JP4173502B2 - 電子燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリを搭載せず、手動操作により始動する内燃エンジン（以下、単に、「エンジン」という）の電子燃料噴射制御装置に関する。

近年、バッテリを搭載しない小型のバイクや農具などのエンジンに電子燃料噴射装置が適用され始めている。バッテリを搭載しないエンジンでは、キックスタータやリコイルスタータなどにより手動操作でエンジンのクランク軸を回転させ、その回転により発電機を回し、電力を得る。そして、このようにして得られた電力を電子燃料噴射装置や点火装置に供給し、エンジンを始動する。そして、エンジンがいったん始動すると、発電機からは安定した電力が得られ、その後は、エンジンが継続して自力で動作できるようになる。

ところが、キックスタータなどで充分な回転力、つまり、充分な電力が得られない場合には、初回の燃料噴射時に燃料ポンプからの燃料の供給圧力（以下、単に、「燃圧」という）が安定しないなどの原因により、始動に失敗するだけでなく、未燃焼ガスを排出するなど種々の不都合を生じることがあった。そこで、そのような不都合を解決するために、例えば、特許文献１においては、通常の燃料噴射タイミングを待つことなく、燃料噴射装置の制御装置（マイクロコンピュータ）が立ち上がったらすぐに所定の時間、燃料を噴射するようにして、燃料の供給不足などによる始動の失敗を防止するようにしている。
特開平６−２５８６号公報（段落００３０〜段落００４０、図３〜図７）

一般に、マイクロコンピュータに供給される電源電圧は、燃料噴射装置や燃料ポンプに供給される電源電圧よりも低いことが多い。そのため、制御装置のマイクロコンピュータが立ち上がったときに、燃料噴射装置や燃料ポンプが正常に作動するとは限らず、また、作動したとしても、噴射指示に対する応答時間が長くなったり、燃圧を充分に高めることができなかったりする。特に、キックスタータなどによって発電機に与えられる回転力が弱い場合、このような状況に陥ることが多くなる。

特許文献１においては、制御装置のマイクロコンピュータが立ち上がったときに燃料を噴射する燃料噴射時間は、単に、エンジン冷却水の温度の関数として定めるとしている。すなわち、特許文献１では、マイクロコンピュータが立ち上がったときに、燃料噴射装置や燃料ポンプに供給される電源電圧が定格の電圧に達していないような場合について、その性能の劣化が考慮されていない。そのため、燃料噴射装置によって適正量の燃料が噴射されず、点火に失敗して始動しなかったり、過剰に燃料が供給されたりすることがある。

このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、バッテリを搭載していないエンジンを始動する初回の燃料噴射時に、無駄な燃料噴射を防止することができ、また、初回の燃料噴射で適正量の燃料噴射を可能にする電子燃料噴射制御装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、バッテリを搭載していないエンジンの始動時において、初回の燃料噴射後、初回の点火処理終了までの電力を節約することを可能にする電子燃料噴射制御装置を提供することにある。

請求項1に記載の発明は、燃焼に供される燃料を噴射する燃料噴射装置と、クランク軸の回転に基づき発電された交流電圧を整流し安定化する電源回路とを少なくとも備え、手動操作によりクランク軸を回転させることにより始動する内燃エンジンにおける前記燃料噴射装置を制御する電子燃料噴射制御装置であって、前記電源回路が前記燃料噴射装置へ供給する電源電圧の値を検出する電源電圧検出手段と、前記電源回路から直流電圧の供給を受けると動作を開始して、自らをイニシャライズし、自らのイニシャライズを終了したときに、燃料ポンプの電源のＯＮを指示する燃料ポンプＯＮ信号を出力し、前記電源電圧検出手段によって検出される電源電圧の値を入力し、その入力した電源電圧の値が燃圧安定時の電圧値に達したときに、前記燃料噴射装置に対し初回の燃料噴射を指示する初回燃料噴射処理を実行し、前記初回燃料噴射処理を終了したときに、前記燃料ポンプの電源のＯＦＦを指示する燃料ポンプＯＦＦ信号を出力し、初回の点火処理を終了したときに、前記燃料ポンプの電源のＯＮを指示する燃料ポンプＯＮ信号を出力情報処理手段とを備えたことを特徴とする。

請求項1に記載の発明によれば、手動操作によってクランク軸が回転されて発電された電力により、電源回路から電源電圧が供給されるようになると、情報処理手段（つまり、燃料噴射制御用のコンピュータ）は、動作を開始し、自らをイニシャライズする。また、電源電圧検出手段は、電源回路から燃料噴射装置へ供給される電源電圧の値を検出する。そこで、情報処理手段は、自らのイニシャライズが終了すると、電源電圧検出手段が検出した電源電圧の値を入力し、その入力した電源電圧の値が所定の電圧値に達したか否かをチェックする。そして、入力した電源電圧の値、つまり、燃料噴射装置に供給される電源電圧の値が所定の電圧値に達したときに、その燃料噴射装置に対し初回の燃料噴射を指示する。

