JP5247554B2 - Engine start control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン始動制御装置に係り、特に、エンジン停止直後およびエンジン始動時にクランク軸を所定位置まで逆転駆動するエンジン始動制御装置に関する。 The present invention relates to an engine start control device, and more particularly to an engine start control device that reversely drives a crankshaft to a predetermined position immediately after engine stop and at the time of engine start.
従来から、エンジン始動時のクランキングトルクを低減させて始動性を向上させるために、クランク軸と同期回転するACGスタータモータによってクランク軸を逆転駆動して所定位置まで戻し、この所定位置からクランク軸を正転駆動するようにしたエンジン始動制御装置が知られている。 Conventionally, in order to reduce cranking torque at the time of engine start and improve startability, the crankshaft is reversely driven by an ACG starter motor that rotates in synchronization with the crankshaft and returned to a predetermined position. There is known an engine start control device in which the engine is normally driven.
特許文献1には、エンジン停止直後に、クランク軸を圧縮上死点後の所定位置まで逆転駆動する巻き戻し制御を実行するエンジン始動制御装置が開示されている。このエンジン始動制御装置では、逆転開始時のクランク軸角度に応じて、ACGスタータモータのデューティ比を変更するように構成されている。
ところで、信号待ち等の一時停止時に、所定条件が成立するとエンジンを一旦停止させ、スロットル操作に応じてエンジンを再始動するアイドルストップ(アイドリングストップ)制御が知られている。このアイドルストップ制御によりエンジンを停止させる際には、前記したように、エンジンの停止直後にクランク軸を逆転駆動する巻き戻し制御が実行されることがある。 By the way, idle stop (idling stop) control is known in which the engine is temporarily stopped when a predetermined condition is satisfied during a temporary stop such as waiting for a signal, and the engine is restarted in response to a throttle operation. When the engine is stopped by this idle stop control, as described above, rewinding control for reversely driving the crankshaft may be executed immediately after the engine is stopped.
また、アイドルストップ制御によるエンジンの一旦停止ではなく、完全停止状態からスタータスイッチを操作してエンジンを始動する際に、ACGスタータモータによってクランク軸を逆転駆動して所定位置まで戻し、この所定位置から正転駆動することで始動性を向上させるスイングバック制御が知られている。 In addition, when the engine is started by operating the starter switch from the complete stop state rather than temporarily stopping by the idle stop control, the crankshaft is reversely driven by the ACG starter motor to return to a predetermined position. Swing back control is known that improves startability by forward rotation.
特許文献1に記載されたエンジン始動制御装置では、エンジン停止直後に逆転駆動する際にクランク軸角度に応じてデューティ比を変更するように構成されているものの、前記したスイングバック制御による逆転駆動時のデューティ比との関係は検討されていなかった。これにより、例えば、巻き戻し制御およびスイングバック制御時の逆転デューティ比を共通設定とすると、その設定値が大きい場合は、スイングバック制御時の逆転時間が短縮されると共に正転時に慣性力が加わり始動性が向上する一方、巻き戻し制御時にはクランク軸が圧縮上死点前で戻され、慣性力により正転方向に戻りすぎてしまう可能性が生じる。また、その設定値が小さい場合は、巻き戻し制御時の圧縮反力の反動が低減されてクランク軸を短時間で所定位置に停止させることができる一方、スイングバック制御時には逆転時間が長くなって始動性が低下すると共に、正転方向の慣性力の発生が弱くなるという課題があった。
The engine start control device described in
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、巻き戻し制御およびスイングバック制御時のそれぞれに最適の回転速度でクランク軸を逆転駆動させることができるエンジン始動制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide an engine start control device that can reversely drive a crankshaft at an optimum rotational speed for each of rewind control and swingback control. .
前記目的を達成するために、本発明は、所定条件の成立によりエンジン(E)を自動停止させるアイドルストップ制御を実行すると共に、クランク軸(51)を正転駆動または逆転駆動させるモータ(70)によって、前記エンジン(E)の停止後にクランク軸(51)を所定位置まで逆転駆動するエンジン始動制御装置(80)において、スタータスイッチ(35)の操作によるエンジン始動時に、前記クランク軸(51)を所定位置まで逆転駆動させるスイングバック制御を実行するスイングバック制御部(90)と、アイドルストップ制御によるエンジン停止の直後に、前記クランク軸(51)を所定位置まで逆転駆動させる巻き戻し制御を実行するアイドルストップ開始時巻き戻し制御部(100)とを具備し、前記スイングバック制御部(90)による逆転駆動時のモータ電流値より、前記アイドルストップ開始時巻き戻し制御部(100)による逆転駆動時のモータ電流値の方が小さく設定されている点に第1の特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention executes an idle stop control for automatically stopping the engine (E) when a predetermined condition is satisfied, and a motor (70) for driving the crankshaft (51) in the normal rotation direction or the reverse rotation direction. Thus, in the engine start control device (80) that reversely drives the crankshaft (51) to a predetermined position after the engine (E) is stopped, the crankshaft (51) is moved when the engine is started by operating the starter switch (35). A swingback control unit (90) that performs a swingback control for reversely driving to a predetermined position, and a rewinding control for reversely driving the crankshaft (51) to a predetermined position immediately after the engine is stopped by idle stop control. An idle stop start rewinding control unit (100), and the swing back The first feature is that the motor current value at the time of reverse rotation driving by the idle stop start rewinding control unit (100) is set smaller than the motor current value at the time of reverse rotation driving by the control unit (90). is there.
また、前記電流値の大小は、前記モータを駆動するモータデューティ比によって決定される点に第2の特徴がある。 A second feature is that the magnitude of the current value is determined by a motor duty ratio for driving the motor.
