(57)【要約】【課題】バッテリーを搭載しない車両等を駆動するエンジンの始動性を向上させることができる電子式エンジン制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１に燃料を供給する燃料噴射装置のインジェクタ１２を制御する燃料噴射制御部を備えたコントローラと、エンジン１により駆動される発電機１８から燃料噴射装置とコントローラとに駆動電力を与える電源部とを備えている。コントローラは、エンジン１の始動時に発電機１８の出力電圧が設定値に達したときに噴射指令を発生する初回噴射指令発生部を備えていて、該初回噴射司令部が噴射指令を発生したときに始動時の初回の燃料噴射を行わせる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの点火を制御する点火制御部と前記エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置のインジェクタを制御する燃料噴射制御部とを有するコントローラと、前記エンジンにより駆動される発電機から前記燃料噴射装置とコントローラとに駆動電力を与える電源部とを備えた電子式エンジン制御装置であって、
前記燃料噴射制御部は、燃料の噴射量を決定する噴射量決定部と、噴射指令を発生する噴射指令発生部と、前記噴射指令に応答して前記インジェクタを駆動して該インジェクタから燃料を噴射させるインジェクタ駆動部とを備え、
前記噴射指令発生部は、前記エンジンの始動操作が開始された後前記発電機の出力電圧が設定値に達した時に初回の噴射指令を発生するように構成されている電子式エンジン制御装置。
【請求項２】
エンジンの点火を制御する点火制御部と前記エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置のインジェクタを制御する燃料噴射制御部とを有するコントローラと、前記エンジンにより駆動される発電機から前記燃料噴射装置とコントローラとに駆動電力を与える電源部とを備えた電子式エンジン制御装置であって、
前記燃料噴射制御部は、燃料の噴射量を決定する噴射量決定部と、噴射指令を発生する噴射指令発生部と、前記噴射指令に応答して前記インジェクタを駆動して該インジェクタから燃料を噴射させるインジェクタ駆動部とを備え、
前記噴射量決定部は、前記エンジンのクランキング速度に応じて前記エンジンの始動時の初回の燃料噴射時の噴射量を決定する初回噴射量決定部を備え、
前記噴射指令発生部は、前記エンジンの始動操作が開始された後前記発電機の出力電圧が設定値に達した時に初回の噴射指令を発生するように構成されている電子式エンジン制御装置。
【請求項３】
前記初回噴射量決定部は、予め設定された始動時の初回の燃料噴射量を前記エンジンのクランキング速度に応じて補正することにより前記初回の燃料噴射量を決定する請求項２に記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項４】
前記噴射量決定部は、前記発電機の出力電圧の上昇率から前記クランキング速度を推測するクランキング速度推測部を更に備え、
前記初回噴射量決定部は、前記クランキング速度推測部により推測されたクランキング速度を用いて前記初回の噴射時の噴射量を決定するように構成されている請求項２に記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項５】
前記発電機は、前記エンジンのクランク軸が一定の角度回転する毎に位相が反転する交流信号を出力する位相巻線を備え、
前記噴射量決定部は、前記位相巻線の出力信号に含まれる前記クランク軸の回転速度情報から前記クランキング速度を推測するクランキング速度推測部を備え、
前記初回噴射量決定部は、前記クランキング速度推測部により推測されたクランキング速度を用いて前記初回の噴射時の噴射量を決定するように構成されている請求項２に記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項６】
前記点火制御部は、前記エンジンの始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間前記点火回路が点火動作を行うのを禁止する点火禁止手段を備えている請求項２ないし５のいずれか一つに記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項７】
エンジンの点火を制御する点火制御部と前記エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置のインジェクタを制御する燃料噴射制御部とを有するコントローラと、前記エンジンにより駆動される発電機から前記燃料噴射装置とコントローラとに駆動電力を与える電源部とを備えた電子式エンジン制御装置であって、
前記燃料噴射制御部は、前記インジェクタからの燃料の噴射量を燃料噴射時間の形で決定する噴射量決定部と、噴射指令を発生する噴射指令発生部と、前記噴射指令に応答して前記インジェクタを駆動して該インジェクタから燃料を噴射させるインジェクタ駆動部とを備え、
前記噴射量決定部は、前記エンジンのクランキング速度に応じて前記エンジンの始動時の初回の燃料噴射時の噴射量を燃料噴射時間の形で決定する初回噴射量決定部を備え、
前記噴射指令発生部は、前記エンジンのクランキングが開始された後前記発電機の出力電圧が設定値に達した時に初回の噴射指令を発生するように構成されている電子式エンジン制御装置。
【請求項８】
前記初回噴射量決定部は、予め設定された始動時の初回の燃料噴射時間を前記エンジンのクランキング速度に応じて補正することにより前記初回の燃料噴射量を与える燃料噴射時間を決定する請求項７に記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項９】
前記噴射量決定部は、前記発電機の出力電圧の上昇率から前記クランキング速度を推測するクランキング速度推測部を更に備え、
前記初回噴射量決定部は、前記クランキング速度推測部により推測されたクランキング速度を用いて前記初回の噴射時の燃料噴射時間を決定するように構成されている請求項７に記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項１０】
前記発電機は、前記エンジンのクランク軸が一定の角度回転する毎に位相が反転する交流信号を出力する位相巻線を備え、
前記噴射量決定部は、前記位相巻線の出力信号に含まれる前記クランク軸の回転速度情報から前記クランキング速度を推測するクランキング速度推測部を備え、
前記初回噴射量決定部は、前記クランキング速度推測部により推測されたクランキング速度を用いて前記初回の噴射時の燃料噴射時間を決定するように構成されている請求項７に記載の電子式エンジン制御装置。
【請求項１１】
前記点火制御部は、前記エンジンの始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間前記点火装置が点火動作を行うのを禁止する点火禁止手段を備えていることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の電子式エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロプロセッサを用いて燃料噴射装置や点火装置を制御する電子式エンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）を用いてエンジンに燃料を供給する燃料噴射装置や、エンジンを点火する点火装置を制御する制御装置として、電子式のエンジン制御装置が広く用いられている。