すなわち、燃料噴射装置に供給される電源電圧の値が所定の電圧値に達する前、例えば、燃圧が安定する電圧に達する前に、燃料噴射装置に対し初回の燃料噴射が指示されることはない。従って、キックスタータなどによって発電機に与えられる回転力が弱く、充分な電力が得られないような場合には、燃料噴射も点火も行われない。つまり、無駄な燃料噴射を防止することができる。よって、点火に不充分な量の燃料噴射が行われ、その燃料が燃焼せず、未燃焼ガスが排気されるような事態を防止することができる。
請求項１に記載の発明によれば、さらに、燃料ポンプの電源が初回の燃料噴射終了時から初回の点火終了時までの間、ＯＦＦされるので、特に、充分な電力が発電されない始動初期に消費電力を節約することができるようになる。そして、その節約した電力を点火処理などに有効に利用することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子燃料噴射制御装置であって、その情報処理手段は、燃料噴射装置が燃料噴射指示信号を受けたとき燃料噴射を開始するまでの応答時間と前記燃料噴射装置に燃料を供給する燃料ポンプの燃圧とを考慮してあらかじめ設定された初回燃料噴射標準時間を、前記電源電圧の値ごとに、その電源電圧の値に対応させて記憶した初回燃料噴射標準時間記憶手段を備え、前記初回燃料噴射処理において、前記電源電圧検出手段により検出した電源電圧の値に基づき、前記初回燃料噴射標準時間記憶手段を参照して初回燃料噴射標準時間を求め、前記求めた初回燃料噴射標準時間に対し、前記内燃エンジンの温度を検出する温度センサから入力されるエンジン温度に応じてあらかじめ定められた補正演算を行い、前記演算して得られた値を初回燃料噴射の燃料噴射時間として、前記燃料噴射装置に燃料噴射を指示する信号を出力することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、情報処理手段は、初回の燃料噴射時間を、エンジン温度（エンジン冷却水の温度）だけでなく、燃料噴射装置および燃料ポンプに供給される電源電圧、つまり、燃料噴射装置の応答時間や燃料ポンプの燃圧をも考慮して決定している。そのため、燃料噴射装置および燃料ポンプに供給される電源電圧が定格に達する前に初回燃料噴射が行われる場合であっても、その燃料噴射量を精度よく適正な量に制御することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電子燃料噴射制御装置であって、その情報処理手段は、前記内燃エンジンの点火装置に対し初回点火の実行を指示する点火処理を行うにときには、その点火処理に先立って前記内燃エンジンについての行程判別処理を行い、行程判別が可能であった場合に、前記点火処理を行い、その後の燃料噴射処理を通常の燃料噴射処理に従って行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、行程判別を行うことによって、正しいタイミングつまり圧縮行程であることを確認した上で点火を行うことができるようになり、それによってエンジンがスムーズに始動され、その後の燃料噴射および点火を継続して行うことができるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、点火不能な無駄な燃料噴射を防止し、未燃焼ガスの排出を防止することができるようになる。
請求項１に記載の発明によれば、また、充分な電力が発電されない始動初期に消費電力を節約することができるようになり、その節約した電流を点火処理などに有効に利用することができるようになる。
請求項２に記載の発明によれば、初回の燃料噴射量を精度よく適正な量に制御することができるようになる。
請求項３に記載の発明によれば、正しいタイミングで点火を行うことができるようになり、スムーズにエンジンを始動することができるようになる。

以下、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料噴射制御装置およびその燃料噴射制御装置を適用する内燃エンジン要部の概略構成の例を示した図である。

図１において、内燃エンジン１は、いわゆる４サイクルエンジンであり、その動作は、吸気、圧縮、膨張（燃焼）、排気の４行程によって構成される。すなわち、吸気行程においては、吸気弁１１２が開弁し、吸気管１１１に滞留している空気と燃料の混合ガスが燃焼室１２０へ吸入される。次いで、圧縮行程では、ピストン１１９によって燃焼室１２０内の混合ガスが圧縮され、ピストン１１９が上死点に達する直前に点火装置１２４によって燃料ガスに点火される。燃料ガスは、燃焼すると爆発的に膨張し、膨張行程に入る。膨張行程では、燃料ガスの爆発によりピストン１１９が押し戻されて、その力がクランク１１６を介してクランク軸１１７の回転力に変換される。次いで、排気行程では、排気弁１１４が開弁し、燃焼室１２０内の燃焼ガスが排気管１１３を通して外部へ排出される。