また、前記アイドルストップ開始時巻き戻し制御部(100)は、圧縮上死点後の所定位置に到達したことが検知されると、前記モータ(70)への通電を停止すると共に、タイマ(102)による時間計測を開始し、該計測時間が所定時間に到達すると、アイドルストップ状態に移行する点に第3の特徴がある。 Further, when it is detected that the idle stop start rewinding control unit (100) has reached the predetermined position after the compression top dead center, the energization to the motor (70) is stopped and the timer (102) ) Is started, and when the measured time reaches a predetermined time, there is a third feature in that it shifts to an idle stop state.
また、前記圧縮上死点後の所定位置は、前記モータ(70)の逆転駆動中に、前記モータ(70)の回転角度を検出するモータ角度センサ(29)によって前記モータ(70)の正転が検知された時点である点に第4の特徴がある。 The predetermined position after the compression top dead center is determined by the motor angle sensor (29) that detects the rotation angle of the motor (70) during the reverse rotation of the motor (70). There is a fourth feature in that the point in time is detected.
また、前記圧縮上死点後の所定位置は、前記モータ(70)の逆転駆動中に、前記モータ(70)の減速度が所定値を超えた時点とされ、前記モータ(70)の減速度は、前記クランク軸(51)の2回転を72個のモータステージで等分した720度モータステージの通過速度の変化に基づいて算出される点に第5の特徴がある。 The predetermined position after the compression top dead center is a point in time when the deceleration of the motor (70) exceeds a predetermined value during the reverse rotation of the motor (70), and the deceleration of the motor (70). Has a fifth feature in that it is calculated based on a change in the passing speed of a 720 degree motor stage obtained by equally dividing two rotations of the crankshaft (51) by 72 motor stages.
さらに、前記モータ(70)は、スタータモータとACジェネレータとを兼用するACGスタータモータである点に第5の特徴がある。 Further, the motor (70) has a fifth feature in that the motor (70) is an ACG starter motor that serves both as a starter motor and an AC generator.
第1の特徴によれば、スタータスイッチの操作によるエンジン始動時にクランク軸を所定位置まで逆転駆動させるスイングバック制御を実行するスイングバック制御部と、アイドルストップ制御によるエンジン停止の直後にクランク軸を所定位置まで逆転駆動させる巻き戻し制御を実行するアイドルストップ開始時巻き戻し制御部とを具備し、スイングバック制御部による逆転駆動時のモータ電流値より、アイドルストップ開始時巻き戻し制御部による逆転駆動時のモータ電流値の方が小さく設定されているので、スイングバック制御時にはモータの逆転速度を高めて逆転時間を短縮し、エンジンの始動性を高める一方、巻き戻し制御時には逆転速度を低下させることで圧縮上死点を乗り越えてしまうことを防止すると共に、圧縮反力による揺り戻しの反動を小さくして、クランク軸を再始動に最適な位置に速やかに停止させることが可能となる。 According to the first feature, the swingback control unit that performs swingback control that reversely drives the crankshaft to a predetermined position when the engine is started by operating the starter switch, and the crankshaft is predetermined immediately after the engine is stopped by the idle stop control. An idle stop start rewinding control unit that performs a rewinding control to reversely drive to a position, and based on the motor current value at the time of reverse rotation driving by the swingback control unit, at the time of reverse rotation driving by the rewinding control unit at the start of idle stop Since the motor current value is set to be smaller, the reverse speed of the motor is increased during swingback control to shorten the reverse rotation time and the engine startability is improved, while the reverse speed is decreased during rewind control. It prevents the compression top dead center from being overcome and is caused by the compression reaction force. Ri to reduce the recoil return, it is possible to stop immediately the optimum position of the crank shaft to restart.
第2の特徴によれば、電流値の大小は、モータを駆動するモータデューティ比によって決定されるので、電流値の大小を容易に設定することが可能となる。 According to the second feature, since the magnitude of the current value is determined by the motor duty ratio for driving the motor, the magnitude of the current value can be easily set.
第3の特徴によれば、アイドルストップ開始時巻き戻し制御部は、圧縮上死点後の所定位置に到達したことが検知されると、モータへの通電を停止すると共に、タイマによる時間計測を開始し、該計測時間が所定時間に到達すると、アイドルストップ状態に移行するので、圧縮反力による揺り戻しが止まった状態でアイドルストップ状態へ移行させることが可能となる。 According to the third feature, when it is detected that the idling stop start rewinding control unit has reached a predetermined position after the compression top dead center, the motor stop energization and the timer measures the time. When the measurement time reaches a predetermined time, the state shifts to the idle stop state, so that it is possible to shift to the idle stop state in a state where the swing back due to the compression reaction force has stopped.
第4の特徴によれば、圧縮上死点後の所定位置は、モータの逆転駆動中にモータの回転角度を検出するモータ角度センサによってモータの正転が検知された時点であるので、モータの逆転駆動時に、圧縮反力の増大によってピストンが押し戻されたことを検知して、圧縮上死点後の所定位置を決定することができる。 According to the fourth feature, the predetermined position after the compression top dead center is the time when the forward rotation of the motor is detected by the motor angle sensor that detects the rotation angle of the motor during the reverse rotation of the motor. At the time of reverse rotation driving, it is possible to determine that the predetermined position after the compression top dead center is detected by detecting that the piston is pushed back due to an increase in the compression reaction force.
第5の特徴によれば、前記圧縮上死点後の所定位置は、モータの逆転駆動中にモータの減速度が所定値を超えた時点とされ、モータの減速度は、クランク軸の2回転を72個のモータステージで等分した720度モータステージの通過速度の変化に基づいて算出されるので、圧縮上死点後の所定位置を、10度間隔で設定することが可能となる。 According to a fifth feature, the predetermined position after the compression top dead center is a point in time when the motor deceleration exceeds a predetermined value during reverse rotation driving of the motor, and the motor deceleration is performed by two rotations of the crankshaft. Is calculated based on a change in the passing speed of the 720 degree motor stage equally divided by 72 motor stages, so that a predetermined position after the compression top dead center can be set at intervals of 10 degrees.
