JP2009121304A - エンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン１回転に対しエンジン回転信号が１回だけ燃料噴射制御装置に入力されるエンジンの燃料噴射制御システムにおいて、コストの高騰を伴うことなくエンジン始動時の燃料噴射開始の遅延を回避して、エンジン始動性や始動時フィーリングを良好にする。
【解決手段】燃料噴射システムの一部を構成する燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１０Ａが、エンジン回転信号を利用して燃料噴射時期を決定しながらエンジン運転状態に応じた燃料噴射信号を導出してインジェクタ５に出力して実行する燃料噴射制御方法において、エンジン１の始動時に、電子制御ユニット１０Ａが吸気管圧力センサ４で吸気管圧力を連続的に検知して吸気管圧力に所定の変動があった時点でエンジンの回転開始を認識するものとして、エンジン回転信号のない段階でも燃料噴射信号を出力可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置に関し、殊に、エンジン始動時にその回転開始を検知することにより燃料噴射を開始する燃料噴射制御方法及びこれを実行するための燃料噴射制御装置に関する。

汎用エンジンなど、構成の簡易さやコストの低廉さが要求されるエンジンにおいては、例えば特開平１１−１７３２４６号公報に記載され後述する本発明の燃料噴射制御方法を実施するためのシステムとハード構成を共通にする図１の燃料噴射システムの配置図に示すように、エンジン１の回転１回に対し電子制御ユニット１０Ｂにはクランク回転信号が１回しか入力されないのが通常であり、クランクローター１２が少なくとも１回転しないとエンジンの回転が開始されたことを検知することができない。

また、マグネット式点火ユニットの１次信号からエンジンの回転を検知する燃料噴射制御装置では、エンジン始動時にエンジン回転速度が所定速度以上にならないとエンジンの回転信号を検知できないようになっている。そのため、これらの燃料噴射制御方法では、エンジンの始動時に最初の数回転を検出できないのが通常である。

従って、上述のようにエンジンの回転信号を基準にして燃料噴射制御を行う場合には、エンジン回転を検知するのに時間を要するために最初の燃料噴射が遅れて、エンジン始動性が悪くなったり始動時フィーリングが悪く感じられたりすることになる。

図５は、マグネット式点火ユニットから点火信号を検知して燃料噴射制御を実行する場合においてエンジン始動時のエンジン回転速度と燃料噴射のタイミングの関係を示すグラフを示しているが、エンジンは回転し始めてもすぐには回転信号を検知できないために、燃料噴射の開始時期が１サイクル遅れる。そして、このように低い回転速度（約５００ｒｐｍ）となるエンジン始動時においては、１サイクルの時間が比較的長いため（約０．２秒〜０．８秒）に、１サイクル分の噴射の遅れが始動時フィーリングとしても悪く感じられる結果となる。

一方、自動車用の燃料噴射システムにおいては、クランクローター周縁側に多数の歯を設けてエンジン回転信号を検出するものが一般的であり、エンジンの回転開始直後にこれを検出して燃料噴射の遅れを回避できる。ところが、汎用エンジンにおいてこのような手段を用いることは大きなコストアップに繋がるため、実際に採用することは困難である。
特開平１１−１７３２４６号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、エンジン１回転に対しエンジン回転信号が１回だけ燃料噴射制御装置に入力されるエンジンの燃料噴射制御システムにおいて、コストの高騰を伴うことなくエンジン始動時の燃料噴射開始の遅延を回避して、エンジン始動性や始動時フィーリングを良好にすることを課題とする。

そこで、本発明は、エンジンの燃料噴射システムの一部を構成する燃料噴射制御装置が、エンジン回転信号を利用して燃料噴射時期を決定しながらエンジン運転状態に応じた燃料噴射信号を導出してインジェクタに出力する燃料噴射制御方法において、前記エンジンの始動時に、前記燃料噴射制御装置が吸気管圧力を連続的に検知して該吸気管圧力に所定の変動があった時点で前記エンジンの回転開始を認識し、前記エンジン回転信号のない段階でも前記燃料噴射信号を出力可能とした。

エンジンが回転し始めると吸気管圧力が大気圧の状態から変動することを利用して、検知している吸気管圧力の変動を検知することによりエンジンの回転開始を認識するものとしたことで、システム構成の複雑化や高価な部品の追加を要することなく、エンジン回転信号検知前でも燃料噴射のタイミングを決定できるようになり、エンジン始動時における燃料噴射開始の遅れを回避することができる。

