JP2005146945A - Engine automatic stop and start device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジン自動停止始動装置に関するものである。 The present invention relates to an engine automatic stop / start device.
近年、環境への配慮や省エネルギーの観点から、エンジン自動停止始動装置を備えた車両が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
このエンジン自動停止始動装置は排気ガスの排出量や燃料の消費量を抑えるために信号待ちや渋滞時に車両が停止するとエンジンをアイドル停止させ、アイドル停止からアクセルを操作したりブレーキを開放したりすることで前記エンジンを再始動させるものである。
This engine automatic stop / start device idles the engine when the vehicle stops at a traffic light or when waiting for a signal or in order to reduce exhaust gas consumption or fuel consumption. Thus, the engine is restarted.
上述したエンジン自動停止始動装置は、無駄なアイドリングによる燃料の消費を抑制できる点で優れている反面、エンジンを停止させるとクランク位置に関する情報がリセットされるため、再始動時にエンジン行程を把握するためにエンジンを2,3回転させる必要がある。そのため、アイドル停止から再始動する毎に前述したクランキングを行う必要があり、その分だけ燃費が悪化しスタータの負担が増加すると共にバッテリの劣化を助長するという問題がある。 The above-described automatic engine stop / start device is excellent in that it can suppress fuel consumption due to useless idling, but information on the crank position is reset when the engine is stopped, so that the engine stroke is grasped at the time of restart. It is necessary to rotate the engine a few times. Therefore, it is necessary to perform the above-described cranking every time the engine is restarted from the idle stop, and there is a problem that the fuel consumption is deteriorated correspondingly and the burden on the starter is increased and the deterioration of the battery is promoted.
そこで、本発明は、アイドル停止状態からエンジンを再始動する時間を短縮してスタータやバッテリの負担を軽減するエンジン自動停止始動装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides an automatic engine stop / start device that reduces the time required for restarting the engine from the idle stop state to reduce the burden on the starter and the battery.
請求項1に記載した発明は、車両の運転状態に応じて、エンジン(例えば、実施の形態におけるエンジンE)のアイドル停止およびアイドル停止からの再始動を行わせるエンジン自動停止始動制御装置において、各種センサからの信号に基づいてエンジンのアイドル停止条件を判定するアイドル停止判定手段(例えば、実施の形態におけるステップS301、ステップS601)と、クランク位置に関する情報を記憶する記憶手段(例えば、実施の形態における外部メモリ19)を備え、前記アイドル停止判定手段の判定結果に基づいて前記エンジンがアイドル停止した場合に前記クランク位置に関する情報を前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。
このように構成することによって、エンジン再始動時における点火および燃料噴射タイミングを正確に把握することが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an engine automatic stop / start control apparatus that performs an idle stop and restart from an idle stop of an engine (for example, the engine E in the embodiment) in accordance with a driving state of the vehicle. Idle stop determination means (for example, step S301, step S601 in the embodiment) for determining the engine idle stop condition based on a signal from the sensor, and storage means (for example, in the embodiment, for example) An external memory 19) is provided, and information on the crank position is stored in the storage means when the engine is idle stopped based on the determination result of the idle stop determination means.
With this configuration, it is possible to accurately grasp the ignition and fuel injection timings when the engine is restarted.
請求項2に記載した発明は、前記エンジンをアイドル停止から再始動させるにあたり、前記記憶手段に記憶されたクランク位置に関する情報に基づいて点火および燃料噴射制御を開始することを特徴とする。
このように構成することによって、最初の圧縮行程で確実に点火することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, when restarting the engine from an idle stop, ignition and fuel injection control are started based on information on a crank position stored in the storage means.
With such a configuration, it is possible to reliably ignite in the first compression stroke.
請求項3に記載した発明は、前記エンジンへの点火または燃料噴射直前に前記記憶情報を補正することを特徴とする。
このように構成することによって、エンジンの再始動時に一回転目から適正なタイミングで点火や燃料噴射を行うことが可能となる。
The invention described in
With this configuration, it is possible to perform ignition and fuel injection at an appropriate timing from the first rotation when the engine is restarted.
請求項4に記載した発明は、前記アイドル停止時において、内部への電源供給を継続して、クランク位置に関する情報を検出可能とすると共に前記記憶手段の記憶情報を保持する制御回路(例えば、実施の形態における電源供給制御回路14)を設けたことを特徴とする。
このように構成することによって、エンジン停止後にクランク位置が慣性力で変化しても制御回路によりこのクランク位置を検出し且つこの位置情報を保持することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, a control circuit (for example, an implementation) that continues to supply power to the inside during the idling stop so that information relating to the crank position can be detected and the storage information of the storage means is retained. A power supply control circuit 14) according to the present embodiment is provided.
