JP6301204B2 - Engine start control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの始動制御装置に係り、特にエンジンの始動時においてエンジンの回転に同期して出力されるクランク角信号に基づき目標クランク角を特定し、特定した目標クランク角に基づき点火プラグやインジェクタ等の制御機器を作動させるエンジンの始動制御装置に関する。 The present invention relates to an engine start control device, and in particular, specifies a target crank angle based on a crank angle signal output in synchronism with engine rotation when the engine is started, and based on the specified target crank angle, The present invention relates to an engine start control device for operating a control device such as an injector.
エンジンの燃費や排ガス特性等を向上するにはエンジンに対する各種制御の最適化が要求され、例えば点火時期制御による点火プラグの点火や燃料噴射制御によるインジェクタの燃料噴射を最適なタイミングで実行する必要がある。そのために、例えば特許文献1の技術では、エンジンのクランク軸の回転に同期して変動するクランク角信号を生成し、このクランク角信号に基づきエンジンの目標クランク角として目標点火時期を特定して点火時期制御を行っている。
より詳しく述べると、特許文献1の技術では、エンジンのフライホイールの外周上に特定角度領域に亘ってリラクタ突起を形成し、このフライホイールと対向するようにクランク角センサを配置している。クランク角センサから出力されるクランク角信号はエンジンの1回転を1周期とし、圧縮上死点の進角側を特定角度領域に対応するON期間とし、それ以外の角度領域をOFF期間として交互に切り換えられる矩形波状をなしている。一方、例えば目標点火時期はエンジン回転速度及びスロットル開度等に基づき算出され、具体的には、クランク角信号のON期間の開始タイミング(基準位置)から目標点火時期までのクランク角として算出される。
In order to improve engine fuel efficiency, exhaust gas characteristics, etc., optimization of various controls on the engine is required. For example, ignition of the ignition plug by ignition timing control and fuel injection of the injector by fuel injection control must be executed at the optimal timing. is there. For this purpose, for example, in the technique of Patent Document 1, a crank angle signal that fluctuates in synchronization with the rotation of the crankshaft of the engine is generated, and the target ignition timing is specified as the target crank angle of the engine based on this crank angle signal and ignition is performed. The timing is controlled.
More specifically, in the technique disclosed in Patent Document 1, a relief protrusion is formed over a specific angle region on the outer periphery of an engine flywheel, and a crank angle sensor is disposed so as to face the flywheel. The crank angle signal output from the crank angle sensor has one rotation of the engine as one cycle, the advance side of the compression top dead center is set as the ON period corresponding to the specific angle area, and the other angle areas are alternately set as the OFF period. A rectangular wave that can be switched. On the other hand, for example, the target ignition timing is calculated based on the engine speed, the throttle opening, and the like. Specifically, the target ignition timing is calculated as the crank angle from the start timing (reference position) of the ON period of the crank angle signal to the target ignition timing. .
エンジンの運転中には、エンジンの2回転前の回転周期におけるOFF期間及びそれに続くON期間と、今回の回転周期におけるOFF期間とから、今回の回転周期におけるON期間が推定される。そして、推定したON期間に基づき目標点火時期までのクランク角が時間換算されて、今回の回転周期における目標点火時期が時間(基準位置から目標点火時期までの所要時間)として特定され、得られた目標点火時期に基づき点火プラグが作動される。 During the operation of the engine, the ON period in the current rotation period is estimated from the OFF period in the rotation period before the engine is rotated twice and the subsequent ON period, and the OFF period in the current rotation period. Then, the crank angle to the target ignition timing is converted into time based on the estimated ON period, and the target ignition timing in the current rotation cycle is specified as time (the required time from the reference position to the target ignition timing) and obtained. The spark plug is activated based on the target ignition timing.
今回の回転周期のON期間を推定しているのは、ON期間中にエンジンが目標点火時期に到達することから、ON期間の計測後に目標点火時期を特定する手順では点火プラグの作動が間に合わないためである。また、そのために2回転前のON期間及びOFF期間を参照しているのは、4サイクルエンジンの燃焼サイクルが720°CA毎に繰り返され、2回転前のエンジンの回転変動が今回の回転周期でも再現されるため、これらのON期間及びOFF期間の比及び今回のOFF期間から、今回のON期間を推定可能なためである。 The ON period of the current rotation cycle is estimated because the engine reaches the target ignition timing during the ON period, so the ignition plug operation is not in time for the procedure for specifying the target ignition timing after measuring the ON period. Because. For this reason, the ON period and the OFF period before two revolutions are referred to because the combustion cycle of the four-cycle engine is repeated every 720 ° CA, and the engine fluctuations before the two revolutions are not changed even in the current rotation period. This is because the current ON period can be estimated from the ratio of these ON periods and OFF periods and the current OFF period.
