特開 2022-181657 エンジン始動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022181657

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】エンジン始動装置

(51)【国際特許分類】

   F02N 11/08 20060101AFI20221201BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20221201BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

F02N11/08 V

F02N11/08 Z

F02D45/00 362

F02D29/02 321B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021088710

(22)【出願日】2021-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100139365

【弁理士】

【氏名又は名称】中嶋 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】刑部 鉄也

【テーマコード（参考）】

3G093

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G093BA14

3G093BA21

3G093CA01

3G093DA01

3G093DA07

3G384BA39

3G384CA01

3G384DA04

3G384DA13

3G384FA56Z

3G384FA58Z

(57)【要約】

【課題】スイングバック制御において逆転させたクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したとの判断を正確に行い、エンジンの始動を確実に行う。
【解決手段】エンジン始動装置１１は、電動発電機１２、電磁ピックアップ３２および駆動制御回路３５を備え、電動発電機１２のロータケース１４はクランクシャフト５に回転不能に結合され、ロータケース１４の周壁部１６には指標部ａ～ｋが設けられ、電磁ピックアップ３２は、各指標部ａ～ｋが検出基準位置Ｐｄを通過したことを検出し、駆動制御回路３５は、電動発電機１２により、クランクシャフト５を逆転させ、クランク角が反転実行クランク角に達したときにクランクシャフト５を正転させるスイングバック制御を行う。駆動制御回路３５は、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて認識する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンケースと、前記エンジンケースに設けられたシリンダと、前記エンジンケース内に設けられたクランクシャフトと、前記シリンダ内に設けられたピストンと、前記クランクシャフトと前記ピストンとを接続するコネクティングロッドとを備えた４サイクルエンジンを始動させるエンジン始動装置であって、
電動機と、電磁ピックアップと、制御部とを備え、
前記電動機は、
前記クランクシャフトに固定され、前記クランクシャフトと共に回転するロータケース、および前記ロータケースに固定された複数の磁界形成部を有するロータと、
前記エンジンケースに固定されたコア、および前記コアに設けられた３個以上のコイルを有するステータとを備え、
前記ロータケースは、有底円筒状に形成され、底板部、前記底板部の外周側に設けられた周壁部、前記底板部の中央に設けられた挿入穴を有し、前記クランクシャフトの端部が前記挿入穴内に挿入され、前記クランクシャフトの端部に前記クランクシャフトに対して回転不能に結合され、
前記周壁部の外面または前記底板部の外周側部分の外面には、磁性材料により形成された複数の指標部が前記ロータケースの中央を中心とする円上に前記ロータケースの全周に亘ってそれぞれ所定の間隔を置いて設けられ、
前記複数の指標部は、形状、大きさ、または前記複数の指標部のうち前記ロータケースの周方向における一方の隣に設けられた指標部との間隔が前記複数の指標部のうちの他の指標部と異なる１個の特異指標部を含み、
前記電磁ピックアップは、前記エンジンケースに固定され、前記ロータの回転時における前記各指標部の軌道に対向するように配置され、前記ロータの回転時に前記各指標部が所定の検出基準位置を通過したことを示すパルス状の検出信号を出力し、
前記制御部は、前記ロータを前記ステータに対して一の方向に回転させることにより前記クランクシャフトを逆転させ、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したときに、前記ロータの回転方向を反転させることにより前記クランクシャフトを正転させるスイングバック制御を行い、
前記反転実行クランク角は、前記クランクシャフトが逆転している間に、前記ピストンが膨張下死点から圧縮上死点に向かって前記シリンダ内を上昇する区間内の一のクランク角に設定され、
前記制御部は、前記スイングバック制御において、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記反転実行クランク角に達したことを前記検出信号に基づいて認識することを特徴とするエンジン始動装置。

【請求項2】

ｎ（ｎは３以上の整数）個の前記指標部を備え、
前記ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が前記特異指標部であり、
前記制御部は、前記スイングバック制御において、前記検出信号に基づいて、前記クランクシャフトが逆転を開始した後に前記特異指標部が前記検出基準位置を通過した第１の時点から、引き続きｍ（ｍは１以上ｎ／２以下の整数）個の前記指標部が前記検出基準位置を通過する第２の時点までの間に前記検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断し、前記第１の時点から前記第２の時点までの間に前記検出信号の出力レベルが前記基準出力レベル以下になった場合には、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記第２の時点に前記反転実行クランク角に達したと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

【請求項3】

ｎ（ｎは３以上の整数）個の前記指標部を備え、
前記ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が前記特異指標部であり、
前記制御部は、前記スイングバック制御において、前記検出信号に基づいて、前記クランクシャフトが逆転を開始した後に前記特異指標部が前記検出基準位置を初めて通過した第１の時点から、引き続きｍ（ｍは１以上ｎ／２以下の整数）個の前記指標部が前記検出基準位置を通過する第２の時点までの間に前記検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断し、前記第１の時点から前記第２の時点までの間に前記検出信号の出力レベルが前記基準出力レベル以下になった場合には、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記第２の時点に前記反転実行クランク角に達したと判断し、一方、前記第１の時点から前記第２の時点までの間に前記検出信号の出力レベルが前記基準出力レベル以下になっていない場合には、前記第２の時点の後に前記特異指標部が前記検出基準位置を再び通過し、その後引き続きｍ個の前記指標部が前記検出基準位置を通過した第３の時点に、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記反転実行クランク角に達したと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

【請求項4】

ｎ（ｎは３以上の整数）個の前記指標部を備え、
前記ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が前記特異指標部であり、
前記制御部は、前記スイングバック制御において、前記検出信号に基づいて、前記クランクシャフトが逆転を開始した後に前記特異指標部が前記検出基準位置を通過し、その後引き続きｍ（ｍは１以上ｎ未満の整数）個の前記指標部が前記検出基準位置を通過した時点に前記検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断し、当該時点に前記検出信号の出力レベルが前記基準出力レベル以下になった場合には、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が当該時点に前記反転実行クランク角に達したと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

【請求項5】

ｎ（ｎは３以上の整数）個の前記指標部を備え、
前記ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が前記特異指標部であり、
前記制御部は、前記スイングバック制御において、前記検出信号に基づいて、前記クランクシャフトが逆転を開始した後に前記特異指標部が前記検出基準位置を初めて通過し、その後引き続きｍ（ｍは１以上ｎ未満の整数）個の前記指標部が前記検出基準位置を通過した第１の時点に前記検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断し、前記第１の時点に前記検出信号の出力レベルが前記基準出力レベル以下になった場合には、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記第１の時点に前記反転実行クランク角に達したと判断し、一方、前記第１の時点に前記検出信号の出力レベルが前記基準出力レベル以下になっていない場合には、前記第１の時点の後に前記特異指標部が前記検出基準位置を再び通過し、その後引き続きｍ個の前記指標部が前記検出基準位置を通過した第２の時点に、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記反転実行クランク角に達したと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

【請求項6】

前記ｎ個の指標部は（ｎ－１）個の通常指標部および１個の前記特異指標部を含み、
前記各通常指標部と、前記ｎ個の指標部のうち前記クランクシャフトの逆転方向において当該通常指標部の隣に設けられた他の指標部との間隔が３６０／（ｎ＋１）度に設定され、
前記特異指標部と、前記ｎ個の指標部のうち前記クランクシャフトの逆転方向において当該特異指標部の隣に設けられた指標部との間隔が１８０／（ｎ＋１）度に設定され、
前記クランクシャフトのクランク角が前記反転実行クランク角であるときに、前記（ｎ－１）個の通常指標部のうち前記特異指標部から前記クランクシャフトの正転方向においてＸ度離れた通常指標部の位置と前記検出基準位置とが互いに一致するように前記ｎ個の指標部の配置および前記検出基準位置が設定され、
Ｘ＝｛３６０／（ｎ＋１）｝・ｍ
であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のエンジン始動装置。

【請求項7】

前記ｎ個の指標部は（ｎ－１）個の通常指標部および１個の前記特異指標部を含み、
前記ｎ個の指標部はそれぞれ等間隔に設けられ、
前記（ｎ－１）個の通常指標部はそれらの形状または大きさがそれぞれ互いに同一であり、
前記特異指標部はその形状または大きさが前記各通常指標部と異なり、
前記クランクシャフトのクランク角が前記反転実行クランク角であるときに、前記（ｎ－１）個の通常指標部のうち前記特異指標部から前記クランクシャフトの正転方向においてＸ度離れた通常指標部の位置と前記検出基準位置とが互いに一致するように、前記ｎ個の指標部の配置および前記検出基準位置が設定され、
Ｘ＝（３６０／ｎ）・ｍ
であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のエンジン始動装置。

【請求項8】

ｎ（ｎは３以上の整数）個の前記指標部を備え、
前記ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が前記特異指標部であり、
前記制御部は、前記スイングバック制御において、前記検出信号に基づいて、前記クランクシャフトが逆転を開始した後に前記特異指標部が前記検出基準位置を通過した時点において、前記検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否か判断し、当該時点において前記検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になった場合には、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が当該時点に前記反転実行クランク角に達したと判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。

