JP2008057547A - Engine control device - Google Patents

Engine control device Download PDF

Info

Publication number
JP2008057547A
JP2008057547A JP2007299424A JP2007299424A JP2008057547A JP 2008057547 A JP2008057547 A JP 2008057547A JP 2007299424 A JP2007299424 A JP 2007299424A JP 2007299424 A JP2007299424 A JP 2007299424A JP 2008057547 A JP2008057547 A JP 2008057547A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
stroke
crankshaft
fuel injection
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007299424A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Sawada
雄一郎 沢田
Hitoshi Hasegawa
仁 長谷川
Michiyasu Takahashi
通泰 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP2007299424A priority Critical patent/JP2008057547A/en
Publication of JP2008057547A publication Critical patent/JP2008057547A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely obtain an initial combustion at the engine start at which a crank pulse alone is insufficient to identify the stroke, and to increase the engine rotation speed. <P>SOLUTION: In a period from cranking start to stroke detection, fuel is injected once for each revolution of the crank shaft and prior to suction stroke (or expansion stroke), and ignition is effected once for each revolution of the crank shaft and at or around the upper dead point, whereby an initial combustion is obtained without reversing the rotation of the engine. When the stroke is detected, fuel injection and ignition are effected once for each cycle. When the engine speed does not rise above a predetermined value, ignition timing is made such that ignition is effected prior to compression upper dead point and at or around 10° on the advance angle side, whereby the engine speed quickly increase. Stroke detection is permitted after the engine speed has risen above the predetermined value so that the engine speed may stabilize. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンを制御するエンジン制御装置に関するものであり、特に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えたエンジンの制御に好適なものである。   The present invention relates to an engine control device that controls an engine, and is particularly suitable for control of an engine including a fuel injection device that injects fuel.

近年、インジェクタと呼ばれる燃料噴射装置が普及するにつれて、燃料を噴射するタイミングや噴射燃料量、つまり空燃比などの制御が容易になり、高出力化、低燃費化、排ガスのクリーン化などを促進することができるようになった。このうち、特に燃料を噴射するタイミングについては、厳密には吸気バルブの状態、つまり一般的にはカムシャフトの位相状態を検出し、それに合わせて燃料を噴射するのが一般的である。しかしながら、カムシャフトの位相状態を検出するための所謂カムセンサは高価であり、特に二輪車両などではシリンダヘッドが大型化するなどの問題があって採用できないことが多い。そのため、例えば特開平10−227252号公報では、クランクシャフトの位相状態及び吸気圧力を検出し、それらから気筒の行程状態を検出するエンジン制御装置が提案されている。従って、この従来技術を用いることにより、カムシャフトの位相を検出することなく、行程状態を検出することができるので、その行程状態に合わせて燃料の噴射タイミングなどを制御することが可能となる。   In recent years, as fuel injectors called injectors have become widespread, it becomes easier to control the timing of fuel injection and the amount of fuel injected, that is, the air-fuel ratio, etc., and promote higher output, lower fuel consumption, cleaner exhaust gas, etc. I was able to do it. Among these, in particular, regarding the timing of fuel injection, strictly speaking, it is general to detect the state of the intake valve, that is, generally the phase state of the camshaft, and inject fuel accordingly. However, so-called cam sensors for detecting the phase state of the camshaft are expensive, and in many cases, such as a two-wheeled vehicle, there are problems such as an increase in the size of the cylinder head, and in many cases cannot be adopted. Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-227252 proposes an engine control device that detects the phase state of the crankshaft and the intake pressure, and detects the stroke state of the cylinder therefrom. Therefore, by using this conventional technique, the stroke state can be detected without detecting the phase of the camshaft, so that the fuel injection timing and the like can be controlled in accordance with the stroke state.

ところで、前述したクランクシャフトの位相状態の検出には、クランクシャフト自体或いはクランクシャフトと同期回転する部材の外周に歯を形成し、その歯の接近を磁気センサ等によって検出してパルス信号を送出し、このパルス信号をクランクパルスとして検出する必要がある。このようにして検出されたクランクパルスにナンバリングするなどしてクランクシャフトの位相状態を検出するのであるが、このナンバリング等のために、前記歯を不等間隔に設けることが多い。つまり、検出されるクランクパルスに特徴を設けて目印にするのである。そして、この特徴付けされたクランクパルスからクランクシャフトの位相を検出し、クランクシャフトの二回転中の同じ位相の吸気圧力を比較して行程を検出し、この行程とクランクシャフトの位相とに応じて燃料の噴射タイミングや点火タイミングを制御する。   By the way, in detecting the phase state of the crankshaft described above, teeth are formed on the outer periphery of the crankshaft itself or a member that rotates in synchronization with the crankshaft, and the approach of the teeth is detected by a magnetic sensor or the like to send a pulse signal. This pulse signal needs to be detected as a crank pulse. The crankshaft phase state is detected by, for example, numbering the crank pulses detected in this manner, but the teeth are often provided at unequal intervals for this numbering or the like. In other words, the detected crank pulse is provided with a feature as a mark. Then, the phase of the crankshaft is detected from the characterized crank pulse, and the stroke is detected by comparing the intake pressure of the same phase during two revolutions of the crankshaft, and according to the stroke and the phase of the crankshaft. The fuel injection timing and ignition timing are controlled.

しかしながら、エンジンの始動時には、最低、クランクシャフトが二回転以上しないと行程を検出することができない。特に小排気量、単気筒の二輪車両などでは、エンジンの始動初期は、クランクシャフトの回転状態が安定せず、前記クランクパルスの状態も安定しないために行程の検出が困難なものとなり易い。そして、このような行程未検出時に、点火時期や燃料噴射量の良好な制御の仕方は提案されておらず、未だ未解決の問題となっている。
本発明は前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、エンジン始動時の点火時期や燃料噴射量の良好な制御、行程の正確な検出を可能とするエンジン制御装置を提供することを目的とするものである。
However, at the start of the engine, the stroke cannot be detected unless the crankshaft is rotated at least twice. In particular, in a small displacement, single-cylinder two-wheeled vehicle or the like, the crankshaft rotation state is not stable at the initial start of the engine, and the crank pulse state is not stable, so that it is difficult to detect the stroke. And when such a stroke is not detected, a method for controlling the ignition timing and the fuel injection amount has not been proposed, which is still an unsolved problem.
The present invention has been developed to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an engine control device that enables good control of the ignition timing and fuel injection amount at the start of the engine and accurate detection of the stroke. It is what.

上記諸問題を解決するため、本発明のエンジン制御装置は、クランクシャフト自体又はクランクシャフトと同期回転する部材の外周に不等間隔で設けられた歯を有するエンジンであって、それらの歯の接近にともなって送出されるパルス信号からクランクシャフトの位相を検出するクランクシャフト位相検出手段と、エンジンの吸気通路内の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相及び前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力に基づいてエンジンの行程状態を検出するクランクタイミング検出手段と、前記エンジン回転数算出手段で算出されたエンジン回転数が所定値以上であるときに、前記クランクタイミング検出手段によるエンジン行程の検出を許可する行程検出許可手段とを備えたことを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, an engine control device according to the present invention is an engine having teeth provided at unequal intervals on the outer periphery of a crankshaft itself or a member that rotates synchronously with the crankshaft, and the approach of these teeth. Detected by the crankshaft phase detecting means for detecting the phase of the crankshaft from the pulse signal transmitted along with the intake pressure detecting means for detecting the intake pressure in the intake passage of the engine, and the crankshaft phase detecting means. Engine speed calculation means for calculating the engine speed based on the phase of the crankshaft; engine based on the crankshaft phase detected by the crankshaft phase detection means and the intake pressure detected by the intake pressure detection means Crank timing detection means for detecting the stroke state of the engine, and the engine speed When the engine rotational speed calculated by means output is a predetermined value or more, is characterized in that a stroke detection permitting means for permitting the detection of the engine stroke by the crank timing detecting means.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、例えばモータサイクル用のエンジン及びその制御装置の一例を示す概略構成である。このエンジン1は、比較的小排気量の単気筒4サイクルエンジンであり、シリンダボディ2、クランクシャフト3、ピストン4、燃焼室5、吸気管(吸気通路)6、吸気バルブ7、排気管8、排気バルブ9、点火プラグ10、点火コイル11を備えている。また、吸気管6内には、アクセル開度に応じて開閉されるスロットルバルブ12が設けられ、このスロットルバルブ12の下流側の吸気管6に、燃料噴射装置としてのインジェクタ13が設けられている。このインジェクタ13は、燃料タンク19内に配設されているフィルタ18、燃料ポンプ17、圧力制御バルブ16に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration showing an example of an engine for a motorcycle and a control device thereof. The engine 1 is a single cylinder four-cycle engine with a relatively small displacement, and includes a cylinder body 2, a crankshaft 3, a piston 4, a combustion chamber 5, an intake pipe (intake passage) 6, an intake valve 7, an exhaust pipe 8, An exhaust valve 9, a spark plug 10, and an ignition coil 11 are provided. In addition, a throttle valve 12 that is opened and closed according to the accelerator opening is provided in the intake pipe 6, and an injector 13 as a fuel injection device is provided in the intake pipe 6 on the downstream side of the throttle valve 12. . The injector 13 is connected to a filter 18, a fuel pump 17, and a pressure control valve 16 disposed in the fuel tank 19.