With this configuration, even if the crank position changes due to the inertial force after the engine is stopped, the crank position can be detected by the control circuit and the position information can be retained.
尚、請求項5に記載したように、前記クランク位置に関する情報には、クランク角度情報やエンジンの行程情報を含んでいる。
In addition, as described in
請求項1に記載した発明によれば、エンジン再始動時における点火および燃料噴射タイミングを正確に把握することが可能となるため、エンジン再始動時におけるスタータの駆動時間を大幅に短縮でき、したがって、燃費が向上し、スタータの負担が軽減されると共にバッテリの劣化を防止することができる効果がある。 According to the invention described in claim 1, since it is possible to accurately grasp the ignition and fuel injection timing at the time of engine restart, the drive time of the starter at the time of engine restart can be greatly shortened. The fuel efficiency is improved, the burden on the starter is reduced, and the battery can be prevented from deteriorating.
請求項2に記載した発明によれば、請求項1の効果に加え、最初の圧縮行程で確実に点火することが可能となるため、単気筒エンジンの毎回転点火での誤爆を防止することができる効果がある。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, it is possible to surely ignite in the first compression stroke. There is an effect that can be done.
請求項3に記載した発明によれば、請求項1または請求項2の効果に加え、エンジンの再始動時に一回転目から適正なタイミングで点火や燃料噴射を行うことが可能となるため、燃費を向上させると共に、速やかにエンジンを始動することができるという効果がある。
According to the invention described in
請求項4に記載した発明によれば、請求項1から請求項3のいずれかの効果に加え、エンジン停止後にクランク位置が慣性力で変化しても制御回路によりこのクランク位置を検出し且つこれを保持することが可能となるため、アイドル停止時間に関わらずエンジン停止後における正確なクランク位置情報を把握できる効果がある。
According to the invention described in
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、この第一の実施の形態におけるエンジン自動始動停止制御装置は、例えば、自動二輪車の単気筒型のエンジンEのアイドル停止およびアイドル停止からの再始動を制御する。
図1に示すように、エンジンEの吸気ポート1には、吸気通路2が接続されている。この吸気通路2は、上流側にエアクリーナ3を備えている。エアクリーナ3の後段には、スロットル弁4と、吸気圧センサ5と、燃料噴射用のインジェクタ6とが順番に設けられている。このスロットル弁4には、その開度を検出するスロットル開度センサ7が取り付けられている。また、吸気通路2には、スロットル弁4の上流から下流をバイパスするバイパス通路8が設けられている。バイパス通路8には、ソレノイド式のエア制御弁である二次エアバルブ9が設けられており、バイパス通路8を通流する空気量を制御できるようになっている。
The best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the engine automatic start / stop control device in the first embodiment controls, for example, idle stop and restart from idle stop of a single-cylinder engine E of a motorcycle.
As shown in FIG. 1, an intake passage 2 is connected to the intake port 1 of the engine E. The intake passage 2 includes an
また、エンジンEには、クランク軸10の回転位置(以下、クランク位置と称する)を検出するクランク角センサ11が取り付けられている。クランク角センサ11は、クランク軸10と一体に回転するパルサーロータ12の歯が通過する度にパルス信号を出力する電磁ピックアップである。
前記パルサーロータ12は、例えば外周を18等分した位置に、歯を設けたものであり、一箇所だけ3歯分に相当する欠落が形成されている。この欠落領域は、前記クランク位置の基準として用いられるものである。
Further, a
The