第6の特徴によれば、モータは、スタータモータとACジェネレータとを兼用するACGスタータモータであるので、クランク軸上に設けた1つのモータによって、エンジンの始動と始動後の発電に加えて、スイングバック制御および巻き戻し制御の実行も可能となる。 According to the sixth feature, since the motor is an ACG starter motor that serves both as a starter motor and an AC generator, in addition to starting the engine and generating electric power after starting, one motor provided on the crankshaft It is also possible to execute swingback control and rewind control.
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、本発明の一実施形態に係るエンジン始動制御装置を適用したスクータ型自動二輪車1の側面図である。車体前部と車体後部とは低床フロア部4を介して連結されている。車体フレームは、概ねダウンチューブ6とメインパイプ7とから構成されている。メインパイプ7の上方には、シート8が配置されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a
ハンドル11は、ヘッドパイプ5に軸支されて上方に延ばされており、一方の下方側には、前輪WFを回転自在に軸支するフロントフォーク12が取り付けられている。ハンドル11の上部には、計器盤を兼ねたハンドルカバー13が取り付けられている。また、ヘッドパイプ5の前方には、エンジン始動制御装置としてのECU80が配設されている。
The
ダウンチューブ6の後端で、メインパイプ7の立ち上がり部には、ブラケット15が突設されている。ブラケット15には、スイングユニット2のハンガーブラケット18がリンク部材16を介して揺動自在に支持されている。
At the rear end of the
スイングユニット2の前部には、4サイクル単気筒のエンジンEが配設されている。エンジンEの後方には無段変速機10が配設されており、減速機構9の出力軸には後輪WRが軸支されている。減速機構9の上端とメインパイプ7の屈曲部との間には、リヤショックユニット3が介装されている。スイングユニット2の上方には、エンジンEから延出した吸気管19に接続される燃料噴射装置のスロットルボディ20およびエアクリーナ14が配設されている。
A four-cycle single-cylinder engine E is disposed at the front of the
図2は、図1のA−A線断面図である。スイングユニット2は、車幅方向右側の右ケース75および車幅方向左側の左ケース76なるクランクケース74を有する。クランク軸51は、クランクケース70に固定された軸受53,54により回転自在に支持されている。クランク軸51には、クランクピン52を介してコンロッド73が連結されている。
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The
左ケース76は変速室ケースを兼ねており、クランク軸51の左端部には、可動側プーリ半体60と固定側プーリ半体61とからなるベルト駆動プーリが取り付けられている。固定側プーリ半体61は、クランク軸51の左端部にナット77によって締結されている。また、可動側プーリ半体60は、クランク軸51にスプライン嵌合されて軸方向に摺動可能とされる。両プーリ半体60,61の間には、Vベルト62が巻き掛けられている。
The left case 76 also serves as a speed change chamber case, and a belt drive pulley including a
可動側プーリ半体60の右側では、ランププレート57がクランク軸51に固定されている。ランププレート57の外周端部に取り付けられたスライドピース58は、可動側プーリ半体60の外周端で軸方向に形成されたランププレート摺動ボス部59に係合されている。また、ランププレート57の外周部には、径方向外側に向かうにつれて可動側プーリ半体60寄りに傾斜するテーパ面が形成されており、このテーパ面と可動側プーリ半体60との間に複数のウェイトローラ63が収容されている。
On the right side of the
クランク軸51の回転速度が増加すると、遠心力によってウェイトローラ63が径方向外側に移動する。これにより、可動側プーリ半体60が図示左方に移動して固定側プーリ半体61に接近し、その結果、両プーリ半体60,61間に挟まれたVベルト62が径方向外側に移動してその巻き掛け径が大きくなる。スイングユニット2の後方側には、両プーリ半体60,61に対応してVベルト62の巻き掛け径が可変する被動プーリ(不図示)が設けられている。エンジンEの駆動力は、上記ベルト伝達機構によって自動調整され、不図示の遠心クラッチおよび減速機構9(図1参照)を介して後輪WRに伝達される。
When the rotational speed of the
右ケース75の内部には、スタータモータとACジェネレータとを組み合わせたACGスタータモータ70が配設されている。ACGスタータモータ70は、クランク軸51の先端テーパ部に取付ボルト120で固定されたアウタロータ71と、該アウタロータ71の内側に配設されて右ケース75に取付ボルト121で固定されるステータ72とから構成されている。アウタロータ71に対して取付ボルト67で固定される送風ファン65の図示右方側には、ラジエータ68および複数のスリットが形成されたカバー部材69が取り付けられている。
Inside the
クランク軸51には、ACGスタータモータ70と軸受54との間に、不図示のカムシャフトを駆動するカムチェーンが巻き掛けられるスプロケット55が固定されている。また、スプロケット55は、エンジンオイルを循環させるオイルポンプ(不図示)に動力を伝達するギヤ56と一体的に形成されている。
A
図3は、ACGスタータモータ70の制御系のブロック図である。前記と同一符号は同一または同等部分を示す。ECU80には、ACGスタータモータ70の三相交流を全波整流する全波整流ブリッジ回路81と、全波整流ブリッジ回路81の出力を予定のレギュレート電圧(レギュレータ作動電圧:例えば、14.5V)に制限するレギュレータ82と、エンジン始動時にクランク軸51を所定の位置まで逆転させるスイングバック制御部90と、アイドルストップ開始時にクランク軸51を所定の位置まで逆転させるアイドルストップ開始時巻き戻し制御部100と、アイドルストップ状態からエンジンを再始動する際に噴射・点火ステージを設定する再始動時モータステージ変換手段110と、アイドルストップ制御の開始時にクランク軸位置としての720度モータステージを記憶・保持する720度モータステージ記憶手段111と、噴射・点火ステージの設定に使用される噴射・点火ステージ対応表112とを含む。上記した各制御の詳細は後述する。
FIG. 3 is a block diagram of a control system of the