【請求項9】

前記複数の磁界形成部は、前記ロータケースにおいて、前記底板部の外周側かつ前記周壁部の内周側に前記ロータケースの全周に亘って配列され、
前記ステータは前記複数の磁界形成部の配列の内周側に配置され、
前記制御部は、前記各コイルに流す電流を前記検出信号に基づいて制御することにより、前記ステータに対して前記ロータを回転させることを特徴とする請求項１ないし８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】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機によりクランクシャフトを回転させてエンジンを始動させるエンジン始動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジン始動装置は、エンジンの始動時に、エンジンの始動のきっかけとなる回転力を電動機によりエンジンのクランクシャフトに生じさせる装置である。下記の特許文献１には、エンジン始動時のモータの駆動制御について記載されている。

【0003】

また、エンジン始動装置に利用される制御として、スイングバック制御が知られている。スイングバック制御とは、エンジンの始動時にクランクシャフトを一旦逆転させてから正転させることで、電動機の動力によりクランクシャフトが圧縮上死点を乗り越えるための助走距離をかせぐといった制御である。

【0004】

スイングバック制御においては、エンジン始動時に、まず、電動機を一の方向に回転させることによってクランクシャフトを逆転させる。そして、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したときに、電動機の回転方向を反転させることによってクランクシャフトを正転させる。クランクシャフトが圧縮上死点手前のクランク角から正転を開始すると、そのクランクシャフトは、次の圧縮上死点のクランク角に達するまでに概ね２回転することになる。このようにクランクシャフトが正転方向に概ね２回転する間に、圧縮上死点を乗り越えるのに十分な回転力をクランクシャフトに生じ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】国際公開第２０１８／１４２５７８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

スイングバック制御においては、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したときに、電動機の回転方向を反転させることによってクランクシャフトを正転させる。従来のスイングバック制御では、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したことを電動機の回転数の移動平均に基づいて判断する。

【0007】

すなわち、スイングバック制御では、まず、電動機を一の方向に回転させて、停止しているクランクシャフトを逆転させるが、このクランクシャフトを逆転させるために電動機からクランクシャフトに与える回転トルクは、クランクシャフトが圧縮上死点を乗り越えることができるほどに大きくはない。その結果、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に接近すると、エンジンのシリンダ内の圧力によってピストンの上昇速度が減少し、それに伴い、クランクシャフトの回転数が減少する。従来のスイングバック制御では、このクランクシャフトの回転数の減少を、クランクシャフトと共に回転している電動機のロータの回転数の移動平均に基づいて判断する。そして、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したと判断されたタイミングで電動機の回転方向を反転させる。

【0008】

しかしながら、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したことを電動機の回転数の移動平均に基づいて判断する方法には、次のような問題がある。

【0009】

エンジンの始動時においては、クランクシャフトを逆転させる際に電動機に加わる負荷が、そのときのエンジンの温度によって異なる。例えば、エンジン停止直後でエンジンが暖まっているときと、エンジンが長期間停止していてエンジンが冷えているときとでは、エンジン停止直後でエンジンが暖まっているときの方が、エンジン始動時にクランクシャフトを逆転させる際の電動機の負荷が小さくなる。そのため、エンジン始動時にクランクシャフトを逆転させる際において、電動機の回転数の移動平均がそのときのエンジンの温度によって変化する。したがって、逆転しているクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したことを電動機の回転数の移動平均に基づいて判断する方法では、クランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したとの判断が、そのときのエンジンの温度によって不正確になることがある。その結果、エンジン始動時のエンジンの温度によって、電動機の回転方向を反転させるタイミングが変動することがある。エンジン始動時のエンジンの温度が低く、電動機の回転方向を反転させるタイミングが所定のタイミングよりも早くなった場合には、クランクシャフトの回転方向を逆転から正転に切り替えてからクランクシャフトのクランク角が次の圧縮上死点のクランク角に達するまでの間に、その圧縮上死点を乗り越えるのに十分な回転力をクランクシャフトに生じさせることができず、エンジンの始動に失敗するおそれがある。

【0010】

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、スイングバック制御において逆転させたクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したとの判断を正確に行うことができ、スイングバック制御によるエンジンの始動を確実に行うことができるエンジン始動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明のエンジン始動装置は、エンジンケースと、前記エンジンケースに設けられたシリンダと、前記エンジンケース内に設けられたクランクシャフトと、前記シリンダ内に設けられたピストンと、前記クランクシャフトと前記ピストンとを接続するコネクティングロッドとを備えた４サイクルエンジンを始動させるエンジン始動装置であって、電動機と、電磁ピックアップと、制御部とを備え、前記電動機は、前記クランクシャフトに固定され、前記クランクシャフトと共に回転するロータケース、および前記ロータケースに固定された複数の磁界形成部を有するロータと、前記エンジンケースに固定されたコア、および前記コアに設けられた３個以上のコイルを有するステータとを備え、前記ロータケースは、有底円筒状に形成され、底板部、前記底板部の外周側に設けられた周壁部、前記底板部の中央に設けられた挿入穴を有し、前記クランクシャフトの端部が前記挿入穴内に挿入され、前記クランクシャフトの端部に前記クランクシャフトに対して回転不能に結合され、前記周壁部の外面または前記底板部の外周側部分の外面には、磁性材料により形成された複数の指標部が前記ロータケースの中央を中心とする円上に前記ロータケースの全周に亘ってそれぞれ所定の間隔を置いて設けられ、前記複数の指標部は、形状、大きさ、または前記複数の指標部のうち前記ロータケースの周方向における一方の隣に設けられた指標部との間隔が前記複数の指標部のうちの他の指標部と異なる１個の特異指標部を含み、前記電磁ピックアップは、前記エンジンケースに固定され、前記ロータの回転時における前記各指標部の軌道に対向するように配置され、前記ロータの回転時に前記各指標部が所定の検出基準位置を通過したことを示すパルス状の検出信号を出力し、前記制御部は、前記ロータを前記ステータに対して一の方向に回転させることにより前記クランクシャフトを逆転させ、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したときに、前記ロータの回転方向を反転させることにより前記クランクシャフトを正転させるスイングバック制御を行い、前記反転実行クランク角は、前記クランクシャフトが逆転している間に、前記ピストンが膨張下死点から圧縮上死点に向かって前記シリンダ内を上昇する区間内の一のクランク角に設定され、前記制御部は、前記スイングバック制御において、逆転している前記クランクシャフトのクランク角が前記反転実行クランク角に達したことを前記検出信号に基づいて認識することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、スイングバック制御において逆転させたクランクシャフトのクランク角が圧縮上死点手前のクランク角に達したとの判断を正確に行うことができ、スイングバック制御によるエンジンの始動を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施例のエンジン始動装置が設けられたエンジンを示す説明図である。

【図2】図１中のエンジンに設けられたクランクシャフト、および本発明の第１の実施例のエンジン始動装置における電動発電機を分解した状態を示す斜視図である。

【図3】図１中の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩで切断した電動発電機を図１中の右側から見た状態を示す説明図である。

【図4】本発明の第１の実施例のエンジン始動装置における駆動制御回路、および駆動制御回路に接続されたコイル等を示す回路図である。

【図5】エンジンの始動直前にクランクシャフトがクランクシャフトの正転方向において排気上死点の手前に停止している場合のスイングバック制御を示す説明図である。

【図6】エンジンの始動直前にクランクシャフトがクランクシャフトの正転方向において圧縮上死点の手前に停止している場合のスイングバック制御を示す説明図である。

【図7】本発明の第１の実施例のエンジン始動装置の電動発電機において、クランクシャフトのクランク角が、反転実行クランク角に達した状態を示す説明図である。

【図8】本発明の第１の実施例のエンジン始動装置におけるスイングバック制御を示すフローチャートである。

【図9】本発明の第１の実施例のエンジン始動装置において、クランクシャフトが逆転を開始した後に特異指標部が検出基準位置を初めて通過した時点から、引き続き２個の通常指標部が検出基準位置を通過する時点までの間に、電磁ピックアップから出力された検出信号を示す波形図である。

【図10】本発明の第２の実施例のエンジン始動装置を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施形態のエンジン始動装置は、４サイクルのエンジンを始動させる装置である。エンジンは、エンジンケースと、エンジンケースに設けられたシリンダと、エンジンケース内に設けられたクランクシャフトと、シリンダ内に設けられたピストンと、クランクシャフトとピストンとを接続するコネクティングロッドとを備えている。

【0015】

本発明の実施形態のエンジン始動装置は、電動機と、電磁ピックアップと、制御部とを備えている。

【0016】

電動機はロータおよびステータを備えている。ロータは、クランクシャフトに固定され、クランクシャフトと共に回転するロータケース、およびロータケースに固定された複数の磁界形成部を有している。磁界形成部として例えば永久磁石を用いることができる。ステータは、エンジンケースに固定されたコア、およびコアに設けられた３個以上のコイルを有している。ロータは界磁として機能し、ステータは電機子として機能する。

【0017】

ロータケースは有底円筒状に形成されている。ロータケースは、底板部、底板部の外周側に設けられた周壁部、底板部の中央に設けられた挿入穴を有している。また、ロータケースは、クランクシャフトの端部が挿入穴内に挿入され、クランクシャフトの端部にクランクシャフトに対して回転不能に結合されている。

【0018】

また、ロータケースの周壁部の外面または底板部の外周側部分の外面には、磁性材料により形成された複数の指標部が、ロータケースの中央を中心とする円上にロータケースの全周に亘ってそれぞれ所定の間隔を置いて設けられている。なお、指標部間の間隔は所定であればよく、一定であるか否かは問わない。