このエンジンEの電子制御ユニットであるECU13は、電源供給制御回路(制御回路)14、中央演算ユニットである図示しないCPUなどから構成されており、このECU13の電源であるバッテリ(BATT)15に接続されている。前記電源供給制御回路14は前記ECU13の内部電源供給を制御するものであり、具体的には、前記ECU13の外部電源供給が遮断された後も前記ECU13の制御によりバッテリ15から前記CPUへの通電が継続可能になるものである。
そして、このECU13の入力側には、クランク角センサ11、スロットル開度センサ7、吸気圧センサ5、電源電圧計21、ブレーキスイッチ22、シートセンサ23、およびサイドスタンドスイッチ24が接続されている。また、ECU13の出力側には、インジェクタ6、点火回路16、二次エアバルブ9、およびスタータリレー17が接続されている。
尚、前記点火回路16は点火プラグ20に接続されており、点火プラグ20の電極に高電圧を印加して後述する圧縮行程で圧縮された混合気に点火するものである。
The
A
The
前記スタータリレー17は前記エンジンEを始動するためのスタータモータMに接続されており、このスタータモータMの電源をON・OFFすることでスタータモータMを駆動制御するものである。そして、前記スタータモータMは図示しないギヤを介して前記クランク軸を回転させるように構成されている。
The
さらに、ECU13には、外部メモリ(記憶手段)19が接続されている。この外部メモリ19は前記クランク角センサ11の信号に基づき、後述するステージ番号またはエンジン行程の情報を記憶するものである。
尚、このECU13は、後述する処理に示すように、エンジンEの自動停止の可否を判断する手段、前記切り欠き位置に基づいて補正を行う手段として機能する。
Furthermore, an external memory (storage means) 19 is connected to the
The
次に、前述したエンジンEにおける動作の一例を、図2のタイムチャートで説明する。
このエンジンEは、吸気行程と、圧縮行程と、膨張行程と、排気行程とからなる4行程を順番に繰り返す4サイクルエンジンである。そして、前記クランク軸10は前記4行程で2回転(720°回転)するように構成されている。
前記クランク角センサ11のパルス信号は、前述したパルサーロータ12の歯の位置(例えば、外周を18等分した位置)に対応しており、クランク軸10が20°(=18/360)回転する毎に出力される。そして、前記圧縮行程と排気行程とにパルス信号が発生しない領域が存在しており、これが前述のパルサーロータ12の欠落部分に相当している。
Next, an example of the operation in the engine E will be described with reference to the time chart of FIG.
The engine E is a four-cycle engine that sequentially repeats four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. The
The pulse signal of the
前記ECU13では、前記エンジンの4行程分、つまり前記パルサーロータ12の2回転分の前記パルス信号(18パルス×2=36パルス)に対応した番号(ステージ番号)を順番に0番から35番までカウントする。また、前記欠落部分に対応する14番から16番ステージ(60°、3パルス分)は14番ステージとしてカウントし、同様に32番から34番ステージも32番ステージとしてカウントする。そして、この14番ステージと32番ステージ(基準ステージ)をカウントしたときにステージ番号を補正する。
In the
具体的には、27番ステージでエンジンが完全停止(図中破線と矢印で示す)する場合、前記ECU13によるエンジン停止指令の後、前記エンジンは燃料カットされると共に、点火OFFされるが慣性力で少しの間エンジン回転を継続する。前記パルス信号は、エンジンEの停止が近づくにつれて、つまりパルサーロータ12の回転速度が低下するにつれて信号レベルが低下する。そして、前記ECU13ではエンジンEが完全停止する前に前記パルス信号を読み取ることができなくなる。そのため、前記ECU13は、実際には27番ステージで前記エンジンが停止しているにも関わらず、27番ステージから多少(例えば、1から2番ステージ)ずれたステージ番号を認識することとなる。
Specifically, when the engine is completely stopped at the 27th stage (indicated by a broken line and an arrow in the figure), after the engine stop command from the
そして、前記外部メモリ19に27番ステージから多少ずれたステージ番号が記憶されている状態からエンジンを再始動すると、圧縮行程における点火範囲(1番〜5番ステージ)直前に設けられた基準ステージがカウントされ前記ステージ番号は補正されることとなる。
When the engine is restarted from a state where the
次に、図3に基づいて前記エンジンEを自動停止させる処理について説明する。
まず、ステップS300ではECU13に接続された各種センサからの情報を読み込む。次に、ステップS301では、前記ステップS300の情報を参照して、アイドル停止条件が成立したか否かを判定する。判定結果が「YES」(成立)である場合はステップS302に進み、判定結果が「NO」(不成立)である場合はステップS305に進む。
Next, a process for automatically stopping the engine E will be described with reference to FIG.