上記した特許文献1の技術では、目標点火時期を特定するために2回転前のON期間及びOFF期間の情報を必要とする。通常のエンジンの運転中には問題ないが、エンジンを始動する際には、クランキング開始から2回転した後でなければON期間及びOFF期間の情報が得られず、必然的に点火時期制御も開始できない。点火時期制御の開始遅れはエンジン始動の遅延、ひいては車両発進の遅延に繋がるため、従来から迅速にエンジンを始動できる抜本的な対策が要望されていた。 In the technique of Patent Document 1 described above, information on the ON period and the OFF period before two rotations is required to specify the target ignition timing. There is no problem during normal engine operation, but when starting the engine, information on the ON period and OFF period can only be obtained after two revolutions from the start of cranking. I can't start. Since the start delay of the ignition timing control leads to a delay in starting the engine, and thus a delay in starting the vehicle, a drastic measure that can start the engine quickly has been demanded.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジンを始動する際にクランキングの開始当初からエンジンの回転に同期して点火プラグやインジェクタ等の制御機器を作動させることができ、これにより迅速なエンジン始動を実現することができるエンジンの始動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to provide a spark plug, an injector, or the like in synchronization with engine rotation from the beginning of cranking when the engine is started. It is an object of the present invention to provide an engine start control device capable of operating a control device and thereby realizing a quick engine start.
上記の目的を達成するため、本発明のエンジンの始動制御装置は、エンジンの1回転を1周期として、圧縮上死点の進角側に予め設定された特定角度領域に対応する第1の出力レベル期間、及びそれ以外の角度領域に対応する第2の出力レベル期間が交互に切り換えられるクランク角信号を出力する信号出力手段と、クランク角信号の第1の出力レベル期間の始端または終端に対応するエッジを基準位置とし、エンジンの回転に同期してエンジンの制御機器を作動させるための目標クランク角を基準位置からの角度として設定する目標クランク角設定手段と、エンジンの今回の回転周期における第1の出力レベル期間を計測し、第1の出力レベル期間の計測値に基づき目標クランク角設定手段により設定された目標クランク角を時間換算して、基準位置からの時間として今回の回転周期における目標時間を特定する第1の目標時間特定手段と、エンジンの2回転前の回転周期における第2の出力レベル期間及びそれに続く第1の出力レベル期間と今回の回転周期における第2の出力レベル期間とを計測し、これらの出力レベル期間の計測値に基づき今回の回転周期における第1の出力レベル期間を推定し、推定した第1の出力レベル期間に基づき目標クランク角設定手段により設定された目標クランク角を時間換算して、基準位置からの時間として今回の回転周期における目標時間を特定する第2の目標時間特定手段と、エンジンを始動する際に、クランキングの開始からエンジンが2回転するまでの期間中には、第1の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づきエンジンの制御機器を作動させ、2回転した後の期間中には、第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づきエンジンの制御機器を作動させるエンジン制御手段とを具備したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the engine start control device according to the present invention provides a first output corresponding to a specific angle region preset on the advance side of the compression top dead center with one rotation of the engine as one cycle. A signal output means for outputting a crank angle signal in which the second output level period corresponding to the level period and the other angle region is alternately switched, and corresponds to the start or end of the first output level period of the crank angle signal And a target crank angle setting means for setting a target crank angle for operating the engine control device in synchronism with engine rotation as an angle from the reference position, and a first crank angle in the current rotation cycle of the engine. 1 output level period is measured, and the target crank angle set by the target crank angle setting means is time-converted based on the measured value of the first output level period. A first target time specifying means for specifying a target time in the current rotation cycle as a time from the reference position; a second output level period in the rotation cycle before the second rotation of the engine; and a first output level period following the first output level period The second output level period in the current rotation cycle is measured, the first output level period in the current rotation cycle is estimated based on the measurement values of these output level periods, and the first output level period is estimated. When the engine is started, second target time specifying means for converting the target crank angle set by the target crank angle setting means to time and specifying the target time in the current rotation cycle as the time from the reference position During the period from the start of cranking to the second engine rotation, the engine is based on the target time specified by the first target time specifying means. Engine control means for operating the control equipment of the engine based on the target time specified by the second target time specification means during a period after the control device is operated and rotated twice. To do.
このように構成したエンジンの制御装置によれば、クランキングの開始からエンジンが2回転するまでの期間中には、第1の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づきエンジンの制御機器が作動され、2回転した後の期間中には、第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づきエンジンの制御機器が作動される。このため、エンジンを始動する際にクラキングの開始当初からエンジンの回転に同期した適切なタイミングで制御機器を作動させることが可能となる。 According to the engine control apparatus configured as described above, during the period from the start of cranking until the engine rotates twice, the engine control device is operated based on the target time specified by the first target time specifying means. The engine control device is operated based on the target time specified by the second target time specifying means during the period after the second rotation. For this reason, when starting the engine, the control device can be operated at an appropriate timing synchronized with the rotation of the engine from the beginning of cracking.
