JP2018091302A - エンジンシステムおよび鞍乗り型車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンを迅速に始動することができかつ燃料を適切に燃焼させることが可能なエンジンシステムおよび鞍乗り型車両を提供する。【解決手段】クランク軸の1回転内に第1および第2の回転位置が予め設定される。第2の回転位置は、吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、第1の回転位置は、第2の回転位置よりも前の回転位置である。第1の回転位置での吸気管内の圧力および第2の回転位置での吸気管内の圧力がそれぞれ第1および第2の圧力値として取得される。取得された第1および第2の圧力値に基づいて、第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかが判別される。第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合に、圧力取得時の吸気行程内で燃料が噴射されるようにインジェクタが制御される。【選択図】図5

Description

本発明は、エンジンシステムおよびそれを備えた鞍乗り型車両に関する。
エンジンの始動時に、クランク軸の回転位置および吸気管内の圧力に基づいて、燃料の噴射タイミングを制御する方法が知られている。特許文献1に記載される燃料噴射制御方法においては、クランク軸に取り付けられたフライホイールにマグネットが装備され、クランク軸の一回転毎にマグネットが点火プラグに一次電圧を誘起させる。圧力センサにより検出される吸気管圧力に基づいて、一次電圧発生時にエンジンがどの行程にあるかが判定され、その判定結果に基づいて燃料噴射タイミングが決定される。
特開2005−69154号公報 特開2008−88983号公報
上記特許文献1に記載される方法では、エンジンの行程の判別のために、クランク軸を360度以上回転させる必要がある。特に、エンジンの始動時には、行程の判別が完了した後に、燃料噴射および点火が開始される。そのため、最初の燃焼が行われるのは、クランク軸が720度以上回転された後となる。したがって、エンジンを迅速に始動させることができない。
一方、特許文献2に記載されるエンジン制御装置においては、エンジンの行程が判別される前に、クランク軸の一回転毎に所定のクランク角度で燃料噴射および点火が行われる。しかしながら、この方法では適切でないタイミングで燃料が噴射される可能性が高い。燃料の噴射タイミングが適切でないと、燃料を適切に燃焼させることができず、十分な燃焼エネルギーが得られない。また、エンジンから未燃ガスが排出される可能性も高くなる。
本発明の目的は、エンジンを迅速に始動することができかつ燃料を適切に燃焼させることが可能なエンジンシステムおよび鞍乗り型車両を提供することである。
(1)第1の発明に係るエンジンシステムは、燃料噴射装置および点火装置を含むエンジンと、エンジンに接続される吸気管と、吸気管内の圧力を検出する吸気圧検出器と、エンジンのクランク軸の1回転内の回転角度を回転位置として検出するクランク位置検出部と、吸気圧検出器により検出される圧力およびクランク位置検出部により検出される回転位置に基づいてエンジンを制御する制御部とを備え、クランク軸の1回転内に第1および第2の回転位置が予め設定され、第2の回転位置は、吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、第1の回転位置は、第2の回転位置よりも前の回転位置であり、制御部は、第1および第2の回転位置で吸気圧検出器により検出される圧力をそれぞれ第1および第2の圧力値として取得し、第1および第2の圧力値に基づいて圧力取得時の第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかの行程判別を行い、行程判別により第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合に、圧力取得時の吸気行程内で燃料が噴射されるように燃料噴射装置を制御し、燃料噴射後の予め定められた第1の点火回転位置で点火が行われるように点火装置を制御する。
このエンジンシステムにおいては、クランク軸の1回転内に設定された第1および第2の回転位置で吸気管内の圧力がそれぞれ第1および第2の圧力値として取得される。取得された第1および第2の圧力値に基づいて圧力取得時の第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかの行程判別が行われる。これにより、クランク軸の1回転内で行程判別を行うことができる。
行程判別により第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合、圧力取得時の吸気行程内で燃料が噴射され、燃料噴射後の第1の点火回転位置で点火が行われる。この場合、第2の回転位置で第2の圧力値を取得した直後に、燃料を噴射することができる。したがって、エンジンの始動を迅速に行うことができる。また、行程判別の結果に基づいて吸気行程で燃料が噴射されるので、適切に混合気が生成されかつ圧縮される。したがって、燃料を適切に燃焼させることができ、十分な燃焼エネルギーを得ることができる。その結果、エンジンの始動性が高まるとともに、エンジンから未燃ガスが排出されることが防止される。
(2)第1の回転位置は、第2の回転位置を含む行程内または第2の回転位置を含む行程の直前の行程内に設定されてもよい。この場合、第1の圧力値が取得されてから第2の圧力値が取得されるまでの時間が短くなる。それにより、行程判別を迅速に行うことができる。
(3)制御部は、第2の圧力値が第1の圧力値よりも低いときに、第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別してもよい。この場合、行程判別を容易に行うことができる。
(4)クランク位置検出部は、クランクパルス信号を出力する信号出力部と、信号出力部により出力されるクランクパルス信号に基づいてクランク軸の回転位置を特定する回転位置特定部とを含み、クランクパルス信号は、クランク軸の回転位置にそれぞれ対応する複数のパルスおよび基準部を含み、回転位置特定部は、基準部の検出後に予め定められた数のパルスを検出した時点でのクランク軸の回転位置を第2の回転位置に特定してもよい。この場合、簡単な構成でクランク軸の回転位置を精度良く検出することができる。
(5)基準部は、吸気行程内の回転位置に対応してもよい。この場合、基準部を検出してから第2の回転位置に対応するパルスを検出するまでのクランク軸の回転角度が小さくなる。それにより、クランク軸の回転が、第2の回転位置よりも前であって第2の回転位置と近い位置から開始される場合でも、第2の回転位置を特定することが可能となる。
(6)エンジンは、第1および第2の気筒を含み、吸気管は、第1および第2の気筒にそれぞれ接続される第1および第2の管を含み、吸気圧検出器は、第1の管内の圧力を検出し、燃料噴射装置は、第1の気筒に対応する第1の燃料噴射装置と、第2の気筒に対応する第2の燃料噴射装置とを含み、点火装置は、第1の気筒に対応する第1の点火装置と、第2の気筒に対応する第2の点火装置とを含み、第2の回転位置は、第1の気筒における吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、制御部は、第1および第2の圧力値に基づいて第1の気筒における行程判別を行い、行程判別により第1の気筒において第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合に、圧力取得時の第1の気筒における吸気行程内で燃料が噴射されるように第1の燃料噴射装置を制御し、第1の点火回転位置で点火が行われるように点火装置を制御し、行程判別により第1の気筒において第2の回転位置を含む行程が膨張行程であると判別された場合に、第2の気筒における吸気行程内で燃料が噴射されるように第2の燃料噴射装置を制御し、燃料噴射後の予め定められた第2の点火回転位置で点火が行われるように第2の点火装置を制御してもよい。