【０００３】
電子式エンジン制御装置は、例えば、点火装置を制御する点火制御部と燃料噴射装置を制御する燃料噴射制御部とをマイクロプロセッサを用いて構成するコントローラと、点火装置、燃料噴射装置及びコントローラに駆動用の電力を与える電源部とにより構成される。
【０００４】
最近では、バッテリを搭載せずに、キックスタータやリコイルスタータ等の人力で操作される始動装置により始動される比較的小排気量の車両用のエンジンや、汎用エンジンにおいても電子式のエンジン制御装置が用いられるようになっている。
【０００５】
バッテリを搭載しない車両等においては、エンジンにより駆動される交流発電機と、該発電機の出力電圧を直流電圧に変換するコンバータとにより電源部を構成して、この電源部から点火装置、燃料噴射装置及びコントローラなどに駆動用の電力を供給するようにしている。
【０００６】
点火制御部は、エンジンの回転速度その他の制御条件に対して点火時期を演算する点火時期演算部と、点火タイマに演算した点火時期を検出するための計時動作を行わせて、点火時期が検出されたときに点火装置に与える点火指令を発生する点火指令発生部とにより構成される。
【０００７】
また燃料噴射制御部は、例えば、エンジンのスロットル開度（スロットルバルブの開度）αと回転速度Ｎとに基づいて検出した吸入空気量に対して、所定の空燃比の混合気を得るために必要な燃料の基本噴射量を求めるとともに、この基本噴射量を大気圧、吸気温度、エンジンの冷却水温度などの各種の制御条件に応じて補正して実際の噴射量を決定する噴射量決定部と、所定の噴射タイミングで噴射指令を発生する噴射指令発生部と、噴射指令に応答してインジェクタを駆動して燃料の噴射を行わせるインジェクタ駆動部とにより構成される。インジェクタから噴射される燃料の量は、燃料の噴射を行わせる時間（噴射時間）と燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の圧力とにより決まるが、一般には、インジェクタに与えられる燃料の圧力を一定として、燃料噴射量を噴射時間の形で演算し、演算された噴射時間の間インジェクタを駆動することにより、インジェクタから所定量の燃料を噴射するようにしている。
【０００８】
エンジンの点火時期や燃料噴射量を制御するためには、エンジンのクランク角情報と回転速度情報とをコントローラに与える必要がある。そのため、電子式エンジン制御装置により点火時期や燃料噴射量を制御する場合には、エンジンの所定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生装置をエンジンに取り付けて、この信号発生装置が発生する各パルスからクランク角情報を得るとともに、該信号発生装置が特定のクランク角位置で発生するパルスの発生間隔（エンジンのクランク軸が１回転するのに要する時間）からエンジンの回転速度情報を得るようにしている。
【０００９】
信号発生装置としては、エンジンのクランク軸に取り付けられたフライホイール磁石回転子のフライホイールの外周に設けた突起または凹部からなるリラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出した時に極性が異なる第１及び第２のパルスを発生するパルサを用いることが多い。
【００１０】
この種の信号発生装置は、例えば、演算により求められた点火時期の計測を開始するタイミングとして適し、かつ燃料の同期噴射を行わせるタイミングとして適したタイミングで、リラクタの前端側エッジを検出して前端エッジ検出パルスを発生し、エンジンの始動時及び低速時の点火時期として適したタイミングでリラクタの後端側エッジを検出して後端エッジ検出パルスを発生するように構成される。
【００１１】
このような信号発生装置が用いられる場合、点火制御部は、エンジンの始動時にパルサがリラクタの後端側エッジを検出して後端エッジ検出パルスを発生した時に点火動作を行わせ、エンジンが始動した後、その回転速度が設定値を超える領域では、パルサが前端エッジ検出パルスを発生した時に演算された点火時期の計測を開始して、その点火時期の計測が完了した時に点火動作を行わせる。
【００１２】
また燃料噴射制御部は、信号発生装置が前端エッジ検出パルスを発生した時にインジェクタを駆動して燃料の同期噴射を行わせる。
【００１３】
上記のような信号発生装置を用いる場合、エンジンの始動操作を開始した後、燃料の噴射量を演算するために必要な回転速度情報を得るためには、少なくともクランク軸が１回転するのを待たなければならず、クランキング速度に見合った適正な量の燃料を噴射するためには、更に回転速度情報に基づく燃料噴射量の演算が完了するまで待たなければならない。
【００１４】
エンジンにより駆動される車両等がバッテリを搭載している場合には、エンジンの始動の際にスタータモータにより、回転速度が反映された適正な量の燃料が噴射されるまでクランク軸を回転させることができるため、エンジンの始動に支障を来すことはない。しかし、キックスタータやリコイルスタータ等の人力による始動装置によりエンジンを始動させる場合には、始動操作時のクランキングによりクランク軸を２〜３回しか回転させることができないため、以下に示すように、始動時にエンジンの回転速度が反映された適正な量の燃料を噴射することができず、エンジンの始動性が悪くなることがある。
【００１５】
図６（Ａ）ないし（Ｅ）は、従来の制御装置により、バッテリを搭載していない４サイクル単気筒エンジンをキックスタータにより始動させた場合のエンジンの始動時の動作を示したタイムチャートである。図６（Ａ）はパルサが出力する前端エッジ検出パルスＶs1及び後端エッジ検出パルスＶs2を時間ｔに対して示し、図６（Ｂ）は噴射指令信号Ｖj を示している。また図６（Ｃ）は点火指令信号Ｖiを示し、図６（Ｄ）及び図６（Ｅ）はそれぞれ、発電機を電源とする電源部の出力電圧Ｖcc及びインジェクタに与えられる燃料圧力ＦＰを示している。
【００１６】
発電機を電源とする電源部は、発電機の出力を整流する整流機能と、その整流出力が調整値を超えないように電圧調整を行う機能とを有するコンバータからなっていて、図６（Ｄ）に示すように、調整値Ｖｒを超えないように調整された直流電圧Ｖccを出力する。この電源部の出力は、燃料ポンプ及びインジェクタに印加される外、定電圧電源回路によりマイクロプロセッサを駆動するのに適した一定電圧（５Ｖ）まで降圧されてマイクロプロセッサの電源端子に印加される。電源部の出力電圧Ｖccは、発電機の出力電圧が該電源部の出力電圧の調整値Ｖｒ（図示の例では約１６Ｖ）に達するまでの間は、発電機の出力電圧と同じように変化する。従って、始動時の電源部の出力電圧Ｖccの変化は、発電機の出力電圧の変化と見ることができる。
【００１７】
電源部の出力電圧Ｖccの波形には、エンジンの始動時に発電機の出力電圧が調整値Ｖｒに向けて上昇していく過程で、噴射指令信号や点火指令信号が発生する毎に落ち込みが現れる。図６（Ｄ）において、電源部の出力電圧Ｖccの波形に見られる落ち込みａは噴射指令信号Ｖj1を発生させたことにより生じた電源電圧の落ち込みであり、同波形の落ち込みｂは噴射指令Ｖj2を発生させたことにより生じた電源電圧の落ち込みである。また電圧Ｖccの波形の落ち込みｃ及びｄはそれぞれ点火指令信号Ｖi1及び噴射指令信号Ｖj3をそれぞれ発生させたことにより生じた電源電圧の落ち込みであり、ｅは、点火指令信号Ｖi2を発生させたことにより生じた電源電圧の落ち込みである。
【００１８】