このエンジン1の運転状態は、エンジンコントロールユニット15によって制御される。そして、このエンジンコントロールユニット15の制御入力、つまりエンジン1の運転状態を検出する手段として、クランクシャフト3の回転角度、つまり位相を検出するためのクランク角度センサ20、シリンダボディ2の温度又は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却水温度センサ21、排気管8内の空燃比を検出する排気空燃比センサ22、吸気管6内の吸気圧力を検出するための吸気圧力センサ24、吸気管6内の温度、即ち吸気温度を検出する吸気温度センサ25が設けられている。そして、前記エンジンコントロールユニット15は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記燃料ポンプ17、圧力制御バルブ16、インジェクタ13、点火コイル11に制御信号を出力する。   The operating state of the engine 1 is controlled by the engine control unit 15. As a means for detecting the control input of the engine control unit 15, that is, the operating state of the engine 1, the crank angle sensor 20 for detecting the rotation angle, that is, the phase of the crankshaft 3, the temperature of the cylinder body 2 or the cooling water. A coolant temperature sensor 21 for detecting the temperature, that is, the temperature of the engine body, an exhaust air / fuel ratio sensor 22 for detecting the air / fuel ratio in the exhaust pipe 8, an intake pressure sensor 24 for detecting the intake pressure in the intake pipe 6; An intake air temperature sensor 25 is provided for detecting the temperature inside the pipe 6, that is, the intake air temperature. The engine control unit 15 receives detection signals from these sensors, and outputs control signals to the fuel pump 17, pressure control valve 16, injector 13, and ignition coil 11.

ここで、前記クランク角度センサ20から出力されるクランク角度信号の原理について説明する。本実施形態では、図2aに示すように、クランクシャフト3の外周に、略等間隔で複数の歯23を突設し、その接近を磁気センサ等のクランク角度センサ20で検出して、適宜電気的処理を施してパルス信号を送出する。各歯23間の周方向へのピッチは、クランクシャフト3の位相(回転角度)にして30°であり、各歯23の周方向への幅は、クランクシャフト3の位相(回転角度)にして10°としている。但し、一箇所だけ、このピッチに従っておらず、その他の歯23のピッチに対して二倍のピッチになっている箇所がある。それは、図2aに二点鎖線で示すように、本来、歯のある部分に歯がない、特殊な設定になっており、この部分が不等間隔に相当する。以下、この部分を歯抜け部とも記す。   Here, the principle of the crank angle signal output from the crank angle sensor 20 will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 2a, a plurality of teeth 23 project from the outer periphery of the crankshaft 3 at substantially equal intervals, and the approach thereof is detected by a crank angle sensor 20 such as a magnetic sensor. A pulse signal is sent out by performing a special process. The pitch between the teeth 23 in the circumferential direction is 30 ° in terms of the phase (rotation angle) of the crankshaft 3, and the width in the circumferential direction of each tooth 23 is based on the phase (rotation angle) of the crankshaft 3. 10 °. However, only one place does not follow this pitch and there is a place where the pitch of the other teeth 23 is doubled. As shown by a two-dot chain line in FIG. 2a, it has a special setting in which there are essentially no teeth in a portion with teeth, and this portion corresponds to unequal intervals. Hereinafter, this portion is also referred to as a missing tooth portion.

従って、クランクシャフト3が等速回転しているときの各歯23のパルス信号列は図2bのように表れる。そして、図2aは圧縮上死点時の状態を示している(排気上死点も形態としては同じである)が、この圧縮上死点時の直前のパルス信号を図示“0”とし、その次のパルス信号に図示“1”、次のパルス信号に図示“2”、といった順で図示“4”までナンバリング(番号付け)する。この図示“4”のパルス信号に相当する歯23の次は歯抜け部なので、それを、あたかも歯が存在すると考えて1歯余分にカウントし、次の歯23のパルス信号には図示“6”とナンバリングする。これを繰り返してゆくと、今度は図示“16”のパルス信号の次に歯抜け部が接近するので、前述と同様に1歯余分にカウントし、次の歯23のパルス信号には図示“18”とナンバリングする。クランクシャフト3が二回転すると、4つの行程のサイクルが全て完了するので、図示“23”までナンバリングが済んだら、次の歯23のパルス信号には再び図示“0”とナンバリングする。原則的に、この図示“0”とナンバリングされた歯23のパルス信号の直後が圧縮上死点になっているはずである。このように、検出されたパルス信号列、又はその単体のパルス信号をクランクパルスと定義する。そして、このクランクパルスに基づいて、後述のようにして行程検出を行うと、クランクタイミングを検出することができる。なお、前記歯23は、クランクシャフト3と同期回転する部材の外周に設けても、全く同じである。   Therefore, the pulse signal train of each tooth 23 when the crankshaft 3 rotates at a constant speed appears as shown in FIG. 2b. FIG. 2a shows the state at the time of compression top dead center (the exhaust top dead center is the same in form), and the pulse signal immediately before this compression top dead center is shown as “0” in the drawing, Numbering (numbering) is performed up to “4” in the order of “1” for the next pulse signal and “2” for the next pulse signal. Next to the tooth 23 corresponding to the pulse signal “4” shown in the figure is the missing portion, so that it is counted as if there is a tooth, and one extra tooth is counted. " When this is repeated, this time, the missing tooth portion approaches the pulse signal of “16” shown in the figure, so that one more tooth is counted as described above, and the pulse signal of the next tooth 23 is shown as “18” in the figure. " When the crankshaft 3 is rotated twice, all four stroke cycles are completed. When the numbering is completed up to “23” in the figure, the pulse signal of the next tooth 23 is again numbered “0” in the figure. In principle, the compression top dead center should be immediately after the pulse signal of the tooth 23 numbered “0”. Thus, the detected pulse signal train or a single pulse signal thereof is defined as a crank pulse. If the stroke is detected as described later based on the crank pulse, the crank timing can be detected. The teeth 23 are exactly the same even when provided on the outer periphery of a member that rotates in synchronization with the crankshaft 3.

一方、前記エンジンコントロールユニット15は、図示されないマイクロコンピュータなどによって構成されている。図3は、このエンジンコントロールユニット15内のマイクロコンピュータで行われるエンジン制御演算処理の実施形態を示すブロック図である。この演算処理では、前記クランク角度信号からエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出部26と、同じくクランク角度信号及び前記吸気圧力信号からクランクタイミング情報、即ち行程状態を検出するクランクタイミング検出部27と、前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数を読込み、前記クランクタイミング検出部27に対して行程検出許可情報を出力すると共に、当該クランクタイミング検出部27による行程検出情報を取込んで出力する行程検出許可部29と、前記クランクタイミング検出部27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記吸気温度信号及び前記冷却水温度(エンジン温度)信号及び前記吸気管圧信号及び前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数からシリンダ内空気質量(吸入空気量)を算出するシリンダ内空気質量算出部28と、前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数及び前記吸気圧力信号から目標空燃比を算出する目標空燃比算出部33と、この目標空燃比算出部33で算出された目標空燃比及び前記吸気圧力信号及び前記シリンダ内空気質量算出部28で算出されたシリンダ内空気質量及び前記行程検出許可部29から出力された行程検出情報及び前記冷却水温度信号から燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する燃料噴射量算出部34と、前記クランクタイミング検出部27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記燃料噴射量算出部34で算出された燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じた噴射パルスを前記インジェクタ13に向けて出力する噴射パルス出力部30と、前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数及び前記目標空燃比算出部33で設定された目標空燃比及び前記行程検出許可部29から出力された行程検出情報から点火時期を算出する点火時期算出部31と、前記クランクタイミング検出部27で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記点火時期算出部31で設定された点火時期に応じた点火パルスを前記点火コイル11に向けて出力する点火パルス出力部32とを備えて構成される。   On the other hand, the engine control unit 15 is constituted by a microcomputer not shown. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of engine control calculation processing performed by a microcomputer in the engine control unit 15. In this calculation process, an engine speed calculation unit 26 that calculates an engine speed from the crank angle signal, and a crank timing detection unit 27 that detects crank timing information, that is, a stroke state, from the crank angle signal and the intake pressure signal. The engine speed calculated by the engine speed calculator 26 is read, the stroke detection permission information is output to the crank timing detector 27, and the stroke detection information by the crank timing detector 27 is captured. The crank timing information detected by the stroke detection permission unit 29 and the crank timing detection unit 27 to be output is read, and the intake air temperature signal, the coolant temperature (engine temperature) signal, the intake pipe pressure signal, and the engine speed are read. The cylinder from the engine speed calculated by the calculation unit 26 An in-cylinder air mass calculation unit 28 that calculates an air mass (intake air amount), and a target air-fuel ratio calculation unit that calculates a target air-fuel ratio from the engine speed calculated by the engine speed calculation unit 26 and the intake pressure signal 33, the target air-fuel ratio calculated by the target air-fuel ratio calculation unit 33, the intake pressure signal, the cylinder air mass calculated by the cylinder air mass calculation unit 28, and the stroke detection permission unit 29 A fuel injection amount calculation unit 34 for calculating a fuel injection amount and fuel injection timing from the stroke detection information and the cooling water temperature signal, and the crank timing information detected by the crank timing detection unit 27 are read, and the fuel injection amount calculation unit An injection pulse output for outputting an injection pulse corresponding to the fuel injection amount and fuel injection timing calculated at 34 to the injector 13 30, the ignition timing is calculated from the engine speed calculated by the engine speed calculator 26, the target air-fuel ratio set by the target air-fuel ratio calculator 33, and the stroke detection information output from the stroke detection permission unit 29. The crank timing information detected by the ignition timing calculation unit 31 to be calculated and the crank timing detection unit 27 is read, and an ignition pulse corresponding to the ignition timing set by the ignition timing calculation unit 31 is directed toward the ignition coil 11. And an ignition pulse output unit 32 for outputting.

