(57)【要約】スタータスイッチの検出装置を用いることなく、簡単な構成でセル始動とキック始動を判別してそれぞれの始動に応じて最適なエンジン始動ができるエンジン始動制御方法及び装置を提供する。セルモータによりエンジンを始動させるときのセル始動プログラムと、人力によりエンジンを始動させるときの人力始動プログラムとを有し、エンジン停止時のバッテリ電圧とエンジン始動開始時のバッテリ電圧との差を検出し、この差が所定値より大きい場合は前記セル始動プログラムにしたがって始動し、前記差が小さい場合は前記人力始動プログラムにしたがって始動する。
2003036079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルモータによりエンジンを始動させるときのセル始動プログラムと、人力によりエンジンを始動させるときの人力始動プログラムとを有し、エンジン停止時のバッテリ電圧とエンジン始動開始時のバッテリ電圧との差を検出し、この差が所定値より大きい場合は前記セル始動プログラムにしたがって始動し、前記差が小さい場合は前記人力始動プログラムにしたがって始動することを特徴とするエンジン始動制御方法。
【請求項２】
前記エンジン停止時のバッテリ電圧は、エンジン回転前の状態を検出して保存し、前記エンジン始動開始時のバッテリ電圧は、エンジン回転後のクランクパルス信号が所定パルス数以下のときに検出して保存し、前記クランクパルス信号が所定のパルス以上になったときに前記保存されたバッテリ電圧データの差に基づいてエンジンを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御方法。
【請求項３】
バッテリと、該バッテリからの電力で駆動されるセルモータと、燃料噴射用インジェクタと、該インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、エンジン始動時に該エンジンを駆動制御するＥＣＵと、該ＥＣＵと前記バッテリとの間に介装されたメインスイッチと、前記セルモータを駆動するセルスイッチとを備え、エンジン回転に伴いクランクパルス信号が前記ＥＣＵに入力され、該ＥＣＵはエンジン回転開始後所定のクランクパルス数を越えた後にこのクランクパルスに基づいてエンジン回転数を演算し、前記燃料ポンプは、前記メインスイッチをオンにした後エンジン回転前に駆動され、前記ＥＣＵは、前記セルモータによりエンジンを始動させるときのセル始動プログラムと、人力によりエンジンを始動させるときの人力始動プログラムとを有する燃料噴射エンジンの始動制御装置において、前記ＥＣＵは、前記バッテリ電圧に基づいてセルモータによる始動か人力による始動かを判別して前記セル始動プログラムと人力始動プログラムを選択的に用いることを特徴とするエンジン始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はエンジン始動制御方法及び装置に関し、特にその始動手段の判別方法及び装置に関するものである。
背景技術
自動二輪車において、エンジンは、バッテリから電力を受けるセルモータスタータによるセル始動と、運転者が足で踏込むキックペダルによるキック始動が可能である。燃料噴射エンジンのクランキング時において、セル始動の場合とキック始動の場合でそれぞれ最適な燃料噴射量や点火時期が異なる。エンジンはＥＣＵ（エンジン制御装置）を備え、運転状態に応じて予め定めたマップ等によるプログラムにしたがって燃料噴射量や点火時期を最適状態に調整してエンジンを駆動制御する。エンジン始動時においては、バッテリとセルモータ間のスタータスイッチに検出装置（回路）を設けてこの検出装置からの信号によりセルモータが駆動されたかどうかを検出してセル始動かキック始動かを判別し、これに応じてプログラムを選択してエンジン始動時の駆動制御ができる。
しかしながら、特に小型自動二輪車等においてスペース的な制約が大きく構成を簡素化したい場合や、コストを低減させたい場合等にスタータスイッチの検出装置を設けない場合がある。このような場合は、セル始動又はキック始動のどちらか一方に合わせたマップ等によりプログラムを設定し、いずれの場合も区別なく同じプログラムを用いてエンジン始動時の駆動制御を行なっている。
このため、セル始動又はキック始動のいずれかの場合に、最適な燃料噴射量及び最適点火時期でのエンジン駆動ができず、始動性が低下したり排気ガスエミッションを悪化させるおそれがあった。