この場合、第1の気筒において第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合には、第1の気筒に迅速に燃料を導入することができる。一方、第1の気筒において第2の回転位置を含む行程が膨張行程であると判別された場合には、第2の気筒に迅速に燃料を導入することができる。このように、行程判別の結果に基づいて第1および第2の気筒に選択的に燃料を導入することにより、エンジンを迅速に始動することができる。
(7)第2の発明に係る鞍乗り型車両は、駆動輪を有する本体部と、駆動輪を回転させるための動力を発生する上記のエンジンシステムとを備える。このエンジンシステムにおいては、上記のエンジンシステムが用いられるので、エンジンを迅速に始動することができかつ燃料を適切に燃焼させることが可能となる。
本発明によれば、エンジンを迅速に始動することができかつ燃料を適切に燃焼させることが可能となる。
本発明の第1の実施の形態に係るエンジンシステムを備えた自動二輪車の概略構成を示す側面図である。 エンジンユニットの構成について説明するための模式図である。 制御装置の構成について説明するための図である。 クランクパルス信号、吸気圧およびエンジンの行程について説明するための図である。 エンジンの行程判別について説明するための図である。 エンジンの行程判別について説明するための図である。 一時情報の例を示す図である。 吸気圧情報の例を示す図である。 修正後の吸気圧情報を示す図である。 エンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。 エンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。 他の行程判別の例について説明するための図である。 第2の実施の形態におけるエンジンの構成を示す模式図である。 図13のエンジンに接続される吸気管および排気管について説明するための模式図である。 第2の実施の形態におけるクランクパルス信号、吸気圧およびエンジンの行程について説明するための図である。 第2の実施の形態における行程判別について説明するための図である。 第2の実施の形態における行程判別について説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態に係るエンジンシステムおよび鞍乗り型車両について図面を用いて説明する。
[A]第1の実施の形態
[1]自動二輪車
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るエンジンシステムESを備えた自動二輪車の概略構成を示す側面図である。図1の自動二輪車100は、鞍乗り型車両の一例である。図1の自動二輪車100は、車体1を有する。車体1は、本体フレーム1aを含む。本体フレーム1aの前部にフロントフォーク2が左右方向に揺動可能に設けられる。フロントフォーク2の上端にハンドル4が取り付けられ、フロントフォーク2の下端に前輪3が回転可能に取り付けられる。
車体1には、制御装置6およびエンジンユニットEUが設けられる。本例において、制御装置6はECU(エンジン制御ユニット;Engine Control Unit)である。後述のように、エンジンユニットEUは、エンジン10(図2)およびスタータモータ20(図2)を含む。制御装置6およびエンジンユニットEUによりエンジンシステムESが構成される。エンジンユニットEUの後方に後輪7が回転可能に設けられる。エンジンシステムESにより発生される動力により後輪7が回転駆動される。
[2]エンジンユニット
図2は、エンジンユニットEUの構成について説明するための模式図である。図2に示すように、エンジンユニットEUは、エンジン10およびスタータモータ20を含む。本例において、エンジン10は4ストロークの単気筒エンジンである。エンジン10は、シリンダCY、ピストン11、コネクティングロッド12、クランク軸13、吸気バルブ15、排気バルブ16、インジェクタ17および点火装置18を含む。
ピストン11はシリンダCY内で往復動可能に設けられる。ピストン11上には燃焼室31が区画される。ピストン11は、コネクティングロッド12を介してクランク軸13に接続される。ピストン11の往復運動がクランク軸13の回転運動に変換される。エンジン10の始動時には、スタータモータ20によってクランク軸13が回転される。クランク軸13と一体的に回転するようにロータ13aが設けられる。ロータ13aは、クランク軸13の回転軸線Cを中心とする円に沿った外周面を有する。ロータ13aは、例えば図示しない発電機のロータである。
シリンダCYには吸気管23および排気管24が接続される。燃焼室31は、吸気口21を通して吸気管23の内部に連通し、排気口22を通して排気管24の内部に連通する。吸気バルブ15は吸気口21を開閉するように設けられ、排気バルブ16は排気口22を開閉するように設けられる。吸気管23には、外部から流入する空気の流量を調整するためのスロットルバルブTVが設けられる。
インジェクタ17は、吸気管23内に燃料を噴射する。インジェクタ17により噴射された燃料が外部から導入される空気と混合されることにより、混合気が生成される。混合気は、燃焼室31に導かれる。点火装置18は、燃焼室31内の混合気に点火する。
エンジンユニットEUは、吸気圧センサSE1およびクランク位置検出機構70をさらに含む。吸気圧センサSE1は、吸気管23内の圧力(以下、吸気圧と呼ぶ。)を検出し、その検出結果を表す検出信号を出力する。
クランク位置検出機構70は、複数の検出体71およびクランク位置センサSE2を含む。本例において、複数の検出体71は、ロータ13aの外周面に設けられる複数の突起であり、クランク軸13の回転軸線Cを中心とする周方向に並ぶように設けられる。本例において、検出体71の数は22個である。ロータ13aの外周面上において、一の検出体71と他の検出体71との間に、欠歯部71xが設けられる。欠歯部71xを除いて、複数の検出体71は、回転軸線Cを中心として一定の角度間隔で設けられる。本例では、欠歯部71xを除いて22個の検出体71が15度の間隔で設けられる。欠歯部71xを挟む2つの検出体71の角度間隔は、他の隣り合う2つの検出体71の角度間隔よりも大きい。
クランク軸13の回転に伴い、複数の検出体71は、回転軸線Cを中心とする周方向に移動する。クランク位置センサSE2は、例えば電磁ピックアップまたは光ピックアップであり、クランク軸13の回転時に、予め定められた検出領域を通過する検出体71を検出し、その検出結果を表す検出信号を出力する。クランク位置センサSE2により出力される検出信号に基づいて、クランク軸13の1回転内の回転位置(回転角度)が検出される。
[3]制御装置
図3は、制御装置6の構成について説明するための図である。図3に示すように、制御装置6は、CPU(中央演算処理装置)61、メモリ62およびクランクパルス発生回路64を含む。CPU61およびメモリ62の代わりにマイクロコンピュータが用いられてもよい。
エンジンシステムESは、スタータスイッチ46をさらに含む。スタータスイッチ46は、エンジン10を始動させるために運転者により操作され、操作信号を出力する。スタータスイッチ46から出力される操作信号および吸気圧センサSE1から出力される検出信号は、CPU61に与えられる。
クランク位置センサSE2から出力される検出信号は、クランクパルス発生回路64に与えられる。クランクパルス発生回路64は、クランク位置センサSE2からの検出信号に基づいて、クランクパルス信号を出力する。クランクパルス信号は、CPU61に与えられる。クランクパルス信号の詳細については後述する。
メモリ62は、例えば、ROM(リードオンリメモリ)およびRAM(ランダムアクセスメモリ)を含む。メモリ62は、CPU61の制御プログラムおよび他の種々の情報を記憶する。CPU61がメモリ62に記憶された制御プログラムを実行することにより、エンジン制御部111、回転位置特定部112および行程判別部113の機能が実現される。