その他の態様として、目標クランク角設定手段が、目標クランク角としてエンジンの点火プラグによる目標点火時期を設定し、第1及び第2の目標時間特定手段が、それぞれ目標点火時期を時間換算して今回の回転周期の目標時間を特定し、エンジン制御手段が、エンジンの始動の際に第1及び第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づき点火プラグを作動させるように構成することが望ましい。
このように構成した場合には、クラキングの開始当初から点火プラグの点火時期制御を開始可能となる。
As another aspect, the target crank angle setting means sets the target ignition timing by the engine spark plug as the target crank angle, and the first and second target time specifying means respectively convert the target ignition timing to time and convert The engine control means is configured to operate the spark plug based on the target times specified by the first and second target time specifying means when starting the engine. desirable.
In such a configuration, ignition timing control of the spark plug can be started from the beginning of cracking.
その他の態様として、目標クランク角設定手段が、目標クランク角としてエンジンのインジェクタによる目標噴射時期を設定し、第1及び第2の目標時間特定手段が、それぞれ目標噴射時期を時間換算して今回の回転周期の目標時間を特定し、エンジン制御手段が、エンジンの始動の際に第1及び第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づきインジェクタを作動させるように構成することが望ましい。
このように構成した場合には、クラキングの開始当初からインジェクタの燃料噴射制御を開始可能となる。
As another aspect, the target crank angle setting means sets the target injection timing by the engine injector as the target crank angle, and the first and second target time specifying means respectively convert the target injection timing into time and Desirably, the target time of the rotation cycle is specified, and the engine control means is configured to operate the injector based on the target times specified by the first and second target time specifying means when starting the engine.
In such a configuration, the fuel injection control of the injector can be started from the beginning of cracking.
本発明によれば、エンジンを始動する際にクランキングの開始当初からエンジンの回転に同期して点火プラグやインジェクタ等の制御機器を作動させることができ、これにより迅速なエンジン始動を実現することができる。 According to the present invention, when starting the engine, it is possible to operate a control device such as a spark plug or an injector in synchronization with the rotation of the engine from the beginning of cranking, thereby realizing a quick engine start. Can do.
以下、本発明を二輪車に搭載されるエンジンの始動制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図1は本実施形態のエンジンの始動制御装置を示すシステム構成図である。
本実施形態のエンジン1は、排気量50ccの4サイクル単気筒ガソリンエンジンとして構成されており、走行用動力源として二輪車に搭載されている。但し、エンジン1の仕様については、これに限定されるものではなく任意に変更可能である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an engine start control device mounted on a motorcycle will be described.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an engine start control device of this embodiment.
The engine 1 of this embodiment is configured as a four-cycle single-cylinder gasoline engine with a displacement of 50 cc, and is mounted on a two-wheeled vehicle as a driving power source. However, the specification of the engine 1 is not limited to this and can be arbitrarily changed.
エンジン1のシリンダブロック2に形成されたシリンダ3内にはピストン4が摺動可能に配設され、ピストン4はコンロッド5を介してクランク軸6に連結されてピストン4の往復動に連動してクランク軸6が回転するようになっている。クランク軸6の後端(図示しない変速機側)にはフライホイール7が取り付けられ、フライホイール7の外周上の所定の角度領域にはクランク角を検出するための磁性体からなるリラクタ突起7aが形成されている。
A piston 4 is slidably disposed in a cylinder 3 formed in a
シリンダブロック2上に固定されたシリンダヘッド9には吸気ポート9a及び排気ポート9bが形成されると共に、先端を筒内に臨ませた姿勢で点火プラグ10が配設されている。吸気ポート9aに接続された吸気通路11には、上流側よりエアクリーナ12、運転者のスロットル操作に応じて開閉されるスロットルバルブ13、ISCV(アイドルスピードコントロールバルブ)14を備えたバイパス通路15、及び吸気ポート9aに向けて燃料を噴射するインジェクタ16が設けられている。また排気ポート9bに接続された排気通路17には、排ガスを浄化するための三元触媒18及び図示しない消音器が設けられている。
An
