JP4136613B2

JP4136613B2 - エンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP4136613B2
Application number: JP2002326820A
Authority: JP
Inventors: 弘志田中; 和彦坂口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: BR0304764A; CN1317500C; MXPA03010107A; BR0304764B1; KR100532725B1; CN1500982A; ES2255367B2; TW200411115A; KR20040041496A; ES2255367A1; TWI270612B; CA2447833C; JP2004162543A; CA2447833A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの燃料噴射制御装置に係り、特に、クランク軸を人力で回動させてエンジン始動するエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、二輪車の燃料供給系統の主要部の構成を示したブロック図であり、燃料タンク１２からフィルタ１３を介して燃料ポンプ１４で加圧された燃料は、更にフィルタ１５を通って燃料噴射弁（インジェクタ）８に送られる。インテークマニホルド２４での燃圧（圧力）を一定に保つために圧力調節器（プレッシャレギュレータ）１６が設けられる。燃圧を一定に保つために燃料ポンプ１４から排出された燃料のうち余剰分は、圧力調節器１６を経て燃料タンク１２に戻される。
【０００３】
インテークマニホルド２４に供給された燃料は、エアクリーナ１７およびスロットル弁１８を通って導入された空気と混合され、吸気バルブ１９の開弁時にエンジンの燃焼室２０に吸入される。そして、ピストン２１が圧縮上死点を乗り越えたときに点火プラグ２２に点火して混合気を燃焼させる。
【０００４】
燃焼に伴ってピストン２１が往復運動し、クランク（不図示）が回転する。燃料ポンプ１４には、図示しないバッテリからＥＣＵ２３を経由して電源電圧が供給される。インジェクタ８の燃料噴射量は、エンジン回転数やスロットル開度等、エンジンの各種パラメータに基づいてＥＣＵ２３で決定される。
【０００５】
キック始動装置を備えた自動二輪車の燃料噴射装置では、エンジンの始動性を向上させるため、クランク基準位置が確定する前に燃料噴射を行う場合がある。例えば、所定のクランク角毎に発生するクランクパルスを予定数計数したときに燃料を１回だけ噴射し、その後はクランク基準位置を基準とした設定位置で燃料の噴射を行う。また、始動に先行してキックペダルを踏んで燃料ポンプを駆動し、燃圧を高めて燃料を噴射させる始動装置が知られる（特開平３−１８６５９号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
キック始動装置では、キック力が小さかったり、初期のピストン位置が圧縮上死点から遠かったりした場合は、ピストンがフリクションの大きい圧縮行程の上死点を乗り越えることができない。一方、インジェクタによる燃料噴射は吸気行程で行われるため、ピストンが圧縮上死点を超えられないと、噴射された燃料が燃焼されずに気筒内に残留する。そのために、点火プラグへの燃料のカブリが発生してエンジン始動性が低下してしまう場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ミスキック等によりピストンが圧縮上死点を乗り越えられないような場合でも、次の始動操作時において始動性が低下しないようにしたエンジンの燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、人力によって始動させるエンジンの燃料噴射制御装置において、所定角度毎のクランク角を代表するパルス幅のクランク角信号を出力するセンサと、ピストンの上死点を通過した吸気行程および燃焼行程の上死点対応位置でエンジン１回転毎にクランクパルサ信号を１回出力するクランクパルサと、前記クランクパルサ信号が吸気行程のものであるか燃焼行程のものであるかを判別するクランクパルサ信号判別手段と、前記クランクパルサ信号がクランキング開始後の吸気行程のものであるときに、前記クランクパルサ信号出力時のクランク角信号のパルス幅が、ピストンが圧縮上死点を乗り越えることができるためのクランク軸の基準パルス幅以下であるか否かを判断するパルス幅判断手段と、前記クランク角信号のパルス幅が、前記基準パルス幅以下の場合には前記パルス幅判断手段による判断終了直後に燃料噴射量の演算を開始するとともに、該燃料噴射量の演算中に燃料噴射弁を起動させて燃料噴射を行う一方、前記クランク角信号のパルス幅が、前記基準パルス幅以上の場合に燃料噴射を休止する制御手段とを具備した点に第１の特徴がある。
【００１０】
第１の特徴によれば、人力によるクランキングつまりキック始動において、吸気行程の所定のクランク角のクランク角信号のパルス幅または所定クランク角の回転時間が圧縮上死点を乗り越えることができるための基準角パルス幅を超えない場合に燃料が噴射される。したがって、ミスキック時等に無駄に燃料を噴射することがないし、未燃焼燃料による点火プラグへの燃料のカブリを生じさせるのも防止できる。
【００１１】
また、本発明は、前記制御手段が、燃料噴射量計算手段および該計算手段によって計算された燃料噴射量に応じたデューティで燃料噴射手段を駆動する駆動手段からなり、前記パルス幅判断手段により、前記クランク角信号のパルス幅が前記基準パルス幅以上であると判断された場合は、前記デューティをゼロにして燃料噴射を実質的に休止するよう構成された点に第２の特徴がある。
【００１２】
第２の特徴によれば、クランキングでのクランク角信号のパルス幅が、基準パルス幅以上である場合も、そうでない場合も燃料噴射弁の駆動部は同様に制御され、単に燃料噴射量の設定をゼロにするだけで燃料噴射が実質的に休止される。
【００１３】
さらに、本発明は、前記燃料噴射弁と共通の電源で駆動される燃料供給ポンプを備えたエンジンに使用される点に第３の特徴がある。
【００１４】
第３の特徴によれば、無駄な燃料噴射に使用する電力が節約できるので、節約された電力を燃料ポンプの駆動に使える。したがって、１回目のクランキングで始動を失敗しても次のクランキングでは燃料ポンプに十分な電力を供給して高い燃圧を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態である燃料噴射制御装置を含むキック始動装置付き自動二輪車の要部構成を示すブロック図である。なお、ここでは図示しないが、この自動二輪車は、図７に示したのと同様のハード構成からなる燃料供給系統を含む。
【００１６】
エンジンのクランク軸１にはキックギヤやラチェット（共に図示せず）を介してキック始動のためのペダル（キックペダル）２が連結される。クランク軸１には多数の歯（リラクタ）を外周に設けた円板３が結合される。リラクタは所定角度（例えば３０度）間隔で配置される。
【００１７】
回転数センサ４は、例えばフォト・インタラプタで構成され、前記リラクタを検出してクランク角信号５をＦｉ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）６へ出力する。クランク角信号５はリラクタの配置間隔に応じた所定角度毎のクランク角を代表する信号であり、該クランク角信号５に基づいて、Ｆｉ−ＥＣＵ６でエンジンの回転数が算出される。
【００１８】
さらに、円板３の円周上の特定位置、つまり上死点対応位置にはマグネットが取り付けられ（例えば、埋め込まれ）ている。磁気ピックアップセンサからなるクランクパルサセンサ７は、このマグネットを検出してクランクパルサ信号９をＦｉ−ＥＣＵ６へ出力する。インジェクタ８は、Ｆｉ−ＥＣＵ６で決定された燃料噴射量に対応した開弁デューティを示す駆動信号１０に従って駆動される。Ｆｉ−ＥＣＵ６の動作をさらに詳述する。
【００１９】
図３，図４は、燃料噴射制御のタイミングチャートである。ここでは、クランク角３０度を１ステージと規定し、エンジンの１回転を３６０度１２ステージと規定している。したがって、吸気・圧縮・燃焼・排気からなるエンジンの１サイクルは７２０度２４ステージで規定される。クランク角信号５の数はステージ数を示し、クランクパルサ信号９は、エンジンの１回転毎に１回出力される。
【００２０】