エンジン制御部111は、スタータスイッチ46からの操作信号に基づいてスタータモータ20を制御する。なお、エンジン制御部11がスタータモータ20を制御する代わりに、スタータスイッチ46からの操作信号がスタータモータ20に直接的に与えられることによってスタータモータ20が制御されてもよい。また、エンジン制御部111は、クランクパルス発生回路64からのクランクパルス信号に基づいて、燃料の噴射を指令する噴射パルス(図4)をインジェクタ17に与えるとともに、点火を指令する点火パルス(図4)を点火装置18に与える。インジェクタ17は、噴射パルスに応答して燃料を噴射する。点火装置18は、点火パルスに応答して点火を行う。
回転位置特定部112は、クランクパルス発生回路64からのクランクパルス信号に基づいて、クランク軸13の回転位置を特定する。行程判別部113は、吸気圧センサSE1からの検出信号および回転位置特定部112により特定された回転位置に基づいて、エンジン10の行程判別を行う。
本例では、エンジン制御部111、回転位置特定部112および行程判別部113の各々が、ハードウェアとソフトウェアとにより実現されるが、エンジン制御部111、回転位置特定部112および行程判別部113の少なくとも一部が、電子回路等のハードウェアで実現されてもよい。
[3]クランクパルス信号
図4は、クランクパルス信号、吸気圧およびエンジン10の行程について説明するための図である。図4および後述の図5、図6、図12および図15〜17において、横軸はクランク軸13の回転角度を表す。また、クランク軸13の回転に伴う吸気圧の変化が縦軸を高さとして示される。図4に示すように、クランクパルス信号は、クランク軸13の回転位置にそれぞれ対応する複数のクランクパルスCPを含む。本例では、図2の各検出体71がクランク位置センサSE2の検出領域を通過すると、1つのクランクパルスCPが発生される。そのため、クランク軸13の1回転の間に、複数(本例では、22個)の検出体71にそれぞれ対応する複数のクランクパルスCPが連続的に発生される。本例では、クランク軸13が15度回転する毎に1つのクランクパルスCPが発生される。一方、図2の欠歯部71xがクランク位置センサSE2の検出領域を通過するときには、クランクパルスCPが発生されない。これにより、クランク軸13の1回転毎に、クランクパルスCPが発生しない無パルス部CPxが到来する。図3の回転位置特定部112は、クランクパルス信号からこれらのクランクパルスCPおよび無パルス部CPxを検出することにより、クランク軸13の回転位置を特定する。
吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程を含むエンジン10の1サイクルの期間は、クランク軸13の2回転の期間に相当する。本例では、吸気行程の開始時点および膨張行程の開始時点で無パルス部CPxが検出されるように、欠歯部71xの位置が設定される。
吸気行程では、図2の吸気バルブ15によって吸気口21が開放されることにより、吸気管23から燃焼室31に気体が流入する。そのため、図4に示すように、吸気行程で吸気圧が低下する。吸気圧は、吸気行程の中間部から後半部にかけて最も低くなる。その後、吸気口21が閉塞される。吸気圧は、圧縮行程、膨張行程および排気行程において大気圧に近づくように徐々に上昇する。
クランク軸13の2回転を1単位として、各クランクパルスCPにクランク番号が割り当てられる。本例では、クランク軸13の2回転の間に検出される44個のクランクパルスCPに、クランク番号として、“0”〜“21”および“24”〜“45”が割り当てられる。具体的には、吸気行程で無パルス部CPxが検出された後、次の膨張行程で無パルス部CPxが検出される前に、吸気行程および圧縮行程で22個のクランクパルスCPが検出される。これらの22個のクランクパルスCPに、クランク番号として“0”〜“21”が順に割り当てられる。また、膨張行程で無パルス部CPxが検出された後、次の吸気行程で無パルス部CPxが検出される前に、膨張行程および排気行程で22個のクランクパルスCPが検出される。これらの22個のパルスに、クランク番号として“24”〜“45”が順に割り当てられる。クランク番号は、エンジン10の1サイクル内におけるクランク軸13の回転位置(以下、サイクル内回転位置と呼ぶ。)に対応する。クランクパルスCPのクランク番号に基づいて、燃料の噴射タイミングおよび点火タイミングが制御される。
[4]エンジンの始動
通常、制御装置6の電源がオンされた直後には、クランク番号が割り当てられていないため、サイクル内回転位置が不明である。そこで、エンジン10の始動時に、エンジン10の行程判別が行われ、行程判別の結果に基づいて、各クランクパルスとサイクル内回転位置との関係が特定される。
本実施の形態では、クランク軸13の1回転内に第1および第2の回転位置が予め設定される。第2の回転位置は、吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、第1の回転位置は、第2の回転位置よりも前の回転位置である。エンジン10の始動時には、第1および第2の回転位置で検出される吸気圧に基づいて、エンジン10の行程判別が行われる。
図5および図6は、エンジン10の行程判別について説明するための図である。図5に示すように、まず、クランク軸13の回転が開始された後であって最初の無パルス部CPxが検出される前に、各クランクパルスCPに仮クランク番号が割り当てられる。例えば、クランク軸13の回転が開始された後、最初に検出されるクランクパルスCPに仮クランク番号として“1”が割り当てられ、2番目に検出されるクランクパルスCPに仮クランク番号として“2”が割り当てられる。その後も同様に、m番目(mは正の整数)に検出されるクランクパルスCPに仮クランク番号として“m”が割り当てられる。本例では、最初の無パルス部CPxの前に検出されるクランクパルスCPの最大数が22であるので、mの最大値は22である。
各クランクパルスCPが検出される毎に、図2の吸気圧センサSE1からの検出信号に基づいて吸気圧の値(以下、圧力値と呼ぶ。)が取得される。最初の無パルス部CPxの検出前には、取得された圧力値と仮クランク番号とが対応付けられた一時情報がメモリ62に記憶される。
図7は、一時情報の例を示す図である。図7の一時情報は、仮クランク番号“1”,“2”,・・・,“5”のクランクパルスCPの取得時点での吸気圧が、それぞれP1,P2,・・・,P5であることを示す。
最初の無パルス部CPxが検出されると、各クランクパルスCPにクランク番号が割り当てられる。図5の例では、無パルス部CPxの直前のクランクパルスCPにクランク番号として“45”が割り当てられ、その1つ前のクランクパルスCPにクランク番号として“44”が割り当てられる。それ以前のクランクパルスCPについても同様に、無パルス部CPxのm個前(mは正の整数)の各クランクパルスCPに、クランク番号として“46−m”が割り当てられる。本例において、mの最大値は22である。
また、無パルス部CPxの直後のクランクパルスCPにクランク番号として“0”が割り当てられ、その次のクランクパルスCPにクランク番号として“1”が割り当てられる。それ以降のパルスについても同様に、無パルス部CPxの後のm番目のパルスに、クランク番号として“m−1”が割り当てられる。本例において、mの最大値は22である。
上記のように、本例では、吸気行程および膨張行程の各々で無パルス部CPxが検出される。吸気行程で検出される無パルス部CPxの直前および直後のクランクパルスCPに割り当てられるべきクランク番号はそれぞれ“45”および“0”である(図4参照)。一方、膨張行程で検出される無パルス部CPxの直前および直後のクランクパルスCPに割り当てられるべきクランク番号はそれぞれ“21”および“24”である(図4参照)。しかしながら、最初の無パルス部CPxが検出された時点では、エンジン10の行程が吸気行程および膨張行程のいずれであるかが不明である。本例では、最初の無パルス部CPxが吸気行程で検出されると仮定され、クランク番号が暫定的に割り当てられる。
無パルス部CPxの検出後には、一時情報として記憶された圧力値、および無パルス部CPxの検出後に取得される圧力値が、吸気圧情報としてメモリ62に記憶される。各圧力値は、クランク番号と対応付けられる。