吸気ポート9aには吸気バルブ20が配設され、排気ポート9bには排気バルブ21が配設されている。これらの吸排気バルブ20,21はバルブスプリング22により閉弁側に付勢されると共に、シリンダヘッド9上でクランク軸6に同期して回転駆動される吸気カム軸23及び排気カム軸24により開弁される。これによりピストン4の往復動に同期した所定のタイミングで吸気バルブ20及び排気バルブ21が開閉し、吸気、圧縮、膨張、排気の4つの行程からなるエンジン1の燃焼サイクルがクランク角で720°CA毎に繰り返される。
An
上記インジェクタ16には、燃料タンク25内に貯留された燃料(ガソリン)が燃料ポンプ26により供給される。燃料ポンプ26はインジェクタ16と一体化され、供給ホース27及びリターンホース28を介してそれぞれ燃料タンク25に対して接続されている。
燃料ポンプ26が作動すると燃料タンク25内の燃料が供給ホース27を介して燃料ポンプ26内に導かれて所定圧に加圧され、加圧後の燃料がインジェクタ16に供給されると共に、余剰燃料がリターンホース28を介して燃料タンク25に回収される。これによりインジェクタ16には常に所定圧の燃料が供給され、インジェクタ16の開弁に応じて所定の噴射時期及び噴射量で吸気ポート9aに向けて燃料が噴射される。
The fuel (gasoline) stored in the
When the
エンジン1の運転中には、吸気行程でピストン4の下降に伴って発生した負圧によりエアクリーナ12を介して吸気通路11内に外気が吸入され、吸入空気はスロットルバルブ13の開度に応じて流量調整された後、インジェクタ16からの噴射燃料と混合しながら吸気バルブ20の開弁中にエンジン1の筒内に流入する。続く圧縮行程での圧縮を経て混合気は圧縮上死点の近傍で点火プラグ10により点火され、膨張行程中に燃焼してピストン4を介してクランク軸6に回転力を付与する。続く排気行程では燃焼後の排ガスが排気バルブ21の開弁中に筒内より排出され、排気通路17を流通しながら三元触媒18及び消音器を経て外部に排出される。
During operation of the engine 1, outside air is sucked into the
以上のエンジン1の燃焼サイクルは、ECU31(エンジン制御ユニット)の制御に基づき実行される。そのためにECU31の入力側には、上記フライホイール7に対向配置されてリラクタ突起7aに同期した検出信号を出力する電磁ピックアップ32(信号出力手段)、スロットルバルブ13の開度を検出するスロットルセンサ33、排気通路17に配設されてストイキ(理論空燃比)を中心とした排気空燃比の変動に応じて出力をステップ状に変動させるO2センサ34、エンジン1の冷却水温Twを検出する水温センサ35等の各種センサ類が接続されている。また、ECU31の出力側には、上記ISCV14、インジェクタ16(制御機器)、燃料ポンプ26、点火プラグ10(制御機器)を駆動するイグナイタ36等の各種デバイス類が接続されている。
The combustion cycle of the engine 1 described above is executed based on the control of the ECU 31 (engine control unit). For this purpose, on the input side of the
これらのセンサ情報に基づきECU31は、インジェクタ16を駆動するための燃料噴射制御、点火プラグ10を駆動するための点火時期制御等の各種制御を実行してエンジン1を運転する。
例えばECU31は燃料噴射制御として、電磁ピックアップ32の検出信号から算出したエンジン回転速度Ne及びスロットルセンサ33により検出されたスロットル開度θth等に基づき目標燃料噴射量を決定し、吸気行程の所定タイミングでインジェクタ16を駆動して燃料噴射を実行する。
Based on these sensor information, the
For example, as the fuel injection control, the
またECU31は点火時期制御として、エンジン回転速度Ne及びスロットル開度θth等に基づき目標点火時期を決定する一方、電磁ピックアップ32の検出信号から生成した矩形波状のクランク角信号に基づき目標点火時期に対応するタイミングを特定し、イグナイタ36を駆動して点火プラグ10を点火させる(エンジン制御手段)。
以下、このようなECU31により実行されるクランク角信号の生成から点火プラグ10の点火時期制御までの処理について詳述する。
Further, the
Hereinafter, the processing from the generation of the crank angle signal to the ignition timing control of the
図2はリラクタ突起7aに対応したクランク角信号の生成処理、及びクランク角信号に基づく目標点火時期の特定処理を示すタイムチャートである。
本実施形態のリラクタ突起7aは、フライホイール7上に60°CAの特定角度領域に亘って形成されている。フライホイール7の回転方向のリラクタ突起7aの端部を始端、反回転方向のリラクタ突起7aの端部を終端とすると、その始端はエンジン1の上死点よりも80°CA進角側のクランク角で電磁ピックアップ32と対応し、終端は上死点よりも20°CA進角側のクランク角で電磁ピックアップ32に対応するようになっている。
FIG. 2 is a time chart showing a crank angle signal generation process corresponding to the
The relieving
電磁ピックアップ32は、磁性体への接離により磁束変化を生じて出力を変動させる特性を有する。このため、リラクタ突起7aの始端及び終端と対応する毎に電磁ピックアップ32から出力される検出信号はスパイク状に変動する。より具体的に述べると、リラクタ突起7aの始端に対応するBTDC(Before Top Dead Center)80°CA、及びそれに続く終端に対応するBTDC20°CAでそれぞれ検出信号が変動し、これらの検出信号の変動が360°CA毎に繰り返される。
The
このようにして電磁ピックアップ32から出力される検出信号がECU31に入力され、ECU31は内蔵しているラッチ回路31a(信号出力手段)を用いてクランク角信号を生成する。即ち、ラッチ回路31aは、リラクタ突起7aの始端に対応する検出信号の変動タイミングでクランク角信号を立ち上げてON状態に保持し(本発明の第1の出力レベル期間であり、以下、ON期間と称する)、続くリラクタ突起7aの終端に対応する変動タイミングでクランク角信号を立ち下げてOFF状態に保持する(本発明の第2の出力レベル期間であり、以下、OFF期間と称する)。この処理がラッチ回路31aにより繰り返され、360°CAを1周期(OFF期間+ON期間)としてエンジン1のクランク角に同期して変動する矩形波状のクランク角信号が生成される。
Thus, the detection signal output from the
そして、クランク角信号に基づき点火時期制御が実行されるが、特許文献1の技術と同様に、今回の回転周期のON期間を推定するために2回転前のON期間及びOFF期間を参照すると、エンジン始動が遅延するという問題がある。 Then, ignition timing control is executed based on the crank angle signal. As in the technique of Patent Document 1, referring to the ON period and OFF period before two rotations in order to estimate the ON period of the current rotation cycle, There is a problem that engine start is delayed.
