JP4121126B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンへ供給する燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御装置に係り、特に、エンジンを所定の停車条件に応答して自動停止し、その後、所定の発進操作に応答して再始動するエンジン自動停止始動システムを搭載した車両に好適な燃料噴射制御装置に関する。

エンジンの始動性を向上させる技術として、特許文献１には、エンジン始動時の燃料噴射量を常時よりも減じる技術が開示されている。これは、エンジンの始動時にはエンジンが低温状態であることが多く、ガソリンの気化量が少なくなるにもかかわらず通常運転時と同等の燃料を噴射してしまうと、点火プラグに液状のガソリンが付着して失火を招くためである。

一方、エンジンを所定の停車条件に応答して停止し、自動停止後は所定の発進操作に応答して再始動するエンジン自動停止始動システムを搭載した車両が、特許文献２に開示されている。このような車両では、エンジンの自動停止後、スロットルグリップが開操作されると、これが発進操作と認識されてエンジンが再始動される。
特開昭６４−５６９３１号公報 特開２００２−１１５５７８号公報

上記したように、スロットルグリップが開操作されたことに応答してエンジンを始動させるシステムでは、エンジン自動停止後の発進時にスロットル開度が運転者により大きく開かれた場合に、エンジン始動時の燃料噴射量を常時よりも減じてしまうと、燃料が相対的に不足して混合気が希薄化し、エンジンの始動性が低下する場合がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、エンジン自動停止始動システムを搭載した車両において、エンジン自動停止状態からのエンジン始動性を向上させた燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、エンジンを所定の停車条件に応答して自動停止し、その後、所定の発進操作に応答して再始動するエンジン自動停止始動システムを搭載した車両の燃料噴射制御装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)スロットル開度を検知するスロットルセンサと、エンジンの自動停止中にスロットルの開操作に応答してエンジンを始動するエンジン始動判定手段と、所定のエンジンパラメータに基づいて燃料の基本噴射量を算出する基本噴射量算出手段と、前記スロットル開度に基づいて、エンジンの自動停止状態からの始動時に燃料噴射量を増量制御する噴射増量手段とを含むことを特徴とする。
(2)エンジンの自動停止状態以外からの始動時に、スロットル開度に基づいて燃料噴射量を減量制御する噴射減量手段をさらに含むことを特徴とする。
(3)噴射増量手段が、エンジン始動時のスロットル開度と噴射増量係数との関係を定めた噴射減量テーブルと、前記スロットル開度および噴射増量テーブルに基づいて噴射増量係数を求める手段と、前記基本噴射量と噴射増量係数との乗算結果を新たな基本噴射量とする演算手段とを含むことを特徴とする。
(4)増量制御の開始されるスロットル開度を、減量制御の開始されるスロットル開度よりも小さくしたことを特徴とする。
(5)スロットル開度を検知するスロットルセンサと、エンジンの自動停止中にスロットルの開操作に応答してエンジンを始動するエンジン始動判定手段と、所定のエンジンパラメータに基づいて燃料の基本噴射量を算出する基本噴射量算出手段と、エンジン始動時に燃料噴射量を減量制御する噴射減量手段と、エンジンの自動停止状態からの始動時に前記減量制御を禁止する減量制御禁止手段とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)請求項１の発明によれば、エンジンの自動停止中にエンジン始動のためにスロットルが開操作されると燃料噴射量が増量制御される。したがって、気筒内にはスロットル開度に見合った燃料を噴射することができ、適正な空燃比が得られるのでエンジン始動性が向上する。
(2)請求項２の発明によれば、エンジンの自動停止状態以外からのエンジン始動時には燃料噴射量が減量補正されるので、メインスイッチ投入後の最初のエンジン始動時の始動性が向上する。
(3)請求項３の発明によれば、スロットル開度に基づいて噴射増量テーブルが検索されて噴射増量係数を求められ、これが基本噴射量に乗算されて増量後の噴射量が求められるので、噴射量の増量制御を簡単に行えるようになる。
(4)請求項４の発明によれば、エンジン温度が低いためにスロットル開度が比較的大きく開かれた場合のみ減量制御が必要となる自動停止状態以外からのエンジン始動時、およびエンジン温度が高いために比較的小さなスロットル開度から増量制御が必要となる自動停止状態からのエンジン始動時のいずれにおいても、噴射量増減制御の開始タイミングを適正に設定できる。
(5)請求項５の発明によれば、エンジン始動時の燃料噴射量が、自動停止状態からの始動時には自動停止状態以外からの始動時よりも相対的に増量されるので、適正な空燃比が得られるようになってエンジン始動性が向上する。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の燃料噴射制御装置が搭載される自動二輪車の全体側面図であり、エンジンを、所定の停車条件に応答して停止し、その後、所定の発進操作に応答して再始動するエンジン自動停止始動システムを搭載している。