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、スタータスイッチの検出装置を用いることなく、簡単な構成でセル始動とキック始動を判別してそれぞれの始動に応じて最適なエンジン始動ができるエンジン始動制御方法及び装置の提供を目的とする。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明では、セルモータによりエンジンを始動させるときのセル始動プログラムと、人力によりエンジンを始動させるときの人力始動プログラムとを有し、エンジン停止時のバッテリ電圧とエンジン始動開始時のバッテリ電圧との差を検出し、この差が所定値より大きい場合は前記セル始動プログラムにしたがって始動し、前記差が小さい場合は前記人力始動プログラムにしたがって始動することを特徴とするエンジン始動制御方法を提供する。
この構成によれば、エンジン始動時にセルモータを使用したときとキック始動時のバッテリ電圧降下の差によりセル始動かキック始動かを判別し、これに応じてセル始動プログラムとキック始動プログラムを選択してそれぞれの場合に最適なエンジン始動制御を行なうことができる。
好ましい構成例では、前記エンジン停止時のバッテリ電圧は、エンジン回転前の状態を検出して保存し、前記エンジン始動開始時のバッテリ電圧は、エンジン回転後のクランクパルス信号が所定パルス数以下のときに検出して保存し、前記クランクパルス信号が所定のパルス以上になったときに前記保存されたバッテリ電圧データの差に基づいてエンジンを駆動制御することを特徴としている。
この構成によれば、バッテリ電圧の差を算出するための一方の電圧であるエンジン停止時の電圧として、エンジン回転前の燃料高圧化のために燃料ポンプを駆動するときの状態でバッテリ電圧を検出してこれを保存し、前記差を算出するためのもう一方の電圧であるエンジン開始時の電圧として、エンジン回転後にクランクパルス信号が所定パルス数以下の状態で、バッテリ電圧を検出してこれを保存する。エンジンが始動して安定したクランクパルスが得られる状態になったら、保存したエンジン停止時のバッテリ電圧とエンジン始動開始時のバッテリ電圧とを比較してセル始動かキック始動かを判別する。なお、エンジン始動開始時のバッテリ電圧を検出保存するときに、同時にエンジン停止時のバッテリ電圧と比較してセル始動かキック始動かを判別してその判別結果を保存してもよい。これにより、エンジンが安定回転したら直ちにその判別結果に基づいて始動制御することができる。
本発明においては、前記エンジン始動制御方法を実施するための装置として、バッテリと、該バッテリからの電力で駆動されるセルモータと、燃料噴射用インジェクタと、該インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、エンジン始動時に該エンジンを駆動制御するＥＣＵと、該ＥＣＵと前記バッテリとの間に介装されたメインスイッチと、前記セルモータを駆動するセルスイッチとを備え、エンジン回転に伴いクランクパルス信号が前記ＥＣＵに入力され、該ＥＣＵはエンジン回転開始後所定のクランクパルス数を越えた後にこのクランクパルスに基づいてエンジン回転数を演算し、前記燃料ポンプは、前記メインスイッチをオンにした後エンジン回転前に駆動され、前記ＥＣＵは、前記セルモータによりエンジンを始動させるときのセル始動プログラムと、人力によりエンジンを始動させるときの人力始動プログラムとを有する燃料噴射エンジンの始動制御装置において、前記ＥＣＵは、前記バッテリ電圧に基づいてセルモータによる始動か人力による始動かを判別して前記セル始動プログラムと人力始動プログラムを選択的に用いることを特徴とするエンジン始動制御装置を提供する。
この構成によれば、燃料噴射エンジンにおいて、そのＥＣＵにより、バッテリ電圧の差を算出するための一方の電圧であるエンジン停止時の電圧として、エンジン回転前のバッテリ電圧を検出してこれを保存し、他方の電圧であるエンジン開始時の電圧として、エンジン回転後にクランクパルス信号が安定する前の所定パルス数以下の状態で、バッテリ電圧を検出してこれを保存し、エンジンが始動して安定したクランクパルスが得られる状態になったら、保存したエンジン停止時のバッテリ電圧とエンジン始動開始時のバッテリ電圧との比較によるセル始動かキック始動かの判別結果に基づいてエンジンを始動制御することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の制御システム全体のブロック構成図である。
一体部品としてユニット化されたエンジン制御装置（ＥＣＵ）１の制御回路ＣＰＵ（不図示）への入力として、メインスイッチ２からのオンオフ信号、クランク角センサ３からのクランクパルス信号、吸気圧センサ４からの吸気圧検出信号、吸気温センサ５からの吸気温度検出信号、水温センサ６からの冷却水温検出信号、インジェクタ電圧センサ７からのインジェクタ制御のための電圧信号、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有するスイッチボックス８からの検査用入力信号が入力される。また、バッテリ２０が接続されバッテリ電源が入力される。