これら４行程が継続的に繰り返されるためには、吸気行程の終了までに吸気管１１１には混合ガスが生成されている必要がある。そこで、燃料噴射装置１２３は、おおよそ排気工程の前半のタイミングで吸気管１１１に燃料を噴射する。この燃料噴射装置１２３は、図示しない噴射弁を備え、燃料タンク１２１から供給され、燃料ポンプ１２２によって加圧された燃料を、噴射弁を開弁することによって噴射する。また、燃料噴射装置１２３は、燃料噴射制御装置２からの燃料噴射指示信号を受け、その噴射弁を開閉する。

内燃エンジン１は、図示しないキックスタータまたはリコイルスタータを手動操作（ここでは、手足などを使用して人間がする操作を総称して「手動操作」という）することにより始動する。すなわち、キックスタータまたはリコイルスタータを手動操作すると、クランク１１６およびクランク軸１１７が回転し、ピストン１１９の往復運動が開始する。また、クランク軸１１７が回転すると、クランク軸１１７の回転により回転するフライホイールなどに取り付けられた発電機１１８が発電を開始する。このとき、発電機１１８は交流電圧を発電し、その発電された交流電圧は、電源回路１２７により整流され安定化され、所定の電圧（例えば、１２Ｖ）の直流電圧として、燃料噴射制御装置２、燃料噴射装置１２３、燃料ポンプ１２２、点火装置１２４などに供給される。なお、電源回路１２７としては、通常、レギュレータ・レクティファイヤなどが使用される。

一方、燃料噴射制御装置２は、情報処理部２１、情報処理部２１が制御信号を外部へ出力するための出力ポート２２、情報処理部２１が外部信号を入力するための入力ポート２３、電源回路１２７から燃料噴射装置１２３および燃料ポンプ１２２へ供給される電源電圧の値を検出する電源電圧検出部２４、電源回路１２７から供給される例えば１２Ｖの直流電圧を、燃料噴射制御装置２の各構成要素に供給される例えば５Ｖの直流電圧に変換する第２の電源回路２５などを含んで構成される。ここで、情報処理部２１は、いわゆるコンピュータであり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含んで構成される。

ここで、情報処理部２１、出力ポート２２、入力ポート２３は、半導体による大規模集積回路の１チップのマイクロプロセッサなどにより構成することができる。また、電源電圧検出部２４にはＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器が使用されるが、その電源電圧検出部２４は前記のマイクロプロセッサに内蔵されていてもよい。

情報処理部２１のメモリは、イニシャライズ処理２１１、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理２１２、初回燃料噴射処理２１３、通常燃料噴射処理２１４、点火処理２１５、電源電圧判定処理２１６、行程判別処理２１７などのプログラムを記憶している。これらのプログラムは、適宜、ＣＰＵによって実行され、それらのプログラムが実行されることによって、燃料噴射制御装置２に定められた所定の機能が実現される。なお、これらプログラムの内容については後記する。また、このメモリの一部の領域は、初回燃料噴射標準時間記憶部２１８として利用される。

出力ポート２２は、出力する信号ごとに出力レジスタや出力駆動回路などを含んで構成され、燃料ポンプ１２２の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御信号、燃料噴射装置１２３に燃料の噴射を指示する燃料噴射指示信号、点火装置１２４に点火を指示する点火指示信号などの制御信号を出力する。また、入力ポート２３は、入力バッファレジスタなどを含んで構成され、必要に応じてＡ／Ｄ変換器を含む場合もある。入力ポート２３は、行程判別センサ１２５、エンジン温度センサ１２６などに接続され、それらセンサが出力する情報を読み取る。

次に、図２および図３を参照（適宜、図１も参照）して、燃料噴射制御装置２の動作について詳しく説明する。図２は、内燃エンジンを排気行程から手動操作開始した場合について、内燃エンジンの行程、並びに、その行程に対応させて燃料噴射制御装置が出力する制御信号、および、電源回路が出力する電源電圧のタイムチャートの例を示した図である。また、図３は、内燃エンジンを吸気行程から手動操作開始した場合について、内燃エンジンの行程、並びに、その行程に対応させて燃料噴射制御装置が出力する制御信号、および、電源回路が出力する電源電圧のタイムチャートの例を示した図である。