車体前部２と車体後部３とは低いフロア部４を介して連結され、ダウンチューブ６とメインパイプ７とを含む車体フレームによって車体の骨格が構成されている。燃料タンクおよび収納ボックス（共に図示せず）はメインパイプ７により支持され、その上方にシート８が配置されている。シート８はその下部に設けられるラゲッジボックスの蓋を兼ねることができ、シート８は、その前部に設けられるヒンジ機構により開閉自在に構成されている。

車体前部２では、ダウンチューブ６にステアリングヘッド５が設けられ、このステアリングヘッド５によってフロントフォーク９が軸支されている。上方に延びたフロントフォーク９の上端にはハンドル１１が取り付けられる一方、下端には前輪Ｗｆが軸支されている。ハンドル１１の上部は計器板を兼ねたハンドルカバー１０で覆われている。

メインパイプ７の途中にはリンク部材（ハンガ）１４が回動自在に軸支され、このハンガ１４によりスイングユニット１７がメインパイプ７に揺動自在に連結支持されている。スイングユニット１７の前部には単気筒の４サイクルエンジンＥが搭載されている。このエンジンＥから後方にかけてベルト式無段変速機１２が構成され、その後部には遠心クラッチを介して設けられた減速機構１３に後輪Ｗｒが軸支されている。減速機構１３の上端とメインパイプ７の上部屈曲部との間にはリヤクッション２２が介装されている。

スイングユニット１７の前部には、エンジンＥのシリンダヘッド１９から延出した吸気管２３が接続され、さらにこの吸気管２３には気化器２４および同気化器２４に連結されたエアクリーナ２５が配設されている。スイングユニットケース１５の下部に設けられた枢軸１８にはメインスタンド１６が枢着されており、駐車に際してはこのメインスタンド１６を立てる（鎖線で図示）。

図２は、エンジン自動始動停止システムの構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

ＥＣＵ３０には、スタータリレー３１を介してバッテリ３２が接続されている。インジェクタ３５，燃料ポンプ３６およびイグニッションコイル３７には、メインヒュ−ズ３３およびメインスイッチ３４を介して前記バッテリ３２から駆動電流が供給される。スタータを兼ねたＡＣジェネレータ（ACG）３８のロータ角度は磁極センサ３９で検知される。

前記ＥＣＵ３０にはさらに、エンジンを始動させるスタータスイッチ４１と、エンジンのアイドリングを手動で許可または制限するためのアイドルスイッチ４２と、運転者がシート８に着座しているか否かを検知するシートスイッチ４３と、走行速度を検知する車速センサ４４と、スロットル開度θthを検知するスロットルセンサ４５と、スロットル開度θthが所定開度を超えたか否かを検知するスロットルスイッチ４６と、吸気負圧（PB）を検知するPBセンサ４７と、大気温度を検知するTAセンサ４８と、冷却水温を検知するTWセンサ４９と、エンジン回転数Ｎｅを検知するＮｅセンサ５０と、ブレーキ操作を検知するストップスイッチ５１と、後述する「自動停止発進モード」で点滅するスタンバイインジケータ５３と、ＥＣＵ３０の異常時に点滅するＥＣＵインジケータ５４とが接続されている。

