JP6253698B2 - Atmospheric pressure estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリを装備せず、クランク軸を人力で回転させてエンジンを始動させる車両において、エンジン制御パラメータである大気圧を推定する大気圧推定装置に関する。 The present invention relates to an atmospheric pressure estimation device that estimates atmospheric pressure, which is an engine control parameter, in a vehicle that is not equipped with a battery and starts an engine by manually rotating a crankshaft.
エンジンを搭載した自動車、二輪車、船舶等の多くは、バッテリを装備しており、これらの車両のエンジンを制御する電子制御ユニットは、エンジン停止時の吸気圧を大気圧初期値とみなし、エンジン制御パラメータとして使用することが知られている。 Many automobiles, motorcycles, ships, etc. equipped with an engine are equipped with batteries. The electronic control unit that controls the engine of these vehicles regards the intake pressure when the engine is stopped as the initial atmospheric pressure, and controls the engine. It is known to use as a parameter.
一方、バッテリを装備していない車両においては、エンジン停止時は電子制御ユニットが動作していないため、エンジン停止時の大気圧を検出することができない。バッテリを装備していない車両の大気圧推定装置として、特許文献１では、予め設定されたパラメータ値を大気圧初期値として用い、その後、エンジン回転速度やスロットル開度に基づいて、吸気圧による大気圧の検出が可能なエンジン運転領域を検出し、大気圧を更新することが示されている。 On the other hand, in a vehicle not equipped with a battery, since the electronic control unit is not operating when the engine is stopped, the atmospheric pressure when the engine is stopped cannot be detected. As an atmospheric pressure estimation device for a vehicle that is not equipped with a battery, in Patent Document 1, a preset parameter value is used as an atmospheric pressure initial value, and thereafter, an intake air pressure is increased based on the engine speed and the throttle opening. It is shown that the engine operating region in which the atmospheric pressure can be detected is detected and the atmospheric pressure is updated.
しかしながら、バッテリを装備していない車両において、大気圧初期値として予め設定されたパラメータ値を用いた場合、大気圧の検出が可能なエンジン運転領域を検出するまでの間、電子制御ユニットがエンジン制御に用いる大気圧初期値（パラメータ値）と実際の大気圧が乖離しており、最適なエンジン制御ができないという問題があった。 However, when a preset parameter value is used as the atmospheric pressure initial value in a vehicle that is not equipped with a battery, the electronic control unit controls the engine until an engine operating range in which atmospheric pressure can be detected is detected. The initial value (parameter value) of the atmospheric pressure used for the engine is different from the actual atmospheric pressure, and there is a problem that optimal engine control cannot be performed.
また、例えばモトクロスレース用の二輪車のように、アクセルのオンとオフを繰り返し定常運転状態がほぼ無いような運転を行う車両においては、エンジン運転中の大気圧更新の機会が少なく、最適なエンジン制御ができない時間が長くなるという問題があった。 In addition, for example, a motorcycle that repeatedly operates the accelerator on and off, such as a motorcycle for motocross racing, and that operates in a state where there is almost no steady-state operation, there is little opportunity to update atmospheric pressure during engine operation, and optimal engine control There was a problem that the time that cannot be increased.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、バッテリを装備せず、クランク軸を人力で回転させてエンジンを始動させる車両において、大気圧初期値を誤検出なく高精度に検出することが可能な大気圧推定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a vehicle in which a battery is not provided and the engine is started by manually rotating the crankshaft, the atmospheric pressure initial value is increased without erroneous detection. An object of the present invention is to obtain an atmospheric pressure estimation device capable of detecting with high accuracy.
本発明に係る大気圧推定装置は、バッテリを装備せず、クランク軸を人力で回転させてエンジンを始動させる車両の大気圧推定装置であって、エンジンを制御する電子制御ユニットと、エンジンの吸気管に設けられた吸気絞り弁の下流に設けられた吸気圧センサと、エンジンのクランク位置に対応したクランク角信号を出力するクランク角センサとを備え、電子制御ユニットは、吸気圧センサの出力に基づいてエンジンの吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、クランク角センサの出力に基づいてエンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、吸気圧検出手段およびクランク角度検出手段の出力に基づいて吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧を検出し、所定クランク角度間の吸気圧平均値を算出する吸気圧平均値算出手段と、所定クランク角度間の吸気圧変動幅が所定値以下か否かを判定する吸気圧変動幅判定手段と、吸気圧変動幅が所定値以下の場合は所定クランク角度間の吸気圧平均値を大気圧初期値とし、吸気圧変動幅が所定値を超えた場合は予め設定されたパラメータ値を大気圧初期値とする大気圧初期値設定手段とを有し、吸気圧平均値算出手段は、電子制御ユニットの起動後、最初の所定クランク角度間と次回の所定クランク角度間の吸気圧平均値を算出して２つの吸気圧平均値を取得し、吸気圧変動幅判定手段は、それら２つの吸気圧平均値の大きい方を吸気バルブが開く直前の吸気圧平均値とみなして、２つの吸気圧平均値の大きい方について所定クランク角度間の吸気圧変動幅が所定値以下か否かを判定するものである。 An atmospheric pressure estimation apparatus according to the present invention is an atmospheric pressure estimation apparatus for a vehicle that does not have a battery and rotates a crankshaft by human power to start an engine, and includes an electronic control unit that controls the engine, and an intake air of the engine An intake pressure sensor provided downstream of the intake throttle valve provided in the pipe, and a crank angle sensor that outputs a crank angle signal corresponding to the crank position of the engine. Based on the output of the intake pressure detecting means for detecting the intake pressure of the engine based on the output, the crank angle detecting means for detecting the crank angle of the engine based on the output of the crank angle sensor, and the outputs of the intake pressure detecting means and the crank angle detecting means. Intake pressure average that detects the intake pressure during a predetermined crank angle just before the intake valve opens and calculates the average intake pressure during the predetermined crank angle A calculating means; an intake pressure fluctuation range determining means for determining whether or not an intake pressure fluctuation range between predetermined crank angles is equal to or smaller than a predetermined value; and an intake pressure average between predetermined crank angles when the intake pressure fluctuation width is equal to or smaller than a predetermined value value and the atmospheric pressure initial value, the intake pressure fluctuation range possess the atmospheric pressure initial value setting means for the atmospheric pressure initial value preset parameter value if it exceeds a predetermined value, the intake pressure average value calculating means After the start of the electronic control unit, the intake pressure average value between the first predetermined crank angle and the next predetermined crank angle is calculated to obtain two intake pressure average values. The larger of the two intake pressure average values is regarded as the intake pressure average value immediately before the intake valve is opened, and whether the intake pressure fluctuation range between the predetermined crank angles is less than or equal to the predetermined value for the larger of the two intake pressure average values Is determined .
