JP5329270B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は内燃機関の制御装置に関し、より詳しくは始動時の内燃機関の運転を制御する制御装置に関する。

バッテリレスの車両（例えば自動二輪車）における内燃機関の点火方式としては、内燃機関に接続される発電機の出力で充電されるコンデンサを放電させて点火する容量放電式（ＣＤＩ）のものが広く知られている。上記した内燃機関にあっては、始動直後の発電機の出力が低いときであっても、その出力で必要な電力の全てを賄うこととなるため、従来より、始動時の消費電力を可能な限り低減するようにした制御装置が提案されおり、その例として特許文献１記載の技術を挙げることができる。

特許文献１記載の技術にあっては、発電機の出力電圧が所定値を超えるとき、発電機の出力をコンバータで昇圧させてコンデンサを充電する一方、所定値以下のときはコンバータの昇圧動作を停止させ、よって消費電力を低減して始動性を確保するようにしている。

特開２００４−３６０６３１号公報

ところで、内燃機関の始動に際し、運転者によって始動操作（具体的には、キックスタータペダルの踏み込み）がなされたものの、内燃機関のクランク軸の回転速度が不足して完爆状態とならず、始動操作が再度必要となることがある。特に、オフロードレースやトライアル競技用の自動二輪車の場合、コースの路面状態や傾斜によってはキックの踏力が不足することがあり、内燃機関が完爆せずに再度の始動操作が必要な状態に陥ることが多い。

しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、上記した再度の始動操作が必要な状態について何ら考慮されていないため、最初の始動操作で内燃機関が完爆しないと、発電機の出力電圧は徐々に低下して制御装置の動作電圧を下回り、制御装置（正確には制御装置内のＣＰＵ）においてリセット処理が行われることとなる。リセット処理が実行されてしまうと、再度の始動操作がなされて発電機の出力電圧が前記動作電圧以上となったとき、コンデンサの充電などの点火出力準備が再び行われることから、始動性の点で改善の余地を残していた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、始動操作によって内燃機関が完爆せずに再度の始動操作が必要な場合において、発電機の出力電圧の低下を防止し、始動性を向上させるようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、内燃機関に接続される発電機の出力で駆動されて燃料を燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプを備え、前記発電機の出力で充電されるコンデンサを放電させて点火する内燃機関の制御装置において、運転者によって前記内燃機関の始動操作がなされたとき、前記コンデンサの充電を開始させるコンデンサ充電開始手段と、前記発電機の出力電圧の電圧値を検出する電圧値検出手段と、前記コンデンサ充電開始手段によって前記コンデンサの充電が開始された後、前記検出された電圧値が第１のしきい値以上となるとき、前記燃料ポンプを駆動させる燃料ポンプ駆動手段とを備えると共に、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプを駆動させた後、前記検出された電圧値が前記第１のしきい値よりも低く設定された第２のしきい値以下となり、かつ前記燃料ポンプを駆動させてから第１の所定時間が経過している場合、前記燃料ポンプの駆動を停止させるように構成した。

請求項２に係る内燃機関の制御装置にあっては、内燃機関に接続される発電機の出力で駆動されて燃料を燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプを備え、前記発電機の出力で充電されるコンデンサを放電させて点火する内燃機関の制御装置において、運転者によって前記内燃機関の始動操作がなされたとき、前記コンデンサの充電を開始させるコンデンサ充電開始手段と、前記発電機の出力電圧の電圧値を検出する電圧値検出手段と、前記コンデンサ充電開始手段によって前記コンデンサの充電が開始された後、前記検出された電圧値が第１のしきい値以上となるとき、前記燃料ポンプを駆動させる燃料ポンプ駆動手段とを備え、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプを駆動させた後、前記検出された電圧値が前記第１のしきい値よりも低く設定された第２のしきい値以下となる場合、前記燃料ポンプの駆動を停止させると共に、前記燃料ポンプの駆動を停止させた後、前記検出された電圧値が前記第１のしきい値以上となり、かつ前記燃料ポンプの駆動を停止させてから第２の所定時間が経過している場合、前記燃料ポンプの駆動を再開させるように構成した。