図６に示された例では、始動動作が開始された後、時刻ｔ1 において、電源部の出力電圧Ｖccがマイクロプロセッサの起動電圧Ｖo （例えば５Ｖ）に達したときに、該マイクロプロセッサが起動する。次いで時刻ｔ2 でパルサが前端エッジ検出パルスＶs1を発生すると、噴射指令Ｖj2が発生する。この噴射指令の信号幅は、噴射量を決める噴射時間と無効噴射時間（インジェクタに駆動電圧を与えた後該インジェクタが燃料の噴射を開始するまでの時間）との和により決まる。
【００１９】
なお図６においては、時刻ｔ1においてマイクロプロセッサが起動したときに噴射指令Ｖj1を発生させているが、この噴射指令Ｖj1を発生させることについては後述する。ここでは、噴射指令Ｖj1は発生させないものとする。
【００２０】
時刻ｔ2 における燃料の噴射時間は演算により決められるが、時刻ｔ2 においては実際の回転速度情報が未だ検出されていないため、コントローラを構成するマイクロプロセッサは、イニシャライズされた際に設定された回転速度を用いて噴射時間を演算する。
【００２１】
時刻ｔ2 で発生した噴射指令は、インジェクタ駆動回路に与えられる。このときインジェクタ駆動回路はインジェクタに駆動電圧を与えるが、時刻ｔ2 においては、発電機の出力電圧が未だインジェクタを確実に開弁させることができる開弁可能電圧Ｖ1 に達しておらず、電源部の出力電圧Ｖccも開弁可能電圧に達していないため、インジェクタは演算された噴射量の燃料を噴射することができない。
【００２２】
通常、エンジンが停止する際には、圧縮行程の途中でピストンが上死点を越えることができずに停止することが多い。そのため、エンジンを始動する際には、多くの場合、クランク軸の１回転目で圧縮行程と膨張行程とが行われ、２回転目で排気行程と吸気行程とが行われる。図６に示した例では、時刻ｔ3で膨張行程が開始される。
【００２３】
従って、時刻ｔ2で噴射指令Ｖj2が発生したときには、エンジンが圧縮行程（ＣＯＭ）にあって、吸気バルブが閉じているため、噴射された燃料はシリンダ内に吸入されない。
【００２４】
時刻ｔ3 になると、信号発生装置が後端エッジ検出パルスＶs2を発生し、これにより点火指令信号Ｖi1が点火回路に与えられるため、点火動作が行われるが、この時点では未だシリンダ内に燃料が吸入されていないため、エンジンの初爆は起こらない。
【００２５】
時刻ｔ4 になると、発電機の出力電圧がインジェクタを確実に開弁させることができる電圧である開弁可能電圧Ｖ1 に達し、電源部の出力電圧Ｖccも開弁可能電圧に達するが、時刻ｔ4 は同期噴射タイミングではないため、発電機の出力電圧が開弁可能電圧に達しても噴射指令は発生せず、燃料の噴射は行われない。
【００２６】
時刻ｔ5 になると、パルサが再び前端エッジ検出パルスを発生するため、回転速度が更新される。またこの時刻ｔ5 において噴射指令Ｖj3が発生するため、インジェクタから燃料が噴射される。このときの噴射時間は時刻ｔ5 よりも前に演算されている。従って時刻ｔ5 における噴射には未だ実際の回転速度が反映されておらず、エンジンの状態に適した量の燃料の噴射は行われない。
【００２７】
時刻ｔ6 においてパルサが後端エッジ検出パルスを発生すると、点火動作が行われるが、このタイミングは排気行程（ＥＸＨ）が終了するタイミングであるため、燃焼は行われない。
【００２８】
時刻ｔ6 で吸気行程が開始されると、時刻ｔ2 で吸気管内に噴射されて気化された燃料と時刻ｔ5 で吸気管内に噴射されて気化された燃料とがシリンダ内に吸入される。
【００２９】
時刻ｔ7 においては、噴射指令Ｖj4により、エンジンの回転速度が反映された量の燃料の噴射が行われるが、時刻ｔ7 においては、エンジンが圧縮行程にあるため、噴射指令Ｖj4により噴射させられた燃料は、未だシリンダ内に吸入されない。
【００３０】
時刻ｔ8 でパルサが後端エッジ検出パルスを発生すると、点火動作が行われる。これにより混合気に着火すると、初爆が生じ、エンジンが始動する。
【００３１】
時刻ｔ8 でエンジンを確実に始動させるためには、時刻ｔ6 からの吸気行程において、適切な量の燃料（適切な空燃比の混合気）を吸入しなければならない。時刻ｔ6 からの吸気行程でシリンダ内に吸入される燃料は、時刻ｔ2 において噴射指令Ｖj2が発生したときに噴射させた燃料と、時刻ｔ5 において噴射指令Ｖj3が発生したときに噴射させた燃料である。しかし時刻ｔ2 で噴射指令Ｖj2が発生したときに実際に噴射させることができる燃料の量は、時刻ｔ2 における電圧Ｖccと燃料圧力ＦＰとにより、大幅に変化しやすい。噴射指令Ｖj3の信号幅を適切な値に設定しても、噴射指令Ｖj2発生時の噴射燃料量によっては、シリンダ内に吸入される燃料の量が不適切になることがある。更に噴射指令Ｖj3の信号幅は、回転速度が反映されていない不適切な値であることから、初爆が行われるはずの時刻ｔ8 でシリンダ内の燃料が不足したり過剰になったりして、確実に着火することができないことがあり、エンジンの始動性が悪くなる。
【００３２】
上記のように、時刻ｔ8 でエンジンを確実に始動させるためには、時刻ｔ6 からの吸気行程で回転速度が反映された適切な量の燃料をシリンダ内に吸入することができるように、燃料噴射を行わせておく必要があるが、キックスタータやリコイルスタータなどの、人力により操作される始動装置によりエンジンを始動する場合には、クランキングによりクランク軸を２〜３回転しか回転させることができないため、始動時に実際の回転速度が反映された適正な量の燃料を噴射することは難しい。
【００３３】
燃料不足によりエンジンの始動性が悪くなるのを防ぐため、特許文献１に示されているように、マイクロプロセッサが起動した際に、噴射指令Ｖj1を発生させて、予定時間の間初回の燃料噴射を行わせることにより、初爆を行わせる際の燃料が不足するのを防ぐ提案がされた。この既提案の発明では、図６の時刻ｔ1 において、マイクロプロセッサが起動した際に、エンジンの冷却水温度に応じて初回の予定噴射時間を設定して、この予定噴射時間に相当する信号幅を有する駆動指令Ｖj1を発生させることにより、初回の燃料噴射を行わせるようにしている。
【００３４】
【特許文献１】
日本国特許第３０８６３３５号公報
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
バッテリが搭載されていない車両において、特許文献１に示されたような従来の方法により始動時の燃料噴射を制御すると、以下に示すような問題が生じる。
【００３６】
即ち、図６の時刻ｔ1 においてマイクロプロセッサが起動したときに冷却水温度に応じて設定した予定時間の間燃料を噴射させるべく噴射指令Ｖj1を発生させたとしても、この時刻ｔ1 においては、未だ発電機の電圧が開弁可能電圧Ｖ1（一般に開弁可能電圧は、マイクロプロセッサを起動させるために必要な電圧よりも高い）に達していないため、噴射指令Ｖj1を発生させたとしてもインジェクタのバルブをほとんど開くことができない。また燃料ポンプにより与えられる燃料圧力ＦＰも低いため、実際には燃料をほとんど噴射させることができない。
【００３７】
同様に、時刻ｔ2 においてパルサが始動操作開始後最初のパルスＶs1を発生したときに噴射指令Ｖj2を発生させても、発電機の電圧が開弁可能電圧Ｖ1 に達しておらず、また燃料ポンプにより与えられる燃料圧力が低いため、インジェクタは燃料をほとんど噴射することができない。
【００３８】
また発電機の出力電圧が開弁可能電圧に達していない時刻ｔ1 や時刻ｔ2 のタイミングでは、インジェクタの無効噴射時間が不定であるため、インジェクタの弁を開くことができたとしても、演算された通りの量の燃料を噴射させることはできない。