本発明に係る大気圧推定装置によれば、クランク軸を人力で回転させてエンジンを始動させる車両において、吸気バルブが開く直前では大気圧相当の吸気圧値が検出されることを利用し、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧平均値と吸気圧変動幅を求め、吸気圧変動幅が所定値以下の場合には、該吸気圧平均値を大気圧初期値と設定することにより、大気圧初期値を容易且つ高精度に検出することが可能である。また、吸気圧変動幅が所定値を超えた場合には、通常の始動方法以外の方法でエンジンを始動したと推測され、吸気圧平均値が大気圧相当でないことがあるため、その場合は予め設定されたパラメータ値を大気圧初期値とすることにより、誤検出を防止することが可能である。 According to the atmospheric pressure estimation device according to the present invention, in a vehicle in which an engine is started by manually rotating a crankshaft, an intake pressure value corresponding to atmospheric pressure is detected immediately before an intake valve is opened. By calculating the intake pressure average value and the intake pressure fluctuation range between the predetermined crank angles just before the valve opens, and if the intake pressure fluctuation range is less than the predetermined value, the intake pressure average value is set as the atmospheric pressure initial value. It is possible to detect the atmospheric pressure initial value easily and with high accuracy. If the intake pressure fluctuation range exceeds a predetermined value, it is assumed that the engine has been started by a method other than the normal start method, and the average intake pressure value may not be equivalent to atmospheric pressure. By setting the set parameter value as the atmospheric pressure initial value, it is possible to prevent erroneous detection.
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る大気圧推定装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係る大気圧推定装置を備えた内燃機関の構成を示している。また、図２は、本実施の形態１に係る大気圧測定装置の機能ブロック図である。なお、各図において、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an atmospheric pressure estimation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an internal combustion engine provided with the atmospheric pressure estimation device according to the first embodiment. FIG. 2 is a functional block diagram of the atmospheric pressure measurement device according to the first embodiment. In the drawings, the same reference numerals are given to the same and corresponding parts in the drawings.
本実施の形態１に係る大気圧推定装置１００は、バッテリを装備せず、クランク軸１３を人力で回転させてエンジン１を始動させる車両の大気圧推定装置であり、図２に示すように、エンジン１を制御する電子制御ユニット２と、スロットルポジションセンサ６、吸気圧センサ７、およびクランク角センサ１０等を含んで構成される。 The atmospheric pressure estimation device 100 according to the first embodiment is a vehicle atmospheric pressure estimation device that does not have a battery and rotates the crankshaft 13 by human power to start the engine 1. As shown in FIG. An electronic control unit 2 that controls the engine 1, a throttle position sensor 6, an intake pressure sensor 7, a crank angle sensor 10, and the like are configured.
電子制御ユニット２は、エンジン制御装置の主要部を構成するＣＰＵおよびメモリを含むマイクロコンピュータであり、エンジン１の動作を制御するためのプログラムおよび各種制御データを格納している。本実施の形態１に係る大気圧推定装置１００の機能は、電子制御ユニット２により実行されるプログラムにより構成されている。 The electronic control unit 2 is a microcomputer including a CPU and a memory constituting the main part of the engine control device, and stores a program for controlling the operation of the engine 1 and various control data. The function of the atmospheric pressure estimation device 100 according to the first embodiment is configured by a program executed by the electronic control unit 2.
図１に示すように、エンジン１に吸入空気Ａを導入する吸気管３には、吸入空気Ａの温度を計測する吸気温センサ４と、吸入空気Ａを調整する吸気絞り弁であるスロットル弁５と、スロットル弁５のスロットル開度を計測するスロットルポジションセンサ６が設けられている。また、スロットル弁５の下流には、エンジン１の吸気圧Ｐbを計測する吸気圧センサ７と、燃料を噴射するためのインジェクタを含む燃料噴射モジュール８が設けられている。 As shown in FIG. 1, an intake pipe 3 that introduces intake air A into the engine 1 includes an intake air temperature sensor 4 that measures the temperature of the intake air A, and a throttle valve 5 that is an intake throttle valve that adjusts the intake air A. And a throttle position sensor 6 for measuring the throttle opening of the throttle valve 5 is provided. Further, an intake pressure sensor 7 for measuring the intake pressure Pb of the engine 1 and a fuel injection module 8 including an injector for injecting fuel are provided downstream of the throttle valve 5.
エンジン１には、エンジン１の壁面温度を計測するエンジン温度センサ９と、クランク位置に対応したクランク角信号（ＳＧＴパルス）を出力するクランク角センサ１０と、点火コイル１１により駆動される点火プラグ１２が設けられている。クランク角センサ１０は、クランク軸の基準位置と回転角、およびエンジン１の回転数を検出し、パルス信号に変換して出力する。 The engine 1 includes an engine temperature sensor 9 that measures the wall temperature of the engine 1, a crank angle sensor 10 that outputs a crank angle signal (SGT pulse) corresponding to the crank position, and an ignition plug 12 that is driven by an ignition coil 11. Is provided. The crank angle sensor 10 detects the reference position and rotation angle of the crankshaft and the number of revolutions of the engine 1, converts it into a pulse signal, and outputs it.
