JP2018204553A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で、エンジンの圧縮行程の判定が可能な電子制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御装置１００では、判定部１３２ｂが、三相交流発電機１１０がクランク軸の駆動を開始した後に電圧検出部１３２ａが検出した鉛バッテリ１０１の電圧が所定の閾値Ｖｔｈ未満となったときに、エンジンの行程が圧縮行程にあることを判定する圧縮行程判定を行い、制御部１３２が、三相交流発電機１１０がクランク軸の駆動を開始してから判定部１３２ｂが圧縮行程判定をするまでの期間で鉛バッテリ１０１の電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以上に維持されるように、三相交流発電機１１０を駆動するためのデューティを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置に関し、特に、鉛バッテリ等の二次電池を三相交流発電機により充電すると共に、その三相交流発電機を用いて内燃機関を始動する車両の電子制御装置に関する。

近年、自動車等の車両において、内燃機関であるエンジンのクランクシャフト（クランク軸）に連結されその回転に伴って駆動される界磁束発生用磁石を有する回転子及び発電出力発生用の固定子巻線が巻回された固定子を備える三相交流発電機を用いて、鉛バッテリ等の二次電池を充電するように制御すると共に、エンジンのクランクシャフトを回転させることによりエンジンを始動するように制御する電子制御装置が提案されている。

かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関の始動装置及び始動制御装置に関し、エンジン始動時に、スタータモータを逆転させてクランクシャフトを逆転させピストンを一旦排気行程内に戻した後、スタータモータを正転させてピストンが排気行程内にある状態からエンジンを始動させる構成を開示する。

特許第４２３０１１６号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、具体的には、予め保持しているマップ等のデータに基づいて電源電圧とエンジン温度等から圧縮上死点までクランクシャフトを逆転させるために必要な時間を決定して逆転動作を行い、逆転動作中の回転数（クランクパルス間の時間）等を監視して回転数の低下比率から圧縮上死点を判定し、逆転動作中に圧縮上死点の圧縮反力により正転に転じたことをクランクパルスから検出して圧縮上死点を判定するという構成を有する必要がある。このため、特許文献１の構成によれば、電源電圧や温度条件に応じて複数種のデータを保持してデータの持ち替えを行う必要があり、また予めＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等のメモリにデータを保持しておく必要がある。また、クランクパルス毎に回転数比率を算出しなければならず処理負荷となる。さらに、クランク位置の検出精度によって圧縮上死点の判定精度が変化すると共に、圧縮上死点を精度よく判定するためにはリラクタの歯数を増やしてクランク位置検出を細かく行う必要がある。

また、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、逆転動作開始時の電源電圧の最低電圧を保持し、その保持している最低電圧以下の電源電圧を検出した場合に圧縮上死点と判定するという構成も採用し得るが、かかる場合には、エンジン温度や電源電圧によっては逆転動作開始時の電源電圧の最低電圧の方が圧縮上死点時の電源電圧よりも低くなることにより、圧縮上死点を判定できない可能性が考えられる。

本発明は、以上の検討経てなされたものであり、簡便な構成で、エンジンの圧縮行程の判定が可能な電子制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、内燃機関であるエンジンのクランク軸を回転させるように駆動する電動モータに電力を供給するバッテリの電圧を検出する電圧検出部を備えた電子制御装置において、前記電動モータが前記クランク軸の前記駆動を開始した後に前記電圧検出部が検出した前記バッテリの電圧が所定の閾値未満となったときに、前記エンジンの行程が圧縮行程にあることを判定する圧縮行程判定を行う判定部と、前記電動モータが前記クランク軸の前記駆動を開始してから前記判定部が前記圧縮行程判定をするまでの期間において前記バッテリの電圧が前記所定の閾値以上に継続して維持されるように、前記電動モータを駆動するためのデューティを制御する制御部と、を備えることを第１の局面とする。