キックスタータなどを手動操作すると、クランク軸１１７が回転を始め、その回転により発電機１１８が回転され、交流電圧が発電される。電源回路１２７は、その交流電圧を整流し、所定の電圧（例えば、１２Ｖ）の直流電圧に安定化する。そのとき、電源回路１２７から出力される電源電圧が所定の電圧にまで安定化するには、クランク軸１１７が得た回転速度や出力に接続される負荷などに応じた立ち上がり時間を必要とする。図２のＣ２５は、その電源回路１２７から出力される電源電圧の立ち上がりの様子を示したタイムチャートである。

なお、図２に示したタイムチャートは、内燃エンジン１の行程のタイムチャートＣ２１を基準とするものであり、この場合は、排気行程から手動操作開始した場合のタイムチャートとなっている。ただし、行程判別処理２１７が終了するまでは、その行程は不明であるが、この図では、便宜上、行程判別終了時点から逆算した行程名を記入している。なお、行程のタイムチャートＣ２１において、ＴＤＣ（Top Dead Center）は、上死点のタイミングであることを示す。

図１において、電源回路１２７からは、例えば、電源電圧１２Ｖの直流電圧が出力され、燃料ポンプ１２２、燃料噴射装置１２３、点火装置１２４、燃料噴射制御装置２などに供給される。また、燃料噴射制御装置２内の電源回路２５からは、電圧１２Ｖの直流電圧をＤＣ／ＤＣまたはレギュレータ変換した電圧５Ｖの直流電圧が出力され、情報処理部２１、出力ポート２２、入力ポート２３、電源電圧検出部２４などに供給される。

このとき、ＣＰＵを含む情報処理部２１には、低い方の５Ｖの電源電圧が供給され、また、燃料噴射装置１２３および燃料ポンプ１２２には、高い方の１２Ｖの電源電圧が供給される。そのため、燃料噴射制御装置２の動作つまり情報処理部２１の動作は、燃料噴射装置１２３や燃料ポンプ１２２よりも早く立ち上がることが多い。従って、情報処理部２１が立ち上がったときにすぐさま燃料噴射装置１２３や燃料ポンプ１２２を動作させようとしても、燃料噴射装置１２３や燃料ポンプ１２２は、動作しなかったり、動作しても充分な性能を発揮できなかったりすることがある。

ちなみに、燃料ポンプ１２２および燃料噴射装置１２３の性能は、それぞれ図４および図５に示すように電源電圧に依存している。ここで、図４は、内燃エンジンにおける燃料ポンプ燃圧の電源電圧依存特性の例を示した図であり、図５は、内燃エンジンにおける燃料噴射装置の応答の無効時間の電源電圧依存特性の例を示した図である。

図４に示すように、燃料ポンプ１２２は、供給される電源電圧が２Ｖ程度になると不安定ながらも動作を開始するが、燃料ポンプ１２２によって得られる燃圧は、電源電圧が９Ｖ程度にならないと安定しない。従って、その間、約０．１秒の間は、燃圧は不安定な状態にある。一方、情報処理部２１のＣＰＵは、供給される電源電圧が５Ｖになると、動作を開始し、所定のイニシャライズ処理２１１を実行する。

なお、ここでいうイニシャライズ処理２１１とは、出力ポート２２の出力レベルを所定の初期レベルに設定するとともに、ＣＰＵがプログラムで使用するスタックポインタや、メモリに割り当てられた必要最小限の変数を初期化する処理をいう。そして、そのイニシャライズ処理が終了した時点をＣＰＵ、つまり、情報処理部２１、または、燃料噴射制御装置２が立ち上がったという。

ＣＰＵが立ち上がった時点では、ＣＰＵつまり情報処理部２１に供給されている電源電圧は５Ｖである。すなわち、電源回路２５の変換のロスを考慮しても、燃料ポンプ１２２に供給される１２Ｖの電源電圧は、まだ、６Ｖ程度にしか達していない。従って、燃料ポンプ１２２の燃圧は安定していない。

また、図５に示すように、燃料噴射装置１２３の応答の無効時間は、供給される電源電圧が高くなるほど小さくなる。すなわち、燃料噴射装置１２３の応答速度は速くなる。ここで、燃料噴射装置１２３の応答の無効時間とは、燃料噴射装置１２３が燃料噴射指示信号を受けてから噴射弁が実際に開弁されるまでの時間をいう。

本実施形態においては、電源電圧が所定の定格の電圧に達するまでに燃料ポンプ１２２や燃料噴射装置１２３の性能が低下する実態を考慮して、燃料噴射制御装置２から燃料ポンプ１２２や燃料噴射装置１２３を制御する信号を出力するようにしている。また、電源電圧が立ち上がる期間は、手動操作による発電電力であるため、充分な電力が供給されている期間ではない。そこで、燃料ポンプ１２２へ出力する制御信号は、その電力を節約するように制御する。以下、図２に戻って、これらの制御信号の出力タイミングなどについて説明する。