電子制御ユニット２は、各種センサ情報および各種制御データから最適な燃料量を決定し、燃料噴射モジュール８から噴射させて吸入空気Ａと混合気を形成する。また、電子制御ユニット２は、各種センサ情報および各種制御データに基づいて点火コイル１１を駆動し、混合気を着火、燃焼させ、エンジン１内のクランク軸１３を回転させる。燃焼後の排気ガスＡｈは排気管１５を通して外気へ放出される。 The electronic control unit 2 determines an optimal fuel amount from various sensor information and various control data, and injects the fuel from the fuel injection module 8 to form an air-fuel mixture with the intake air A. The electronic control unit 2 drives the ignition coil 11 based on various sensor information and various control data, ignites and burns the air-fuel mixture, and rotates the crankshaft 13 in the engine 1. The exhaust gas Ah after combustion is released to the outside air through the exhaust pipe 15.
キックレバー１４は、クランク軸１３に接続されており、エンジン１停止時に運転者（ライダー）がキックレバー１４をキックすることで、クランク軸１３を回転させ、エンジン１を始動させる。クランク軸１３には、発電機（図示省略）が接続されており、クランク軸１３の回転により発電し、レギュレータ１６で調圧され、電子制御ユニット２に電源を供給する。電子制御ユニット２にはバッテリは接続されておらず、クランク軸１３が回転しているときのみ、発電機によって電源が供給される。 The kick lever 14 is connected to the crankshaft 13, and the driver (rider) kicks the kick lever 14 when the engine 1 is stopped, thereby rotating the crankshaft 13 and starting the engine 1. A generator (not shown) is connected to the crankshaft 13, and power is generated by the rotation of the crankshaft 13, the pressure is regulated by the regulator 16, and power is supplied to the electronic control unit 2. A battery is not connected to the electronic control unit 2, and power is supplied by the generator only when the crankshaft 13 is rotating.
本実施の形態１に係る大気圧推定装置１００の機能について、図２を用いて説明する。電子制御ユニット２は、大気圧推定装置１００の機能として、吸気圧平均値算出手段２３、吸気圧変動幅判定手段２４、大気圧初期値設定手段２５を備えている。なお、吸気圧検出手段２１、クランク角度検出手段２２、エンジン回転速度検出手段２６、スロットル開度検出手段２７、および不揮発性メモリ２８については、大気圧推定装置１００に必要な機能であるが、従来の電子制御ユニットが備えている機能であり、新たに設ける必要はない。 The function of the atmospheric pressure estimation apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The electronic control unit 2 includes, as functions of the atmospheric pressure estimation device 100, an intake pressure average value calculation unit 23, an intake pressure fluctuation range determination unit 24, and an atmospheric pressure initial value setting unit 25. Note that the intake pressure detection means 21, the crank angle detection means 22, the engine rotation speed detection means 26, the throttle opening degree detection means 27, and the nonvolatile memory 28 are functions necessary for the atmospheric pressure estimation device 100. This is a function of the electronic control unit, and does not need to be newly provided.
吸気圧検出手段２１は、吸気圧センサ７の出力に基づいてエンジン１の吸気圧を検出し、クランク角度検出手段２２は、クランク角センサ１０の出力に基づいてエンジン１のクランク角度を検出する。また、エンジン回転速度検出手段２６は、クランク角センサ１０の出力に基づいてエンジン１の回転速度を検出する。スロットル開度検出手段２７は、スロットルポジションセンサ６の出力に基づいてスロットル弁５のスロットル開度を検出する。 The intake pressure detection means 21 detects the intake pressure of the engine 1 based on the output of the intake pressure sensor 7, and the crank angle detection means 22 detects the crank angle of the engine 1 based on the output of the crank angle sensor 10. Further, the engine rotation speed detection means 26 detects the rotation speed of the engine 1 based on the output of the crank angle sensor 10. The throttle opening detection means 27 detects the throttle opening of the throttle valve 5 based on the output of the throttle position sensor 6.
吸気圧平均値算出手段２３は、吸気圧検出手段２１およびクランク角度検出手段２２の出力に基づいて、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧を検出し、所定クランク角度間の吸気圧平均値を算出する。クランク角センサ１０は、一定のクランク角度毎にパルスを出力すると共に所定のクランク角度ではパルスが欠けるものであり、吸気圧平均値算出手段２３は、パルスが欠ける位置をクランク基準位置として所定クランク角度間の吸気圧を検出する。 The intake pressure average value calculating means 23 detects the intake pressure during a predetermined crank angle just before the intake valve opens based on the outputs of the intake pressure detection means 21 and the crank angle detection means 22, and the intake pressure between the predetermined crank angles. The average value is calculated. The crank angle sensor 10 outputs a pulse at every constant crank angle and lacks a pulse at a predetermined crank angle, and the intake pressure average value calculation means 23 uses a position where the pulse is missing as a crank reference position as a predetermined crank angle. Detecting the intake pressure between.
吸気圧変動幅判定手段２４は、吸気圧平均値算出手段２３によって検出された所定クランク角度間の吸気圧の変動幅が所定値以下か否かを判定する。本実施の形態１では、吸気圧平均値算出手段２３は、電子制御ユニット２の起動後、所定クランク角度間の吸気圧平均値を２回算出し、２つの吸気圧平均値を取得する。吸気圧変動幅判定手段２４は、それら２つの吸気圧平均値の大きい方について、所定クランク角度間の吸気圧変動幅が所定値以下か否かを判定する。 The intake pressure fluctuation range determination unit 24 determines whether the fluctuation range of the intake pressure between the predetermined crank angles detected by the intake pressure average value calculation unit 23 is equal to or less than a predetermined value. In the first embodiment, after the electronic control unit 2 is activated, the intake pressure average value calculating means 23 calculates the intake pressure average value for a predetermined crank angle twice, and acquires two intake pressure average values. The intake pressure fluctuation range determination unit 24 determines whether the intake pressure fluctuation range between the predetermined crank angles is equal to or smaller than a predetermined value for the larger of the two intake pressure average values.