ECU80には、燃料噴射装置28、モータ角度センサ29、点火コイル21、スロットル開度センサ23、フューエルセンサ24、乗員の着座状態を検知するシートスイッチ25、アイドルストップ制御許可スイッチ26、冷却水温センサ27および点火パルサ30が接続されており、各部からの検出信号がECU80に入力される。点火コイル21の二次側には、点火プラグ22が接続されている。
The
さらに、ECU80には、スタータリレー34、スタータスイッチ35、ストップスイッチ36,37、スタンバイインジケータ38、フューエルインジケータ39、車速センサ40およびヘッドライト42が接続されている。ヘッドライト42には、ディマースイッチ43が設けられている。上記の各部品には、メインヒュ−ズ44およびメインスイッチ45を介して、バッテリ46から電力が供給される。
Furthermore, a
図4は、ACGスタータモータ70の駆動制御に係るECU80内の主要部の構成を示したブロック図である。全波整流ブリッジ回路81は、直列接続された2つのパワーFETを3組並列接続して構成される。バッテリ46と全波整流ブリッジ回路81との間には、平滑コンデンサ86が配置されている。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part in the
ステージ判定部83は、モータ角度センサ29および点火パルサ30の出力信号に基づいて、クランク軸51の2回転をステージ#0〜71の72ステージ(720度モータステージ)に分割すると共に、現在のステージを判定する。なお、ステージの判定は、エンジンの始動後、PBセンサの出力値等に基づいて行程判別(クランク軸2回転の表裏判定)が完了するまでの間は、クランク軸51の1回転をステージ♯0〜35の36ステージに分けた360度モータステージによって行われる。点火パルサ30は、ACGスタータモータ70のモータ角度センサ29と一体に設けられ、クランク軸51に取り付けられたACGスタータモータ70の回転角度を検出している。
The
本実施形態に係るECU(エンジン始動制御装置)80は、エンジンEが停止している状態からスタータスイッチ35(図3参照)を操作してエンジンEを始動する際に、一度所定位置まで逆転させる、換言すれば、所定位置までスイングバックさせてから正転を開始することで、圧縮上死点までの助走期間を長くして、最初に圧縮上死点を乗り越える際のクランク軸51の回転速度を高める「エンジン始動時スイングバック制御」の実行が可能である。このエンジン始動時スイングバック制御によれば、スタータスイッチ35によってエンジンを始動する場合の始動性を高めることが可能となる。
The ECU (engine start control device) 80 according to this embodiment reverses to a predetermined position once when the engine E is started by operating the starter switch 35 (see FIG. 3) from a state where the engine E is stopped. In other words, by starting normal rotation after swinging back to a predetermined position, the running speed to the compression top dead center is lengthened, and the rotational speed of the
また、ECU80は、信号待ち等の停車時に所定条件を満たすとエンジンを一旦停止させるアイドルストップ制御を実行することができる。アイドルストップを開始する所定条件は、例えば、アイドルストップ制御許可スイッチ26がオンで、かつシートスイッチ35で乗員の着座が検知され、かつ車速センサ40で検知される車速が所定値(例えば、5km/h)以下で、かつ点火パルサ30で検知されるエンジン回転数が所定値(例えば、2000rpm)以下で、かつスロットル開度センサ23で検知されるスロットル開度が所定値(例えば、5度)以下の状態において所定時間が経過した場合等とされる。そして、アイドルストップ中にスロットル開度が所定値以上になると、エンジンEを再始動するように構成されている。
Further, the
さらに、本実施形態に係るECU80は、上記したアイドルストップ条件が満たされてエンジンEを一旦停止させる際に、クランク軸51が停止した位置から所定位置まで逆転させる、換言すれば、所定位置まで巻き戻すことによって圧縮上死点までの助走期間を長くして、再始動時の始動性を高める「アイドルストップ開始時巻き戻し制御」を実行可能に構成されている。なお、この巻き戻し制御は、メインスイッチ35をオフにしてエンジンEが停止する場合には実行されない。
Furthermore, the
エンジン始動状況判定部84は、エンジンEの始動が、スタータスイッチ35の操作によって行われる、すなわち、完全停止状態から始動される状況であるか、または、アイドルストップ状態からスロットル操作によって再始動される状況であるかを判定する。そして、完全停止状態から始動する状況であると判定されると、スイングバック制御部90に含まれるスイングバック用逆転デューティ比設定部92によって、スイングバック制御でACGスタータモータ70を逆転させる際のデューティ比が設定される。
The engine start
一方、エンジン始動状況判定部84によって、アイドルストップ状態から再始動される状況であると判定されると、アイドルストップ開始時巻き戻し制御部100に含まれる巻き戻し用逆転デューティ比設定部101によって、巻き戻し制御のためにACGスタータモータ70を逆転させる際のデューティ比が設定される。なお、アイドルストップ開始時巻き戻し制御部100には、各種の所定時間を検知するタイマ102が含まれている。
On the other hand, when it is determined by the engine start
そして、駆動制御部85は、スイングバック制御時には、スイングバック制御部90によって設定されたデューティ比の駆動パルスを全波整流ブリッジ回路81の各パワーFETへ供給し、一方、巻き戻し制御時には、アイドルストップ開始時巻き戻し制御部100によって設定されたデューティ比の駆動パルスを全波整流ブリッジ回路81の各パワーFETへ供給する。本実施形態に係るエンジン始動制御装置(ECU)80は、このスイングバック制御時のデューティ比と、巻き戻し制御時のデューティ比とを異ならせている点に特徴がある。具体的には、スイングバック制御時の逆転デューティ比より巻き戻し制御時の逆転デューティ比が小さくなるように設定されている(例えば、スイングバック制御時:100%、巻き戻し制御時:45%)。以下、図5ないし8を参照して、このスイングバック制御および巻き戻し制御を詳細に説明する。
The
図5は、エンジン始動時のスイングバック制御の流れを示すタイムチャートである。この図では、上から、モータ回転数、モータ回転状態、スタータスイッチ作動状態をそれぞれ示している。エンジンEが完全停止している状態(アイドルストップ状態からの再始動ではなく)から、時刻t10でスタータスイッチ35がオンにされると、前記スイングバック制御部90が、デューティ比100%でACGスタータモータ70の逆転駆動を開始する。
FIG. 5 is a time chart showing the flow of swingback control when starting the engine. In this figure, the motor rotation speed, the motor rotation state, and the starter switch operating state are shown from above. When the