また、その吸気管圧力の所定の変動として、燃料噴射制御装置が予め記憶または先に検知した大気圧値と直近に検知した吸気管圧力値との差を連続的に算出し、その差が予め設定した所定の判定用基準値よりも大きくなった場合を定めることにより比較的簡易な手順によりエンジンの始動を迅速且つ確実に認識することかできる。

さらに、上述したエンジンの燃料噴射制御方法において、エンジンの回転開始を認識して最初の燃料噴射を行った後に、エンジン回転信号の出力を検知することで通常の始動時燃料噴射制御に移行するものとすれば、的確な燃料噴射量を遅れることなく確保できる。

さらにまた、上述したエンジンの燃料噴射制御方法を実行するための燃料噴射制御プログラムが記憶手段に格納されており、吸気管圧力検出手段を備えたエンジンの燃料噴射システムに配設されることにより、上述した燃料噴射制御方法を実行することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置とすれば、上述したエンジンの燃料噴射制御方法を容易に実現が可能である。

エンジンの回転開始に伴う吸気管圧力の変動を検知することによりエンジン始動を認識するものとした本発明によると、コストの高騰を招くことなくエンジン始動時における燃料噴射開始の遅延を有効に回避することができ、エンジン始動性や始動時フィーリングを良好にすることができる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明において、エンジンの始動時にはシリンダ内で燃料が燃焼する前段階でエンジンの回転が開始している部分も含まれるものとする。

図１は、本実施の形態のエンジンの燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１０Ａを配設したエンジンの燃料噴射システムの配置図を示しており、エンジン１は汎用エンジン等の比較的簡易な構成で比較的コストの低廉なものを想定している。このシステムにおいては、エンジン１のクランクローター１２周縁側に設けた磁石１３が通過することによるクランク角度センサ９の検出信号を、電子制御ユニット１０Ａがエンジン回転信号として検知し、イグニッションドライバ６を介した点火プラグ７における点火時期の決定に利用している。

また、電子制御ユニット１０Ａは、吸気管圧力センサ４で検知した吸気管圧力やクランク角度センサ１２で検知したエンジン回転信号等を用いて、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量を実現する燃料噴射信号を導出し吸気管路２に配設したインジェクタ５にその燃料噴射信号を出力することにより、その燃料噴射制御方法を実行するものであり、以上の構成は従来例と共通している。

そして、本実施の形態において、電子制御ユニット１０Ａの記憶手段に格納された燃料噴射制御プログラムにより実行される燃料噴射制御方法の内容に、本発明における特徴がある。即ち、電子制御ユニット１０Ａは、通常の燃料噴射制御のために吸気管圧力センサ４による吸気管圧力データを使用しているが、この吸気管圧力データのうち、エンジン始動時においてエンジン回転信号を検知する前から連続的に検知している吸気管圧力に所定の変動を検知した場合に、エンジン１の回転開始を認識するものとして、最初のエンジン回転信号が出力されるまでに最初の燃料噴射を行うように、燃料噴射信号をインジェクタ５に出力する。

この所定の変動を検知する方法として、本実施の形態においては、電子制御ユニット１０Ａは、大気圧値（Ｐａ）から直近に検知した吸気管圧力値（Ｐｉ）を引いた値（ΔＰ）が、予め設定しておいたエンジン始動を判定するための判定用基準値よりも大きくなった時点で、エンジン１が回転を開始したと認識するものとしている。

尚、この判定用基準値は、予め実験等で測定したエンジン始動に伴う吸気管圧力変動を基に決定しておけばよく、また、その大気圧値（Ｐａ）は電子制御ユニット１０Ａの通電開始からエンジン１の回転が始まる前に最初に検知した吸気管圧力値（Ｐｉ）を利用するか、或いは大気圧変動の少ない条件で使用する場合等において固定値の大気圧値を予め設定しておいてもよい。

これにより、比較的簡易な処理手順で電子制御ユニット１０Ａに過剰な処理負担をかけることなく、迅速かつ的確にエンジン１の始動開始を認識できるものとなる。また、本実施の形態では、エンジン１の始動開始を認識することでエンジン回転信号を検知しなくても燃料噴射信号を出力可能となっており、エンジン回転信号を検知した後は、通常の始動時燃料噴射制御に移行するようになっている。

次に、本実施の形態の燃料噴射制御装置である電子制御ユニット１０Ａによる制御手順について、図２のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。電子制御ユニット１０Ａの電源がＯＮになると、始動時燃料噴射制御が開始される。エンジン未始動状態における最初の吸気管圧力＝大気圧値（Ｐａ）を検知（Ａ１）後、連続的に吸気管圧力値（Ｐｉ）を検知して（Ａ２）、これらを比較することにより吸気管圧力変動値（ΔＰ）を算出する（Ａ３）。