【００３９】
時刻ｔ5 においては、既に発電機の出力電圧が開弁可能電圧Ｖ1 を超えているが、前述のように、時刻ｔ5 における噴射には、エンジンの実際の回転速度が反映されていない。
【００４０】
なお時刻ｔ7 において行われる燃料噴射には、エンジンの実際の回転速度が反映されるが、時刻ｔ7 においては、エンジンが圧縮行程にあるため、時刻ｔ7 において噴射された燃料はシリンダ内に吸入されない。従って、時刻ｔ7 において行われた燃料の噴射は時刻ｔ8 におけるシリンダ内の空燃比には反映されない。時刻ｔ8 における点火時にシリンダ内の混合気の空燃比を適正な値にして初爆を確実に行わせるためには、吸気行程が開始される時刻ｔ6 以前にエンジンの状態が反映された適正な量の燃料を噴射する必要がある。
【００４１】
またエンジンの始動時には、クランキング速度により吸入空気量が変動する。スロットル開度を一定とすると、一般に、クランキング速度が速い場合ほど吸入空気量が少なくなり、クランキング速度が遅い場合ほど吸入空気量が多くなる。ところが、従来の燃料噴射制御においては、始動時の初回の燃料噴射の噴射時間を決定する際にクランキング速度を考慮していなかったため、始動操作の際の操作力の不足によりクランキング速度が遅くなって、吸入空気量が多くなったときに、燃料の噴射量が不足して空燃比がリーンになり、始動性が悪くなることがある。
【００４２】
更に、従来の制御装置では、燃料が十分に噴射されていない状態にある時刻ｔ3 においても点火動作を行わせていたため、始動時に無駄な電力が消費され、この無駄な電力消費により、発電機の出力電圧が開弁可能電圧Ｖ1 に達するのが遅れるという問題もあった。
【００４３】
本発明の目的は、エンジンの始動操作開始後、有効な初回噴射をできるだけ早い時期に行わせることにより、有効な点火動作が行われるまでの間に十分な気化時間を確保することができるようにして、エンジンの始動性を向上させることができるようにした電子式エンジン制御装置を提供することにある。
【００４４】
本発明の他の目的は、エンジンの始動時にクランキング速度の違いによる吸入空気量の違いを考慮して噴射量を決めることにより、始動操作の際の操作力の差が空燃比に与える影響を少なくして、エンジンの始動性を向上させることができるようにした電子式エンジン制御装置を提供することにある。
【００４５】
本発明の更に他の目的は、エンジンの始動時に無駄な点火動作が行われるのを防いで始動時の発電機の出力電圧の立上がりを速くし、有効な初回燃料噴射を早期に行わせることができるようにした電子式エンジン制御装置を提供することにある。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの点火を制御する点火制御部と前記エンジンに燃料を供給する燃料噴射装置のインジェクタを制御する燃料噴射制御部とを有するコントローラと、前記エンジンにより駆動される発電機から前記燃料噴射装置とコントローラとに駆動電力を与える電源部とを備えた電子式エンジン制御装置に適用される。
【００４７】
本発明においては、上記燃料噴射制御部が、燃料の噴射量を決定する噴射量決定部と、噴射指令を発生する噴射指令発生部と、噴射指令に応答してインジェクタを駆動して該インジェクタから燃料を噴射させるインジェクタ駆動部とを備えていて、前記噴射指令発生部が、エンジンの始動操作が開始された後発電機の出力電圧が設定値に達した時に初回の噴射指令を発生するように構成される。
【００４８】
本発明が対象とする制御装置において、エンジンの始動操作を開始した後、インジェクタの弁を確実に開いて、無効噴射時間をほぼ一定とした状態で、インジェクタから演算された通りの燃料を噴射することができるようになる最初のタイミングは、発電機の出力電圧が開弁可能電圧に達するタイミングである。
【００４９】
従って、本発明のように、発電機の出力電圧が設定値に達したときに始動時の初回の噴射指令を発生させるようにすると、該設定値を開弁可能電圧か、または開弁可能電圧よりも僅かに高い電圧値に等しく設定することにより、始動操作開始後最短のタイミングで燃料を噴射することができる。そのため、有効な初回噴射を始動操作開始後早いタイミングで行って、初回の燃料噴射が行われてから有効な初回の点火動作が行われるまでの間の時間を長くすることができ、その間に噴射した燃料を十分に気化させることができる。これにより、初回の点火時の空燃比を適正な値にすることができるため、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００５０】
本発明の好ましい態様では、上記噴射量決定部が、エンジンのクランキング速度に応じてエンジンの始動時の初回の燃料噴射時の噴射量を決定する初回噴射量決定部を備えている。
【００５１】
上記初回噴射量決定部は、予め設定された始動時の初回の燃料噴射量をエンジンのクランキング速度に応じて補正することにより初回の燃料噴射量を決定するように構成することができる。
【００５２】
エンジンの始動時には、クランキング速度が速ければ早いほど吸入空気量が少なくなり、クランキング速度が遅ければ遅いほど吸入空気量が多くなる。従って、初回噴射量決定部は、クランキング速度が速ければ速いほど噴射時間を短くし、クランキング速度が遅ければ遅いほど噴射時間を長くするべく、クランキング速度に応じて噴射時間（噴射量）を決定するように構成するのが好ましい。
【００５３】
本発明のように、始動時の初回の燃料噴射時の噴射量をエンジンのクランキング速度に応じて決定するようにすると、始動時の操作力の個人差により生じる吸入空気量の差が空燃比に与える影響を少なくすることができ、クランキング速度の如何に係わりなく、常にシリンダ内の混合気の空燃比を適正な範囲にした状態で最初の有効な点火を行うことができるため、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００５４】
始動時のクランキング速度の推測は、例えば、発電機の出力電圧の上昇率からクランキング速度を推測するクランキング速度推測部を噴射量決定部により設けることにより行うことができる。
【００５５】
このように、クランキング速度推測部が設けられる場合、初回噴射量決定部は、クランキング速度推測部により推測されたクランキング速度を用いて初回の噴射時の噴射量を決定するように構成される。
【００５６】
本発明の更に他の好ましい態様では、エンジンにより駆動される発電機に、エンジンのクランク軸が一定の角度回転する毎に位相が反転する交流信号を出力する位相巻線が設けられ、該位相巻線の出力信号に含まれるクランク軸の回転速度情報からクランキング速度を推測するようにクランキング速度推測部が構成される。
【００５７】
発電機内に上記のような位相巻線を設けると、該位相巻線の出力周波数がエンジンの回転速度に比例しているため、該位相巻線の出力を用いてクランキング速度を推定することができる。このように発電機内に設けた位相巻線の出力からクランキング速度を推測するようにすれば、エンジンの回転速度情報を得る手段としては、簡単なパルサを設けておけばよく、リングギアセンサのような、精細なクランク角情報を得るためのセンサを設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
上記コントローラに設ける点火制御部は、エンジンの始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間点火回路が点火動作を行うのを禁止する点火禁止手段を備えていることが好ましい。
【００５９】