次に、時刻t11では、デューティ比100%での正転駆動が開始される。そして、時刻t13では、エンジンEが始動してACGスタータモータ70の回転速度が通電制御による駆動速度より高くなり、これに伴って通電が停止される。時刻t14では、エンジンEの始動を確認した乗員により、スタータスイッチ35がオフにされる。なお、モータステージは、時刻t12から360度モータステージの検知が開始され、その後、時刻t15において行程判別が完了した時点で720度モータステージが確定する。
Next, at time t11, normal rotation driving with a duty ratio of 100% is started. At time t13, the engine E is started and the rotational speed of the
図6は、エンジン始動時スイングバック制御の手順を示すフローチャートである。ステップS100では、エンジンEが停止中か否かが判定される。ステップS100で肯定判定されると、ステップS101に進んでアイドルストップ中であるか否かが判定される。ステップS101で肯定判定されると、ステップS102に進んで、スイングバック制御用逆転モータデューティ比(100%)が決定される。なお、ステップS100,101で否定判定されると、それぞれの判定に戻る。続くステップS103では、スタータスイッチ35がオンにされたか否かが判定され、肯定判定されるとステップS104に進み、否定判定されるとステップS103の判定に戻る。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of engine start swingback control. In step S100, it is determined whether or not the engine E is stopped. If an affirmative determination is made in step S100, the process proceeds to step S101 to determine whether or not an idle stop is being performed. If an affirmative determination is made in step S101, the process proceeds to step S102 to determine the reverse motor duty ratio (100%) for swingback control. If a negative determination is made in steps S100 and S101, the process returns to each determination. In a succeeding step S103, it is determined whether or not the
ステップS104では、デューティ比100%でACGスタータモータの逆転駆動が開始される。続くステップS105では、圧縮上死点後の所定位置を検出したか否かが判定される。この所定位置は、例えば、圧縮上死点後30度の位置に設定することができる。ステップS105で肯定判定されると、ステップS106に進んで、デューティ比100%でACGスタータモータ70の正転駆動が開始される。なお、ステップS105で否定判定されると、ステップS104に戻る。
In step S104, reverse rotation driving of the ACG starter motor is started with a duty ratio of 100%. In a succeeding step S105, it is determined whether or not a predetermined position after the compression top dead center is detected. This predetermined position can be set, for example, at a
次に、ステップS107では、360度モータステージの予め設定されたステージでクランク2回転毎に燃料を噴射する斉時噴射と、360度モータステージの予め設定されたステージでクランク1回転毎に点火を行う360度点火が開始される。ステップS108では、クランク2回転におけるPBセンサの出力値等を用いることによりエンジンEの行程判別(クランク720度に対応するエンジンの吸気・排気・圧縮・燃焼の各行程の判別)が完了したか否かが判定され、肯定判定されると、ステップS109で720度モータステージが確定すると共に、ステップS110で噴射・点火ステージが確定する。そして、ステップS111では、720度に1回(クランク2回転に1回)の点火制御および噴射制御が開始され、一連の制御を終了する。なお、ステップS108で否定判定されると、ステップS107に戻る。 Next, in step S107, simultaneous injection in which fuel is injected every two revolutions of the crank at a preset stage of the 360 degree motor stage and ignition is performed at every revolution of the crank at the preset stage of the 360 degree motor stage. 360 degree ignition is started. In step S108, whether or not the stroke determination of the engine E (determination of each stroke of the intake, exhaust, compression, and combustion of the engine corresponding to the crank 720 degrees) has been completed by using the output value of the PB sensor in the second rotation of the crank. If a positive determination is made, the 720 degree motor stage is determined in step S109, and the injection / ignition stage is determined in step S110. In step S111, ignition control and injection control are started once every 720 degrees (once every two rotations of the crank), and the series of controls is terminated. If a negative determination is made in step S108, the process returns to step S107.
