するようにしてもよい。この場合、廃止したセンサに対応するコイルのモータ制御信号は、他のコイルのモータ制御信号から推定して生成すればよい。例えば、Ｗ相センサＳＷを廃止した場合には、Ｖ相信号のオン時間またはオフ時間を計測しておき、Ｖ相信号のエッジから前記計測した時間が経過した時点、或いは、Ｖ相センサＳＶによるモータ制御信号の立上りから所定時間が経過した時点を、Ｗ相コイルＣＷにかかるモータ制御信号であると見なしてＷ相コイルＣＷを通電制御すればよい。
【００９５】
・上記各実施形態では、点火信号や噴射信号の生成に用いる基準位置信号ＥＳを、Ｕ相信号から取得している。そのため、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサを、Ｕ相センサＳＵとは別に設けることを不要にしている。これに対し、前記クランク角センサを設けて、クランク角センサから基準位置信号ＥＳを取得するようにしてもよい。
【００９６】
・上記各実施形態では、基準位置信号ＥＳに基づき算出する基準位置ＣＡＳを、Ｕ相信号のパルス変化位置に設定しているが、Ｖ相信号やＷ相信号のパルス変化位置に設定してもよい。例えば、基準位置信号ＥＳの検出後において、Ｖ相信号やＷ相信号の所定回数目のパルス変化位置を基準位置として設定する。また、パルス変化位置に基準位置を設定することに替え、基準位置信号ＥＳの検出時点から所定時間が経過した時点の位置を基準位置として設定してもよい。
【００９７】
・上記各実施形態では、組合せ情報ＮＮＵＭの値に基づき基準位置信号ＥＳを検出しているが、Ｕ相信号のパルス変化の時間間隔に基づき基準位置信号ＥＳを検出してもよい。すなわち、パルスの立下りから次回パルスの立上りまでの時間間隔を逐次計測し、前回の時間間隔に比べて今回の時間間隔が図８の例では所定以上長く、図３の例では所定以上短くなっていれば、今回の時間間隔中に異極磁性部３４が通過していたと見なして基準位置信号ＥＳを検出する。
【００９８】
・上記第１実施形態にかかるＡＣＧスタータ２０は、ＵＶＷ相センサＳＵ〜ＳＷを隣り合う間隙４１ａ（図２参照）に配置しているが、隣り合う間隙４１ａに配置することを禁止して、複数のセンサＳＵ〜ＳＷを分散して配置してもよい。
【００９９】
・上記各実施形態では、ステータ４０の外周側にロータ３０が位置するアウターロータ型のＡＣＧスタータ２０を採用しているが、ステータ４０の内周側にロータ３０が位置するインナーロータ型のＡＣＧスタータ２０を採用してもよい。
【０１００】
・上記各実施形態では、ロータ３０を１２極、ステータ４０を１８極とした１２−８極のＡＣＧスタータ２０を対象としているが、８−１２極や１６−２４極等、他の極数のＡＣＧスタータ２０を対象としてもよい。
【０１０１】
・上記各実施形態では、Ｓ極マグネット３２Ｓ中にＮ極の異極磁性部３４を形成しており、基準位置信号ＥＳをロー側に設定している。これに対し、Ｎ極マグネット３２Ｎ中にＳ極の異極磁性部３４を形成して、基準位置信号ＥＳをハイ側に設定してもよい。また、Ｎ極マグネット３２Ｎでロー側出力ではなくハイ側出力にしてもよい。
【０１０２】
・上記各実施形態では、クランク軸１４にロータ３０を直結させているが、ベルトやギア等の動力伝達機構を介してロータ３０をクランク軸１４に連結させてもよい。但しこの場合には、ギアのバックラッシュやベルトの伸び等により、クランク軸１４の回転位相とロータ３０の回転位相とにずれが生じるので、クランク軸１４の基準位置ＣＡＳの算出精度は低下する。
【０１０３】
・上記各実施形態では、発電機能も兼ね備えたＡＣＧスタータ２０を始動モータとして採用しているが、発電機能を有しない始動モータを採用してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１３…ＥＣＵ（基準検出手段）、１４…クランク軸、１８…バッテリ、１９…デコンプ機構、２０…ＡＣＧスタータ（始動モータ）、Ｓ１１…制御手段、Ｓ１６…排気行程判別手段、Ｓ１８…正転制御手段、Ｓ１９…圧縮行程判別手段、ＣＡＳ…基準位置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単気筒エンジンのクランク軸に回転力を付与する始動モータを備えるエンジンに適用され、
前記エンジンのピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで、前記始動モータを駆動させる制御手段と、
前記クランク軸の回転角の基準位置を検出する基準検出手段と、
前記制御手段により前記基準位置から所定回転角以上回転させても、前記クランク軸の回転停止が生じなければ、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち排気行程の側にあると判別する排気行程判別手段と、
前記制御手段により前記基準位置から前記所定回転角を回転させるまでに、前記クランク軸の回転停止が生じた場合には、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち圧縮行程の側にあると判別する圧縮行程判別手段と、
を備えることを特徴とする単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記排気行程判別手段により排気行程の側にあると判別された場合、前記クランク軸の回転位置が所定位置に達するまで駆動させた後に、正転駆動させることを特徴とする請求項１に記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項３】
前記エンジンが低温であるほど、前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項４】
前記駆動トルクに基づき前記始動モータを制御するにあたり、前記始動モータへ電力供給するバッテリの端子電圧が低いほど前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項５】
前記ピストンが圧縮行程を乗り越えやすくするように、圧縮行程時の筒内圧を減圧させるデコンプ機構を備えたエンジンに適用され、
前記デコンプ機構を作動させて減圧させている時には、非減圧時に比べて前記駆動トルクを低い値に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項１】
単気筒エンジンのクランク軸に回転力を付与する始動モータを備えるエンジンに適用され、
前記エンジンのピストンが圧縮行程を乗り越えられず且つ排気行程を乗り越えられる大きさに設定された駆動トルクで、前記始動モータを駆動させる制御手段と、
前記クランク軸の回転角の基準位置を検出する基準検出手段と、
前記制御手段により前記基準位置から所定回転角以上回転させても、前記クランク軸の回転停止が生じなければ、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち排気行程の側にあると判別する排気行程判別手段と、
前記制御手段により前記基準位置から前記所定回転角を回転させるまでに、前記クランク軸の回転停止が生じた場合には、現時点での回転位置は圧縮行程および排気行程のうち圧縮行程の側にあると判別する圧縮行程判別手段と、
を備えることを特徴とする単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記排気行程判別手段により排気行程の側にあると判別された場合、前記クランク軸の回転位置が所定位置に達するまで駆動させた後に、正転駆動させることを特徴とする請求項１に記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項３】
前記エンジンが低温であるほど、前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項４】
前記駆動トルクに基づき前記始動モータを制御するにあたり、前記始動モータへ電力供給するバッテリの端子電圧が低いほど前記駆動トルクを高い値に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項５】
前記ピストンが圧縮行程を乗り越えやすくするように、圧縮行程時の筒内圧を減圧させるデコンプ機構を備えたエンジンに適用され、
前記デコンプ機構を作動させて減圧させている時には、非減圧時に比べて前記駆動トルクを低い値に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の単気筒エンジンの行程判別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２９０８４（Ｐ２０１３−２９０８４Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６６５２（Ｐ２０１１−１６６６５２）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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