【0019】

また、これら複数の指標部は、形状、大きさ、または複数の指標部のうちロータケースの周方向における一方の隣に設けられた指標部との間隔が複数の指標部のうちの他の指標部と異なる１個の特異指標部を含んでいる。具体的には、複数の指標部の構成として次の３通りの構成のうちの１つを採用することができる。
（１）複数の指標部のうち、特異指標部以外の指標部の形状はそれぞれ互いに同一であり、特異指標部の形状は特異指標部以外の指標部の形状と異なっている。
（２）複数の指標部のうち、特異指標部以外の指標部の大きさはそれぞれ互いに同一であり、特異指標部の大きさは特異指標部以外の指標部の大きさと異なっている。
（３）複数の指標部において、ある１個の指標部と、ロータケースの周方向において当該指標部の一方の隣に設けられた他の指標部との間隔を「指標部間隔」というとすると、複数の指標部のうち、特異指標部以外の指標部についての指標部間隔はそれぞれ互いに同一であり、特異指標部についての指標部間隔は特異指標部以外の指標部についての指標部間隔と異なっている。

【0020】

電磁ピックアップはエンジンケースに固定されている。また、電磁ピックアップは、ロータの回転時における各指標部の軌道に対向するように配置されている。具体的には、電磁ピックアップは、エンジンケースにおいて、ロータの回転時における各指標部の軌道上の１箇所に設定された所定の検出基準位置に近い場所に、当該検出基準位置と対向するように配置されている。電磁ピックアップは、ロータの回転時に各指標部が検出基準位置を通過したことを検出し、各指標部が検出基準位置を通過したことを示すパルス状の検出信号を出力する。

【0021】

制御部は電動機の駆動を制御する。具体的には、制御部は、ロータをステータに対して回転させる制御を行う。また、制御部は、ロータをステータに対して一の方向に回転させることによりクランクシャフトを逆転させ、逆転しているクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したときに、ロータの回転方向を反転させることによりクランクシャフトを正転させるスイングバック制御を行う。反転実行クランク角は、クランクシャフトが逆転している間に、ピストンが膨張下死点から圧縮上死点に向かってシリンダ内を上昇する区間内の一のクランク角に設定されている。具体的には、圧縮上死点のクランク角を０度とし、そのクランク角からクランクシャフトの正転方向をプラスとし、そのクランク角からクランクシャフトの逆転方向をマイナスとすると、反転実行クランク角は、クランクシャフトの逆転方向において、－５４０度以上、－７２０度未満の範囲の一にクランク角に設定されている。この範囲には、クランクシャフトの逆転方向における圧縮上死点の手前のクランク角が含まれている。また、制御部は、スイングバック制御において、逆転しているクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したことを、電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて認識する。

【0022】

以下、制御部が、スイングバック制御において、逆転しているクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したことを電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて認識することができる原理を説明する。

【0023】

エンジン始動時に、制御部は、まず、電動機のロータを一の方向に回転させることによってクランクシャフトを逆転させる。ロータが回転することにより、ロータケースに設けられた複数の指標部が移動する。複数の指標部はロータケースの中央を中心とする円上に設けられているので、それぞれの指標部が移動する軌道は同一の円となる。ロータが回転することにより各指標部は当該軌道上の一箇所に設定された検出基準位置を順次通過する。また、各指標部は磁性材料により形成されているので、指標部が検出基準位置を通過したとき、指標部が検出基準位置を通過したことが電磁ピックアップにより検出され、電磁ピックアップからパルス状の検出信号が出力される。制御部は、電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて、各指標部が検出基準位置を通過したことを認識することができる。

【0024】

また、複数の指標部は１個の特異指標部を含んでいる。特異指標部以外の指標部の形状がそれぞれ互いに同一であり、特異指標部の形状が特異指標部以外の指標部の形状と異なっている場合には、特異指標部が検出基準位置を通過したときに電磁ピックアップから出力される検出信号の波形と、特異指標部以外の指標部が検出基準位置を通過したときに電磁ピックアップから出力される検出信号の波形とが互いに異なる。また、特異指標部以外の指標部の大きさがそれぞれ互いに同一であり、特異指標部の大きさが特異指標部以外の指標部の大きさと異なっている場合には、特異指標部が検出基準位置を通過したときに電磁ピックアップから出力される検出信号の波形または振幅と、特異指標部以外の指標部が検出基準位置を通過したときに電磁ピックアップから出力される検出信号の波形または振幅とが互いに異なる。また、特異指標部以外の指標部についての指標部間隔がそれぞれ互いに同一であり、特異指標部についての指標部間隔が特異指標部以外の指標部についての指標部間隔と異なっている場合には、互いに隣り合う特異指標部と特異指標部以外の指標部とが検出基準位置を順次通過したときに電磁ピックアップから順次出力される２つの検出信号の間隔と、互いに隣り合う特異指標部以外の２つの指標部が検出基準位置を順次通過したときに電磁ピックアップから順次出力される２つの検出信号の間隔とが互いに異なる。したがって、制御部は、検出信号の波形、振幅または出力間隔に基づいて、検出基準位置を通過した指標部が、特異指標部か特異指標部以外の指標部かを識別することができる。

【0025】

また、指標部間の間隔は所定であり、特異指標部の個数は１個であるので、制御部は、電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて、特異指標部が検出基準位置を通過したこと、または特異指標部から所定の角度離れた位置に設けられた特異指標部以外の指標部が検出基準位置を通過したことを認識することにより、ロータの回転角度が０度から３６０度までの範囲における一の角度になったことを認識することができる。さらに、ロータケースはクランクシャフトの端部にクランクシャフトに対して回転不能に結合されているので、制御部は、電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて、特異指標部が検出基準位置を通過したこと、または特異指標部から所定の角度離れた位置に設けられた特異指標部以外の指標部が検出基準位置を通過したことを認識することにより、クランクシャフトの回転角度が０度から３６０度までの範囲における一の角度になったことを認識することができる。

【0026】

しかしながら、４サイクルエンジンでは、エンジンの１サイクルにおいて、クランクシャフトは７２０度回転する。したがって、クランクシャフトの回転角度が０度から３６０度までの範囲における一の角度になったことを認識することができるだけでは、クランクシャフトのクランク角が、エンジンの１サイクルの範囲における一のクランク角になったことを認識することはできない。それゆえ、クランクシャフトの回転角度が０度から３６０度までの範囲における一の角度になったことを認識することができるだけでは、クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したことを認識することができない場合が生じる。その場合とは、例えば、エンジン始動直前において、クランクシャフトがクランクシャフトの正転方向において圧縮上死点の手前に停止している場合である。

【0027】

エンジンが稼働している状態からクラッチが切られてエンジンが停止した場合、慣性力によりクランクシャフトは正転方向に回転を継続するが、その後、ピストンがシリンダ内の圧力に抗し切れずに上昇を停止した時点でクランクシャフトが停止する。そのクランクシャフトの停止位置は、クランクシャフトの正転方向において圧縮上死点の手前または排気上死点の手前となる。エンジン始動直前において、クランクシャフトがクランクシャフトの正転方向において圧縮上死点の手前に停止している場合、スイングバック制御において、クランクシャフトの逆転を開始させてから、クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達するまでに、クランクシャフトの回転量は３６０度を超える。例えば、クランクシャフトの正転方向において圧縮上死点の手前のクランク角が－４５度であり、反転実行クランク角が－６７５度に設定されているとすると、クランクシャフトの逆転を開始させてから、クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達するまでに、クランクシャフトの回転量は６３０度になる。この場合、逆転しているクランクシャフトが反転実行クランク角に達したことを認識するためには、逆転しているクランクシャフトの回転角度が－３１５度になったことと－６７５度になったこととを判別しなければならない。それゆえ、クランクシャフトの回転角度が０度から３６０度までの範囲における一の角度になったことを認識することができるだけでは、クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したことを認識することができない。そこで、本発明の実施形態のエンジン始動装置は、上述したように、電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて、クランクシャフトの回転角度が０度から３６０度までの範囲における一の角度になったことを認識する構成に加えて、次の構成を備えている。

【0028】

第１に、クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角であるときに、特異指標部と検出基準位置とが一致するように、または特異指標部から所定の角度離れた位置に設けられた特異指標部以外の指標部と検出基準位置とが一致するように、各指標部の配置および検出基準位置が設定されている。以下、クランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角であるときに検出基準位置と一致する位置に設けられた特異指標部または特異指標部以外の指標部を「反転判断指標部」という。この設定により、例えば、反転実行クランク角が－６７５度に設定されているとすると、エンジン始動直前にクランクシャフトが例えばクランクシャフトの正転方向において圧縮上死点の手前で停止している場合には、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点においてクランクシャフトのクランク角が－３１５度（クランクシャフトの逆転方向において反転実行クランク角よりも３６０度前のクランク角）となり、その後、反転判断指標部が検出基準位置を再び通過した時点においてクランクシャフトのクランク角が－６７５度となり、反転実行クランク角に達する。また、エンジン始動直前にクランクシャフトが例えばクランクシャフトの正転方向において排気上死点の手前で停止している場合には、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点においてクランクシャフトの回転角度が－６７５度となり、反転実行クランク角に達する。制御部は、電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて、反転判断指標部が検出基準位置を通過したことを認識することにより、クランクシャフトの回転角度が－３１５度および－６７５度のいずれかの角度になったことを認識することができる。

