JP2003097318A

JP2003097318A - エンジン用燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2003097318A
Application number: JP2001293908A
Authority: JP
Inventors: Yuji Egashira; 雄二江頭; Hiroaki Shichi; 弘章志知; Yoshinobu Arakawa; 祥伸荒川
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd; Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp; Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】運転者のエンジン停止方法の違い等に応じて
異なるエンジン停止状況にかかわらずに空燃比を適切に
できる始動増量噴射を行うことができ、速やかかつ確実
な始動が可能になるエンジン用燃料噴射制御装置を提供
する。【解決手段】吸気通路内へのインジェクタより噴射燃
料の供給量を始動時に増量する始動増量制御を行うエン
ジン用の燃料噴射制御装置において、エンジン始動時
に、始動増量噴射を複数回に分けて行う手段を有し、各
回の噴射量が始動時に要求される増量噴射量総量より少
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば遠心クラッ
チ式の雪上車用２サイクルエンジンなどのエンジン（内
燃機関）用電子制御燃料噴射装置（ＥＦＩ）のエレクト
リックスタート（セルスタート）時に適切に燃料噴射制
御を行い得るエンジン用燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの燃料供給装置として、
インジェクタの噴射口を吸気経路上に配置したＥＦＩ
（電子制御燃料噴射装置）が採用されたものでは、始動
時には燃料の供給経路（インジェクタ噴射口からシリン
ダに至る経路）の内面に燃料液膜形成のため、エンジン
始動時に噴射時間を長くして、燃料噴射量を増大させる
始動時増量制御を行わせている。

【０００３】この種の始動時増量制御における燃料噴射
量は、エンジンの温度、大気圧、吸気温度等の制御条件
に応じて決定される。

【０００４】一方、発明者の調査・知見によれば、エン
ジンにおいては、前回のエンジン停止時の状態（条件）
によって、始動時増量噴射量が異なるものになる。図５
は、各状態における、エンジンの温度（冷却水温度Ｔ
（℃））と始動時要求ガソリン量Ｑ（ｃｃ）の関係図を
示す。

【０００５】同図のＡで示す曲線は一般的なエンジン停
止（アイドル状態までエンジン回転数が低下した後にエ
ンジンを停止する）後の始動時要求ガソリン量を示して
いる。

【０００６】また、同図Ｂの曲線は、エンジン回転数が
高回転の状態でキースイッチがオフされた後の始動時要
求ガソリン量である。つまり、高回転でキースイッチオ
フされると、燃料供給が停止しているにも関わらず、エ
ンジンは、慣性で回り続けるため、上記曲線Ａで示した
一般的停止時に比べて燃料供給経路内面の燃料液膜が極
端に減少する。そのため、次回始動時要求ガソリン量
は、一般的停止時に比べて増加する。

【０００７】また、同図Ｃの曲線は、アイドルまでエン
ジン回転数低下後キースイッチオフ前に空吹かし後にエ
ンジンが停止された後の始動時要求ガソリン量である。
つまり、キースイッチオフ前に空ぶかしすると、スロッ
トルオープンの判断および加速増量制御等により大量の
燃料が供給され、上記曲線Ａで示した一般的停止時に比
べて燃料供給経路内面の燃料液膜が過剰に増加する。そ
の結果、次回始動要求ガソリン量は一般的停止時に比べ
て減少する。

【０００８】上記例のように、停止時には運転者の操作
の違いにより、その後の始動時要求ガソリン量は異なる
ものになる。従来のＥＦＩコントローラ上のメモリに
は、一般的なエンジン停止後の始動時要求ガソリン量を
供給する噴射パルス時間が記録される。

【０００９】したがって、運転者が一般的なエンジン停
止を行わない場合、実際の次回始動時の始動時要求ガソ
リン量とＥＦＩコントローラ上のメモリデータに記憶さ
れた始動時要求ガソリン量との不一致が発生する。

【００１０】図６に従来のエレクトリックスタート時の
クランキング時間と混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）の関係お
よび燃料噴射パターンを示す。