図8は、吸気圧情報の例を示す図である。図8の例では、一時情報として記憶された圧力値P1,P2,・・・,P5が、クランク番号“41”、“42”,・・・“45”とそれぞれ対応付けられる。また、無パルス部CPxの検出後に取得される圧力値P6,P7が、クランク番号“0”,“1”と対応付けられる。現時点では、他のクランク番号に対応する圧力値は取得されていない。
各クランク番号に対応する圧力値は、クランク軸13が2回転する毎に新たに取得される。吸気圧情報において各クランク番号に対応付けられる圧力値は、新たな圧力値が取得される毎に更新される。
無パルス部CPxが検出された後、予め定められた数のクランクパルスCPが検出された時点での回転位置が、第2の回転位置に特定される。本例では、第1および第2の判別クランク番号が予め定められる。第1の判別クランク番号のクランクパルスCPが検出された時点での回転位置が第1の回転位置に特定され、第2の判別クランク番号のクランクパルスCPが検出された時点での回転位置が第2の回転位置に特定される。以下、第1の回転位置で取得される圧力値を第1の圧力値と呼び、第2の回転位置で取得される圧力値を第2の圧力値と呼ぶ。第1および第2の圧力値は、メモリ62に記憶される吸気圧情報に基づいて特定される。
第2の圧力値が取得された時点で、第1および第2の圧力値に基づいて、エンジン10の行程判別が行われる。第2の圧力値が第1の圧力値よりも低く、かつ第1の圧力値と第2の圧力値との差が予め定められた判別用しきい値より大きい場合、エンジン10の行程が吸気行程であると判別される。一方、第1の圧力値が第2の圧力値以下である場合、または第1の圧力値と第2の圧力値との差が判別用しきい値以下である場合、エンジン10の行程が膨張行程であると判別される。
図5および図6の例において、第1の判別クランク番号は“44”であり、第2の判別クランク番号は、“1”である。図5の例では、クランク番号“44”のクランクパルスCPの検出時点で取得される圧力値はP11であり、クランク番号“1”のクランクパルスCPの検出時点で取得される圧力値はP12である。そのため、第1の圧力値はP11であり、第2の圧力値はP12である。
第2の圧力値P12は第1の圧力値P11よりも低く、かつ第1の圧力値P11と第2の圧力値P12との差Pdは、判別用しきい値TH以上である。そのため、エンジン10の行程が吸気行程であると判別される。
エンジン10の行程が吸気行程であると判別された場合、その吸気行程内で燃料が噴射されるように図2のインジェクタ17が制御される。本例では、第1の噴射クランク番号が予め定められる。図5の例において、第1の噴射クランク番号は“3”である。そのため、クランク番号“3”のクランクパルスCPが検出されると、噴射パルスIJPが発生される。インジェクタ17は、噴射パルスIJに応答して吸気管23(図2)内に燃料を噴射する。吸気行程では、図2の吸気口21が開放されているので、噴射された燃料は、空気と混合されつつ吸気口21を通して図2の燃焼室31に流入する。
燃料の噴射タイミングは、吸気圧が最も低くなる時点、またはそれよりも前であることが好ましい。この場合、吸気管23内の圧力と燃焼室31内の圧力との差が大きい状態で燃料が噴射されるので、吸気管23から燃焼室31に混合気を適切に流入させることができる。噴射クランク番号のクランクパルスCPの検出に応答して燃料が噴射される代わりに、行程判別からの時間に基づいて燃料の噴射タイミングが制御されてもよい。あるいは、エンジン10の行程が吸気行程であることが判別された時点で燃料が噴射されてもよい。
燃料の噴射後、クランク軸13が予め定められた点火回転位置にあるときに点火が行われるように、図2の点火装置18が制御される。点火回転位置は、圧縮行程の後半部または膨張行程の前半部内の回転位置である。本例では、点火回転位置に対応する点火クランク番号が予め定められる。図5の例において、点火クランク番号は“20”である。この場合、クランク番号“20”のクランクパルスCPが検出されると、点火パルスIGが発生される。点火装置18は、点火パルスIGに応答して点火を行う。これにより、燃焼室31内で燃料が燃焼される。
図6の例では、クランク番号“44”のクランクパルスCPの検出時点で取得される圧力値はP13であり、クランク番号“1”のクランクパルスCPの検出時点で取得される圧力値はP14である。そのため、第1の圧力値はP13であり、第2の圧力値はP14である。
第2の圧力値P14は第1の圧力値P13よりも高い。そのため、エンジン10の行程が膨張行程であると判別される。エンジン10の行程が膨張行程であると判別された場合、クランク番号の割り当てが変更される。具体的には、最初の無パルス部CPxのm個前のクランクパルスCPに、クランク番号として“22−m”が割り当てられ、無パルス部CPxの後のm番目のパルスに、クランク番号として“23+m”が割り当てられる。この場合、最初の無パルス部CPの直前および直後のクランクパルスCPのクランク番号は、それぞれ“21”および“24”となる。
また、クランク番号の割り当ての変更に応じて、メモリ62に記憶される吸気圧情報が修正される。図9は、修正後の吸気圧情報を示す図である。図9の例は、図6の吸気圧情報が修正された例である。図9の例では、無パルス部CPxの検出前に取得された圧力値P1,P2,・・・,P5が、クランク番号“17”、“18”,・・・“21”とそれぞれ対応付けられる。また、無パルス部CPxの検出後に取得された圧力値P6,P7が、クランク番号“24”,“25”と対応付けられる。
また、エンジン10の行程が膨張行程であると判別された場合、次の排気行程または吸気行程で燃料が噴射されるように、図2のインジェクタ17が制御される。例えば、次の排気行程または吸気行程内の回転位置に対応する第2の噴射クランク番号が予め定められる。第2の噴射クランク番号は、第1の噴射クランク番号と同じであってもよく、異なってもよい。図6の例では、第2の噴射クランク番号は、図5の第1のクランク番号と異なり、“42”である。この場合、クランク番号“42”のクランクパルスCPが検出されると、噴射パルスIJPが発生され、インジェクタ17により燃料が噴射される。なお、エンジン10の行程が膨張行程であると判別された場合の最初の燃料の噴射量は、エンジン10の行程が吸気行程であると判別された場合の最初の燃料の噴射量と、異なっていてもよい。その後、予め定められた点火回転位置で点火が行われるように、図2の点火装置18が制御される。
このように、本実施の形態では、第1および第2の回転位置で取得される第1および第2の圧力値に基づいて、行程判別が行われる。この場合、クランク軸13の回転が開始されてから工程判別が行われるまでのクランク軸13の回転角度は、360度以内となる。
行程判別に要する時間を短縮するため、第1の回転位置は、第2の回転位置を含む行程内または第2の回転位置を含む行程の直前の行程内に設定されることが好ましい。また、第1の回転位置と第2の回転位置との間の回転角度は、例えば180度以内であり、90度以内であることがより好ましい。図5の例では、第1の回転位置(クランク番号“44”に対応する回転位置)と第2の回転位置(クランク番号“1”に対応する回転位置)との間の回転角度が90度以内である。この場合、クランク軸13の回転が開始されてから行程判別が行われるまでのクランク軸13の回転角度の最小値は、90度以内である。
[5]エンジン始動処理
図3のCPU61は、メモリ62に記憶された制御プログラムに基づいて、エンジン始動処理を行う。図10および図11は、エンジン始動処理の一例を示すフローチャートである。エンジン始動処理は、例えば、図3のスタータスイッチ46の操作に応答して開始される。
スタータスイッチ46が操作されると、図10に示すように、CPU61は、クランク軸13の回転が開始されるようにスタータモータ20を制御する(ステップS1)。なお、上記のように、スタータスイッチ46からの操作信号がスタータモータ20に直接的に与えられることによってスタータモータ20が駆動されてもよい。この場合、CPU61はステップS1の処理を行わない。
次に、CPU61は、クランクパルス信号からクランクパルスCPが検出されたか否かを判定する(ステップS2)。クランクパルスCPが検出されるまで、CPU61はステップS2を繰り返す。