前記エンジン回転数算出部26は、前記クランク角度信号の時間変化率から、エンジンの出力軸であるクランクシャフトの回転速度をエンジン回転数として算出する。具体的には、前記隣合う歯23間の位相を、対応するクランクパルス検出所要時間で除したエンジン回転数の瞬間値と、その移動平均値からなるエンジン回転数の平均値とを算出する。   The engine speed calculator 26 calculates the rotational speed of the crankshaft, which is the output shaft of the engine, as the engine speed from the time change rate of the crank angle signal. Specifically, the instantaneous value of the engine speed obtained by dividing the phase between the adjacent teeth 23 by the corresponding crank pulse detection time and the average value of the engine speed composed of the moving average value are calculated.

前記クランクタイミング検出部27は、前述した特開平10−227252号公報に記載される行程判別装置と同様の構成を有し、これにより例えば図4に示すように各気筒毎の行程状態を検出し、それをクランクタイミング情報として出力する。即ち、4サイクルエンジンにおいて、クランクシャフトとカムシャフトとは所定の位相差で常時回転し続けているから、例えば図4に示すようにクランクパルスが読込まれているとき、前述した歯抜け部から四番目の図示“9”又は“21”のクランクパルスは排気行程か又は圧縮行程の何れかである。周知のように、排気行程では排気バルブが閉じ、吸気バルブが閉じているので吸気圧力が高く、圧縮行程の初期は、未だ吸気バルブが開いているために吸気圧力が低く、若しくは吸気バルブが閉じていても、先行する吸気行程で吸気圧力が低くなっている。従って、吸気圧力が低いときの図示“21”のクランクパルスは圧縮行程にあることを示しており、図示“0”のクランクパルスが得られた直後が圧縮上死点になる。このようにして、何れかの行程状態が検出できたら、この行程の間を、クランクシャフトの回転速度で補間すれば、現在の行程状態を更に細かく検出することができる。   The crank timing detection unit 27 has the same configuration as the stroke discriminating apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-227252 described above, thereby detecting the stroke state of each cylinder as shown in FIG. 4, for example. It is output as crank timing information. That is, in a four-cycle engine, the crankshaft and the camshaft always rotate with a predetermined phase difference. For example, when a crank pulse is read as shown in FIG. The second illustrated "9" or "21" crank pulse is either the exhaust stroke or the compression stroke. As is well known, since the exhaust valve is closed and the intake valve is closed in the exhaust stroke, the intake pressure is high, and at the beginning of the compression stroke, the intake pressure is low because the intake valve is still open, or the intake valve is closed. However, the intake pressure is low in the preceding intake stroke. Therefore, the crank pulse “21” in the figure when the intake pressure is low indicates that it is in the compression stroke, and the compression top dead center is immediately after the crank pulse “0” in the figure is obtained. If any one of the stroke states can be detected in this way, the current stroke state can be detected more finely by interpolating between the strokes at the rotational speed of the crankshaft.

前記行程検出許可部29は、図5に示す演算処理に従って、前記クランクタイミング検出部27に対する行程検出許可情報を出力する。前述のように、前記クランクパルスから行程を検出するには、最低、クランクシャフト二回転を要する。この間、前記歯抜け部を含むクランクパルスが安定していることが必要である。しかしながら、本実施形態のような比較的小排気量、単気筒のエンジンでは、始動時の、所謂クランキング時には、エンジンの回転状態が安定しない。そこで、図5の演算処理によってエンジンの回転状態の判定を行い、行程検出を許可する。   The stroke detection permission unit 29 outputs the stroke detection permission information for the crank timing detection unit 27 in accordance with the arithmetic processing shown in FIG. As described above, at least two revolutions of the crankshaft are required to detect the stroke from the crank pulse. During this time, it is necessary that the crank pulse including the missing portion is stable. However, in a relatively small displacement, single-cylinder engine as in the present embodiment, the rotational state of the engine is not stable during so-called cranking at the time of starting. Therefore, the engine rotation state is determined by the arithmetic processing of FIG. 5 and the stroke detection is permitted.

この図5の演算処理は、例えば前記クランクパルスの入力をトリガとして実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶され、また演算処理に必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読出される。
この演算処理では、まずステップS11で、前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数の平均値を読込む。
次にステップS12に移行して、前記ステップS11で読込んだエンジン回転数の平均値が、初爆時相当の回転数以上の予め設定された行程検出許可所定回転数以上であるか否かを判定し、当該エンジン回転数の平均値が行程検出許可所定回転数以上である場合にはステップS13に移行し、そうでない場合にはステップS14に移行する。
The arithmetic processing in FIG. 5 is executed with, for example, the input of the crank pulse as a trigger. In this flowchart, there is no particular communication step, but information obtained by the arithmetic processing is updated and stored in the storage device as needed, and information and programs necessary for the arithmetic processing are read out from the storage device as needed. The
In this calculation process, first, in step S11, the average value of the engine speed calculated by the engine speed calculator 26 is read.
Next, the process proceeds to step S12, and it is determined whether or not the average value of the engine speed read in step S11 is equal to or higher than a predetermined speed detection permission predetermined speed equal to or higher than the speed corresponding to the initial explosion. Determination is made, and if the average value of the engine speed is greater than or equal to the stroke detection permission predetermined speed, the process proceeds to step S13; otherwise, the process proceeds to step S14.

前記ステップS13では、行程検出を許可する旨の情報を出力してからメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップS14では、行程検出を許可しない旨の情報を出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、エンジン回転数の平均値が、少なくとも初爆時相当の回転数以上の行程検出許可所定回転数以上となってから行程検出が許可されるので、クランクパルスが安定し、正確な行程検出が可能となる。
In step S13, the process returns to the main program after outputting information indicating that the stroke detection is permitted.
In step S14, information indicating that the stroke detection is not permitted is output, and then the process returns to the main program.
According to this calculation process, since the stroke detection is permitted after the average value of the engine speed becomes at least the stroke detection permission predetermined rotation speed equal to or higher than the rotation speed equivalent to the time of the first explosion, the crank pulse is stabilized, Accurate stroke detection is possible.

前記シリンダ内空気質量算出部28は、図6に示すように、前記吸気圧力信号及び前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数からシリンダ内空気質量を算出するための三次元マップを備えている。このシリンダ内空気質量の三次元マップは、例えば実際にエンジンを所定の回転数で回転させながら吸気圧力を変化させたときのシリンダ内空気質量を計測するだけでよく、比較的簡単な実験によって計測でき、従ってマップの作成は容易である。また、高度なエンジンシミュレーションがあれば、それを用いてマップを作成することも可能である。なお、シリンダ内空気質量は、エンジンの温度によって変化するので、前記冷却水温度(エンジン温度)信号を用いて補正してもよい。   As shown in FIG. 6, the cylinder air mass calculation unit 28 displays a three-dimensional map for calculating the cylinder air mass from the intake pressure signal and the engine speed calculated by the engine speed calculation unit 26. I have. This three-dimensional map of the air mass in the cylinder only needs to measure the air mass in the cylinder when the intake pressure is changed while actually rotating the engine at a predetermined speed, and is measured by a relatively simple experiment. Yes, so creating a map is easy. If there is an advanced engine simulation, it is possible to create a map using it. Since the cylinder air mass varies depending on the engine temperature, the cylinder air mass may be corrected using the cooling water temperature (engine temperature) signal.