【００１１】この図は噴射パターンを示すもので、噴射
量Ｑが大きくなっている部分（時刻ｔ０〜ｔ４）が始動
時増量噴射部で、噴射燃料量（噴射パルス時間に比例）
を示している。また、図中のＬ．Ｌのラインは、リーン
側燃焼可能リミットライン、Ｒ．Ｌはリッチ側燃焼可能
リミットラインであり、これら各ライン間のＡ／Ｆ領域
が燃焼可能領域になる。

【００１２】同図のＡラインは、運転者が一般的なエン
ジン停止を行った後の次期始動時のクランキング時間と
Ａ／Ｆの変化状態を示している。始動増量噴射により、
Ａ／Ｆは即座に（時刻ｔ３）にＬ．ＬラインとＲ．Ｌラ
イン間に達し、その後、定常噴射により一定のＡ／Ｆに
保たれる。よって、時刻ｔ３以降で燃焼（始動）可能で
あり、全く問題がない。しかしながら、以下のＢライン
とＣラインでの始動には、問題が生じやすい。

【００１３】すなわち、同図Ｂラインは、エンジン回転
数が高回転の状態でキースイッチがオフされた後の次期
始動時のＡ／Ｆの変化状態を示している。この場合、始
動増量噴射量は、ＥＦＩコントローラ上のメモリデータ
に従い、同図Ａライン時と同量噴射されるが、図５の曲
線Ｂのように要求ガソリン量は大きくなるため燃料液膜
が極端に減少する状態になり、Ａ／ＦはＬ．Ｌラインに
達しない。一般的に、この状態になると運転者は、一旦
キースイッチをオフして、その後に再スタートを試し
（時刻ｔ５）、同図Ｂライン部のｔ６以降で始動に成功
するが、運転者は、１度のキースイッチ操作でエンジン
始動しないことから、不安感と不快感を残す。特に、運
転者が前回停止状態を覚えていないと、複数のキースイ
ッチ操作でようやくエンジン始動したことから不具合の
発生などの疑問を抱く場合がある。

【００１４】同図Ｃラインは、キースイッチオフ前に空
ぶかしした後の、次期始動時のＡ／Ｆ変化の状態を示し
ている。この場合、増量噴射開始後すぐの時刻ｔ１で
Ｌ．Ｌラインを超え、更に増量噴射終了前の時刻ｔ２で
Ｒ．Ｌラインも越えている。したがって、時刻ｔ１〜ｔ
２の間のみが始動チャンスとなる。この間に点火タイミ
ングが含まれなかったり、完全燃焼（完爆）に失敗する
と、それ以降燃焼は不可能になり、スロットルを全開に
した状態でクランキングするなど、特別の処置が必要に
なる。一般運転者にとって、これらの処置は実行が困難
である。

【００１５】運転者が求める良い始動とは、速やかかつ
確実な始動であり、そのためにはＡ／Ｆを速やかに燃焼
可能領域に入れ、かつ燃焼可能領域に入る時間を充分に
持つ必要があるが、従来の始動時増量制御では、上述の
ように、停止状態によって次回の始動が２度以上のクラ
ンキングや始動しにくい問題点がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みて提案されたもので、運転者のエンジン停止方
法の違い等に応じて異なるエンジン停止状況にかかわら
ずに空燃比を適切にできる始動増量噴射を行うことがで
き、速やかかつ確実な始動が可能になるエンジン用燃料
噴射制御装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するため、以下の構成を有している。すなわち、
本発明は、吸気通路内へのインジェクタ噴射燃料の供給
量を始動時に増量する始動増量制御を行うエンジン用の
燃料噴射制御装置において、始動時に、始動増量噴射を
複数回に分けて行う手段を有し、各回の噴射量が始動時
に要求される増量噴射量総量より少ないことを特徴とす
るエンジン用燃料噴射制御装置である。本発明によれ
ば、始動増量噴射を一度に行うのではなく、複数回に分
けて行うので、初回あるいはそれ以降のいずれかの回の
噴射で吸気系路の空燃比が燃焼可能領域内に入り、かつ
次回の噴射との間に時間が取れるため燃焼可能領域にい
る時間を長くすることができる。したがって、特別な操
作を行う必要なく、速やかかつ確実な始動ができる。