このような問題点を鑑みて本発明者は、フライホイール7上のリラクタ突起7aを通常のもの(例えば、特許文献1)よりも進角側に設定してクランク角信号のON期間を進角側にずらせば、ON期間の計測後に目標点火時期を特定する時間的な余地を確保できることを見出した。上記のように形成されたリラクタ突起7aの特定角度領域は、このような知見に基づくものである。但し、この手法では、ON期間の計測結果だけから目標点火時期を時間換算するため、遅角点火時(計測終了箇所と点火通電OFFが離れている場合)には、2回転前のON期間及びOFF期間を反映させる従来からの手法に比較すると、正確な点火時期制御は望みにくい。
In view of such a problem, the present inventor sets the
そこで、当該点火時期制御(本発明の第1の目標時間特定手段であり、以下、第1始動モードと称する)はクランキング開始当初からエンジン1が2回転するまでの期間中(初回の点火分)の実行に限り、その後は従来手法に基づく点火時期制御(本発明の第2の目標時間特定手段であり、以下、第2始動モードと称する)に移行するものとしている。
なお、最適なリラクタ突起7aの特定角度領域は、上記したBTDC80°CAからBTDC20°CAまでであるが、これに限定されるものではなく、リラクタ突起7aの始端はBTDC90〜60°CAの範囲内で、リラクタ突起7aの終端はBTDC20〜15°CAの範囲内で設定すればよい。
Therefore, the ignition timing control (first target time specifying means of the present invention, hereinafter referred to as the first start mode) is performed during the period from the start of cranking to the time when the engine 1 makes two revolutions (the first ignition amount). As long as the control is executed, the process proceeds to ignition timing control based on the conventional method (second target time specifying means of the present invention, hereinafter referred to as second start mode).
The optimum specific angle region of the
以上のような知見に基づきECU31により実行されるエンジン始動時の制御を説明する。
図3はECU31が実行する始動モード選択ルーチンを示すフローチャートであり、ECU31は車両のイグニションスイッチがON操作されたときに当該ルーチンを所定の制御インターバルで開始する。
まず、ステップS2でエンジン1のクランキングが開始されたか否かを判定し、No(否定)のときには一旦ルーチンを終了する。クランキングの開始によりステップS2でYes(肯定)の判定を下すと、ステップS4に移行してエンジン1が2回転したか否かを判定する。未だ2回転していないときにはNoの判定を下してステップS6で第1始動モードを選択した後にルーチンを終了する、また、エンジン1が2回転してステップS4の判定がYesになるとステップS8に移行して第2始動モードを選択した後にルーチンを終了する。
Based on the above knowledge, the engine start control executed by the
FIG. 3 is a flowchart showing a start mode selection routine executed by the
First, it is determined in step S2 whether or not cranking of the engine 1 has been started. If No (No), the routine is once terminated. If the determination of Yes (Yes) is made at the start of cranking in step S2, the process proceeds to step S4 to determine whether or not the engine 1 has made two revolutions. If the engine has not yet made two revolutions, a determination of No is made and the routine is terminated after the first start mode is selected in step S6. If the engine 1 makes two revolutions and the determination in step S4 is Yes, the process proceeds to step S8. After the transition and the second start mode is selected, the routine is terminated.
以上のECU31による始動モードの選択に基づくエンジン始動時の点火時期制御の実行状況を、図2のタイムチャートに基づきさらに説明する。
図2では膨張行程と排気行程との間でエンジン1のクランキングが開始された場合を示しており、このクランキングの開始当初は図3のルーチンにより第1始動モードが選択されている。
The execution status of the ignition timing control at the time of engine start based on the selection of the start mode by the
FIG. 2 shows a case where cranking of the engine 1 is started between the expansion stroke and the exhaust stroke, and at the beginning of the cranking, the first start mode is selected by the routine of FIG.