請求項１に係る内燃機関の制御装置にあっては、運転者によって内燃機関の始動操作がなされたとき、コンデンサの充電を開始させ、その後発電機の出力電圧の電圧値が第１のしきい値以上となるとき、燃料ポンプを駆動させると共に、燃料ポンプを駆動させた後、発電機の出力電圧の電圧値が第２のしきい値以下となる場合、燃料ポンプの駆動を停止させるように構成したので、最初の始動操作によって内燃機関が完爆せずに再度の始動操作が必要な場合、詳しくは内燃機関が完爆せずに発電機の出力電圧の電圧値が徐々に低下する場合であっても、燃料ポンプの駆動の停止によってその低下を防止（抑制）することができる。従って、発電機の出力電圧が制御装置の動作電圧を下回ることがないため、リセット処理が実行されるのを回避でき、コンデンサの充電などの点火出力準備が再び行われることはない。さらに、始動操作後にコンデンサの充電を開始させて点火出力準備が既に完了していることから、点火出力タイミングのときに即座に点火することも可能となり、始動性を向上させることができる。

また、燃料ポンプを駆動させた後、発電機の出力電圧の電圧値が第２のしきい値以下となり、かつ燃料ポンプを駆動させてから第１の所定時間が経過している場合、燃料ポンプの駆動を停止させるように構成したので、上記した効果に加え、例えば燃料ポンプを駆動させた後に発電機の出力電圧が第２のしきい値付近で不安定な状態となった場合であっても、燃料ポンプの駆動と駆動停止が不要に繰り返される制御ハンチングを効果的に防止することができる。

請求項２に係る内燃機関の制御装置にあっては、運転者によって内燃機関の始動操作がなされたとき、コンデンサの充電を開始させ、その後発電機の出力電圧の電圧値が第１のしきい値以上となるとき、燃料ポンプを駆動させると共に、燃料ポンプを駆動させた後、発電機の出力電圧の電圧値が第２のしきい値以下となる場合、燃料ポンプの駆動を停止させると共に、燃料ポンプの駆動を停止させた後、発電機の出力電圧の電圧値が第１のしきい値以上となり、かつ燃料ポンプの駆動を停止させてから第２の所定時間が経過している場合、燃料ポンプの駆動を再開させるように構成したので、上記した効果に加え、例えば燃料ポンプの駆動を停止させた後に発電機の出力電圧が第１のしきい値付近で不安定な状態となった場合であっても、燃料ポンプの駆動と駆動停止が不要に繰り返される制御ハンチングをより効果的に防止することができる。

この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。 図１に示すＥＣＵの構成を全体的に示すブロック図である。 図１に示す内燃機関の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。 図３の燃料ポンプ制御のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図３のバッテリレス始動制御のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図３の通常始動制御のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 図１に示す内燃機関の制御装置の動作を示すタイム・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において符号１０は、図示しない車両（例えば自動二輪車）に搭載された内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は４サイクル単気筒の水冷式で、排気量２５０ｃｃ程度のガソリン・エンジンからなる。尚、符号１０ａはエンジン１０のクランクケースを示す。

エンジン１０の吸気管１２にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、車両のハンドルバーに運転者の手動操作自在に設けられたアクセラレータ（スロットルグリップ）にスロットルワイヤ（共に図示せず）を介して機械的に接続され、アクセラレータの操作量に応じて開閉され、エアクリーナ１６から吸気管１２を通ってエンジン１０に吸入される空気の量を調整する。

吸気管１２においてスロットルバルブ１４の下流側の吸気ポート付近には、インジェクタ（燃料噴射弁）２０が配置される。インジェクタ２０には、燃料タンク２２に貯留されるガソリン燃料が、燃料タンク２２の内部に配置された燃料ポンプ２４によって燃料供給管２６を介して圧送される。

インジェクタ２０は、電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）３０の駆動回路（図１で図示せず）に電気的に接続され、ＥＣＵ３０から開弁時間を示すインジェクタ駆動信号が駆動回路を通じて供給されると開弁し、開弁時間に応じた燃料を吸気ポートに噴射する。噴射された燃料は吸入空気と混合して混合気を形成し、混合気は、吸気バルブ３２が開弁されるとき、燃焼室３４に流入する。

燃焼室３４に流入した混合気は、点火コイル３６から供給された高電圧で点火プラグ４０が火花放電されるときに点火されて燃焼し、ピストン４２を図１において下方に駆動してクランク軸４４を回転させる。燃焼によって生じた排ガスは、排気バルブ４６が開弁されるとき、排気管５０を流れる。排気管５０には触媒装置５２が配置され、排ガス中の有害成分を除去する。触媒装置５２で浄化された排ガスはさらに下流に流れ、エンジン１０の外部に排出される。

スロットルバルブ１４の付近にはポテンショメータからなるスロットル開度センサ５４が設けられ、スロットルバルブ１４の開度θＴＨを示す出力を生じる。吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側には吸気温センサ５６が設けられて吸入空気の温度ＴＡを示す出力を生じると共に、下流側には絶対圧センサ６０が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡを示す出力を生じる。