【0029】

第２に、制御部は、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点において電磁ピックアップから出力された検出信号の出力レベル（振幅）が、所定の基準出力レベル以下であるか否かを判断する。そして、制御部は、その検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下である場合には、逆転しているクランクシャフトが－６７５度になり、反転実行クランク角に達したと判断する。一方、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点において電磁ピックアップから出力された検出信号の出力レベルが上記基準出力レベル以下でない場合には、制御部は、逆転しているクランクシャフトが反転実行クランク角に達していない（クランクシャフトのクランク角が－３１５度になったにすぎない）と判断する。

【0030】

ここで、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点における検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下であるか否かに基づいて、逆転しているクランクシャフトが反転実行クランク角に達したか否かを判断することができる理由は次の通りである。

【0031】

例えば、逆転しているクランクシャフトのクランク角が－３１５度になったときと、－６７５度になったときとでシリンダ内の圧力を比較すると、逆転しているクランクシャフトのクランク角が－６７５度になったときの方がシリンダ内の圧力が大きい。なぜなら、－３１５度はクランクシャフトの逆転方向において排気上死点手前のクランク角であるのに対し、－６７５度はクランクシャフトの逆転方向において圧縮上死点手前のクランク角だからである。また、エンジンが停止している状態では、シリンダ内の圧力が大きくなるとピストンの上昇速度が減少するので、逆転しているクランクシャフトのクランク角が－３１５度になったときと、－６７５度になったときとでクランクシャフトの回転数を比較すると、逆転しているクランクシャフトのクランク角が－６７５度になったときの方がクランクシャフトの回転数が低くなる。さらに、電磁ピックアップから出力される検出信号の出力レベルは、検出基準位置を通過するときの指標部の移動速度が遅くなるに連れて小さくなる。検出基準位置を通過するときの指標部の移動速度はクランクシャフトの回転数が低くなるに従って遅くなるので、逆転しているクランクシャフトのクランク角が－３１５度になったときと、－６７５度になったときとで電磁ピックアップから出力される検出信号の出力レベルを比較すると、逆転しているクランクシャフトのクランク角が－６７５度になったときの方が電磁ピックアップから出力される検出信号の出力レベルが小さくなる。したがって、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点における検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下であるか否かに基づいて、逆転しているクランクシャフトが反転実行クランク角に達したか否かを判断することができる。

【0032】

以上が、制御部が、スイングバック制御において、逆転しているクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したことを電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて認識することができる原理である。

【0033】

制御部は、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点における検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下であり、これに基づいて、逆転しているクランクシャフトが反転実行クランク角に達したと判断した場合には、その時点において、ロータの回転方向を反転させて、クランクシャフトを正転させる。一方、制御部は、クランクシャフトの逆転を開始させてから反転判断指標部が検出基準位置を初めて通過した時点における検出信号の出力レベルが上記基準出力レベル以下でなく、これに基づいて、逆転しているクランクシャフトが反転実行クランク角に達していないと判断した場合には、その後、反転判断指標部が検出基準位置を再び通過したことを検出信号に基づいて認識し、その時点において、ロータの回転方向を反転させて、クランクシャフトを正転させる。

【0034】

以上説明した通り、本発明の実施形態のエンジン始動装置は、スイングバック制御において、逆転させたクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したことを電磁ピックアップから出力された検出信号に基づいて判断する。これにより、逆転させたクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したとの判断が、エンジンの温度によって不正確になることを抑制することができる。このように、本発明の実施形態のエンジン始動装置によれば、スイングバック制御において、逆転させたクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したとの判断を正確に行うことができ、スイングバック制御によるエンジンの始動を確実に行うことができる。

【実施例0035】

（エンジン）
図１は、本発明の第１の実施例のエンジン始動装置１１が設けられたエンジン１を示している。なお、図中の矢印Ｆｄ、Ｂｄ、Ｌｄ、Ｒｄはエンジン１が設けられた車両の前、後、左、右をそれぞれ示している。

【0036】

図１において、エンジン１は、単気筒の４サイクルエンジンであり、例えば鞍乗型車両等の車両に搭載される。エンジン１は、クランクケース２、シリンダ３、シリンダヘッド４、クランクシャフト５、ピストン６、およびコネクティングロッド７を備えている。シリンダ３は、クランクケース２の前部から略前方に突出するようにクランクケース２に設けられている。シリンダヘッド４はシリンダ３の前端側に設けられている。クランクシャフト５はクランクケース２内に設けられている。また、クランクシャフト５は、全体的に見て左右方向に伸長し、クランクケース２に回転可能に支持されている。ピストン６はシリンダ３内に略前後方向に往復動可能に設けられている。また、ピストン６はコネクティングロッド７を介してクランクシャフト５と接続されている。エンジン１の作動時において、シリンダ３内でピストン６が往復動することにより、クランクシャフト５が回転する。なお、クランクケース２はエンジンケースの具体例である。

【0037】

また、クランクケース２内における右部には、エンジン始動装置１１の構成要素である電動発電機１２および電磁ピックアップ３２が設けられている。なお、図１において、電磁ピックアップ３２は電動発電機１２に隠れた位置に配置されているため、図示されていない。さらに、クランクケース２において、電動発電機１２の右方には、エンジン１を冷却するための冷却風を発生させるファン８が設けられている。また、クランクシャフト５の左端側部分には変速機９のドライブプーリ１０が接続されている。

【0038】

（クランクシャフト）
図２は、クランクシャフト５、および分解した状態の電動発電機１２を示している。また、図２中の右上側は、図２中の切断線ＩＩ－ＩＩで切断したクランクシャフト５を図２中の左上側（車両の右方）から見た状態を示している。

【0039】

図２に示すように、クランクシャフト５は、左右方向に伸長するクランクジャーナル５Ａ、クランクジャーナル５Ａからその径方向に伸長したクランクアーム５Ｂ、およびクランクアーム５Ｂの先端側に設けられたクランクピン５Ｃを備えている。クランクジャーナル５Ａは軸受を介してクランクケース２に回転可能に支持される。クランクピン５Ｃにはコネクティングロッド７を介してピストン６が連結されている。また、クランクジャーナル５Ａの径方向においてクランクピン５Ｃの反対側には、カウンタウェイト５Ｄが設けられている。図２中の右上側に示すように、クランクジャーナル５Ａの軸心がクランクシャフト５の回転軸心Ｑである。クランクシャフト５はその回転軸心Ｑを中心に回転することができる。

【0040】

また、クランクジャーナル５Ａの右端側には、右方に伸びるに従って径が小さくなるテーパ部５Ｅが設けられている。また、テーパ部５Ｅの外周面にはキー溝５Ｆが形成されている。図２中の右上側に示すように、車両の右方からクランクシャフト５を見たとき、キー溝５Ｆは、テーパ部５Ｅの外周面において、クランクピン５Ｃの軸心Ｃｐの方向を向いた位置に形成されている。

【0041】

ここで、クランクシャフト５を車両の右方から見た場合において、クランクシャフト５の回転軸心Ｑから見てクランクピン５Ｃの軸心Ｃｐが位置する方向を「クランクシャフト５の軸心から見たクランクピン５Ｃの方向」という。図２中の右上側の一点鎖線Ｄｃは、クランクシャフト５のクランク角が０度となった時点、すなわち、ピストン６が圧縮上死点に達した時点におけるクランクシャフト５の軸心から見たクランクピン５Ｃの方向を示している。クランクシャフト５を車両の右方から見た場合において、クランクシャフト５の軸心から見たキー溝５Ｆの方向は、クランクシャフト５の軸心から見たクランクピン５Ｃの方向と一致している。

【0042】

（エンジン始動装置）
図３は、図１中の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩで切断した電動発電機１２を図１中の右側から見た状態を示している。また、図３には、電磁ピックアップ３２および駆動制御回路３５が模式的に描かれている。

【0043】

エンジン始動装置１１は、エンジン１の始動時に、エンジン１の始動のきっかけとなる回転力を電動機によりクランクシャフト５に生じさせる装置である。図３に示すように、エンジン始動装置１１は、電動機としての電動発電機１２、電磁ピックアップ３２、および制御部としての駆動制御回路３５を備えている。電動発電機１２は、エンジン１の始動時には、クランクシャフト５を回転させる電動機（具体的にはブラシレスモータ）として機能し、エンジン１の始動後には、エンジン１の作動によるクランクシャフト５の回転を利用して発電を行う発電機として機能する。電動発電機１２は、上述したように、クランクケース２内に右部に設けられている。

【0044】

電磁ピックアップ３２は、電動発電機１２に設けられた磁界形成部２１Ａ～２４Ｌの位置を検出する機能、およびクランクシャフト５のクランク角を検出する機能を有している。電磁ピックアップ３２は、クランクケース２内の右部であって電動発電機１２のロータケース１４の周壁部１６の外面と対向する位置に設けられている。また、電磁ピックアップ３２は、クランクケース２に例えばブラケット等を介して固定されている。

【0045】

駆動制御回路３５は、電動発電機１２の駆動制御、およびスイングバック制御を行う回路である。エンジン１およびエンジン始動装置１１が設けられた車両が鞍乗型車両である場合には、駆動制御回路３５は、例えば、保護ケースに収容され、鞍乗型車両のシートの下側、フロントカウルの内側等、鞍乗型車両において雨等が当たり難い箇所に配置されている。