図３において、タイミングｔ１でキックペダル２を使ったキックが開始されると、クランク軸１に結合される発電機で発電され、Ｆｉ−ＥＣＵ６の電源電圧が上昇する。そして、タイミングｔ２でＦｉ−ＥＣＵ６のリセットと初期化が開始される。このリセットと初期化がタイミングｔ３で完了すると、燃料供給ポンプ（FFP）１４が駆動される。タイミングｔ４でクランクパルサ信号９が検出され、その直後のステージつまり第１７ステージのパルス幅（時間）が検出される。タイミングｔ５では、第１７ステージのパルス幅に基づいて、燃料噴射を実行するか否かの判断を行う。この判断により、燃料噴射を実行する場合は、燃料噴射量の演算を行い、タイミングｔ６でインジェクタ(INJ)８を駆動する。燃料噴射を実行しない場合は、燃料噴射量の演算も燃料噴射も行わない。
【００２１】
図５は、燃料噴射判断処理のフローチャートである。この処理は、クランクパルサ信号が検出される毎に実行される。ステップＳ１では、クランク基準位置が決定したか、つまり燃焼行程および吸気行程で検出されるクランクパルサ信号９のうち、吸気行程のものが検出されたか否かが判別される。これは、例えば、クランクパルサ信号９が検出されたときの吸気管負圧Ｐｂに基づいて判断することができる。ステップＳ２では、現在のステージが第１８ステージか否かを判断する。クランク基準位置が決定すれば、その直後のステージは第１７ステージと決定されるので、その次のステージが第１８ステージである。
【００２２】
ステップＳ２が肯定ならば、ステップＳ３で、第１７ステージに対応するクランク角信号のパルス幅（時間）Ｔ１７が燃料供給カットのための判断基準時間Ｔrefより長いか否かが判断される。基準時間Ｔrefは、ピストンが圧縮上死点を乗り越えるのに十分な速度でクランク軸が回転しているか否かを判断するための基準値である。
【００２３】
クランク角信号のパルス幅Ｔ１７が基準時間Ｔrefより長い場合は、クランク角速度が小さい（低回転である）と判断し、ステップＳ４に進む。一方、クランク角信号のパルス幅Ｔ１７が基準時間Ｔrefより短い場合は、クランク角速度が大きく（高回転であり）、ピストンが圧縮上死点を超えられると判断してステップＳ５に進む。ステップＳ４では、燃料噴射休止フラグＦfcをセットする（＝１）。ステップＳ５では、燃料噴射休止フラグＦfcをクリアする（＝０）。ステップＳ６では、燃料噴射量の計算とその結果に基づく燃料噴射を実行する燃料噴射ルーチンを実行する。
【００２４】
図６は、燃料噴射ルーチン（ステップＳ６）の詳細フローチャートである。ステップＳ６１において、燃料噴射休止フラグＦfcを判別する。このフラグＦfcが「０」の場合は、ステップＳ６２に進み、燃料噴射量を計算する。燃料噴射量はスロットル開度、エンジン回転数、エンジン水温等のエンジンパラメータに基づいて計算され、インジェクタ８の開弁デューティで表される。ステップＳ６３では、計算された燃料噴射量に従ってインジェクタ８を駆動し燃料を供給する。燃料噴射フラグＦfcが「１」の場合は、ステップＳ６４に進み、インジェクタ８の開弁デューティを「０」に設定してステップＳ６３に進む。
【００２５】
図１は、Ｆｉ−ＥＣＵ６の要部機能を示すブロック図である。クランク基準位置検出部２５は、クランクパルサ信号に応答して行程判断を行う。行程判断は例えば吸気管負圧Ｐｂが吸気行程の負圧に対応するものであるか否かによって判断できる。吸気行程では、吸気管負圧Ｐｂが他の行程と比べて大きいからである。クランクパルサ信号が吸気行程で検出されたならば、クランク角速度検出部２６により、クランク角信号に基づいてクランク角速度を検出する。クランク角速度はクランク角信号のパルス幅、つまりクランク角基準位置決定直後の１ステージの時間によって代表させる。クランク角速度が大きいときは１ステージの時間は短い。クランク角速度を代表する１ステージの時間Ｔ１７は比較部２７に入力され、判断基準時間Ｔrefと比較される。比較の結果は燃料噴射量計算部２８に入力される。クランク角速度が予定値より大きい場合は、エンジンパラメータに従って燃料噴射量、具体的には開弁デューティを計算する。一方、クランク角速度が予定値より小さいと判断されれば、燃料噴射量（デューティ）をゼロに設定する。計算された、またはゼロに設定された燃料噴射量つまり開弁デューティはインジェクタ駆動部２９に入力される。インジェクタ駆動部２９は、入力された開弁デューティに従ってインジェクタ８を駆動する。
