JP2006046329A - エンジン駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 セル始動とキック始動を併用するエンジンの駆動制御において、始動方法に合わせてエンジンの駆動制御を行ない、始動方法に関わらず始動性を向上する。
【解決手段】 セルスイッチのオン／オフ、及びクランク信号の有無に基づいて、セル始動とキック始動の何れの方法でエンジンが始動されたかを判定する（Ｓ１０１、Ｓ１０５）。セルスイッチがオンされ、セル始動が行なわれた場合には、スタータリレーをオンし（Ｓ１０２）、セル始動に適合した始動制御が開始され、セル始動に合わせて燃料噴射装置が制御される（Ｓ１０３）。一方、セルスイッチがオンされず、クランク信号が検出されたときには、キック始動がなされたものと判定し、キック始動に適合した始動制御が開始され、キック始動時に合わせて燃料噴射装置が制御される（Ｓ１０６）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、セル始動とキック始動が併用される内燃機関の始動制御に関する。

例えば、自動二輪車においては、セル始動とキック始動が併用されるものが知られている。このような車両では、バッテリ電圧が十分な場合には、セルモータを用いてエンジンを始動させ（セル始動）、バッテリ電圧が不十分な場合には、例えばキックペダルを踏み込むことにより手動でエンジンを始動させる（キック始動：本明細書では手動によるエンジン始動全般を含む）。キック始動では、キックによる発電電力を点火系の電源として使用するが、バッテリ電圧が十分でない場合、始動時にバッテリの充電やブレーキランプなど種々の負荷に発電電力が消費されてしまい、点火系に十分な電力が供給されず、点火動作が不安定になってしまうという問題がある。

このような問題に対しては、バッテリ電圧をモニタし、バッテリ電圧が十分でない場合に、バッテリや点火系以外の負荷への電力供給を停止し、キック始動時の始動安定性を向上したものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００１−８２２９９号公報

しかしセル始動とキック始動では、始動時のエンジンの挙動特性が異なるため、上記特許文献１に記載の構成のように単にバッテリ電圧が低い場合に点火系への電力供給を優先するだけでは、始動時のエンジンの挙動特性をも含めて始動性能を向上することはできない。

本願発明は、セル始動とキック始動を併用するエンジンの駆動制御において、エンジンの始動をより安定したものとすることを目的としている。

本発明のエンジン駆動制御装置は、セルモータを用いたセル始動と、キック始動が併用されるエンジンの駆動制御装置であって、エンジンに燃料供給を行なう燃料噴射装置と、セル始動、キック始動の何れの方法で始動されたかを判別する判別手段と、この判別手段により判別された始動方法に対応して燃料噴射装置の制御を行なう燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴としている。

判別手段によりキック始動と判定された場合に、エンジンが始動されるまでの間、所定の燃料噴射量で燃料噴射を行なうように制御される。またこのとき、上述の所定期間に渡って、バイパス通路における空気量が所定値に維持されることが好ましい。

更に、にアイドリング状態が所定時間持続した後に、点火タイミングを制御したアイドルスピードコントロールが開始されることが好ましく、このとき、点火タイミングによるアイドルスピードコントロールが開始されるまでの間、点火タイミングがセル始動時よりも進角された状態に維持されることが好ましい。

また、判別手段によりセル始動と判定された場合には、燃料噴射装置における燃料噴射量が、セル起動にとっての最適値に設定される。

以上のように、本発明によれば、セル始動とキック始動を併用するエンジンの駆動制御において、エンジンの始動をより安定したものとすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である自動二輪車に適用されたエンジン駆動に関わる電装系の構成を模式的に示すブロック図である。

エンジン１０のクランクシャフト（図示せず）には、セルモータ１１とキックペダル１２が接続されており、それぞれ、セル始動時、キック始動時にクランクシャフトを回転させるのに用いられる。セルモータ１１は、スタータリレー１３を介してバッテリ電源１４に接続される。またスタータリレー１３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５に接続され、ＥＣＵ１５にはセルスイッチ１６が接続される。ＥＣＵ１５は、ユーザによるセルスイッチ１６のオン／オフ操作に基づいて、スタータリレー１３のオン／オフを制御する。

また、エンジン１０のクランクシャフトの回転は、センサ（図示せず）により検知され、ＥＣＵ１５にクランク信号ＣＬＫとして送られる。ＥＣＵ１５では、クランク信号ＣＬＫ及びその他のセンサ（図示せず）からの信号に基づいて、燃料噴射制御装置１７、点火制御装置１８、空気量制御装置１９の制御を行なう。

図２は、本実施形態のＥＣＵ１５において実行されるエンジン始動時のエンジン駆動制御の流れを示すフローチャートである。以下図２を参照して、本実施形態でのエンジン始動時におけるエンジン駆動制御について説明する。