【0046】

（電動発電機）
電動発電機１２は、図３に示すように、ロータ１３およびステータ２５を備えている。ロータ１３はクランクシャフト５に固定され、クランクシャフト５と共に回転する。一方、ステータ２５はクランクケース２に固定されている。ロータ１３は界磁として機能し、ステータ２５は電機子として機能する。電動発電機１２は、エンジン始動時に、ステータ２５に対してロータ１３を回転させることにより、クランクシャフト５を回転させる。

【0047】

ロータ１３は、図２に示すように、ロータケース１４、１２個の磁界形成部２１Ａ～２１Ｌ、および磁石支持部材２３を備えている。

【0048】

ロータケース１４は、例えば鉄鋼等の磁性材料により有底円筒状に形成されている。ロータケース１４は、円板状の底板部１５、底板部１５の外周側に設けられた周壁部１６、底板部１５の中央に設けられたボス部１７を備えている。また、ボス部１７の中央には、クランクシャフト５の右端部が挿入される挿入穴１８が設けられている。また、挿入穴１８の内周面にはキー溝１９が形成されている。

【0049】

ロータケース１４の挿入穴１８内には、図３に示すように、クランクシャフト５の右端部、具体的にはテーパ部５Ｅが挿入されている。ロータケース１４は、挿入穴１８内において、テーパ部５Ｅの外周面に形成されたキー溝５Ｆと、挿入穴１８の内周面に形成されたキー溝１９とが互いに対向し、これらキー溝５Ｆ、１９の位置がロータケース１４の周方向において互いに一致するように、クランクシャフト５に対して位置決めされている。そして、ロータケース１４は、これら２つのキー溝５Ｆ、１９にキーを嵌合することにより、クランクシャフト５に、クランクシャフト５に対して回転不能に結合され、固定されている。また、ロータケース１４の中心はクランクシャフト５の回転軸心Ｑと一致している。

【0050】

また、図３中の一点鎖線Ｄｃは、図２中の右上側の一点鎖線Ｄｃと同じものであり、クランクシャフト５のクランク角が０度となった時点におけるクランクシャフト５の軸心から見たクランクピン５Ｃの方向を示している。クランクシャフト５に結合したロータケース１４を車両の右方から見た場合において、クランクシャフト５の回転軸心Ｑから見たキー溝１９の方向は、クランクシャフト５の軸心から見たクランクピン５Ｃの方向と一致している。

【0051】

磁界形成部２１Ａ～２１Ｌは、ロータケース１４内に磁界を形成する磁石である。１２個の磁界形成部２１Ａ～２１Ｌは、図３に示すように、ロータケース１４内において、底板部１５の外周側かつ周壁部１６の内周側に、ロータケース１４の中央（クランクシャフト５の回転軸心Ｑ）を中心とする円に沿うように配置されている。また、磁界形成部２１Ａ～２１Ｌは、ロータケース１４の全周に亘って等間隔に配置されている。磁界形成部２１Ａ～２１Ｌの間隔は３０度である。また、磁界形成部２１Ａ～２１Ｌは、ロータケース１４の周方向において互いに隣り合う２つの磁界形成部の磁極が互いに異なるように配置されている。具体的には、内周側がＮ極となるように磁極が設定された磁界形成部２１Ａ、２１Ｃ、２１Ｅ、２１Ｇ、２１Ｉ、２１Ｋと、内周側がＳ極となるように磁極が設定された磁界形成部２１Ｂ、２１Ｄ、２１Ｆ、２１Ｈ、２１Ｊ、２１Ｌとがロータケース１４内の周方向において１つずつ交互に配置されている。

【0052】

磁界形成部２１Ａ～２１Ｌは、図２に示すように、４枚の磁石板２２Ａ～２２Ｄにより形成されている。各磁石板２２Ａ～２２Ｄは例えばフェライト磁石またはネオジム磁石等の永久磁石であり、円弧状に湾曲した板状に形成されている。磁石板２２Ａおよび２２Ｃは、その両端側部分の内周側がそれぞれＮ極となるように着磁され、中央部分の内周側がＳ極となるように着磁されている。また、磁石板２２Ｂおよび２２Ｄは、その両端側部分の内周側がそれぞれＳ極となるように着磁され、中央部分の内周側がＮ極となるように着磁されている。ロータケース１４には、金属等の磁性材料により円筒状に形成された磁石支持部材２３が取り付けられる。磁石板２２Ａ～２２Ｄは、ロータケース１４と磁石支持部材２３との間に保持される。磁界形成部２１Ａ～２１Ｌは、このようにしてロータケース１４に固定され、ロータケース１４と共に回転する。

【0053】

ステータ２５は、図３に示すように、コア２６、およびＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の駆動電流を流す合計１８個のコイル３１Ｕ～３１Ｗを備えている。コア２６は、例えば金属材料により円板状に形成されたベース部２７を備えている。ベース部２７はクランクケース２に固定されている。ベース部２７の中央には、ロータケース１４のボス部１７を挿入するための挿通穴２８が形成されている。また、ベース部２７の外周側には、例えば、鉄鋼等の磁性材料により形成された１８個のティース２９が設けられている。各ティース２９はベース部２７の外周側からベース部２７の径方向に突出している。１８個のティース２９はベース部２７の外周の全周に亘ってそれぞれ互いに等しい間隔（２０度）を持って配置されている。

【0054】

１８個のコイル３１Ｕ～３１Ｗは、Ｕ相の駆動電流を流す６個のコイル３１Ｕ、Ｖ相の駆動電流を流す６個のコイル３１Ｖ、およびＷ相の駆動電流を流す６個のコイル３１Ｗにより構成されている。１８個のコイル３１Ｕ～３１Ｗは、１８個のティース２９に巻線を施すことにより形成されている。これらコイル３１Ｕ～３１Ｗは、クランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて、コイル３１Ｕ、コイル３１Ｖ、コイル３１Ｗの順番に配置されている。

【0055】

また、ステータ２５は、磁界形成部２１Ａ～２１Ｌの配列の内周側に、ロータケース１４と同軸に配置されている。また、コア２６の挿通穴２８内には、ロータケース１４のボス部１７が挿入されている。ステータ２５は、ステータ２５に対してロータ１３が回転可能となるように、ロータ１３から離れた状態でロータケース１４内に配置されている。

【0056】

（指標部）
また、ロータケース１４の周壁部１６の外面には、ｎ（ｎは３以上の整数）個の指標部が設けられている。各指標部は磁性材料により形成されている。また、ｎ個の指標部は、ロータケース１４の中央（回転軸心Ｑ）を中心とする円上に、ロータケース１４の全周に亘ってそれぞれ所定の間隔を置いて設けられている。また、ｎ個の指標部は、（ｎ－１）個の通常指標部および１個の特異指標部を含んでいる。また、各通常指標部と、ｎ個の指標部のうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該通常指標部の隣に設けられた他の指標部との間隔が３６０／（ｎ＋１）度に設定されている。また、特異指標部と、ｎ個の指標部のうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該特異指標部の隣に設けられた指標部との間隔が１８０／（ｎ＋１）度に設定されている。また、後述するスイングバック制御において、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角であるときに、（ｎ－１）個の通常指標部のうち、特異指標部からクランクシャフト５の正転方向においてＸ度離れた通常指標部の位置と検出基準位置Ｐｄとが互いに一致するようにｎ個の指標部の配置が設定され、Ｘ度について、次の数式が成り立つ。
Ｘ＝｛３６０／（ｎ＋１）｝・ｍ

【0057】

指標部について具体的に説明すると、本実施例においては、図３に示すように、ロータケース１４の周壁部１６の外面に１１個の指標部ａ～ｋが設けられている。すなわち、本実施例において、上記ｎは１１である。各指標部ａ～ｋはロータケース１４の周壁部１６の外面から径方向に突出した突起（凸部）である。各指標部ａ～ｋは、例えばプレス加工または成形等によりロータケース１４の周壁部１６と一体形成されている。なお、磁性材料からなる１１個の円柱状の小片をロータケース１４の周壁部１６に溶接またはねじ止め等の手段で取り付けることにより指標部ａ～ｋを形成してもよい。

【0058】

本実施例における１１個の指標部ａ～ｋは、ロータケース１４の中央（回転軸心Ｑ）を中心とする円上に、ロータケース１４の全周に亘って設けられている。指標部ａ～ｋのうち、指標部ａが特異指標部であり、それ以外の指標部ｂ～ｋが通常指標部である。各通常指標部ｂ～ｋと、指標部ａ～ｋのうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該通常指標部の隣に設けられた他の指標部との間隔は３０度に設定されている。また、特異指標部ａと、指標部ａ～ｋのうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該特異指標部の隣に設けられた指標部（通常指標部ｋ）との間隔は６０度に設定されている。

【0059】

また、図３に示すように、クランクシャフト５に結合したロータケース１４を車両の右方から見たときに、ロータケース１４の周壁部１６において、クランクシャフト５の回転軸心Ｑから見てキー溝１９の方向に位置する位置を「ロータの回転基準位置Ｐａ」というとすると、特異指標部ａは、クランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいてロータの回転基準位置Ｐａから４０度離れた位置に配置されている。