情報処理部２１は、自らに供給される電源電圧が５Ｖ（つまり、電源回路１２７からの出力電圧は、６Ｖ程度）になると動作が開始し、イニシャライズ処理２１１を実行する。その実行が終了した時点を図２のＣ２５では、ｔ_１で示している。情報処理部２１は、イニシャライズ処理２１１が終了すると、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理２１２を実行し、まず、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃ２３をＯＮすることによって、燃料ポンプ１２２の電源をＯＮする。このように、燃料ポンプ１２２をイニシャライズ処理２１１が終了後すぐにＯＮすることによって、燃料ポンプ１２２の燃圧を早く安定させることができる。

次に、情報処理部２１は、電源電圧判定処理２１６を実行して、電源電圧検出部２４が検出した電源電圧値（電源回路１２７から燃料ポンプ１２２および燃料噴射装置１２３へ供給される電源電圧の値）を入力し、その電源電圧値が、燃圧安定時の電圧値（図４参照）に達したか否かを判定する。そして、その電源電圧値が、燃圧安定時の電圧値に達したときには（図２のＣ２５でｔ_２と示した時点）、初回燃料噴射処理２１３を実行し、燃料噴射装置１２３に対し、燃料噴射指示信号Ｃ２４を出力し、初回の燃料噴射を指示する。

このとき、情報処理部２１は、電源電圧検出部２４から入力された電源電圧値に基づき、初回燃料噴射標準時間記憶部２１８を参照し、その電源電圧値に応じた初回燃料噴射標準時間を求める。そして、その求めた初回燃料噴射標準時間にエンジン温度センサ１２６から取得したエンジン温度（実際には、エンジン冷却水の温度）を補正演算して初回燃料噴射時間を定める。このようにして求められた初回燃料噴射時間は、燃料噴射指示信号Ｃ２４のパルス幅によって燃料噴射装置１２３へ伝えられる。つまり、燃料噴射装置１２３は、燃料噴射指示信号Ｃ２４が“Ｌ”レベル（アクティブレベル）の間、噴射弁を開弁すればよい。

ここで、初回燃料噴射標準時間記憶部２１８は、電源回路１２７から燃料ポンプ１２２および燃料噴射装置１２３へ供給される電源電圧の値ごとに、その電源電圧の値に対応させて初回燃料噴射標準時間をメモリに記憶したテーブルである。そして、その初回燃料噴射標準時間のテーブルは、図４に示した燃料ポンプ１２２の燃圧の電源電圧依存特性と、図５に示した燃料噴射装置１２３の応答の無効時間の電源電圧依存特性とを合わせた効果の噴射必要時間を、あらかじめ考慮して初回燃料噴射標準時間として１つのテーブルとして集約したものである。

従って、このテーブル、つまり、初回燃料噴射標準時間記憶部２１８を、ある電源電圧値に対し、１回だけ参照すれば、その電源電圧値に対応する燃料ポンプ１２２の燃圧の電源電圧依存特性および燃料噴射装置１２３の応答の無効時間の電源電圧依存特性を考慮した初回燃料噴射標準時間を求めることができる。

次に、行程判別センサ１２５は、例えば、クランク角センサやカム角センサ（いずれも図示せず）からなり、所定の角度に設定された基準位置を検出したとき、その検出信号を、入力ポート２３を介して情報処理部２１へ入力する。情報処理部２１は、その検出信号を受け、行程判別処理２１７を実行する。なお、行程判別センサ１２５は、他に燃焼室１２０のガス圧センサ（図示せず）や吸気管１１１の圧力を検出する吸気管圧力センサ（図示せず）などを含んで構成されることもある。また、行程判別処理２１７では、ガス圧センサや吸気管圧力センサからの信号とクランク角センサやカム角センサからの信号との組み合わせによって行程を判別したり、エンジンの回転速度の変動などにより行程を判定することもある。

情報処理部２１は、行程判別処理２１７を実行し、行程判別を完了すると、引き続き、点火処理２１５を実行する。点火処理２１５において、情報処理部２１は、点火装置１２４に対して点火指示Ｃ２２を出力する。点火装置１２４は、点火指示Ｃ２２を受けると、点火プラグに火花放電し、燃焼室１２０内の混合ガスを燃焼・爆発させ、ピストン１１９を押し戻す。

なお、このとき、燃料ポンプ１２２の電源は、初回燃料噴射終了後に、ＯＦＦされていたので、情報処理部２１は、点火処理２１５実行終了後すぐに、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理２１２を実行し、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃ２３をＯＮすることによって、燃料ポンプ１２２の電源をＯＮする。