First, in step S300, information from various sensors connected to the
ステップS302では前記ステップS301でアイドル停止条件が成立したのでエンジンEを停止する。次に、ステップS303ではエンジンEが完全に停止するまで前記クランク角センサ11のパルス信号の読み込みを前記ECU13で継続してステップS304に進む。
ステップS304では前記エンジンEが停止する直前の最後のクランク角センサ11のパルス信号を読み込んでこのパルス信号に対応するステージ番号を前記外部メモリ19に保存して処理を終了する。
ステップS305ではアイドル停止の条件が不成立であるため、通常の噴射・点火制御を行い処理を終了する。
In step S302, the engine E is stopped because the idle stop condition is satisfied in step S301. Next, in step S303, reading of the pulse signal of the
In step S304, the pulse signal of the last
In step S305, since the conditions for idling stop are not satisfied, normal injection / ignition control is performed and the process is terminated.
次に、図4に基づいて吸気または圧縮行程でアイドル停止している状態から自動再始動する場合の信号処理を説明する。
まず、ステップS401では前述したステップS304で保存したステージ番号をECU13で読み込む。次にステップS402では前記スタータモータMが回転を開始するのと同時にステップS401で読み込まれたステージ番号の続きとしてカウントを開始してステップS403に進む。ステップS403では圧縮行程直前の基準ステージである前記32番ステージでステージ番号の誤差を補正する。そして、ステップS404ではステップS403で補正されたステージ番号に基づいて前記エンジンEの点火を行う。
Next, signal processing in the case of automatic restart from a state where idling is stopped in the intake or compression stroke will be described based on FIG.
First, in step S401, the
次に、図5に基づいて膨張または排気行程でアイドル停止している状態から自動再始動する場合の信号処理を説明する。
まず、ステップS501では前述したステップS304で保存したステージ番号をECU13で読み込む。次にステップS502では前記スタータモータMが回転を開始するのと同時にステップS501で読み込まれたステージ番号の続きとして前記ステージ番号のカウントを開始しステップS503に進む。ステップS503では圧縮行程直前の基準ステージである前記32番ステージでステージ番号の誤差を補正する。そして、ステップS504ではステップS503で補正されたステージ番号に基づいて前記エンジンEの吸気ポートへ燃料噴射を行う。
Next, signal processing in the case of automatic restart from a state where idling is stopped in the expansion or exhaust stroke will be described based on FIG.
First, in step S501, the
上述した第一の実施の形態によれば、各種センサからの信号に基づいてアイドル停止条件を判定するステップS301とエンジンEが停止した時点のステージ番号を記憶する外部メモリ19を備え、前記ステップS301の判定結果に基づいて前記エンジンEがアイドル停止した場合に、前記ステージ番号を前記外部メモリ19に記憶することによって、アイドル停止からの再始動時における点火および燃料噴射タイミングを正確に把握することが可能となる。
According to the first embodiment described above, the step S301 for determining the idle stop condition based on the signals from the various sensors and the
また、前記エンジンEをアイドル停止から再始動させるにあたり、前記外部メモリ19に記憶された前記ステージ番号に基づいて点火することが可能となるため、エンジンEの毎回点火での誤爆を防止することができる。
そして、ステップS403とステップS503においてステージ番号を補正することによって、エンジンEの再始動時に一回転目から適正なタイミングで点火や燃料噴射を行うことが可能となるため、燃費を向上すると共に速やかにエンジンEの再始動を行うことができる。
Further, when restarting the engine E from the idle stop, it is possible to ignite based on the stage number stored in the
Then, by correcting the stage number in steps S403 and S503, it becomes possible to perform ignition and fuel injection at an appropriate timing from the first rotation when the engine E is restarted, thereby improving fuel efficiency and promptly. The engine E can be restarted.
さらに、前記アイドル停止時において、内部への電源供給を継続して前記ステージ番号を検出可能とすると共に前記外部メモリ19に記憶されたステージ番号を保持する前記電源供給制御回路14を設けたことによって、前記エンジンE停止後にクランク位置が慣性力で変化してステージ番号がずれたとしても電源供給制御回路14によりこのクランク位置を検出してステージ番号をカウントし且つこのステージ番号を保持することが可能となるため、アイドル停止時間に関わらずエンジンE停止後における正確なステージ番号を把握できる。
In addition, by providing the power
次に、この発明の第二の実施の形態を図1から図5(図3を除く)を援用し図6のフローチャートに基づいて説明する。
尚、この第二の実施の形態は、前述した第一の実施の形態の図3のフローチャートのみが異なるので他の説明は省略する。この処理も前述した第一の実施の形態と同様にエンジンの停止時の処理を示しているが、前述した第一の実施の形態におけるステップS304の処理で用いたステージ番号をエンジン行程に置換えて外部メモリ19へ保存したものである。以下順を追って説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on the flowchart of FIG. 6 with reference to FIGS. 1 to 5 (excluding FIG. 3).