クランクパルスCPが検出されると、CPU61は、検出されたクランクパルスCPに仮クランク番号を割り当てるとともに(ステップS3)、吸気圧センサSE1からの検出信号に基づいて、吸気管23内の圧力値を取得する(ステップS4)。取得された圧力値は、割り当てられた仮クランク番号と対応付けられて一時情報としてメモリ62に記憶される。次に、CPU61は、クランクパルス信号から無パルス部CPxが検出されたか否かを判定する(ステップS5)。無パルス部CPxが検出されていない場合、CPU61は、ステップS2に戻る。
無パルス部CPxが検出されると、CPU61は、各クランクパルスCPに対するクランク番号の割り当てを行う(ステップS6)。次に、CPU61は、一時情報の圧力値を吸気圧情報としてメモリ62に記憶する(ステップS7)。
次に、CPU61は、クランクパルス信号からクランクパルスCPが検出されたか否かを判定する(ステップS8)。クランクパルスCPが検出されるまで、CPU61は、ステップS8を繰り返す。
クランクパルスCPが検出されると、CPU61は、吸気圧センサSE1からの検出信号に基づいて、吸気管23内の圧力値を取得する(ステップS9)。次に、CPU61は、吸気圧情報を更新する(ステップS10)。具体的には、ステップS8で取得された圧力値が吸気圧情報におけるクランク番号に対応付けられる。
次に、CPU61は、直前のステップS8で検出されたクランクパルスCPのクランク番号が、第2の判別クランク番号であるか否かを判定する(ステップS11)。クランク番号が第2の判別クランク番号でない場合、CPU61は、ステップS8に戻る。
クランク番号が第2の判別クランク番号である場合、図11に示すように、CPU61は、第2の圧力値が第1の圧力値よりも低いか否かを判定する(ステップS21)。第1および第2の圧力値は、吸気圧情報に基づいて特定される。第2の圧力値が第1の圧力値よりも低い場合、CPU61は、第1の圧力値と第2の圧力値との差が判別用しきい値よりも大きいか否かを判定する(ステップS22)。第1の圧力値と第2の圧力値との差が判別用しきい値より大きい場合、CPU61は、その時点でのエンジン10の行程が吸気行程であると判別し(ステップS23)、ステップS24に進む。
ステップS24において、CPU61は、クランクパルス信号から第1の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されたか否かを判定する。第1の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されるまで、CPU61は、ステップS24を繰り返す。
第1の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、CPU61は、燃料が噴射されるようにインジェクタ17を制御する(ステップS25)。次に、CPU61は、クランクパルス信号から点火クランク番号のクランクパルスCPが検出されたか否かを判定する(ステップS26)。点火クランク番号のクランクパルスCPが検出されるまで、CPU61は、ステップS26を繰り返す。点火クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、燃焼室31内の混合気に点火されるように点火装置18を制御し(ステップS27)、エンジン始動処理を終了する。これにより、燃焼室31内で燃料が燃焼される。
ステップS21で第2の圧力値が第1の圧力値以上である場合、またはステップS22で第1の圧力値と第2の圧力値との差が判別用しきい値以下である場合、CPU61は、その時点でのエンジン10の行程が膨張行程であると判別し(ステップS28)、ステップS29に進む。
ステップS29において、CPU61は、ステップS6でのクランク番号の割り当てを変更するとともに(ステップS29)、メモリ62に記憶される吸気圧情報を修正する(ステップS30)。次に、CPU61は、第2の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されたか否かを判定する(ステップS31)。第2の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されるまで、CPU61は、ステップS31を繰り返す。第2の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、CPU61は、ステップS25に進む。これにより、燃料の噴射および点火が順次行われ、燃焼室31内で燃料が燃焼される。このように、CPU61によってエンジン始動処理が行われることにより、図5および図6の動作が実現される。
[6]第1の実施の形態の効果
本実施の形態に係るエンジンシステムESにおいては、クランク軸13の1回転内に第1および第2の回転位置が設定され、その第1および第2の回転位置でそれぞれ取得された第1および第2の圧力値に基づいて、第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかが判別される。この場合、クランク軸13を360度以上回転させることなく、エンジン10の行程を判別することができる。
第2の回転位置を含む工程が吸気行程であると判別された場合、その吸気行程内で燃料が噴射され、燃料噴射後の第1の点火回転位置で点火が行われる。この場合、第2の圧力値を取得した直後に燃料を噴射することができるので、エンジン10の始動を迅速に行うことができる。また、行程判別の結果に基づいて吸気行程で燃料が噴射されるので、適切に混合気が生成されかつ圧縮される。したがって、燃料を適切に燃焼させることができ、十分な燃焼エネルギーを得ることができる。その結果、エンジン10の始動性が高まるとともに、未燃ガスがエンジン10から排出されることが防止される。
また、本実施の形態では、無パルス部CPxが検出された後に予め定められた数のクランクパルスCPが検出された時点でのクランク軸13の回転位置が第2の回転位置に特定される。これにより、簡単な構成でクランク軸13の回転位置を精度良く検出することができる。
また、本実施の形態では、無パルス部CPxが吸気行程内の回転位置に対応するため、無パルス部CPxを検出してから第2の回転位置に対応するクランクパルスCPを検出するまでのクランク軸13の回転角度が小さくなる。それにより、クランク軸13の回転が、第2の回転位置よりも前であって第2の回転位置と近い位置から開始される場合でも、第2の回転位置を特定することが可能となる。
[7]他の行程判別
上記の行程判別(図5および図6参照)とともに、他の行程判別が行われてもよい。図12は、他の行程判別の例について説明するための図である。以下、上記の行程判別を第1の行程判別と呼び、図12の行程判別を第2の行程判別と呼ぶ。図12の例では、無パルス部CPxの後のm10番目(m10は、正の整数)のクランクパルスCPが、判別用パルスに設定される。判別用パルスは、吸気行程内および膨張行程内の回転位置に対応するように設定される。クランク軸13の1回転毎に、判別用パルスの検出時における圧力値が判別圧力値として取得される。図12の例において、m10は6であり、クランク軸13の2回転内に、判別圧力値P21,P22が取得される。
取得された判別圧力値は、メモリ62に記憶される。判別圧力値が取得される毎に、今回の判別圧力値と、前回の判別圧力値とが比較される。今回の判別圧力値が前回の判別圧力値よりも高い場合、その時点でのエンジン10の行程が膨張行程であると判別される。一方、今回の判別圧力値が前回の判別圧力値よりも低い場合、その時点でのエンジン10の行程が吸気行程であると判別される。図12の例では、判別用圧力値P22が判別用圧力値P21よりも高い。そのため、判別用圧力値P22の取得時点でのエンジン10の行程が膨張行程であると判別される。
判別の精度を高めるため、このような判別が繰り返し行われてもよい。例えば、クランク軸13の1回転毎に判別が行われる。その場合、判別の結果が正しければ、吸気行程と判別された次の回転で膨張行程と判別され、膨張行程と判定された次の回転で吸気行程と判別される。また、クランク軸13の2回転毎に判別が行われてもよい。その場合、判別の結果が正しければ、毎回の判別で同じ結果が得られる。