前記目標空燃比算出部33は、図7に示すように、前記吸気圧力信号及び前記エンジン回転数算出部26で算出されたエンジン回転数から目標空燃比を算出するための三次元マップを備えている。この三次元マップは、或る程度まで机上でも設定することができる。空燃比は、一般にトルクと相関があり、空燃比が小さい、つまり燃料が多く且つ空気が少ないと、トルクが増す一方、効率は低下する。逆に、空燃比が大きい、つまり燃料が少なく且つ空気が多いと、トルクが減少するが、効率は向上する。空燃比が小さい状態をリッチ、空燃比が大きい状態をリーンと呼んでおり、最もリーンな状態は、所謂理想空燃比、或いはストイキオメトリックと呼ばれ、ガソリンが完全燃焼する空燃比、即ち14.7である。   As shown in FIG. 7, the target air-fuel ratio calculation unit 33 includes a three-dimensional map for calculating a target air-fuel ratio from the intake pressure signal and the engine speed calculated by the engine speed calculation unit 26. Yes. This three-dimensional map can be set on a desk to a certain extent. The air-fuel ratio is generally correlated with torque, and if the air-fuel ratio is small, that is, if there is a lot of fuel and little air, the torque will increase, but the efficiency will decrease. Conversely, if the air-fuel ratio is large, that is, if the fuel is low and the air is high, the torque is reduced, but the efficiency is improved. A state in which the air-fuel ratio is small is rich, and a state in which the air-fuel ratio is large is called lean. The leanest state is called a so-called ideal air-fuel ratio or stoichiometric and is the air-fuel ratio at which gasoline is completely burned, that is, 14. 7.

エンジン回転数は、エンジンの運転状態であり、一般に高回転側で空燃比を大きくし、低回転側で小さくする。これは、低回転側でトルクの応答性を高め、高回転側で回転状態の応答性を高めるためである。また、吸気圧力は、スロットル開度などのエンジン負荷状態であり、一般にエンジン負荷の大きい状態、つまりスロットル開度が大きく、吸気圧力も大きいときに空燃比を小さくし、エンジン負荷の小さい状態、つまりスロットル開度が小さく、吸気圧力も小さいときに空燃比を大きくする。これは、エンジン負荷が大きいときにトルクを重視し、エンジン負荷が小さいときに効率を重視するためである。
このように目標空燃比とは、物理的意味を把握しやすい数値であり、従って要求されるエンジンの出力特性に合わせて、目標空燃比を或る程度設定することが可能なのである。勿論、実車のエンジン出力特性に合わせて、チューニングを行ってもよいことはいうまでもない。
The engine speed is an operating state of the engine. Generally, the air-fuel ratio is increased on the high rotation side and decreased on the low rotation side. This is to increase the torque response on the low rotation side and to increase the rotation response on the high rotation side. The intake pressure is an engine load condition such as the throttle opening, and generally the engine load is large, that is, when the throttle opening is large and the intake pressure is large, the air-fuel ratio is decreased and the engine load is small. The air-fuel ratio is increased when the throttle opening is small and the intake pressure is small. This is because torque is emphasized when the engine load is large, and efficiency is emphasized when the engine load is small.
Thus, the target air-fuel ratio is a numerical value whose physical meaning is easy to grasp. Therefore, the target air-fuel ratio can be set to some extent according to the required engine output characteristics. Of course, it goes without saying that tuning may be performed in accordance with the engine output characteristics of the actual vehicle.

また、この目標空燃比算出部33は、前記吸気圧力信号からエンジンの運転状態の過渡期、具体的には加速状態や減速状態を検出し、それに合わせて目標空燃比を補正する過渡期補正部29を備えている。例えば図8に示すように、吸気圧力は、スロットル操作の結果でもあるから、吸気圧力が大きくなるときは、スロットルが開けられて加速が要求されている、即ち加速状態であることが分かる。そのような加速状態が検出されたら、それに合わせて、例えば前記目標空燃比を一時的にリッチ側に設定し、その後、本来の目標空燃比に戻す。目標空燃比への戻し方は、例えば過渡期でリッチ側に設定された空燃比と、本来の目標空燃比との重み付け平均の重み付け係数を次第に変化させるなど、既存の方法が利用できる。逆に、減速状態を検出したら、本来の目標空燃比よりリーン側に設定し、効率を重視するようにしてもよい。   The target air-fuel ratio calculating unit 33 detects a transition period of the engine operating state from the intake pressure signal, specifically, an acceleration state or a deceleration state, and corrects the target air-fuel ratio accordingly. 29. For example, as shown in FIG. 8, since the intake pressure is also a result of the throttle operation, it can be seen that when the intake pressure increases, the throttle is opened and acceleration is required, that is, an acceleration state. When such an acceleration state is detected, the target air-fuel ratio is temporarily set to the rich side, for example, and then returned to the original target air-fuel ratio. For returning to the target air-fuel ratio, an existing method can be used, for example, by gradually changing the weighted average weighting coefficient between the air-fuel ratio set to the rich side in the transition period and the original target air-fuel ratio. Conversely, when a deceleration state is detected, it may be set leaner than the original target air-fuel ratio, and efficiency may be emphasized.

前記燃料噴射量算出部34では、図9に示す演算処理に従って、エンジン始動時並びに通常運転時の燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出設定する。この図9の演算処理は、例えば前記クランクパルスの入力をトリガとして実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶され、また演算処理に必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読出される。
この演算処理では、まずステップS21で、前記行程検出許可部29から出力されている行程検出情報を読込む。
The fuel injection amount calculation unit 34 calculates and sets the fuel injection amount and fuel injection timing at the time of engine start and normal operation according to the arithmetic processing shown in FIG. The arithmetic processing in FIG. 9 is executed using, for example, the input of the crank pulse as a trigger. In this flowchart, there is no particular communication step, but information obtained by the arithmetic processing is updated and stored in the storage device as needed, and information and programs necessary for the arithmetic processing are read out from the storage device as needed. The
In this calculation process, first, in step S21, the process detection information output from the process detection permission unit 29 is read.

次にステップS22に移行して、前記クランクタイミング検出部27による行程検出が未完了であるか否かを判定し、行程検出未完了である場合にはステップS23に移行し、そうでない場合にはステップS24に移行する。
前記ステップS23では、燃料噴射回数カウンタnが“0”であるか否かを判定し、当該燃料噴射回数カウンタnが“0”である場合にはステップS25に移行し、そうでない場合にはステップS26に移行する。
前記ステップS25では、これからの燃料噴射がエンジン始動開始から3回目以降の燃料噴射であるか否かを判定し、3回目以降の燃料噴射である場合にはステップS27に移行し、そうでない場合にはステップS28に移行する。
Next, the process proceeds to step S22, where it is determined whether or not the stroke detection by the crank timing detection unit 27 is incomplete. If the stroke detection is not complete, the process proceeds to step S23. Control goes to step S24.
In step S23, it is determined whether or not the fuel injection number counter n is “0”. If the fuel injection number counter n is “0”, the process proceeds to step S25; The process proceeds to S26.
In the step S25, it is determined whether or not the fuel injection is the third and subsequent fuel injections from the start of the engine start. If the fuel injection is the third and subsequent fuel injections, the process proceeds to step S27. Goes to step S28.

前記ステップS27では、クランクシャフト2回転間において、予め設定された所定クランク角度、本実施例では前記図2、図4の図示“6”又は図示“18”のクランクパルスでの吸気圧力を、例えば図示されない吸気圧力記憶部から読込み、両者の吸気圧力差を算出してからステップS29に移行する。
前記ステップS29では、前記ステップS28で算出された吸気圧力差が、例えば行程を或る程度識別できる程度の所定値以上であるか否かを判定し、当該吸気圧力差が所定値以上である場合にはステップS30に移行し、そうでない場合には前記ステップS28に移行する。
In the step S27, the intake pressure at a predetermined crank angle set between two rotations of the crankshaft, in the present embodiment at the crank pulse "6" or "18" shown in FIGS. After reading from an intake pressure storage unit (not shown) and calculating an intake pressure difference between the two, the process proceeds to step S29.
In the step S29, it is determined whether or not the intake pressure difference calculated in the step S28 is not less than a predetermined value, for example, so that the stroke can be identified to some extent, and the intake pressure difference is not less than the predetermined value. If not, the process proceeds to step S30. If not, the process proceeds to step S28.