大気圧初期値設定手段２５は、吸気圧変動幅判定手段２４による判定結果を受け、吸気圧変動幅が所定値以下の場合は所定クランク角度間の吸気圧平均値を大気圧初期値とし、吸気圧変動幅が所定値を超えた場合は予め設定され不揮発性メモリ２８に格納されたパラメータ値であるデフォルト値を大気圧初期値とする。 The atmospheric pressure initial value setting means 25 receives the determination result from the intake pressure fluctuation range determination means 24, and when the intake pressure fluctuation range is equal to or smaller than a predetermined value, the intake pressure average value between predetermined crank angles is set as the atmospheric pressure initial value. When the pressure fluctuation range exceeds a predetermined value, a default value, which is a parameter value set in advance and stored in the nonvolatile memory 28, is set as the atmospheric pressure initial value.
本実施の形態１に係る大気圧推定装置１００の吸気圧平均値算出手段２３において、所定クランク角度間の吸気圧を検出する方法について、図３および図４を用いて説明する。図３および図４は、エンジン行程（排気、吸気、圧縮、燃焼）、クランク角信号（ＳＧＴパルス）、吸気圧および電源電圧を模式的に示したものである。 A method for detecting the intake pressure between predetermined crank angles in the intake pressure average value calculation means 23 of the atmospheric pressure estimation apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 and 4 schematically show the engine stroke (exhaust, intake, compression, combustion), crank angle signal (SGT pulse), intake pressure, and power supply voltage.
図３および図４において、ライダーがキックレバー１４をキックすることでエンジン１を人力始動させると、電子制御ユニット２はエンジン始動後に発電される電源で起動し（ｔ１）、クランク角センサ１０から出力されるクランク角信号であるＳＧＴパルスの検出を開始する。 3 and 4, when the rider kicks the kick lever 14 to manually start the engine 1, the electronic control unit 2 is started by the power generated after the engine is started (t 1) and output from the crank angle sensor 10. The detection of the SGT pulse which is the crank angle signal to be started is started.
ＳＧＴパルス仕様は、一定のクランク角度毎、例えば１５度毎にパルスを出力するが、所定のクランク角度でパルスを発生させない構成となっている。電子制御ユニット２は、このバルス欠け位置をクランク基準位置として検出し（ｔ２）、このクランク基準位置に基づいて現在のＳＧＴパルスに対応するクランク角度を検出する。 The SGT pulse specification is configured to output a pulse at a constant crank angle, for example, every 15 degrees, but does not generate a pulse at a predetermined crank angle. The electronic control unit 2 detects the missing pulse position as the crank reference position (t2), and detects the crank angle corresponding to the current SGT pulse based on the crank reference position.
電子制御ユニット２は、クランク基準位置の検出後、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧センサ電圧値を検出する。図３および図４では、ＳＧＴパルスに同期して３回、すなわちクランク角度３０度間の吸気圧センサ電圧値を検出し、その平均値を算出する。図３および図４に示す例では、排気上死点前のＳＧＴパルスの番号は４、５、６である。 The electronic control unit 2 detects the intake pressure sensor voltage value during a predetermined crank angle immediately after the crank reference position is detected and immediately before the intake valve is opened. 3 and 4, the intake pressure sensor voltage value is detected three times in synchronism with the SGT pulse, that is, the crank angle is 30 degrees, and the average value is calculated. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the numbers of the SGT pulses before the exhaust top dead center are 4, 5, and 6.
なお、電子制御ユニット２は、クランク基準位置の検出後、クランク角度を識別できるのみであり、エンジンの行程は識別できていない。すなわち、吸気バルブが開く直前の排気上死点前なのか、あるいは圧縮上死点前なのかは識別できていない。このため、電子制御ユニット２は、排気上死点前と圧縮上死点前の両方のエンジン行程で吸気圧を検出し、それぞれのエンジン行程で検出した吸気圧センサ電圧平均値の大きい方を吸気バルブが開く直前の電圧平均値とみなすようにしている。 The electronic control unit 2 can only identify the crank angle after detecting the crank reference position, and cannot identify the stroke of the engine. That is, it is not possible to identify whether the exhaust top dead center just before the intake valve opens or before the compression top dead center. For this reason, the electronic control unit 2 detects the intake pressure in the engine strokes before the exhaust top dead center and before the compression top dead center, and takes the one with the larger average value of the intake pressure sensor voltage detected in each engine stroke. The average voltage value just before the valve is opened is considered.
図３および図４では、圧縮上死点前（ｔ３）で検出した吸気圧センサ電圧平均値１（以下、電圧平均値１と称す）と、排気上死点前（ｔ４）で検出した吸気圧センサ電圧平均値２（以下、電圧平均値２と称す）を比較すると、電圧平均値２の方が大きい。従って、吸気圧変動幅判定手段２４は、電圧平均値２を吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の電圧平均値とみなし、吸気圧変動幅が所定値以下か否かを判定する。なお、所定値とは、例えば２ｋＰａである。 3 and 4, the intake pressure sensor voltage average value 1 (hereinafter referred to as voltage average value 1) detected before compression top dead center (t3) and the intake pressure detected before exhaust top dead center (t4). When the sensor voltage average value 2 (hereinafter referred to as voltage average value 2) is compared, the voltage average value 2 is larger. Therefore, the intake pressure fluctuation range determining means 24 regards the voltage average value 2 as the voltage average value between the predetermined crank angles immediately before the intake valve is opened, and determines whether or not the intake pressure fluctuation range is equal to or smaller than the predetermined value. The predetermined value is, for example, 2 kPa.