上記したように、本実施形態に係るエンジン始動制御装置では、スイングバック制御時に逆転駆動のデューティ比を100%に設定することで、正転駆動の準備としての逆転駆動を可能な限り短い時間で完了させるように構成されている。これに対し、アイドルストップ開始時の巻き戻しにおいては、逆転駆動後に連続的に正転駆動させることはないので、例えば、デューティ比45%等の遅い速度で逆転させても問題がない。そして、以下で説明するアイドルストップ開始時の巻き戻し制御によれば、巻き戻し時の逆転速度を低下させることで、圧縮上死点から正転方向に戻りすぎないようにすると共に、逆転時に受ける圧縮反力の影響を小さくして、再始動に最適な位置にクランク軸51を速やかに停止させることが可能となる。なお、予め設定されたそれぞれのデューティ比は、エンジン水温等に応じて補正されるように構成してもよい。
As described above, in the engine start control device according to the present embodiment, by setting the reverse drive duty ratio to 100% during the swing back control, the reverse drive as preparation for the forward drive can be performed in as short a time as possible. Configured to complete. On the other hand, in the rewinding at the start of the idle stop, there is no problem even if the reverse rotation is performed at a slow speed such as a duty ratio of 45% because the normal rotation drive is not continuously performed after the reverse rotation drive. Then, according to the rewinding control at the start of idle stop described below, the reverse rotation speed at the time of rewinding is reduced so that it does not return too much in the forward rotation direction from the compression top dead center and is received at the time of reverse rotation. The influence of the compression reaction force can be reduced, and the
図7は、アイドルストップ開始時の巻き戻し制御の流れを示すタイムチャートである。この図では、上から、モータ回転数およびスロットル開度、モータ回転状態を示している。時刻t20では、前記したようなアイドルストップ条件が満たされて、アイドルストップ制御が開始される。その後、時刻t21において、クランク軸51が停止したことが検知されると、デューティ比45%での巻き戻し制御が開始される。
FIG. 7 is a time chart showing the flow of rewinding control at the start of idle stop. In this figure, the motor rotation speed, throttle opening, and motor rotation state are shown from the top. At time t20, the idle stop condition as described above is satisfied, and the idle stop control is started. Thereafter, when it is detected that the
時刻t22では、クランク軸51が逆転方向で圧縮上死点に近づいて、ピストンの圧縮反力が高まることにより、デューティ比45%での逆転通電が継続された状態でピストンが押し戻されてクランク軸51が正転に転じる、換言すれば、クランク軸51の揺り戻しが開始される。アイドルストップ開始時巻き戻し制御部100は、モータ角度センサ29の出力信号に基づいて、ACGスタータモータ70が正転を開始したことを検知すると、クランク軸が圧縮上死点後の所定位置に到達したと判定して、ACGスタータモータ70の通電を停止すると共に、タイマ102(図4参照)により揺り戻し待ち所定時間の計測を開始する。
At time t22, the
次に、時刻t23〜t24の間では、排気バルブの駆動抵抗によって少しだけ逆転し、時刻t24において停止する。そして、時刻t25では、タイマ102によって計測していた時間が揺り戻し待ち所定時間に到達することにより、アイドルストップ状態へ移行する。
Next, during time t23 to t24, the rotation is slightly reversed by the driving resistance of the exhaust valve and stops at time t24. At time t25, when the time measured by the
その後、時刻t26では、乗員のスロットル操作によりスロットル開度が所定値以上となったことが検知され、エンジンを再始動するためにデューティ比100%での正転駆動が開始される。そして、時刻t27において、エンジンが始動することでその回転速度がACGスタータモータ70の駆動回転数を超えて、再始動が完了する。
Thereafter, at time t26, it is detected that the throttle opening is equal to or greater than a predetermined value by the occupant's throttle operation, and normal rotation driving with a duty ratio of 100% is started to restart the engine. At time t <b> 27, the engine starts, so that the rotation speed exceeds the drive rotation speed of the
なお、上記した圧縮上死点後の所定位置は、クランク軸51の2回転を72個のモータステージで等分した720度モータステージの通過速度の変化(減速度)に基づいて検知することもできる。ステージの通過速度は、各ステージの通過時間の計測によって可能となる。なお、720度モータステージの詳細は後述するが、前記したスイングバック制御における、逆転駆動中の圧縮上死点後の所定位置の検出も、720度モータステージが所定のステージに到達した場合や、720度モータステージの通過速度の変化に基づいて行うことが可能である。
The predetermined position after the compression top dead center may be detected based on a change (deceleration) in the passing speed of a 720 degree motor stage obtained by equally dividing two rotations of the
図8は、アイドルストップ開始時巻き戻し制御の手順を示すフローチャートである。ステップS200では、アイドルストップ条件が成立したか否かが判定され、肯定判定されるとステップS201に進んでエンジンEの停止処理が実行される。なお、ステップS200で否定判定されると、ステップS200の判定に戻る。 FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of idle stop start rewinding control. In step S200, it is determined whether or not an idle stop condition is satisfied. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S201, and a stop process of the engine E is executed. If a negative determination is made in step S200, the process returns to the determination in step S200.
次に、ステップS202では、モータ角度センサ29の出力信号に基づいて、クランク軸51の回転が停止したか否かが判定される。ステップS202で否定判定されるとステップS202の判定に戻り、一方、肯定判定されると、ステップS203に進んで、巻き戻し制御用モータデューティ比(45%)が決定される。続くステップS204では、デューティ比45%での逆転駆動が開始され、ステップS205では、モータ角度センサ29により正転が検出されたか否かが判定され、肯定判定されると、ステップS206に進む。ステップS205で否定判定されると、ステップS204に戻る。クランク軸51の正転が検知されたことで移行するステップS206では、モータデューティ比をゼロにする、すなわち、ACGスタータモータ70への通電を停止し、続くステップS207において、タイマ102による揺り戻し待ち所定時間(例えば、2秒)の計測が開始される。そして、ステップS208では、揺り戻し待ち所定時間が経過したか否かが判定され、否定判定されるとステップS208の判定に戻り、一方、肯定判定されると、ステップS209に進んでアイドルストップ状態へ移行し、一連の制御を終了する。
Next, in step S202, it is determined based on the output signal of the
図9は、アイドルストップ開始時における、燃料噴射装置28および点火装置(点火プラグ22)の駆動状態を示すグラフである。この図では、上から、PBセンサによる吸気負圧の計測値、点火装置および燃料噴射装置の駆動パルスを示している。また、図10は、アイドルストップ開始時のエンジン停止制御の手順を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a graph showing driving states of the fuel injection device 28 and the ignition device (ignition plug 22) at the start of idle stop. In this figure, the measured value of the intake negative pressure by the PB sensor and the drive pulses of the ignition device and the fuel injection device are shown from the top. FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of engine stop control at the start of idle stop.