上記のようにクランク角信号は360°CAを1周期として変動しており、まず排気上死点の直前に位置するOFF期間の開始から圧縮行程中に位置するOFF期間の終了(=ON期間の開始)までが、当該回転の回転周期のOFF期間Toff(n-2)として計測される。続いてON期間の開始から圧縮上死点の直前に位置するON期間の終了までが、当該回転の回転周期のON期間Ton(n-2)として計測される。なお、これらの計測値は、OFF期間Toff(n-2)やON期間Ton(n-2)の継続時間を意味するものとする(後述する今回周期のOFF期間Ton(n)やON期間Ton(n)も同様)。 As described above, the crank angle signal fluctuates with 360 ° CA as one cycle. First, from the start of the OFF period positioned immediately before the exhaust top dead center, the end of the OFF period positioned during the compression stroke (= ON period) Until the start) is measured as an OFF period Toff (n-2) of the rotation period of the rotation. Subsequently, the period from the start of the ON period to the end of the ON period located immediately before the compression top dead center is measured as the ON period Ton (n-2) of the rotation cycle of the rotation. These measured values mean the durations of the OFF period Toff (n-2) and the ON period Ton (n-2) (the OFF period Ton (n) and the ON period Ton of the current cycle described later ). The same applies to (n) .
これと並行してON期間Ton(n-2)の開始と同時にイグナイタ36により点火コイルの通電が開始され、予め設定されている始動用の目標点火時期、及びON期間Ton(n-2)に基づき目標点火時期が特定され、その目標点火時期に基づき点火コイルの通電が終了して点火プラグ10が点火される。この点火に先行する吸気行程の所定タイミングではインジェクタ16から燃料が噴射され、続く圧縮行程で噴射燃料が吸入空気と共に筒内で圧縮されているため、点火により膨張行程中に燃焼が生起されることになる。
In parallel with this, energization of the ignition coil is started by the
このときの第1始動モードによる目標点火時期の特定処理は、以下の手順で実行される。まず目標点火時期はON期間Ton(n-2)の開始タイミング(立ち上がりエッジ)を基準位置とし、この基準位置から目標点火時期までのクランク角(本発明の目標クランク角であり、以下、点火目標クランク角Dtgtと称する)として算出される(目標クランク角設定手段)。なお本実施形態では、エンジン始動時の点火目標クランク角Dtgtを固定値として予めECU31に記憶させているが、これに限るものではなく、例えばエンジン1の冷却水温Twやバッテリ電圧に基づき点火目標クランク角Dtgtを可変設定してもよい(目標クランク角設定手段)。
At this time, the target ignition timing specifying process in the first start mode is executed according to the following procedure. First, the target ignition timing is based on the start timing (rising edge) of the ON period Ton (n-2) as a reference position, and the crank angle from the reference position to the target ignition timing (the target crank angle of the present invention, hereinafter referred to as the ignition target). (Referred to as crank angle Dtgt) (target crank angle setting means). In the present embodiment, the ignition target crank angle Dtgt at the time of starting the engine is stored in the
上記のようにして計測されたON期間Ton(n-2)はリラクタ突起7aの角度領域(60°CA)のクランク角に相当し、このクランク角だけクランク軸6を回転させるためにON期間Ton(n-2)を要している。よって、これらのリラクタ突起7aの特定角度領域及びON期間Ton(n-2)の関係を指標として点火目標クランク角Dtgtを時間換算し、基準位置から目標点火時期までの所要時間(本発明の目標時間であり、以下、点火目標時間Ttgtと称する)を算出できる。そして、基準位置から点火目標時間Ttgtが経過した目標点火時期のタイミングで点火コイルの通電終了により点火が行われる。
なお、基準位置は必ずしもON期間の開始タイミングである必要はなく、ON期間の終了タイミング(立ち下がりエッジ)を基準位置としてもよい。
The ON period Ton (n-2) measured as described above corresponds to the crank angle in the angle region (60 ° CA) of the
Note that the reference position is not necessarily the start timing of the ON period, and the end timing (falling edge) of the ON period may be used as the reference position.
以上のようにクラキング開始当初の初回の点火が実行され、2回目の点火は、エンジン1の2回転後(720°CA後)の回転周期における圧縮上死点の直前に実行される。 As described above, the first ignition at the beginning of cracking is executed, and the second ignition is executed immediately before the compression top dead center in the rotation cycle after two revolutions of the engine 1 (after 720 ° CA).
このときには図3のルーチンにより第2始動モードが選択されており、この第2始動モードによる目標点火時期の特定処理が以下の手順で実行される。
まず、2回転前の回転周期で既に計測されているOFF期間Toff(n-2)及びON期間Ton(n-2)に加えて、今回の回転周期におけるOFF期間Toff(n)が計測される。これらの計測値(Toff(n-2),Ton(n-2),Toff(n))に基づき、次式(1)に従って今回の回転周期におけるON期間Ton(n)が推定される。
Ton(n)=Toff(n)・Ton(n-2)/ Toff(n-2) ……(1)
At this time, the second start mode is selected by the routine of FIG. 3, and the target ignition timing specifying process in the second start mode is executed in the following procedure.