また、本発明は、第１の局面に加えて、前記制御部が、前記デューティを所定値まで漸増させることを第２の局面とする。

また、本発明は、第１又は第２の局面に加えて、前記判定部が、前記電動モータが前記駆動を開始した前記時点を起点として、所定時間内に前記バッテリの電圧が前記所定の閾値未満となったときに、前記エンジンの行程が圧縮行程にあると判定することを第３の局面とする。

また、本発明は、第１から第３の局面のいずれかに加えて、前記電動モータの前記駆動は、前記クランク軸を、前記エンジンの運転中とは逆方向に回転させるものであることを第４の局面とする。

また、本発明は、第１から第４の局面のいずれかに加えて、前記エンジンは、単気筒の内燃機関であることを第５の局面とする。

以上の本発明の第１の局面にかかる電子制御装置によれば、電動モータがクランク軸の駆動を開始した後に前記電圧検出部が検出したバッテリの電圧が所定の閾値未満となったときに、エンジンの行程が圧縮行程にあることを判定する圧縮行程判定を行う判定部と、電動モータがクランク軸の駆動を開始してから判定部が圧縮行程判定をするまでの期間においてバッテリの電圧が所定の閾値以上に継続して維持されるように、電動モータを駆動するためのデューティを制御する制御部と、を備えるものであるため、簡便な構成で、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。また、電源電圧や温度条件によるマップ等のデータを保持する必要がなくメモリ容量を削減することができる。また、処理優先度の低い処理周期でもエンジンの圧縮行程を判定することができるために、クランクパルスに同期するような処理優先度の高いタスクの負荷を増やす必要なない。また、クランク位置検出信号を使用しないため、クランク位置の検出精度に関係なくエンジンの圧縮行程の判定をすることができる。また、逆転動作開始時の電源電圧の落ち込みによる圧縮上死点の誤判定を抑制することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる電子制御装置によれば、制御部が、デューティを所定値まで漸増させるものであるため、簡便な構成で、より確実に、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。

また、本発明の第３の局面にかかる電子制御装置によれば、判定部が、電動モータが駆動を開始した時点を起点として、所定時間内にバッテリの電圧が所定の閾値未満となったときに、エンジンの行程が圧縮行程にあると判定するものであるため、簡便な構成で、より確実かつ実用的に、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。

また、本発明の第４の局面にかかる電子制御装置によれば、電動モータの駆動が、クランク軸を、エンジンの運転中とは逆方向に回転させるものであるため、簡便な構成で、より精度よく、エンジンの圧縮行程の判定をすることができると共に、より確実なエンジンの始動に寄与することができる。

また、本発明の第５の局面にかかる電子制御装置によれば、エンジンが、単気筒の内燃機関であるため、簡便な構成で、より確実に、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。

図１は、本発明の実施形態における電子制御装置の構成を示す回路図である。 図２は、本実施形態における電子制御装置が実行する圧縮行程判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図３は、本実施形態における電子制御装置が実行する圧縮行程判定処理での逆転動作開始時刻からの経過時間と三相交流発電機のデューティとの関係の一例を示す図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。

〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の実施形態における電子制御装置の構成について、詳細に説明する。

図１は、本実施形態における電子制御装置の構成を示す回路図である。

図１に示すように、本実施形態における電子制御装置１００は、典型的には、自動二輪車等の車両に搭載され、二次電池である鉛バッテリ１０１を三相交流発電機１１０により充電すると共に、三相交流発電機１１０を用いて単気筒の内燃機関であるエンジンのクランク軸を回転させることによりエンジンを始動するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１３０を備えている。

なお、図中の符号１０２は、鉛バッテリ１０１の正極と負極との電圧差を鉛バッテリ１０１の電圧として検出する電圧センサを示し、符号１０３は、エンジンのクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサを示している。また、二次電池としては、鉛バッテリ以外に、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリも利用可能である。また、鉛バッテリ１０１の電圧は、鉛バッテリ１０１の正極と負極との電圧差を直接検出したものに限らず、三相交流発電機１１０への通電時の電圧降下量が検出することができるものであれば、鉛バッテリ１０１及び三相交流発電機１１０を含む電気回路における正極側と負極側との電圧差を検出したものであってもよい。