【００１８】本発明においては、吸気通路内にインジェ
クタにより噴射する燃料の供給量が噴射パルス時間に比
例するエンジン用燃料噴射制御装置であって、始動時に
複数回に分けかつ各回同士の間に時間間隔を設けて始動
増量噴射し、それと共に、各回のインジェクタの噴射パ
ルス時間の総計が始動増量噴射量に対応した噴射パルス
時間以上になるように噴射制御する手段を有することが
好適である。

【００１９】また、本発明においては、複数回に分けて
行う始動増量噴射の各噴射の間隔を所定時間毎あるいは
所定クランク回転数毎に行うことが好適である。

【００２０】また、始動増量噴射の噴射間隔を大気圧、
エンジン温度、および吸入空気温のうちの少なくとも一
つの条件により変更することが好適である。エンジン運
転条件を加味して最適な始動増量制御を可能にする。

【００２１】また、本発明においては、始動増量噴射
は、エンジン回転数が所定回転数以下、または、エンジ
ン回転数変化量が所定値以下の間のみ許可することが好
適である。

【００２２】また、本発明においては、前記エンジン回
転数変化量を大気圧、エンジン温度、および、吸入空気
温度のうち、少なくとも一つの条件により変更すること
が好適である。

【００２３】また、本発明においては、上記エンジン
は、燃料供給経路としてクランクケースまたは掃気通路
を含む２サイクルエンジンであって雪上車用のものであ
ることが好適である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態を詳細に説明する。図1、図２は実施形態にか
かる燃料噴射制御装置が採用される雪上車用２サイクル
エンジン（エンジンの一例）のクランク軸方向視図、吸
気側視図、図３は、燃料噴射制御装置の信号ブロック
図、図４は実施形態の始動増量を含む燃料噴射タイミン
グチャートである。

【００２５】図１、図２に示すように、実施形態にかか
る２サイクルエンジンは、クランク軸１０を収容するク
ランクケース１２には、その上部に２気筒のシリンダ１
４が立設し、側部に吸気通路１６が設けられる。クラン
ク軸１０の軸方向一端部が出力端になっていて、図示し
ない変速機ドライブ側に接続され、また、他端部には、
マグネトー１８が設けられる。クランクケース１２内か
らシリンダ１４壁内部を通りシリンダ１４内に開口する
掃気通路が形成されており、シリンダ１４には吸気通路
１６の反対側に排気口２０が形成され（エキゾーストパ
イプは外し多情体を示している）、排気口２０上部には
排気時期制御装置の排気制御弁２２が設けられる。シリ
ンダ１４上端部には、点火プラグ２４が螺着される。

【００２６】また、前記吸気通路１６においては、図示
しない上流側のエアクリーナから新気がスロットルボア
２６を介してクランクケース１２の混合気入り口１２ａ
からクランクケース１２内に導入されるようになってい
る。そして、このスロットルボア２６内のバタフライ型
スロットル弁（アクセル操作により回動する）で吸入空
気量が調整できるようなっており、スロットル弁の下流
の吸気通路内に向けて燃料を噴射するインジェクタ２８
がスロットルボア２６に流れ方向に４５°程度の角度を
持って固定される。スロットル弁の回動軸には、スロッ
トルセンサ３０が設けられる。スロットルボア２６の混
合気は、前記入り口１２ａのリードバルブ（逆流防止
弁）を介してクランクケース１２内に供給される。