そして、この吸気管圧力変動値（ΔＰ）が、予め定めたエンジン始動を判定するための判定用基準値よりも大きくなった場合に、エンジンの回転開始を認識して次に進む（Ａ４）。そして、これにより所定の吸気管圧力判定条件で算出された燃料噴射量を実現するための燃料噴射信号を出力して、インジェクタ５に燃料噴射を行わせる（Ａ５）。

その後、エンジン回転信号を検出したら（Ａ６）、従来通りの始動時燃料噴射量を実現する燃料噴射信号を出力してインジェクタ５に燃料噴射を行わせ（Ａ７）、検知しているエンジン回転速度が始動時運転の基準となる判定用基準回転速度を超えた時点で（Ａ８）、通常の運転領域噴射制御に移行して始動時の燃料噴射制御を終了する。

図３は、本実施の形態の制御によるエンジン始動時の吸気管圧力と燃料噴射時期とエンジン回転速度との関係を表すグラフを示している。エンジンが回転を開始した際の吸気行程では吸気管圧力が低くなるが、大気圧（０）からの低下幅が判定基準値よりも大きくなった時点でエンジンが回転していると認識し、燃料を噴射している。この燃料噴射は最初のエンジン回転信号が出力される前の吸気行程で噴射されシリンダ内に供給されており、従来例のように燃料噴射が１サイクル遅れることがない。

図４は、エンジン始動時において、本実施の形態の制御によるエンジン回転速度と従来仕様の制御によるエンジン回転速度とを比較するためのグラフであるが、従来仕様ではエンジン始動直後からエンジン回転速度が上がるまでに１サイクルの遅れがあるのに対し、本実施の形態の仕様では殆ど遅れることなくエンジン回転速度が上がっているのが分かる。

そして、本実施の形態によるエンジン始動時の燃料噴射制御方法は、従来の燃料噴射システムに配設した燃料噴射制御装置の記憶手段に、上述した燃料噴射制御方法を実行するための燃料噴射制御プログラムをインストールするだけで容易に実現することができ、エンジン始動時に燃料噴射の遅れが生じない燃料噴射システムを低コストで構築することができるものである。

以上、述べたように、エンジン１回転に対しエンジン回転信号が１回だけ燃料噴射制御装置に入力されるエンジンの燃料噴射制御システムにおいて、本発明により、コストの高騰を招くことなくエンジン始動時の燃料噴射開始の遅れを回避可能として、エンジン始動性や始動時フィーリングを良好にすることができた。

本発明の実施の形態及び従来例に共通した燃料噴射システムの配置図。 図１の燃料噴射制御装置によるエンジン始動時の燃料噴射制御方法の手順を示すフローチャート。 図１の燃料噴射制御装置による制御結果を示すグラフ。 図１の燃料噴射制御装置と従来仕様による各エンジン回転速度を比較するためのグラフ。 従来例による制御結果を示すグラフ。

符号の説明

１ エンジン、２ 吸気管路、４ 吸気管圧力センサ、５ インジェクタ、７ 点火プラグ、９ クランク角度センサ、１０Ａ 電子制御ユニット、１２ クランクローター

Claims (4)

1. エンジンの燃料噴射システムの一部を構成する燃料噴射制御装置が、エンジン回転信号を利用して燃料噴射時期を決定しながらエンジン運転状態に応じた燃料噴射信号を導出してインジェクタに出力する燃料噴射制御方法において、前記エンジンの始動時に、前記燃料噴射制御装置が吸気管圧力を連続的に検知して該吸気管圧力に所定の変動があった時点で前記エンジンの回転開始を認識し、前記エンジン回転信号のない段階でも前記燃料噴射信号を出力可能であることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御方法。
2. 前記吸気管圧力についての所定の変動を、予め記憶または先に検知した大気圧値と直近に検知した吸気管圧力値との差を前記燃料噴射制御装置により連続的に算出しその差が予め設定した所定の判定用基準値よりも大きくなった場合とすることを特徴とする請求項１に記載したエンジンの燃料噴射制御方法。
3. 前記エンジンの回転開始を認識して最初の燃料噴射を行った後に、前記エンジン回転信号が出力されたことを検知することにより、通常の始動時燃料噴射制御に移行することを特徴とする請求項１または２に記載したエンジンの燃料噴射制御方法。
4. 請求項１，２または３に記載したエンジンの燃料噴射制御方法を実行するための燃料噴射制御プログラムが記憶手段に格納されており、吸気管圧力検出手段を備えたエンジンの燃料噴射システムに配設されることにより、前記燃料噴射制御方法を実行することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
   

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