エンジン１０のシリンダブロックの冷却水通路１０ｂには水温センサ６２が取り付けられ、エンジン１０の温度（エンジン冷却水温）ＴＷに応じた出力を生じる。エンジン１０のクランク軸４４の付近にはクランク角センサ６４が取り付けられて所定クランク角度位置で（具体的には２０°ごとに）クランク角度信号を出力する。

エンジン１０のクランク軸４４には、発電機６６が接続される。発電機６６は、例えばクランク軸４４の回転で駆動されて３相の交流電圧を出力する、永久磁石式の交流発電機からなる。尚、発電機６６は、エンジン始動時に運転者によって始動操作がなされて（具体的には、キックスタータペダルキック（図示せず）が踏み込まれて）クランク軸４４が回転させられるときにも駆動され、交流電圧を出力する。

発電機６６から出力される３相の交流電圧は、レギュレートレクチファイヤ７０に入力される。レギュレートレクチファイヤ７０は、整流回路７０ａと出力電圧調整回路７０ｂを備える。整流回路７０ａは、発電機６６から入力される３相の交流電圧を、図示しないブリッジ回路で直流電圧に整流して出力電圧調整回路７０ｂに出力する。出力電圧調整回路７０ｂは、入力された直流電圧を調整して電源電圧を生成し、平滑コンデンサ７２を介してＥＣＵ３０や燃料ポンプ２４などに供給する。

尚、ＥＣＵ３０おいては、その動作電圧が例えば６Ｖに設定され、運転者の始動操作によって発電機６６からレギュレートレクチファイヤ７０などを介して動作電圧以上の電圧が供給されるときに起動する。このように、この実施例に係るエンジン１０は、バッテリを備えないバッテリレスタイプのものであり、発電機６６の出力で必要な電力の全てが賄われる。

上記したスロットル開度センサ５４やクランク角センサ６４などの各センサの出力はＥＣＵ３０に入力される。

図２はＥＣＵ３０の構成を全体的に示すブロック図である。

ＥＣＵ３０はマイクロコンピュータからなり、図２に示すように、波形整形回路３０ａと、回転数カウンタ３０ｂと、Ａ／Ｄ変換回路３０ｃと、ＣＰＵ３０ｄと、点火回路３０ｅと、２個の駆動回路３０ｆ，３０ｇと、リレー３０ｈと、ＲＯＭ３０ｉと、ＲＡＭ３０ｊと、タイマ３０ｋと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｌおよび電圧検出回路３０ｍを備える。

波形整形回路３０ａは、クランク角センサ６４の出力（信号波形）をパルス信号に波形整形し、回転数カウンタ３０ｂに出力する。回転数カウンタ３０ｂは入力されたパルス信号をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）し、エンジン回転数ＮＥを示す信号をＣＰＵ３０ｄへ出力する。Ａ／Ｄ変換回路３０ｃは、スロットル開度センサ５４や水温センサ６２などの各センサの出力が入力され、アナログ信号値をデジタル信号値に変換してＣＰＵ３０ｄに出力する。

ＣＰＵ３０ｄは、変換されたデジタル信号などに基づき、ＲＯＭ３０ｉに格納されているプログラムに従って演算を実行し、クランク角度が点火出力タイミングのときに点火コイル３６の点火制御信号を点火回路３０ｅに出力する（即ち、点火時期制御を行う）。また、ＣＰＵ３０ｄは、各信号などに基づき、同様にＲＯＭ３０ｉに格納されているプログラムに従って演算を実行し、燃料噴射タイミングのときにインジェクタ駆動信号を駆動回路３０ｆに送る（燃料噴射制御を行う）と共に、各信号などに基づいて燃料ポンプ２４を駆動させる燃料ポンプ駆動信号を駆動回路３０ｇに出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｌは、平滑コンデンサ７２などを介して入力される発電機６６の出力（直流電圧）を昇圧させ、点火回路３０ｅ内のコンデンサ３０ｅ１を充電する。点火回路３０ｅは、ＣＰＵ３０ｄからの点火制御信号に応じ、点火コイル３６を通電して点火を行う。具体的には、点火回路３０ｅは、ＣＰＵ３０ｄから点火制御信号が入力されるとき、コンデンサ３０ｅ１に充電された電荷を点火コイル３６の１次コイル（図示せず）に放電させ、１次コイルへの放電の終了に伴って点火コイル３６の２次コイル（図示せず）に生じる高電圧で点火プラグ４０を点火させる。このように、点火回路３０ｅは容量放電式（ＣＤＩ）の点火回路からなる。