上記のように、第1の行程判別では、クランク軸13の回転が開始されてから判別結果が得られるまでのクランク軸13の回転角度は、360度以内である。一方、第2の行程判別では、1回の結果を得るためにクランク軸13を360度以上回転させる必要がある。そのため、第2の行程判別に比べて第1の行程判別では迅速に判別結果を得ることができる。
しかしながら、第1の行程判別のみが行われると、第1の行程判別の結果に誤りがあった場合に、エンジン10の動作(例えば、燃料噴射および点火)を適切に制御することができない。そこで、第1の行程判別とともに第2の行程判別が行われると、第1の行程判別の結果に誤りがあっても、第2の行程判別の結果に基づいて、エンジン10の動作を補正することができる。具体的には、第2の行程判別の結果に基づいて、クランク番号の割り当てを修正することができる。そのため、適正なクランク番号に基づいてエンジン10の動作を適切に制御することができる。
さらに、第2の行程判別が繰り返し行われることにより、第2の行程判別の精度が高まる。そのため、高精度な行程判別の結果に基づいてエンジン10の動作を制御することが可能となる。したがって、エンジン10の動作不良を十分に防止することができる。
[B]第2の実施の形態
本発明の第2の実施の形態に係る鞍乗り型車両およびエンジンシステムについて、上記第1の実施の形態と異なる点を説明する。第2の実施の形態では、単気筒のエンジン10の代わりに、2気筒のエンジン10Aが用いられる。
[1]エンジンの構成
図13は、第2の実施の形態におけるエンジン10Aの構成を示す模式図である。図13に示すように、エンジン10Aは、シリンダCY1,CY2を有する。シリンダCY1,CY2の各々に対応するように、図2のピストン11、コネクティングロッド12、吸気バルブ15、排気バルブ16、インジェクタ17および点火装置18が設けられる。図13においては、吸気バルブ15、排気バルブ16、インジェクタ17および点火装置18の図示が省略されている。シリンダCY1,CY2内のピストン11は、それぞれコネクティングロッド12を介して共通のクランク軸13に連結される。
図14は、図13のエンジン10Aに接続される吸気管23および排気管24について説明するための模式図である。図14に示すように、シリンダCY1,CY2の各々に吸気管23および排気管24が接続される。各吸気管23内に、スロットルバルブTVが配置される。吸気圧センサSE1は、シリンダCY1に接続された吸気管23内の圧力を検出するように設けられる。本例において、吸気圧センサSE1はスロットルバルブTVよりも下流側の位置に設けられるので、吸気圧センサSE1により検出される圧力は、シリンダCY2に接続された吸気管23内の圧力の影響をほとんど受けない。
以下、シリンダCY1に対応するインジェクタ17、点火装置18および吸気管23を第1のインジェクタ17、第1の点火装置18および第1の吸気管23と呼び、シリンダCY2に対応するインジェクタ17、点火装置18および吸気管23を第2のインジェクタ17、第2の点火装置18および第2の吸気管23と呼ぶ。
[2]クランクパルス信号
図15は、第2の実施の形態におけるクランクパルス信号、吸気圧およびエンジン10の行程について説明するための図である。以下、シリンダCY1におけるエンジン10の行程を第1の行程と呼び、シリンダCY2におけるエンジン10の行程を第2の行程と呼ぶ。
図15の例において、エンジン10の第1の行程とクランクパルス信号との関係は、図4の例におけるエンジン10の行程とクランクパルス信号との関係と同じである。具体的には、吸気行程の最初および膨張行程の最初に無パルス部CPxが検出され、これらの無パルス部CPxの間に22個のクランクパルスCPが検出される。また、クランクパルス信号と吸気圧センサSE1により検出される圧力値との関係は、図4の例とほぼ同じである。
第2の行程の吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程にそれぞれ対応する回転位置は、第1の行程の吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程に対応する回転位置と、270度(450度)異なる。具体的には、第1の行程の吸気行程の前半部と第2の行程の圧縮行程の後半部とが同じ期間に進行し、第1の行程の吸気行程の後半部と第2の行程の膨張行程の前半部とが同じ期間に進行する。この場合、第2の行程の圧縮行程の後半部および排気行程の後半部で無パルス部CPxが検出される。
[3]行程判別
図16および図17は、エンジン10の行程判別について説明するための図である。以下、第1のインジェクタ17に与えられる噴射パルスIJPを第1の噴射パルスIJPaと呼び、第2のインジェクタ17に与えられる噴射パルスIJPを第2の噴射パルスIJPbと呼ぶ。また、第1の点火装置18に与えられる点火パルスIGを第1の点火パルスIGaと呼び、第2の点火装置18に与えられる点火パルスIGを第2の点火パルスIGaと呼ぶ。
第1の実施の形態と同様に、無パルス部CPxの検出前には、クランクパルスCPの検出毎に圧力値と仮クランク番号との対応関係が一時情報としてメモリ62に記憶される。無パルス部CPxが検出されると、各クランクパルスCPにクランク番号が割り当てられるとともに、圧力値とクランク番号との対応関係が吸気圧情報としてメモリ62に記憶される。また、クランク軸13の第1および第2の回転位置での圧力値が第1および第2の圧力値として取得され、取得された第1および第2の圧力値に基づいて、エンジン10の行程判別が行われる。
この場合、エンジン10の第1の行程が吸気行程および膨張行程のいずれであるかが判別される。具体的には、第2の圧力値が第1の圧力値よりも低く、かつ第1の圧力値と第2の圧力値との差が予め定められた判別用しきい値より大きい場合、エンジン10の第1の行程が吸気行程であると判別される。一方、第1の圧力値が第2の圧力値以下である場合、または第1の圧力値と第2の圧力値との差が判別用しきい値以下である場合、エンジン10の第1の行程が膨張行程であると判別される。
図16の例では、第1の圧力値はP31であり、第2の圧力値はP32である。この場合、第2の圧力値P32は第1の圧力値P31よりも低く、かつ第1の圧力値P31と第2の圧力値P32との差Pdは、判別用しきい値TH以上である。そのため、第1の行程が吸気行程であると判別される。
第1の行程が吸気行程であると判別された場合、その吸気行程内で燃料が噴射されるように第1のインジェクタ17が制御される。例えば、第3の噴射クランク番号が予め定められる。第3の噴射クランク番号は、例えば第1の実施の形態の第1の噴射クランク番号と同じであり、例えば “3”である。第3の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、第1の噴射パルスIJPaが発生される。第1のインジェクタ17は、第1の噴射パルスIJPaに応答して第1の吸気管23内に燃料を噴射する。
その後、クランク軸13が予め定められた第1の点火回転位置にあるときに点火が行われるように、第1の点火装置18が制御される。第1の点火回転位置は、第1の行程の圧縮行程の後半部または膨張行程の前半部内の回転位置である。例えば、第1の点火回転位置に対応する第1の点火クランク番号が予め定められる。第1の点火回転位置は、例えば第1の実施の形態の点火クランク番号と同じであり、例えば“20”である。第1の点火クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、第1の点火パルスIGaが発生される。第1の点火装置18は、第1の点火パルスIGaに応答して点火を行う。これにより、シリンダCY1の燃焼室31内で燃料が燃焼される。
また、第2の行程が排気行程または吸気行程であるときに、第2の吸気管23内に燃料が噴射され、第2の行程が圧縮行程であるときに第2のシリンダCY2の燃焼室31内の混合気に点火される。図16の例では、クランク番号“25”のクランクパルスCPが検出されたときに第2の噴射パルスIJPbが発生され、それに応答して第2のインジェクタ17が燃料を噴射する。その後、例えばクランク番号“2”のクランクパルスCPが検出されたときに第2の点火パルスIGbが発生され、それに応答して第2の点火装置18が点火を行う。これにより、シリンダCY2の燃焼室31内で燃料が燃焼される。