【００２６】
なお、上述の実施形態では開弁デューティをゼロにして燃料噴射が休止されるようにしたが、燃料噴射量を全くゼロにしてしまうのではなく、実質的に燃料噴射が休止される程度に減少させてあればよい。
【００２７】
以上は本発明を自動二輪車用エンジンの燃料噴射制御装置に適用した例に従って説明した。しかし、本発明はこの実施形態に限定されず、自動二輪車用以外のエンジン、例えば、人力で始動させるエンジンを備えたエンジン駆動式の発電機にも同様に適用できる。
【００２８】
請求項１〜請求項３の発明によれば、人力によるクランキングでピストンが圧縮上死点を乗り越えるのに十分なクランク角速度を得られないと判断されたときは、燃料噴射が休止される。したがって、点火プラグへの燃料のカブリを防止することができ、始動性が向上する。
【００２９】
特に、請求項２の発明によれば、燃料供給を実行する場合も、休止する場合も、同様の制御機能で燃料噴射弁を駆動することができるので、制御が簡単である。
【００３０】
さらに、請求項３の発明によれば、燃料噴射に使用される電力の無駄を省いて、始動失敗後の次の始動では十分な燃圧により、確実にエンジンを始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を含む自動二輪車の要部構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置のタイミングチャート（その１）である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置のタイミングチャート（その２）である。
【図５】燃料噴射判断のフローチャートである。
【図６】燃料噴射のフローチャートである。
【図７】エンジンの燃料供給系の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…クランク軸、２…キックペダル、４…回転数センサ、５…クランク角信号、６…Ｆｉ−ＥＣＵ、７…クランクパルサセンサ、８…インジェクタ、９…クランクパルサ信号、１０…インジェクタ駆動信号、１２…燃料タンク、１４…燃料ポンプ、２５…クランク基準位置、２６…クランク角速度検出部、２７…比較部、２８…燃料噴射量計算部、２９…インジェクタ駆動部

Claims

人力によって始動させるエンジンの燃料噴射制御装置において、
所定角度毎のクランク角を代表するパルス幅のクランク角信号を出力するセンサと、
ピストンの上死点を通過した吸気行程および燃焼行程の上死点対応位置でエンジン１回転毎にクランクパルサ信号を１回出力するクランクパルサと、
前記クランクパルサ信号が吸気行程のものであるか燃焼行程のものであるかを判別するクランクパルサ信号判別手段と、
前記クランクパルサ信号がクランキング開始後の吸気行程のものであるときに、前記クランクパルサ信号出力時のクランク角信号のパルス幅が、ピストンが圧縮上死点を乗り越えることができるためのクランク軸の基準パルス幅以下であるか否かを判断するパルス幅判断手段と、
前記クランク角信号のパルス幅が、前記基準パルス幅以下の場合には前記パルス幅判断手段による判断終了直後に燃料噴射量の演算を開始するとともに、該燃料噴射量の演算中に燃料噴射弁を起動させて燃料噴射を行う一方、前記クランク角信号のパルス幅が、前記基準パルス幅以上の場合に燃料噴射を休止する制御手段とを具備したことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
前記制御手段が、燃料噴射量計算手段および該計算手段によって計算された燃料噴射量に応じたデューティで燃料噴射手段を駆動する駆動手段からなり、
前記パルス幅判断手段により、前記クランク角信号のパルス幅が前記基準パルス幅以上であると判断された場合は、前記デューティをゼロにして燃料噴射を実質的に休止するよう構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
前記燃料噴射弁と共通の電源で駆動される燃料供給ポンプを備えたエンジンに使用される請求項１または２記載のエンジンの燃料噴射制御装置。