三相交流発電機１１０は、その詳細な構成は省略するが、Ｕ相のコイル１１０ａ、Ｖ相のコイル１１０ｂ及びＷ相のコイル１１０ｃから成る３相の発電出力発生用のコイル（固定子巻線）が巻回された固定子と、これらの各相のコイル１１０ａ、コイル１１０ｂ及び１１０ｃに対応する界磁束発生用の永久磁石が各々装着されると共に固定子の外周側を周回するように配設された回転子と、を備え、かかる回転子がエンジンのクランク軸に連結される。

Ｕ相のコイル１１０ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の一方のＵ相のスイッチング素子１３１ａの他方の端子と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の他方のＵ相のスイッチング素子１３１ｂの一方の端子と、に電気的に接続する接続端子１１１ａを有している。Ｖ相のコイル１１０ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の一方のＶ相のスイッチング素子１３１ｃの他方の端子と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の他方のＶ相のスイッチング素子１３１ｄの一方の端子と、に電気的に接続する接続端子１１１ｂを有している。また、Ｗ相のコイル１１０ｃは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の一方のＷ相のスイッチング素子１３１ｅの他方の端子と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１の他方のＷ相のスイッチング素子１３１ｆの一方の端子と、に電気的に接続する接続端子１１１ｃを有している。

ここで、三相交流発電機１１０から出力される出力電圧の経時的変化は、エンジンのクランク軸によって駆動される三相交流発電機１１０の回転子の回転に同期している。詳しくは、回転子の回転方向の位相（回転位相：回転角）の１周期を３６０°（回転子の１回転）とすると、回転子の回転位相の１周期に対して、Ｕ相のコイル１１０ａ及びそれに対応する永久磁石の位相は、Ｖ相のコイル１１０ｂ及びそれに対応する永久磁石の位相よりも１２０°ほど早く、Ｖ相のコイル１１０ｂ及びそれに対応する永久磁石の位相は、Ｗ相のコイル１１０ｃ及びそれに対応する永久磁石の位相よりも１２０°ほど早くなるように設定されている。これに対応して、Ｕ相のコイル１１０ａから出力される出力電圧は、Ｖ相のコイル１１０ｂから出力される出力電圧よりも１２０°ほど位相が進み、Ｖ相のコイル１１０ｂから出力される出力電圧は、Ｗ相のコイル１１０ｃから出力される出力電圧よりも１２０°ほど位相が進むように設定されている。

ＥＣＵ１３０は、マイクロコンピュータ等を含む演算処理装置であり、電力変換器であるＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ１３１、制御部１３２、メモリ１３３及びタイマ１３４を備えている。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、ＥＣＵ１３０外にパワーモジュール等として設けられていてもよい。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、典型的には、３相ブリッジ接続されたスイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆを有し、制御部１３２からの制御信号に従って、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々をオン状態又はオフ状態にして三相交流発電機１１０から供給された３相交流電流を直流電流に変換すると共に、鉛バッテリ１０１に直流電流を供給する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、制御部１３２からの制御信号に従って、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆの各々をオン状態又はオフ状態にして鉛バッテリ１０１から供給された直流電流を３相交流電流に変換すると共に、三相交流発電機１１０に三相交流電流を供給するものであり、かかる場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、ＤＣ／ＡＣコンバータとして機能する。なお、スイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆは、典型的には各々トランジスタであり、図１中では、一例として、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として各々示している。

具体的には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の各相に対して、一対のスイッチング素子１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄ、１３１ｅ及び１３１ｆを各々対応して有している。

つまり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１では、Ｕ相の一対のスイッチング素子１３１ａとスイッチング素子１３１ｂとが電気的に接続されており、スイッチング素子１３１ａがオン状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｂがオフ状態の場合にＵ相の出力電圧をハイレベルにし、スイッチング素子１３１ａがオフ状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｂがオン状態の場合にＵ相の出力電圧をローレベルにする。