図17の例では、第1の圧力値はP33であり、第2の圧力値はP34である。この場合、第2の圧力値P34は第1の圧力値P33よりも高い。そのため、第1の行程が膨張行程であると判別される。この場合、上記第1の実施の形態と同様に、クランク番号の割り当てが変更される。図17には、変更後のクランク番号が示される。
第1の行程が膨張行程であると判別された場合、第2の行程における排気行程または吸気行程内で燃料が噴射されるように第2のインジェクタ17が制御される。本例では、第2の行程の排気行程の後半部および吸気行程の前半部が、第1の行程の膨張行程と時間的に重複する。そのため、第1の行程が膨張行程であると判別された場合に、例えば、その膨張行程内で第2の吸気管23内に燃料が噴射されるように、第2のインジェクタ17が制御される。
例えば、第4の噴射クランク番号が予め定められる。第4の噴射クランク番号に対応するサイクル内回転位置は、例えば、第3の噴射クランク番号に対応するサイクル内回転位置と1回転分(360度)異なる。図17の例において、第4の噴射クランク番号は、“27”である。第4の噴射クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、第2の噴射パルスIJPbが発生される。第2のインジェクタ17は、第2の噴射パルスIJPbに応答して第2の吸気管23内に燃料を噴射する。
その後、クランク軸13が予め定められた第2の点火回転位置にあるときに点火が行われるように、第2の点火装置18が制御される。第2の点火回転位置は、第2の行程の圧縮行程の後半部または膨張行程の前半部内の回転位置である。例えば、第2の点火回転位置に対応する第2の点火クランク番号が予め定められる。図17の例において、第2の点火クランク番号は、“2”である。第2の点火クランク番号のクランクパルスCPが検出されると、第2の点火パルスIGbが発生される。第2の点火装置18は、第2の点火パルスIGbに応答して点火を行う。これにより、シリンダCY2の燃焼室31内で燃料が燃焼される。
また、第1の行程が排気行程または吸気行程であるときに、第1の吸気管23内に燃料が噴射され、第1の行程が圧縮行程であるときに第1のシリンダCY1の燃焼室31内の混合気に点火される。図17の例では、クランク番号“43”のクランクパルスCPが検出されたときに第1の噴射パルスIJPが発生され、それに応答して第1のインジェクタ17が燃料を噴射する。その後、例えばクランク番号“20”のクランクパルスCPが検出されたときに第2の点火パルスIGが発生され、それに応答して第2の点火装置18が点火を行う。
第2の実施の形態では、図16および図17の動作に対応する制御プログラムがメモリ62に記憶される。CPU61が制御プログラムに基づいてエンジン始動処理を行うことにより、図16および図17の動作が実現される。
[4]第2の実施の形態の効果
第2の実施の形態に係るエンジンシステムESにおいては、第1の実施の形態と同様に、クランク軸13の1回転内に第1および第2の回転位置が設定され、その第1および第2の回転位置でそれぞれ取得された第1および第2の圧力値に基づいて、第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかが判別される。それにより、クランク軸13を360度以上回転させることなく、エンジン10Aの行程を判別することができる。
また、第1の行程が吸気行程であると判別された場合には、第2の圧力値を取得した直後に第1のシリンダCY1内に燃料を導入することができる。そのため、シリンダCY1内で迅速に燃料を燃焼させることができる。また、行程判別の結果に基づいて燃料が噴射されるので、燃料を適切に燃焼させることができる。それにより、エンジン10Aの始動性が高まるとともに、未燃ガスがエンジン10から排出されることが防止される。
また、本実施の形態では、第1の行程が膨張行程であると判別された場合に、シリンダCY2内に燃料を導入することにより、シリンダCY2内で迅速に燃料を燃焼させることができる。このように、行程判別の結果に基づいてシリンダCY1,CY2に選択的に燃料を導入することにより、クランク軸13の停止位置に依存することなく、エンジン10Aを迅速に始動することができる。
[C]他の実施の形態
上記第2の実施の形態において、図12の例と同様の他の行程判別が行われてもよい。この場合、他の行程判別の結果に基づいて、エンジン10Aの動作を補正することができる。それにより、エンジン10Aの動作不良を十分に防止することができる。
上記第1および第2の実施の形態では、無パルス部CPxに対応する回転位置よりも前に第1の回転位置が設定されるが、無パルス部CPxに対応する回転位置よりも後に第1の回転位置が設定されてもよい。
上記第1および第2の実施の形態では、無パルス部CPxが吸気行程内および膨張行程内の回転位置に対応するが、無パルス部CPxが排気行程内および圧縮行程内の回転位置に対応してもよい。
上記第1および第2の実施の形態では、クランクパルス信号に基づいて第1および第2の回転位置が特定されるが、他の方法で第1および第2の回転位置が特定されてもよい。例えば、第1および第2の回転位置をそれぞれ検出する検出機構が、クランク位置検出機構70とは別個に設けられてもよい。
上記第1および第2の実施の形態では、無パルス部CPxが検出された後、予め定められた数のクランクパルスCPが検出された時点での回転位置が第2の回転位置に特定されるが、予め定められた数は、0であってもよい。例えば、無パルス部CPxが検出された時点での回転位置が第2の回転位置に特定されてもよい。この場合、無パルス部CPxが検出された時点での圧力値が第2の圧力値として取得される。
上記第1および第2の実施の形態では、クランクパルスCPの検出毎に吸気管23内の圧力値が取得されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1および第2の回転位置に対応するクランクパルスCPがそれぞれ検出されたときにのみ圧力値が取得されてもよい。
クランク位置検出機構70の構成は上記の例に限定されない。例えば、検出体71として、突起の代わりに磁性体等が設けられてもよい。また、欠歯部71xの代わりに、周方向において検出体71と異なる長さを有する突起または磁性体が設けられてもよい。
上記第1および第2の実施の形態では、単気筒のエンジン10または2気筒のエンジン10Aが用いられるが、3気筒以上のエンジンが用いられてもよい。この場合においても、いずれかの気筒(シリンダ)に接続された吸気管内の圧力値に基づいて、エンジンを迅速に始動することができる。
上記第1および第2の実施の形態は、本発明を自動二輪車に適用した例であるが、自動三輪車もしくはATV(All Terrain Vehicle;不整地走行車両)等の他の鞍乗り型車両に本発明を適用してもよい。
[D]請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、エンジンシステムESがエンジンシステムの例であり、エンジン10,10Aがエンジンの例であり、インジェクタ17が燃料噴射装置の例であり、点火装置18が点火装置の例であり、吸気圧センサSE1が吸気圧検出器の例であり、吸気管23が吸気管の例であり、クランク位置検出機構70がクランク位置検出部の例であり、クランク軸13がクランク軸の例であり、CPU61が制御部の例である。
また、クランクパルス発生回路64が信号出力部の例であり、回転位置特定部112が回転位置特定部の例であり、クランクパルスCPがパルスの例であり、無パルス部CPxが基準部の例であり、シリンダCY1が第1の気筒の例であり、シリンダCY2が第2の気筒の例であり、第1の吸気管23が第1の管の例であり、第2の吸気管23が第2の管の例であり、第1のインジェクタ17が第1の燃料噴射装置の例であり、第2のインジェクタ17が第2の燃料噴射装置の例であり、第1の点火装置18が第1の点火装置の例であり、第2の点火装置18が第2の点火装置の例であり、自動二輪車100が鞍乗り型車両の例であり、車体1が本体部の例であり、後輪7が駆動輪の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