前記ステップS30では、前記ステップS27で読込まれたクランクシャフト2回転間における所定クランク角度での吸気圧力のうち、何れか小さい方の吸気圧力に基づいて総燃料噴射量を算出してからステップS31に移行する。
一方、前記ステップS28では、前記冷却水温度、つまりエンジン温度を読込み、例えば冷却水温度が低いほど燃料噴射量を多くするなど、冷却水温度に応じた総燃料噴射量を算出してから前記ステップS31に移行する。このステップS28或いは前記ステップS30で算出する総燃料噴射量とは、本来、1サイクル、つまりクランクシャフト2回転に一回、吸気行程の前に噴射すればよい燃料噴射量を意味している。従って、行程が既に検出され、吸気行程前に冷却水温度対応燃料噴射量を1回だけ噴射すれば、エンジンは冷却水温度、即ちエンジン温度に応じて適切に回転する。
In step S30, the total fuel injection amount is calculated based on the smaller one of the intake pressures at a predetermined crank angle between the two rotations of the crankshaft read in step S27, and then the process proceeds to step S31. Transition.
On the other hand, in step S28, the cooling water temperature, that is, the engine temperature is read. For example, the fuel injection amount is increased as the cooling water temperature is lower, and the total fuel injection amount corresponding to the cooling water temperature is calculated. The process proceeds to S31. The total fuel injection amount calculated in step S28 or step S30 means a fuel injection amount that should be injected in one cycle, that is, once every two rotations of the crankshaft, before the intake stroke. Accordingly, if the stroke is already detected and the fuel injection amount corresponding to the coolant temperature is injected only once before the intake stroke, the engine rotates appropriately according to the coolant temperature, that is, the engine temperature.

前記ステップS31では、前記ステップS30で設定された総燃料噴射量の半分を今回の燃料噴射量に設定すると共に、各回転毎、つまりクランクシャフト一回転毎に、所定のクランク角度、本実施形態では前記図2、図4の図示“10”又は図示“22”のクランクパルス立下がり時を燃料噴射時期に設定してからステップS32に移行する。
前記ステップS32では、前記燃料噴射回数カウンタ“1”としてからメインプログラムに復帰する。
In step S31, half of the total fuel injection amount set in step S30 is set as the current fuel injection amount, and at each rotation, that is, every crankshaft rotation, a predetermined crank angle, in this embodiment, After the crank pulse falling time of “10” or “22” shown in FIGS. 2 and 4 is set as the fuel injection timing, the process proceeds to step S32.
In step S32, the fuel injection number counter “1” is set, and then the process returns to the main program.

一方、前記ステップS24では、前回の燃料噴射が吸気行程の直前か否かを判定し、前回の燃料噴射が吸気行程の直前である場合にはステップS33に移行し、そうでない場合にはステップS26に移行する。
前記ステップS26では、前回の燃料噴射量を今回の燃料噴射量に設定すると共に、前記ステップS31と同様に、各回転毎、つまりクランクシャフト一回転毎に、所定のクランク角度を燃料噴射時期に設定してからステップS34に移行する。
前記ステップS34では、前記燃料噴射回数カウンタ“0”としてからメインプログラムに復帰する。
On the other hand, in step S24, it is determined whether or not the previous fuel injection is immediately before the intake stroke. If the previous fuel injection is immediately before the intake stroke, the process proceeds to step S33. If not, step S26 is performed. Migrate to
In step S26, the previous fuel injection amount is set to the current fuel injection amount, and a predetermined crank angle is set to the fuel injection timing for each rotation, that is, for each rotation of the crankshaft, as in step S31. Then, the process proceeds to step S34.
In step S34, the fuel injection number counter is set to “0” and then the process returns to the main program.

また、前記ステップS33では、目標空燃比、シリンダ内空気質量、吸気圧力に応じた通常運転時の燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定してからステップS35に移行する。具体的には、例えば前記シリンダ内空気質量算出部28で算出されたシリンダ内空気質量を前記目標空燃比算出部33で算出された目標空燃比で除すことで、シリンダ内必要燃料質量を得ることができるので、これに例えばインジェクタ13の流量特性を乗じて燃料噴射時間を求めることができ、これから燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出することができる。
前記ステップS34では、前記燃料噴射回数カウンタ“0”としてからメインプログラムに復帰する。
In step S33, the fuel injection amount and fuel injection timing during normal operation according to the target air-fuel ratio, cylinder air mass, and intake pressure are set, and then the process proceeds to step S35. Specifically, for example, the in-cylinder air mass calculation unit 28 divides the in-cylinder air mass by the target air-fuel ratio calculated by the target air-fuel ratio calculation unit 33 to obtain the required fuel mass in the cylinder. Therefore, the fuel injection time can be obtained by multiplying the flow rate characteristic of the injector 13, for example, and the fuel injection amount and the fuel injection timing can be calculated therefrom.
In step S34, the fuel injection number counter is set to “0” and then the process returns to the main program.

この演算処理では、前記クランクタイミング検出部27による行程検出が未完了であるときには、本来、1サイクルに一回、吸気行程の前に噴射すればエンジンを適切に回転させることができる総燃料噴射量の半分を、クランクシャフト一回転毎の一度、所定のクランク角度で噴射することにより、後述するように、エンジンの始動時、クランキング開始から最初の吸気行程では、必要な燃料の半分しか吸気されない可能性があるが、圧縮上死点又はその近傍で点火すれば、弱いながらも、確実に爆発を得てエンジンを始動することが可能となる。勿論、クランキング開始から最初の吸気行程で必要な燃料が吸気される場合、つまりクランクシャフト一回転毎に一度噴射された燃料を二回分吸気することができた場合には、十分な爆発力を得て確実にエンジンを始動することが可能である。   In this calculation process, when the stroke detection by the crank timing detection unit 27 is not completed, the total fuel injection amount that can properly rotate the engine if it is injected once in one cycle before the intake stroke. When the engine starts, only half of the required fuel is drawn in the first intake stroke from the start of cranking, as will be described later. There is a possibility, but if it is ignited at or near the compression top dead center, although it is weak, it is possible to reliably obtain an explosion and start the engine. Of course, if the required fuel is inhaled in the first intake stroke from the start of cranking, that is, if the fuel injected once per crankshaft rotation can be inhaled twice, sufficient explosive power is achieved. It is possible to reliably start the engine.

また、行程が検出された場合であっても、前回の燃料噴射が吸気行程の直前でない場合、例えば排気行程以前である場合には、未だ、前記必要な燃料噴射量の半分しか、噴射されていないので、もう一度、前回と同じ燃料噴射量を噴射するようにすることで、次の吸気行程には必要な燃料が吸気され、十分な爆発力を得てエンジンを運転することができる。   Even when the stroke is detected, if the previous fuel injection is not immediately before the intake stroke, for example, before the exhaust stroke, only half of the required fuel injection amount is still injected. Therefore, by injecting the same fuel injection amount as the previous time again, necessary fuel is taken in in the next intake stroke, and the engine can be operated with sufficient explosive force.

更に、前記行程検出が未完了であるとき、クランクシャフト2回転間における予め設定された所定クランク角度、具体的には前記図2、図4の図示“6”又は図示“18”のクランクパルスでの吸気圧力、つまり吸気行程か若しくは膨張行程の吸気圧力を読込み、両者の吸気圧力差を算出する。前述のように、スロットルバルブがいきなり大きく開かれていなければ、吸気行程の吸気圧力と膨張行程の吸気圧力とでは相応の圧力差があるので、前記算出された吸気圧力差が、前記行程検出可能な程度の所定値以上であるときには、そのうちの何れか小さい方の吸気圧力が吸気行程の吸気圧力であるとし、その吸気圧力、即ち或る程度スロットル開度に応じた吸気圧力に応じて総燃料噴射量を設定することにより、スロットル開度に応じたエンジン回転上昇を得ることが可能となる。   Further, when the stroke detection is not completed, a predetermined crank angle between two rotations of the crankshaft, specifically, a crank pulse of “6” or “18” shown in FIGS. , That is, the intake pressure of the intake stroke or the expansion stroke, and the difference between the intake pressures is calculated. As described above, if the throttle valve is not opened suddenly, there is a corresponding pressure difference between the intake pressure in the intake stroke and the intake pressure in the expansion stroke, so the calculated intake pressure difference can be detected by the stroke. If it is above a certain value, it is assumed that the smaller one of the intake pressures is the intake pressure of the intake stroke, and the total fuel is determined according to the intake pressure, that is, the intake pressure corresponding to the throttle opening to some extent. By setting the injection amount, it is possible to obtain an increase in engine rotation according to the throttle opening.