上記のように点火禁止手段を設けると、エンジンの始動時に無駄な点火動作が行われて発電機の出力電圧が落ち込むのを防ぐことができるため、始動時の発電機の出力電圧の立上がりを速くし、有効な初回燃料噴射を早期に行わせて、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００６０】
インジェクタからの燃料の噴射量は、燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の圧力とインジェクタから燃料を噴射する時間（燃料噴射時間）とにより決まるが、一般に用いられている燃料噴射装置においては、燃料ポンプからインジェクタに与えられる燃料の圧力を圧力レギュレータにより一定に保つように制御しているため、燃料の噴射量は燃料噴射時間により管理することができる。
【００６１】
従って上記噴射量決定部は、燃料の噴射量そのものを決定するように構成してもよいが、インジェクタからの燃料の噴射量を燃料噴射時間（インジェクタから燃料を噴射する時間）の形で決定するように構成するのが好ましい。
【００６２】
このように、噴射量決定部が、燃料の噴射量を燃料噴射時間の形で決定するように構成される場合、噴射量決定部は、エンジンのクランキング速度に応じてエンジンの始動時の初回の燃料噴射時の噴射量を燃料噴射時間の形で決定するように構成される。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図５を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係わる電子式エンジン制御装置を適用するエンジンの構成の一例を示したものである。同図において、１は、シリンダ２、ピストン３、クランク軸４、スロットルバルブ５が設けられた吸気管６、排気管７、吸気バルブ８、排気バルブ９等を有する単気筒４サイクルエンジンである。エンジン１は、リコイルスタータ１０を備えていて、このスタータの取っ手１０ａを手でもってロープを引っ張ることにより、始動時のクランキングを行うようになっている。
【００６４】
シリンダ２のヘッドには点火プラグ１１が取り付けられ、吸気管６には、インジェクタ１２が、その噴口部１２ａをスロットルバルブ５よりも下流側の吸気管内空間に臨ませた状態で取り付けられている。インジェクタ１２の燃料供給口には、燃料タンク１３内の燃料が、電動燃料ポンプ１４を通して供給されている。燃料ポンプ１４とインジェクタ１２との間を接続する配管１５と燃料タンク１３との間に圧力調整器１６が設けられている。圧力調整器１６は、燃料ポンプ１４からインジェクタ１２に与えられる燃料の圧力が設定値を超えたときに、配管１５内の燃料の一部を燃料タンク１３内に戻すことにより、インジェクタ１２に与えられる燃料の圧力を設定値に保つ。
【００６５】
エンジン１のクランク軸４には磁石発電機１８の回転子１８Ａが取り付けられている。回転子１８Ａは、クランク軸４に取り付けられたカップ状のフライホイールと、該フライホイールの内周に取り付けられた永久磁石とを備えた公知のものである。回転子１８Ａの内側には、該回転子とともに発電機１８を構成する固定子が配置されている。発電機１８の固定子は、エンジンのクランクケースに設けられた固定子台板に固定されている。
【００６６】
２０は、マイクロプロセッサ２１を備えた電子式エンジン制御装置（ＥＣＵ）で、この制御装置には、発電機１８の出力電圧が配線２２を通して与えられている。図示の例では、発電機１８の回転子を構成するフライホイールの外周に円弧状の突起からなるリラクタ１８ａが設けられるとともに、このリラクタ１８ａの回転方向の前端側のエッジ及び後端側のエッジをそれぞれ検出して極性が異なる前端エッジ検出パルス及び後端エッジ検出パルスを発生するパルサ２３が設けられ、このパルサ２３の出力が配線２４を通してＥＣＵ２０に入力されている。またエンジンの点火時期や燃料噴射量を制御するための制御条件を得るため、吸気管６内の圧力（吸気圧力）を検出する圧力センサ２５の出力と、スロットルバルブ５の開度を検出するスロットルセンサ２６の出力と、エンジンの冷却水の温度を機関温度として検出する機関温度センサ２７の出力と、吸気管５に接続されたエアフィルタ２８の近傍で吸気温度を検出する吸気温度センサ２９の出力とが所定の配線を通してＥＣＵ２０に入力されている。
【００６７】
ＥＣＵ２０内には、ハードウエア回路からなるインジェクタ駆動部３０と、燃料ポンプ駆動回路３１とが設けられていて、これらの駆動回路からそれぞれ配線３２及び３３を通してインジェクタ１２及び燃料ポンプ１４に駆動電流が供給されるようになっている。
【００６８】
この例では、インジェクタ１２と、燃料ポンプ１４と、圧力調整器１６と、インジェクタ駆動部３０と、燃料ポンプ駆動部３１とにより、燃料噴射装置が構成されている。
【００６９】
また図示の例では、ＥＣＵの外部に設けられた点火コイル３４と、ＥＣＵ２０内に設けられた点火回路３５とにより、燃焼室内の混合気に着火する点火装置が構成されている。ＥＣＵ２０内に設けられた点火回路３５は、点火指令が与えられたときにエンジンの点火時期に点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせることにより、点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を発生させる回路で、点火コイル３４の二次側に得られる点火用の高電圧が高圧ケーブル３６を通して点火プラグ１１に与えられるようになっている。
【００７０】
ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ２１に所定のプログラムを実行させることにより、点火時期、燃料噴射タイミング、及び燃料噴射量を制御するコントローラを構成するための各種の要素を構成する。
【００７１】
図２は、マイクロプロセッサ２１により構成されるコントローラの構成を、ＥＣＵ２０内にハードウエア回路として設けられるインジェクタ駆動部３０や点火回路３５とともに示したものである。
【００７２】
マイクロプロセッサにより構成されるコントローラは、大きく分けて、回転速度検出部４０と、インジェクタ１２からの燃料噴射量を決定する噴射量決定部４１及び所定の燃料噴射タイミングでインジェクタ駆動部３０に与える噴射指令を発生する噴射指令発生部４２を有する燃料噴射制御部と、点火制御部４３とからなる。
【００７３】
回転速度検出部４０は、パルサ２３が発生するパルス信号の発生間隔（クランク軸が１回転するのに要する時間）からエンジンの回転速度情報を検出する。この回転速度検出部４０は例えば、パルサが各前端エッジ検出パルスを発生する毎に、前回の前端エッジ検出パルスが発生してから今回の前端エッジ検出パルスが発生するまでの間にタイマにより計測された時間を速度検出用時間データとして読み込む手段と、この手段が読み込んだ時間データを回転速度に換算する手段とにより構成される。
【００７４】
図示の噴射量決定部４１は、下記の（1.1）ないし（1.8）の要素により構成されている。
【００７５】
（1.1）スロットルセンサ２６により検出されたスロットルバルブ開度と回転速度検出部４０により検出された回転速度とからエンジンの１燃焼サイクルあたりの吸入空気量を推定して、推定した吸入空気量に対して所定の空燃比を得るために必要な基本噴射時間を演算する定常時基本噴射時間演算手段４５。
【００７６】
なおこの定常時基本噴射時間演算手段４５は、エンジンの回転速度と、吸気圧力とから１燃焼サイクルあたりの吸入空気量を推定して、その吸入空気量に対して基本噴射時間を演算するように構成してもよい。