車両のメインスイッチ（図示せず）がオン状態とされ、ＥＣＵ１５が起動されると、ステップＳ１０１において、セルスイッチ１６がオンされた否かが判定される。セルスイッチ１６がオン状態であると判定されると、ステップＳ１０２において、スタータレリー１３がオンされ、セルモータ１１を用いたエンジン１０の始動が開始される。そして、ステップＳ１０３において、セル始動時の始動制御が開始さる（後述）。エンジン１０の運転状態が安定するとステップＳ１０４において通常制御が開始され、この制御はメインスイッチが切られエンジン１０が停止するまで続けられる。

一方、ステップＳ１０１において、セルスイッチ１６がオフ状態であると判定されると、ステップＳ１０５において、クランク信号ＣＬＫが検知されたか否かが判定される。クランクシャフトが回転されクランク信号ＣＬＫが検知された場合には、キック始動が行なわれたものと判定され、ステップＳ１０６において、キック始動時の始動制御が開始される（後述）。その後、エンジン１０の運転状態が安定するとステップＳ１０４に処理は移り、エンジンの通常制御が開始される。この制御はメインスイッチが切られエンジン１０が停止するまで続けられる。

また、ステップＳ１０５において、クランク信号ＣＬＫが検知されない場合には、再びステップＳ１０１に戻り、同様の処理が繰り返される。

次に図３を参照して、本実施形態におけるキック始動時のエンジン始動制御（ステップＳ１０６）について説明する。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれキック始動時におけるエンジン回転数、燃料噴射量、空気量、点火タイミングの時間的変化を示すグラフであり、横軸は時間（ｔ）である。

ｔ＝ｔ０において、キックペダル１２（図１参照）が踏み込まれ、クランク信号ＣＬＫが検知されると同時に、エンジンへの燃料供給が開始され、キック始動に対応する所定の噴射量ｑｋで燃料噴射が行なわれる。キック始動時の燃料噴射量ｑｋは、エンジンが始動されるまでの期間Ｔｋ（ｔ０≦ｔ≦ｔ１）の間維持される。すなわち、期間Ｔｋの間は、回転数が下がっても燃料噴射量が一定値ｑｋに維持され、所定回数燃料噴射が行なわれる。なお、エンジンが起動するまでに最低限必要な燃料噴射量の合計をＱとし、期間Ｔｋの間の燃料噴射回数をＮｋとするとき、ｑｋはｑｋ×Ｎｋ≧Ｑを満たすように設定される。また、所定時間Ｔｋの間、バイパス通路の空気量はエンジン温度に関わらず所定値に維持される。ここで所定値は、例えばＡ／Ｆを９〜１３に設定できる空気量であり、Ａ／Ｆを１２に設定できる空気量が特に好ましい。

所定時間Ｔｋが経過すると（ｔ＝ｔ１に達すると）、エンジンが略完全に起動される。その後、燃料噴射量及びバイパス通路の空気量は漸次低減され、エンジン回転数はアイドル回転数まで下がる。例えばｔ＝ｔ２（＞ｔ１）において略アイドル回転数に達すると（ｔ＝ｔ３＞ｔ２）、空気量制御によるアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）が開始される。なお、図３（ｃ）においてバイパス通路内の空気量（％）を用いて表わされる。

一方、キック始動時の点火タイミングは、所定時間アイドルが持続するまでセル始動時よりも進角（例えば５°）された状態に維持される。そして空気量制御によるＩＳＣの開始から所定時間経過後（例えばｔ＝ｔ４＞ｔ３）、初めてアイドル時の点火タイミングに戻され、点火タイミングによるＩＳＣが開始される。

従来のように、キックあるいはセルそれぞれの最適な噴射量の中間を取っていた場合と比較し、本実施形態ではキックに最適な噴射量ｑｋ（従来よりも多い噴射量）を供給することができ、さらに期間Ｔｋに渡って一定に持続することでエンジン起動に必要な燃料噴射量Ｑをエンジン回転数がエンストを起こすレベルまで低下してしまう前に確実に供給できる。これにより、より確実にエンジンの始動を行なうことが可能となる。

また、本実施形態では、キック始動時に、期間Ｔｋの間、バイパス通路を通る空気量制御を所定値（例えばＡ／Ｆを９〜１３に設定できる空気量。特にＡ／Ｆを１２に設定できる空気量）に維持し、エンジン始動をより確実なものとしている。また更に、点火タイミングによるＩＳＣを所定時間アイドルが持続するまで禁止して、点火タイミングを進角した状態に維持することにより、始動安定性をより確実なものとすることができる。

次に図４を参照して、本実施形態におけるセル始動時のエンジン始動制御（ステップＳ１０３）について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれセル始動時におけるエンジン回転数と燃料噴射量の時間的変化を示したグラフであり、横軸は時間ｔである。