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１では、Ｖ相の一対のスイッチング素子１３１ｃとスイッチング素子１３１ｄとが電気的に接続されており、スイッチング素子１３１ｃがオン状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｄがオフ状態の場合にＶ相の出力電圧をハイレベルにし、スイッチング素子１３１ｃがオフ状態で、且つ、スイッチング素子１３１ｄがオン状態の場合にＶ相の出力電圧をローレベルにする。

更に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３１では、Ｗ相の一対のスイッチング素子１３１ｅとスイッチング素子１３１ｆとが電気的に接続されており、スイッチング素子１３１ｅがオン状態、且つ、スイッチング素子１３１ｆがオフ状態の場合にＷ相の出力電圧をハイレベルにし、スイッチング素子１３１ｅがオフ状態、且つ、スイッチング素子１３１ｆがオン状態の場合にＷ相の出力電圧をローレベルにする。

ここで、スイッチング素子１３１ａは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、鉛バッテリ１０１の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子１３１ｂ及び三相交流発電機１１０の接続端子１１１ａに電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ａは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときは、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。

また、スイッチング素子１３１ｂは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子１３１ａ及び三相交流発電機１１０の接続端子１１１ａに電気的に接続された一方の入力端子と、鉛バッテリ１０１の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｂは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。

また、スイッチング素子１３１ｃは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、鉛バッテリ１０１の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子１３１ｄ及び三相交流発電機１１０の接続端子１１１ｂに電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｃは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。

また、スイッチング素子１３１ｄは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子１３１ｃ及び三相交流発電機１１０の接続端子１１１ｂに電気的に接続された一方の入力端子と、鉛バッテリ１０１の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｄは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。

また、スイッチング素子１３１ｅは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、鉛バッテリ１０１の高電位側に電気的に接続された一方の入力端子と、スイッチング素子１３１ｆ及び三相交流発電機１１０の接続端子１１１ｃに電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｅは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。

更に、スイッチング素子１３１ｆは、制御部１３２に電気的に接続された制御端子と、スイッチング素子１３１ｅ及び三相交流発電機１１０の接続端子１１０ｃに電気的に接続された一方の入力端子と、鉛バッテリ１０１の低電位側に電気的に接続された他方の入力端子と、を有している。かかるスイッチング素子１３１ｆは、その制御端子に対して制御部１３２から印加される所定の制御信号に従って、オン／オフ動作し、それがオン状態のときには、一方の入力端子から他方の入力端子へ電流が流れる。

制御部１３２は、メモリ１３３から必要な制御プログラム及び制御データを読み出して、制御プログラムを実行することによって、ＥＣＵ１３０全体の動作を制御する。制御部１３２は、電圧センサ１０２及びクランク角センサ１０３に接続され、電圧センサ１０２によって検出された鉛バッテリ１０１の電圧を示す電気信号及びクランク角センサ１０３によって検出されたクランク軸の回転角度を示す電気信号が入力されるように構成されている。また、制御部１３２は、電圧検出部１３２ａ及び判定部１３２ｂを機能ブロックとして備えている。

更に、かかる制御部１３２は、詳細は後述する圧縮行程判定処理を実行するものであり、圧縮行程判定処理においては、電圧検出部１３２ａが、電圧センサ１０２を介して鉛バッテリ１０１の電圧を検出し、判定部１３２ｂが、三相交流発電機１１０がエンジンのクランク軸の駆動を開始した時点及びそれ以降のバッテリ１０１の電圧が所定の閾値未満となったときに、エンジンの行程が圧縮行程にあることを判定するものである。この際に、制御部１３２が、三相交流発電機１１０がエンジンのクランク軸の駆動を開始してから判定部１３２ｂが圧縮行程判定をするまでの期間においてバッテリ１０１の電圧が所定の閾値以上に継続して維持されるように、三相交流発電機１１０を駆動するためのデューティを制御するものである。