【００２７】なお、図３に示すように、図示しないクラ
ンク角センサやエンジン回転数センサ、水温センサ、吸
気温度センサの各信号が燃料噴射制御装置の中核をなす
エンジン電子制御ユニット（ＥＣＵ）３２に入力され、
該ＥＣＵ３２からの信号出力でインジェクタの燃料噴射
や、点火プラグによる着火を制御する。そして、ＥＣＵ
３２では、始動増量噴射を含む燃焼噴射制御はメモリに
格納されたマップで行うものである。また、マグネトー
１８は、ＥＣＵ３２に電源を供給すると共に、各負荷お
よびバッテリー充電用等に電源を供給するものになって
いる。

【００２８】実施形態の始動増量噴射の噴射量は、各回
の噴射量が始動時に要求される増量噴射量総量よりも少
なくなっている。そして、実施形態の始動増量噴射量は
図６に示した従来の噴射量の１／２になっている。ま
た、実施形態では、ＥＣＵ３２で吸気通路１６内にイン
ジェクタ２８により噴射する燃料の供給量が噴射パルス
時間に比例するエンジン用燃料噴射制御装置であって、
始動時に行うべき始動増量噴射を複数回に分けて各回噴
射同士の間に時間間隔を設けて始動増量噴射し、それと
共に、各回のインジェクタの噴射パルス時間の総計が始
動増量噴射量に対応した噴射パルス時間以上になるよう
にしている。

【００２９】詳細には、前記燃料噴射制御装置による実
施形態の噴射制御は、図４の（ａ）に示すように、時刻
ｔ０でクランキングを開始する。なお、噴射量Ｑのチャ
ートにおいて、ｔ０〜ｔ２などの噴射量Ｑの大きい複数
の部分Ｑ１，Ｑ１，Ｑ１…が始動増量分で、その他の小
さい部分Ｑ２が定常噴射分である。この各始動増量噴射
のパルス幅（パルス時間幅あるいはデューティ制御であ
ればパルス数）は、従来の前記図６に示すような一回で
行った始動増量噴射のパルス幅よりも狭く設定して、各
回始動増量噴射の噴射量を小さくしている。

【００３０】なお、始動増量噴射の噴射量は、常に一定
なものではなく、気圧、エンジン温度、吸入空気温度、
冷却水温度などの状況に応じて変化することが望まし
い。また、複数の始動増量の各噴射量は、等量に限られ
ず、前記状況に応じて変化するものにもできる。

【００３１】また、複数の始動増量噴射の発生間隔は、
所定時間毎あるいは所定クランキング回数毎に設定する
ことが好ましい。すなわち、始動後の最初の燃焼（発
爆）発生後も始動増量噴射を行うと、Ａ／Ｆは過剰にリ
ッチ化するため始動増量噴射は、エンジン回転数が所定
回転数以下、またはエンジン回転数変化量（回転上昇／
クランク１回転）が所定値以下の間のみ許可するように
制御するのが好ましい。このようにすれば、Ａ／Ｆが過
剰なリッチ状態になる事を確実に防止できる。

【００３２】前記の始動増量噴射の噴射発生間隔および
始動増量噴射許可能範囲は、シリンダに充填される空気
量により変えることが好ましい。例えば、気圧が高い、
エンジン温度が低い、吸入空気温度が低いほど、シリン
ダに充填される空気量が大きく、燃焼力が大きい。この
ように燃焼力が大きい場合は、初爆から完爆に繋がりや
すいため、少ない燃焼チャンスでエンジン始動が可能で
あり、空燃比が燃焼可能範囲間にいる時間は燃焼力の小
さい場合に比べて詰めることができる。よって、始動増
量噴射の発生間隔は燃焼力の小さい場合に比べて詰める
ことができる。また、燃焼力が大きいとエンジン回転数
変化量が大きくなるため、始動増量噴射を許可するエン
ジン回転数変化量の値を燃焼力の小さい場合に比べて、
大きく設定することができる。