【0060】

指標部ａ～ｋには２つの役割が与えられている。指標部ａ～ｋの第１の役割は、電動発電機１２の回転制御を行うために、１８個のコイル３１Ｕ～３１Ｗに対する１２個の磁界形成部２１Ａ～２１Ｌの位置を駆動制御回路３５のマイクロコンピュータ４１の回転制御部４２に認識させることである。指標部ａ～ｋの第２の役割は、スイングバック制御を行うために、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを駆動制御回路３５のマイクロコンピュータ４１のスイングバック制御部４３に認識させることである。

【0061】

通常指標部ｂ～ｋの間隔（３０度）は、磁界形成部２１Ａ～２１Ｌの間隔（３０度）と等しい。また、各指標部ａ～ｋは、磁界形成部２１Ｂ～２１Ｌにおいて互いに隣り合う２つの磁界形成部の境界に対向する位置に配置されている。指標部ａ～ｋのこの構成により、指標部ａ～ｋは、上記第１の役割を果たすことができる。なお、磁界形成部２１Ａと磁界形成部２１Ｂとの境界に対向する位置には指標部が配置されていないが、各指標部ａ～ｋにより、上記第１の役割を果たすことができる。

【0062】

また、１１個の指標部ａ～ｋは、１０個の通常指標部ｂ～ｋおよび１個の特異指標部ａを含んでおり、各通常指標部ｂ～ｋと、指標部ａ～ｋのうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該通常指標部の隣に設けられた他の指標部との間隔が３０度に設定され、特異指標部ａと、指標部ａ～ｋのうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該特異指標部ａの隣に設けられた指標部との間隔が６０度に設定されている。さらに、後述するように、特異指標部ａが、クランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいてロータの回転基準位置Ｐａから４０度離れた位置に配置されていることにより、スイングバック制御において、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角であるときに、通常指標部ｂ～ｋのうち、特異指標部ａからクランクシャフト５の正転方向において６０度離れた通常指標部ｃ（クランクシャフト５の正転方向において特異指標部ａから数えて２個目の通常指標部）の位置が検出基準位置Ｐｄと一致する。指標部ａ～ｋのこの構成により、指標部ａ～ｋは、上記第２の役割を果たすことができる。

【0063】

（電磁ピックアップ）
電磁ピックアップ３２は、図３に示すように、ロータケース１４の外周側に、ロータケース１４からその径方向に所定距離離れた位置に配置されている。また、電磁ピックアップ３２は、ロータ１３の回転時における指標部ａ～ｋの軌道Ｅと対向するように配置されている。電磁ピックアップ３２は、上述したように、クランクケース２に固定されている。

【0064】

電磁ピックアップ３２は、ロータ１３の回転時に各指標部ａ～ｋが所定の検出基準位置Ｐｄを通過したことを検出する。検出基準位置Ｐｄは、ロータ１３の回転時における指標部ａ～ｋの軌道Ｅ上の１箇所に設定されている。電磁ピックアップ３２は、ロータ１３の回転時に各指標部ａ～ｋが検出基準位置Ｐｄを通過したことを検出することができるように、検出基準位置Ｐｄに近い場所に、検出基準位置Ｐｄと対向するように配置されている。

【0065】

また、検出基準位置Ｐｄは、スイングバック制御において、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを駆動制御回路３５のマイクロコンピュータ４１のスイングバック制御部４３に認識させるために、クランクシャフト５、電動発電機１２および電磁ピックアップ３２を車両の右方から見た場合において、クランクシャフト５の回転軸心Ｑから検出基準位置Ｐｄを見た方向が、クランクシャフト５のクランク角が６５度（または４２５度）となったときのクランクシャフト５の軸心から見たクランクピン５Ｃの方向と一致するように設定されている。

【0066】

また、電磁ピックアップ３２は、ロータ１３の回転時に各指標部ａ～ｋが検出基準位置Ｐｄを通過したことを示すパルス状の検出信号を出力する。すなわち、電磁ピックアップ３２は、磁石およびピックアップコイルを内蔵している。ロータ１３の回転時には、電磁ピックアップ３２に内蔵された磁石により形成された磁界が指標部ａ～ｋの接近、離間により変化し、それに伴ってピックアップコイルに電圧が発生する。電磁ピックアップ３２はその電圧に対応した信号を検出信号として出力する。電磁ピックアップ３２は駆動制御回路３５のマイクロコンピュータ４１に接続されている（図４参照）。電磁ピックアップ３２から出力された検出信号はマイクロコンピュータ４１の回転制御部４２およびスイングバック制御部４３にそれぞれ入力される。

【0067】

（駆動制御回路）
図４は駆動制御回路３５、および駆動制御回路３５に接続されたコイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗ等を示している。なお、図４において、コイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗについては電気的な観点から模式的に示している。

【0068】

駆動制御回路３５は、図４に示すように、駆動電流供給回路３６およびマイクロコンピュータ４１を備えている。また、マイクロコンピュータ４１は回転制御部４２およびスイングバック制御部４３を有している。なお、回転制御部４２およびスイングバック制御部４３は、マイクロコンピュータ４１がコンピュータプログラムを実行することによって実現されるものである。

【0069】

駆動電流供給回路３６および回転制御部４２は、コイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗにそれぞれ流す駆動電流を制御することにより電動発電機１２の回転を制御する回路である。駆動電流供給回路３６の入力端子３７には、車両に搭載されたバッテリーから出力される例えば１２Ｖの直流電圧Ｖｂが印加され、これにより、駆動電流供給回路３６に直流電流が供給される。また、駆動電流供給回路３６の出力側には電流検出用抵抗３９を介してコイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗが接続されている。また、駆動電流供給回路３６は、６個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３８Ａ～３８Ｆを備えている。ＦＥＴ３８Ａ～３８Ｆのオン、オフにより、コイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗに供給される駆動電流が切り換わる。マイクロコンピュータ４１には、駆動電流供給回路３６のＦＥＴ３８Ａ～３８Ｆのそれぞれのゲート端子Ｇ１～Ｇ６が接続されている。マイクロコンピュータ４１の回転制御部４２は、駆動電流供給回路３６のＦＥＴ３８Ａ～３８Ｆのオン、オフを切り換えることにより、コイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗのそれぞれに流す駆動電流を制御し、ステータ２５に対するロータ１３の回転方向および回転数（回転速度）を制御する。また、マイクロコンピュータ４１には電磁ピックアップ３２が接続されている。また、マイクロコンピュータ４１は、車両に設けられたメインコントローラと接続されている。

【0070】

マイクロコンピュータ４１は、ロータ１３を回転させる制御として、オープンループ制御およびクローズドループ制御の２通りの制御を行う。オープンループ制御は、予め設定された制御シーケンスに従ってＦＥＴ３８Ａ～３８Ｆのオン、オフを切り換えることにより、コイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗのそれぞれに駆動電流を流すタイミングを制御するものである。一方、クローズドループ制御は、例えばベクトル制御であり、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいてＦＥＴ３８Ａ～３８Ｆのオン、オフを切り換えることにより、コイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗのそれぞれに駆動電流を流すタイミングを制御するものである。また、詳細な説明を省略するが、ロータ１３が回転しているとき、回転角度に応じて特定のコイル３１に無負荷誘起電圧が生じる。クローズドループ制御においては、電磁ピックアップ３２からの検出信号に加え、上記無負荷誘起電圧に基づいてコイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗのそれぞれに流す駆動電流が制御される。

【0071】

また、駆動電流供給回路３６とコイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗとの間には電流検出用抵抗３９が接続されている。詳細な説明は省略するが、マイクロコンピュータ４１は、電流検出用抵抗３９を用いてコイル３１Ｕ、３１Ｖ、３１Ｗのそれぞれを流れる駆動電流を検出することができる。

【0072】

スイングバック制御部４３は、エンジン１の始動時にクランクシャフト５を一旦逆転させてから正転させることで、電動発電機１２の動力によりクランクシャフト５が圧縮上死点を乗り越えるための助走距離をかせぐスイングバック制御を行う。

【0073】

（スイングバック制御）
図５は、エンジン１の始動直前にクランクシャフト５がクランクシャフト５の正転方向において排気上死点の手前に停止している場合のスイングバック制御を示している。図６は、エンジン１の始動直前にクランクシャフト５がクランクシャフト５の正転方向において圧縮上死点の手前に停止している場合のスイングバック制御を示している。図５および図６において、図中の上側の特性線図は、クランクシャフト５のクランク角とシリンダ３内の圧力との関係を示している。また、図５および図６において、特性線図の直ぐ下側のａ～ｋは、指標部ａ～Ｋが検出基準位置を通過するタイミングをクランクシャフト５のクランク角と対応付けて示したものである。また、図５および図６において、図中の最も下側のｔ１、ｔ２等は、スイングバック制御における個々の処理が実行されるタイミングをクランクシャフト５のクランク角と対応付けて示したものである。また、図５および図６に示すように、ピストン６が圧縮上死点に達した時点をクランクシャフト５のクランク角の０度としている。

【0074】

スイングバック制御部４３は、スイングバック制御において、電動発電機１２のロータ１３をステータ２５に対してクランクシャフト５の逆転方向Ｒに回転させることによりクランクシャフト５を逆転させ、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したときに、ロータ１３の回転方向を反転させることによりクランクシャフト５を正転させる。また、スイングバック制御部４３は、スイングバック制御において、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて認識する。