本発明は、種々の鞍乗り型車両に有効に利用することができる。
1 車体
1a 本体フレーム
6 制御装置
10,10A エンジン
13 クランク軸
17 インジェクタ
18 点火装置
20 スタータモータ
23 吸気管
24 排気管
31 燃焼室
61 CPU
62 メモリ
64 クランクパルス発生回路
70 クランク位置検出機構
71 検出体
71x 欠歯部
100 自動二輪車
CP クランクパルス
CPx 無パルス部
CY,CY1,CY2 シリンダ
ES エンジンシステム
EU エンジンユニット
SE1 吸気圧センサ
SE2 クランク位置センサ
(1)第1の発明に係るエンジンシステムは、燃料噴射装置および点火装置を含むエンジンと、エンジンに接続される吸気管と、吸気管内の圧力を検出する吸気圧検出器と、エンジンのクランク軸の1回転内の回転角度を回転位置として検出するクランク位置検出部と、吸気圧検出器により検出される圧力およびクランク位置検出部により検出される回転位置に基づいてエンジンを制御する制御部とを備え、クランク軸の1回転内に第1および第2の回転位置が予め設定され、第2の回転位置は、吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、第1の回転位置は、第2の回転位置よりも前の回転位置であり、制御部は、第1および第2の回転位置で吸気圧検出器により検出される圧力をそれぞれ第1および第2の圧力値として取得し、第1および第2の圧力値に基づいて圧力取得時の第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかの行程判別を行い、行程判別により第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合に、圧力取得時の吸気行程内で燃料が噴射されるように燃料噴射装置を制御し、予め定められた第1の点火回転位置で点火が行われるように点火装置を制御する。

Claims (7)

  1. 燃料噴射装置および点火装置を含むエンジンと、
    前記エンジンに接続される吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気圧検出器と、
    前記エンジンのクランク軸の1回転内の回転角度を回転位置として検出するクランク位置検出部と、
    前記吸気圧検出器により検出される圧力および前記クランク位置検出部により検出される回転位置に基づいて前記エンジンを制御する制御部とを備え、
    前記クランク軸の1回転内に第1および第2の回転位置が予め設定され、前記第2の回転位置は、吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、前記第1の回転位置は、前記第2の回転位置よりも前の回転位置であり、
    前記制御部は、前記第1および第2の回転位置で前記吸気圧検出器により検出される圧力をそれぞれ第1および第2の圧力値として取得し、前記第1および第2の圧力値に基づいて圧力取得時の前記第2の回転位置を含む行程が吸気行程であるか膨張行程であるかの行程判別を行い、前記行程判別により前記第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合に、圧力取得時の吸気行程内で燃料が噴射されるように前記燃料噴射装置を制御し、燃料噴射後の予め定められた第1の点火回転位置で点火が行われるように前記点火装置を制御する、エンジンシステム。
  2. 前記第1の回転位置は、前記第2の回転位置を含む行程内または前記第2の回転位置を含む行程の直前の行程内に設定される、請求項1記載のエンジンシステム。
  3. 前記制御部は、前記第2の圧力値が前記第1の圧力値よりも低いときに、前記第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別する、請求項1または2記載のエンジンシステム。
  4. 前記クランク位置検出部は、
    クランクパルス信号を出力する信号出力部と、
    前記信号出力部により出力されるクランクパルス信号に基づいて前記クランク軸の回転位置を特定する回転位置特定部とを含み、
    前記クランクパルス信号は、クランク軸の回転位置にそれぞれ対応する複数のパルスおよび基準部を含み、
    前記回転位置特定部は、前記基準部の検出後に予め定められた数のパルスを検出した時点での前記クランク軸の回転位置を前記第2の回転位置に特定する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のエンジンシステム。
  5. 前記基準部は、吸気行程内の回転位置に対応する、請求項4記載のエンジンシステム。
  6. 前記エンジンは、第1および第2の気筒を含み、
    前記吸気管は、前記第1および第2の気筒にそれぞれ接続される第1および第2の管を含み、
    前記吸気圧検出器は、前記第1の管内の圧力を検出し、
    前記燃料噴射装置は、前記第1の気筒に対応する第1の燃料噴射装置と、前記第2の気筒に対応する第2の燃料噴射装置とを含み、
    前記点火装置は、前記第1の気筒に対応する第1の点火装置と、前記第2の気筒に対応する第2の点火装置とを含み、
    前記第2の回転位置は、前記第1の気筒における吸気行程内および膨張行程内の回転位置であり、
    前記制御部は、前記第1および第2の圧力値に基づいて前記第1の気筒における前記行程判別を行い、前記行程判別により前記第1の気筒において前記第2の回転位置を含む行程が吸気行程であると判別された場合に、圧力取得時の前記第1の気筒における吸気行程内で燃料が噴射されるように前記第1の燃料噴射装置を制御し、前記第1の点火回転位置で点火が行われるように前記点火装置を制御し、前記行程判別により前記第1の気筒において前記第2の回転位置を含む行程が膨張行程であると判別された場合に、前記第2の気筒における吸気行程内で燃料が噴射されるように前記第2の燃料噴射装置を制御し、燃料噴射後の予め定められた第2の点火回転位置で点火が行われるように前記第2の点火装置を制御する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエンジンシステム。
  7. 駆動輪を有する本体部と、
    前記駆動輪を回転させるための動力を発生する請求項1〜6のいずれか一項に記載のエンジンシステムとを備えた、鞍乗り型車両。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113982769B (zh) * 2021-09-06 2024-01-23 马瑞利(中国)有限公司 一种基于进气歧管的摩托车发动机正时同步方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6499341B1 (en) * 2000-07-20 2002-12-31 Harley-Davidson Motor Company Group, Inc. Motorcycle having system for determining engine phase
JP4061951B2 (ja) * 2001-05-16 2008-03-19 国産電機株式会社 4サイクル内燃機関の行程判定方法及び装置
JP2006037944A (ja) * 2004-06-24 2006-02-09 Yamaha Motor Co Ltd 4サイクルエンジンの行程判別装置
JP4356892B2 (ja) * 2004-11-30 2009-11-04 本田技研工業株式会社 狭角v型の2気筒の4サイクルエンジンの行程判別装置
JP2007107457A (ja) * 2005-10-13 2007-04-26 Yamaha Motor Co Ltd エンジンの行程判別装置
JP2009057832A (ja) * 2007-08-29 2009-03-19 Keihin Corp 燃料噴射制御装置

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