駆動回路３０ｆは、ＣＰＵ３０ｄからのインジェクタ駆動信号に応じ、インジェクタ２０を駆動して燃料を噴射させる。駆動回路３０ｇは、ＣＰＵ３０ｄから燃料ポンプ駆動信号が入力されるとき、リレー３０ｈを介して燃料ポンプ２４を駆動させる一方、入力されないときは燃料ポンプ２４の駆動を停止させる。

ＲＡＭ３０ｊは、例えば点火時期制御および燃料噴射制御において算出された点火時期や燃料噴射量などのデータが書き込まれる。また、タイマ３０ｋは、後述するプログラムにおいて行われる時間計測の処理に利用される。電圧検出回路３０ｍは、発電機６６の出力電圧の電圧値を検出し、検出された電圧値に応じた信号をＣＰＵ３０ｄに出力する。

図３はこの実施例に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、運転者によって始動操作がなされてＥＣＵ３０が起動させられるとき、ＥＣＵ３０においてクランク角度信号が入力されるごとに実行（ループ）される。

以下説明すると、先ずＳ１０において電圧検出回路３０ｍの出力に基づき、発電機６６の出力電圧の電圧値（以下「電源電圧ＶＢ」という）を検出し、次いでＳ１２に進み、燃料ポンプ２４の動作を制御する燃料ポンプ制御を行う。

図４は図３の燃料ポンプ制御のサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

図４に示すように、Ｓ１００において燃料ポンプ駆動フラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットが１か否か判断する。このフラグは、後述する如く燃料ポンプ２４が駆動しているときにそのビットが１にセットされる一方、燃料ポンプ２４が停止しているときに０にセットされることから、始動操作後の最初のプログラムループではＳ１００の判断は通例否定されてＳ１０２に進み、電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ以上か否か判断する。この第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢについては後に説明する。

発電機６６で発電が開始された直後であって電源電圧ＶＢが比較的低いときはＳ１０２の判断は否定されて以降の処理をスキップしてプログラムを終了する。他方、Ｓ１０２で肯定されるときはＳ１０４に進み、燃料ポンプ駆動開始ディレイタイマＴＭＦＰＯＮＶＢ（ダウンカウンタ。初期値０。後述）の値が０か否か判断する。

Ｓ１０４の処理を最初に実行するときは肯定されてＳ１０６に進み、燃料ポンプ駆動フラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットを１にセットする。これにより、図示しないプログラムによって燃料ポンプ駆動信号が駆動回路３０ｇに出力され、リレー３０ｈを通じて燃料ポンプ２４を駆動させることとなる。

ここで、第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢについて説明すると、しきい値ＦＰＤＲＶＶＢは、リレー３０ｈの温間始動時（ホットスタート時）の感動電圧以上、かつＥＣＵ３０内におけるリレー３０ｈの周囲温度の最高値を考慮した値（例えば１０Ｖ）に設定される。

具体的に説明すると、リレーは一般に、燃料ポンプ２４を駆動させる動作時にリレー接点を電気的に完全に接触させることのできる電圧（感動電圧）が規定されている。この感動電圧は、リレー３０ｈが継続して動作状態にあった直後（温間始動時）と、リレー３０ｈが継続して動作停止状態にあった直後（冷間始動時（コールドスタート時））とでは相違し、詳しくは温間始動時の方が冷間始動時に比して高くなる傾向にある。

また、リレー３０ｈはＥＣＵ３０の内部に配置されるため、点火回路３０ｅや駆動回路３０ｆ，３０ｇなどの発熱に起因してリレー３０ｈの周囲温度が上昇することから、その最高値も考慮する必要がある。そこで、第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢを上記のように設定することで、リレー３０ｈの状態（冷間始動、温間始動、周囲温度など）に関わらず、リレー３０ｈのリレー接点を電気的に完全に接触させることができ、よって燃料ポンプ２４を確実に駆動させることができる。

図４の説明を続けると、次いでＳ１０８に進み、燃料ポンプ駆動停止ディレイタイマＴＭＦＰＳＴＰＶＢ（ダウンカウンタ）の値に第１の所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ。後述）をセットしてプログラムを終了する。

Ｓ１０６でフラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットが１にセットされ、燃料ポンプ２４を駆動させた後のプログラムループにおいてはＳ１００で肯定され、Ｓ１１０に進み、電源電圧ＶＢが第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ以下か否か判断する。第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢは、第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢよりも低く、かつＥＣＵ３０の動作電圧（６Ｖ）よりも高い値に設定され、例えば８Ｖとされる。