【００３３】図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の噴射パタ
ーンによるＡ／Ｆ（空燃比）の変化を示す。同図中の
Ｌ．Ｌライン、Ｒ．Ｌラインはそれぞれリーンリミッ
ト、リッチリミットを示しており、これらＬ．Ｌライン
とＲ．Ｌラインとの間が燃焼可能領域（燃焼可能範囲）
である。また、同図中のＡ、Ｂ、Ｃラインは、それぞれ
前記図６でＡ、Ｂ、Ｃラインで説明した、各状態におけ
るエンジン停止後の次期始動時のＡ／Ｆの変化の様子を
示すものである。

【００３４】アイドリング状態にエンジン回転数が低下
後に停止した一般的なエンジン停止後の場合（Ａライ
ン）では、一回目の始動増量噴射ではＡ／Ｆがリーン状
態であるが、２回目の始動増量噴射した際中の時刻ｔ４
から燃焼可能領域に達し、その後、３回目の始動増量噴
射まで燃焼可能領域が続く。そして、３回目の始動増量
噴射によって、Ａ／Ｆがリッチ側に変化していき時刻ｔ
６でリッチリミットを越える。したがって、時刻ｔ４か
らｔ６まで燃焼可能範囲内にあることになる。

【００３５】一方、高回転でエンジン停止後の場合（Ｂ
ライン）、１〜２回目の始動増量噴射ではＡ／Ｆがリー
ン側の状態である。そして、３回目の始動増量噴射でリ
ーンからリーンリミットを越えて燃焼可能領域に入って
いくようにＡ／Ｆが変化していき、その後、４回目の始
動増量噴射まで燃焼可能領域が続く。そして、４回目の
始動増量噴射によってＡ／Ｆがリッチ側に変化してい
き、この４回目の噴射中の時刻ｔ７で燃焼可能範囲から
リッチリミットを越えてリッチ側に達する。したがっ
て、時刻ｔ５からｔ７まで燃焼可能範囲内にあることに
なる。

【００３６】そして、キースイッチオフ前に空吹かしを
して停止した場合（Ｃライン）、１回目の始動増量噴射
でリーンからリーンリミットを越えて燃焼可能領域に入
っていくようにＡ／Ｆが変化しており、その後、２回目
の始動増量噴射まで燃焼可能領域が続く。そして、２回
目の始動増量噴射によってＡ／Ｆがリッチ側に変化して
いき、この２回目の噴射中の時刻ｔ３で燃焼可能範囲か
らリッチリミットを越えてリッチ側に達する。したがっ
て、時刻ｔ１からｔ３まで燃焼可能範囲内にあることに
なる。

【００３７】本実施形態によれば、上記のように図４の
タイムチャートなどから運転者のエンジン停止方法（一
般的、高回転、空ぶかしなど）にかかわらずＡ／Ｆを確
実に燃焼可能範囲に入れることができることが理解でき
る。

【００３８】すなわち、図４と図６との対比において説
明すると、従来の場合は、図６のように、一回の始動増
量噴射で全量を噴射しており、しかも始動増量噴射のマ
ップがアイドル状態停止という一般的な停止を想定して
いるので、停止状態が一般的でないとき、例えば高回転
停止では、一回の全量の始動増量噴射ではリーン状態の
ままであるのであり、一度のクランキングでは始動でき
ず再度のクランキングが必要になる。また、空ぶかし停
止では、始動増量噴射すると噴射中にリーン状態から燃
焼可能範囲を通り過ぎてリッチ状態になり、燃焼可能範
囲に入る時間が短くなる。

【００３９】これに対して、本発明を実施すれば、例え
ば図４のように、エンジン停止方法（一般的、高回転、
空ぶかしなど）にかかわらず、Ａ／Ｆが燃焼可能範囲状
態になるのを長い時間（ｔ４〜ｔ６、ｔ５〜ｔ７、ｔ１
〜ｔ３）に維持することができ、クランキング中に完爆
する可能性を向上させることができる。したがって、実
施形態によれば、燃焼可能範囲内にいる時間を十分に持
てるようになるため、速やかにかつ確実な始動が可能に
なる。

