(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの気筒内へ燃料を供給する燃料系システムおよび点火プラグに点火エネルギを供給する点火系システムを少なくとも含むエンジンの始動制御装置において、
前記燃料系システムは、気筒内へ燃料を噴射するインジェクタおよび前記インジェクタへ燃料を供給する燃料ポンプを含み、
エンジンの始動操作開始後の所定期間は、前記点火系システムと燃料ポンプとが排他的に駆動されることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記エンジンの始動操作開始後の所定期間は、前記インジェクタと燃料ポンプとが排他的に駆動されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
エンジンの気筒内へ燃料を供給する燃料系システムおよび点火プラグに点火エネルギを供給する点火系システムを少なくとも含むエンジンの始動制御装置において、
前記点火系システムが、
相互に誘導結合された一次コイルおよび二次コイルを含み、前記二次コイルに点火プラグが接続される点火コイルと、
前記一次コイルへの通電を、点火タイミングの手前から開始し、点火タイミングに同期して遮断する点火ユニットとを含み、
エンジンの始動操作開始後の所定期間であって、前記一次コイルへの通電開始から点火タイミングまでは、前記インジェクタおよび燃料ポンプの少なくとも一方を停止させることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記点火系システムは、エンジンの始動操作開始後の所定期間であって、前記一次コイルへの通電開始後の所定タイミングから点火タイミングまでは、前記インジェクタおよび燃料ポンプの少なくとも一方を停止させることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インジェクタを装備したエンジンの始動制御装置に係り、特に、バッテリの放電能力が低下している状態でも良好な始動性が得られるエンジンの始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの始動時には、特に点火コイルに十分な電力を供給する必要がある。このため、バッテリの放電能力が低下しているときに、消費電力の大きな前照灯等の負荷に通電したままでエンジンを始動させようとしても、点火コイルに十分な電力が供給されずにエンジンの始動性が低下するという問題があった。
【０００３】
このような問題点を解決するために、特開平４−１３２８７７号公報、実用新案登録第２５１８９０４号公報あるいは実開平２−１８７８６号公報では、エンジン始動時には前照灯などのランプ負荷を電源ラインから一時的に切り離すようにしたエンジンの始動制御装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン始動時に前照灯などのランプ負荷を電源ラインから切り離せば、バッテリから点火コイルに供給できる電力が増加する。したがって、従来に比べればエンジンの始動性を改善することができる。しかしながら、キャブレタの代わりに燃料噴射装置を装備するなどして電気負荷がさらに増大した近年の車両にとっては、電力供給が未だ不十分であった。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、エンジン始動時に必ずしも同時に駆動する必要のない装置を排他的に駆動することにより、各装置へ供給する電力を確保してエンジンの始動性を更に改善できるエンジンの始動制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、エンジンの気筒内へ燃料を供給する燃料系システムおよび点火プラグに点火エネルギを供給する点火系システムを少なくとも含むエンジンの始動制御装置において、エンジンの始動操作開始後の所定期間であって、点火プラグへ点火エネルギが供給されるタイミングでは、前記燃料系システムの少なくとも一部が停止していることを特徴とする。
【０００７】
燃料系システムおよび点火系システムは、特にエンジンの始動操作開始後の所定期間は同時に駆動される必要がなく、例えば、燃料系システムが作動している間は点火系システムを休止させ、その後、燃料系システムを休止させて点火系システムを作動させても、燃料系システムの作動時に噴射された燃料を、次の点火タイミングで爆発させることができる。そして、このように各システムを時分割あるいは排他的に駆動させれば、任意のタイミングにおける電力消費量を低減できるので、点火系システムに十分な電力を供給できるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明を適用したエンジン始動制御装置の主要部の構成を示したブロック図である。
【０００９】
燃料タンク１１に蓄積されている燃料は燃料ポンプ１０により吸引され、燃料パイプ１２を経由してインジェクタ２０へ供給される。燃料ポンプ１０はポンプ駆動装置１７により駆動され、インジェクタ２０は噴射駆動装置１８により駆動される。バッテリ２９の出力電圧はメインスイッチ２８を介して点火ユニット１６および直流負荷へ供給される。点火ユニット１６は、点火コイル１９への給電およびその遮断を制御して点火プラグ３０へ点火エネルギを供給する。
【００１０】