Ｓ１１０で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１１２に進み、燃料ポンプ駆動停止ディレイタイマＴＭＦＰＳＴＰＶＢの値が０か否か、換言すれば、燃料ポンプ２４を駆動させてから第１の所定時間が経過したか否か判断する。Ｓ１１２で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１１４に進み、燃料ポンプ駆動フラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットを０にセットする。これにより、図示しないプログラムによって駆動回路３０ｇへの燃料ポンプ駆動信号の出力が停止され、リレー３０ｈを通じて燃料ポンプ２４の駆動を停止させることとなる。

上記した第１の所定時間は、具体的には、電源電圧ＶＢが第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ付近で不安定な状態となった場合、およびリレー３０ｈの接点バウンス時間を考慮した値に設定される。即ち、電源電圧ＶＢが第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ付近で不安定な状態となると、Ｓ１１０の判断において肯定と否定が繰り返され、燃料ポンプ２４の駆動と駆動停止が不要に繰り返される制御ハンチングが生じるおそれがあるが、上記の如く燃料ポンプ２４を駆動させてから第１の所定時間が経過した場合に燃料ポンプ２４の駆動を停止させるようにすることで、そのような制御ハンチングを防止することができる。

さらに、第１の所定時間はリレー３０ｈの接点バウンス時間（リレーの動作時と復帰時に、接点相互の衝突や振動によって生じる接点の間欠開閉現象の継続時間）も考慮して設定されるため、リレー規格外のハンチング動作による接点接触不良を回避できると共に、リレー寿命を確保することもできる。

次いでＳ１１６に進み、燃料ポンプ駆動開始ディレイタイマＴＭＦＰＯＮＶＢの値に第２の所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）をセットしてプログラムを終了する。Ｓ１１４でフラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットが０にセットされ、燃料ポンプ２４の駆動を停止させた後のプログラムループにおいてはＳ１００で否定され、Ｓ１０２に進むこととなる。そこでは、前述した如く、電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ以上か否か判断され、肯定されるときはＳ１０４に進み、タイマＴＭＦＰＯＮＶＢの値が０のとき、別言すれば、燃料ポンプ２４の駆動を停止させてから第２の所定時間が経過したときは肯定されてＳ１０６に進み、フラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットを１にセットして燃料ポンプ２４の駆動を再開させる一方、第２の所定時間が経過していないときは否定されてＳ１０６，Ｓ１０８の処理をスキップして燃料ポンプ２４の駆動の停止を継続する。

従って、この第２の所定時間も、第１の所定時間と同様、電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ付近で不安定な状態となった場合、およびリレー３０ｈの接点バウンス時間を考慮した値に設定される。即ち、電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ付近で不安定な状態となると、燃料ポンプ２４の駆動と駆動停止が不要に繰り返される制御ハンチングが生じるおそれがあるが、上記の如く燃料ポンプ２４を停止させてから第２の所定時間が経過した場合に燃料ポンプ２４の駆動を再開させるようにすることで、そのような制御ハンチングを防止することができる。また、接点バウンス時間も考慮することで、リレー規格外のハンチング動作による接点接触不良を回避できると共に、リレー寿命を確保することもできる。

図３の説明に戻ると、次いでＳ１４に進み、クランク角センサ６４の出力に基づいて検出（算出）されるエンジン回転数ＮＥが所定値（完爆回転数。例えば１３００ｒｐｍ）以上か否か判断する。始動操作がなされた直後のプログラムループでは、エンジン回転数ＮＥは未だ完爆回転数に到達していないため、Ｓ１４の判断は否定されてＳ１６に進み、バッテリレス始動制御実行済みフラグＦ_ＢＡＴＴＬＳＥＸＥ（後述）のビットが１か否か判断する。フラグＦ_ＢＡＴＴＬＳＥＸＥは初期値が０とされるため、Ｓ１６の処理を最初に実行するときは通例否定されてＳ１８に進み、バッテリレスタイプのエンジン１０を始動させるための制御を行う。

図５はそのバッテリレス始動制御を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

図５に示すように、Ｓ２００において初回燃料噴射済みフラグＦ_１ＳＴＶＢＩＮＪのビットが１か否か判断する。フラグＦ_１ＳＴＶＢＩＮＪは初期値が０とされ、後述する如く初回の燃料噴射が完了したとき１にセットされることから、ここでは否定されてＳ２０２に進み、電源電圧ＶＢに基づいて初回燃料噴射量を算出する。