図３に示す例は、通常のキックレバー１４による始動を行った場合を想定している。吸気圧センサ７は、気筒毎に独立に配置されたスロットル弁５の下流に設けられており、人力でクランク軸１３を回転させている期間はクランク軸１３の回転が低回転であるため、スロットル弁５の開口面積に関わらず、吸気バルブが開く直前では大気圧相当の吸気圧検出値を示す。この例では、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧変動幅は小さく、所定値以下であるため、電圧平均値２から求めた吸気圧平均値を大気圧初期値として設定する。 The example shown in FIG. 3 assumes a case where a normal kick lever 14 is used for starting. The intake pressure sensor 7 is provided downstream of the throttle valve 5 arranged independently for each cylinder, and the rotation of the crankshaft 13 is low during the period in which the crankshaft 13 is rotated by human power. Regardless of the opening area of the valve 5, the intake pressure detection value corresponding to the atmospheric pressure is shown immediately before the intake valve is opened. In this example, the intake pressure fluctuation range between the predetermined crank angles immediately before the intake valve is opened is small and is equal to or less than the predetermined value, so the intake pressure average value obtained from the voltage average value 2 is set as the atmospheric pressure initial value.
一方、図４に示す例では、車両を押しながら、または坂を下りながらクラッチをつないで始動させる（いわゆる押し掛け）等、キックレバー１４による始動以外の始動を行った場合を想定している。この場合、電子制御ユニット２起動直後のクランク軸１３の回転速度がキックレバー１４による始動時と異なるため、電子制御ユニット２起動直後の吸気バルブが開く直前のタイミングでの吸気圧検出値が大気圧相当を示さない場合がある。 On the other hand, in the example shown in FIG. 4, it is assumed that a start other than the start by the kick lever 14 is performed, such as starting the vehicle while pushing the vehicle or going down the hill and connecting the clutch (so-called pushing). In this case, since the rotational speed of the crankshaft 13 immediately after the electronic control unit 2 is started is different from that when the kick lever 14 is started, the intake pressure detection value at the timing immediately before the intake valve is opened immediately after the electronic control unit 2 is started is the atmospheric pressure. There are cases where it does not show the equivalent.
このような場合、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度の吸気圧検出値の変動幅が大きくなることを利用し、変動幅が所定値を超えた場合は、吸気圧検出値を大気圧初期値として使用しないようにする。 In such a case, using the fact that the fluctuation range of the intake pressure detection value at the predetermined crank angle immediately before the intake valve opens is large, and the fluctuation range exceeds the predetermined value, the intake pressure detection value is set to the atmospheric pressure initial value. Do not use as.
図４に示す例では、電子制御ユニット２起動時のクランク軸回転速度が速く、吸気バルブが開く直前の吸気圧検出値が大気圧相当を示していない。この場合、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧変動幅（図４中ｘで示す）が所定値を超えるので、予め設定された大気圧デフォルト値を大気圧初期値として設定する。 In the example shown in FIG. 4, the crankshaft rotation speed when the electronic control unit 2 is activated is fast, and the intake pressure detection value immediately before the intake valve is opened does not indicate atmospheric pressure. In this case, since the intake pressure fluctuation range (indicated by x in FIG. 4) between the predetermined crank angles immediately before the intake valve is opened exceeds a predetermined value, a preset atmospheric pressure default value is set as the atmospheric pressure initial value.
なお、大気圧デフォルト値は、前回エンジン運転時に推定された大気圧初期値であり、不揮発性メモリ２８に格納されている。バッテリレスシステムにおいては、エンジン１が停止すると即座に電子制御ユニット２がシャットダウンするため、不揮発性メモリ２８に大気圧初期値を記憶させている最中にエンジン１が停止すると、不揮発性メモリ２８へ正しく記憶されない可能性がある。 Note that the atmospheric pressure default value is the atmospheric pressure initial value estimated at the time of the previous engine operation, and is stored in the nonvolatile memory 28. In the batteryless system, the electronic control unit 2 is shut down immediately when the engine 1 is stopped. Therefore, if the engine 1 is stopped while the initial value of the atmospheric pressure is being stored in the nonvolatile memory 28, the electronic control unit 2 is transferred to the nonvolatile memory 28. It may not be stored correctly.
このような事態を回避するために、不揮発性メモリ２８への記憶は、運転者が車両を運転している時に実行される。電子制御ユニット２は、電圧平均値１、２を算出後、運転者が車両を運転開始したことをエンジン回転数とスロットル開度から判断する。 In order to avoid such a situation, the storage in the nonvolatile memory 28 is executed when the driver is driving the vehicle. After calculating the voltage average values 1 and 2, the electronic control unit 2 determines from the engine speed and the throttle opening that the driver has started driving the vehicle.
すなわち、電子制御ユニット２は、エンジン回転速度検出手段２６により検出されたエンジン回転速度と、スロットル開度検出手段２７により検出されたスロットル開度が、それぞれ予め設定された所定値（例えばエンジン回転数２０００ｒ／ｍｉｎ、スロットル開度５度）以上のとき、運転者が車両運転中であると判断し、大気圧初期値設定手段２５により設定された大気圧初期値を不揮発性メモリ２８に格納する。 That is, the electronic control unit 2 determines that the engine rotation speed detected by the engine rotation speed detection unit 26 and the throttle opening detected by the throttle opening detection unit 27 are respectively set to predetermined values (for example, engine speed). When it is equal to or greater than 2000 r / min and the throttle opening degree of 5 degrees, it is determined that the driver is driving the vehicle, and the atmospheric pressure initial value set by the atmospheric pressure initial value setting means 25 is stored in the nonvolatile memory 28.