本実施形態に係るエンジン始動制御装置では、アイドルストップの開始時に、燃料噴射のみを停止し、点火動作はそのまま継続するように構成されている。図10を参照して、ステップS300では、アイドルストップ条件が成立したか否かが判定され、肯定判定されるとステップS301に進む。なお、ステップS300で否定判定されると、そのまま制御を終了する。ステップS301では、燃料噴射装置28による燃料噴射が停止されると共に、点火プラグ22による点火はそのまま継続され、ステップS302でエンジンが停止(クランク軸回転が停止)すると、一連の制御を終了する。上記した構成によれば、アイドルストップの開始時に、万一、エンジンEの燃焼室等に未燃ガスが残っていた場合でも、クランク軸51が停止するまでの間にこれを完全に燃焼させることが可能となる。
The engine start control device according to the present embodiment is configured to stop only fuel injection and continue the ignition operation as it is at the start of idle stop. Referring to FIG. 10, in step S300, it is determined whether or not an idle stop condition is satisfied. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S301. If a negative determination is made in step S300, the control is terminated as it is. In step S301, fuel injection by the fuel injection device 28 is stopped, and ignition by the
ところで、エンジン始動時の燃料噴射装置および点火装置の駆動は、エンジンの行程判別が完了して720度モータステージが確定するまでの間は、エンジン回転数が所定値以上になると1回噴射を行う斉時噴射を行った後、所定のクランク角度毎のタイミングで噴射を行うと共に、クランク1回転(360度)に1回の固定点火を行うのが通常である。したがって、アイドルストップによるエンジン停止状態からエンジンを再始動する場合でも、行程判別が完了するまでの間は、斉時噴射および所定のクランク角度毎のタイミングでの噴射と、360度点火とが行われていた。 By the way, when the engine is started, the fuel injection device and the ignition device are driven once when the engine speed reaches a predetermined value or more until the engine stroke determination is completed and the 720 degree motor stage is determined. After performing simultaneous injection, it is usual to perform injection at a timing for each predetermined crank angle and to perform one fixed ignition for one rotation of the crank (360 degrees). Therefore, even when the engine is restarted from the engine stop state due to idle stop, simultaneous injection, injection at a predetermined crank angle timing, and 360 degree ignition are performed until the stroke determination is completed. It was.
これに対し、本実施形態に係るエンジン始動制御装置では、アイドルストップを開始する前に確定していた720度モータステージをアイドルストップ中も記憶・保持しておき、エンジンの再始動時に行程判別を行うことなく、720度モータステージに基づく燃料噴射および点火制御を最初から実行することが可能に構成されている。以下、図11ないし13を参照して、これを詳細に説明する。 On the other hand, in the engine start control device according to the present embodiment, the 720 degree motor stage determined before starting the idle stop is stored and held even during the idle stop, and the stroke determination is performed when the engine is restarted. Without being performed, the fuel injection and ignition control based on the 720 degree motor stage can be executed from the beginning. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
図11は、クランク軸51の回転角度と720度モータステージ等との関係を示すタイミングチャートである。この図では、上から、4サイクルエンジンの4行程(圧縮、燃焼、排気、吸気)、クランク軸回転角度、クランクパルス、モータ角度センサ29の出力信号(W相、U相、V相)、燃料噴射装置の駆動タイミングの基準となる噴射(FI)ステージ、点火装置の駆動タイミングの基準となる点火ステージ(IG)ステージ、720度モータステージをそれぞれ示している。
FIG. 11 is a timing chart showing the relationship between the rotation angle of the
720度モータステージは、1ステージを10度として、クランク軸2回転分(720度)の期間を、♯0〜71の計72ステージに割り当てたものである。また、モータ角度センサ29は、W相、U相、V相が、それぞれ30度幅のパルス信号を30度間隔で出力するように構成されており、各相を10度ずつずらして配置することにより、クランク軸51の回転角度を10度毎に検知可能とするものであり、その基準位置はクランクパルス信号によって定められる。クランクパルス信号を検知するためにクランク軸51に取り付けられるパルサロータは、周方向に22.5度の検知幅を有する4個の短リラクタと、周方向に82.5度の検知幅を有する1個の長リラクタとを、37.5度間隔で配置した形状とされている。長リラクタの中央の位置で信号を出力するように構成されているW相の出力が、クランク回転角度を導出する基準となる。
The 720 degree motor stage is a stage in which one stage is set to 10 degrees, and a period of two rotations of the crankshaft (720 degrees) is assigned to 72
そして、クランクパルス信号およびロータセンサ信号により360度モータステージが確定し、表側の吸気行程では吸気負圧によってPB値(PBセンサの出力値)が小さくなり、360度回転後の裏側の燃焼行程では吸気が行われずPB値が高くなることに基づいた表裏判定が行われ、これにより、クランク軸の2回転の表裏判定が確定すると、720度モータステージが確定する。例えば、前記した圧縮上死点前30度の位置は、720度モータステージが♯69であることにより検知できる。なお、点火は、IGステージが9〜11の間で行われ、燃料噴射は、FIステージ12〜17の間で行われる。
The 360-degree motor stage is determined by the crank pulse signal and the rotor sensor signal, and the PB value (output value of the PB sensor) is reduced by the intake negative pressure in the intake stroke on the front side, and in the combustion stroke on the back side after rotating 360 degrees. A front / back determination based on the fact that the intake air is not performed and the PB value becomes high is performed. As a result, when the front / back determination for two rotations of the crankshaft is determined, the 720 degree motor stage is determined. For example, the
図12は、噴射・点火ステージ変換制御の手順を示すフローチャートである。ステップS400では、アイドルストップ中か否かが判定され、肯定判定されるとステップS401に進む。ステップS401では、スロットルが所定開度以上開かれたか否かが判定され、肯定判定されると、ステップS402に進む。なお、ステップS400,401で否定判定されると、それぞれの判定に戻る。 FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of injection / ignition stage conversion control. In step S400, it is determined whether or not an idle stop is being performed. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S401. In step S401, it is determined whether or not the throttle is opened by a predetermined opening or more. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S402. If a negative determination is made in steps S400 and 401, the process returns to each determination.