次いでＳ２０４に進み、Ｓ２０２で得た初回燃料噴射量からインジェクタ２０の開弁時間を算出し、それをインジェクタ駆動タイマにセットする。これにより、図示しないプログラムにおいて、インジェクタ駆動タイマにセットされた開弁時間だけインジェクタ駆動信号が駆動回路３０ｆに出力され、インジェクタ２０から初回の燃料が噴射される。

次いでＳ２０６に進み、初回燃料噴射済みフラグＦ_１ＳＴＶＢＩＮＪのビットを１にセットしてＳ２０８に進む。尚、Ｓ２０６でフラグＦ_１ＳＴＶＢＩＮＪのビットが１にセットされると、次回以降のプログラムループにおいてはＳ２００で肯定され、上記したＳ２０２からＳ２０６までの処理をスキップし、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０８では初回燃料噴射が完了したか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２１０に進み、コンデンサ充電開始済みフラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットが１か否か判断する。このフラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥは初期値が０に設定されると共に、後述する如くコンデンサ３０ｅ１の充電が開始されるとき１にセットされることから、ここでは否定されてＳ２１２に進み、発電機６６の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｌで昇圧させ、コンデンサ３０ｅ１の充電を開始させる。尚、コンデンサ３０ｅ１にあっては、充電開始後に飽和状態になると充電が停止されると共に、フラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットは０にリセットされる。

次いでＳ２１４に進み、コンデンサ充電開始済みフラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットを１にセットし、Ｓ２１６に進んでバッテリレス始動制御実行済みフラグＦ_ＢＡＴＴＬＳＥＸＥのビットを１にセットしてプログラムを終了する。

尚、Ｓ２１４でフラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットが１にセットされると、次回以降のプログラムループにおいてはＳ２１０で肯定され、Ｓ２１２とＳ２１４の処理をスキップし、Ｓ２１６に進む。また、以上から分かるように、フラグＦ_ＢＡＴＴＬＳＥＸＥのビットが１にセットされることはバッテリレス始動制御を実行済みであることを、０にセットされることはバッテリレス始動制御の実行が完了していないことを意味する。

Ｓ２１６でフラグＦ_ＢＡＴＴＬＳＥＸＥのビットが１にセットされると、次回以降のプログラムループにおいて図３のＳ１６で肯定され、Ｓ２０に進み、バッテリレス始動制御実行後における通常の始動制御を行う。

図６はその通常始動制御を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。

先ずＳ３００においてクランク角度が点火制御信号を出力すべき始動時点火出力タイミング（例えばＢＴＤＣ１０°）か否か判断し、肯定されるときはＳ３０２に進み、コンデンサ充電開始済みフラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットが１か否か判断する。Ｓ３０２で肯定されるときはＳ３０４に進み、点火制御信号を出力して点火させ、次いでＳ３０６に進んでコンデンサ３０ｅ１の充電を開始し、次回の点火に備える。尚、Ｓ３０２で否定されるときはＳ３０４の処理をスキップしてＳ３０６に進む。

次いでＳ３０８に進み、コンデンサ充電開始済みフラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットを１にセットする。尚、Ｓ３００で否定されるときはＳ３０２からＳ３０８までの処理をスキップする。

次いでＳ３１０に進み、クランク角度が始動時燃料噴射タイミング（例えばＡＴＤＣ１０°）か否か判断する。Ｓ３１０で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ３１２に進み、検出されたエンジン水温ＴＷに基づいて始動時燃料噴射量を算出する。この始動時燃料噴射量は、図示しないテーブルをエンジン水温ＴＷに基づいて検索することで算出され、詳しくはエンジン水温ＴＷが比較的低いときは多く、水温ＴＷが高くなるに連れて少なくなるように設定される。

次いでＳ３１４に進み、算出された始動時燃料噴射量からインジェクタ２０の開弁時間を算出し、それをインジェクタ駆動タイマにセットする。これにより、図示しないプログラムにおいて、始動時燃料噴射量に応じた開弁時間だけインジェクタ駆動信号が駆動回路３０ｆに出力され、インジェクタ２０から燃料が噴射される。

その後、エンジン回転数ＮＥが所定値（完爆回転数）以上となると、図３のＳ１４で肯定され、Ｓ２２に進み、通常の点火・燃料噴射制御を実行する。通常点火・燃料噴射制御は、図示は省略するが、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度θＴＨおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいて点火時期や燃料噴射量を算出し、算出された点火時期や燃料噴射量に応じて点火および燃料噴射を実行する。