本実施の形態１に係る大気圧推定装置１００における大気圧初期値設定の流れについて、図５および図６のフローチャートを用いて説明する。電子制御ユニット２は、エンジン１の人力始動により発電された電源で起動し、処理を開始する。 The flow of the atmospheric pressure initial value setting in the atmospheric pressure estimation device 100 according to the first embodiment will be described using the flowcharts of FIGS. 5 and 6. The electronic control unit 2 is activated by the power source generated by the manual start of the engine 1 and starts processing.
図５に示すステップＳ１からステップＳ５は、エンジン１のクランク角度を検出するための処理である。ステップＳ１において、電子制御ユニット２は、ＳＧＴパルスの入力を検出した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、前回ＳＧＴパルス間と今回ＳＧＴパルス間の周期を計測する。ステップＳ１において、ＳＧＴパルスを検出していない場合（ＮＯ）は、何もせずにＳＧＴパルスの入力を待つ。 Steps S1 to S5 shown in FIG. 5 are processes for detecting the crank angle of the engine 1. In step S1, when the electronic control unit 2 detects the input of the SGT pulse (YES), the electronic control unit 2 proceeds to step S2 and measures the period between the previous SGT pulse and the current SGT pulse. If the SGT pulse is not detected in step S1 (NO), nothing is done and the input of the SGT pulse is awaited.
続いてステップＳ３において、クランク基準位置の識別の判定を行う。電子制御ユニット２は、ステップＳ２で計測した前回ＳＧＴパルス間と今回ＳＧＴパルス間の周期から、今回ＳＧＴパルスがクランク基準位置後のＳＧＴパルス入力か否かを判断する。ステップＳ３において、クランク基準位置後のＳＧＴパルス入力と判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ４に進み、ＳＧＴパルス位置の番号（以下、ＳＧＴ番号という）を０に設定し、ステップＳ７に進む。 Subsequently, in step S3, the crank reference position is identified. The electronic control unit 2 determines whether or not the current SGT pulse is an SGT pulse input after the crank reference position from the period between the previous SGT pulse and the current SGT pulse measured in step S2. If it is determined in step S3 that the SGT pulse is input after the crank reference position (YES), the process proceeds to step S4, the SGT pulse position number (hereinafter referred to as the SGT number) is set to 0, and the process proceeds to step S7.
ステップＳ３において、クランク基準位置後のＳＧＴパルスでないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ５に進み、クランク基準位置が既に設定済みであるか否かを判断し、設定済み（ＹＥＳ）であればステップＳ６に進み、ＳＧＴ番号に１をプラスし、ステップＳ７に進む。ステップＳ５においてクランク基準位置が設定済みでない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１に戻りＳＧＴパルスの入力を待つ。 If it is determined in step S3 that the SGT pulse is not after the crank reference position (NO), the process proceeds to step S5, where it is determined whether or not the crank reference position has already been set. Proceeding to step S6, 1 is added to the SGT number, and proceeding to step S7. If the crank reference position has not been set in step S5 (NO), the process returns to step S1 and waits for the input of the SGT pulse.
ステップＳ７以降は、排気上死点前の吸気圧を読み込み、大気圧初期値を設定する処理である。まず、ステップＳ７において、大気圧初期値を設定完了状態でないかどうか判断する。大気圧初期値設定完了状態でない場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ８に進み、大気圧初期値の設定処理を行う。大気圧初期値設定完了状態の場合（ＮＯ）は、以降の処理は行わない。 Step S7 and subsequent steps are processing for reading the intake pressure before exhaust top dead center and setting the initial atmospheric pressure value. First, in step S7, it is determined whether or not the atmospheric pressure initial value has not been set. If it is not the atmospheric pressure initial value setting completion state (YES), the process proceeds to step S8, and an atmospheric pressure initial value setting process is performed. When the atmospheric pressure initial value setting is complete (NO), the subsequent processing is not performed.
続いてステップＳ８からステップＳ１４では、排気上死点前の吸気圧センサ電圧の読み込みを行い、電圧平均値１、２および吸気圧センサ電圧変動幅１、２（以下、電圧変動幅１、２と称す）を算出する。ここでは、図３および図４と同様に、排気上死点前のＳＧＴ番号は４、５、６であるものとする。 Subsequently, in steps S8 to S14, the intake pressure sensor voltage before the exhaust top dead center is read, and the voltage average values 1 and 2 and the intake pressure sensor voltage fluctuation range 1 and 2 (hereinafter referred to as voltage fluctuation range 1 and 2). Calculated). Here, it is assumed that the SGT numbers before exhaust top dead center are 4, 5, and 6 as in FIGS.
ステップＳ８においてＳＧＴ番号が４、５、または６の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ９に進み、吸気圧センサ電圧の読み込みを行う。ステップＳ８においてＳＧＴ番号が４、５、または６ではない場合（ＮＯ）、吸気圧センサ電圧の読み込みを行わず、ステップＳ１に戻る。 When the SGT number is 4, 5, or 6 in step S8 (YES), the process proceeds to step S9, and the intake pressure sensor voltage is read. If the SGT number is not 4, 5, or 6 in step S8 (NO), the intake pressure sensor voltage is not read and the process returns to step S1.
続いてステップＳ１０において、ステップＳ９で読み込んだＳＧＴ番号が６の場合（ＹＥＳ）、排気上死点前の吸気圧センサ電圧の読み込みが完了した可能性があるため、ステップＳ１１に進み、電圧平均値１を未算出か否か判断する。なお、ステップＳ１０においてＳＧＴ番号が６ではない場合（ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。 Subsequently, in step S10, if the SGT number read in step S9 is 6 (YES), there is a possibility that reading of the intake pressure sensor voltage before the exhaust top dead center may be completed. It is determined whether 1 is not yet calculated. If the SGT number is not 6 in step S10 (NO), the process returns to step S1.