【００４０】また、始動増量制御は、燃料供給経路内面
の燃料液膜形成のために実施される。したがって、燃料
供給経路内面の面積が大きい、クランクケース内および
掃気通路経路になる２サイクルエンジンで、一層必要に
なる制御であり、速やかかつ確実なセルモータ始動を行
うために本制御は極めて有効である。また、特に雪上車
は、冬季などの寒冷期に運転するものであり、周囲温度
が低く始動時には、エンジン温度も低い状態であるの
で、始動可能範囲が広くなると始動燃焼（完爆）の可能
性が高くなり、好ましい。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、上述した構成を備えているた
め運転者のエンジン停止方法の違い等に応じて異なるエ
ンジン停止状況にかかわらずに空燃比を適切にできる始
動増量噴射を行うことができ、速やかかつ確実な始動が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態にかかる燃料噴射制御装置が採用され
る雪上車用２サイクルエンジンのクランク軸方向視図で
ある。

【図２】図１の２サイクルエンジンの吸気側視図であ
る。

【図３】燃料噴射制御装置の信号ブロック図である。

【図４】実施形態の始動増量噴射のタイミングチャート
である。

【図５】エンジン停止状態毎の始動時要求ガソリン量−
冷却水温度の関係図である。

【図６】従来の始動増量噴射のタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１０クランク軸１２クランクケース１４シリンダ１６吸気系路２４点火プラグ２６スロットルボア２８インジェクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｈ (72)発明者志知弘章静岡県浜松市高塚町300番地スズキ株式会社内 (72)発明者荒川祥伸静岡県沼津市大岡3744番地国産電機株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA02 AA06 BA13 BA15 CA01 DA09 DA12 EA11 EB08 FA01 FA02 FA20 FA33 FA38 3G301 HA03 HA28 JA03 JA28 KA01 LB03 MA11 MA22 MA26 NA08 NC01 NC02 NE19 PA09Z PA10Z PE02Z PE03Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路内へのインジェクタより噴射燃
料の供給量を始動時に増量する始動増量制御を行うエン
ジン用の燃料噴射制御装置において、エンジン始動時に、始動増量噴射を複数回に分けて行う
手段を有し、各回の噴射量が始動時に要求される増量噴
射量総量より少ないことを特徴とするエンジン用燃料噴
射制御装置。
【請求項２】吸気通路内にインジェクタにより噴射す
る燃料の供給量が噴射パルス時間に比例するエンジン用
燃料噴射制御装置であって、複数回に分け各回噴射同士
の間に時間間隔を設けて始動増量噴射し、それと共に、
各回のインジェクタの噴射パルス時間の総計が始動増量
噴射量に対応した噴射パルス時間以上になるように噴射
制御する手段を有することを特徴とする請求項１に記載
のエンジン用燃料噴射制御装置。
【請求項３】複数回に分けて行う始動増量噴射の噴射
間隔を所定時間毎あるいは所定クランク回転数毎に行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン用
燃料噴射制御装置。
【請求項４】始動増量噴射の噴射間隔を大気圧、エン
ジン温度、および吸入空気温のうちの少なくとも一つの
条件により変更することを特徴とする請求項１ないし３
のうちのいずれか１項に記載のエンジン用燃料噴射制御
装置。
【請求項５】始動増量噴射は、エンジン回転数が所定
回転数以下、または、エンジン回転数変化量が所定値以
下の間のみ許可することを特徴とする請求項１ないし４
のうちのいずれか１項に記載のエンジン用燃料噴射制御
装置。
【請求項６】前記エンジン回転数変化量を大気圧、エ
ンジン温度、吸入空気温度のうち、少なくとも一つの条
件により変更することを特徴とする請求項５に記載のエ
ンジン用燃料噴射制御装置。
【請求項７】上記エンジンは、燃料供給経路としてク
ランクケースまたは掃気通路を含む２サイクルエンジン
であって雪上車用のものであることを特徴とする請求項
１ないし６のうちの1項に記載のエンジン用燃料噴射制
御装置。