【００７７】
（1.2）機関温度センサ２７により検出された機関温度（冷却水温度）と、吸気温度センサ２９により検出された吸気温度とに対して、定常運転時の実噴射時間を演算するために基本噴射時間に乗じる補正係数（機関温度補正係数及び吸気温度補正係数）を演算する補正係数演算部４６。
【００７８】
（1.3）基本噴射時間演算部４５により演算された基本噴射時間に補正係数演算部４６により演算された補正係数を乗じて実際の噴射時間を演算する定常時噴射時間演算部４７。
【００７９】
（1.4）機関温度センサ２７により検出された機関温度と吸気温度センサ２９により検出された吸気温度とに対して始動時の初回の噴射時の基本噴射時間である基本初回噴射時間を演算する基本初回噴射時間演算部４８。
【００８０】
この基本初回噴射時間の演算は、機関温度と吸気温度と基本初回噴射時間との間の関係を与える基本初回噴射時間演算用マップ（３次元マップ）を機関温度と吸気温度とに対して検索することにより行うことができる。
【００８１】
（1.5）発電機１８の出力電圧を監視して、マイクロプロセッサが起動した時刻から発電機の出力電圧が予め設定したクランキング速度推測用設定電圧に達したときの時刻までの経過時間をクランキング速度推測用時間データとして検出するクランキング速度推測用時間データ検出部４９。
【００８２】
この検出部は、マイクロプロセッサが起動したときにスタートさせたタイマの計測値を、発電機の出力電圧が予め設定したクランキング速度推測用設定電圧に達したときに読み込む手段により構成することができる。
【００８３】
（1.6）クランキング速度推測用時間データ検出部４９により検出された時間データと、クランキング速度推測用設定電圧と、マイクロプロセッサが起動したときの発電機の出力電圧（起動電圧）とからクランキング時の発電機の出力電圧の上昇率を求めて、この上昇率からエンジンのクランキング速度を推測するクランキング速度推測部５０。
【００８４】
（1.7）クランキング速度推測部５０により推測されたクランキング速度に対して、初回噴射時の実際の噴射時間を求めるために基本初回噴射時間に乗じる初回噴射量補正係数演算部５１。
【００８５】
（1.8）基本初回噴射時間演算部４８により演算された基本初回噴射時間に初回噴射量補正係数演算部５１により演算された補正係数を乗じることにより、始動時の初回の噴射時間である初回噴射時間を演算する初回噴射時間演算部５２。
【００８６】
また噴射指令発生部４２は、下記の（2.1）ないし（2.4）の要素により構成されている。
【００８７】
（2.1）パルサ２３が前端エッジ検出パルスを発生するタイミングを同期噴射タイミングとして検出する噴射タイミング検出部５５。
【００８８】
なお本実施形態における噴射タイミング検出部５５は、後記する初回噴射指令発生部が初回噴射指令を発生する前にパルサ２３が前端エッジ検出パルスを発生したとき、及び初回噴射指令が発生した後、パルサ２３が１回目の前端エッジ検出パルスを発生したときには、前端エッジ検出パルスが発生するタイミングを同期噴射タイミングとして検出しないように構成されている。噴射タイミング検出部５５は、初回噴射が行われた後、２回目の前端エッジ検出パルスが発生したときから同期噴射タイミングを検出するようにしている。
【００８９】
（2.2）噴射タイミング検出部５５が噴射タイミングを検出したときに定常時噴射時間演算部４７により演算された噴射時間に所定の無効噴射時間を加算することにより求めた時間幅を有する矩形波パルス状の定常運転時の噴射指令を発生して、該噴射指令をインジェクタ駆動部３０に与える定常時噴射指令発生部５６。
【００９０】
（2.3）発電機１８の出力電圧が予め設定した初回噴射実行用設定電圧に達するタイミングを検出する初回噴射実行用設定電圧検出部５７。
【００９１】
初回噴射実行用設定電圧は、インジェクタ１２の弁を確実に開くために必要な発電機の出力電圧（開弁可能電圧かまたは開弁可能電圧よりも僅かに高い電圧）に等しく設定する。
【００９２】
（2.4）初回噴射実行用設定電圧検出部５７により、発電機の出力電圧が初回噴射実行用設定電圧に達したことが検出されたときに、初回噴射時間演算部５２により演算された噴射時間に無効噴射時間を加算した時間に相当する時間幅の初回噴射指令を発生して、該初回噴射指令をインジェクタ駆動部３０に与える初回噴射指令発生部５８。
【００９３】
また図示の点火制御部４３は、以下の（3.1）ないし（3.3）の要素により構成されている。
【００９４】
（3.1）回転速度検出部４０により検出された回転速度などの制御条件に対してエンジン１の点火時期を演算する点火時期演算部６０。
【００９５】
点火時期は、基準クランク角位置（例えばパルサ２３が前端エッジ検出パルスを発生するクランク位置）から点火時期に相当するクランク角位置までクランク軸が回転するのに要する時間の形で演算される。
【００９６】
（3.2）エンジンの回転速度が設定値以下のときには、パルサ２３が後端エッジ検出パルスＶs2を発生したときに点火指令を発生し、エンジン１の回転速度が設定値を超えているときには、基準クランク角位置が検出されたとき（この例ではパルサ２３が前端エッジ検出パルスを発生したとき）に点火時期演算部６０により演算された点火時期の計測を開始して、その計測を完了したとき（演算された点火時期を検出したとき）に点火指令を発生して、その点火指令を点火回路３５に与える点火指令発生部６１。
【００９７】
（3.3）エンジン１の始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間点火装置が点火動作を行うのを禁止する点火禁止手段６２。
【００９８】
点火禁止手段６２は、始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間、点火回路３５への点火指令信号の供給を禁止したり、点火回路３５の一部の構成要素を無効にしたりすることにより点火動作を禁止するように構成すればよいが、図示の点火禁止手段６２は、初回噴射指令発生部５８が初回噴射指令を発生するまでの間にパルサ２３が後端エッジ検出パルスＶs2を発生したとき、及び初回噴射指令が発生した後、パルサ２３が１回目の後端エッジ検出パルスＶs2を発生したときには、点火指令発生部６１が点火指令を発生するのを禁止するように構成されている。
【００９９】
また本実施形態では、発電機１８から点火装置及び燃料噴射装置とコントローラとに駆動電力を与える電源部５９が設けられている。電源部５９は、発電機１８の出力を整流する整流回路と、その整流出力を一定値に保つように制御する電圧調整器とを備えていて、この電源部５９から得られる一定の直流電圧Ｖccがそのまま燃料噴射装置と、点火装置とに与えられている。電源部５９から得られる直流電圧はまたＥＣＵ２０内に設けられた定電圧電源回路に入力されている。該定電圧電源回路は、電源部５９から与えられる直流電圧を一定の電圧（例えば５Ｖ）まで降圧して、コントローラ（マイクロプロセッサ２１）に電源電圧として与える。
【０１００】
上記の構成では、クランキング速度推測用時間データ検出部４９と、クランキング速度推測部５０と、初回噴射量補正係数演算部５１と、初回噴射時間演算部５２とにより、予め設定された始動時の初回の燃料噴射量（基本初回噴射量）をエンジン１のクランキング速度に応じて補正することにより初回の燃料噴射量を決定する初回噴射量決定部が構成されている。この例では、インジェクタ１２からの燃料噴射量を燃料噴射時間の形で演算するようにしている。
【０１０１】