前記エンジン自動停止始動システムは、アイドリングが許可される動作モード（以下、「始動＆アイドルスイッチ（ＳＷ）モード」という）と、アイドリングが制限（または禁止）される動作モード（以下、「自動停止発進モード」という）とを備えている。

アイドリングが許可される「始動＆アイドルスイッチ（ＳＷ）モード」では、エンジン始動時の暖気運転等を目的として、メインスイッチ３４投入後の最初のエンジン始動後にアイドリングが一時的に許可される。また、上記した最初のエンジン始動後以外でも、運転者の意思（アイドルスイッチ４２を“オン”）によってアイドリングが許可される。一方、アイドリングが制限される「自動停止発進モード」では、エンジンが所定の停車条件に応答して自動停止され、その後、所定の発進操作として、本実施形態であればスロットルグリップが開操作されると自動的に再始動されて車両の発進が可能になる。

図３は、各動作モードの切り換え条件を模式的に示した図であり、メインスイッチ３４が投入される（条件１が成立）と「始動＆アイドルＳＷモード」が起動される。さらに、この「始動＆アイドルＳＷモード」において予定速度（例えば、時速１０キロ）以上の車速が検知され、かつ水温が所定温度（例えば、暖気運転が完了したと予測される温度）以上であり、かつアイドルスイッチ４２がオフであれば（条件２が成立）「自動停止発進モード」が起動される。

また、「自動停止発進モード」において、アイドルスイッチ４２が“オフ”から“オン”（条件３が成立）にされると、動作モードが「自動停止発進モード」から「始動＆アイドルＳＷモード」へ戻る。なお、「自動停止発進モード」あるいは「始動＆アイドルＳＷモード」のいずれにおいても、メインスイッチが遮断（条件４が成立）されればオフ状態となる。

図４は、エンジン自動始動停止システムにおける代表的な制御内容を動作モード別に示した図であり、前記ACG３８を付勢してエンジンを始動するスタータ制御では、「始動＆アイドルＳＷモード」であれば、スタータスイッチ４１がオン操作され、かつブレーキが操作（ストップスイッチ５１がオン）されていればACG３８が駆動されてエンジンがクランキングされる。「自動停止発進モード」であれば、スロットルグリップが開操作（スロットルスイッチ４６がオン）され、かつ運転者が着座（シートスイッチ３がオン）していればACG３８が駆動されてエンジンがクランキングされる。

イグニッションの点火を制御する点火制御では、「始動＆アイドルＳＷモード」であれば点火が常に許可される。「自動停止発進モード」であれば、運転者が着座した状態で、さらにスロットルが開操作されるか、あるいは車速が０でなければ点火が許可される。これに対して、運転者が着座した状態でスロットルが閉じられ、かつ車速が０の状態が所定時間継続すると点火が禁止される。

図５は、本発明に係る燃料噴射制御装置の機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

エンジン始動判定部１０１は、前記「自動停止発進モード」におけるエンジンの自動停止中に、スロットルスイッチ４６の状態に基づいて発進操作の有無を検知し、この際にシートスイッチ４３の状態に基づいて運転者の着座が確認されるとエンジンを始動する。基本噴射量算出部１０２は、エンジンの冷却水温度TWやエンジン回転数Ｎｅ等のエンジンパラメータに基づいて燃料の基本噴射量Tiを算出する。噴射増量部１０３は、スロットルセンサ４５により検知されるスロットル開度に基づいて、エンジンの自動停止状態からの始動時に燃料噴射量を増量制御する。

始動操作検知部１０４は、エンジンの自動停止状態以外においてストップスイッチ５１およびスタータスイッチ４１の状態が所定の条件を満足するとエンジンを始動する。噴射減量部１０５は、スロットルセンサ４５により検知されるスロットル開度に基づいて燃料噴射量を減量制御する。