ＥＣＵ１からの出力として、燃料ポンプを駆動するポンプリレー９へのポンプリレー出力信号、インジェクタ１０の電磁コイルを駆動するインジェクタ出力信号、点火コイル１１を駆動する点火コイル出力信号、冷却水温に応じてオートチョーク１２を駆動するオートチョーク出力信号、異常状態を検出した時にメータ２２内のダイアグ警告灯１３を駆動するダイアグ警告信号、冷却水温が所定温度を越えたときに警告を表示する水温警告灯１４を駆動する水温警告信号、エンジンキー等のイモビライザ１７が異常操作されたときにイモビライザ警告灯１５を駆動するイモビライザ警告信号が出力される。また、各センサへセンサ用電源回路２１を介して又は直接電力を供給する電源電圧が出力される。
また、ＥＣＵ１は、外部の汎用通信装置１８に接続され、制御データ等を汎用通信ラインを介して入出力可能である。さらに、シリアル通信装置１９に接続されシリアル通信が可能である。
図２は本発明に係る燃料噴射エンジンを備えた自動二輪車のエンジン始動制御装置の構成説明図である。
バッテリ２０はメインスイッチ２を介してＥＣＵ１に接続される。ＥＣＵ１にはスタータリレー２３を介してセルモータ２４及びセルスイッチ２５が接続される。ＥＣＵ１にはさらにポンプリレー９を介して燃料ポンプ２６及びインジェクタ１０が接続される。また、ＥＣＵ１には、エンジン（不図示）の回転を検出するパルス検出装置（クランク角センサ）３が接続される。このパルス検出装置３は、エンジンのクランク軸円周上に設けた複数の突起を検出し、クランク軸の回転に伴い各突起に対応したクランクパルス信号をＥＣＵ１に送る。
図３は図２のエンジン始動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
エンジンを始動する場合、まずメインスイッチ２をオンにする（時間Ｔ１）。このメインスイッチ２のオン信号がＥＣＵ１に入力されると、ＥＣＵ１はポンプリレー９を介して燃料ポンプ２６を所定時間（Ｔ２までの例えば数秒間）だけ予備駆動して燃圧を所定圧力まで上昇させる。運転者によりセルスイッチ２５がオンにされると（時間Ｔ３）、スタータリレー２３を介してセルスイッチ２５がオンになり、エンジンが回転開始する。回転開始した後、パルス検出装置３がクランク軸の突起を検出してクランクパルス信号をＥＣＵ１に発信する（時間Ｔ４）。この場合、最初の数個のパルス信号のパルス幅や間隔は、実際には回転が遅いため広く、また回転が不安定なため不揃いである。
クランクパルス信号が数個（例えば３〜５パルス）送られて、エンジン回転が安定したところでＥＣＵ１は、時間Ｔ５で再び燃料ポンプ２６を立上げるとともにインジェクタ１０を駆動して燃料を噴射し、且つ点火コイル１１（図１）を励磁してエンジンを自爆により回転させる。
本発明では、メインスイッチ２がオンになった後、クランク軸が回転する前の燃料ポンプ２６の駆動中の時間Ｔ１とＴ２の間にバッテリ電圧を検出し、このデータをエンジン停止時のバッテリ電圧として保存する。また、クランクパルス信号が発信開始され（時間Ｔ４）、不安定なクランクパルス信号が数個（例えば３〜５パルス）発信された後、エンジンを駆動開始する時間Ｔ５までの間に、バッテリ電圧を検出し、このデータをエンジン回転開始時のバッテリ電圧として保存する。これら２つのバッテリ電圧を比較することにより、後述のように、セル始動とキック始動を判別して始動時のエンジン駆動制御を行なう。なお、キック始動の場合には、タイムチャートのセルスイッチはオフのままである。
図４及び図５は、それぞれセル始動時とキック始動時のクランク回転変動及びバッテリ電圧のグラフである。横軸はクランクパルス信号数に対応したクランク割込み回数を示し、ａはクランク回転変動、ｂはエンジン停止時のバッテリ電圧データ、ｃはエンジン回転開始時のバッテリ電圧データ、ｄは実際のバッテリ電圧変化を示す。
エンジン停止時のバッテリ電圧データｂは、前述の図３の時間Ｔ１，Ｔ２間で検出して保存したデータであり一定である。エンジン回転開始時のバッテリ電圧データｃは、前述の図３の時間Ｔ４，Ｔ５間で検出して保存したデータであり一定である。
図４から分かるように、セル始動の場合、バッテリ電圧をセルモータに供給するため、バッテリの電圧降下が大きくなり、エンジン停止時（回転前）のバッテリ電圧データｂとエンジン回転開始時のバッテリ電圧データｃの差が大きい（この例では約１．３Ｖ）。
一方、図５から分かるように、キック始動の場合、バッテリは使用されないため、エンジン停止時（回転前）のバッテリ電圧データｂとエンジン回転開始時のバッテリ電圧データｃとの差はほとんどない。