図７は上記した処理を説明するタイム・チャートである。

図７に示すように、先ず時点ｔ０において運転者によって始動操作がなされると、エンジン１０のクランク軸４４が回転させられ、発電機６６で発電が開始される。時点ｔ１において発電機６６の電源電圧ＶＢがＥＣＵ３０の動作電圧以上となると、ＥＣＵ３０が起動し、その後初回燃料を噴射させる（Ｓ２０４）。尚、図７においては、燃料を噴射させる時間をドットで示す。

初回燃料噴射が完了すると、時点ｔ２において発電機６６の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ３０ｌで昇圧させてコンデンサ３０ｅ１の充電を開始させると共に、フラグＦ_ＣＤＩＣＨＡＲＧＥのビットを１にセットする（Ｓ２１２，Ｓ２１４）。そして、時点ｔ３で電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ以上となると、フラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットを１にセットして燃料ポンプ２４を駆動させると共に、タイマＴＭＦＰＳＴＰＶＢに第１の所定時間をセットする（Ｓ１０６，Ｓ１０８）。そして、クランク角度が始動時点火出力タイミングになると（時点ｔ４）、点火制御信号を出力して点火を実行する（Ｓ３０４）。点火制御信号出力後は次回の点火に備えるべく、時点ｔ５においてコンデンサ３０ｅ１の充電を開始させる（Ｓ３０６）。

その後、クランク軸４４の回転出力の不足などに起因してエンジン１０が完爆状態とならず、エンジン回転数ＮＥが低下し、それに伴って電源電圧ＶＢも徐々に低下して第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ以下となると（時点ｔ６）、フラグＦ_ＰＵＭＰＯＮのビットを０にセットして燃料ポンプ２４の駆動を停止させる（Ｓ１１４）。この燃料ポンプ２４の駆動停止によって電源電圧ＶＢの低下が防止されるため、電源電圧ＶＢがＥＣＵ３０の動作電圧を下回ることはなく、よってＥＣＵ３０においてリセット処理が実行されるのを回避できる。また、このときに燃料ポンプ駆動開始ディレイタイマＴＭＦＰＯＮＶＢの値に第２の所定時間をセットする（Ｓ１１６）。

最初の始動操作でエンジン１０が完爆状態とならなかったため、時点ｔ７において運転者によって再度の始動操作がなされると、エンジン回転数ＮＥは徐々に上昇することとなる。その後、クランク角度が始動時燃料噴射タイミングとなる時点ｔ８で始動時燃料噴射量を噴射させ、始動時点火出力タイミングとなる時点ｔ９で点火を実行し、さらに時点ｔ１０においてコンデンサ３０ｅ１の充電を開始させる（Ｓ３１４，Ｓ３０４，Ｓ３０６）。尚、時点ｔ８において燃料ポンプ２４の駆動が停止しているにも関わらず、燃料を噴射させることができるのは、燃料供給管２６に燃料圧力が残存しているためである。

そして、時点ｔ１１において電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ以上となると、燃料ポンプ２４の駆動を再開させ（Ｓ１０６）、その後時点ｔ１２においてエンジン回転数ＮＥが完爆回転数以上となってエンジン１０が完爆状態となり、通常点火・燃料噴射制御を実行する（Ｓ２２）。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、内燃機関（エンジン）１０に接続される発電機６６の出力で駆動されて燃料を燃料噴射弁（インジェクタ）２０に圧送する燃料ポンプ２４を備え、前記発電機６６の出力で充電されるコンデンサ３０ｅ１を放電させて点火する内燃機関の制御装置において、運転者によって前記内燃機関１０の始動操作がなされたとき、前記コンデンサ３０ｅ１の充電を開始させるコンデンサ充電開始手段と（ＥＣＵ３０。Ｓ１８，Ｓ２１２）、前記発電機６６の出力電圧の電圧値（電源電圧ＶＢ）を検出する電圧値検出手段と（電圧検出回路３０ｍ。Ｓ１０）、前記コンデンサ充電開始手段によって前記コンデンサ３０ｅ１の充電が開始された後、前記検出された電圧値ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ以上となるとき、前記燃料ポンプ２４を駆動させる燃料ポンプ駆動手段と（ＥＣＵ３０。Ｓ１２，Ｓ１０２，Ｓ１０６）を備えると共に、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプ２４を駆動させた後、前記検出された電圧値ＶＢが前記第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢよりも低く設定された第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ以下となる場合、前記燃料ポンプ２４の駆動を停止させるように構成した（Ｓ１２，Ｓ１１０，Ｓ１１４）。