Since the second embodiment is different only in the flowchart of FIG. 3 of the first embodiment described above, other description is omitted. This process also shows the process when the engine is stopped as in the first embodiment, but the stage number used in the process of step S304 in the first embodiment is replaced with the engine process. It is stored in the
まず、ステップS600ではECU13に接続された各種センサからの情報を読み込む。次に、ステップS601では、前記ステップS600の情報を参照して、アイドル停止条件が成立したか否かを判定する。判定結果が「YES」(成立)である場合はステップS602に進み、判定結果が「NO」(不成立)である場合はステップS605に進む。
First, in step S600, information from various sensors connected to the
ステップS602では前記ステップS601でアイドル停止条件が成立したのでエンジンEを停止する。次に、ステップS603ではエンジンEが完全に停止するまで前記クランク角センサ11のパルス信号の読み込みを前記ECU13で継続してステップS604に進む。
ステップS604では前記エンジンEが停止する直前の最後のクランク角センサ11のパルス信号を読み込んでこのパルス信号に対応するステージ番号からエンジン行程判定してこのエンジン行程を前記外部メモリ19に保存して処理を終了する。
ステップS605ではアイドル停止の条件が不成立であるため、通常の噴射・点火制御を行い処理を終了する。
In step S602, the engine E is stopped because the idle stop condition is satisfied in step S601. Next, in step S603, reading of the pulse signal of the
In step S604, the pulse signal of the last
In step S605, since the conditions for idling stop are not satisfied, normal injection / ignition control is performed and the process is terminated.
したがって、第二の実施の形態によれば、前述した第一の実施の形態と同様に、各種センサからの信号に基づいてアイドル停止条件を判定するステップS601とエンジンEが停止した時点のエンジン行程を記憶する外部メモリ19を備え、前記ステップS601の判定結果に基づいて前記エンジンEがアイドル停止した場合に、前記エンジン行程を前記外部メモリ19に記憶することによって、アイドル停止からの再始動時における点火および燃料噴射タイミングを正確に把握することが可能となる。
Therefore, according to the second embodiment, as in the first embodiment described above, step S601 for determining an idle stop condition based on signals from various sensors and the engine stroke at the time when the engine E is stopped. Is stored in the
また、前記エンジンEをアイドル停止から再始動させるにあたり、前記外部メモリ19に記憶された前記エンジン行程に基づいて点火することが可能となるため、エンジンEの毎回点火での誤爆を防止することができる。
そして、ステップS403とステップS503においてエンジン行程を補正することによって、エンジンEの再始動時に一回転目から適正なタイミングで点火や燃料噴射を行うことが可能となるため、燃費を向上すると共に速やかにエンジンEの再始動を行うことができる。
Further, when the engine E is restarted from the idle stop, it is possible to ignite based on the engine stroke stored in the
And by correcting the engine stroke in step S403 and step S503, it becomes possible to perform ignition and fuel injection at an appropriate timing from the first rotation when the engine E is restarted. The engine E can be restarted.
さらに、前記アイドル停止時において、内部への電源供給を継続して前記エンジン行程を検出可能とすると共に前記外部メモリ19に記憶されたエンジン行程情報を保持する前記電源供給制御回路14を設けたことによって、前記エンジンE停止後にクランク位置が慣性力で変化してエンジン行程がずれたとしても電源供給制御回路14によりこのクランク位置を検出し且つこのエンジン行程を保持することが可能となるため、アイドル停止時間に関わらずエンジンE停止後における正確なエンジン行程を把握できる。
とりわけこの第二の実施の形態では、ステージ毎に番号が必要であった前述した第一の実施の形態と比較してエンジンの行程番号のみを用いれば済むため、外部メモリ19の容量を少なくでき且つ処理が簡素化できる。
Further, the power
In particular, in the second embodiment, the capacity of the
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、例えば、前記ECU13に接続されている外部メモリ19をECU13に内蔵してもよい。また、ECU13に内蔵されている電源供給制御回路14を外部接続にしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the
E エンジン
10 クランク軸
14 電源供給制御回路(制御回路)
19 外部メモリ(記憶手段)
ステップS301、ステップS601 アイドル停止判定手段
19 External memory (storage means)
Step S301, Step S601 Idle stop determination means
Claims (5)
The engine automatic stop / start control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the information on the crank position includes crank angle information or engine stroke information.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070904 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071030 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080318 |