一方、前記クランクシャフト2回転間における所定クランク角度での吸気圧力差が所定値未満か、若しくは始動開始直後の燃料噴射時には、冷却水温度、即ちエンジン温度に応じた総燃料噴射量を設定することにより、少なくともフリクションに抗して確実にエンジンを回転始動させることが可能となる。
前記点火時期算出部31では、図10に示す演算処理に従って、エンジン始動時並びに通常運転時の点火時期を算出設定する。この図10の演算処理は、前記クランクパルスの入力をトリガとして実行される。なお、このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた情報は随時記憶装置に更新記憶され、また演算処理に必要な情報やプログラムは随時記憶装置から読出される。
On the other hand, the difference in intake pressure at a predetermined crank angle between the two rotations of the crankshaft is less than a predetermined value, or at the time of fuel injection immediately after the start of starting, the total fuel injection amount corresponding to the coolant temperature, that is, the engine temperature is set. Accordingly, it is possible to reliably start the engine against at least friction.
The ignition timing calculation unit 31 calculates and sets the ignition timing at the time of engine start and normal operation according to the arithmetic processing shown in FIG. The arithmetic processing in FIG. 10 is executed with the input of the crank pulse as a trigger. In this flowchart, there is no particular communication step, but information obtained by the arithmetic processing is updated and stored in the storage device as needed, and information and programs necessary for the arithmetic processing are read out from the storage device as needed. The

この演算処理では、まずステップS41で、前記行程検出許可部29から出力されている行程検出情報を読込む。
次にステップS42に移行して、前記クランクタイミング検出部27による行程検出が未完了であるか否かを判定し、行程検出未完了である場合にはステップS47に移行し、そうでない場合にはステップS44に移行する。
In this calculation process, first, in step S41, the process detection information output from the process detection permission unit 29 is read.
Next, the process proceeds to step S42, where it is determined whether or not the stroke detection by the crank timing detection unit 27 is incomplete. If the stroke detection is not completed, the process proceeds to step S47. The process proceeds to step S44.

前記ステップS47では、例えばエンジン始動時、クランキング開始から初爆による爆発力を得る以前であって、エンジン回転数が低く、不安定であるとして始動初期点火時期をクランクシャフト1回転毎に、上死点(圧縮、排気を問わない)、即ち前記図2又は図4の図示“0”又は図示“12”のクランクパルス立下がり時±クランクシャフト回転角度10°に設定してからメインプログラムに復帰する。なお、±クランクシャフト回転角度10°とは、電気的、或いは機械的な応答性を加味したもので、実質的には前記図2又は図4の図示“0”又は図示“12”のクランクパルス立下がりと同時に点火を行う。   In step S47, for example, when the engine starts, before the start of cranking and before the explosive force of the first explosion is obtained, the initial ignition timing is increased every crankshaft rotation because the engine speed is low and unstable. Return to the main program after setting the dead point (regardless of compression or exhaust), that is, when the crank pulse falls at “0” or “12” shown in FIG. To do. Note that the ± crankshaft rotation angle 10 ° is a value that takes into account electrical or mechanical response, and is substantially the crank pulse “0” or “12” shown in FIG. 2 or FIG. Ignition at the same time of falling.

前記ステップS44では、前記エンジン回転数の平均値が所定値以上か否か、当該エンジン回転数の平均値が所定値以上である場合にはステップS48に移行し、そうでない場合には前記ステップS46に移行する。
前記ステップS46では、例えばエンジン始動時、初爆による爆発力を得た以後であって、エンジン回転数が或る程度高い(しかしエンジン回転数は安定していない)として始動後期点火時期を1サイクルに一回、圧縮上死点前、進角側10°、即ち前記図3又は図11の図示“0”のクランクパルス立上がり時±クランクシャフト回転角度10°に設定してからメインプログラムに復帰する。なお、±クランクシャフト回転角度10°とは、電気的、或いは機械的な応答性を加味したもので、実質的には前記図2又は図4の図示“0”又は図示“12”のクランクパルス立上がりと同時に点火を行う。
In step S44, the process proceeds to step S48 if the average value of the engine speed is greater than or equal to a predetermined value. If the average value of the engine speed is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S48. Migrate to
In step S46, for example, at the time of starting the engine, after obtaining the explosive force by the first explosion, assuming that the engine speed is somewhat high (but the engine speed is not stable), the late ignition timing is 1 cycle. Once at the compression top dead center, the advance side is set to 10 °, that is, when the crank pulse rises to “0” shown in FIG. 3 or FIG. . Note that the ± crankshaft rotation angle 10 ° is a value that takes into account electrical or mechanical response, and is substantially the crank pulse “0” or “12” shown in FIG. 2 or FIG. Ignition is performed at the same time as the rise.

前記ステップS48では、行程1サイクルに一回の通常点火時期設定を行ってからメインプログラムに復帰する。例えば、一般に、通常の点火では、上死点よりも少し進角側で最もトルクフルになるから、その点火時期を中心として、吸気圧力に反映される運転者の加速意思に応じて点火時期を調整するようにする。
この演算処理では、行程検出未完了の初爆以前のクランキング開始時、即ち始動初期には、前記クランクシャフト1回転毎の燃料噴射と合わせて、確実にエンジンを回転始動させるためにクランクシャフト1回転毎に上死点近傍を点火時期としてエンジンの逆回転を防止する。また、行程が検出されてからも、エンジン回転数が所定値以上となるまでは、比較的トルクフルな圧縮上死点前、進角側10°近傍を始動後期点火時期に設定することにより、エンジン回転数を高めに安定させる。
In step S48, the normal ignition timing is set once per cycle, and then the process returns to the main program. For example, in general, in normal ignition, the torque is fullest at a slight advance side from the top dead center, so the ignition timing is adjusted according to the driver's acceleration intention reflected in the intake pressure, centered on the ignition timing To do.
In this calculation process, at the start of cranking before the first explosion when the stroke detection is not completed, that is, at the start of the operation, the crankshaft 1 is reliably rotated to start the engine together with the fuel injection for each rotation of the crankshaft. The reverse rotation of the engine is prevented by setting the vicinity of the top dead center at each ignition as an ignition timing. Further, even after the stroke is detected, until the engine speed reaches a predetermined value or more, the engine is set by setting the vicinity of the advance angle side 10 ° before the relatively torqueful compression top dead center as the late start ignition timing. Stabilize the rotation speed higher.

このように本実施形態では、吸気圧力及びエンジンの運転状態から、予め記憶されたシリンダ内空気質量三次元マップに従って、シリンダ内空気質量を算出すると共に、当該吸気圧力及びエンジンの運転状態から、予め記憶された目標空燃比マップに従って、目標空燃比を算出し、シリンダ内空気質量を目標空燃比で除すことにより、燃料噴射量を算出することができるので、制御を容易且つ正確なものとすると共に、シリンダ内空気質量マップは計測し易く、目標空燃比マップは設定し易いため、マップ作成が容易になる。また、エンジン負荷を検出するためのスロットル開度センサやスロットルポジションセンサなどのスロットルセンサが不要である。   As described above, in the present embodiment, the cylinder air mass is calculated from the intake pressure and the engine operating state according to the three-dimensional map of the cylinder air mass stored in advance, and from the intake pressure and the engine operating state in advance. According to the stored target air-fuel ratio map, the fuel injection amount can be calculated by calculating the target air-fuel ratio and dividing the cylinder air mass by the target air-fuel ratio, so that the control is easy and accurate. At the same time, the in-cylinder air mass map is easy to measure and the target air-fuel ratio map is easy to set. Further, a throttle sensor such as a throttle opening sensor or a throttle position sensor for detecting the engine load is unnecessary.

また、吸気圧力から加速状態や減速状態などの過渡期であることを検出し、目標空燃比を補正することにより、加速時や減速時でのエンジンの出力特性を、単に目標空燃比マップに従って設定されるものから、運転者が要求するもの或いは運転者の感覚に近いものに変更することができる。
また、クランクシャフトの位相からエンジンの回転数を検出することにより、エンジン回転数を容易に検出することができると共に、例えばカムセンサに代えてクランクシャフトの位相から行程状態を検出するようにすれば、高価で大がかりなカムセンサをなくすことができる。
In addition, by detecting that the intake pressure is in a transitional state such as acceleration or deceleration and correcting the target air-fuel ratio, the engine output characteristics during acceleration or deceleration are simply set according to the target air-fuel ratio map. It can be changed from what is done to what the driver demands or something close to the driver's feeling.
Further, by detecting the engine speed from the phase of the crankshaft, the engine speed can be easily detected, and for example, if the stroke state is detected from the phase of the crankshaft instead of the cam sensor, An expensive and large cam sensor can be eliminated.