図６は、本発明における燃料噴射制御の手順を示したフローチャートである。ステップＳ１１では、エンジンの自動停止中であるか否かが判定され、自動停止中であればステップＳ１２進み、自動停止以外のエンスト中あるいはエンジン始動前の状態であればステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、ストップスイッチ５１の接点状態に基づいて、ブレーキ操作中であるか否かが判定される。ブレーキ操作中であればステップＳ２１へ進み、スタータスイッチ４１がオン操作されているか否かが判定される。スタータスイッチ４１もオン操作されていれば、ステップＳ２２において、前記始動操作検知部１０４によりACG３８が付勢されてエンジンがクランキングされる。

ステップＳ２３では、前記基本噴射量算出部１０２において、水温センサにより検知された冷却水温度TWに基づいて基本噴射量テーブルが参照され、前記冷却水温度TWに応じた始動時の基本噴射量Tiが検索される。図７は、前記始動時の基本噴射量テーブルの一例を示した図であり、本実施形態では、基本噴射量Tiは冷却水温度TWが高くなるほど減少するように設定されている。

ステップＳ２４では、前記噴射減量部１０５において、スロットル開度θthに基づいて噴射減量テーブルが参照され、前記スロットル開度θthに応じた噴射減量係数Kthcr1が検索される。そして、この噴射減量係数Kthcr1を前記基本噴射量Tiに乗じて始動時噴射量Tout（＝Kthcr1×Ti）が求められる。

図８は、前記噴射減量テーブルの一例を示した図であり、スロットル開度θthが大きくなるほど噴射量が漸減されるように、前記噴射減量係数Kthcr1はスロットル開度θthが大きくなるほど小さくなる。本実施形態では、スロットル開度θthが略５０％を超えた時点から減量制御が開始される。ステップＳ２５では、前記始動時噴射量Toutに応じた量の燃料がインジェクタ３５から噴射される。

一方、前記ステップＳ１１においてエンジンの自動停止中と判定されると、ステップＳ１２では、前記エンジン始動判定部１０１において、シートスイッチ４３の接点状態に基づいて運転者が着座中であるか否かが判定される。着座中であればステップＳ１３へ進み、着座中でなければ前記ステップＳ２０へ進む。ステップＳ１３では、スロットルスイッチ４６の接点状態に基づいて、スロットルグリップが開操作されたか否か、すなわち発進操作がなされたか否かが判定される。スロットルグリップが開操作されていればステップＳ１４へ進み、開操作されていなければステップＳ２０へ進む。

ステップＳ１４では、前記エンジン始動判定部１０１によりACG３８が付勢されてエンジンがクランキングされる。ステップＳ１５では、前記と同様に冷却水温度TWに基づいて基本噴射量テーブル（図７）が参照され、前記冷却水温度TWに応じた基本噴射量Tiが検索される。ステップＳ１６では、前記噴射増量部１０３において、スロットル開度θthに基づいて噴射増量テーブルが参照され、前記スロットル開度θthに応じた噴射増量係数Kthcr2が検索される。そして、この噴射増量係数Kthcr2を前記基本噴射量Tiに乗じて始動時噴射量Tout（＝Kthcr2×Ti）が求められる。

図９は、前記噴射増量テーブルの一例を示した図であり、前記噴射減量テーブル（図８）とは反対に、スロットル開度θthが大きくなるほど噴射量が漸増されるように、噴射増量係数Kthcr2はスロットル開度θthが大きくなるほど大きくなる。

本実施形態では、スロットル開度θthが前記減量制御の開始される略５０％よりも小さい略２５％を超えた時点から増量制御が開始される。このように、増量制御の開始されるスロットル開度（略２５％）を前記減量制御の開始されるスロットル開度（略５０％）よりも小さく設定すれば、エンジン温度が低いためにスロットル開度が比較的大きく開かれた場合のみ減量制御が必要となる自動停止状態以外からのエンジン始動時、およびエンジン温度が高いために比較的小さなスロットル開度から増量制御が必要となる自動停止状態からのエンジン始動時のいずれにおいても、噴射量の増減制御の開始タイミングを適正に設定できる。ステップＳ２５では、前記始動時噴射量Toutに応じた量の燃料がインジェクタ３５から噴射される。