次に図１及び図２に示した実施形態の動作を、図３のタイミングチャートを用いて説明する。図３Ａはパルサ２３が出力する前端エッジ検出パルスＶs1及び後端エッジ検出パルスＶs2を時間ｔに対して示し、図３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ噴射指令Ｖj 及び点火指令Ｖi を示している。また図３Ｄは、発電機１８を電源とする電源部５９の出力電圧Ｖccを示し、図３Ｅはインジェクタ１２に与えられる燃料圧力ＦＰを示している。
【０１０２】
図１に示したエンジン１において、リコイルスタータ１０により始動操作（クランキング）が行われると、発電機１８が交流電圧を出力する。発電機の出力電圧はＥＣＵ２０内に設けられた電圧検出回路を通してマイクロプロセッサ２１に入力される。
【０１０３】
図３の時刻ｔ1 において、発電機の出力電圧がマイクロプロセッサ２１の起動電圧Ｖo に達すると、マイクロプロセッサ２１が起動し、該マイクロプロセッサ２１がイニシャライズされる。マイクロプロセッサ２１の起動電圧Ｖo は例えば５Ｖである。  このイニシャライズ処理において、基本初回噴射時間演算部４８が、機関温度センサ２７の出力と、吸気温度センサ２９の出力とに対して、基本初回噴射時間演算用マップを検索することにより、基本初回噴射時間を演算する。なお基本初回噴射時間演算用マップは、機関温度と吸気温度と基本初回噴射時間との関係を与える３次元マップであり、基本初回噴射時間演算用マップ記憶手段（マイクロプロセッサ２１のＲＯＭにより構成される）に記憶されている。
【０１０４】
またマイクロプロセッサ２１は、そのイニシャライズ処理において、クランキング速度推測用時間データ計測用タイマをスタートさせる。
【０１０５】
時刻ｔ2 においてパルサ２３が前端エッジ検出パルスＶs1を発生すると、エンジン１の回転速度を検出するためのタイマの計測値がマイクロプロセッサ２１に読み込まれるが、このときは未だエンジン１の回転速度を検出することはできない。
【０１０６】
時刻ｔ3 において、パルサ２３が低速時の点火時期を示す後端エッジ検出パルスＶs2を発生するが、このとき点火禁止手段６２が、点火指令発生部６１から点火指令が発生するのを禁止するため、点火動作は行われない。
【０１０７】
マイクロプロセッサ２１は、起動した後、電源部５９の出力電圧（発電機１８の出力電圧）Ｖccを監視し、監視している電圧が時刻ｔ4 において予め設定されてＲＯＭに記憶されているクランキング速度推測用設定電圧Ｖａに達したときに、クランキング速度推測用時間データ計測用タイマの計測値をクランキング速度推測用時間データＴa として読み込む。クランキング速度推測用設定電圧Ｖa は例えば９Ｖに設定する。
【０１０８】
マイクロプロセッサ２１は次いで、クランキング速度推測部５０により、この時間データＴa と、クランキング速度推測用設定電圧Ｖａと、起動電圧Ｖo とから発電機の出力電圧の上昇率γ［γ＝（Ｖa −Ｖo ）／Ｔa ］ を検出し、この上昇率からエンジン１のクランキング速度を推測する。
【０１０９】
次いで、初回噴射量補正係数演算部５１により、推測されたクランキング速度に対して初回噴射量補正係数を演算し、初回噴射時間演算部５２により初回噴射量補正係数と基本初回噴射時間とを乗算することによって初回噴射時間を演算する。
【０１１０】
次いで、マイクロプロセッサ２１は、初回噴射実行用設定電圧検出部５７が、時刻ｔ5 において、発電機１８の出力電圧が初回噴射実行用設定電圧Ｖb に達したことを検出したときに、初回噴射指令発生部５８から噴射指令Ｖj1を発生させ、この噴射指令をインジェクタ駆動部３０に与える。
【０１１１】
このときインジェクタ駆動部３０は、インジェクタ１２に駆動電流を与えるため、該インジェクタが、演算された初回噴射時間の間燃料を噴射する。
【０１１２】
初回噴射実行用設定電圧Ｖb は、インジェクタ１２の弁を確実に開状態にすることと、無効噴射時間が長すぎないようにすることとを考慮して、例えば１０Ｖに設定する。
【０１１３】
その後時刻ｔ6 においてパルサが前端エッジ検出パルスＶs1を発生すると、回転速度検出用の時間データが得られるため、回転速度検出部４０が回転速度を検出する。またこのとき前端エッジ検出パルスＶs1が噴射タイミング検出部５５に与えられるが、前述のように、噴射タイミング検出部５５は、初回噴射が行われた後、２回目の前端エッジ検出パルスが発生したときから同期噴射タイミングを検出するように構成されているため、時刻ｔ6 を同期噴射タイミングとして検出しない。そのため、定常時噴射指令発生部５６は、時刻ｔ6 では噴射指令を発生しない。
【０１１４】
次いで時刻ｔ7 においてパルサ２３が後端エッジ検出パルスを発生するが、前述にように、初回噴射指令発生部５８が初回噴射指令を発生するまでの間にパルサが後端エッジ検出パルスＶs2を発生したとき、及び初回噴射指令が発生した後、パルサが１回目の後端エッジ検出パルスＶs2を発生したときには、点火禁止手段６２により、点火指令発生部６１が点火指令を発生するのを禁止するように構成されているため、時刻ｔ7 で点火指令発生部６１が点火指令を発生することはない。
【０１１５】
時刻ｔ8 でパルサ２３が前端エッジ検出パルスＶs1を発生すると、噴射タイミング検出部５５が同期噴射タイミングを検出するため、定常時噴射指令発生部５６が噴射指令Ｖj2を発生する。次いで時刻ｔ9 においてパルサが後端エッジ検出パルスＶs2を発生すると、点火指令発生部６１が点火指令を発生するため、点火回路３５が点火コイル３４の一次電流を制御して該点火コイルの二次側に点火用の高電圧を誘起させ、点火動作を行わせる。この点火によりシリンダ内の混合気に着火されるため、エンジンが始動する。
【０１１６】
エンジン１が始動した後の制御装置の動作は従来のこの種の制御装置の動作と同様である。
【０１１７】
上記の実施形態では、クランキング時の発電機１８の出力電圧の上昇率からクランキング速度を推測しているが、発電機１８が多極に構成されている場合には、該発電機に設けられた発電コイルを、エンジン１のクランク軸が一定の角度回転する毎に位相が反転する信号を出力する位相巻線として用いて、この位相巻線の出力に含まれるエンジンの回転速度情報からクランキング速度を推測するように、クランキング速度推測部５０を構成してもよい。
【０１１８】
クランキング速度は例えば、位相巻線の出力の位相の反転回数と、位相の反転に要した時間とから推測することができる。また位相巻線の出力の各零クロス点から次の零クロス点までの時間、位相巻線の出力の各ピークから次のピークまでの時間などからクランキング速度を推測することもできる。
【０１１９】
この場合の制御装置の構成例を図４に示した。図４に示した例では、図２に示したクランキング速度推測用時間データ検出部４９が、位相巻線６５の出力の位相（極性）の反転回数を検出するクランキング速度推測用位相反転回数検出部４９’により置き換えられている。
【０１２０】
本実施形態では、発電機１８の回転子が１２極に構成されていて、その固定子側に比較的少ない巻数をもって巻回された単相発電コイルが位相巻線６５として用いられている。発電機１８の回転子が１２極に構成されているため、位相巻線６５は、図５Ｄに示したように、エンジンのクランク軸が１回転する間に６サイクルの交流出力電圧Ｖphを発生する。即ち、位相巻線６５の出力電圧Ｖphは、クランク軸が３０°回転する毎に位相が反転する（正の半波から負の半波へ、または負の半波から正の半波に極性が反転する）交流電圧である。
【０１２１】