メモリ１３３には、必要な制御プログラム及び制御データが記憶されている。タイマ１３４は、制御部１３２からの制御信号に従って各種計時処理を実行する。

このような構成を有する電子制御装置１００は、三相交流発電機１１０を用いてエンジンのクランク軸を回転させることによりエンジンを始動する際、制御部１３２が以下に示す圧縮行程判定処理を実行することにより、簡便な構成で、エンジンの行程が圧縮行程にある、より詳しくは、エンジンのピストンの位置が圧縮上死点にあることを示す判定である圧縮行程判定を行う。以下、図２及び図３を参照して、圧縮行程判定処理を実行する際の制御部１３２の動作について説明する。

〔圧縮行程判定処理〕
図２は、本実施形態における電子制御装置１００が実行する圧縮行程判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、図３は、本実施形態における電子制御装置１００が実行する圧縮行程判定処理での逆転動作開始時刻からの経過時間と三相交流発電機のデューティ（Ｄｕｔｙ）との関係の一例を示す図である。

図２に示す圧縮行程判定処理は、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられて電子制御装置１００のＥＣＵ１３０が稼働したタイミングで開始となり、圧縮行程判定処理はステップＳ１の処理に進む。なお、かかる圧縮行程判定処理では、クランク軸をエンジンの運転中と同じ正方向に回転（正転）させる際に、エンジンのピストンが圧縮上死点前から圧縮上死点後に移動するように圧縮上死点を確実に乗り越えることを可能とする観点から、一旦、クランク軸をエンジンの運転中とは逆方向に回転（逆転）させることによりエンジンを始動することとするが、原理的には、クランク軸をエンジンの運転中と同じ方向に回転させることによりエンジンを始動する際にかかる圧縮行程判定処理を実行することも可能である。

ステップＳ１の処理では、制御部１３２が、鉛バッテリ１０１の電力を利用して三相交流発電機１１０（電動モータ）の駆動を開始することによってクランク軸をエンジンの運転中とは逆方向に回転させるため、三相交流発電機１１０を用いてエンジンのクランク軸をエンジンの運転中とは逆方向に回転させることによりエンジンを始動することを指示する制御信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１３１に出力するに先立って、タイマ１３４の計時動作を開始すると共にその開始時の初期カウント値に基づいて、三相交流発電機１１０が逆転動作を開始する時刻（逆転開始時刻）を取得しメモリ１３３中に記憶する等して保持する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ２の処理に進む。なお、かかる逆転開始時刻は、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、各々時刻ｔ＝Ｔ０で示されている。

ステップＳ２の処理では、電圧検出部１３２ａが、電圧センサ１０２を介して現在の鉛バッテリ１０１の電圧（モータ駆動電圧）Ｖの初期値として検出し、制御部１３２によって、かかる初期値が所定の閾値Ｖｔｈ以上であることの確認を可能とする。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ３の処理に進む。なお、かかる鉛バッテリ１０１の電圧Ｖの初期値が所定の閾値Ｖｔｈ未満である場合には、今回の圧縮行程判定処理をこのまま終了させることも可能である。