このようにカムセンサを用いない本実施形態では、クランクシャフトの位相や行程検出が重要である。しかしながら、クランクパルスと吸気圧力とだけから行程検出を行う本実施形態では、最低でも、クランクシャフトが二回転しないと行程を検出することができない。ところが、エンジンが停止されるのは、どの行程か、分からない。つまり、どの行程からクランキングが開始されるかは、分からないのである。そこで、本実施形態では、クランキング開始から行程が検出されるまでの間、前記クランクパルスを用いて、クランクシャフト1回転毎に所定クランク角度で燃料噴射すると共に同じくクランクシャフト1回転毎に圧縮上死点近傍で点火を行う。また、行程が検出されてからは、スロットル開度に応じた目標空燃比を達成可能な燃料噴射を、1サイクルに一回行うが、エンジン回転数が所定値以上となるまでは、前記クランクパルスを用いて、トルクの出易い圧縮上死点前、進角側10°近傍で点火を行う。   Thus, in the present embodiment that does not use a cam sensor, it is important to detect the phase and stroke of the crankshaft. However, in the present embodiment in which the stroke is detected only from the crank pulse and the intake pressure, the stroke cannot be detected at least unless the crankshaft is rotated twice. However, I don't know which stroke the engine will be stopped. In other words, it is not known from which stroke cranking starts. Therefore, in the present embodiment, fuel is injected at a predetermined crank angle for each rotation of the crankshaft using the crank pulse until the stroke is detected from the start of cranking, and the compression is also increased for each rotation of the crankshaft. Ignition near dead center. In addition, after the stroke is detected, fuel injection that can achieve the target air-fuel ratio corresponding to the throttle opening is performed once per cycle, but until the engine speed reaches a predetermined value or more, the crank pulse Is used to ignite in the vicinity of 10 ° on the advance side before compression top dead center where torque is easily generated.

図12は、前述のような燃料噴射及び点火時期制御によって初爆が得られたが、その初爆の爆発力が比較的小さいときのエンジン(クランクシャフト)回転数、燃料噴射パルス、点火パルスの経時変化を示したものである。前述のように、初爆が得られてエンジン回転数の平均値が行程検出許可所定回転数以上となるまで、点火パルスはクランクシャフト1回転毎に前記図3の図示“0”又は図示“12”(この時点でのナンバリングは正確ではない)のクランクパルス立下がり時に合わせて出力され、燃料噴射パルスはクランクシャフト1回転毎に前記図4の図示“10”又は図示“22”(この時点でのナンバリングは正確ではない)のクランクパルス立下がり時に合わせて出力されている。ちなみに、点火パルスの終了時、つまり立下がり時に点火が行われ、燃料噴射パルスの終了時、つまり立下がり時に燃料噴射が終了するように設定されている。   FIG. 12 shows that the initial explosion was obtained by the fuel injection and ignition timing control as described above, and the engine (crankshaft) rotation speed, fuel injection pulse, ignition pulse when the explosive power of the initial explosion was relatively small. It shows the change over time. As described above, until the first explosion is obtained and the average value of the engine speed becomes equal to or higher than the predetermined rotation speed for detecting the stroke, the ignition pulse is “0” shown in FIG. 3 or “12” shown in FIG. ”(Numbering at this time is not accurate) is output at the falling edge of the crank pulse, and the fuel injection pulse is“ 10 ”or“ 22 ”shown in FIG. The numbering is not accurate) and is output at the falling edge of the crank pulse. Incidentally, the ignition is set at the end of the ignition pulse, that is, at the fall, and the fuel injection is ended at the end of the fuel injection pulse, that is, at the fall.

また、図示1回目及び2回目の燃料噴射は、前述のように冷却水温度、即ちエンジン温度に基づいて設定された総燃料噴射量に従っているが、この間、吸気行程に相当するクランクパルス“18”の吸気圧力Pと膨張行程に相当するクランクパルス“6”の吸気圧力Pが得られ、しかも両者の吸気圧力差は、前記行程検出可能な所定値以上であったため、3回目及び4回目の燃料噴射は、そのうちの低い方の吸気圧力、即ち吸気行程に相当するクランクパルス“18”の吸気圧力Pに基づいて設定された総燃料噴射量に従っている。 In addition, the first and second fuel injections shown in the figure follow the total fuel injection amount set based on the coolant temperature, that is, the engine temperature as described above. During this period, the crank pulse “18” corresponding to the intake stroke is used. the intake pressure P 1 of the crank pulse "6" corresponding to the intake air pressure P 0 and the expansion stroke resulting in, and since the intake air pressure difference between the two was the stroke detectable above a predetermined value, the third and fourth This fuel injection follows the lower fuel intake pressure, that is, the total fuel injection amount set based on the intake pressure P 0 of the crank pulse “18” corresponding to the intake stroke.

この燃料噴射及び点火制御により、弱い初爆が得られたので、エンジン回転数の平均値はなだらかに増加し、やがて行程検出許可所定回転数以上となった時点で行程検出が許可されるので、前述のように前回の同じクランク角度での吸気圧力を比較して行程検出を行う。このときは、行程検出の結果、前回の燃料噴射が吸気行程の直前であったため、それ以後は、理想的なタイミングで、1サイクルに一回だけ、目標空燃比を達成する燃料を噴射した。一方、行程検出後は、点火時期も1サイクルに一回だけ行うが、未だ、冷却水温度が所定温度に達しておらず、アイドル回転数が安定していなかったために、点火時期は圧縮上死点前、進角側10°、即ち前記図3の図示“0”のクランクパルス立上がり時に合わせて点火パルスを出力している。これにより、以後は、エンジン回転数が速やかに増加している。   Because this fuel injection and ignition control resulted in a weak initial explosion, the average value of the engine speed gradually increases, and the process detection is permitted when the engine speed reaches the predetermined process speed. As described above, the stroke detection is performed by comparing the previous intake pressure at the same crank angle. At this time, as a result of the stroke detection, the previous fuel injection was immediately before the intake stroke, and thereafter, the fuel that achieves the target air-fuel ratio was injected once per cycle at an ideal timing. On the other hand, after the stroke is detected, the ignition timing is also performed only once per cycle. However, since the cooling water temperature has not yet reached the predetermined temperature and the idling engine speed has not been stabilized, the ignition timing is compression dead. Before the point, the ignition pulse is output at the advance side of 10 °, that is, when the crank pulse rises to “0” shown in FIG. As a result, the engine speed increases rapidly thereafter.

図13は、同様のクランキング時燃料噴射及び点火制御を行った結果、初爆で大きい爆発力が得られた場合のエンジン(クランクシャフト)回転数、燃料噴射パルス、点火パルスの経時変化を示したものである。このように初爆が強いと、エンジン回転数の平均値は速やかに増加し、短期間で行程検出許可所定回転数以上となって行程検出が許可される。このときは、行程検出の結果、前回の燃料噴射が吸気行程の直前ではない、具体的には膨張行程であったため、もう一度、同じ燃料噴射量を、前回と同じクランク角度で噴射し、続く吸気行程で理想的な燃料量が吸気されるようにし、これによりエンジン始動を安定することが可能となった。   FIG. 13 shows changes over time in engine (crankshaft) rotation speed, fuel injection pulse, and ignition pulse when a large explosive force is obtained in the first explosion as a result of similar fuel injection and ignition control during cranking. It is a thing. When the first explosion is strong in this way, the average value of the engine speed increases rapidly, and the stroke detection is permitted for a short period of time, and the stroke detection is allowed to exceed the predetermined rotation speed. At this time, as a result of the stroke detection, since the previous fuel injection was not immediately before the intake stroke, specifically, the expansion stroke, the same fuel injection amount is again injected at the same crank angle as the previous stroke, and the subsequent intake stroke The ideal amount of fuel is taken in during the stroke, which makes it possible to stabilize the engine start.

このように、本実施形態では、行程が検出されるまでは、クランクシャフト1回転毎に所定クランク角度で燃料噴射すると共に同じくクランクシャフト1回転毎に圧縮上死点近傍で点火を行うことにより、弱くても、確実な初爆を得ることができると共に、エンジンの逆回転を防止することができる。つまり、初爆が得られる以前に、圧縮上死点よりも進角側で点火を行うと、エンジンが逆回転する恐れがあるのである。また、行程が検出されてからは、1サイクルの一回、燃料噴射と点火を行う。この点火に際しては、圧縮上死点前、進角側10°近傍で行うことにより、エンジン回転数を速やかに立ち上げることができる。   Thus, in this embodiment, until the stroke is detected, fuel is injected at a predetermined crank angle for each rotation of the crankshaft and ignition is performed in the vicinity of the compression top dead center for each rotation of the crankshaft. Even if it is weak, a reliable initial explosion can be obtained, and reverse rotation of the engine can be prevented. That is, if ignition is performed on the advance side of the compression top dead center before the first explosion is obtained, the engine may reversely rotate. Further, after the stroke is detected, fuel injection and ignition are performed once in one cycle. When this ignition is performed before compression top dead center and in the vicinity of 10 ° on the advance side, the engine speed can be quickly raised.

もし、行程検出前に、1サイクルに一回、つまりクランクシャフト2回転に一回、燃料噴射と点火を行うと、燃料噴射が吸気後であったり、点火が圧縮上死点でなかったりしたときに、確実な初爆が得られない。つまり、エンジンが滑らかに始動する場合と始動しない場合とが発生する。また、行程検出後に、クランクシャフトの1回転に一回、燃料噴射を行うと、エンジン回転数の使用領域が高い二輪車両では、燃料を噴射し続けなければならなくなって、インジェクタのダイナミックレンジが規制されてしまう。また、行程検出後も、クランクシャフトの1回転に一回、点火し続けるのは、エネルギの無駄である。   If fuel injection and ignition are performed once per cycle, that is, once every two rotations of the crankshaft before the stroke is detected, the fuel injection is after intake or the ignition is not at the top dead center of compression. In addition, there is no reliable first explosion. That is, there are cases where the engine starts smoothly and does not start. In addition, if fuel injection is performed once per crankshaft rotation after the stroke is detected, fuel must be continuously injected in a two-wheeled vehicle with a high engine speed range, and the dynamic range of the injector is restricted. It will be. Moreover, it is a waste of energy to continue ignition once per rotation of the crankshaft even after the stroke is detected.