【0075】

反転実行クランク角は、スイングバック制御において、逆転させたクランクシャフト５の回転方向を逆転から正転に切り替えるクランク角である。反転実行クランク角は、クランクシャフト５が逆転している間に、ピストン６が膨張下死点から圧縮上死点に向かってシリンダ３内を上昇する区間内の一のクランク角に設定されている。すなわち、反転実行クランク角は、クランクシャフト５の逆転方向において、－５４０度以上かつ－７２０度未満の角度に設定されている。本実施例において、反転実行クランク角は－６７５度に設定されている。

【0076】

スイングバック制御において、スイングバック制御部４３は、図５に示すように、電動発電機１２のロータ１３をクランクシャフト５の逆転方向Ｒに回転させて、クランクシャフト５の逆転を開始させた後、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、クランクシャフト５が逆転を開始した時点ｔ０の後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１から、引き続きｍ（ｍは１以上ｎ／２以下の整数）個の通常指標部が検出基準位置を通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベル（振幅）が所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断する。本実施例においては、ｍは２に設定されている（なお、ｍが１以上ｎ／２以下の整数に限定されている点については後述する）。したがって、スイングバック制御部４３は、クランクシャフト５が逆転を開始した時点ｔ０の後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１から、引き続き２個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になったか否かを判断する。

【0077】

そして、図５において、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になった場合には、スイングバック制御部４３は、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が時点ｔ２に反転実行クランク角に達したと判断する。一方、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になっていない場合には、スイングバック制御部４３は、図６に示すように、時点ｔ２の後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを再び通過し、その後引き続きｍ個（２個）の指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点ｔ３に、逆転しているクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したと判断する。

【0078】

時点ｔ２は、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点である。また、時点ｔ３は、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを再び通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点である。クランクシャフト５が逆転しているときに、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを通過してから検出基準位置Ｐｄを通過する２個目の通常指標部は、通常指標部ｃである。すなわち、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したとスイングバック制御部４３が判断するタイミングは、図５の場合においても、図６の場合においても、通常指標部ｃが検出基準位置Ｐｄを通過したときである。

【0079】

逆転しているクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したとき、スイングバック制御部４３は、ロータ１３の回転方向を反転させ、クランクシャフト５の回転方向を逆転から正転に切り替える。その後、エンジン１において、吸気、圧縮、膨張、排気の工程が開始されてエンジン１が始動した場合には、マイクロコンピュータ４１は、電動発電機１２の制御を発電制御に切り替える。

【0080】

図７は、電動発電機１２において、クランクシャフト５のクランク角が、反転実行クランク角として設定された－６７５度に達した状態を示している。電動発電機１２は、上述したように、１１個の指標部ａ～ｋのうち、各通常指標部ｂ～ｋと、指標部ａ～ｋのうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該通常指標部の隣に設けられた他の指標部との間隔が３０度に設定され、特異指標部ａと、指標部ａ～ｋのうちクランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該特異指標部ａの隣に設けられた指標部との間隔が６０度に設定され、特異指標部ａが、クランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいてロータの回転基準位置Ｐａから４０度離れた位置に配置されているという構成を有している。このような構成を有している電動発電機１２においては、図７に示すように、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したときに、通常指標部ｂ～ｋのうち、特異指標部ａからクランクシャフト５の正転方向において６０度離れた通常指標部ｃの位置が検出基準位置Ｐｄと一致する。特異指標部ａからクランクシャフト５の正転方向において６０度離れた通常指標部ｃは、クランクシャフト５が逆転しているときに、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを通過してから検出基準位置Ｐｄを通過する２個目の通常指標部に相当する。また、本実施例における通常指標部ｃは、上述した本発明の実施形態における反転判断指標部に相当する。

【0081】

図８はスイングバック制御の具体的な流れを示している。エンジン１が停止し、クランクシャフト５およびロータ１３が停止している状態において、例えば、車両に設けられたメインコントローラからマイクロコンピュータ４１にエンジン始動信号が出力されたとき、図８に示すスイングバック制御が開始される。なお、車両に設けられたメインコントローラは、車両のエンジン始動スイッチがオンになったとき、またはアイドリングストップ後にスロットルがオンになったときに、エンジン始動信号をマイクロコンピュータ４１に出力する。

【0082】

スイングバック制御において、スイングバック制御部４３は、まず、電動発電機１２のロータ１３をクランクシャフト５の逆転方向Ｒに回転させ、クランクシャフト５の逆転を開始させる（ステップＳ１）。

【0083】

続いて、スイングバック制御部４３は、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過したか否かを判断する（ステップＳ２）。特異指標部ａと、クランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該特異指標部の隣に設けられた指標部との間隔は、各通常指標部ｂ～ｋと、クランクシャフト５の逆転方向Ｒにおいて当該通常指標部の隣に設けられた他の指標部との間隔と異なるので、スイングバック制御部４３は、電磁ピックアップ３２から出力される検出信号の間隔に基づいて、検出基準位置Ｐｄを通過した指標部が特異指標部ａであるのか、通常指標部ｂ～ｋであるのかを判別することができる。

【0084】

特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、続いて、スイングバック制御部４３は、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１から、引き続き２個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になったか否かを判断する（ステップＳ３）。

【0085】

ここで、図９は、上記時点ｔ１から上記時点ｔ２までの間に、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号の波形を示している。図５に示すように、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１において、逆転しているクランクシャフト５のクランク角がクランクシャフト５の逆転方向において圧縮上死点の手前のクランク角である場合には、図９中の（Ａ）に示すように、電磁ピックアップ３２から出力される検出信号の例えば正側の出力レベルが基準出力レベルＶｔ以下になる。一方、図６に示すように、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１において、逆転しているクランクシャフト５のクランク角がクランクシャフト５の逆転方向において排気上死点の手前のクランク角である場合には、図９中の（ｂ）に示すように、電磁ピックアップ３２から出力される検出信号の例えば正側の出力レベルが基準出力レベルＶｔよりも大きくなる。このように、時点ｔ１から時点ｔ２までの間において、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が圧縮上死点手前である場合と、排気上死点手前である場合とで検出信号の出力レベルが異なる理由については、本発明の実施形態の説明の中で述べた通りである（なお、厳密には、本発明の実施形態の説明の中では、時点ｔ２において、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が圧縮上死点手前である場合と排気上死点手前である場合とで検出信号の出力レベルが異なる理由について述べているが、それは、時点ｔ１から時点ｔ２までの間において、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が圧縮上死点手前である場合と排気上死点手前である場合とで検出信号の出力レベルが異なる場合にも当てはまる）。スイングバック制御部４３は、ステップＳ３において、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点から、引き続き２個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点までの間に、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号の正側の出力レベルが基準出力レベルＶｔ以下になったか否かを判断する。

【0086】

また、ステップＳ３において、スイングバック制御部４３は、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１に電磁ピックアップ３２から出力された検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下であるか否かを判断してもよいし、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過してから引き続き１個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点に電磁ピックアップ３２から出力された検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下であるか否かを判断してもよいし、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過してから引き続き２個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点ｔ２に電磁ピックアップ３２から出力された検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下であるか否かを判断してもよい。

【0087】

クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１から、引き続き２個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になった場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、続いて、スイングバック制御部４３は、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過したか否かを判断する（ステップＳ４）。この判断は、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを通過したことが認識された後に、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、検出基準位置Ｐｄを通過する通常指標部の個数をカウントすることにより行うことができる。

【0088】

そして、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、スイングバック制御部４３は、ロータ１３の回転方向を反転させ、クランクシャフト５の回転方向を逆転から正転に切り替える（ステップＳ７）。その後、エンジン１において、吸気、圧縮、膨張、排気の工程が開始されてエンジン１が始動した場合には（ステップＳ８：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ４１は、電動発電機１２の制御を発電制御に切り替える（ステップＳ９）。

【0089】

一方、ステップＳ３の判断の結果、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１から、引き続き２個の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下にならない場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、続いて、スイングバック制御部４３は、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、時点ｔ２の後に、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを再び通過したか否かを判断する（ステップＳ５）。

【0090】

特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを再び通過した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、続いて、スイングバック制御部４３は、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを再び通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過したか否かを判断する（ステップＳ６）。

【0091】

そして、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを再び通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、スイングバック制御部４３は、ロータ１３の回転方向を反転させ、クランクシャフト５の回転方向を逆転から正転に切り替える（ステップＳ７）。その後、エンジン１において、吸気、圧縮、膨張、排気の工程が開始されてエンジン１が始動した場合には（ステップＳ８：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ４１は、電動発電機１２の制御を発電制御に切り替える（ステップＳ９）。