First, in addition to the OFF period Toff which are already measured in the rotation period of the previous two rotations (n-2) and the ON period Ton (n-2), the OFF period Toff in the current rotational period (n) is measured . Based on these measured values (Toff (n-2) , Ton (n-2) , Toff (n) ), the ON period Ton (n) in the current rotation cycle is estimated according to the following equation (1).
Ton (n) = Toff (n) · Ton (n-2) / Toff (n-2) ...... (1)
そして、上記した第1始動モードと同じく、リラクタ突起7aの特定角度領域及びON期間Ton(n)の関係を指標として点火目標クランク角Dtgtを時間換算し、基準位置から目標点火時期までの所要時間(点火目標時間Ttgt)を算出できる。このときの点火目標クランク角Dtgtは、第1始動モードと同一値を適用する必要は必ずしもなく、予め設定された別の固定値、或いはエンジン1の冷却水温Twやバッテリ電圧に基づく算出値を点火目標クランク角Dtgtとして適用してもよい(目標クランク角設定手段)。なお、以上の第2始動モードにより点火目標時間Ttgtを算出するまでの詳細な処理については、特許文献1を参照願いたい。
Then, as in the first start mode described above, the ignition target crank angle Dtgt is time-converted using the relationship between the specific angle region of the
以降はエンジン1のクランキングが継続されると共に、720°CA間隔でインジェクタ16による燃料噴射、及び第2始動モードにより特定された目標点火時期(=点火目標時間Ttgt)に基づく点火プラグ10の点火が繰り返し実行される。
そして、エンジン回転速度Neが予め設定された完爆判定値を超えるとエンジン1の始動が完了したと見なし、その運転を継続させるためにECU31は運転モードに移行する。この運転モードでは、エンジン始動時とは異なりエンジン1の運転状態(例えば、エンジン回転速度Neやスロットル開度θth)に基づき目標点火時期として点火目標クランク角Dtgtが算出されるものの、点火目標クランク角Dtgtを点火目標時間Ttgtに時間換算する処理については、上記した第2始動モードと同一の手順で実行される。
Thereafter, the cranking of the engine 1 is continued, the fuel is injected by the
When the engine speed Ne exceeds a preset complete explosion determination value, it is considered that the engine 1 has been started, and the
以上のように本実施形態のエンジン1の始動制御装置によれば、クランク角信号のON期間の計測後に目標点火時期を特定可能なように、フライホイール7上のリラクタ突起7aを進角側に設定した上で、クランキングの開始当初の初回の点火は、クランク角信号のON期間Ton(n-2)の計測値に基づき目標点火時期を特定し(第1始動モード)、2回目以降の点火は、2回転前の回転周期におけるOFF期間Toff(n-2)及びON期間Ton(n-2)と今回の回転周期におけるOFF期間Toff(n)との各計測値に基づき今回の回転周期におけるON期間Ton(n)を推定し、推定したON期間Ton(n)に基づき目標点火時期を特定している(第2始動モード)。
従って、エンジン1を始動する際にはクラキングの開始当初からエンジン1の回転に同期した適切なタイミングで点火プラグ10の点火時期制御を開始でき、ひいては迅速なエンジン始動を実現することができる。
As described above, according to the start control device for the engine 1 of the present embodiment, the
Therefore, when the engine 1 is started, the ignition timing control of the
ところで、本実施形態では、エンジン始動時に目標点火時期を特定するための処理として具体化したが、適用対象は点火時期制御に限るものではなく、例えば燃料噴射制御にも適用できる。そして、クランキングの開始当初の初回の燃料噴射(吸気行程)においても、クランク角信号のON期間Ton(n-2)の計測値に基づき目標噴射時期(=噴射目標時間Ttgt)を特定でき(第1の目標時間特定手段)、その目標噴射時期に基づき初回のインジェクタ16による燃料噴射を実行できるため(エンジン制御手段)、重複する説明はしないが実施形態と同様に、迅速に燃料噴射制御を開始して早期にエンジン1を始動することができる。
By the way, in this embodiment, although it actualized as a process for specifying target ignition timing at the time of engine starting, application object is not restricted to ignition timing control, For example, it can apply also to fuel injection control. In the initial fuel injection (intake stroke) at the beginning of cranking, the target injection timing (= injection target time Ttgt) can be specified based on the measured value of the ON period Ton (n-2) of the crank angle signal ( The first target time specifying means) and the first fuel injection by the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、二輪車に搭載されるエンジン1の始動制御装置に具体化したが、エンジン1の搭載対象はこれに限るものではない。例えば三輪車や発電機に搭載されるエンジン1の始動制御装置に具体化してもよい。また上記実施形態では単気筒エンジン1に適用したが、これに代えて多気筒エンジンに適用することもできる。
また上記実施形態では、信号出力手段としてECU31のラッチ回路31a及び電磁ピックアップ32を用いたが、これに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば周知のフォトインタラプタを使用してもよい。
This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the engine 1 is embodied in the start control device of the engine 1 mounted on the two-wheeled vehicle, but the engine 1 is not limited to this. For example, the present invention may be embodied in a start control device for the engine 1 mounted on a tricycle or a generator. Moreover, although applied to the single cylinder engine 1 in the said embodiment, it can replace with this and can also apply to a multicylinder engine.