これにより、最初の始動操作によってエンジン１０が完爆せずに再度の始動操作が必要な場合、詳しくはエンジン１０が完爆せずに発電機６６の出力電圧の電圧値ＶＢが徐々に低下する場合であっても、燃料ポンプ２４の駆動の停止によってその低下を防止（抑制）することができる。従って、発電機６６の電源電圧ＶＢが制御装置（ＥＣＵ３０）の動作電圧を下回ることがないため、リセット処理が実行されるのを回避でき、コンデンサ３０ｅ１の充電などの点火出力準備が再び行われることはない。さらに、始動操作後にコンデンサ３０ｅ１の充電を開始させて点火出力準備が既に完了していることから、点火出力タイミングのときに即座に点火することも可能となり、始動性を向上させることができる。

また、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプ２４を駆動させた後、前記検出された電圧値ＶＢが前記第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ以下となり、かつ前記燃料ポンプ２４を駆動させてから第１の所定時間が経過している場合、前記燃料ポンプ２４の駆動を停止させるように構成したので（Ｓ１２，Ｓ１１０〜Ｓ１１４）、例えば燃料ポンプ２４を駆動させた後に発電機６６の電源電圧ＶＢが第２のしきい値ＦＰＳＴＰＶＢ付近で不安定な状態となった場合であっても、燃料ポンプ２４の駆動と駆動停止が不要に繰り返される制御ハンチングを効果的に防止することができる。

また、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプ２４の駆動を停止させた後、前記検出された電圧値ＶＢが前記第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ以上となり、かつ前記燃料ポンプ２４の駆動を停止させてから第２の所定時間が経過している場合、前記燃料ポンプ２４の駆動を再開させるように構成したので（Ｓ１２，Ｓ１０２〜Ｓ１０６）、例えば燃料ポンプ２４の駆動を停止させた後に発電機６６の電源電圧ＶＢが第１のしきい値ＦＰＤＲＶＶＢ付近で不安定な状態となった場合であっても、燃料ポンプ２４の駆動と駆動停止が不要に繰り返される制御ハンチングをより効果的に防止することができる。

尚、上記において、第１、第２のしきい値、ＥＣＵ３０の動作電圧、第１、第２の所定時間やエンジン１０の排気量などを具体的な数値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。

また、車両の例として自動二輪車を挙げたが、それに限られるものではなく、例えばスクータやＡＴＶ（All Terrain Vehicle）など、運転者がシート（サドル）に跨って乗る型の、いわゆる鞍乗り型車両であれば良く、さらには他の車両（例えば四輪自動車）であっても良い。

１０ エンジン（内燃機関）、２０ インジェクタ（燃料噴射弁）、２４ 燃料ポンプ、３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、３０ｅ１ コンデンサ、３０ｍ 電圧検出回路、６６ 発電機

Claims (2)

1. 内燃機関に接続される発電機の出力で駆動されて燃料を燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプを備え、前記発電機の出力で充電されるコンデンサを放電させて点火する内燃機関の制御装置において、運転者によって前記内燃機関の始動操作がなされたとき、前記コンデンサの充電を開始させるコンデンサ充電開始手段と、前記発電機の出力電圧の電圧値を検出する電圧値検出手段と、前記コンデンサ充電開始手段によって前記コンデンサの充電が開始された後、前記検出された電圧値が第１のしきい値以上となるとき、前記燃料ポンプを駆動させる燃料ポンプ駆動手段とを備えると共に、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプを駆動させた後、前記検出された電圧値が前記第１のしきい値よりも低く設定された第２のしきい値以下となり、かつ前記燃料ポンプを駆動させてから第１の所定時間が経過している場合、前記燃料ポンプの駆動を停止させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 内燃機関に接続される発電機の出力で駆動されて燃料を燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプを備え、前記発電機の出力で充電されるコンデンサを放電させて点火する内燃機関の制御装置において、運転者によって前記内燃機関の始動操作がなされたとき、前記コンデンサの充電を開始させるコンデンサ充電開始手段と、前記発電機の出力電圧の電圧値を検出する電圧値検出手段と、前記コンデンサ充電開始手段によって前記コンデンサの充電が開始された後、前記検出された電圧値が第１のしきい値以上となるとき、前記燃料ポンプを駆動させる燃料ポンプ駆動手段とを備え、前記燃料ポンプ駆動手段は、前記燃料ポンプを駆動させた後、前記検出された電圧値が前記第１のしきい値よりも低く設定された第２のしきい値以下となる場合、前記燃料ポンプの駆動を停止させると共に、前記燃料ポンプの駆動を停止させた後、前記検出された電圧値が前記第１のしきい値以上となり、かつ前記燃料ポンプの駆動を停止させてから第２の所定時間が経過している場合、前記燃料ポンプの駆動を再開させることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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