ステップS402では、エンジンを再始動するためにACGスタータモータ70が正転駆動される。そして、ステップS403では、720度モータステージ記憶手段111に記憶されているアイドルストップ開始時の720度モータステージに基づいて、図13に示す噴射・点火ステージ対応表112を参照して、FIステージおよびIGステージが導出される。例えば、720度モータステージが♯2〜4であった場合には、FIステージが♯4、IGステージが♯12にそれぞれ変換されることとなる。なお、アイドルストップ中は、ECU30への通電が継続されるので、720度モータステージ記憶手段111は、電源のオフにより記憶内容がリセットされるRAMで構成することができる。
In step S402, the
ステップS404では、ステップS403で判明したFIステージおよびIGステージと、予め定められた燃料噴射マップおよび点火マップとに応じた燃料噴射装置および点火装置の駆動が開始される。なお、燃料噴射マップは、エンジン回転数Ne、スロットル開度θ、PBセンサによる吸気圧値等に基づいて燃料噴射時間を決定するマップで構成することができる。そして、ステップS405では、エンジン回転数(モータ回転数)Neが始動完了回転数(例えば、1000rpm)以上に達したか否かが判定され、否定判定されるとステップS405の判定に戻り、一方、肯定判定されるとステップS406に進んでACGスタータモータ70の駆動を停止し、一連の制御を終了する。
In step S404, driving of the fuel injection device and the ignition device is started in accordance with the FI stage and IG stage found in step S403 and the predetermined fuel injection map and ignition map. The fuel injection map can be configured as a map for determining the fuel injection time based on the engine speed Ne, the throttle opening θ, the intake pressure value by the PB sensor, and the like. In step S405, it is determined whether or not the engine speed (motor speed) Ne has reached a start completion speed (for example, 1000 rpm) or more. If a negative determination is made, the process returns to the determination in step S405. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S406, the drive of the
上記した噴射・点火ステージ変換制御によれば、アイドルストップからの再始動時にエンジンの行程判別を行う必要がなく、720度モータステージに基づいた最適な燃料噴射および点火制御を最初から実行できるので、再始動時の始動性を向上させることができる。また、斉時噴射を行わないので、燃費を向上させることが可能となる。 According to the injection / ignition stage conversion control described above, it is not necessary to determine the stroke of the engine when restarting from the idle stop, and optimal fuel injection and ignition control based on the 720 degree motor stage can be executed from the beginning. The startability at the time of restart can be improved. In addition, since simultaneous injection is not performed, fuel consumption can be improved.
なお、ACGスタータモータ、パルサロータ、モータ角度センサの形状や構造、ECU(エンジン始動制御装置)の内部構成、スイングバック制御およびアイドルストップ開始時巻き戻し制御におけるそれぞれの逆転デューティ比、720度モータステージと噴射・点火ステージとの対応関係等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態で説明した、エンジン始動時のスイングバック制御、アイドルストップ開始時の巻き戻し制御、アイドルストップ開始時の燃料噴射停止および点火継続制御、アイドルストップ状態から再始動する際の噴射・点火ステージ変換制御は、それぞれ組み合わせて適用することが可能である。本発明に係るエンジン始動制御装置は、自動二輪車に限られず、三輪車や四輪車等に適用することが可能である。 In addition, the shape and structure of the ACG starter motor, pulsar rotor, motor angle sensor, internal configuration of the ECU (engine start control device), respective reverse duty ratios in swingback control and idle stop start rewinding control, 720 degree motor stage, The correspondence relationship with the injection / ignition stage is not limited to the above embodiment, and various changes can be made. For example, as described in the above embodiment, swing back control at engine start, rewind control at start of idle stop, fuel injection stop and ignition continuation control at start of idle stop, injection at restart from idle stop state The ignition stage conversion control can be applied in combination. The engine start control device according to the present invention is not limited to a motorcycle, and can be applied to a tricycle, a four-wheel vehicle, or the like.
1…自動二輪車、21…点火コイル(点火装置)、22…点火プラグ(点火装置)、28…燃料噴射装置、29…モータ角度センサ、30…点火パルサ、51…クランク軸、70…ACGスタータモータ(モータ)、80…ECU(エンジン始動制御装置)、81…全波整流ブリッジ回路、90…スイングバック制御部、91…スイングバック用逆転デューティ比設定部、100…アイドルストップ開始時巻き戻し制御部、101…巻き戻し用逆転デューティ比設定部、102…タイマ、110…再始動時モータステージ変換手段110、111…720度モータステージ記憶手段、112…噴射・点火ステージ対応表
DESCRIPTION OF
Claims (6)
スタータスイッチ(35)の操作によるエンジン始動時に、前記クランク軸(51)を所定位置まで逆転駆動させるスイングバック制御を実行するスイングバック制御部(90)と、
アイドルストップ制御によるエンジン停止の直後に、前記クランク軸(51)を所定位置まで逆転駆動させる巻き戻し制御を実行するアイドルストップ開始時巻き戻し制御部(100)とを具備し、
前記スイングバック制御部(90)による逆転駆動時のモータ電流値より、前記アイドルストップ開始時巻き戻し制御部(100)による逆転駆動時のモータ電流値の方が小さく設定されていることを特徴とするエンジン始動制御装置。 Idle stop control is performed to automatically stop the engine (E) when a predetermined condition is satisfied, and the crankshaft (51) is driven forwardly or reversely by a motor (70) to stop the crankshaft after the engine (E) is stopped In the engine start control device (80) that reversely drives (51) to a predetermined position,
A swingback control section (90) for performing swingback control for reversely driving the crankshaft (51) to a predetermined position when the engine is started by operating a starter switch (35);
Immediately after engine stop by idle stop control, an idle stop start rewinding control unit (100) for performing rewinding control for reversely driving the crankshaft (51) to a predetermined position,
The motor current value at the time of reverse rotation by the idle stop start rewinding control unit (100) is set smaller than the motor current value at the time of reverse rotation driving by the swingback control unit (90). An engine start control device.
前記モータ(70)の減速度は、前記クランク軸(51)の2回転を72個のモータステージで等分した720度モータステージの通過速度の変化に基づいて算出されることを特徴とする請求項3に記載のエンジン始動制御装置。 The predetermined position after the compression top dead center is a time point when the deceleration of the motor (70) exceeds a predetermined value during the reverse drive of the motor (70),
The deceleration of the motor (70) is calculated based on a change in the passing speed of a 720 degree motor stage obtained by equally dividing two rotations of the crankshaft (51) by 72 motor stages. Item 4. The engine start control device according to Item 3.
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