In the above embodiment, the
1 エンジン
10 点火プラグ(制御機器)
16 インジェクタ16(制御機器)
31 ECU(目標クランク角設定手段、第1の目標時間特定手段、
第2の目標時間特定手段、エンジン制御手段)
31aラッチ回路(信号出力手段)
32 電磁ピックアップ(信号出力手段)
1
16 Injector 16 (control equipment)
31 ECU (target crank angle setting means, first target time specifying means,
Second target time specifying means, engine control means)
31a latch circuit (signal output means)
32 Electromagnetic pickup (Signal output means)
Claims (3)
上記クランク角信号の上記第1の出力レベル期間の始端または終端に対応するエッジを基準位置とし、上記エンジンの回転に同期して該エンジンの制御機器を作動させるための目標クランク角を上記基準位置からの角度として設定する目標クランク角設定手段と、
上記エンジンの今回の回転周期における上記第1の出力レベル期間を計測し、該第1の出力レベル期間の計測値に基づき上記目標クランク角設定手段により設定された目標クランク角を時間換算して、上記基準位置からの時間として今回の回転周期における目標時間を特定する第1の目標時間特定手段と、
上記エンジンの2回転前の回転周期における上記第2の出力レベル期間及びそれに続く第1の出力レベル期間と今回の回転周期における第2の出力レベル期間とを計測し、これらの出力レベル期間の計測値に基づき今回の回転周期における第1の出力レベル期間を推定し、該推定した第1の出力レベル期間に基づき上記目標クランク角設定手段により設定された目標クランク角を時間換算して、上記基準位置からの時間として今回の回転周期における目標時間を特定する第2の目標時間特定手段と、
上記エンジンを始動する際に、クランキングの開始から該エンジンが2回転するまでの期間中には、上記第1の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づき上記エンジンの制御機器を作動させ、2回転した後の期間中には、上記第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づき上記エンジンの制御機器を作動させるエンジン制御手段と
を具備したことを特徴とするエンジンの始動制御装置。 A first output level period corresponding to a specific angle region preset on the advance side of the compression top dead center, and a second output level period corresponding to other angle regions, with one rotation of the engine as one cycle Signal output means for outputting a crank angle signal that is alternately switched,
An edge corresponding to the start or end of the first output level period of the crank angle signal is set as a reference position, and a target crank angle for operating the engine control device in synchronization with the engine rotation is set as the reference position. Target crank angle setting means for setting as an angle from
The first output level period in the current rotation period of the engine is measured, and the target crank angle set by the target crank angle setting means based on the measurement value of the first output level period is converted into time, First target time specifying means for specifying the target time in the current rotation cycle as the time from the reference position;
The second output level period and the subsequent first output level period in the rotation cycle before two revolutions of the engine are measured, and the second output level period in the current rotation cycle is measured, and measurement of these output level periods is performed. The first output level period in the current rotation cycle is estimated based on the value, the target crank angle set by the target crank angle setting means is converted into time based on the estimated first output level period, and the reference Second target time specifying means for specifying the target time in the current rotation cycle as the time from the position;
When starting the engine, during the period from the start of cranking to the second rotation of the engine, the engine control device is operated based on the target time specified by the first target time specifying means. Engine starting means comprising engine control means for operating the engine control device based on the target time specified by the second target time specifying means during a period after two revolutions Control device.
上記第1及び第2の目標時間特定手段は、それぞれ上記目標点火時期を時間換算して今回の回転周期の目標時間を特定し、
上記エンジン制御手段は、上記エンジンの始動の際に上記第1及び第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づき上記点火プラグを作動させる
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの始動制御装置。 The target crank angle setting means sets a target ignition timing by the engine spark plug as the target crank angle,
The first and second target time specifying means specify the target time of the current rotation period by converting the target ignition timing into time,
2. The engine according to claim 1, wherein the engine control means operates the spark plug based on the target times specified by the first and second target time specifying means when starting the engine. Start control device.
上記第1及び第2の目標時間特定手段は、それぞれ上記目標噴射時期を時間換算して今回の回転周期の目標時間を特定し、
上記エンジン制御手段は、上記エンジンの始動の際に上記第1及び第2の目標時間特定手段により特定された目標時間に基づき上記インジェクタを作動させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンの始動制御装置。 The target crank angle setting means sets a target injection timing by the engine injector as the target crank angle,
The first and second target time specifying means specify the target time of the current rotation period by converting the target injection timing into time,
3. The engine control unit according to claim 1, wherein the engine control unit operates the injector based on the target times specified by the first and second target time specifying units when the engine is started. 4. Engine start control device.
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