図６は、セル始動及びキック始動のエンジン始動前及びクランキング中のバッテリ電圧平均値のグラフである。エンジン始動前のバッテリ電圧は、前述のエンジン停止時のバッテリ電圧であり、図３の時間Ｔ１，Ｔ２間でのバッテリ電圧である。クランキング中のバッテリ電圧は、前述のエンジン回転開始時のバッテリ電圧であり、図３の時間Ｔ４，Ｔ５間でのバッテリ電圧である。
図から分かるように、セル始動の場合、始動前とクランキング中のバッテリ電圧の差が大きい。これに対しキック始動の場合は、始動前とクランキング中のバッテリ電圧の差はほとんどない。なお、図から分かるように、ライトのＯＮ／ＯＦＦによらず、セル始動の場合電圧降下が大きくなる。
図７は、エンジン始動前後におけるバッテリ電圧降下の度数分布を示すグラフである。
図から分かるように、キック始動の場合、始動前とクランキング中のバッテリ電圧の差はライトオン、オフにかかわらずほぼゼロ（Ｖ）近傍であり、セル始動の場合、始動前とクランキング中のバッテリ電圧の差は１〜１．６（Ｖ）である。したがって、０．５Ｖ付近をしきい値として電圧の差を判別することにより、キック始動とセル始動を識別することができる。
図８は、本発明に係るＥＣＵによるエンジン始動制御方法の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１：メインスイッチがオンの状態（図３参照）で、エンジンが回転しているか回転前の停止中かを判別する。エンジンが回転していれば始動時ではないのでフローを抜ける。エンジン回転前、すなわちセルスイッチをオンにする前、又はキックレバーを踏み込む前であればエンジン停止中であり、次のステップＳ２に進む。
ステップＳ２：燃料ポンプの予備駆動中にバッテリ電圧を検出してこれを保存する。
ステップＳ３：エンジンの回転を示すクランクパルス信号がＥＣＵに入力されたかどうかを判別する。これは、図３のタイムチャートで時間Ｔ４に達したかどうかを判別するものである。
ステップＳ４：クランクパルス信号が所定パルスｘ（例えば３〜５パルス）以下かどうかを判別する。これは、図３のタイムチャートで時間Ｔ４，Ｔ５間かどうかを判別するものである。
ステップＳ５：上記ステップＳ４で所定のパルス数以下の場合、バッテリ電圧を検出してこれをエンジン回転開始時の電圧として保存する。
ステップＳ６：クランクパルス数が所定のパルス数を越えて自爆可能な回転状態となったら（すなわち時間Ｔ５に達したら）、上記ステップＳ２で保存した停止時バッテリ電圧とステップＳ５で保存した始動開始時のバッテリ電圧とを比較しその差がしきい値より大きいかどうかを判別する。前述の図４〜図６に示したように、セル始動ではキック始動より停止時と始動開始時のバッテリ電圧の差が大きい。このしきい値は前述の図７で説明したように、例えば０．５Ｖ程度に設定する。
ステップＳ７：上記ステップＳ６で停止時バッテリ電圧と始動開始時バッテリ電圧との差がしきい値より大きいときに、予め設定したセル始動用のパラメータによるマップを用いた制御プログラムにしたがって、セル始動に適した燃料噴射制御や点火時期制御を行なう。
ステップＳ８：上記ステップＳ６で停止時バッテリ電圧と始動開始時バッテリ電圧との差がしきい値以下のときに、予め設定したキック始動用のパラメータによるマップを用いた制御プログラムにしたがって、キック始動に適した燃料噴射制御や点火時期制御を行なう。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明では、簡単な構成でエンジン始動時にセルモータを使用したときとキック始動の場合のバッテリ電圧降下の差によりセル始動かキック始動かを判別し、これに応じてセル始動プログラムとキック始動プログラムを選択してそれぞれの場合に最適なエンジン始動制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係るエンジン制御システム全体のブロック構成図である。
図２は、本発明に係るエンジン始動制御装置の構成図である。
図３は、図２のエンジン始動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
図４は、セル始動時のエンジン回転変動及びバッテリ電圧のグラフである。
図５は、キック始動時のエンジン回転変動及びバッテリ電圧のグラフである。
図６は、セル始動とキック始動の始動前後のバッテリ電圧平均値のグラフである。
図７は、セル始動とキック始動のバッテリ電圧降下の分布グラフである。
図８は、本発明のエンジン始動制御方法の動作を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2003036079.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
2003036079.tif 000011
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