前記点火コイル１９は、直流電圧を印加される一次コイル１９ａと、一次コイル１９ａでの電流変化に応じた高電圧を発生する二次コイル１９ｂとを含み、点火ユニット１６は、点火タイミングに同期して一次コイル１９ａに急峻な電流変化を生じさる。
【００１１】
交流発電機２４のチャージコイル２５が発生する交流電圧はレギュレータ２７へ供給される。パルサコイル２３は、エンジンの一回転ごとに一つのパルサ信号を前記点火ユニット１６へ出力する。レギュレータ２７から出力される直流電圧はバッテリ２９へ供給されると共に、メインスイッチ２８を介してＤＣ負荷へ供給される。
【００１２】
排他的制御部２１は、前記点火ユニット１６、点火コイル１９および点火プラグ３０を含む点火系システムが、前記燃料ポンプ１０を含むポンプ系システムおよび前記インジェクタ２０を含む噴射系システムの少なくとも一方と同時には駆動されず、時分割または排他的に駆動されるように、各駆動装置１７、１８および点火ユニット１６の動作を制限する。
【００１３】
なお、本実施形態における“排他的”とは、制御対象の２つが同時に駆動される状態を禁止することを意味し、制御対象の２つが同時に駆動されない状態までも禁止するものではない。
【００１４】
次いで、図２、３を参照して本実施形態の動作を説明する。図２は、前記排他的制御部２１の動作を示したフローチャートであり、例えば、エンジンがクランキングされるごとに実行される。
【００１５】
ステップＳ１では、排他的制御を実行するか否かを判定する排他的制御判定処理が実行される。図３は、この排他的制御判定処理の動作を示したフローチャートである。
【００１６】
図３において、メインスイッチ２８が投入されると、ステップＳ１１では、バッテリ２９の端子電圧ＶBAT が検知されて所定の基準電圧Ｖref と比較される。本実施形態では、前記基準電圧Ｖref が８Ｖに設定されており、エンスト時のバッテリ電圧ＶBAT が８Ｖ未満でなければ、バッテリの放電能力が十分であって排他的制御が不要と判定されてステップＳ１２へ進む。
【００１７】
ステップＳ１２では、エンストカウンタＣesに“０”がセットされる。このエンストカウンタＣesは、キックペダルがキックされてエンジン始動が試みられたにもかかわらずエンジンを始動できなかった回数を代表する。ステップＳ１３では、キック始動モードがリセットされる。
【００１８】
一方、前記ステップＳ１１において、バッテリ電圧ＶBAT が基準電圧Ｖref 未満と判定されると、バッテリ２９の放電能力が不十分であって排他的制御が必要と判定されてステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、後述するキック検知フラグＦkickがセットされているか否かが判別され、最初はセットされていないのでステップＳ１５へ進む。
【００１９】
ステップＳ１５では、エンジン回転数Ｎｅが８００ｒｐｍよりも大きいか否かが判別される。ここで、エンジン始動がキックペダルのキックにより行われていれば、エンジン回転数Ｎｅが瞬間的に８００ｒｐｍ以上となり、スタータモータによるエンジン始動では、常時４００〜５００ｒｐｍとなる。したがって、エンジン回転数Ｎｅが８００ｒｐｍよりも大きくなければ、スタータモータによるエンジン始動と判定し、排他的制御が不要なので前記ステップＳ１２へ進む。これとは逆に、エンジン回転数Ｎｅが８００ｒｐｍよりも大きければ、キックによるエンジン始動と判定してステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、前記キック検知フラグＦkickがセットされる。
【００２０】
ステップＳ１７では、クランク位置が確定してから更にクランク軸が１０回以上回転したか否かが判別される。ここで、一回のキック始動操作ではクランク軸は５〜７回しか回転しない。したがって、クランク軸が１０回以上回転していれば、キック始動からスタータ始動に切り替わったものと判定して前記ステップＳ１２へ進み、１０回転未満であれば、依然としてキック始動と判定してステップＳ１８へ進む。ステップＳ１８では、前記エンストカウンタＣesが“１”だけインクリメントされる。ステップＳ１９では、前記キック始動モードがセットされる。
【００２１】
図２に戻り、ステップＳ２では、上記した判定処理による判定結果に基づいて排他的制御が実行される。図４は、この排他的制御の動作を示したフローチャートである。
【００２２】
図４のステップＳ２１では、前記キック始動モードが参照され、キック始動モードがセットされていなければ、ステップＳ２２において、排他的制御部２１がポンプ駆動装置１７に対して燃料ポンプ１０の駆動を許可する。したがって、これ以後は燃料ポンプ１０が、従来技術と同様に連続的に駆動される。
【００２３】
ステップＳ２３では、排他的制御部２１が噴射駆動装置１８および点火ユニット１６に対して、それぞれインジェクタ２０の駆動および点火動作を許可する。したがって、これ以後はインジェクタ２０および点火ユニット１６が、従来技術と同様に所定のタイミングで駆動される。
【００２４】
これに対して、前記ステップＳ２１において、キック始動モードがセットされていると判定されると、ステップＳ２４では、前記エンストカウンタＣesの値を“５”で割った余りが変数Ｎに代入される。ステップＳ２５では、前記変数Ｎが“０”であるか否かが判定され、“０”以外であれば、ステップＳ２６において、排他的制御部２１がポンプ駆動装置１７に対して燃料ポンプ１０の制御を許可する。変数Ｎが“０”であれば、ステップＳ２７において、排他的制御部２１が噴射駆動装置１８および点火ユニット１６に対して動作を許可する。