本実施形態によれば、スロットルが大きく開かれるエンジン自動停止後のエンジン始動時には、噴射燃料が増量補正されてスロットル開度θthに見合った十分な燃料が供給されるので、空燃比が適正値に制御されてエンジン始動性が向上する。

図１０は、本発明に係る燃料噴射制御装置の第２実施形態の機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

上記した第１実施形態では、エンジンの自動停止状態以外からの始動時には噴射燃料を減量補正し、自動停止状態からの始動時には増量補正するものとして説明したが、本実施形態では、エンジンの自動停止状態からの始動時には前記減量補正を禁止することにより、エンジン始動時の燃料噴射量を、自動停止状態からの始動時には自動停止状態以外からの始動時よりも相対的に増量するようにしている。

図１０において、減量制御禁止部１０６は、前記エンジン始動判定部１０１によりエンジンの自動停止状態からの始動と判定されると、噴射減量部１０５の動作を禁止する。この結果、噴射減量部１０５からは基本噴射量Tiがそのまま出力されることになる。

本実施形態によれば、エンジン始動時の燃料噴射量が、自動停止状態からの始動時には自動停止状態以外からの始動時よりも相対的に増量されるので、適正な空燃比が得られるようになってエンジン始動性が向上する。

本発明の燃料噴射制御装置が搭載される自動二輪車の全体側面図である。 エンジン自動始動停止システムのブロック図である。 エンジン自動始動停止システムにおける動作モードの切り換え条件を模式的に示した図である。 エンジン自動始動停止システムにおける代表的な制御内容を動作モード別に示した図である。 本発明に係る燃料噴射制御装置の第１実施形態の機能ブロック図である。 燃料噴射制御の手順を示したフローチャートである。 エンジン始動時の基本噴射量テーブルの一例を示した図である。 噴射減量テーブルの一例を示した図である。 噴射増量テーブルの一例を示した図である。 本発明に係る燃料噴射制御装置の第２実施形態の機能ブロック図である。

符号の説明

２…車体前部，３…車体後部，４…フロア部，６…ダウンチューブ，７…メインパイプ，１２…ベルト式無段変速機，１３…減速機構，１４…ハンガ，１７…スイングユニット，１９…シリンダヘッド，２２…リヤクッション，２３…吸気管，２４…気化器，２５…エアクリーナ

Claims (3)

1. エンジンを所定の停車条件に応答して自動停止し、その後、所定の発進操作に応答して再始動するエンジン自動停止始動システムを搭載した車両の燃料噴射制御装置において、
   スロットル開度を検知するスロットルセンサと、
   所定のエンジンパラメータに基づいて燃料の基本噴射量を算出する基本噴射量算出手段と、
   エンジンの自動停止中にスロットルの開操作に応答してエンジンを始動するエンジン始動判定手段と、
   スタータスイッチの操作に応答してエンジンを始動する始動操作検知手段と、
   エンジン始動時にスロットル開度に基づいて燃料噴射量を増量制御する噴射増量手段と、
   エンジン始動時にスロットル開度に基づいて燃料噴射量を減量制御する噴射減量手段と、
   エンジンが、前記エンジン始動判定手段により始動されると前記噴射増量手段による増量制御を実行し、前記始動操作検知手段により始動されると前記噴射減量手段による減量制御を実行する手段とを含むことを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記噴射増量手段は、
   エンジン始動時のスロットル開度と噴射増量係数との関係を定めた噴射増量テーブルと、
   前記スロットル開度および噴射増量テーブルに基づいて噴射増量係数を求める手段と、
   前記基本噴射量と噴射増量係数との乗算結果を新たな基本噴射量とする演算手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記増量制御の開始されるスロットル開度が前記減量制御の開始されるスロットル開度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。

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