このようにして、内燃エンジン１が始動することになり、以降の燃料噴射タイミングでは、通常燃料噴射処理２１４が実行される。なお、通常燃料噴射処理２１４においては、その燃料噴射時間は、従来から行われているように、エンジン温度、クランク１１６の回転速度、吸入空気量などを変数とする所定の関数を計算することによって求められる。

以上に説明した図２は、排気行程から手動操作開始した場合のタイムチャートを示したものであるが、図３は、吸気行程から手動操作開始した場合のタイムチャートになっている。従って、図２と図３との差異は、行程の推移に応じて初回の点火指示Ｃ２２，Ｃ３２のタイミング異なる（それに伴い、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｃ２３，Ｃ３３と燃料噴射指示信号Ｃ２４，Ｃ３４も異なる）程度である。すなわち、その差異は、図２の場合、最初の圧縮行程で点火するが、図３の場合は、最初の圧縮行程では、まだ、工程判別処理がされていないので点火せず、次の圧縮工程において点火するようになっている程度である。その他のタイミングは、図２と図３とでは、ほとんど同じなので、図３についての説明を割愛する。

なお、図３に示したように吸気行程から手動開始した場合には、初回燃料噴射から行程判別完了までに要する行程数が多くなるので、点火までの時間が長くなる。このような場合、漏れなどのため混合ガスに含まれる燃料の量が少なくなることもある。そこで、情報処理部２１は、初回燃料噴射を指示後、工程判別完了前であっても、例えば、ＴＤＣを検出した場合には、適宜定められる追加的な噴射量（噴射時間）の燃料噴射を、燃料噴射装置１２３に指示するようにしてもよい。こうすることにより、初回点火の成功の確率をより高めることができ、内燃エンジン１をよりスムーズに始動させることができる。

次に、図６を参照して（適宜、図１〜図３参照）、情報処理部２１が実行する燃料噴射制御に係る処理の流れについて説明する。ここで、図６は、情報処理部が実行する燃料噴射制御に係る処理の流れを示したフローチャートである。

図６において、情報処理部２１は、供給される電源電圧が例えば５Ｖになると動作を開始し、まず、イニシャライズ処理２１１を実行し、自らのＣＰＵをイニシャライズする（ステップＳ１１）。次に、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理２１２を実行し、燃料ポンプをＯＮする（ステップＳ１２）。次に、電源電圧検出部２４によって電源回路１２７から燃料ポンプ１２２および燃料噴射装置１２３へ供給される電源電圧の値の検出を開始する（ステップＳ１３）。次に、情報処理部２１内のメモリに確保した初回燃料噴射実行フラグを０クリアする（ステップＳ１４）。

次に、情報処理部２１は、初回燃料噴射実行フラグが１であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。その判定の結果、初回燃料噴射実行フラグが１でなかった場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、さらに、電源電圧検出部２４が検出した電源電圧の値が所定の電圧値（燃圧安定時の電圧値）に達したか否かを判定する（ステップＳ１６）。その判定の結果、所定の電圧値に達していなかったときには（ステップＳ１６でＮｏ）、ステップＳ１５へ戻って、ステップＳ１５以下の処理を再度実行する。

一方、情報処理部２１は、ステップＳ１６の判定で、電源電圧検出部２４が検出した電源電圧の値が所定の電圧値に達していたときには（ステップＳ１６でＹｅｓ）、初回燃料噴射処理２１３を実行し（ステップＳ１７）、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理２１２を実行し、燃料ポンプをＯＦＦする（ステップＳ１８）。そして、初回燃料噴射実行フラグを１にセットし（ステップＳ１９）、ステップＳ１５へ戻って、ステップＳ１５以下の処理を再度実行する。

また、情報処理部２１は、ステップＳ１５の判定で、初回燃料噴射実行フラグが１であった場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ）、さらに、行程判別センサ１２５からの信号に基づき、行程判別が完了し、かつ、クランク位置センサなどにより所定の基準位置を検出したか否かを判定する（ステップＳ２０）。その結果、行程判別も完了せず、所定の基準位置も検出していないときには（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ１５へ戻って、ステップＳ１５以下の処理を再度実行する。