【００２５】
上記したように、本実施形態によれば、キックによりエンジンを始動する際、キック回数が４回までは燃料ポンプ１０のみが駆動され、５回目でインジェクタ２０および点火ユニット１６が駆動され、それ以後も、この５回のキックを１サイクルとする排他的制御が繰り返される。
【００２６】
上記した排他的制御では、５回目のキック時には燃料ポンプ１０が駆動されないが、それまでの４回のキックに応答して作動された燃料ポンプ１０により、燃料パイプ１２あるいは図示しないアキュムレータ等に圧力が蓄積されており、燃料パイプ１２内の圧力は十分に上昇している。したがって、燃料ポンプ１０を停止させたままであっても、ステップＳ２７においてインジェクタ２０および点火ユニット１６を駆動させるだけで、十分な燃料を気筒内に噴射し、かつ爆発させることができる。
【００２７】
本実施形態によれば、点火系システムが他の電気負荷と排他的に駆動されるので、点火系システムを駆動する際のバッテリの電気負荷が軽減され、点火系システムへ十分な量の電力を供給でき、エンジンの始動性が向上する。
【００２８】
図５は、本発明の第２実施形態の動作を示したタイミングチャートであり、噴射系システムのインジェクタ２０、ポンプ系システムの燃料ポンプ１０および点火系システムの点火コイル１９の作動タイミングを、クランク軸の回転位置を基準にして示したタイミングチャートである。
【００２９】
本実施形態では、点火ユニット１６から点火コイル１９へ給電する期間Δｔ1は、インジェクタ２０および燃料ポンプ１０への通電を遮断して、その動作を中断させている。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、点火系システムへの通電タイミングでは、燃料ポンプ１０およびインジェクタ２０への通電が遮断される。したがって、点火系システムへ、より多くのエネルギをバッテリ２９から供給できるようになってエンジンの始動性が向上する。
【００３１】
図６は、本発明の第３実施形態の動作を示したタイミングチャートであり、噴射系システムのインジェクタ２０、ポンプ系システムの燃料ポンプ１０および点火系システムの点火コイル１９の作動タイミングを、クランク軸の回転位置を基準にして示したタイミングチャートである。
【００３２】
上記した第２実施形態では、点火コイル１９の“オン”期間Δｔ1 が燃料ポンプ１０の“オフ”期間と一致し、両者の駆動期間が排他的であった。これに対して、本実施形態では、点火コイル１９がオフからオンへ切り替わるタイミングでは燃料ポンプ１０が依然としてオンであり、燃料ポンプ１０は、その直後にオフに切り替わり、その後、点火コイル１９がオンからオフへ切り替わるまでオフ状態を維持するようにしている。
【００３３】
このように、本実施形態では点火コイル１９の“オン”期間が燃料ポンプ１０の“オフ”期間と一致しない。しかしながら、点火コイル１９への給電開始直後は電流値が漸増状態にあって大電流を必要としないので、燃料ポンプ１０がオン状態であっても必要十分な電力を確保することができる。そして、大電流が必要となる点火コイル１９の“オフ”タイミングでは燃料ポンプ１０が停止しているので、点火コイル１９に大きな電流変化を生じさせることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1) キックによりエンジンを始動する際は、燃料系システムと点火系システムとが同時には駆動されない。したがって、点火系システムを作動させる際のバッテリの電気的負荷が低減されるので、点火系システムへ十分なエネルギを供給できるようになってエンジンの始動性が向上する。
(2) 点火系システムへの通電タイミングでは、燃料ポンプへの通電を遮断したので、点火系システムを作動させる際のバッテリの電気的負荷が低減される。したがって、点火系システムを作動させる際のバッテリの電気的負荷が低減されるので、点火系システムへ十分なエネルギを供給できるようになってエンジンの始動性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したエンジン始動制御装置の主要部のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の動作を示したフローチャートである。
【図３】排他的制御判定処理の動作を示したフローチャートである。
【図４】排他的制御の動作を示したフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の動作を示したタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態の動作を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０…燃料ポンプ，１１…燃料タンク，１２…燃料パイプ，１６…点火ユニット，１９…点火コイル，２０…インジェクタ，２１…排他的制御部，２３…パルサコイル，２４…交流発電機，２５…チャージコイル，２７…レギュレータ，２８…メインスイッチ，２９…バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003827059.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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