【0092】

ところで、上述したように、ロータケース１４の周壁部１６の外面には、ｎ（ｎは３以上の整数）個の指標部が設けられ、スイングバック制御部４３は、スイングバック制御において、検出信号に基づいて、クランクシャフトが逆転を開始した後に特異指標部が検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点ｔ１から、引き続きｍ（ｍは１以上ｎ／２以下の整数）個の指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になったか否かを判断し、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になった場合には、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が時点ｔ２に反転実行クランク角に達したと判断し、一方、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になっていない場合には、時点ｔ２の後に特異指標部が検出基準位置Ｐｄを再び通過し、その後引き続きｍ個の指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点ｔ３に、逆転しているクランクシャフトのクランク角が反転実行クランク角に達したと判断する。このように、本発明の実施例においては、上記ｎが３以上に制限され、ｍが１以上ｎ／２以下に制限されている。これらの制限を設けた理由は、図６に示すように、エンジン１の始動直前において、クランクシャフト５がクランクシャフト５の正転方向において圧縮上死点の手前に停止している状態でスイングバック制御が行われる場合に、クランクシャフト５の逆転を開始させてから特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過するまでの間に、クランクシャフト５の回転数を十分に大きくし、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点において、電磁ピックアップ３２から出力される検出信号の出力レベルが基準出力レベルを確実に超えるようにするためである。

【0093】

具体的に説明すると、上述したように、本実施例では、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角であるときに、（ｎ－１）個の通常指標部のうち特異指標部からクランクシャフト５の正転方向においてＸ度離れた通常指標部の位置が検出基準位置Ｐｄと一致するように指標部ａ～ｋの配置および検出基準位置Ｐｄが設定され、Ｘ度について、次の数式が成り立つ。
Ｘ＝｛３６０／（ｎ＋１）｝・ｍ
したがって、上記数式を見ればわかる通り、ｍが大きくなると、Ｘが大きくなり、その結果、図６の場合、すなわち、エンジン１の始動直前において、クランクシャフト５がクランクシャフト５の正転方向において圧縮上死点の手前に停止している状態でスイングバック制御が行われた場合に、クランクシャフト５が逆転を開始してから特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過する時点におけるクランクシャフト５のクランク角が０度に近づく。そのため、図６の場合において、クランクシャフト５が逆転を開始してから特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過するまでの間に、クランクシャフト５の回転数が大きくならず、特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過した時点において、電磁ピックアップ３２から出力される検出信号の出力レベルが基準出力レベルを超えないといった事態が発生する可能性がある。このような事態が発生すると、図８に示すスイングバック制御が正常に行われなくなる。このような事態の発生を防ぐために、ｎが３以上の整数である場合には、ｍを１以上ｎ／２以下の整数に制限する。なお、ｎが３以上の整数である場合に、ｍを、１以上ｎ／２未満の整数、または１以上ｎ／３以下の整数に制限してもよい。また、ｎが４以上の整数である場合には、ｍを１以上ｎ／４以下の整数に制限してもよい。

【0094】

本実施例では、反転クランク角が－６７５度であり、ｎが１１であり、ｍが２であり、通常指標部の間隔が３０度であるので、図６の場合において特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを初めて通過する時点のクランクシャフト５のクランク角は、次の計算により－２５５度となる。
－６７５＋３６０＋３０×２＝－２５５
また、ｍを１以上ｎ／２以下の整数に制限し、ｎが１１である場合に、ｍの最大値は５となる。反転クランク角が－６７５度であり、ｎが１１であり、ｍが５であり、通常指標部の間隔が３０度であるとき、図６の場合において特異指標部ａが検出基準位置を初めて通過する時点のクランクシャフト５のクランク角は、次の計算により－１６５度となる。
－６７５＋３６０＋３０×５＝－１６５

【0095】

以上説明した通り、本発明の第１の実施例のエンジン始動装置１１は、スイングバック制御において、クランクシャフト５を逆転させた後に特異指標部ａが検出基準位置Ｐｄを１回または２回通過してから２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過したか否かを、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて判断し、当該２個目の通常指標部が検出基準位置Ｐｄを通過したときに、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したと判断して、クランクシャフト５の回転方向を逆転から正転に切り替える。このように、本実施例のエンジン始動装置１１は、スイングバック制御において、逆転させたクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて認識する。したがって、逆転させたクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことの認識が、エンジン１の温度によって不正確になることを抑制することができる。本実施例のエンジン始動装置１１によれば、スイングバック制御において、逆転させたクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを正確に認識することができ、スイングバック制御によるエンジン１の始動を確実に行うことができる。

【0096】

また、本実施例のエンジン始動装置１１によれば、スイングバック制御において、逆転させたクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したか否かの判断を、電動発電機１２の回転制御を行うために設けた指標部ａ～ｋを利用して行うことができる。電動発電機１２の回転制御とスイングバック制御とに指標部ａ～ｋを兼用することにより、電動発電機１２の構造を単純化することができる。

【0097】

また、本実施例のエンジン始動装置１１は、スイングバック制御において、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点ｔ１から、引き続きｍ個（２個）の指標部が検出基準位置Ｐｄを通過する時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断し、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になった場合には、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が時点ｔ２に反転実行クランク角に達したと判断し、一方、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下にならない場合には、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が時点ｔ２に反転実行クランク角に達していないと判断する。この構成により、エンジン始動直前において、クランクシャフト５がクランクシャフト５の正転方向において圧縮上死点手前に停止している場合と、排気上死点手前に停止している場合とのいずれの場合においても、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したことを的確に判断することができる。

【0098】

なお、第１の実施例のエンジン始動装置１１において、ｎ（ｎは３以上の整数）個の指標部を備え、ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が特異指標部であり、スイングバック制御において、スイングバック制御部４３は、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部が検出基準位置Ｐｄを初めて通過し、その後引き続きｍ（ｍは１以上ｎ未満の整数）個の指標部が検出基準位置を通過した第１の時点に検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かを判断し、第１の時点に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になった場合には、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が第１の時点に反転実行クランク角に達したと判断し、一方、第１の時点に検出信号の出力レベルが基準出力レベル以下になっていない場合には、第１の時点の後に特異指標部が検出基準位置を再び通過し、その後引き続きｍ個の指標部が検出基準位置を通過した第２の時点に、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したと判断するようにしてもよい。この構成は、検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かの判断を行うタイミングを、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部が検出基準位置Ｐｄを初めて通過し、その後引き続きｍ個の指標部が検出基準位置を通過した時点に限定したものである。この構成によれば、ｍの制限を緩和することができる。

【0099】

また、第１の実施例のエンジン始動装置１１において、ｎ（ｎは３以上の整数）個の指標部を備え、ｎ個の指標部のうちの１個の指標部が特異指標部であり、スイングバック制御部４３は、スイングバック制御において、電磁ピックアップ３２から出力された検出信号に基づいて、クランクシャフト５が逆転を開始した後に特異指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点において、検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否か判断し、当該時点において検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になった場合には、逆転しているクランクシャフト５のクランク角が当該時点に反転実行クランク角に達したと判断するようにしてもよい。この構成は、検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かの判断、およびクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したか否かの判断を、特異指標部が検出基準位置Ｐｄを通過した時点に行うこととしたものである。この構成よれば、検出信号の出力レベルが所定の基準出力レベル以下になったか否かの判断、およびクランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角に達したか否かの判断を行うタイミングを、特異指標部に基づいて容易に決定することができる。

【実施例0100】

図１０は、本発明の第２の実施例のエンジン始動装置５１を示している。第２の実施例のエンジン始動装置５１において、電動発電機５２のロータケース１４の周壁部の外面にｎ個の指標部が設けられている。また、ｎ個の指標部は（ｎ－１）個の通常指標部および１個の特異指標部を含んでいる。また、ｎ個の指標部はロータケース１４の周方向においてそれぞれ等間隔に設けられている。さらに、（ｎ－１）個の通常指標部はそれらの形状または大きさがそれぞれ互いに同一であり、特異指標部はその形状または大きさが各通常指標部と異なっている。また、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角であるときに、（ｎ－１）個の通常指標部のうち特異指標部からクランクシャフト５の正転方向においてＸ度離れた通常指標部の位置と検出基準位置とが互いに一致するように、複数の指標部の配置および検出基準位置が設定され、Ｘ度について、次の数式が成り立つ。
Ｘ＝（３６０／ｎ）・ｍ

【0101】

具体的には、図１０に示すように、ロータケース１４の周壁部の外面に１２個の指標部ａ～ｌが設けられている。また、指標部ａ～ｌは１１個の通常指標部ｂ～ｌおよび１個の特異指標部ａを含んでいる。また、指標部ａ～ｌはロータケース１４の周方向においてそれぞれ等間隔に設けられている。さらに、通常指標部ｂ～ｌはそれらの形状または大きさがそれぞれ互いに同一であり、特異指標部ａはその形状または大きさが各通常指標部ｂ～ｌと異なっている。より具体的には、特異指標部ａは、ロータケース１４の周方向において、各通常指標部ｂ～ｌよりも長い。また、クランクシャフト５のクランク角が反転実行クランク角であるときに、通常指標部ｂ～ｌのうち特異指標部ａからクランクシャフト５の正転方向において６０度離れた通常指標部ｃの位置と検出基準位置とが互いに一致するように、指標部ａ～ｌの配置および検出基準位置Ｐｄが設定されている。

【0102】

第２の実施例のエンジン始動装置５１によっても、第１の実施例のエンジン始動装置１１と同様の作用効果が得られる。

【0103】

なお、上記各実施例では、磁界形成部の個数を１２個、コイルの個数を１８個、指標部の個数を１１個または１２個としたが、磁界形成部の個数、コイルの個数および指標部の個数はこれに限定されない。また、本発明のエンジン始動装置を適用するエンジンは車両用に限定されない。

【0104】

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエンジン始動装置もまた本発明の技術思想に含まれる。