ステップＳ１１において、電圧平均値１を未算出の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進み、ＳＧＴ番号が４、５、６の時の電圧平均値１および電圧変動幅１を算出する。ステップＳ１１において、電圧平均値１を算出済みの場合（ＮＯ）、ステップＳ１３へ進み、ＳＧＴ番号が４、５、６の時の電圧平均値２および電圧変動幅２を算出する。 In step S11, when the voltage average value 1 has not been calculated (YES), the process proceeds to step S12, and the voltage average value 1 and the voltage fluctuation range 1 when the SGT numbers are 4, 5, and 6 are calculated. If the voltage average value 1 has been calculated in step S11 (NO), the process proceeds to step S13, where the voltage average value 2 and the voltage fluctuation range 2 when the SGT numbers are 4, 5, and 6 are calculated.
続いてステップＳ１４において、電圧平均値２を算出済みか否か判定し、算出済みの場合（ＹＥＳ）、クランクが２回転し、電圧平均値１および電圧平均値２のいずれか一方は、排気上死点前の電圧平均値であるので、図６のステップＳ１５に進む。ステップＳ１４において、電圧平均値２を算出済みでない場合は、ステップＳ１に戻る。 Subsequently, in step S14, it is determined whether or not the voltage average value 2 has been calculated. If the voltage average value 2 has been calculated (YES), the crank rotates twice, and either the voltage average value 1 or the voltage average value 2 Since it is the voltage average value before dead center, it progresses to step S15 of FIG. In step S14, when the voltage average value 2 has not been calculated, the process returns to step S1.
図６に示すステップＳ１５では、電圧平均値１と電圧平均値２の大小を比較する。電圧平均値１が電圧平均値２よりも大きい場合（ＹＥＳ）、電圧平均値１のセンサ電圧読み込み位置を排気上死点前の吸気圧センサ電圧と判断し、ステップＳ１６に進む。 In step S15 shown in FIG. 6, the magnitudes of the voltage average value 1 and the voltage average value 2 are compared. When the voltage average value 1 is larger than the voltage average value 2 (YES), the sensor voltage reading position of the voltage average value 1 is determined as the intake pressure sensor voltage before the exhaust top dead center, and the process proceeds to step S16.
ステップＳ１６において、電圧変動幅１が所定値以下の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１８に進み、電圧平均値１から求めた吸気圧平均値を大気圧初期値として設定する。一方、ステップＳ１６において、電圧変動幅１が所定値を超えている場合（ＮＯ）、ステップＳ１９において不揮発性メモリ２８に格納されたデフォルト値を大気圧初期値として設定する。 In step S16, when the voltage fluctuation range 1 is equal to or smaller than the predetermined value (YES), the process proceeds to step S18, and the intake pressure average value obtained from the voltage average value 1 is set as the atmospheric pressure initial value. On the other hand, when the voltage fluctuation range 1 exceeds the predetermined value in step S16 (NO), the default value stored in the nonvolatile memory 28 in step S19 is set as the atmospheric pressure initial value.
また、ステップＳ１５において、電圧平均値２が電圧平均値１よりも大きい場合（ＮＯ）、電圧平均値２のセンサ電圧読み込み位置を排気上死点前の吸気圧センサ電圧と判断し、ステップＳ１７に進む。 If the average voltage value 2 is greater than the average voltage value 1 in step S15 (NO), the sensor voltage reading position of the average voltage value 2 is determined as the intake pressure sensor voltage before exhaust top dead center, and the process proceeds to step S17. move on.
ステップＳ１７において、電圧変動幅２が所定値以下の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０に進み、電圧平均値２から求めた吸気圧平均値を大気圧初期値として設定する。一方、ステップＳ１７において、電圧変動幅２が所定値を超えている場合（ＮＯ）、ステップＳ２１において不揮発性メモリ２８に格納されたデフォルト値を大気圧初期値として設定する。 If the voltage fluctuation range 2 is equal to or smaller than the predetermined value in step S17 (YES), the process proceeds to step S20, and the intake pressure average value obtained from the voltage average value 2 is set as the atmospheric pressure initial value. On the other hand, if the voltage fluctuation range 2 exceeds the predetermined value in step S17 (NO), the default value stored in the nonvolatile memory 28 in step S21 is set as the atmospheric pressure initial value.
以上のように、本実施の形態1に係る大気圧推定装置１００によれば、バッテリを装備せず、クランク軸１３を人力で回転させてエンジン１を始動させる車両において、吸気バルブが開く直前では大気圧相当の吸気圧値が検出されることを利用し、吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧平均値と吸気圧変動幅を求め、吸気圧変動幅が所定値以下の場合には、該吸気圧平均値を大気圧初期値と設定することにより、エンジン１の始動直後から、大気圧初期値を容易且つ高精度に検出することが可能である。 As described above, according to the atmospheric pressure estimation apparatus 100 according to the first embodiment, in a vehicle that does not include a battery and starts the engine 1 by rotating the crankshaft 13 manually, immediately before the intake valve is opened. When the intake pressure value equivalent to atmospheric pressure is detected, the average value of intake pressure and the range of fluctuation of intake pressure between the predetermined crank angles just before the intake valve opens are obtained. By setting the intake pressure average value as the atmospheric pressure initial value, the atmospheric pressure initial value can be detected easily and with high accuracy immediately after the engine 1 is started.
また、吸気圧変動幅が所定値を超えた場合には、通常の始動方法（二輪車の場合は一般的にキックレバー１４による始動）以外の方法でエンジン１を始動したと推測され、吸気圧平均値が大気圧相当でないことがあるため、その場合は予め設定されたデフォルト値を大気圧初期値とすることにより、誤検出を防止することが可能である。 If the intake pressure fluctuation range exceeds a predetermined value, it is estimated that the engine 1 has been started by a method other than the normal start method (in general, the start by the kick lever 14 in the case of a two-wheeled vehicle). Since the value may not be equivalent to atmospheric pressure, in this case, it is possible to prevent erroneous detection by setting a preset default value as the atmospheric pressure initial value.