なお、前記実施形態では、吸気管内噴射型エンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装置は、直噴型エンジンにも同様に展開できる。
また、前記実施形態では、単気筒エンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装置は、気筒数が2気筒以上の、所謂マルチシリンダ型エンジンについても同様に展開できる。
また、エンジンコントロールユニットは、マイクロコンピュータに代えて各種の演算回路で代用することも可能である。
Although the intake pipe injection type engine has been described in detail in the above embodiment, the engine control device of the present invention can be similarly applied to a direct injection type engine.
Although the single cylinder engine has been described in detail in the above embodiment, the engine control device of the present invention can be similarly applied to a so-called multi-cylinder engine having two or more cylinders.
The engine control unit can be replaced with various arithmetic circuits instead of the microcomputer.

モータサイクル用のエンジン及びその制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine for motorcycles and its control apparatus. 図1のエンジンでクランクパルスを送出する原理の説明図である。It is explanatory drawing of the principle which sends a crank pulse with the engine of FIG. 本発明のエンジン制御装置の一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the engine control apparatus of this invention. クランクシャフトの位相と吸気圧力から行程状態を検出する説明図である。It is explanatory drawing which detects a stroke state from the phase of a crankshaft, and intake pressure. 図3の行程検出許可部で行われる演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arithmetic processing performed in the stroke detection permission part of FIG. シリンダ内空気質量算出部に記憶されたシリンダ内空気質量算出のためのマップである。It is a map for the cylinder air mass calculation memorize | stored in the cylinder air mass calculation part. 目標空燃比算出部に記憶された目標空燃比算出のためのマップである。3 is a map for calculating a target air-fuel ratio stored in a target air-fuel ratio calculation unit. 過渡期補正部の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a transition period correction | amendment part. 図3の燃料噴射量算出部で行われる演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arithmetic processing performed by the fuel injection amount calculation part of FIG. 図3の点火時期算出部で行われる演算処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the arithmetic processing performed in the ignition timing calculation part of FIG. 図10で設定される点火時期の説明図である。It is explanatory drawing of the ignition timing set in FIG. 図3の演算処理によるエンジン始動時の作用説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram at the time of engine start by the arithmetic processing of FIG. 3. 図3の演算処理によるエンジン始動時の作用説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram at the time of engine start by the arithmetic processing of FIG. 3.

Claims (7)

クランクシャフト自体又はクランクシャフトと同期回転する部材の外周に不等間隔で設けられた歯を有するエンジンであって、それらの歯の接近にともなって送出されるパルス信号からクランクシャフトの位相を検出するクランクシャフト位相検出手段と、エンジンの吸気通路内の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出手段と、前記クランクシャフト位相検出手段で検出されたクランクシャフトの位相及び前記吸気圧力検出手段で検出された吸気圧力に基づいてエンジンの行程状態を検出するクランクタイミング検出手段と、前記エンジン回転数算出手段で算出されたエンジン回転数が所定値以上であるときに、前記クランクタイミング検出手段によるエンジン行程の検出を許可する行程検出許可手段とを備えたことを特徴とするエンジン制御装置。   An engine having teeth provided at unequal intervals on the outer periphery of the crankshaft itself or a member that rotates in synchronization with the crankshaft, and detecting the phase of the crankshaft from a pulse signal transmitted as the teeth approach Crankshaft phase detection means, intake pressure detection means for detecting intake pressure in the intake passage of the engine, and engine speed for calculating engine speed based on the phase of the crankshaft detected by the crankshaft phase detection means A calculating means; a crank timing detecting means for detecting a stroke state of the engine based on a crankshaft phase detected by the crankshaft phase detecting means and an intake pressure detected by the intake pressure detecting means; andthe engine speed. When the engine speed calculated by the calculating means is greater than or equal to a predetermined value To the crank timing detecting section an engine control apparatus characterized by comprising a stroke detection permitting means for permitting the detection of the engine stroke by. 前記エンジン回転数算出手段で算出されたエンジン回転数に基づいて点火時期を設定する点火時期算出手段を備え、前記点火時期算出手段は、前記行程検出許可手段がエンジン行程の検出を許可していないときに、エンジンの一つの気筒に対し、クランクシャフト一回転毎に1回、上死点に相当する所定パルス信号を点火時期に設定することを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。   Ignition timing calculation means for setting the ignition timing based on the engine speed calculated by the engine speed calculation means is provided, and the ignition timing calculation means does not allow the stroke detection permission means to detect the engine stroke. 2. The engine control device according to claim 1, wherein a predetermined pulse signal corresponding to a top dead center is set as an ignition timing once for each rotation of the crankshaft for one cylinder of the engine. 前記クランクタイミング検出手段で検出されたエンジンの行程状態に基づいて燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定する燃料噴射量算出手段を備え、前記燃料噴射量算出手段は、前記行程検出許可手段がエンジン行程の検出を許可していないときに、エンジンの一つの気筒に対し、クランクシャフトの一回転毎に所定のクランクシャフトの位相を燃料噴射時期に設定することを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。   The fuel injection amount calculating means for setting the fuel injection amount and the fuel injection timing based on the engine stroke state detected by the crank timing detecting means, the fuel injection amount calculating means, wherein the stroke detection permitting means includes the engine stroke detecting means. 2. The engine according to claim 1, wherein a predetermined crankshaft phase is set to a fuel injection timing for each rotation of the crankshaft for one cylinder of the engine when detection of the engine is not permitted. Control device. 前記燃料噴射量算出手段は、前記行程検出許可手段がエンジン行程の検出を許可していないときに、エンジンの一つの気筒に対し、当該気筒における行程1サイクルに必要な燃料量の半分の燃料を燃料噴射量として設定することを特徴とする請求項3に記載のエンジン制御装置。   When the stroke detection permission unit does not permit the detection of the engine stroke, the fuel injection amount calculation unit supplies, to one cylinder of the engine, half the fuel amount necessary for one stroke of the cylinder. The engine control device according to claim 3, wherein the engine control device is set as a fuel injection amount. 前記エンジン回転数の所定値を、初爆による爆発力を得たときの値に設定したことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。   The engine control device according to claim 1, wherein the predetermined value of the engine speed is set to a value when an explosion force is obtained by an initial explosion. 前記エンジン回転数には、エンジン回転数の平均値を用いることを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。   The engine control apparatus according to claim 1, wherein an average value of the engine speed is used as the engine speed. 前記エンジンが単気筒エンジンであることを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。   The engine control apparatus according to claim 1, wherein the engine is a single cylinder engine.
JP2007299424A 2001-10-24 2007-11-19 Engine control device Pending JP2008057547A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007299424A JP2008057547A (en) 2001-10-24 2007-11-19 Engine control device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001326785 2001-10-24
JP2007299424A JP2008057547A (en) 2001-10-24 2007-11-19 Engine control device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003538552A Division JP4163114B2 (en) 2001-10-24 2002-10-22 Engine control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008057547A true JP2008057547A (en) 2008-03-13

Family

ID=39240563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007299424A Pending JP2008057547A (en) 2001-10-24 2007-11-19 Engine control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008057547A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4163114B2 (en) Engine control device
JP3967320B2 (en) Engine control device
JP4152950B2 (en) Engine control device
US6990405B2 (en) Engine control device
JP2008069713A (en) Combustion control device of internal combustion engine
JP3978679B2 (en) Engine control device
JP2007016685A (en) Internal combustion engine control device
JP3976322B2 (en) Engine control device
JP2008190511A (en) Exhaust gas reduction device for direct injection gasoline engine
JP4027893B2 (en) Engine control device
JPWO2003033896A1 (en) Engine control device
JP4033718B2 (en) Stroke discrimination method and stroke discrimination device for internal combustion engine
JP2002147269A (en) Engine control device
JP2008088983A (en) Engine control device
JP3814862B2 (en) Fuel injection device for start of internal combustion engine
JP2008057547A (en) Engine control device
JP2008064113A (en) Engine control unit
JP2003056378A (en) Rotation sensor for crank shaft
JP2007085197A (en) Ignitor for engine
JP3680505B2 (en) Fuel injection control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP3680308B2 (en) Control device for internal combustion engine
JPH10274079A (en) Control device for engine

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090331

A02 Decision of refusal

Effective date: 20090825

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02