図４（ａ）に示されるように、エンジンのクランクシャフトは、セルスイッチが押されている期間Ｔｓ（ｔ＝ｔ０からｔ＝ｔ１の間）に渡ってセルモータ１１（図１参照）により略一定の回転数で回転される。その間、図４（ｂ）に示されるように、エンジンにはセル始動時に対応する所定の燃料噴射量ｑｓで燃料が供給される。ここで燃料噴射量ｑｓは、期間Ｔｓの間の燃料噴射回数をＮｓとするとき、ｑｓ×Ｎｓ＝Ｑを略満たすように設定される。また、ここでｑｋ＞ｑｓである。

すなわち、従来の始動制御では、始動時の燃料噴射量はセル始動、キック始動ともに同じ値に設定されていた。しかしキック始動時において、エンジン回転数はキック直後に大きく、その後急激に低減するため、従来のように単位時間当たりの燃料噴射量がエンジン回転数に依存する場合、エンジンの起動に最低限必要な全燃料噴射量Ｑをキック始動においても維持するには、始動時の空燃比をリッチにする必要があり燃料噴射量を高めに設定する必要があった。しかし、このような高めの燃料噴射量の設定は、セル始動においては無駄であるばかりではなく、始動性を悪化させる。

本実施形態では、キック始動、セル始動各々に合わせてエンジンの始動制御を異ならせているため、セル始動におけるｑｓを、セル始動に合わせて最適に設定することが可能となり、本実施形態ではｑｓ×Ｔｓ≧Ｑを満たす最小の値にｑｓを設定することができる。なお、セル始動時における空気量や点火タイミングを制御したＩＳＣは、従来と同様のタイミングで行われる。

以上のように、本実施形態によれば、セル始動とキック始動が併用されるエンジンの駆動制御において、それぞれの始動方法に合わせて始動制御を行なうことができ、始動安定性を高めることができる。

また、本実施形態では、図１に示すように、セルスイッチ１６のオン状態をＥＣＵ１５で検知し、これに基づいてスタータリレー１３をオン状態としてセルモータ１１を起動している。したがって、このとき同時にバッテリ電圧をモニタし、バッテリ電圧がセル始動を行なうのには低すぎる場合、セルモータ１１を駆動しないで無駄な電力消費を防止するように構成することも可能である。

なお、本実施形態では、自動二輪車を例に説明を行ったが、例えば小型の４輪車や小型船舶の船外機等、セル始動と手動による始動が併用されるエンジンに本発明の構成を適用することもできる。

本発明の一実施形態である自動二輪車に適用されたエンジン駆動に関わる電装系の構成を模式的に示すブロック図である。 本実施形態のＥＣＵにおいて実行されるエンジン始動時のエンジン駆動制御の流れを示すフローチャートである。 キック始動時におけるエンジン回転数、燃料噴射量、空気量、点火タイミングの時間的な変化を示すグラフである。 セル始動時におけるエンジン回転数、燃料噴射量の時間的な変化を示すグラフである。

符号の説明

１０ エンジン
１１ セルモータ
１２ キックペダル
１３ スタータリレー
１４ バッテリ電源
１５ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１６ セルスイッチ
１７ 燃料噴射制御装置
１８ 点火制御装置
１９ 空気量制御装置

Claims (6)

1. セルモータを用いたセル始動と、キック始動が併用されるエンジンの駆動制御装置であって、
   前記エンジンに燃料供給を行なう燃料噴射装置と、
   前記セル始動、キック始動の何れの方法で始動されたかを判別する判別手段と、
   前記判別手段により判別された始動方法に対応して燃料噴射装置の制御を行なう燃料噴射制御手段と
   を備えることを特徴とするエンジン駆動制御装置。
2. 前記判別手段によりキック始動と判定された場合に、前記燃料噴射装置がエンジン始動までの間、所定の燃料噴射量で燃料噴射を行なうことを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動制御装置。
3. 前記判別手段によりキック始動と判定された場合に、エンジン始動までの間、バイパス通路における空気量が所定値に維持されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動制御装置。
4. 前記判別手段によりキック始動と判定された場合において、アイドリング状態が所定時間持続した後に、点火タイミングを制御したアイドルスピードコントロールが開始されることを特徴とする請求項２に記載のエンジン駆動制御装置。
5. 前記点火タイミングによるアイドルスピードコントロールが開始されるまでの間、前記点火タイミングがセル始動時よりも進角された状態に維持されることを特徴とする請求項４に記載のエンジン駆動制御装置。
6. 前記判別手段によりセル始動と判定された場合に、前記燃料噴射装置における燃料噴射量が、セル起動にとっての最適値に設定されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動制御装置。
   
   

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