一方、情報処理部２１は、ステップＳ２０の判定で行程判別が完了したときには（ステップＳ２０でＹｅｓ）、点火処理２１５を実行し（ステップＳ２１）、さらに、燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理２１２を実行し、燃料ポンプをＯＮする（ステップＳ２２）。そして、これ以降は、通常の燃料噴射処理モードに移行し、次の燃料噴射のタイミングでは通常燃料噴射処理２１４を実行し（ステップＳ２３）、ステップＳ１５へ戻って、ステップＳ１５以下の処理を再度実行する。この場合、初回燃料噴射実行フラグは１にセットされ、行程判別も完了しているので、これ以降は、点火処理２１５と通常燃料噴射処理２１４がそれぞれの行程にあわせて繰り返し実行されることになる。

図７は、情報処理部が実行する処理のうち、初回燃料噴射処理の処理の流れを示したフローチャートである。

図７において、情報処理部２１は、まず、電源電圧検出部２４が検出した電源回路１２７から燃料ポンプ１２２および燃料噴射装置１２３へ供給される電源電圧の値を入力する（ステップＳ３１）。そして、その電源電圧の値に基づき、初回燃料噴射標準時間記憶部２１８を参照し、初回燃料噴射標準時間記憶部２１８からその電源電圧の値に対応する初回燃料噴射標準時間を取得する（ステップＳ３２）。

一方で、情報処理部２１は、エンジン温度センサ１２６から入力ポート２３を介してエンジン温度を入力し（ステップＳ３３）、入力したエンジン温度に基づき、ステップＳ３２で取得した初回燃料噴射標準時間を補正する演算を行い、初回燃料噴射時間を算出する（ステップＳ３４）。次に、情報処理部２１は、燃料噴射装置１２３に対し、燃料噴射指示信号Ｃ２４（Ｃ３４）を出力する（ステップＳ３５）。なお、ステップＳ３５では、情報処理部２１は、燃料噴射指示信号Ｃ２４を“Ｌ”レベル（アクティブレベル）にした上で、ステップＳ３４で算出された初回燃料噴射時間が経過するのを待って、燃料噴射指示信号Ｃ２４を“Ｈ”レベル（インアクティブレベル）にする。情報処理部２１は、こうすることによって、燃料噴射指示信号Ｃ２４に初回燃料噴射時間の時間幅を有するパルスを出力することができる。

以上、本実施形態においては、燃料噴射制御装置２は、燃料ポンプ１２２および燃料噴射装置１２３へ供給する電源電圧が燃圧安定時電圧に達したことを確認した後に、燃料噴射装置１２３へ初回の燃料噴射を指示する燃料噴射指示信号Ｃ２４（Ｃ３４）を出力するので、電源電圧が燃圧安定時電圧に達しない場合には、燃料噴射指示信号Ｃ２４（Ｃ３４）が出力されない。従って、キックスタータなどが弱い力で手動操作され、発電機１１８から充分な電力が得られない場合には、電源回路１２７が出力する電源電圧は、燃圧安定電圧に達することができない場合がある。このような場合には、燃料噴射制御装置２は、燃料噴射指示信号Ｃ２４（Ｃ３４）を出力しないので、燃料噴射が行われない。すなわち、弱い力で手動操作された場合には、燃料噴射装置１２３は反応しないので、無駄な燃料噴射が行われず、未燃焼ガスなどが排出されることを防止することができる。

また、初回燃料噴射処理２１３で求めた初回燃料噴射標準時間は、エンジン温度の影響に加え、燃料ポンプ１２２の燃圧の電源電圧依存特性および燃料噴射装置１２３の応答の無効時間の電源電圧依存特性を考慮したものであるため、燃料噴射装置１２３は、初回の燃料噴射として適正な噴射量を精度よく噴射できるようになる。

また、燃料ポンプ１２２の電源は、イニシャライズ処理２１１終了時にＯＮし、初回燃料噴射処理２１３終了時にＯＦＦし、その後、初回の点火処理２１５終了時に、ＯＮしている。すなわち、燃料ポンプ１２２の電源は、イニシャライズ処理２１１終了時から初回の点火処理２１５終了時までＯＦＦされており、その間、発電機１１８によって発電される初期の限られた電力を節約し、その節約された電力を点火装置１２４などの電力に有効に活用することができるようになる。