ステップＳ３の処理では、制御部１３２が、タイマ１３４の現在のカウント値に基づいて、現在の時刻ｔを取得する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御部１３２が、逆転動作開始時刻Ｔ０から現在の時刻ｔまでの経過時間（ｔ−Ｔ０）と三相交流発電機１１０を駆動するためのデューティの値との関係を示すデューティテーブルから、逆転動作開始時刻Ｔ０からステップＳ３の処理において取得した現在の時刻ｔまでの経過時間に対応するデューティの値を検索する。なお、かかるデューティテーブルは、予め設定されてメモリ１３３中に記憶されているもので、図３（ａ）に示すように、逆転動作開始時刻Ｔ０からデューティ駆動終了時刻ＴＥまでの間、デューティの値が一定値に保持されるように設定されていてもよいし、図３（ｂ）に示すように、逆転駆動開始時刻Ｔ０からの経過時間が増えるに従ってデューティの値が所定値（図示例では１００％で示しているが、８０％や９０％等であってもよい）まで漸増するように設定されていてもよい。また、この際、エンジン温度、大気温度、スロットル温度及び鉛バッテリ１０１の電圧等の車両に関係する状態から算出された補正係数をデューティの値に乗算して、デューティの値を補正してもよい。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、制御部１３２が、ステップＳ４の処理において検索されたデューティの値で三相交流発電機１１０を駆動することができる制御信号をＡＣ／ＤＣコンバータ１３１に出力することにより、鉛バッテリ１０１の電力を利用して三相交流発電機１１０の駆動を開始させて、クランク軸をエンジンの運転中とは逆方向に回転させる。この際、三相交流発電機１１０の逆転動作開始時からの駆動電流は、鉛バッテリ１０１の電圧を所定の閾値Ｖｔｈ以上に維持することができるように制限されている。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、電圧検出部１３２ａが、電圧センサ１０２を介して三相交流発電機１１０の駆動中における現在の鉛バッテリ１０１の電圧（モータ駆動電圧）Ｖを検出する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、判定部１３２ｂが、ステップＳ６の処理において検出されたモータ駆動電圧Ｖの値が所定の閾値Ｖｔｈ未満であるか否かを判別する。判別の結果、モータ駆動電圧Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ未満である場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、判定部１３２ｂは、圧縮行程判定処理をステップＳ１１の処理に進める。一方、モータ駆動電圧Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ以上である場合には（ステップＳ７：Ｎｏ）、判定部１３２ｂは、圧縮行程判定処理をステップＳ８の処理に進める。なお、所定の閾値電圧Ｖｔｈとしては、例えば、実験により得られた始動時圧縮上死点での最小バッテリ電圧Ｖ３に水温やバッテリ電圧に応じた補正係数Ｋを乗算した値（Ｖ３×Ｋ）、又は、最小バッテリ電圧Ｖ３から補正係数Ｋ’を減算した値（Ｖ３−Ｋ’）を用いることができる。

ステップＳ８の処理では、制御部１３２が、タイマ１３４のカウント値に基づいて、現在の時刻ｔを取得する。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９の処理では、制御部１３２が、逆転動作開始時刻Ｔ０からステップＳ８の処理において取得した現在の時刻ｔまでの経過時間Ｔ１（＝ｔ−Ｔ０）を算出する。これにより、ステップＳ９の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ１０の処理では、判定部１３２ｂが、ステップＳ９の処理において算出された経過時間Ｔ１が所定時間未満であるか否かを判別する。判別の結果、経過時間Ｔ１が所定時間未満である場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、判定部１３２ｂは、圧縮行程判定処理をステップＳ３の処理に戻す。一方、経過時間Ｔ１が所定時間以上である場合には（ステップＳ１０：Ｎｏ）、判定部１３２ｂは、圧縮行程判定処理をステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ１１の処理では、判定部１３２ｂが、クランク角センサ１０３を介して現在のクランク軸の回転角度（現在のクランク位置）を検出し（図３（ａ）及び図３（ｂ）に各々示す時刻ｔ＝Ｔ１）、検出された現在のクランク位置を圧縮上死点であると判定する。なお、所定時間内に所定の閾値電圧Ｖｔｈよりも低いモータ駆動電圧Ｖを検出できない場合には、判定部１３２ｂは、圧縮上死点から逆転動作を開始したと判定してもよい。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、圧縮行程判定処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、制御部１３２が、三相交流発電機１１０の駆動を停止することによってエンジンのクランク軸の逆転動作を終了する。これにより、ステップＳ１２の処理は完了し、今回の一連の圧縮行程判定処理は終了する。

なお、本実施形態においては、クランク角センサ１０３のクランクパルス等の信号に基づくクランク軸の回転角度（クランク位置）と電圧センサ１０２の出力信号に基づく鉛バッテリ１０１の電圧変動との組み合わせによって圧縮上死点を排気上死点から区別して判定してもよい。具体的には、排気上死点付近の電圧と圧縮上死点付近の電圧に着目し、それらの電圧がより低い方を圧縮上死点と判定するようにしてもよい。