さらに、エンジン回転速度とスロットル開度がそれぞれ所定値以上のときに運転者が車両を運転中であると判断し、大気圧初期値設定手段２５により設定された大気圧初期値を不揮発性メモリ２８に格納するようにしたので、次回エンジン始動時のパラメータ値として用いられる大気圧初期値を、不揮発性メモリ２８に確実に記憶させることができる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 Furthermore, it is determined that the driver is driving the vehicle when the engine speed and the throttle opening are each equal to or greater than a predetermined value, and the atmospheric pressure initial value set by the atmospheric pressure initial value setting means 25 is stored in the nonvolatile memory 28. Thus, the atmospheric pressure initial value used as the parameter value at the next engine start can be surely stored in the nonvolatile memory 28. In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.
本発明は、バッテリを装備せず、クランク軸を人力で回転させてエンジンを始動させる車両の大気圧推定装置として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an atmospheric pressure estimation device for a vehicle that does not include a battery and starts an engine by rotating a crankshaft manually.
１ エンジン、２ 電子制御ユニット、３ 吸気管、４ 吸気温センサ、
５ スロットル弁、６ スロットルポジションセンサ、７ 吸気圧センサ、
８ 燃料噴射モジュール、９ エンジン温度センサ、１０ クランク角センサ、
１１ 点火コイル、１２ 点火プラグ、１３ クランク軸、１４ キックレバー、
１５ 排気管、１６ レギュレータ、２１ 吸気圧検出手段、
２２ クランク角度検出手段、２３ 吸気圧平均値算出手段、
２４ 吸気圧変動幅判定手段、２５ 大気圧初期値設定手段、
２６ エンジン回転速度検出手段、２７ スロットル開度検出手段、
２８ 不揮発性メモリ、１００ 大気圧推定装置
1 engine, 2 electronic control unit, 3 intake pipe, 4 intake air temperature sensor,
5 throttle valve, 6 throttle position sensor, 7 intake pressure sensor,
8 Fuel injection module, 9 Engine temperature sensor, 10 Crank angle sensor,
11 ignition coil, 12 spark plug, 13 crankshaft, 14 kick lever,
15 exhaust pipe, 16 regulator, 21 intake pressure detecting means,
22 crank angle detection means, 23 intake pressure average value calculation means,
24 intake pressure fluctuation range judging means, 25 atmospheric pressure initial value setting means,
26 engine rotation speed detection means, 27 throttle opening detection means,
28 Nonvolatile memory, 100 atmospheric pressure estimation device
Claims (3)
前記電子制御ユニットは、
前記吸気圧センサの出力に基づいて前記エンジンの吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記クランク角センサの出力に基づいて前記エンジンのクランク角度を検出するクランク角度検出手段と、
前記吸気圧検出手段および前記クランク角度検出手段の出力に基づいて吸気バルブが開く直前の所定クランク角度間の吸気圧を検出し、前記所定クランク角度間の吸気圧平均値を算出する吸気圧平均値算出手段と、
前記所定クランク角度間の吸気圧変動幅が所定値以下か否かを判定する吸気圧変動幅判定手段と、
前記吸気圧変動幅が所定値以下の場合は前記所定クランク角度間の吸気圧平均値を大気圧初期値とし、前記吸気圧変動幅が所定値を超えた場合は予め設定されたパラメータ値を大気圧初期値とする大気圧初期値設定手段とを有し、
前記吸気圧平均値算出手段は、前記電子制御ユニットの起動後、最初の前記所定クランク角度間と次回の前記所定クランク角度間の吸気圧平均値を算出して２つの吸気圧平均値を取得し、前記吸気圧変動幅判定手段は、それら２つの吸気圧平均値の大きい方を前記吸気バルブが開く直前の吸気圧平均値とみなして、２つの吸気圧平均値の大きい方について前記所定クランク角度間の吸気圧変動幅が所定値以下か否かを判定することを特徴とする大気圧推定装置。 An atmospheric pressure estimation device for a vehicle, which is not equipped with a battery and starts an engine by manually rotating a crankshaft, an electronic control unit for controlling the engine, and an intake throttle valve provided in an intake pipe of the engine An intake pressure sensor provided downstream of the engine, and a crank angle sensor that outputs a crank angle signal corresponding to the crank position of the engine,
The electronic control unit is
An intake pressure detecting means for detecting an intake pressure of the engine based on an output of the intake pressure sensor;
Crank angle detection means for detecting the crank angle of the engine based on the output of the crank angle sensor;
An intake pressure average value for detecting an intake pressure between predetermined crank angles immediately before the intake valve is opened based on outputs of the intake pressure detecting means and the crank angle detecting means, and calculating an intake pressure average value between the predetermined crank angles A calculation means;
An intake pressure fluctuation range determining means for determining whether or not an intake pressure fluctuation range between the predetermined crank angles is a predetermined value or less;
When the intake pressure fluctuation range is equal to or less than a predetermined value, the average value of the intake pressure between the predetermined crank angles is set as the initial atmospheric pressure, and when the intake pressure fluctuation range exceeds the predetermined value, a preset parameter value is increased. It possesses a large pressure initial value setting means for the pressure initial value,
The intake pressure average value calculating means calculates two intake pressure average values by calculating an intake pressure average value between the first predetermined crank angle and the next predetermined crank angle after starting the electronic control unit. The intake pressure fluctuation range determining means regards the larger of the two intake pressure average values as the intake pressure average value immediately before the intake valve is opened, and regards the larger of the two intake pressure average values as the predetermined crank angle. It is determined whether or not the intake pressure fluctuation range is equal to or less than a predetermined value .
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