なお、以上の実施形態の説明においては、電源回路１２７が出力する直流電圧を１２Ｖとして説明したが、通常は、その電圧として９Ｖ〜１５Ｖの電圧が使用されることが多い。したがって、電源回路１２７が出力する直流電圧は、１２Ｖに限定されるものではない。また、同様に、電源回路２５が出力する直流電圧を５Ｖとして説明したが、現在すでに３Ｖやそれ以下の電圧で動作するマイクロプロセッサも提供されているので、電源回路２５が出力する直流電圧も、５Ｖに限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る燃料噴射制御装置およびその燃料噴射制御装置を適用する内燃エンジン要部の概略構成の例を示した図である。 本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃エンジンを排気行程から手動操作開始した場合について、内燃エンジンの行程、並びに、その行程に対応させて燃料噴射制御装置が出力する制御信号、および、電源回路が出力する電源電圧のタイムチャートの例を示した図である。 本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃エンジンを吸気行程から手動操作開始した場合について、内燃エンジンの行程、並びに、その行程に対応させて燃料噴射制御装置が出力する制御信号、および、電源回路が出力する電源電圧のタイムチャートの例を示した図である。 本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃エンジンにおける燃料ポンプ燃圧の電源電圧依存特性の例を示した図である。 本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃エンジンにおける燃料噴射装置の応答の無効時間の電源電圧依存特性の例を示した図である。 本発明の実施形態における燃料噴射制御装置の情報処理部が実行する燃料噴射制御に係る処理の流れの例を示したフローチャートである。 本発明の実施形態における燃料噴射制御装置の情報処理部が実行する処理のうち、初回燃料噴射処理の処理の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃エンジン
２ 燃料噴射制御装置
２１ 情報処理部
２２ 出力ポート
２３ 入力ポート
２４ 電源電圧検出部
１１１ 吸気管
１１２ 吸気弁
１１３ 排気管
１１４ 排気弁
１１６ クランク
１１７ クランク軸
１１８ 発電機
１１９ ピストン
１２０ 燃焼室
１２１ 燃料タンク
１２２ 燃料ポンプ
１２３ 燃料噴射装置
１２４ 点火装置
１２５ 行程判別センサ
１２６ エンジン温度センサ
１２７ 電源回路
２１１ イニシャライズ処理
２１２ 燃料ポンプＯＮ／ＯＦＦ制御処理
２１３ 初回燃料噴射処理
２１４ 通常燃料噴射処理
２１５ 点火処理
２１６ 電源電圧判定処理
２１７ 行程判別処理
２１８ 初回燃料噴射標準時間記憶部

Claims (3)

1. 燃焼に供される燃料を噴射する燃料噴射装置と、クランク軸の回転に基づき発電された交流電圧を整流し安定化する電源回路とを少なくとも備えて、手動操作によりクランク軸を回転させることにより始動する内燃エンジンにおける前記燃料噴射装置を制御する電子燃料噴射制御装置であって、
   前記電源回路が前記燃料噴射装置へ供給する電源電圧の値を検出する電源電圧検出手段と、
   前記電源回路から直流電圧の供給を受けると動作を開始して、自らをイニシャライズし、自らのイニシャライズを終了したときに、燃料ポンプの電源のＯＮを指示する燃料ポンプＯＮ信号を出力し、前記電源電圧検出手段によって検出された電源電圧の値を入力し、その入力した電源電圧の値が燃圧安定時の電圧値に達したときに、前記燃料噴射装置に対し初回の燃料噴射を指示する初回燃料噴射処理を実行し、前記初回燃料噴射処理を終了したときに、前記燃料ポンプの電源のＯＦＦを指示する燃料ポンプＯＦＦ信号を出力し、初回の点火処理を終了したときに、前記燃料ポンプの電源のＯＮを指示する燃料ポンプＯＮ信号を出力する情報処理手段と
   を備えたことを特徴とする電子燃料噴射制御装置。
2. 前記情報処理手段は、
   前記燃料噴射装置が燃料噴射指示信号を受けたとき燃料噴射を開始するまでの応答時間と前記燃料噴射装置に燃料を供給する燃料ポンプの燃圧とを考慮してあらかじめ設定された初回燃料噴射標準時間を、前記電源電圧の値ごとに、その電源電圧の値に対応させて記憶した初回燃料噴射標準時間記憶手段を備え、
   前記初回燃料噴射処理において、
   前記電源電圧検出手段により検出した電源電圧の値に基づき、前記初回燃料噴射標準時間記憶手段を参照して初回燃料噴射標準時間を求め、
   前記求めた初回燃料噴射標準時間に対し、前記内燃エンジンの温度を検出する温度センサから入力されるエンジン温度に応じてあらかじめ定められた補正演算を行い、
   前記演算して得られた値を初回燃料噴射の燃料噴射時間として、前記燃料噴射装置に燃料噴射を指示する信号を出力すること
   を特徴とする請求項１に記載の電子燃料噴射制御装置。
3. 前記情報処理手段は、
   前記内燃エンジンの点火装置に対し初回点火の実行を指示する点火処理を行うにときには、その点火処理に先立って前記内燃エンジンについての行程判別処理を行い、行程判別が可能であった場合に、前記点火処理を行い、その後の燃料噴射処理を通常の燃料噴射処理に従って行うこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子燃料噴射制御装置。

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