位相巻線６５の出力電圧は、ＥＣＵ２０内に設けられた波形整形回路により矩形波信号に変換されてマイクロプロセッサ２１に入力されている。マイクロプロセッサ２１は、上記波形整形回路が出力する矩形波信号の立上がりのエッジ（位相巻線の出力電圧が負の半波から正の半波に移行する際の零クロス点）及び立下がりのエッジ（位相巻線の出力電圧が正の半波から負の半波に移行する際の零クロス点）をそれぞれ位相巻線の出力の位相が反転するタイミングとして認識する。
【０１２２】
マイクロプロセッサ２１は、電源部の出力電圧（発電機の出力電圧）Ｖcc（図５Ｅ参照）が時刻ｔ1 で起動電圧Ｖo に達してマイクロプロセッサが起動したときに、そのイニシャライズ処理において、タイマの計時動作を開始するとともに、クランキング速度推測用位相反転回数検出部４９’に、位相巻線の出力の位相の反転回数の計数を開始させる。この位相反転回数の計測は例えば、位相巻線の出力の位相が反転するタイミングを検出する毎に割り込み処理を行って、計数値をインクリメントすることにより行われる。
【０１２３】
クランキング速度推測部５０は、図５の時刻ｔ2 でクランキング速度推測用位相反転回数検出部４９’が計測している位相反転回数が設定値（図示の例では８回）に達したときに、上記タイマの計測値をクランキング速度推測用時間データＴa として読み込み、このクランキング速度推測用時間データＴa と、位相の反転回数の設定値とからクランキング速度を推測する。
【０１２４】
そして、初回噴射実行用設定電圧検出部５７が時刻ｔ3 で電源部の出力電圧Ｖccが初回噴射実行用電圧Ｖb （図示の例では１０Ｖ）に達したことを検出したときに初回噴射指令発生部５８から初回噴射指令Ｖj1を発生させて、初回の噴射を行わせる。
【０１２５】
図示の例では、燃料の気化時間を十分にとることと、発電機の出力電圧が初回噴射実行用設定電圧を超えないようにすることとを考慮して、位相反転回数の設定値を８回に設定している。また初回噴射実行用設定電圧Ｖb は、インジェクタの弁が確実に開くことと、無効噴射時間が長すぎないことと、燃料圧力がある程度上昇していることとを考慮して１０Ｖに設定している。
【０１２６】
図４に示した制御装置のその他の構成及び動作は、図２に示した例と同様である。
【０１２７】
上記の各実施形態で示したように、始動時の初回の燃料噴射時の噴射量をエンジンのクランキング速度に応じて補正するようにすると、始動時の操作力の個人差により生じる吸入空気量の差が空燃比に与える影響を少なくすることができるため、エンジンの始動性を向上させることができる。
【０１２８】
また上記のように、発電機の出力電圧が設定値に達したとき（電源部の出力電圧Ｖccが電圧Ｖb に達したとき）に始動時の初回の噴射指令を発生させるようにすると、該設定値を開弁可能電圧か、または開弁可能電圧よりも僅かに高い電圧値に等しく設定することにより、クランキング速度の差により生じる吸入空気量の差の影響を少なくするように補正された量の燃料を、始動操作開始後最短のタイミングで噴射することができるため、有効な初回噴射を始動操作開始後早いタイミングで行って、初回の燃料噴射が行われてから有効な初回の点火動作が行われるまでの間の時間を長くすることができる。従って、初回の点火が行われるまでの間に噴射した燃料を十分に気化させて、混合気の空燃比を適正な値にすることができ、エンジンの始動性を向上させることができる。
【０１２９】
また上記のように、エンジンの始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間点火装置が点火動作を行うのを禁止するようにした場合には、エンジンの始動時に無駄な点火動作が行われて発電機の出力電圧が落ち込むのを防ぐことができるため、始動時の発電機の出力電圧の立上がりを速くし、有効な初回燃料噴射を早期に行わせて、エンジンの始動性を向上させることができる。
【０１３０】
なお上記の実施形態では、クランキング速度に応じて始動時の初回の噴射量を補正する始動時噴射量補正部と、発電機の出力電圧が設定値に達したときに初回の噴射指令を発生する噴射指令発生部とを設けた上で、エンジンの始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間点火装置が点火動作を行うのを禁止する点火禁止手段を設けるようにしているが、クランキング速度に応じて始動時の初回の噴射量を補正する始動時噴射量補正部を設けることなく、発電機の出力電圧が設定値に達したときに初回の噴射指令を発生する噴射指令発生部を設ける場合にも、上記のような点火禁止手段を設けることにより、エンジンの始動時に発電機の出力電圧が落ち込むのを防いで、発電機の出力電圧の立上がりを速くし、有効な初回燃料噴射を早期に行わせて、エンジンの始動性を向上させるという効果を得ることができる。
上記のように、始動性を向上させる上で、点火禁止手段を設けることが好ましいが、点火動作を行わせた際の発電機の出力電圧の落ち込みが少ない場合には、点火禁止手段を省略することもできる。
【０１３１】
上記の実施形態では、単気筒４サイクルエンジンに本発明を適用したが、多気筒４サイクルエンジンにも本発明を適用することができるのはもちろんである。
【０１３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発電機の出力電圧が設定値に達したときに初回の噴射指令を発生させるようにしたことにより、エンジンの始動操作開始後、有効な初回噴射を早い時期に行わせることができるため、有効な点火動作が行われるまでの間に十分な気化時間を確保して、始動時の初回の点火時の空燃比を適切な値にすることができ、これによりエンジンの始動性を向上させることができる。
【０１３３】
また本発明において、エンジンの始動時にクランキング速度を推測して、推測したクランキング速度に応じて初回の噴射量を補正するようにした場合には、クランキング速度の違いによる吸入空気量の違いを考慮して噴射量を決めることができるため、始動操作の際の操作力の差が空燃比に与える影響を少なくして、エンジンの始動性を向上させることができる。
【０１３４】
更に本発明において、エンジンの始動時に少なくとも１回の燃料噴射が行われるまでの間点火装置が点火動作を行うのを禁止する始動時点火禁止手段を設けた場合には、エンジンの始動時に無駄な点火動作が行われるのを防いで始動時の発電機の出力電圧の立上りを速くすることができるため、有効な初回燃料噴射を早期に行わせて、エンジンの始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するエンジンの構成例を概略的に示した構成図である。
【図２】本発明の実施形態で用いるコントローラの構成例を示したブロック図である。
【図３】図２の実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態で用いるコントローラの構成例を示したブロック図である。
【図５】図４の実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】従来の電子式エンジン制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
１０  リコイルスタータ
１１  点火プラグ
１２  インジェクタ
１４  燃料ポンプ
１６  圧力調整器
１８  発電機
２０  ＥＣＵ
２１  マイクロプロセッサ
２３  パルサ
【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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