以上の説明から明らかなように、本実施形態における電子制御装置１００では、判定部１３２ｂが、三相交流発電機１１０がクランク軸の駆動を開始した後に電圧検出部１３２ａが検出した鉛バッテリ１０１の電圧が所定の閾値Ｖｔｈ未満となったときに、エンジンの行程が圧縮行程にあることを判定する圧縮行程判定を行い、制御部１３２が、三相交流発電機１１０がクランク軸の駆動を開始してから判定部１３２ｂが圧縮行程判定をするまでの期間で鉛バッテリ１０１の電圧が所定の閾値Ｖｔｈ以上に維持されるように、三相交流発電機１１０を駆動するためのデューティを制御するので、簡便な構成で、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。また、電源電圧や温度条件によるマップ等のデータを保持する必要がなくメモリ容量を削減することができる。また、処理優先度の低い処理周期でもエンジンの圧縮行程を判定することができるために、クランクパルスに同期するような処理優先度の高いタスクの負荷を増やす必要なない。また、クランク位置検出信号を使用しないため、クランク位置の検出精度に関係なくエンジンの圧縮行程の判定をすることができる。また、逆転動作開始時の電源電圧の落ち込みによる圧縮上死点の誤判定を無くすことができる。

また、本実施形態における電子制御装置１００では、制御部１３２が、デューティを所定値まで漸増させるものであるため、簡便な構成で、より確実に、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。

また、本実施形態における電子制御装置１００では、判定部１３２ｂが、三相交流発電機１１０が駆動を開始した時点を起点として、所定時間内に鉛バッテリ１０１の電圧が所定の閾値Ｖｔｈ未満となったときに、エンジンの行程が圧縮行程にあると判定するものであるため、簡便な構成で、より確実かつ実用的に、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。

また、本実施形態における電子制御装置１００では、三相交流発電機１１０に、クランク軸をエンジンの運転中とは逆方向に回転させるように制御するものであるため、簡便な構成で、より精度よく、エンジンの圧縮行程の判定をすることができると共に、より確実なエンジンの始動に寄与することができる。

また、本実施形態における電子制御装置１００では、単気筒の内燃機関であるエンジンを制御対象とするものであるため、簡便な構成で、より確実に、エンジンの圧縮行程の判定をすることができる。

なお、本発明は、構成要素の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、かかる構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明は、簡便な構成で、エンジンの圧縮行程の判定が可能な電子制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の車両の電子制御装置に広範に適用され得るものと期待される。

１００…電子制御装置
１０１…鉛バッテリ
１０２…電圧センサ
１０３…クランク角センサ
１１０…三相交流発電機
１３０…ＥＣＵ
１３１…ＡＣ／ＤＣコンバータ
１３２…制御部
１３２ａ…電圧検出部
１３２ｂ…判定部
１３３…メモリ
１３４…タイマ

Claims (5)

1. 内燃機関であるエンジンのクランク軸を回転させるように駆動する電動モータに電力を供給するバッテリの電圧を検出する電圧検出部を備えた電子制御装置において、
   前記電動モータが前記クランク軸の前記駆動を開始した後に前記電圧検出部が検出した前記バッテリの電圧が所定の閾値未満となったときに、前記エンジンの行程が圧縮行程にあることを判定する圧縮行程判定を行う判定部と、
   前記電動モータが前記クランク軸の前記駆動を開始してから前記判定部が前記圧縮行程判定をするまでの期間において前記バッテリの電圧が前記所定の閾値以上に継続して維持されるように、前記電動モータを駆動するためのデューティを制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする電子制御装置。
2. 前記制御部は、前記デューティを所定値まで漸増させることを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記判定部は、前記電動モータが前記駆動を開始した前記時点を起点として、所定時間内に前記バッテリの電圧が前記所定の閾値未満となったときに、前記エンジンの行程が圧縮行程にあると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子制御装置。
4. 前記電動モータの前記駆動は、前記クランク軸を、前記エンジンの運転中とは逆方向に回転させるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子制御装置。
5. 前記エンジンは、単気筒の内燃機関であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子制御装置。

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